地球生命的保护伞
臭氧(O3)是大气中的微量元素,是一种具有微腥臭、浅蓝色的气体,主要密集在离地面20—25km平流层内,科学家形象地称之为臭氧层。众所周知,大气中的平流层中的臭氧能强烈地吸收太阳中波长较短的紫外线,它可吸收来自太阳99%的紫外线的辐射,从而保证了地球上的生命免爱过多紫外线的伤害,因而被人们直观地誉称为“地球生命的保护伞”,根据现代科学家的考察,特别通过卫星的观测发现:从20世纪70年代以来,全球的臭氧总量日趋减少,仅1979——1990年期间 ,全球臭氧的总量下降了3%,甚至连人迹罕至的南极洲臭氧的减少量也相当的严重,已出现了南极臭氧空洞(南极上空的臭氧变薄,相对于其它地区而言,有一个洞),古有女娲补天之说,人们尚信其乃是神话,而现在看来神话却变成了现实,现在的科学家们真的要重女娲之道,覆女娲之辄,真的要补天了。
臭氧是由氧原子和氧分子结合而成,在近地面的低层大气里因缺少氧原子,形成臭氧的机会少。但随着高度的增加,太阳紫外线的辐射增强,氧分了会分解成氧原子,而氧原子多,形成臭氧的机率会大,依据科学家测定,距地面10km以上臭氧的含量逐渐增多,在距地面20——30km内其含氧分子和氧原子多,因而生成的臭氧的机会最大,从而形成臭氧层。在距地面30km以上的高度,因紫外线的辐射更加强烈,氧分子会分解成氧原子,出现了氧原子多,而氧分子少的状态,因而生成的臭氧的机会就少,故臭氧的含量减少,在距地面60km以上的地区,臭氧的含量就更少了。臭氧层中的臭氧浓度每减少1%,太阳的紫外线辐射就增加2%,皮肤癌就增加4%—6%,当然这里说的主要是皮肤癌中的黑色素癌,据卫生部门统计,全球每年死于皮肤癌的约十几万人;同时臭氧层的臭氧浓度的减少,对眼睛及视力也有较为严重的损坏,导致白内障患者显著的增加,比如臭氧层的浓度减少1%,白内障患者就增加0.6%.,而且有逐年上升的势头明显增加;臭氧层中的臭氧浓度的减少,可削弱人体的免疫力,增加传染病患者。臭氧层中的臭氧浓度的减少,对生态也有严重的影响,经科学家对200种农作物对紫外线增加的敏感性的实验,结果发现有67%的农作物有明显的影响, 特别是人类经常食用的诸如大米、小麦、花生、大豆、水果、洋白菜等农产品的产量降低,而且品质下降,也就是因为紫外线辐射的增强,破坏了植物的光合作用及植物的授粉能力,比如臭氧减少25%,大豆就减产20—25%;太阳的紫外线可杀死10米水深之内的鳗鱼的幼苗,导致渔业产量下降。臭氧层中的臭氧浓度的减少,对工业生产也会有严重的影响,比如说引起塑料制品的老化、发黄、开裂等。
全球臭氧层的浓度减少和南极上空出现的“南极手臭氧洞”的原因有二:一是自然原因,即太阳黑子爆炸时会产生许多带电质子,轰击地球上层大气,对臭氧有破坏作用;另外,南极上空的上气流,把臭氧含量较高的中层大气输送到上层,从而降低了其含量。二是人为原因,即人类在使用冰箱、冰柜、空调等致冷设备、消毒剂、起泡剂和灭火剂等时,它们向大气排放的氯氟烃化合物、卤化烃化合物、N2O、CH4、CO、Br均可破坏臭氧,其中卤化烃的氟里昂11和12(CFC11,CFC12)的破坏起主要作用,当排放的氯氟烃、溴等气体在紫外线照射下放出(Cl)原子,氯(Cl)原子夺去臭氧中的一个氧原子,使臭氧(O3)变成纯氧(O2),致使臭氧层遭到破坏,从而使其浓度降低。
臭氧层的保护被认为是当今全球最重要的和最迫切的环保项目之一,全世界的科学家已发出了强烈呼吁:拯救臭氧层,减少并逐渐禁止氯氟烃等消耗臭氧层的物质的排放,1987年9月,50多个国家在加拿大的蒙特利尔签订了〈蒙特利尔控制可破坏臭氧层物品的协定〉,1995年,150多个国家的代表参加的维也纳保护臭氧层国际会议确定,将发达国家停止使用氯氟烃的期限提前到2000年,发展中国家则在2016年冻结使用,2040年淘汰。同时积极研制新型制冷系统。我国也积极参与了国际保护臭氧层的合作,并制定了〈中国逐步淘汰消耗臭氧层物质国家方案〉。