看到洛杉矶夏日里朦胧的天空，你可能会忍不住将罪责归咎于充斥在地区道路上的汽车和卡车。这基本上是对的，但越来越多的空气污染源自这些车辆下方的物质：沥青。
昨天发表在《科学进展》（Science Advances）上的一项新研究发现，沥青铺装材料和屋顶会释放出大量气体，这些气体随后会形成空气污染物。在夏季，城市中的沥青对二次有机气溶胶的污染贡献可能超过汽车和卡车。
城市地区大部分的细颗粒物污染——占20%到70%——是二次有机气溶胶，或称为SOA。尽管近年来空气污染（在过去几十年中已大大改善），这在很大程度上得益于针对机动车的技术和政策，但在许多大城市，空气污染仍然是一个问题。例如，南加州部分地区仍然无法达到美国环保署对细颗粒物的标准。
随着车辆排放的气溶胶污染的下降，其他来源的相对贡献在增长。大气科学家已经测量出地面已知污染物排放与实际空气污染物之间的差距。“几十年来，大气科学家和空气质量管理者一直在寻找‘缺失的[二次有机化合物]来源’，”美国国家海洋和大气管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration）的对流层化学家Jessica Gilman在一封电子邮件中告诉《大众科学》（Popular Science）。“之所以称之为‘缺失’来源，是因为我们通常观察到的SOA质量超过了我们所知的、可以从典型/传统前体/成分中形成的量。”
耶鲁大学（Yale University）的化学和环境工程师Drew Gentner想了解沥青对这种神秘混合物的贡献有多大。如果你还记得新铺沥青的那种独特的刺鼻气味，你闻到的就是这种石油基材料散发出的挥发性有机分子。因此，Gilman说，沥青很可能就是这些来源不明的气溶胶的来源。
Gentner和他的团队将一种常见的沥青混合物样本放入炉中，并在各种温度下加热。他们还让铺装材料暴露在UVA和UVB光线下——模拟阳光的效果。研究人员测量了沥青块散发出的化学物质的排放量和类型。
加热和光照都会显著增加沥青的排放量。随着材料从40℃升至60℃（104℉至140℉），排放量翻了一番——这在许多城市地区是夏季铺装材料的实际温度。阳光也使排放量增加了近300%，与没有光照的样本相比。热量和阳光似乎也会引起不同的化学反应。在样品被加热近两天后，它会持续释放少量挥发性化合物，而添加阳光则引起了新的高峰。
接下来，研究人员计算了这对南加州这样一个发达地区可能意味着什么。他们利用实验结果和该地区已知的沥青使用量，估算了所有这些铺装材料对空气的潜在影响。他们发现，屋顶和道路沥青在年度基础上对二次有机化合物的贡献可能与该地区所有车辆的贡献相当。
需要明确的是，这一发现仅适用于一种类型的污染物。汽车仍然会产生大量污染，并且是臭氧的主要来源。但是，在夏季的城市地区，这些来自沥青和其他非车辆来源的气溶胶会加剧雾霾。“[二次有机化合物]一直是空气质量研究人员的极大关注点，”Gentner说。“尤其是在夏季和城市地区，它是雾霾的重要组成部分。”
这类污染物很难理解。它们不仅来自无数来源——沥青是一个大来源，但油漆和其他产品也会释放污染物的前体化合物——而且产生这些二次化合物的化学反应也非常复杂。虽然在理解和减少车辆排放方面取得了很大进展，但揭示非燃烧污染途径仍然是一个重大挑战。“如果我们想解决我们的空气质量问题，我们就需要拓宽视野，纳入不太传统的来源，”卡内基梅隆大学（Carnegie Mellon University）研究细颗粒物的土木工程师Allen Robinson说，他没有参与这项研究。
“这些排放因子和排放估算对于理解空气质量至关重要，而且还有许多缺失的来源需要我们更好地理解，”埃默里大学（Emory University）的环境科学家Eri Saikawa在一封电子邮件中告诉《大众科学》（Popular Science），她没有参与这项研究。“我们对二次有机气溶胶仍然知之甚少，这些研究对于推动该领域向前发展非常重要。”
Gentner说，未来的研究可以帮助揭示不同类型的沥青和铺装方式如何减少排放。所谓的“凉爽铺装”（cool pavements）——使用反光材料避免吸收热量——也可能减少沥青产生的污染物量。“这显然需要一些工作，”Robinson说。“在美国，每年仍有10万人因细颗粒物水平升高而过早死亡。如果我们想在这方面取得进展，我们就需要考虑这些类型的来源以及如何控制它们。”
