垂柳在全球许多城市中都很常见。照片来源：avada/Alamy 在北京，数百万棵垂柳和杨树将这座特大城市变成了绿色大都会。但一项研究发现，这些树释放的化合物正在成为空气污染的主要贡献者。北京并不是唯一的城市。今天在《科学进展》上发表的研究表明，许多种植在城市地区的树木——通常因其快速生长和气候适应性而被选择的物种——正在加剧臭氧排放。全球变暖引起的气温上升可能会加剧这个问题。臭氧在某些植物、车辆和化工行业释放的挥发性有机化合物（VOCs）与主要来自交通和工业的氮氧化物（NOx）反应时形成。在阳光的存在下，这些化合物之间的一系列反应导致了臭氧的形成。吸入臭氧可能会导致气道发炎或损伤，造成呼吸困难，特别是在哮喘或肺病患者中。 共同作者阮斌，是中国广州暨南大学大气化学研究员，他表示，研究小组最初的目标是了解人类活动对臭氧污染的影响。但他们惊讶地发现，城市植被对臭氧排放的贡献远远大于之前的想法。“当我们得到这些数据时，我们最初并不相信，”阮说。许多树种都会释放VOCs，有些树种释放的更多。垂柳（Salix spp.）和杨树（Populus spp.），在许多城市中已被种植，释放高水平的异戊烯，这是一种作为光合作用副产品产生的VOCs。研究小组发现，北京约35%的树木是异戊烯的排放源。 测量排放 研究人员在北京收集了空气样本以测量VOCs浓度，并在城市周围的监测站收集臭氧数据。他们发现，在2021年5月至7月的研究期间，植被约占北京总VOCs排放的10%，而人类活动（如车辆排放和工业化学物质）则占其余部分。由于VOCs不会直接形成臭氧，研究小组需要另一种方法来测量植被对城市臭氧污染的贡献。为此，他们估算了VOCs与大气中的羟基反应的速度。羟基与VOCs反应形成过氧基自由基，后者再与空气中的NOx反应形成在阳光存在下转化为臭氧的化合物。研究发现，植被约占形成臭氧的化学物质的52%，其中异戊烯是主要贡献者。尽管人类活动的总VOCs排放量高于植被的排放量，但它们对臭氧形成的贡献明显低于植物。研究人员还考察了种植在24个特大城市的树种，以估算它们的异戊烯潜在排放。他们发现，在他们调查的许多城市中，包括澳大利亚的悉尼和墨尔本，异戊烯的排放量预测高于北京。例如，在悉尼，约65%的树木排放异戊烯。悉尼麦考瑞大学的环境化学家伊恩·杰米表示，植被作为VOCs的来源比例正在逐渐增大，因为其他来源在过去几十年中大幅减少。他表示，曾经是有机化合物重要来源的车辆排放量已减少。随着温度上升，热量加剧了VOCs和臭氧的生成，研究发现，在35°C时，植被中VOCs的羟基反应活性率是20°C时的七倍。因此，植被对化学反应性的贡献从20°C时的21%上升到了35°C时的74%。