臭氧层简介

　　臭氧层是大气层的平流层中臭氧浓度高的层次。浓度Z大的部分位于20-25公里的高度处。若把臭氧层的臭氧校订到标准情况，则其厚度平均仅为3毫米左右。

　　太阳光纤中的紫外线分为长波和短波，当大气中的氧气分子遭受短波紫外线照射时，氧气分子会分解成原子状态，因为氧原子有极强的不稳定性，很容易与周围其他物质发生反应，与氧分子发生反应时，就会形成臭氧。由于臭氧的比重大于氧气，会逐渐向臭氧层的底层降落，在降落的过程中随着温度的变化上升，臭氧的不稳定性增强，同时受到长波紫外线的照射时会再度还原为氧。

　　臭氧层，就是保持了这种氧气与臭氧之间互相转换的平衡。

臭氧层的形成

　　我们都知道地球上的生物都是依赖太阳才得以生存，如果没有太阳，地球会和太阳系中其他没有生命迹象的星球一样暗无天日。然而，地球diyi次出现的生命体却深藏在海底，那时候地球上的阳光太强了，为了防晒，生命体都躲在深黑的海底。

　　由于食物匮乏，原始生命体进化出了自养功能，通过光合作用自己补给养分，Z具代表性的自养生物就是植物。光合作用产生了氧气，氧气不断增加和升腾，受到紫外线的照射，氧气分解成氧原子，活跃的氧原子很容易和氧分子反应形成臭氧分子，并在距离地面20～50千米的高空团积，逐渐形成了臭氧层。

　　经过数亿年的发展，臭氧层越来越稳固，它能吸收99%以上对生物有害的太阳紫外线，形成了地球天然的保护伞，自此，地球上的动植物进化出的种类也越来越多，臭氧层与生命相互依存。在臭氧层的保护下，原始生命在地球上经过了上亿年优胜劣汰的进化，一直繁衍到今天。

　　臭氧层就像一把无形的巨伞，遮蔽着地球，阻挡着对地球生命有害的太阳辐射，但是，现在这把巨伞却因为人类活动而遭到了破坏，地球上的生命开始受到威胁。

臭氧层空洞

　　人类真正认识臭氧是在150多年以前，德国化学家先贝因博士首次提出在水电解及火花放电中产生的臭味，同在自然界闪电后产生的气味相同，先贝因博士认为其气味难闻，因此将其命名为臭氧。臭氧层顾名思义，带有微臭，在闪电的时候，有可能会闻到一股怪味，这便是闪电带下来的。

　　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”气象卫星测到了这个臭氧洞。

　　1985 年，英国科学家法尔曼等人在南极哈雷湾观测站发现：在过去10～15年间、每到春天南极上空的臭氧浓度就会减少约30%，有近95% 的臭氧被破坏。从地面上观测，高空的臭氧层已极其稀薄，与周围相比像是形成一个“洞”，直径达上千千米，“臭氧洞”由此而得名。

　　美、日、英、俄等国家联合观测发现，近年来，北极上空臭氧层也减少了20%。在被称为是世界“第三极”的青藏高原，上空的臭氧正在以每10年 2.7% 的速度减少。

臭氧层的破坏

　　1、臭氧层遭破坏的现状

　　早在20世纪80年代，以Farmen为代表的英国科学家就创造性地人提出了南极上空臭氧洞的问题。

　　南极哈雷湾观测站的数十年的观测数据显示，从1957年开始，南极上空的臭氧就开始出现了大规模的耗损，经过几十年的损耗，南极上空臭氧层的浓度已经极其的稀薄，臭氧含量已经远远低于周围地区，形成了一个直径上千公里“空洞”。

　　近年来，随着航摄遥感技术的进步，卫星可以观测臭氧层空洞较为具体的面积了，截止到2006年的时候，臭氧层空洞达到相当于两个南极大陆的面积，大约为2900万km²，并且南极上空臭氧层损耗的态势仍处于恶化之中。

　　现在，不仅南极上空，北极上空的臭氧含量也屡创历史新低，美、英等多国的科学家联合观测结果现实，北极上空的臭氧含量在不到一个世纪的时间内缩减了20%，出现了面积大约占南极臭氧层空洞1/3的空洞。

　　此外，被誉为“第三极”的青藏高原上空的臭氧含量也在急速的减少，根据国内一些气象学者的观测结果，青藏高原上空的臭氧层正在以高达1.7%的速度逐年减少，已经成为了大气环境中的第三个臭氧空洞。

　　2、破坏臭氧层的化学物质

　　毫无疑问，臭氧层空洞的出现源自人类的自身行为。人们在生产中大量地使用消耗臭氧层物质(Ozone Depleting Substances)是大气中臭氧含量减少的主要原因。

　　消耗臭氧层物质主要包括：四氯化碳、CFCs(氯氟烃)、溴甲烷、(全溴氟烃)等。这些物质的应用十分广泛，制冷剂、发泡剂、清洗剂等常见物品中都离不开这些物质。在这些消耗臭氧层物质中，破坏力Z强的当属CFCs和哈龙(Halon)。

　　从20世纪的30年代开始，人类陆陆续续地生产了超过2000万吨的氯氟烃物质。

　　3、臭氧层的破坏机理

　　美国籍的大气物理学家Molina和RowlandZ早发现人工合成的部分含氯和含溴物质是对臭氧层的损耗机制。其中Z典型、用量Z大的此类物质就是CFCs和Halons。

　　在生产和使用CFCs和Halons的过程中，泄漏现象难免会发生，泄漏后这些物质Z先进入的是大气环境的对流层中。这些物质在大气对流层极其的稳定，理论上可以维持几十上百年的时间不发生化学反应。

　　在极地大气环流以及赤道热气流上升等气候现象的影响下，这些物质会达到平流层。随后在平流层气流流动的影响下，它们会从低纬度向高纬度转移，这也是臭氧层空洞Z先在两极出现的主要原因之一。

　　CFCs和Halons等物质与平流层混合均匀以后，受强烈紫外线的照射，CFCs和Halons的分子发生分解，产生活性非常高的氯溴自由基。这些氯溴自由基对臭氧的破坏非常大：

　　由上述两式可以看出这些氯溴自由基是以催化剂的形式存在的。

　　据估算，在催化剂中毒(自由基失去活性)之前，平均每个氯自由基可以破坏超过100个臭氧分子，而由Halon产生的溴原子自由基破坏臭氧的能力高出氯原子自由基数十倍。此外，氯、溴原子自由基之间还存在某种协同机制，这种机制又大大增加了此类物质对臭氧的破坏能力。

保护臭氧层的对策及机制

　　近年来，世界各国在保护臭氧层方面取得了共识，许多国家的政府以及一些相关的国际组织开展了联合行动避免臭氧层问题进一步地恶化。

　　1、冻结和削减氟利昂与哈龙的生产及消耗量

　　破坏臭氧层的物质几乎全部由人工化合而成，所以，完全禁止这些物质的生产和使用完全具有可行性。国际上已经采取了措施、签订了协议逐渐地减少乃至禁止这些物质的生产和使用。从1994年开始，全世界范围内就禁止了Halon的生产和使用。

　　2、开发破坏臭氧层物质的替代品

　　理想的破坏臭氧层物质替代品除了不能破坏臭氧层、产生温室效应以外，还要具备这些物质本身的优良特性。在诸多破坏臭氧层物质中使用Z多的是氟里昂，所以，氟里昂替代物的研发是当下工作的ZD。现在常用的氟里昂替代品中比较有代表性的是氢氟烃HFC。

　　氢氟烃不含氯元素，对臭氧层完全没有影响，并且在大气环境的降解产物毒性很低，是目前使用较多的替代物。但是，HFC带来的温室效应非常严，而且它的生产成本比氟利昂高得多，热交换性能也不如氟利昂。其它替代物，有氢氯氟烃HClF、氟碘烃FI等，都是非常具有发展前途的氟里昂替代物。

国际臭氧层保护日

　　1985年，联合国环境署发起并由21个国家政府签署了《保护臭氧层维也纳公约》，首次建立了共同控制臭氧层破坏的对策。

　　1987年，蒙特利尔集会，36个国家通过关于臭氧层保护的文件《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，我国并于1992年加入。

　　从1995年起，联合国环境署将每年的9月16日定为“国际臭氧层保护日”，以此来提高人们对臭氧层的认识，呼吁全人类共同保护。臭氧层的保护可以从以下几点进行：

　　1、企业生产过程中所需的设备和大众消费者可选购使用带有“爱护臭氧层”或“无氯氟化碳”标志的产品，例如灭火器、冰箱等，企业生产这些产品的标识中表明不含有氯氟化碳的破坏臭氧层物质。

　　2、农民在农业生产过程中，不使用含有甲基溴的杀虫剂，可选用合适的替代品。

　　3、对于家里的废旧电器，在处理之前，要去除内含的氯氟化碳和CFCs物质，或者交由专业的废旧物品处理机构进行废物再利用，确保处理后的电器化学物质不会释放到空气中去。

　　4、分解到空气中的有害化学物质回收利用难度较大，可采用分解破坏的方法使其失去污染能力。

　　5、减少汽车的使用率，从而有效的降低降低尾气的排放，全民携手，在净化空气的同时还加强了身体的锻炼。

　　6、培养集体保护臭氧层意识，了解周围一些消耗臭氧层的物质对环境空气造成的影响并采取行动进行解决，向家人、朋友、同事宣讲臭氧层对人类生态环境的影响，深知保护臭氧层的必要性，并号召大家一起加入到这个活动中，淘汰过多消耗臭氧层物质的物品。

　　2014年9月10日，世界气象组织与联合国环境规划署发布报告说，地球臭氧侧大洞大约会在50年后闭合，主要和各国采取的限制措施有一定的关系，全民努力的结果有了一定的成效，臭氧层对维护地球生态平衡的作用功不可没，它需要我们全人类携起手来共同维护，愿大家共同携手拯救蓝天。