位于地球大气层高处的臭氧层，即平流层臭氧，可保护人类健康、农作物和生态系统免受过多紫外线（UV）辐射的损害。但在大气层较低位置，即对流层，情况就有所不同。在对流层，人类活动会产生过多的臭氧，从而对人类健康、农作物和生态系统造成威胁。

一、有益臭氧

臭氧（O₃）是由大气层中的氧气（O₂）自然产生的气体。地球大气层中的臭氧大多出现在平流层内的臭氧层——距离地面约15公里。

这里的臭氧形成了臭氧层，成为一道抵御太阳有害射线的天然屏障。20世纪70-80年代，臭氧损耗引起了人们极大的关注，当时科学家们发现用于气雾剂和制冷行业的气体如全氯氟烃（CFC），正在导致形成一个巨大的季节性臭氧空洞。世界各国签署了《蒙特利尔议定书》以逐步减少这些气体，该协议取得了巨大成功，目前臭氧层正在逐步愈合。这对于地球而言是个好消息，因为臭氧层可以预防癌症和白内障，并保护农作物和生态系统。

二、有害臭氧

臭氧同时具有两面性。另外约10%的“有害臭氧”位于最接近地球表面的大气层中，即对流层。大部分对流层臭氧位于最低2-3公里处，因此它也被称为“地表臭氧”。地表臭氧被称为有害臭氧，这是因为高浓度臭氧对人类健康、农作物生产和包括森林在内的自然植被构成威胁。

2010年，环境影响评估小组（EEAP）报道指出全球100-125万人的死亡可归因于地表臭氧污染。虽然长期暴露于高浓度的地表臭氧中可能会导致心血管疾病（包括高血压、心脏病和中风），但最广为人知的是其与呼吸系统疾病有关。

吸入臭氧会导致呼吸道和肺部的炎症及损伤，甚至会对没有任何先发呼吸道疾病的人造成伤害，对于已患有相关病症的人则危害更大。在全球范围内多达20%的哮喘相关急诊可能由地表臭氧导致。EEAP在其2020年最新报告中指出，有初步证据表明新冠肺炎感染导致的健康状况恶化也可能与严重的空气污染有关。

三、对农作物和植被的影响

许多植物（从地衣到森林树木）都因暴露于地表臭氧中而受损。由于地表臭氧造成的大豆、小麦、水稻和玉米的全球产量损失估计从4%-12%不等。研究发现某些地区的减产幅度甚至更大，例如水稻减产幅度高达24%，小麦减产幅度可高达36%。高浓度的地表臭氧也损害了森林的增长和生产力。这种增长的减少降低了森林吸收二氧化碳的能力，其中包括人类活动产生的二氧化碳——这是导致气候变化的主要驱动因素。

四、地表臭氧是如何产生的？

即使在最纯净的空气中也会存在浓度较低的地表臭氧，但在受污染空气中会产生更多臭氧。臭氧是由人类产生的混合空气污染物之间的化学反应产生的，包括氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）和碳氢化合物。较高温度和明亮的阳光会加速这些反应，因此在温暖、阳光充足的条件下，地表臭氧浓度通常最高。

总体而言，城市地区的地表臭氧往往最多，因为工业和运输排放导致高浓度的NOx和碳氢化合物。地表臭氧后续可能会被风从城市扩散到农村地区。

五、管控有害臭氧

与旨在保护有益臭氧的《蒙特利尔议定书》不同，目前尚无保护人类免受有害臭氧影响的全球性条约。然而，许多国家将地表臭氧纳入其空气质量标准和清洁空气法规（如限制和管制工业、发电站和车辆的排放）以及限制有机溶剂和未燃烧的车用燃料中碳氢化合物排放的措施。

六、重要区别

虽然臭氧只有一种，但它所处位置在平流层还是对流层会对人类、农作物、动物和生态系统产生极为不同的影响，因此重要的是需注意两者之间的区别。人类需要确保继续履行《蒙特利尔议定书》，以保护平流层中的“有益臭氧”——地球的遮阳板。

然而，与排放和污染作战从而减少对流层低层的“有害臭氧”是另一回事，它不仅对人类健康产生不良影响，也会对动植物造成危害。