晴空万里、碧空如洗（图1、2），你以为天朗气清的日子空气真的很好吗？或许一种无色无味的污染，已悄然降低了空气质量，损害着我们的健康。大家可能已经猜到了——臭氧（O3），而过氧乙酰硝酸酯（PAN）作为O3的“异卵双胞胎”常被忽视。PAN污染与O3污染一样具有“迷惑性”，因为它通常发生在风和日丽、晴空万里的情况下，人们很难察觉到。二者往往相伴而生，一年四季密切相关（图3）。雾霾的严重程度一目了然，但PAN污染发生时的蓝天白云却给人“空气很清新”的错觉。
研究所天空蓝（陈进生研究员拍摄）（图1）
仪器天空蓝（陈进生研究员拍摄）（图2）
图片来源于（Hu et al. 2020）（图3）
它的来源
PAN没有天然来源，只有人为来源。它的形成过程与O3相似，都是二氧化氮（NO2）与大气中的挥发性有机物（VOCs）在太阳光照的作用下形成的产物。不同于形成O3的VOCs，形成PAN的VOCs必须通过反应形成过氧乙酰自由基（PA自由基），然后与NO2反应形成PAN。在城市中，过氧乙酰自由基的主要来源是乙醛，因此乙醛也成为PAN的主要有机物前体。由于PAN只有人为来源，因此大气中检测到的PAN浓度比O3浓度更能作为光化学烟雾事件的依据。
它的去向
PAN的光化学活性和水溶性都较弱，与OH的反应速率较慢。它在对流层中的主要去除途径是热分解，回分解为NO2和过氧乙酰基。热分解反应的程度与温度密切相关。PAN的大气寿命随温度变化很大。在室温25°C时约为30分钟，在0°C时约为8小时。而在对流层上部，由于温度很低，PAN相当稳定，寿命可达几个月，从而被传输到偏远的地区。当PAN被传输到温暖的偏远地区后，就会释放出NO2，改变当地的氮氧化物的空间分布，并影响当地的大气光化学反应。
高浓度PAN地点
近地层（0-2公里）是与人类生产生活息息相关的层次。在中国东部，特别是中国东南沿海地区，PAN浓度最高（图4）。中国科学院城市环境研究所陈进生团队对中国东南沿海地区PAN及相关参数进行为期一年的观测，发现该地区PAN最大值可以达到4.2 ppb，年平均浓度为0.55 ppb。
图片来源于（Fischer et al. 2014）（图4）
它的危害
O3素有“在天是佛，在地是魔”之称，意指它在平流层可以吸收紫外线，保护地球上的生物。而在近地层，由于它具有强氧化性，会对人体健康、植物和材料造成极大的危害。相对于O3，PAN可以说是百害而无一利。PAN能强烈刺激眼睛，引起流泪和炎症，易感人群包括儿童、老年人、孕妇、心脏&呼吸系统疾病患者和户外工作者（图5）；还能伤害植物，使多种植物叶子的背面呈青铜色或发生玻璃化，使农作物产量大幅度降低。有研究指出，它还是造成皮肤癌的可能试剂。
图片来自网络（图5）
如何预防它的危害
对普通公众来说，既然惹不起，我们还躲得起吗？预防PAN污染的最佳方法是宅在家里。避免在PAN浓度较高的时段外出活动，如下午一点到三点。关窗更能起到效果，因为没有阳光，PAN无法持续生成。这样不仅可以规避PAN带来的伤害，还可以减少与O3的接触，因为O3也在午后一点至三点达到峰值（图6）。与颗粒物不同的是，出门戴口罩对抵挡PAN没有作用。此时可通过减少户外活动来规避，因为房屋建筑通常对户外的大气污染具有一定屏障作用。
图片来源于（Hu et al. 2020）（图6）
如何控制PAN污染
从根源上控制PAN污染，就是要控制其前体物的排放，即氮氧化物（NOx）和VOCs。例如，当南风吹拂时，厦门岛（排放大量NOx和VOCs）处于观测站点（IUE）的上风向，不同季节污染物玫瑰图均表明，南风吹拂时PAN浓度较高。由于大气迁移扩散的影响，大气环境很难在一个地区“独善其身”，因此需要各个地区合作，联防联控，不仅使大气变蓝，还要是健康的蓝。
图片来自（Hu et al. 2020）