浅析臭氧层空洞及其防治措施

宁波大学答题纸

（20 13 —20 14 学年第学期）

课号：课程名称：大气科学导论改卷教师：

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浅析臭氧层空洞及其防治措施

摘要：

当前，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。本文着重分析阐述臭氧层被破坏的原因、破坏后的后果、以及相关的防治措施。最后，呼吁加强环保，保护臭氧层。

关键词：臭氧层原因危害保护措施

1.1臭氧层破坏的原因与“臭氧层空洞”

众所周知，地球上的一切生物长期远离阳光就会失去生命。但是，太阳光中，存在着波长为200～315纳米的中短波紫外线，它对人体和生物是有危害的。当它穿过平流层时，绝大部分会被臭氧层吸收。因此，臭氧层就成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。1985年，英国科学家法尔曼(Farmen)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(南极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，与周围相比像是形成了一个“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，臭氧层空洞在不断扩大，至1998年臭氧层空洞的覆盖面积已相当于三个澳大利亚。而且，南极臭氧层空洞持续的时间也在加长。这一切迹象表明，南极臭氧层的损耗状况仍在恶化之中。臭氧层的损耗不只发生在南极，在北极上空和其它中纬度地区也都出现了不同程度的臭氧层损耗现象。只是与南极的臭氧破坏相比,北极的臭氧损耗程度要轻一些,而且持续时间相对较短。我国的科学工作者（中国气

象科学院的周秀骥）也报道了在我国的青藏高原存在一个臭氧低值中心。中心出现于每年6月,中心区臭氧总浓度年递减率达0.345%,这在北半球是非常罕见的。

臭氧层破坏的原因，主要有以下三种说法：（1）由于太阳特殊的活动。（2）由于南极周边大气的特殊活动。（3）由于大气中氯氟烃类的气体。虽然自然因素可能对臭氧层造成一定影响，但是，目前大多数人认为，人类过多地使用氯氟烃类化学物质（用CFCs表示）是破坏臭氧层的最主要原因。氯氟烃是一种人造化学物质，1930年由美国的杜邦公司投入生产。在第二次世界大战后，尤其是进入60年以后，开始大量使用，主要用作气溶胶、制冷剂、发泡剂、化工溶剂等。破坏臭氧的机理主要是氟利昂进入平流层后，在紫外照射下分解出Cl原子基，Cl再与O3发生链反应。另外，哈龙类物质（用于灭火器）、氮氧化物也会造成臭氧层的损耗。研究表明，进入平流层的哈龙比氟利昂更危险。

1.2臭氧层破坏的危害

由于臭氧层被破坏，照射到地面的紫外线B段辐射(UV-B)将增强，预计UV-B 辐照水平的增加不仅会影响人类，而且对植物、野生生物和水生生物也会有影响。

1.2.1 对人类健康的影响

臭氧层破坏后，人们直接暴露于UV-B辐射中的机会增加了。UV-B辐射会损坏人的免疫系统，使患呼吸道系统的传染病人增多；受到过多的UV-B辐射，还会增加皮肤癌和白内障的发病率。全世界每年大约有10万死于皮肤癌，大多数病例与UV-B有关。据估计平流层臭氧每损耗1%，皮肤癌的发病率约增加2%。总的来说，在长期受太阳照射的地区的浅色皮肤人群中，50%以上的皮肤病是阳光诱发的，即肤色浅的人比其他种族的人更容易患各种由阳光诱发的皮肤癌。此外，紫外线照射还会使皮肤过早老化。

1.2.2 对植物的影响

一般说来，UV辐射使植物叶片变小，因而减少俘获阳光进行光合作用的有效面积。有时植物的种子质量也受到影响。各种植物对UV辐射的反应不同。对大豆的初步研究表明，UV辐射会使其更易受杂草和病虫害的损害。臭氧层厚度减少25%,可使大豆减产20～25%。

1.2.3 对水生系统的影响

UV-B的增加，对水生系统也有潜在的危险。水生植物大多数贴近水面生长，

这些处于水生食物链最底部的小型浮游植物最易受到平流层损耗的影响，而危及整个生态系统。研究表明，UV-B辐射的增加会直接导致浮游植物、浮游动物、幼体鱼类、幼体虾类、幼体螃蟹以及其它水生食物链中重要生物的破坏。研究人员已发现臭氧洞与浮游植物繁殖速度下降12%有直接关系，而美国能源与环境研究所的报告表明，臭氧层厚度减少25%导致水面附近的初级生物产量降低35%，光亮带(生产力最高的海洋带)减少10%。

1.2.4 对其它方面的影响

有研究指出，UV-B增加会使一些市区的烟雾加剧。一个模拟实验发现，在同温层臭氧减少33%，温度升高4℃时，费城及纳什维尔的光化学烟雾将增加30%或更多。另一种经济上很重要的影响是，臭氧耗竭会出现塑料硬化、油漆退色、玻璃变黄、车顶脆裂等现象

2保护臭氧层相关措施

臭氧层损耗作为当前人们普遍关注的全球性大气环境问题，它直接关系到生物圈的安危与人类的生存，它的保护需要全世界共同采取行动。

2.1国际社会的举措

1987年9月，36个国家和10个国际组织的140名代表和观察员在加拿大蒙特利尔集会，通过了大气臭氧层保护的重要历史性文件《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》。在该议定书中，规定了保护臭氧层的受控物质种类和淘汰时间表，要求到2000年全球的氟利昂消减一半，并制定了针对氟利昂类物质生产、消耗、进口及出口等的控制措施。由于进一步的科学研究显示大气臭氧层损耗的状况更加严峻，1990年通过《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》伦敦修正案，1992年通过了哥本哈根修正案，其中受控物质的种类再次扩充，完全淘汰的日程也一次次提前，缔约国家和地区也在增加。到目前为止，缔约方已达165个之多，反映了世界各国政府对保护臭氧层工作的重视和责任。不仅如此，联合国环境署还规定从1995年起，每年的9月16日为“国际保护臭氧层日”，以增加世界人民保护臭氧层的意识，提高参与保护臭氧层行动的积极性。

2.2我国的措施

我国政府和科学家也十分关心保护大气臭氧层这一全球性的重大环境问题。我国早于1989年就加入了《保护臭氧层维也纳公约》，先后积极派团参与了历次