温室效应与臭氧层空洞

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温室效应与臭氧层空洞

林!璟

（福建省环境保护宣传教育中心，福建福州"#$$$"）

!!摘要：论述了工业发展而产生的“秘密武器”———氟里昂是造成温室效应与臭氧层空洞的最大原凶，以及温室效应与臭氧层空洞给人们带来的危害，提出了人类为解决温室效应与臭氧层空洞所采取的措施。

关键词：温室效应!臭氧层空洞!氟里昂!危害!对策

!!%!温室效应与臭氧层空洞的成因

任何物质都能发射出电磁波，而且其波长取决于这个物体的温度。物体的温度越高，发射出的电磁波的波长越短，发射出的能量也就越多。地球在太阳光的照射下，吸收了大量的热能，同时本身也不断地向外辐射红外线。这样地球就变成一个小小的收支系统，有开有合，存在着收支平衡。地球放出的电磁波为长波红外线，肉眼很难观察到。在地球的大气中，有各种各样的气体，它们对不同波长的辐射都有其特征吸收光谱，其中一些气体具有吸收红外线的作用。红外线本是从地球表面发射往宇宙空间，但在半途空中被这些大气所拦截，这些气体不仅吸收红外线，本身还具有发射红外线的性质。从大气中向下辐射能量，减少了地球的热量损失，这就是温室效应现象。在大气成分中吸收红外线特别多的大气有水气（吸收波长&$$’(#$)*和%%$$’%+$$)*的红外辐射）、二氧化碳（强吸收波长%,$$’%-"$)*的红外辐射）、臭氧、甲氧、氧化亚氮，同时还有人工制造的氟里昂气体，这些气体称为“温室气体”。而“温室气体”中的氟里昂（./.0）是人类的一大隐患，是人类工业制造出来的。人类利用氟里昂来制作冰箱里的制冷剂、工业上的喷雾剂、农田里的杀虫剂和化工行业的泡沫剂及清洗剂。曾有一段时间，人们认为氟里昂是人类制造出来的最高化学物质，但目前则一致认为氟里昂是臭氧杀手，是导致温室效应的一个重要原因。氟里昂气体具有强烈的杀伤作用，其大气温室效应的能力非常高：增加一个氟里昂%%分子产生的增温效果，相当于增加+#$$个.1,分子，虽然./.2"绝对排放量比.1,小得多，但其危害不容忽视。而./.0对臭氧层的破坏则在于：由于臭氧层能够吸收334以上来自太阳的紫外照射，从而保护了地球上生物不受其伤害。但是氟里昂解离出的.2原子从臭氧中夺取氧原子，破坏臭氧而形成氧原子，使得平流层臭氧有逐渐减少的趋势，从而形成“臭氧空洞”。而氟氯烃的化学惰性很大，难于通过大气自身的清洁活动予以消除，可在大气中存留-$’,$$年。因此，氟氯烃对臭氧层的破坏及影响是长期的。其破坏机理，可表示为：

在波长%&#’,,$)*的紫外线照射下：

［"］

［,］

［%］

氟里昂%,：./,.2,567$./,.25.2光解所产生的.2可破坏1"：.251"$.2151,.2151$.251,总反应：

1"51$,1,

而同时在对流层中，臭氧反而有增加的趋势。原因是由于人类活动造成二氧化碳的增加，在对流层内发生解离，与氧原子和氧分子结合臭氧；另一原因是由于平流层臭氧的破坏，使近地面光化学反应加强，产生一系列强氧化性的物质，其中就有臭氧。近地面臭氧的增加使温室气体的浓度大大提高，加剧

［+］

了温室效应的作用。

,!温室效应给地球、人类带来的危害

由于大气中温室气体的增多，使地面和大气的平衡温度升高，对整个地球的生态平衡带来巨大的影响。通过对气温变暖现象的观察，发现地表大气的平均温度在不断变化中，也有上升的趋势。近%$$年来，平均气温上升为$8"’$8&摄氏度，特别是%3($年纪录了观测史上最高的温度；海平面上升了%$$’,$$)*，其原因是由于伴随水温度上升而使海水膨胀以

［#］

及陆地冰川融化等。随着温度的上升，预计有些地区的水［"］灾、旱灾、火灾及热浪冲击的发生率也会上升。

,8%!全球变暖对土壤水分有极大的影响。根据“水桶实验”的实验结果表明，由于温室气体的增加，地球逐渐变暖，土壤含水量受其影响会逐渐减少。特别是北半球的中纬度带要比现在干燥得多。以中国为例，将近%$$年间地球平均气温最高的%$年与最低的%$年抽出来进行分析，就会发现现在高温期北纬"$度北侧是干燥的，南侧是湿润的。北纬"$度属长江流域，长江以南本来就是夏季雨量多的地区，而北侧雨量都随纬度的增加而急剧下降。于是可得出全球变暖带来的后果：原

［#］

来多雨的地方更多雨，原来少雨的地方又愈来愈少雨。

,8,!一旦气温升高，气候带会向北部地区移动，一同携带着温度带和降雨带。一般来说，在北纬,$度至($度之间，每隔%$个纬度温度相差&摄氏度，也就是说每往北移动%$个纬度温度就会降低&摄氏度。实际上不同纬度地区增温程度不

万方数据氟里昂%%：./.2"567$./.2

,

5.2

・综述与综论・&&&&&&&&&&引进与咨询#""4年第4期&&&&&&&&&

同，低纬度地区增温程度小，温度带移动幅度小；中纬度地区增温程度较大，温度带的北移幅度也较大；高纬度地区增温程度较大，温度带北移超过!"个纬度。气候北移过程中，低纬度热带多雨地区，面临洪涝的危险。而对于降水减少的地区，如北美洲的中部，中国西北内陆地区等则会因为夏季雨量的减少而更加干旱，造成供水紧张，严重威胁这些地区的工业生产和人们的日常生活。

#$%&生态系统的改变也不容忽视：根据科学估算，气候增暖会使林地所占面积从现状的’()减少到*+)，荒漠从#!)扩展到#*)，生态平衡遭受到严重破坏。

!"3

豆为例，当臭氧层厚度减少#’)时，产量下降#"),#’)，改变细胞内的遗传基因和再生能力，使农产品质量劣化；另外紫外线的辐射使其易受杂草和病虫的损害。

%$%&过量的紫外线会杀死水中的微生物，削弱浮游植物的光合作用，破坏水中生物的食物链，引起水生态系统发生变化，降低水体的自然净化能力，导致水生物的大量死亡。

%$*&由于“臭氧空洞”使紫外线穿透大气层进入近地面后，会产生一种可怕的烟雾———光化学烟雾。汽车、工厂尾汽向大气中排放大量的碳氢化合物和氮氧化合物等一次污染物，并在紫外线的作用下发生光化学反应生成二次污染物。参%&“臭氧空洞”给人们带来的恐慌

在距地面#",%"公里的大气平流层中，集中了大气中的+")的臭氧，这一层就称为臭氧层。太阳是万物生长的源泉，太阳光中含有各种波长的紫外线，不同波长的紫外线对人体的作用不同。当太阳辐射透过大气层射向地面时，臭氧层几乎全部吸收了太阳辐射中波长%""-.以下的紫外线，保护地球上的生命免受短波紫外线的危害。平流层中臭氧含量非常少，如把地球上平流层中所有的臭氧压缩到一个大气压，只有#$’-.厚。［#］

有人作过估计：如果地球上#")的臭氧突然消失，人类可能在一年里就灭绝；在户外的阳光直射下呆两个小时，暴露的皮肤就会起疤，农作物会枯萎和烤焦，田鼠和野兔就会失明，海面上那些小虾和浮游生物也会消失。

%$!&臭氧层减少将对人类健康造成影响。据估计，全世界范围内每年大约有!"万人死于皮肤癌，大多病例与中波紫外线的辐射有关。有这样一个触目惊心的数字：平流层臭氧每损耗!)，皮肤癌的发病率就会增加#)。我们可以通过下表

来了解紫外线照射对人类健康的危害：

［*］

臭氧层减少对人类健康的影响

急性阳光灼伤、皮肤角化变厚慢性皮肤变化、表皮变薄

致癌非黑色素皮肤癌、细胞癌、有毒黑瘤眼睛白内障、雪盲、视网膜伤害免疫障碍

传染性疾病、自身免疫系统紊乱

&&%$#&过量的紫外线辐射可以使大量的农作物如：大豆、玉米、棉花、甜菜等受损，抑制其光合作用，导致减产。以大

万方数据

与光化学过程的一次污染物和二次污染物混合起来形成一种烟雾，称为光化学烟雾。人和动物受其伤害后，眼睛和呼吸道粘膜就会受到强烈的刺激，引起眼睛红肿和喉炎，感觉头痛，呼吸困难。时间久了会引起慢性呼吸道疾病恶化，儿童肺功能障

碍疾病。

［%］*&积极开发新技术保护大气环境

为了阻止温室效应的加剧，全面淘汰含氟里昂产品，实现“无氟”，已迫在眉睫。目前正进行着一场“太阳能革命”。实现可持续的经济意味着逐级停止使用矿物燃料，矿物燃料是使大气中积累吸热的/0#气体和其他气体的罪魁。为了放慢地球变暖的速度，必须减少煤和石油的生产。有几种新的技术将减少今日经济对碳的依赖。其中主要是几种形式的太阳能，从将阳光转变成电的光电池（12）到捕捉因阳光对地球加热不均而产生的能量的大型风车。这些技术的销售每年都持续上升且价格不断下降。目前，各种太阳能发电量与矿物燃料发电量相比很小，但是风力和阳光在全世界几乎任何地方都很丰富，

如果其经济性得到改善，就可以取代矿物燃料。［’］同时提倡使

用自行车和公共运输系统，这样既减少了空气污染，保护了大气环境，又节约能源，体现了环保意识。

&&参考文献：

!$李焰$环境科学导论$北京：中国电力出版社，#"""#$温刚等$全球环境变化$湖南科学技术出版社，!33+%$戴树桂$环境化学$北京：高等教育出版社，!334

*$张丽欣$厄尔尼诺来自天道的警告$北京：科学普及出版社，!333

’$莱斯特$5$布郎等$世界现状,!334$北京：科学技术文献出版社，!33(

温室效应与臭氧层空洞

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：

林璟

福建省环境保护宣传教育中心,福建,福州,350003引进与咨询IMPORT INQUIRY2006(6)

参考文献(5条)

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3.戴树桂;岳贵春;王晓蓉 环境化学 19964.张丽欣 厄尔尼诺来自天道的警告 19995.莱斯特 R 布郎 世界现状-1996 1998

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