臭氧层破坏影响及环境保护

臭氧，是地球大气中的一种微量成分，它在空气中的平均浓度，按体积计算，只有百万分之三——3克/吨，而且绝大部分位于离地面约25千米的高空。在那里，臭氧的浓度可达到8～10克/吨，人们将那里的大气叫作“臭氧层”。

臭氧层具有非凡的本领，它能把太阳辐射来的高能紫外线的99%吸收掉，使地球上的生物免遭紫外线的杀伤。可以说，它是地球生命的“保护神”。假如没有它的保护，所有强紫外辐射全部落到地面的话，那么，日光晒焦的速度将比烈日之下的夏季快50倍，几分钟之内，地球上的一切林木都会被烤焦，所有的飞禽走兽都将被杀死，生机勃勃的地球，就会变成一片荒凉的焦土。

臭氧层还能阻挡地球热量不致很快地散发到太空中去，使地球大气的温度保持恒定。这一点，它和二氧化碳非常相似，因此，臭氧也是一种“温室气体”。

臭氧层为什么能吸收高能紫外线，保护地球生命呢？原来，在高空中发生着奇妙的化学变化。高空中的氧气受宇宙射线的激发能产生原子氧；原子氧与氧分子作用便生成了臭氧分子，正是这一过程，吸收了太阳的辐射能；臭氧比空气重，当它生成后就在空气中下降；由于臭氧不稳定，容易分解为氧气，并放出原子氧，原子氧和氧气再上升到高空……就这样，臭氧和氧气不停地相互转化，既吸收了高能射线的能量，又保护住了地球的热量。

臭氧层就像套在地球上的一件无形的铠甲，忠实地保护着大地上的生命；它又像一面巨大的筛子，只让对生物有益的光和热通过它到达地面。可以说，臭氧层是天工修筑的一座万里长城。

然而，现代工业对大气的污染正在无情地磨损着这层铠甲。1986年6月下旬，美联社发布了一则引起全球关注的消息：英国南极调查组织的科学家们发现并且证实，南极上空的臭氧层正在迅速地减少，出现了一个“臭氧层空洞”。这个位于南极洲哈利湾站上空的“空洞”是从1960年开始破损的，20世纪70年代末到80年代初，破损速度骤然加快，形成了一个巨大的“洞”。美国宇航局的科学家也证实了这一发现。

到1992年11月13日，世界气象组织又一次向全世界发出警告：臭氧层厚度创造了历史上最薄的纪录！这是综合世界各地140个地面站和几个卫星的资料而获得的最新结果。1992年，南极以及北半球中高纬度地区的臭氧层均为历史最低水平，9～10月间，南极14～19千米上空的臭氧层几乎全部丧失。

来自宇宙空间的信息表明，臭氧层越来越稀薄的现象不仅发生在冬季，在春季和夏季也会出现，而正是这两个季节内阳光最强烈，地球上的人类和生物最需要臭氧层的保护。如果阳光中的紫外线能够长驱直入，结果是患皮肤癌的人数将大量增加，有人甚至这样说：“臭氧层被破坏10%，皮肤癌就会增加20%。”澳大利亚的昆士兰州素有“阳光州”的美誉，那里因皮肤癌而丧生的人数比例也居世界之首。

当然，也有科学家对上述观点提出疑问，认为这一说法或许太夸张了。他们认为，臭氧层只能吸收少量波长为280～320微毫米范围内的紫外线，而这部分紫外线并不是对地球上动植物危害最大的。究竟孰是孰非，看来也不是一时可以下定论的。

使臭氧层变得稀薄的“罪魁祸首”是谁呢？科学家们认为，是某些化肥和作为制冷剂的氯氟碳化合物，俗称“氟利昂”。家用电冰箱、空调机、喷雾摩丝和喷雾杀虫剂中，都含氟利昂气体。科学家发现，由于人类在生产、生活中广泛使用氯氟碳化合物，使高层大气中漂浮着这类化合物分子。在太阳紫外线的高能辐射作用下，氯氟碳化合物被分解，放出氯原子。氯原子能迅速“吞噬”臭氧分子，一个氯原子可以和10万个臭氧分子发生连锁反应；而氯原子在和臭氧分子作用后，又能迅速恢复原状，重新“攻击”另外的臭氧分子……就这样，臭氧分子被大量而迅速地吞噬掉了。

1987年9月，由联合国草拟了一个国际协定——《蒙特利尔议定书》。该议定书明确规定，氯氟碳化合物（包括名声显赫的氟利昂）生产国从1989年7月开始，要将产量冻结在1986年的水平。到1998年，要削减50%。有27个国家共同签署了这个协定。后来，联合国环境规划署起草的一份报告认为，臭氧层遭到明显破坏，95%归因于氯氟碳化合物和聚四氟乙烯气体。

1992年初，各国政府尤其是一些发达国家政府纷纷表态，计划在三五年内禁止使用含氯氟碳化合物的制冷剂以及其他危害臭氧层的物质。德国已宣布于2000年完全停止生产氯氟碳化合物，瑞典和挪威保证到1995年削减产量的95%……世界上大多数氯氟碳化合物生产国已承认《蒙特利尔议定书》，并正在千方百计地设法生产其替代品。这是和人类切身利益休戚相关的大事，有专家预言：“假如全世界继续以目前的速率使用化学品，到21世纪臭氧层将消耗16．5%。”这并非危言耸听。不过，也有生态修正论者提出了相反的意见，他们认为，真正的危机是我们的轻信。他们的反击主要集中在以下两点：第一，氟利昂并不破坏使地球免受紫外线照射的臭氧层；第二，即使臭氧层真的变薄，也不会对人类健康造成危害。(www.xing528.com)

无论结论如何，我们现在所要做的当然是保护臭氧层，为此，全世界的科学家都在为之努力。

1991年8月15日，前苏联“旋风”号火箭载着一颗前苏联的“气象—3”号卫星从普列谢茨克卫星发射场发射升空。该卫星上装有美国宇航局制造的一台全球臭氧层测绘光谱仪，可测量全球的臭氧层含量及其分布，监视大气层中出现的臭氧空洞。这是自1975年以后，美国和前苏联的第一次携手合作，其重视程度由此可见一斑。

臭氧层空洞

1991年9月12日，美国“发现”号航天飞机将7．7吨重的臭氧监测卫星送上了太空，这在美国航天史上还是头一遭。该卫星上装有美国、加拿大、法国、英国研制的10台高灵敏度监测仪器，其任务就是监测臭氧层中臭氧减少的情况。

除了运用航天高科技，科学家在地面也八仙过海，各显神通。日本富士通公司已经研制成一种新型的电波探测系统，它可以比常规系统更精确地测量臭氧层。这一系统采用了约瑟夫森器件和超导微电子电路，即使在恶劣的天气条件下也能测到高达80千米高空的臭氧层，而且测量所需的时间将由常规系统的1小时缩短到5分钟，这为我们精确地掌握臭氧层数量提供了有力的武器。

日本在使氟利昂无害化方面也做了大量工作，他们在氟利昂分解装置实用化上走在了世界前列。氟利昂分解装置的基本原理是：将氟利昂和水混在一起，在约10000℃的高温中离子化，然后再生成食盐和氟的原料——萤石等无害物质，分解率为99．99%，分解能力为50千克/小时，处理费用约为500日元/千克。

美国一家公司开发出了一种用水代替氟利昂的新型空调器，它是根据蒸发原理工作的：当水蒸发时，水吸收热能，使水周围的空气冷却。这种新型空调器还有一种专用干燥剂，它能使空气干燥，当大量水分返回空气中时，不引起过分的潮湿。这种空调器适用于住宅、饭店和小型办公室，它不含压缩机，因而节省了大量能源，而且又不会泄漏氟利昂之类的有害污染物。

为拯救地球、摆脱臭氧层危机，欧洲和北美等国家也争相呼应，纷纷推出了兼备环保功能的电冰箱。由于欧洲共同市场已同意于1995年禁止生产氟利昂，因而各大主要电器制造商逐渐转向使用另一种功效类似、不会损害臭氧层的化学品。例如，一家德国制造厂把丙烷和丁烷混合，用于散热系统，它绝不损害臭氧层。今天，人们在选择臭氧层还是选择氟氯碳化合物上，毫无疑问地选择了前者，并为此做了种种努力。但是，现在科学家所开发研究的新一代产品，仍然不是理想中的完全无毒的产品，只能称为暂代产品，今后开发研究的第三代产品才是完全无毒的产品。

1985年，科学家发现南极上空的臭氧层中出现了巨大的空洞（面积约2000万平方千米，比两个中国的面积还大）。在那里臭氧浓度已从大约400道布逊（一种表示臭氧浓度的单位）降到了200多道布逊，这使人们对臭氧层耗竭问题倍感担心。虽然，南极臭氧层空洞的形成有其特殊性（它主要与南极上空特殊的气象条件有关。在南极上空极低温度下形成的平流云以及在云中冰粒上进行的表面反应乃是生成臭氧层空洞的基本条件），但空洞面积之大，发展态势之严重，不能不令人感到担忧。与此同时，北极地区上空臭氧浓度也减少了。

1995年春天，西伯利亚北部地区上空平流层臭氧减少了35%。随着人们生活水平的提高、人口的增加，空调器、电冰箱的用量将成倍增长。同样，大气层中的氯氟烃也将成倍增长。臭氧在大气中本来就极少，随着氯氟烃的增加，它会变得越来越少。据统计，全世界氯氟烃年产量已高达100多万吨，其中西方发达国家占96%。估计到2050年，大气平流层中的氯氟烃将比目前增加9倍。

到那时，70%的臭氧层将被破坏，辐射到地球上的紫外线总量比今天增加1倍多，这将直接影响人类的生存环境。咄咄逼人的紫外线“大军”正兵临城下，这不能不令人感到担忧：人类将何去何从？人类决不会束手待毙，保护臭氧层，向氯氟烃宣战的战略行动正在进行。