臭氧层_地球的保护伞

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臭氧层，地球的保护伞

臭氧不臭

在离地面 10 ～ 50 公里的大气平流层中，集中了大气中 约 90％的臭氧，这一层大气层称为臭氧层。在臭氧层里，臭 氧的生成和消亡处于动态平衡，维持着一定的浓度。在标准 状态下，若沿垂直方向将大气中的臭氧压缩，其厚度约有 3 毫米，相当于两个 5 分钱硬币叠在一起那么厚。臭氧由三个 氧原子组成，而且非常稀少 ； 千万个大气分子中只有三个臭 1 氧分子。臭氧，它有效遮挡住阳光中有害的紫外线，对于波 长越短、对生命危害越强的紫外线，臭氧的吸收作用也就越 强 ；因此，只有长波紫外线 UV-A （波长 >320nm）和少量中 波 UV-B 能够辐射到地面。臭氧层就象撑在空中的一把伞， 保护着地球上的生灵免遭短波紫外线的伤害。亿万年来，万 物生灵在臭氧层保护伞的荫护下得以生存和繁衍。 臭 氧 层问题 是 美国 化 学 家罗兰 (Rowland) 和 莫 利 纳 (Molina) 于 1974 年首先提出来的。他们认为，在对流层大气 中极稳定的化学物质氯氟烃 （CFCs）被输送到平流层后，在 那里分解产生的原子氯 （CI）就将有可能破坏臭氧层。20 世 纪 70 年代末开始，科学家们开始每年春天在南极考察臭氧 层。1984 年，英国科学家法尔曼等人在南极哈雷湾观测站发 现： 在过去 10 ～ 15 年间，每到春天南极上空的臭氧浓度就 会减少约 30%，极地上空的中心地带有近 95% 的臭氧被破 坏。从地面上观测，高空的臭氧层已极其稀薄，与周围相比 像是形成一个 “洞”“臭氧洞”由此而得名，1994 年，人们 ， 首次观察到了至今为止最大的臭氧空洞，它的面积相当于一 个欧洲，有 2400 万平方千米。 病和肿瘤的抵抗能力、降低疫苗的反应能力，正的作用包括 降低一些免疫性疾病的发病率，如牛皮癣等 ； 臭氧层耗损导 致皮肤癌发病率增加 ； 而导致皮肤病的概率对不同肤色人种 是不一样的。由于臭氧层耗损导致的白内障和皮肤癌在目前 还没有得到控制，预计由于臭氧层耗损导致的白内障和皮肤 癌将在 21 世纪末降低到原来的水平 ； 2. 对生态的影响 ： UV-B 辐射增强将破坏植物和微生物组织，但是这些组 织具有修复能力 ；不同的物种对 UV-B 辐射的反应是不一样 的，但是植物对加剧的 UV-B 辐射的承受能力是有一定限度 的； UV-B 辐射改变植物的生物活性和生物化学过程 （但不 一定是破坏） ；这种改变将包括植物的生命周期和植物中的 一些化学成分 ； 某些化学成分可能是一些植物含有的关键成 分，而这些成分可以帮助植物防止病菌和昆虫的袭击，可以 影响作为人类和动物食物的植物的质量 ； UV-B 和 UVA 对光 合作用产生影响，减少

浮游生物的产量，进而影响食物链 ； UVR 对浮游生物的影响已经通过实验得到证明 ； UV-B 辐射 影响上层水域 10-15 米的生物； 藻类和海草对 UV-B 非常敏感， UV-B 将影响其生长。

臭氧层的 “杀手”

在平流层中经紫外线照射，氯原子会从氟氯氢原子中分 离出来并与臭氧发生反应，将其分解成氧气和一氧化氯 ； 一 氧化氯随即会与游离氧发生反应，生成氯原子开始下一个循 环。这种反应周而复始，从而使一个氯原子可以破坏成千成 万的臭氧分子，打破臭氧层中原有的动态平衡。随着时间的 推移，排放到大气层中的氟氯化碳类物质不断增多，臭氧数 量急剧减少，臭氧层会变得越来越薄，结果会使更多的紫外 线进入地球表面生物圈。科学家把这些破坏大气臭氧层、危 害人类生存环境的化学物质称为 “消耗臭氧层物质”(ozone depleting substances)，简称 ODS。 目前大量使用的 ODS 主要包括下列几类物质 ： 全氯氟烃 ： 主要用作制冷剂、清洗剂和发泡剂 ； 哈龙 ： 主要用作灭火剂 ； 四氯化碳 ： 主要用作化工生产的助剂和清洗剂 ； 甲基氯仿 ： 主 要用作清洗剂 ； 甲基溴 ： 主要在农业种植、粮食仓储或商品

臭氧是地球的保护伞

在距离地面最近的对流层，臭氧被认为是一种空气污染 物，人们作出许多努力以求降低它的浓度 ； 然而在平流层这 种情况却相反，臭氧层变薄会导致大量人体及其他地表生物 有害的 UV-B 段太阳紫外线到达地球表面。 1. 对人类和动物的影响 ： 臭氧层耗损将导致白内障发病率增加 ； 臭氧层耗损对 免疫系统的影响包括正负两个方面 ； 负作用包括降低对传染

12 ENVIRONMENTAL EDUCATION

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检疫中用作杀虫剂 ； 含氢氯氟烃 ： 主要用作制冷剂、清洗剂和发泡 剂。氟利昂是美国杜邦公司上世 纪 30 年代开发的一个引为骄傲 的产品被广泛用于制冷剂、 溶剂。 塑料发泡剂、气溶胶喷雾剂及电 子清洗剂等，哈龙在消防等行业 发挥着重要作用。 当科学家认识到臭氧层的破 坏和人工合成的全氯氟烃类物质有关后，臭氧层破坏问题引 起全球的重视，虽然臭氧层的耗损主要是由于发达国家大量 使用消耗臭氧层物质造成的，但由此引起的灾难性影响却有 可能波及全球。 《蒙特利尔议定书》

公约》的宗旨和原则是正 确的，促进了各国就保护 臭氧层这一问题的合作研 究和情报交流。 目前，加入 《维也纳 公 约 》 的 国 家 有 191 个。 中国政府认为 《公约》的 宗旨是积极的，于 1989 年 9 月 11 日正式签署加入 《公 约》 ，并于 1989 年 12 月 10 日正式生效。 在 《保护臭氧层维也纳公约》的基础上，为了进一步对 氯氟烃类物质进行控

制，在审查世界各国氯氟烃类物质生产、 使用、贸易的统计情况的基础上，通过多次国际会议协商和 讨论，于 1987 年 9 月 16 日在加拿大的蒙特利尔会议上，通 过了 《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》 ，并于 1989 年 1 月 1 日起生效。 1989 年 3 ～ 5 月，联合国环境署连续召开了保护臭氧 层伦敦会议与 “公约”和 “议定书”缔约国第一次会议—— 赫尔辛基会议，进一步强调保护臭氧层的紧迫性，并于 1989 年 5 月 2 日通过了 《保护臭氧层赫尔辛基宣言》 ，鼓励所有尚 未参加 《保护臭氧层维也纳公约》及 《关于消耗臭氧层物质 的蒙特利尔议定书》的国家尽早参加 ； 同意在适当考虑发展 中国家特别情况下，尽可能地但不迟于 2000 年取消受控氯氟 烃类物质的生产和使用 ； 尽可能早地控制和削减其它消耗臭 氧的物质 ； 加速替代产品和技术的研究与开发 ； 促进发展中 国家获得有关科学情报、研究成果和培训，并寻求发展适当 资金机制促进以最低价格向发展中国家转让技术和替换设备。 1990 年 6 月 20 ～ 29 日，联合国环境规划署在伦敦召开 了关于控制消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书缔约国第二次 会议。57 个缔约国中的 53 个国家的环境部长或高级官员及 欧共体代表参加了会议。此外，还有 40 个非缔约国的代表 参加了会议。这次大会又通过了若干补充条款，修正和扩大 了对有害臭氧层物质的控制范围，受控物质由原来的 2 类 8 种扩大到 7 类上百种。规定缔约国在 2000 年或更早的时间 里淘汰氟利昂和哈龙。到 1995 年，四氯化碳将减少 85％ ； 到 2000 年将全部淘汰。到 2000 年，三氯乙烷将减少 70％ ； 2005 年以前全部淘汰。

ENVIRONMENTAL EDUCATION 13

保护臭氧需要全球努力

70年代臭氧问题开始受到关注 臭氧层破坏是当前面临的全球性环境问题之一，自 70 年代以来就开始受到世界各国的关注。联合国环境规划署自 1976 年起陆续召开了各种国际会议，通过了一系列保护臭氧 层的决议。尤其在 1985 年发现了在南极周围臭氧层明显变薄， 即所谓的 “南极臭氧洞”问题之后，国际上保护臭氧层的呼 声更加高涨。 1976 年 4 月，联合国环境署理事会决定召开一次 “评价 整个臭氧层”国际会议之后，于 1977 年 3 月在美国华盛顿召 开了有 32 个国家参加的 “专家会议” 。会议通过了第一个 “关 于臭氧层行动的世界计划” 。这个计划包括监测臭氧和太阳 辐射、评价臭氧耗损对人类健康的影响、对生态系统和气候 的影响，以及发展用于评价控制措施的费用及益处的方法等， 并要求联合国环境署建立一个臭氧层问题协调委员会。这个 计划提出了对

受控物质生产和使用的控制。 1980 年，协调委员会提出了臭氧耗损严重威胁着人类和 地球生态系统这一评价结论。 1981 年，联合国环境署理事会建立了一个工作小组，其 任务是筹备保护臭氧层的全球性公约。 《维也纳公约》 经过 4 年的艰苦工作，1985 年 3 月在奥地利首都维也 纳通过了有关保护臭氧层的国际公约—— 《保护臭氧层维也 纳公约》 ，该公约从 1988 年 9 月起生效。 《保护臭氧层维也纳