“保护伞”上的空洞

“保护伞”上的空洞

“臭氧”，名子听起来挺叫人纳闷，但它却是地球生命的保护神。每个臭氧分子（O₃）中具有三个氧原子，不同于人类和其他生物所呼吸的氧气（O₂）。臭氧是一种天蓝色、有特殊臭味的气体，因此得名“臭氧”。由太阳飞出的带电粒子进入大气层，使氧分子裂变成氧原子，而部分氧原子与氧分子重新结合成臭氧分子。大气中的臭氧含量极低，却具有极强的吸收紫外线的功能。因为过量的紫外线照射会对地球生态环境和人类健康造成许多危害。它能使微生物死亡，使植物生长受阻，使动物和人的眼睛失明、免疫力下降、皮肤癌的发病率增高。因此，臭氧积聚在地球的上空所形成的臭氧层，通过吸收大量的紫外线就可以有效地挡住了紫外线，使得地球生命和物体免遭紫外线的伤害。所以有人称之为——地球的盔甲。

大气层中臭氧随处都有，但又不随处而居，臭氧主要存在于离地球大约20至30千米处同温层的最底层，其厚度在正常压力下约为8千米，它除了能吞没大量的太阳紫外线的辐射外，还能调节大气层的温度。这是由于在吸收紫外线的过程中也给自身和周围的空气加了温，此外又吸收了地球表面的热量，从而产生了温室效应，直接影响大自然的气候。

可是，随着人类工业化水平的推进以及破坏臭氧层的有害气体的不断排放，赖以保护地球的臭氧层也向人类亮出了“黄牌”。20世纪70年代初期，科学家们发出警告：臭氧层可能受到危害。到了1984年，英国科学家首次发现南极上空出现臭氧洞。1985年，美国的“雨云7号”（Nimbus－7）气象卫星测到了这个臭氧洞。以后经过数年的连续观测，进一步得到证实。美国宇航局（NASA）“雨云7号”卫星上的总臭氧测定记录数据表明，南极上空的臭氧洞有恶化的趋势。1987年，科学家又发现北极上空也出现了臭氧层“空洞”，NASA和欧洲臭氰层联合调查组分别进行的测定都表明了这一点。而且，令人不安的变化并没有停止。1998年，南极洲臭氧空洞持续时间超过了100多天，面积约相当3个澳大利亚。中国科学家对中国上空臭氧分布的分析中发现，青藏高原上空，也存在着一个相对周围地区臭氧浓度较低的区域。

臭氧洞一经发现，立即引起科学界及整个国际社会的震动。最初对南极臭氧洞的出现有三种不同的解释。一种认为是底层含臭氧少的空气被风吹到平流层的天然结果；第二种解释认为，南极臭氧洞是由宇宙射线在高空生成氮氧化物的自然过程；但是，美国的两位科学家Monila和Rowland指出，正是人为的活动造成了今天的臭氧洞。元凶就是我们现在所熟知的氟利昂和哈龙等化合物。

越来越多的科学证据否定了前两种假说，而证实氟利昂（氟氯碳化合物）和哈龙（含溴化合物）产生的氯和溴在平流层通过化学反应消耗臭氧是造成南极臭氧空洞的主要原因。那么氟利昂和哈龙是怎样进入平流层，又是如何引起臭氧层破坏的呢？我们知道就重量而言人为释放的氟利昂和哈龙的分子虽然都比空气重，但它们在低层几乎不与任何分子发生反应，因此不能通过一般的大气化学过程去除。经过一两年的时间，这些物质于全球范围内在对流层分布均匀，然后主要在热带地区上空被大气环流带入平流层，风又将它从高纬度地区向低纬度地区输送，在平流层内混合均匀。在平流层内，强烈的紫外线照射使氟利昂和哈龙发生分子解离，释放出原子状态的高活性的氯和溴，生成破坏臭氧层的主要物质。据估算，1个氯原子可以破坏10万个臭氧分子，而由哈龙释放的溴原子对它的破坏能力是氯原子的30～60倍。而且，氯原子和溴原子还存在协同作用，即二者同时存在时破坏臭氧层的能力要大于二者的简单加和。臭氧层破坏的形成是包含大气化学、气象学的三维复杂过程，但根源是地球表面人为活动产生的氟利昂和哈龙，氟利昂和哈龙在大气中的寿命长达75至100年，一旦进入大气就较难去除，这意味着它们对臭氰层的破坏会持续一个漫长的过程。

臭氧层变薄和南极上空出现空洞引起了全世界人民的不安，这是由于它带来的后果可怕。目前，科学研究证实，臭氧层的减损给人类带来许多危害，最突出的一点是造成地球表面太阳紫外线辐射量的增加，危及人类和其他生物的生命安全。如患白内障、皮肤癌的人要加倍增加，人体的免疫系统机能减退，海洋中的鱼类要大量死亡，其他动物和植物也将受到损害（繁殖力下降和幼体发育不全）；其次是引起低层变暖、高层变冷，导致全球气候大气环流的紊乱和冷热的失衡；另外是加速建筑、包装物及电线和电缆等老化、变质。

如果我们再不行动，让臭氧层不断遭受破坏，人类及地球所有的生灵，将一步步失去自己的“保护伞”。

当然，人类正在共同采取“补天”行动。1985年3月22日《保护臭氧层维也纳公约》在维也纳签订。1987年9月16日在加拿大蒙特利尔签订了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，1991年6月29日又对该议定书进行修订。我国在1991年6月14日在修正后的蒙特利尔议定书上签字。1992年11月，联合国环境规划署自丹麦首都哥本哈根召开《蒙特利尔议定书》缔约国第四次会议，进一步修正和调整消耗臭氧层物质的使用时间。例如，哈龙类物质，除必要用途外，1994年停止使用。1996年停止使用的有：氟氯化碳类物质、四氯化碳、甲基氯仿等。今后逐年减少氟氯烃的使用，到2030年停止使用。1999年7月1日，我国按照议定书的要求，实现了消耗臭氧层物质的生产和消费冻结目标。现在，正在为2010年削减100%的淘汰目标的实现而努力奋斗。