保护大气臭氧层

2024年3月2日发(作者：熊太古)

保护大气臭氧层

在地球上空25km左右的高空中，有一层臭氧浓度相对较高的大气层，保护着地球的生存环境免受过量太阳紫外线的直接袭击，这就是臭氧层。臭氧层中臭氧的浓度很低，总共只有30亿t，占大气的几百万分之一，但它的作用却不可低估。如果没有臭氧层的保护，地面上的紫外线辐射就会达到使人致死的程度，整个地球生命就会像失去空气和水一样而遭到毁灭。而近来的研究结果表明，人类的活动正在干扰和破坏着大气上层臭氧的平衡，造成一种潜在的全球性的危机。因此，必须从保护全球的大气环境出发，控制破坏臭氧层物质的生产，保护臭氧层。

l 臭氧层的作用

臭氧层对地球生命具有重要作用。臭氧是太阳紫外线的一种“过滤器”，能够滤掉70％～90％的太阳紫外线，从而防护地球生物和人免受过量紫外线的伤害，并能帮助调节地球气候。

1．1 臭氧层对人类的防护作用臭氧层具有非常强烈的吸收太阳紫外线的功能，可以吸收太阳紫外线中对人类有害的部分(UV-B，280～320nm)。臭氧层被破坏后，太阳紫外线长驱直入。在赤道，晴天大致有30％的这种UV-B可透射到地表；因臭氧水平和云层覆盖情况不同，其他地方的透射率下降到10％。由于UV-B辐射增强，会导致人体免疫系统损伤，使传染病发生加剧，免疫接种的效用下降，并引起晒斑、眼病、皮肤癌等。

UV-B会导致眼损伤，尤其是白内障。UV-B辐射能损害眼角膜和晶状体，导致混浊。估计臭氧柱总量每减少l％，其导致的眼损伤会增加0.6％。

UV-B能损坏蛋白质和DNA，这可能引起细胞死亡或改变DNA所携带的遗传信息，后一过程可能导致人体的2种皮肤癌：定域化皮癌和黑色素瘤。随着臭氧的耗损，这种疾病的发病率正在增加，而且与纬度有关，离赤道越近，皮癌越常见。一项研究表明，在澳大利亚，皮癌的发病率最高。根据美国科学院统计，臭氧每耗损1％，会使皮肤癌的发病率增加2％～3％。预防的办法是减少阳光对身体部位的直接照射。UV-B增加10％，会使人接触日光部位的黑色素瘤发病率增加8％，但在通常不接触阳光的部位只增加6％。

UV-B水平增加对人体产生的影响最值得注意的是抑制人体免疫系统的功能。而皮肤是一个重要的免疫器官，因此，臭氧耗损和UV-B辐射增加，可能增加人体皮肤的其他感染。

1．2 臭氧层对生物的防护作用平流层中的臭氧层能吸收太阳辐射，它起着保护地球表面生物，使之免受破坏性紫外线之害的作用。对200多种不同的植物进行了UV-B敏感性试验，发现其中2/3产生了反应。敏感的物种如棉花、豌豆、大豆、甜瓜和卷心菜，都发现生长缓慢，有些花粉不能萌发。UV-B能损伤植物激素和叶绿素，使光合作用降低，从而影响农作物的产量。UV-B辐射也可能导致某些生物物种的突变。

UV-B辐射对地球生态系统有破坏作用，使处于食物链底层的浮游生物的生产力下降。有报告指出，由于臭氧洞的出现，南极海域的藻类生长已受到影响。由于海藻对紫外线特别敏感，因此，人们担心，臭氧耗损导致紫外辐射增加，会引起海藻死亡，从而严重改变海洋的食物链结构，进而影响整个生态系统。

1．3 臭氧对地球气候的调节臭氧与二氧化碳一样，也是一种温室气体。如果低层大气中的臭氧浓度增高，也会吸收地球表面反射回宇宙空间的红外辐射，导致地球增温变暖。大气层上部的臭氧吸收紫外线的过程也可帮助调节地球气候。因此，大气中臭氧浓度的变化，

也会影响地球气候。

2 破坏臭氧层的因素

2．l 平流层中臭氧含量的变化平流层中的臭氧，本处于一种平衡状态，即在同一时间里，太阳光把分子氧(O2)光解生成原子氧(O)和臭氧(O3)的数量，与臭氧经过一系列化学反应又重新化合成分子氧的数量是相等的。

近来，臭氧正在减少。在欧洲、北美洲和澳大利亚上空的臭氧，冬季和春季减少10％，夏季和秋季减少5％。在南极和北极上空都出现了臭氧洞，并且在逐年扩大。科学家警告说，地球上臭氧被破坏的程度远比一般人想象的要严重得多。

2．2 破坏臭氧层的因素是哪些因素干扰破坏臭氧层的自然平衡状态呢？科学家研究发现，有以下几方面的原因：

1)各类化合物产生的释放物，如气溶胶喷雾剂、氟氯甲烷、四氯化碳、氯氟烃和甲基三氯甲烷等。这些物质进入平流层中，被紫外线照射发生降解，产生Cl原子，Cl原子通过下述方式与臭氧发生反应：

Cl+O3→ClO+O2

ClO+O→Cl+O2

该反应重新产生的Cl原子，仍可继续与O3发生反应。这种连续反应的结果是，一个氯原子就能破坏10万个臭氧分子。有的科学家估计，人类释放的上述物质，已使臭氧减少了3％。预计到2050年，可能导致臭氧减少10％。

2)飞机飞行和使用化肥产生的氧化氮气体。氧化氮与臭氧的化学反应如下：

NO+O3→NO+O2 NO2+O→NO+O2

由上述反应足以说明氧化氮对臭氧转变为分子氧过程具有催化作用。有人计算，只要有500架大型超音速喷气式运输机每天定期飞越太空，那么只需一年时间，大气中臭氧的含量就会减少50％。而农业无控制地使用化肥，会产生大量氧化氮。据美国科学院估计，假如工业生产的和豆科植物产生的氮肥增加一倍，全球臭氧将减少3.5％。

另外，还有人认为核试验也是影响臭氧层的因素。也有人认为臭氧洞与风速、森林火灾、极地低温(如臭氧洞发生在南极)有关。南极上空气温过低导致出现容易破坏臭氧层的气象条件。

3 臭氧层的保护

3．1 加强国际环保合作，切实保护臭氧层国际上保护臭氧层的行动已持续了20多年，先后通过“关于臭氧层行动计划”，“保护臭氧层维也纳公约”，“消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书”。从计划、公约到议定书，保护臭氧层国际行动完成了舆论准备、确定原则到签订协议、采取联合行动的完整过程，为国际环保合作开创了先例。我国也正在为实现“议定书”规定的指标而努力，限制和废除破坏臭氧层物质的生产和使用，限制含氯氟烃的排放，研制开发和使用替代物，减少由于臭氧耗竭对人类带来的危害。1999年9月16日，国家环保总局及有关单位在北京举行隆重的纪念活动，纪念国际保护臭氧层日。修订后的逐步淘汰消耗臭氧层物质国家方案将为保证实现1999年冻结、2005年淘汰50％、2010年淘汰100％目标制订详细的政策和行动计划，这对减少消耗臭氧层物质浓度、保护臭氧层具有重要意义。

3．2 提高对保护臭氧层的认识，牢固树立环境意识尽管人类企图寻找另一个与地球相近、可供人类生存的星球，但人们不得不承认地球仍然是人类的唯一家园，人离开地球将无法生存。因此，我们必须善待地球、善待自然，不能以牺牲环境为代价，片面强调发展的速度与数量。相反，应强调人与自然的和谐，强调资源的持续利用，认识臭氧层的作用，增强生态环境意识，共同维护我们的地球家园。