在世界的許多大城市，空氣污染都是很嚴重的問題。根據世界衛生組織 (WHO) 的資料，全球每年約有 700 萬人因空氣污染導致過早死亡。更令人擔憂的是，2022 年 WHO 的報告指出，全球約 99% 的人口呼吸的空氣品質都超出 WHO 的標準。
當然，身為美國最大的城市之一的洛杉磯（Los Angeles）也不例外。事實上，洛杉磯的臭氧和 PM2.5 經常處於不健康的水平。而揮發性有機化合物 (VOC) 是形成臭氧和二次有機氣膠 (SOA) 的重要前驅物，這兩者都是有害的空氣污染物。所以，了解VOC的來源，對於維護空氣品質很重要。可是，先前的研究都是以間接方法來估算 VOC 排放量，這些方法存在很大的不確定性。如果可以直接測量，就可以提供更準確的數據，對於控制空氣污染會很有幫助。因此，研究團隊利用機載渦度相關通量測量法，直接觀測洛杉磯地區的揮發性有機化合物 (VOC) 排放量。研究的結果有點「一言難盡」。
怎麼說呢？他們發現，在洛杉磯的夏季，生物排放（主要當然就是植物）的萜烯（terpenes）佔 VOC 排放的 OH 活性、臭氧和二次有機氣膠 (SOA) 生成潛力的 60% 左右。這意味著生物排放，特別是萜烯，對洛杉磯地區的空氣污染，特別是臭氧和 SOA 的形成，有很大的貢獻。
更糟糕的是，萜烯的排放量隨溫度升高而顯著增加，不論是單萜（monoterpene）、倍半萜（sesquiterpene）或異戊二烯（isoperene）都有相同的趨勢。這意味著氣候暖化可能會加劇洛杉磯的空氣污染。
研究團隊還發現，現有的排放模型和清單低估了生物排放的萜烯的量，而且沒有考慮到一些人為 VOC 排放的溫度依賴性。所以，改進排放模型和清單是必要的。
由於VOC 的氧化會形成臭氧，而 NOx 在這個過程中扮演催化劑的角色。因此，VOC 和 NOx 共同影響臭氧的生成。
由於研究團隊發現，洛杉磯的 VOC 排放主要來自植物排放的萜烯，特別是在高溫下植物的貢獻會更明顯；由於我們無法控制植物的排放，因此控制人為的 NOx 排放就成為減少臭氧形成的關鍵。
這個研究結果顯示，洛杉磯目前的 NOx 排放量需要大幅減少 (超過 50%)，才能使臭氧的形成轉變為 NOx 限制狀態，即臭氧的形成主要受 NOx 濃度限制。所以，目前最需要做的事就是減少 NOx 排放，如此才能更有效地控制臭氧。
其實這個研究結果讓人心情有點複雜。畢竟，我們一直都認為在都市中種樹好處多多，可以讓空氣變得清新、讓人們心情愉快；卻沒想到，植物釋放出來的揮發性有機化合物，也會造成空氣污染。
當然，若沒有人類活動排放的NOx，植物釋放出來的VOC應該就會成為「芬多精」，對我們的健康有益。所以，我們真的要努力減少NOx的排放，這樣才能讓我們更健康！
參考文獻：
Pfannerstill, E. Y., Arata, C., Zhu, Q., Schulze, B. C., Ward, R., Woods, R., Harkins, C., Schwantes, R. H., Seinfeld, J. H., Bucholtz, A., Cohen, R. C., & Goldstein, A. H. (2024). Temperature-dependent emissions dominate aerosol and ozone formation in Los Angeles. Science, 384(6701), 1324–1329. https://doi.org/10.1126/science.adg8204