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大气臭氧层破坏与可持续发展摘要：随着科技的快速发展，人们生活水平不断提高，同时环境污染也伴随而来目 前，大气臭氧层空洞问题已经越来越被人关注，臭氧层作为地球一道天然屏障，使地 球上的生命免遭强烈的紫外线伤害然而，近10 多年来，地球上的臭氧层正在遭到破 坏本文通过地臭氧层破坏的原因及其破坏的机理进行阐述，分析其对人类产生的影 响，并提出相关的保护措施，以期增强人们保护臭氧层的意识关键词：臭氧层 臭氧层空洞 氟氯烃 影响 保护措施前言臭氧层的破坏是人类当今所面临的重要环境问题之一，多数科学家认为，人类过 度使用氟氯烃（CFC类物质是臭氧层破坏的主要原因之一臭氧层变薄意味着到达地 表的太阳紫外线增强较强的紫外线辐射，会伤害人的皮肤、眼睛，损坏人的免疫系 统，还会对粮食作物、陆生生物及水生生物造成危害因此，了解臭氧层破坏的原因 及其对人类及生物的危害，有助于增强人们的环境意识，避免人类遭受臭氧层破坏所 带来的灾难通过本文介绍臭氧层破坏的机理，分析其对人类产生的影响，并提出相 关的保护对策，以期增强人们对臭氧层的正确认识，以及为保护臭氧层提供借鉴一、臭氧层的概念、形成、作用 臭氧层是指大气层的平流层中臭氧浓度相对较高的部分，其主要作用是吸收短波 紫外线。

大气层的臭氧主要以紫外线打击双原子的氧气，把它分为两个原子，然后每 个原子和没有分裂的氧合并成臭氧臭氧分子不稳定，紫外线照射之后又分为氧气分 子和氧原子，形成一个继续的过程臭氧氧气循环，如此产生臭氧层自然界中的臭氧，大多分布在距地面 20Km--50Km 的大气中，我们称之为臭氧层 大气臭氧层主要有三个作用其一为保护作用，臭氧层能够吸收太阳光中的波长 306.3nm以下的紫外线，主要是一部分UV—B（波长290〜300nm）和全部的UV—C（波长 <290nm=，保护地球上的人类和动植物免遭短波紫外线的伤害只有长波紫外线UV-A 和少量的中波紫外线UV-B能够辐射到地面，长波紫外线对生物细胞的伤害要比中波 紫外线轻微得多所以臭氧层犹如一件保护伞保护地球上的生物得以生存繁衍 其二 为加热作用，臭氧吸收太阳光中的紫外线并将其转换为热能加热大气，由于这种作 用 大气温度结构在高度50km左右有一个峰，地球上空15〜50km存在着升温层正是 由于存在着臭氧才有平流层的存在而地球以外的星球因不存在臭氧和氧气，所以也 就不存在平流层大气的温度结构对于大气的循环具有重要的影响，这一现象的起因 也来自臭氧的高度分布。

其三为 温室气体的作用，在对流层上部和平流层底部，即在 气温很低的这一高度，臭氧的作用同样非常重要如果这一高度的臭氧减少，则会产 生使地面气温下降的动力因此，臭氧的高度分布及变化是极其重要的二、臭氧层损耗的现状及原因1、臭氧层损耗的现状1985年，英国科学家法尔曼（Fannen）等人首先提出，“南极臭氧洞”的问题他 们根据南极哈雷湾观测站的观测结果，发现从1957 年以来，每年早春丽极10 月份）南 极臭氧浓度都会发生大规模的耗损，极地上空臭氧层的中心地带，臭氧层浓度已极其 稀薄，与周同拥l七像是形成了一个“洞”，直径达上千公里，“臭氧洞”就是因此而 得名的．这一发现得到了许多其他国家的南极科学站观测结果的证实．卫星观测结果 表明，臭氧洞在不断扩大，至2006年臭氧层空洞曾达到2950万1011,，相当于两个南 极大陆．同时，南极臭氧洞持续的时间也在加长．这一切迹象表明，南极臭氧洞的损 耗状况仍在恶化之中目前，不仅在南极，在北极上空也出现了臭氧减少的现象，美、日、英、俄等国 家联合观测发现，北极上空臭氧层也减少了 20％，已形成了面积约为南极臭氧空洞= 三分之一的北极臭氧空洞.在被称为是世界上“第t极”的青藏高原，中国大气物理 及气象学者的观测也发现，青藏高原上空的臭氧正在以每10年2．7％的速度减少，已 经成为大气层中的第三个臭氧空洞。

2、破坏臭氧层的物质 自从发现南极上空出现臭氧空洞以后，科学家们经过近十多年的研究，最后得出 一致的结论：臭氧层的破坏和臭氧空洞的出现，是人类自身行为造成的；是人们在生 产和生活中大量地生产和使用“消耗臭氧层物质（ODS） ”以及向空气中排放大量的废气 造成的ODS主要包括下列物质：CFCs（氯氟烃）、哈龙（Halon，全溴氟烃）、四氯化碳、甲 基氯仿、溴甲烷等ODS 的用途：用作制冷剂、喷雾剂、发泡剂、清洗剂等废气：主要是汽车尾气、超音速飞机排出的废气、工业废气等在上述所有物质中，破坏力最强的（或者称之为“罪魁祸首”）是CFCs和哈龙而 在我们生活中用的最多的就是我们大家所熟悉的CFCs3、臭氧层损耗机理 在平流层中臭氧耗损，主要是通过动态迁移到对流层，在那里得到大部分具有活 性催化作用的基质和载体分子，从而发生化学反应而被消耗掉03,主要是与Hox、Nox、 C10x 和 BrOx 中含有的活泼自由基发生同族气相反应1) 废气破坏臭氧层废气中含有大量的氮氧化物(如NO和N02等)，这些氮氧化物可以破坏掉大量的臭 氧分子，从而造成臭氧层的破坏近年来研究发现，核爆炸、航空器发射、超音速飞 机将大量的氮氧化物直接注入平流层中，同样会使臭氧浓度下降．NO 对臭氧层破坏作用的机理为：03+N0—03+N02 0+N02—02+N0总反应式为：0+03-202(2) CFCs 和哈龙对臭氧层的破坏美国科学家奠里纳(Molina)和罗兰德(Rowland)提出：人工合成的一些含氯和含溴 的物质是造成臭氧层被破坏的元凶，最典型的是氯氟烃类化合物(CFCs)和含溴化合物 哈龙(Halons).CFCs 和 Halons 在生产和使用过程中总是要泄漏的，泄漏后首先进入大气的对流层 中．而这些物质在对流层中是化学惰性的，即它们在对流层中十分稳定，可以存在几 十年甚至上百年不发生变化．但这些物质不可能总是存在子对流层中，通过极地的大 气环流以及赤道地带的热气流上升，最终使这些物质进入平流层．然后又在风的作用 下，把它们从低纬度地区向高纬度地区输送，在平流层内混合均匀．在平流层内，强 烈的太阳紫外线照射使 CFCs 和 Halons 分子发生解离，释放出高活性的氯和溴的自由 基．氯原子自由基和溴原子自由基就是破坏臭氧层的主要物质。

4、臭氧层破坏的长期性令科学家和社会各界忧虑的是， CFCs 和 Halons 具有很长的大气寿命，一旦进人大 气就很难去除，这就意味着即使人类停止生产和使用这些物质，它们对臭氧层的破坏 还会持续一个漫长的过程三、 臭氧层的破坏对人类的影响1、对人类健康的影响臭氧量的减少、臭氧层的被破坏使到达地面的紫外线辐射量增加其中UV-B紫外 线波段增加更多 UV-B 紫外线辐射的增加，将会对人体健康产生很大影响相关研究 表明，紫外线除了在人类皮肤中产生VD外，未发现其他有益效应紫外线对人体的危 害却较大主要表现在影响人类皮肤、眼睛及免疫系统2、对人类皮肤的影响 临床诊断表明，夏天接受过量的太阳光照射已造成皮肤病动物试验和临床病例 研究表明，过量UV-B紫外线照射易引发人体皮肤癌紫外线辐射最主要的影响是在太 阳照射下对皮肤的灼伤对大多数人来讲，接受2d的暴晒，皮肤会变成褐色，这是由 于紫外线辐射容易使皮肤产生黑色素，并沉着于皮肤色素细胞而形成的接受紫外线 辐射一定时间后破坏皮肤组织的连接，导致皮肤增厚，出现皱纹和皮肤弹性减少紫 外线辐射增加了患皮肤癌的机率3、 对人类眼睛的影响大量动物试验表明，UV-B紫外线辐射能损害眼角膜和晶状体，导致眼睛混浊。

当 部分紫外线辐射抵达眼睛的后部，会使视网膜细胞缓慢恶化，尤其是近视者研究表 明，紫外线的增加对人类白内障有一定影响，当臭氧减少 1.0%，白内障增加约 0.5%， 强紫外线辐射同样可以引发角膜炎（如白雪盲）这类影响的征兆包括眼睛变红，对光 线的易敏感，爱流泪，感觉严重有异物和疼痛眼外伤在3〜12h暴晒后显现由于眼 睛细胞的快速再生能力，症状在几天后消失长时间的紫外线辐射会导致角膜水久性 损伤4、 对人的免疫系统的影响皮肤是一个重要的免疫器官，免疫系统的某些成分存在于皮肤中，皮肤暴露于紫 外线辐射下能扰乱免疫系统，导致一些疾病 UV-B 诱发皮肤免疫抑制的研究发现，不 仅含色素少的人发生，含色素多的人亦可发生由于免疫抑制，单纯疱疹、利什曼病 结核及念珠菌病等疾病将会增加或者症状恶化5、 对生物的影响（1） 对农作物的影响：紫外线辐射的增强，将导致农作物（如小麦、水稻等） 减产，减少地球的食物链，并会导致粮食质量降低2） 对陆生生物的影响：若地球表面紫外线辐射增加，将危机植物的生理代谢3） 对水生生物的影响：紫外线能穿透10—20 m 深的海水，紫外线辐射可杀死 10m 水深的单细胞海洋浮游生物和微生物，从而危及水中生物的食物链和自由氧的来 源，影响生态平衡和水体的自净能力。

6、 对经济的影响大气臭氧层破坏对人类健康的影响，对生物的影响进而会造成对全球经济的影响四、保护臭氧层的措施为了保护大气臭氧层，各国采取的一些措施，大致可概括为：1、冻结和削减氟利昂与哈龙的生产及消耗量，从而保护臭氧层免遭破坏2、减少氟利昂的排放量 除禁止氟利昂作气溶胶应用外，通过再循环使用的方式也可减少其排放量如制 软泡沫塑料中所用的氟利昂，收集后再生，经炭过滤再使用，能减少操作损失50％3、研究开发破坏臭氧层物质的替代物 寻找氟里昂的替代物是研发的重点现在比较常用的有：氢氟烃HFC,氧氟烃中不含氯，不破坏臭氧层，在大气中的降 解产物毒性较低，是较理想的替代物．但温室效应较重，而且有些替代品有生产成本 高，热交换性能差、易燃的缺点等•氧氯氟烃HFC，氧氯氟烃的臭氧层破坏系数低，亦 可作为氟里昂的过渡替代物，可崩作聚氨酯和绝缘材料的发泡剂．其它替代物，有氟 碘烃n，其中的C_I键很容易吸收紫外线发生断裂.不会滞留在大气层，是很有发展前 途的氟里昂替代物．氟代乙醇、氟代醚、二甲醚、氨、饱和烃作为氟里昂的替代物均 有研究和应用．氦、空气、水、二氧化碳及氮等许多天然物质在低温和制冷行业早有 应用，应该也是比较理想的替代物．4、继续对对流层臭氧形成和耗损的机理、氟利昂等排放的影响，对人类和生态系 统的危害等方面进行综合调查研究．参考文献[1] 穆恒宝.臭氧层破坏对人类的影响[J].环境科学动态，1995 ( 1 ): 24-25.[2] 佚名.关于平流层中臭氧及其损耗的科学知识和事实[J].世界环境，1999(4)： 5-6.[3] 泷泽行雄，方长东，周吉海.臭氧层破坏与健康管理[J].日本医学介绍，2000，1(1)： 45.[4] 张利伯，戴玉林.臭氧层破坏及其对人类的影响[J].中国公共卫生，1993，9 ( 10): 457-458.⑸ 王云采.臭氧层变薄威胁人类的健康与生命[J].生活与健康，2005(9)： 25-27.⑹ 李莉.臭氧层的破坏及其影响[J].河北理工学院学报，2003 (3): 103-105.[7] 广东省制冷协会科普委员会地球地球臭氧层的破坏及危害[J].制冷，1990 (4): 71-72.[8] 董凡.我国保护臭氧层的立法对策与措施[J].能源与环境，2005(4)： 42-44.。