臭氧(O3)是大氣中的微量元素,是一種具有微腥臭、淺藍(lán)色的氣體,主要密集在離地面20—25km平流層內(nèi),科學(xué)家形象地稱之為臭氧層。眾所周知,大氣中的平流層中的臭氧能強烈地吸收太陽中波長較短的紫外線,它可吸收來自太陽99%的紫外線的輻射,從而保證了地球上的生命免愛過多紫外線的傷害,因而被人們直觀地譽稱為“地球生命的保護(hù)傘”,根據(jù)現(xiàn)代科學(xué)家的考察,特別通過衛(wèi)星的觀測發(fā)現(xiàn):從20世紀(jì)70年代以來,全球的臭氧總量日趨減少,僅1979——1990年期間 ,全球臭氧的總量下降了3%,甚至連人跡罕至的南極洲臭氧的減少量也相當(dāng)?shù)膰?yán)重,已出現(xiàn)了南極臭氧空洞(南極上空的臭氧變薄,相對于其它地區(qū)而言,有一個洞),古有女媧補天之說,人們尚信其乃是神話,而現(xiàn)在看來神話卻變成了現(xiàn)實,現(xiàn)在的科學(xué)家們真的要重女媧之道,覆女媧之輒,真的要補天了。
臭氧是由氧原子和氧分子結(jié)合而成,在近地面的低層大氣里因缺少氧原子,形成臭氧的機會少。但隨著高度的增加,太陽紫外線的輻射增強,氧分了會分解成氧原子,而氧原子多,形成臭氧的機率會大,依據(jù)科學(xué)家測定,距地面10km以上臭氧的含量逐漸增多,在距地面20——30km內(nèi)其含氧分子和氧原子多,因而生成的臭氧的機會最大,從而形成臭氧層。在距地面30km以上的高度,因紫外線的輻射更加強烈,氧分子會分解成氧原子,出現(xiàn)了氧原子多,而氧分子少的狀態(tài),因而生成的臭氧的機會就少,故臭氧的含量減少,在距地面60km以上的地區(qū),臭氧的含量就更少了。臭氧層中的臭氧濃度每減少1%,太陽的紫外線輻射就增加2%,皮膚癌就增加4%—6%,當(dāng)然這里說的主要是皮膚癌中的黑色素癌,據(jù)衛(wèi)生部門統(tǒng)計,全球每年死于皮膚癌的約十幾萬人;同時臭氧層的臭氧濃度的減少,對眼睛及視力也有較為嚴(yán)重的損壞,導(dǎo)致白內(nèi)障患者顯著的增加,比如臭氧層的濃度減少1%,白內(nèi)障患者就增加0.6%.,而且有逐年上升的勢頭明顯增加;臭氧層中的臭氧濃度的減少,可削弱人體的免疫力,增加傳染病患者。臭氧層中的臭氧濃度的減少,對生態(tài)也有嚴(yán)重的影響,經(jīng)科學(xué)家對200種農(nóng)作物對紫外線增加的敏感性的實驗,結(jié)果發(fā)現(xiàn)有67%的農(nóng)作物有明顯的影響, 特別是人類經(jīng)常食用的諸如大米、小麥、花生、大豆、水果、洋白菜等農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量降低,而且品質(zhì)下降,也就是因為紫外線輻射的增強,破壞了植物的光合作用及植物的授粉能力,比如臭氧減少25%,大豆就減產(chǎn)20—25%;太陽的紫外線可殺死10米水深之內(nèi)的鰻魚的幼苗,導(dǎo)致漁業(yè)產(chǎn)量下降。臭氧層中的臭氧濃度的減少,對工業(yè)生產(chǎn)也會有嚴(yán)重的影響,比如說引起塑料制品的老化、發(fā)黃、開裂等。
全球臭氧層的濃度減少和南極上空出現(xiàn)的“南極手臭氧洞”的原因有二:一是自然原因,即太陽黑子爆炸時會產(chǎn)生許多帶電質(zhì)子,轟擊地球上層大氣,對臭氧有破壞作用;另外,南極上空的上氣流,把臭氧含量較高的中層大氣輸送到上層,從而降低了其含量。二是人為原因,即人類在使用冰箱、冰柜、空調(diào)等致冷設(shè)備、消毒劑、起泡劑和滅火劑等時,它們向大氣排放的氯氟烴化合物、鹵化烴化合物、N2O、CH4、CO、Br均可破壞臭氧,其中鹵化烴的氟里昂11和12(CFC11,CFC12)的破壞起主要作用,當(dāng)排放的氯氟烴、溴等氣體在紫外線照射下放出(Cl)原子,氯(Cl)原子奪去臭氧中的一個氧原子,使臭氧(O3)變成純氧(O2),致使臭氧層遭到破壞,從而使其濃度降低。
臭氧層的保護(hù)被認(rèn)為是當(dāng)今全球最重要的和最迫切的環(huán)保項目之一,全世界的科學(xué)家已發(fā)出了強烈呼吁:拯救臭氧層,減少并逐漸禁止氯氟烴等消耗臭氧層的物質(zhì)的排放,1987年9月,50多個國家在加拿大的蒙特利爾簽訂了〈蒙特利爾控制可破壞臭氧層物品的協(xié)定〉,1995年,150多個國家的代表參加的維也納保護(hù)臭氧層國際會議確定,將發(fā)達(dá)國家停止使用氯氟烴的期限提前到2000年,發(fā)展中國家則在2016年凍結(jié)使用,2040年淘汰。同時積極研制新型制冷系統(tǒng)。我國也積極參與了國際保護(hù)臭氧層的合作,并制定了〈中國逐步淘汰消耗臭氧層物質(zhì)國家方案〉。