新冠疫情如何给世界在应对空气污染方面上了一课

“7%的下降——这是二战以来我们从未见过的。科琳娜·勒Quéré他是英国东安格利亚大学气候变化科学教授。Le Quéré谈论的是现代全球碳排放量前所未有的减少，这是冠状病毒大流行的结果。¹Le Quéré和其他大气科学家在过去一年里收集的数据既令人震惊，又有深刻的见解。它们展示了一个被一种迄今已造成250多万人死亡的病毒深刻改变的世界，同时也让人们一窥拥有更清洁空气的未来可能会是什么样子——一个可以拯救许多生命的未来。

随着Covid-19席卷全球，各国开始限制人们的流动，以阻止疾病的传播。随着封锁措施的实施，来自车辆、飞机和工厂的空气污染大幅减少。印度德里通常被雾霾和污染所笼罩，天空湛蓝的照片在全球各地的媒体上流传。

对于空气污染科学家来说，这次大流行是一个不同于其他任何机会的机会，可能是历史上最大的无意中的大气化学实验。分析环境化学家说:“过去曾有过一些不受欢迎的实验，例如，9 / 11事件导致整个航空业停运。科拉年轻来自加拿大约克大学。但就全球性事件而言，这样的事件以前从未发生过。

清除空气

“作为空气质量研究人员，我们总是想知道我们是否会从减少排放中受益——没有人真正知道，”他说范刘他是美国宇航局戈达德太空飞行中心的大气科学家。“在大流行之前，我们只是做了模拟。这一次，它真的发生了。”

刘回忆起一天午饭后听到武汉封锁的消息时和她的主管的谈话。2020年1月23日凌晨2时，中国当局通知该市1100万居民，从上午10时起，武汉将被隔离。他回忆说，封锁这么大的一个城市，这可是个大新闻。此次封锁是在春节前两天实施的，春节是旅游旺季。

刘和她的同事们立即开始整理来自两颗不同卫星上的光谱仪的数据，每颗卫星都提供每日全球大气数据，空间分辨率高达5.5 × 3.5km。她回忆说:“一开始，我们几乎没有得到任何有用的观测结果，因为那天非常多云。”“但后来我们开始看到二氧化氮在中国。”

刘的团队发现，主要高速公路上的二氧化氮信号消失了，钢铁、石油工业和化石燃料发电厂占主导地位的地区也消失了。²总体而言，中国的辐射水平下降了近50%。虽然春节假期期间的一些减少并不罕见，但2020年的降幅比前五年大了21%。

死于污染

二氧化氮-和其他氮氧化物，共同归类为NO_x-是对人类健康危害最大的四种污染物之一。其他的是硫氧化物(SO_x)、地面臭氧和颗粒物(PM)——由硫酸盐、硝酸盐、氨、氯化钠、黑碳、矿物粉尘和水组成的微小颗粒。“不_x是人类行为和经济活动的一个很好的指标，因为主要来源是化石燃料的燃烧，车辆或燃煤电厂。”

高浓度的二氧化氮具有剧毒，可引起气道炎症。但长期暴露在空气和其他污染物中会对健康产生更广泛的影响，从中风、心脏病到肺癌和慢性呼吸道疾病。考虑到去年年初出现的一些现有疾病患者的Covid风险增加，科学家们想知道，空气污染更严重的地方是否有更多的Covid死亡。

“从统计上看，高颗粒物水平与Covid死亡人数和Covid传播之间有很强的联系——其中一项研究是对意大利110个省份的研究。^3.空气质量研究人员解释道裂缝Isaifan来自卡塔尔哈马德·本·哈利法大学。2020年初在几个国家进行的许多其他分析也类似显示污染和Covid死亡率之间存在关联．

但仍然没有确凿的证据表明，如果人们生活在污染更严重的地方，他们更有可能患上严重的Covid。仓促收集的数据证明了这一点研究人员的难题以解释疫情曲线的时间、不同的封锁限制和少报Covid死亡人数。⁴英国国家统计局发现，随着新冠肺炎死亡人数的上升和封锁的实施，污染和死亡率之间的相关性降低了．

NO的急剧下降_x而封锁城市的PM水平又提出了另一个问题。Covid隔离是否通过提供更清洁的空气来防止死亡?在世界范围内，室外空气污染杀死了一个人估计每年有420万人死亡．生活在低收入和中等收入国家的人们首当其冲——与空气污染有关的所有过早死亡中，91%发生在这些国家，特别是在东南亚和西太平洋国家。伊赛凡说:“多年来，空气污染每年造成7%或8%的死亡，相比之下，我认为(大流行)当时拯救的人可能比死亡的人更多。”伊赛凡在2020年初就这一主题进行了一项研究，当时新冠肺炎的死亡率估计为3.4%。⁵

一个科学家团队估计，中国的封锁和相关的NO减少_xPM挽救了大约1.2万人的生命，其中大多数人避免了与污染相关的心血管疾病。⁶然而，其他人指出，需要谨慎对待这样的数字。诸如解释天气对污染的影响以及获得准确的死亡率基线等困难可能会限制这项研究的结论。⁷

尽管NO突然下降_x在大流行的早期，并不是每个地方的空气都变干净了。他说，由于某些地区特殊的化学条件，他们发现空气质量没有改善，有时甚至更差。在世界上污染最严重的城市之一德里，空气明显变得更加清澈——然而，杨回忆说，她对封锁期间地面臭氧的急剧增加感到震惊。

复杂的化学

大气反应是复杂的。它们不仅取决于化学物质的种类，还取决于它们的浓度。虽然没有_x臭氧是直接排放的，是由一级污染物光化学反应形成的二级污染物。一个微妙的网络连接着地面臭氧，NO_x以及挥发性有机化合物(VOCs)，包括苯、丙酮、氯仿等。

他说，有两种情况:一种是NO_x是有限的，所以NO的数量_x是什么推动了臭氧的产生?利Crilley约克大学的大气化学家。这意味着当NO时_x水平下降，臭氧水平下降。但许多被污染的城市是NO_x饱和-他们的大气化学在VOC有限的制度下运作，其中NO较少_x并不意味着臭氧更少。

没有_x充当羟基自由基的储存库，羟基自由基是驱动光氧化反应的一种活性氧。NO含量少_x在周围，羟基自由基加速了VOCs的氧化，这反过来又推动了臭氧的产生。这种关系在城市中引起了周末效应，当交通流量减少时，臭氧水平会更高_x下降。“这就是我们在德里看到的情况，VOC受到限制，因为它对NO的变化没有反应_x克里利说。

来自34个国家近500个空气监测站的数据在全球范围内也显示出类似的趋势。⁸平均而言，否定的比例为34%_x与2015年至2019年的平均水平相比，在2020年1月至4月底的严格封锁期间，PM下降15%。与此同时，全球平均地面臭氧浓度增加了86%。鉴于臭氧对人体肺功能的有害影响，封锁是否产生了更清洁的空气这一问题仍然难以回答。考虑到天气因素，有些变化可能看起来比实际情况更剧烈。

克里利解释说:“虽然每年的气象情况都相当一致，但你无法预测每一天的气象变化。”他说，许多没有考虑到当地天气的研究并没有错，但它们只能“给你一个变化的概念，而不是导致变化的原因”。

在预印本中，克里利，杨和他们的同事Yashar Iranpour远程接入数据采集自印度的一个空气监测站．被封锁的德里的一个地点显示了中位数NO_x与过去3年同期相比，pm2.5浓度分别下降了75%和57%。然而，将封锁浓度与考虑到2020年特定大气条件的气象调整模型预测的水平进行比较，结果显示NO减少20%的幅度要小得多_xPM为8%。

这一比预期小得多的下降表明，交通只是德里空气污染问题的原因之一。有许多来源——工业和燃烧作物残余物——在封锁期间基本没有变化。

Covid的碳足迹

污染过程也会导致二氧化碳排放。然而，在关于空气污染的讨论中，温室气体经常被忽略，因为它不会像其他空气污染物那样直接影响人类健康。尽管如此，Le Quéré说:“总的来说，它肯定是一种对环境功能有害的化合物。”

封锁期间道路运输和工业生产的减少对碳排放产生了立竿见影的影响。2020年4月，当大多数国家实施了最严格的检疫措施时，二氧化碳水平比前一年下降了27%。封锁一解除，排放量就迅速回升。Le Quéré说:“灵活性非常好。”

总体而言，与2019年相比，2020年全球碳足迹减少了2.6亿吨，相当于整个欧洲的年排放量。Le Quéré说:“从应对气候变化所需行动的规模来看，新冠疫情的影响确实击中了人心。”《巴黎协定》的目标是将全球平均气温增幅控制在远低于工业化前水平2摄氏度的水平，这要求在整个本世纪20年代每年减排1 - 2亿吨碳。

他说，我们在一年内实现了(7%的降幅)，但我不喜欢我们实现这个目标的方式Devyani辛格他是美国哈里斯堡科技大学的能源和气候政策专家。“我觉得这种说法会被错误的一方所接受——化石燃料游说者总是说，如果我们减少排放，就会影响经济。但她指出，情况当然不必如此。Le Quéré补充说，找到能够持续一年的解决方案，同时支持经济将是“大事”。

绿色复苏?

在大流行期间，可再生能源被证明是有弹性的煤炭发电量创纪录地下降了8.3%2020年上半年。然而，许多国家的新冠疫情恢复计划与其气候承诺相矛盾，伦敦咨询公司Vivid Economics的一份报告发现．在被分析的30个国家中，包括G20经济体在美国，绿色政策决策的积极影响仅在10个国家就超过了破坏性刺激计划对环境的负面影响。

尽管如此，气候政策已被证明能减少碳排放，尽管变化缓慢。根据2020年的一项分析，1999年至2016年期间全球引入的1800项气候法律相当于减少了38亿吨二氧化碳的排放₂在这段时间内，相当于全球一年的碳排放量。⁹辛格说:“在这一点上，没有什么灵丹妙药，我们需要做所有的事情，所有的事情——我们需要现在就做。”她指出，碳税、抵消、有管理的逐步关闭、交通电气化和清洁能源都需要齐头并进。

他说，对商界来说，这场大流行敲响了警钟玛丽亚卡瓦略他是可持续发展解决方案公司南极的气候政策顾问。“新冠肺炎让人们明白，生存威胁真的会影响你的业务。“这意味着投资者开始向企业施加更大的压力，要求它们朝着环保目标努力。

南极对120多名高管的调查显示，约61%的人设定了净零碳目标或与《巴黎协定》要求的减排目标一致。卡瓦略说:“但仅仅设定目标是不够的，你还需要一个路线图和行动计划。”“我们发现，在制定净零目标的企业中，只有48%的企业为实现这一目标设定了里程碑。”

新冠疫情改变了人们的工作人数，这可能对减少城市空气污染大有帮助。卡瓦略说:“很多交通排放来自于堵车时空转的汽车。”现在，或许是时候鼓励人们少去办公室，骑自行车、步行或乘坐公共交通工具通勤，并采取更灵活的工作时间，以避免交通拥堵。

然而，数据似乎表明，排放量已经在反弹，2020年的深刻变化只不过是曲线上的一个光点。Le Quéré说:“我们在Covid-19危机结束后重建的方式将对气候变化产生巨大影响。”

更正:Leigh Crilley的隶属关系于2021年4月22日更新．