臭氧层是怎样被破坏的？

臭氧层破坏原因

关于臭氧层变化及破坏的原因，一般认为,太阳活动引起的太阳辐射强度变化，大气运动引起的大气温度场和压力场的变化以及与臭氧生成有关的化学成分的移动、输送都将对臭氧的光化学平衡产生影响，从而影响臭氧的浓度和分布。而化学反应物的引入，则将直接地参与反应而对臭氧浓度产生更大的影响。人类活动的影响，主要表现为对消耗臭氧层物质的生产、消费和排放方面。

大气中的臭氧可以与许多物质起反应而被消耗和破坏。在所有与臭氧起反应的物质中，最简单而又最活泼的是含碳、氢、氯和氮几种元素的化学物质，如氧化亚氮(N2O)、水蒸汽(H2O)、四氯化碳(CCl4)、甲烷(CH4)和现在最受重视的氯氟烃(CFC)等。这些物质在低层大气层正常情况下是稳定的，但在平流层受紫外线照射活化后就变成了臭氧消耗物质。这种反应消耗掉平流层中的臭氧，打破了臭氧的平衡，导致地面紫外线辐射的增加，从而给地球生态和人类带来一系列问题

臭氧层是大气层的平流层中臭氧浓度高的层次。浓度最大的部分位于20—25公里的高度处。若把臭氧层的臭氧校订到标准情况，则其厚度平均仅为3毫米左右。臭氧含量随纬度、季节和天气等变化而不同。紫外辐射在高空被臭氧吸收，对大气有增温作用，同时保护了地球上的生物免受远紫外辐射的伤害，透过的少量紫外辐射，有杀菌作用，对生物大有裨益

发现

人类真正认识臭氧是在150多年以前，德国先贝因（Schanbein）博士首次提出在水电解及火花放电中产生的臭味，同在自然界闪电后产生的气味相同，先贝因博士认为其气味难闻，由此将其命名为臭氧。臭氧层由法国科学家法布里于20世纪初发现。1930年英国地球物理学家卡普曼提出，大气中的臭氧主要是由氧原子同氧分子，在有第三种中性分子参与下进行三体碰撞时产生。60公里以上的高空，太阳紫外线强，氧分子大量离解，三体碰撞机会减少，臭氧含量极少。5公里以下低空，紫外线大大减弱，氧原子很少，难以形成臭氧。在20～25公里高度范围内，既有足够的氧原子，又有足够的氧分子，最有利于三体碰撞，形成的臭氧每年约有500亿吨

氯和溴在平流层通过催化化学过程破坏臭氧是造成南极臭氧洞的根本原因。

1985 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%，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”，直径达上千公里，“臭氧洞”由此而得名。卫星观测表明，此洞覆盖面积有时比美国的国土面积还要大。到 1998 年臭氧空洞面积比 1997 年增大约 15%，几乎相当于三个澳大利亚大。前不久，日本环境厅发表的一项报告称，1998 年南极上空臭氧空洞面积已达到历史最高记录，为 2720 万平方公里，比南极大陆还大约 1 倍。

美、日、英、俄等国家联合观测发现，近年来，北极上空臭氧层也减少了 20%。在被称为是世界上“第三极”的青藏高原，中国大气物理及气象学者的观测也发现，青藏高原上空的臭氧正在以每 10 年 2.7% 的速度减少。根据全球总臭氧观测的结果表明，除赤道外，1978 - 1991 年总臭氧每 10 年间就减少 1% - 5%。

如果说中国古代的神话传说女娲补天有杞人忧天之嫌，本世纪的"补天"则是千真万确的全球联动。70年代以来，在欧洲的维也纳，加拿大的蒙特利尔，亚洲的北京，从联合国的高级官员、获诺贝尔奖的科学家，到各国的政府首脑，不同肤色、不同国籍的人们都在为一个共同的使命而奔走努力：保护臭氧层，为了地球上的生命……

天上出现臭氧洞 人类健康受威胁

在距地球11公里-45公里的大气中，90％以上的臭氧分子富集于此，构成了厚厚的臭氧层。它像一把保护伞，挡住了来自太阳的紫外线。可是，据报道，80年代初，科学家发现，南极上空的臭氧变得越来越稀薄，并形成一个空洞。臭氧空洞逐渐扩大，最大时达2720万平方公里，超过欧洲面积的两倍，南半球一些有人居住的地区暴露在太阳紫外线的直射之下。此外，北极、青藏高原上空也出现臭氧洞，欧洲和其他高纬度地区的臭氧层均遭受不同程度的破坏……
地球失去臭氧层后，会发生什么严重后果？科学家们的研究结果令人震惊：臭氧层被大量破坏后，到达地球的紫外线明显增加，将给人类及其它生物带来一连串的损害。

科学实验证明，紫外线会损伤角膜和眼晶体，引发白内障、眼球晶体变形。据分析，平流层的臭氧减少10％，全球白内障的发病率将增加6％-8％，因白内障而引起失明的人数将增加到10万到15万人。紫外线的增加会诱发巴塞尔皮肤瘤、鳞状皮肤瘤和恶性黑瘤。臭氧浓度下降10％，恶性皮肤瘤的发病率将增加26％。此外，人类存在于皮肤中的免疫功能也会因紫外线的强烈辐射而受损伤，人体抵抗疾病的能力大大降低，大量疾病会乘虚而入。

臭氧层的破坏也将给陆地和海洋生态系统带来同样的厄运：豆类、瓜类等农作物的质量和产量都会程度不同地下降，海洋浮游生物及浅海鱼类也会减少……

除去上述已经确定的危害外，臭氧层的破坏所产生的其它不良影响尚在研究之中。由于地球生态系统是一个环环相扣的整体，任何一个子系统的破坏都会引发难以预料的连锁反应。

这样，严峻的问题就摆到了我们的面前，敦促我们携起手来，为了一个坚定的目标--恢复臭氧层的原貌而贡献自己的一份力量。

保护臭氧层 全球共"补天"

是谁破坏了臭氧层？

1974年，美国科学家莫里纳和罗兰德宣布，氟氯碳（俗称氟利昂）中的氯原子和哈龙物质中的溴原子是破坏臭氧层的元凶。他们和另外一位科学家因其先驱性的贡献而被授予1995年诺贝尔化学奖。这一发现令陶醉于自己智慧的人类十分尴尬：被大量使用的制冷剂、发泡剂、灭火剂、干燥剂、清洗剂及发胶中的氟利昂、哈龙等原来是消耗臭氧层的物质（ODS）！

本世纪30年代，含氟的制冷剂被研究发明后在美国进入商业化生产，前苏联、日本和欧洲各国也不甘落后，氟利昂的应用范围也由制冷剂扩展到发泡剂和气雾剂，其产量与日俱增。到1974年，全球氟利昂的产量已达到80多万吨。1986年全球ODS的年消费量已高达100多万吨！

看来，还是人类自己使自己陷入了眼下的尴尬境地。正是人类为了满足自己眼前一时的物质需要，而不惜以破坏其赖以生存的自然环境为代价，生产了诸如氟利昂、哈龙之类的有害物质，最终导致了我们今天所不愿看到的结果。令人欣慰的是，越来越多的人已经或正在自发地行动起来，为了自身的健康，为了子孙后代的幸福而不遗余力地努力着。

在国际社会的共同努力下，1985年《保护臭氧层维也纳公约》签署；1987年《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》生效。根据"共担责任但又有区别"的原则，联合国对发达国家和发展中国家提出了消耗臭氧层物质使用的时间限制，并建立了旨在帮助发展中国家履约的多边基金。由此，ODS的生产和消费量得以逐年减少，臭氧空洞的扩大得到了有效的控制。

目前，"保护臭氧层就是保护人类自己"的意识已逐渐深入人心，人们响应号召，积极行动，争相贡献自己的一份力量。如今，在大中城市，无氟冰箱、无氟空调正成为市民们的首选，人们以自己的实际行动推动着社会生产逐步走人良性循环之中。

那么，怎样去做，才能使我们得以用最小的代价换来最大的收获呢？这就要求我们掌握科学的方法，通过正确的途径展开行动。

保护臭氧层，你能做些什么？

爱护臭氧层，要求我们每个人都采取实际行动去少用或者不用对臭氧层有损害的氟氯碳、哈龙、氯氟烃、甲基溴等物质，因为使用包含这些物质的产品会导致对臭氧层的消耗。

下面列举在日常生活中含有消耗臭氧层物质或生产中使用这些物质的物品：冰箱、空调等制冷设备（包括家电、运输制冷、工商制冷）、泡沫（大量存在于沙发、一次性发泡餐盒、汽车内饰发泡件、保温喷涂）、灭火剂、气雾剂（摩丝、杀虫剂、外用药喷雾剂）、清洗剂、膨胀烟丝等。

以下是有助于保护臭氧层的个人行为：
爱护臭氧层的消费者购买带有"无氯氟化碳"标志的产品；
爱护臭氧层的一家之主合理处理废旧冰箱和电器，在废弃电器之前，除去其中的氟氯化碳和氟氯烃制冷剂；
爱护臭氧层的农民不用含甲基溴的杀虫剂，在有关部门的帮助下，选用适合的替代品，如果还没有使用甲基溴杀虫剂就不要开始使用它；
爱护臭氧层的制冷维修师确保维护期间从空调、冰箱或冷柜中回收的冷却剂不会释放到大气中，做好常规检查和修理泄漏；
爱护臭氧层的办公室员工鉴定公司现有设备如空调、清洗剂、灭火剂、涂改液、海绵垫中那些使用了消耗臭氧层的物质，并制定适当的计划，淘汰它们，用替换物品换掉它们；
爱护臭氧层的公司替换在办公室和生产过程中所用的消耗臭氧层物质，如果生产的产品含有消耗臭氧层物质，那么应该用替代物来改变产品的成分；
爱护臭氧层的教师，告诉你的学生，告诉你的家人、朋友、同事、邻居、保护环境、保护臭氧层的重要性，让大家了解哪些是消耗臭氧层物质。
有了科学的方法，再加上我们的实际行动，我相信，在不远的将来，我们将拥有一片美丽而完整的蓝天。
人类共同寄居的地球和共同享有的天空是不可分割的整体。让我们积极行动起来，为了地球上的生命，为了保护我们赖以生存的空间，从我做起，从身边的小事做起，保护臭氧层，使已经缺失的天空早日恢复原状，使人类早日从臭氧空洞的威胁中摆脱出来。

大气臭氧层主要有三个作用。其一为保护作用，臭氧层能够吸收太阳光中的波长300 μm以 下的紫外线，主要是一部分UV—B(波长290～300μm)和全部的UV—B(波长＜290μm＝，保护地球上的人类和动植物免遭短波紫外线的伤害。只有长波紫外线UV-A和少量的中波紫外线UV-B能够辐射到地面，长波紫外线对生物细胞的 伤害要比中波紫外线轻微得多。所以臭氧层犹如一件宇宙服保护地球上的生物得以生存繁衍 。其二为加热作用，臭氧吸收太阳光中的紫外线并将其转换为热能加热大气，由于这种作用 大气温度结构在高度50km左右有一个峰，地球上空15～50km存在着升温层。正是由于存在着 臭氧才有平流层的存在。而地球以外的星球因不存在臭氧和氧气，所以也就不存在平流层。 大气的温度结构对于大气的循环具有重要的影响，这一现象的起因也来自臭氧的高度分布。其三为 温室气体的作用，在对流层上部和平流层底部，即在气温很 低的这一高度，臭氧的作用同样非常重要。如果这一高度的臭氧减少，则会产生使地面气温 下降的动力。因此，臭氧的高度分布及变化是极其重要的。

由于氟利昂的大量使用，使臭氧层的平衡受干扰，其反应过程为：
　　CFCl3+紫外线→自由氯原子（Cl）
　　Cl+O3→ClO+O2 ClO+O→Cl+O2
　

过多地使用氯氟烃类化学物质（用CFCs表示）是破坏臭氧层的主要原因。氯氟烃是一种人造化学物质，1930年由美国的杜邦公司投入生产。在第二次世界大战后，尤其是进入60年以后，开始大量使用，主要用作气溶胶、制冷剂、发泡剂、化工溶剂等。另外，哈龙类物质（用于灭火器）、氮氧化物也会造成臭氧层的损耗。
　　在平流层内离地面20~30千米的地方是臭氧的集中层带，在这个臭氧层中存在着氧原子（O）、氧分子（O2）和臭氧（O3）的动态平衡。但是氮氧化物、氯、溴等活性物质及其他活性基团会破坏这个平衡，使其向着臭氧分解的方向转移。而CFCs物质的非同寻常的稳定性使其在大气同温层中很容易聚集起来，其影响将持续一个世纪或更长的时间。在强烈的紫外辐射作用下它们光解出氯原子和溴原子，成为破坏臭氧的催化剂（一个氯原子可以破坏10万个臭氧分子）。

　氮的氧化物同样也会破坏臭氧层例如NO2再大气中发生如下反应:
　　2NO2+O3=N2O5+O2 N2O5+H2O=2HNO3 4HNO3=4NO2+2H2O+O2

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