臭氧层空洞原因揭秘：卤代烃是元凶！

现象：地表温度的升高

成因：人类过多地释放温室气体，主要是CO2

危害：海平面升高，陆地减少

防止：减少和控制矿物燃料的使用

3．臭氧层空洞——人类的灾难

大气中有一种常被人们所忽视的稀有成分，它在默默地保护着人类，这便是臭氧（O3）。

臭氧是一种有刺激性气味的气体，人鼻在臭氧浓度为0．02ppm （1ppm＝1m L·m－3）时就可闻出。臭氧是由氧气在获得适当能量时产生的，例如，闪电、电火化等均会形成臭氧。臭氧在不同的大气高度，分布也不同，近地面的对流层中含量很少，随高度增加而逐步提高。在距地球表面25～40千米的平流层中，臭氧的浓度最大，称为臭氧层。其实这是一个很稀薄的气层，即使在最大浓度处，臭氧对空气的体积比也不过是百万分之几，其总的累积量平均也只不过为0．3厘米。然而就是这样一层薄薄的臭氧，疏而不漏地将地球包围起来，构成人类能够得以生存的“保护伞”，因为它可以阻挡99％的来自太阳的紫外线辐射，特别是短波紫外线。人类对紫外线十分敏感，少量紫外线可以起到杀菌防病、促进肌体内维生素D形成的效果，然而过量的紫外线会伤害人的肌体。科学家们指出：若没有这个臭氧层，地球上将不会有任何生物存在。臭氧层中的臭氧每减少1％，紫外光的透过率就增加2％，人类患皮肤癌的概率就增加4％。因此，臭氧层的存在是生态平衡中极为重要的一环，它可以使人类免遭因强紫外线而引发的皮肤癌、黑色瘤和白内障等严重疾病。

然而，1985年英国南极考察队在南极上空发现臭氧层出现了一个空洞，其面积有美国那么大，南极上空的臭氧量减少约50％。1987年12月原西德科学家发现，在北极地区也出现了一个臭氧层的空洞。人们观察发现，臭氧层空洞并不是固定在一个地方，而是会移动的，且面积还有扩大的趋势（见图3．2．7）。(www.xing528.com)

图3．2．7 南极上空的臭氧层的变化

臭氧层出现空洞的报道引起了世界各国政府和科学家们的极度重视。专家们指出，按目前臭氧被破坏的速度推算，到2075年臭氧将比1985年时减少40％，全球皮肤癌患者将达1．5亿人，农作物将减产7．5％，水产将减少40％，人体免疫功能也将逐步减退。

因此，保护臭氧层是一个迫在眉睫的全球性问题。臭氧层遭到破坏而导致形成空洞的原因是大气中出现了过多的卤代烃。卤代烃在太阳辐射和光氧化作用下会分解出氯自由基。这种氯自由基的反应能力极强，导致臭氧迅速分解。科学家们已经确认造成臭氧层空洞的元凶就是卤代烃。

其实，早在1974年美国的两位化学家诺兰和莫里纳（1995年诺贝尔化学奖获得者），就已经发现破坏臭氧层的元凶是卤代烃。他们指出：卤代烃到了平流层之后，受到紫外线的作用，发生了光氧化反应，分解出卤素自由基，就是这种自由基引起了臭氧的分解。例如：人们使用较为广泛的氟氯代烃（俗称“氟利昂”）中的F－12会有下列反应：

专家们指出，由于循环作用，一个氯自由基可以破坏上千个臭氧分子。

为了保护臭氧层，1985年“维也纳保护臭氧层公约”通过，1987年9月“蒙特利尔协定”达成。人们采取各种措施，控制两大类8种卤代烃的生产和使用。化学家们的任务是尽快研究出目前尚在大量使用的卤代烃的代用品。目前，市场上出现的“绿色”冰箱，就是不再以F－12作为制冷剂的冰箱。