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臭氧层
来源:医学全在线 更新:2007/12/3 字体:

    在对流层大气上空的平流层中,距地面20~25公里处,有一层臭氧比较密集的空气,称为臭氧层,为什么臭氧在这里特别密集呢?这是因为太阳紫外线的作用,空气中部分氧分子分裂为氧原子,氧原子与未分裂的氧分子结合,生成臭氧,由于臭氧对短波紫外线有强烈的吸收能力,所以臭氧层的存在,使地面上的生物体免受短波紫外线的袭击,对生物体有重要的保护作用,由此,人们生动地将它誉为“地球的保护伞”。

    1985年,英国南极科学考察队首次报告,南极洲上空的臭氧层变薄,北半球也有类似情况,这个臭氧层中某些局部臭氧减少形成“空洞”的消息,顿时引起全世界的关注,这是因为,臭氧能够吸收太阳短波紫外线,所以到达地面的阳光辐射,大多是波长为350~300埃的长波紫外线,这种紫外线,只能杀死抵抗力较低的病原微生物,对人类和一般生物没有害处。臭氧层中臭氧含量每降低1%,地面上波长315~200埃的短波紫外线将增加2%,短波紫外线可深入到生物体内,损伤组织,甚至引起遗传物质脱氧核糖核酸(DNA)“遗传信息”的差错、细胞生长异常和癌变。据估计,臭氧层的臭氧如减少10%,人群中皮肤癌发病率将增加20%;并且,对地球上树木花草、鸟兽虫鱼等一切生物,都是致命的威胁。1991年底,智利最南部城市中的羊出现短暂失去视觉的现象,有的学校老师报告小学生有皮肤过敏和损伤。联合国环境规划署不久前警告说,如果臭氧层继续按照目前的速度变薄,到2000年全世界皮肤癌患者将达到20万人,如果下世纪初臭氧层中臭氧再减少10%,那么全世界每年患白内障的人有可能达到160~175万人。由于臭氧层与人类的生存如此紧密相关,难怪人们正在大声疾呼:“救救地球的保护伞”!

    大量的研究表明,氮、氯、氢、溴等约30余种化学物质,可以减少臭氧层中的臭氧。例如,60年前美国杜邦公司开始在市场上销售的致冷剂氟利昂,已经在人类生活的各个方面广泛应用,全世界大约有10亿台电冰箱和数以亿计的空调器中使用了氟利昂,清洗电子器件的清洁剂;各种喷雾剂和发泡剂等也都含有氟利昂。据有关方面估计,每年这类产品的产量为75万吨。氟利昂如果逸入大气,由于其比重与空气不同,在地球自转的离心力作用下,向两极上空集中,至臭氧层时,在太阳短波紫外线的作用下,放出氯原子。氯原子与臭氧作用,夺去一个氧原子,形成氧化氯,氧化氯与另一个氧原子结合,形成一个新的氧分子和一个氯原子,氧分子不能阻挡紫外线,而新形成的氯原子却可与其它臭氧分子继续反应,这个链锁反应不断地进行。据估计,1个氯原子每天可分解1000个以上臭氧分子,使臭氧层逐渐被侵蚀、研究人员认为,氟氯烃的寿命可达50~100年,即使现在停止生产氟氯烃,同温层中氯的浓度还将继续上升,至下世纪头10年才达到最高峰,要恢复到自然水平,起码还要1个世纪。除氟利昂外,有些其它化学品也有同样作用,例如1个分子的氮氧化合物,每天可破坏10 000个臭氧分子,1个氮原子,每秒可破坏100个臭氧分子,1992年4月初,参加“欧洲北极平流层臭氧实验”的科学家宣布,北极地区上空的臭氧已减少到有纪录以来的最低水平,仅1992年头两个月就减少了20%,北极平流层中的氯含量比正常水平高出70倍,这是来自美国、俄罗斯、日本、英国等17个国家的300名科学家在进行了长达5个月的大规模考察后发现的。

    由于臭氧层中的臭氧的减少与人类生存如此紧密相关,世界各国非常重视这个问题。1987年在加拿大蒙特利尔签订了一个国际性禁止毁坏臭氧层的协议书。协议书规定先进工业国家必须在2000年禁止生产和使用氟氯烃产品,而发展中国家的期限则延后10年。3年之后,由于地球环境的进一步恶化,在伦敦又召开了议定书缔约国第二次会议,对1987年的议定书进行了修改,规定对7类100多种能消耗臭氧层的物质的排放总量进行控制,约60个国家(包括我国在内)在修订后的协议上签了字、这些文件,被人们誉为国际环境合作中的里程牌。

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