(一)
臭氧的分子式为O3,是氧的同素异形体,有特殊的臭味,故得其名。臭氧若处于大气低层地球表面则十分有害,危及人畜和整个生态系统。幸好,臭氧的处所是离地面15至40公里的大气平流层,形成严密包围地球的臭氧层,具有大量吸收过滤太阳紫外线辐射的特殊功效。太阳紫外线辐射按波长分为三个区:波长315—400nm(1nm=10-9m)为UV—A区,既不能被臭氧有效吸收,但也不损害地球生物圈;波长280—315nm为UV—B区,可以达到地表并对人类及生态系统造成最大危害;波长为200—280nm称UV—C区,可被氧气和臭氧完全吸收,即使臭氧遭到破坏,C区线也不会到达地表。所以臭氧吸收紫外线,主要是对波长280—315nm的B区紫外线的拦截、过滤和吸收。
可是,近半个世纪来,由于“氟里昂”的广泛应用,生产制冷剂、气雾剂、清洗剂、发泡剂和灭火剂等排放大量的氯氟烃类气体CFCS。(CFCS即氯氟烃同系物,氟里昂是氯氟烃的商品名)。1928年,美国人发明了CFCS用于制冷。从60年代开始,人们利用CFCS稳定、无毒、无腐蚀性和不可燃等特性,便在发达国家中大量生产,广泛应用。但是,当释放在大气中的氯氟烃类气体上升到平流层时,会分解掉那里的臭氧分子。而且,氯氟烃中的一个氯原子,足以破坏上万个臭氧分子,部分氯氟烃的破坏力可以持续数十年甚至上百年,从而导致整个臭氧层密度减小,厚度变薄,甚至发生大面积穿孔现象。据测定,南极上空的臭氧层已经稀薄了40%,出现了宽如美国国土、深如珠穆朗玛峰高度的大空洞。北极上空的臭氧层减少了20—30%,极点上空差不多薄了40%。另据报道,有科学家在我国西藏高原的天空亦发现第三个臭氧空洞。
臭氧密度变小,造成紫外线的过强辐射危害极大:
其一,紫外线对人体十分有害,它能引起皮肤癌并损伤眼睛及人体免疫系统。现在,全球每年出现400万皮癌患者和数百万白内障病人,连澳大利亚的羊也患上了无法治愈的眼病。有研究表明,大气层中的臭氧每减少1%,到达地球表面的紫外线辐射就会增强2%,全球皮
肤癌发病的可能会上升25%,每年增加30万病例;白内障的发病率将上升7%,每年增加病人达170万。
其二,紫外线辐射的增加危及地球上的生态系统。比如,过多的紫外线会杀伤海洋表面的浮游生物(包括藻类和其他微生物),进而引起以浮游生物为食的其他生物的减少,导致渔业减产,从而破坏海洋食物链。
其三,紫外线辐射的增加,导致人类基本食物如水稻、小麦、大豆、玉米、谷物减产。位于南极臭氧层空洞边缘的智利南部已经出现了农作物受损和牧场动物失明的险象。
其四,促使地球变暖。海洋中的浮游生物可以大量吸收温室气体二氧化碳,但它们因紫外线杀害而消灭会使二氧化碳不能进入海洋,即在大气层中越积越多,导致气候变暖,海平面升高,荒漠化扩大。
其五,紫外线增加会引起用于建筑物、绘画、包装的聚合物老化,使之变硬变碎,缩短使用寿命。
有专家告诫:如果臭氧减少到只剩下20%,就是地球上生命存在的临界点!
(二)
为保护人类赖以生存的臭氧层,国际社会早已引起高度关注。1970年,保尔·克鲁特教授指出:化肥和超音速飞机释放的氮氧化物可能会损害臭氧层。1974年,舍伍德·罗兰教授和玛吉·莫莉教授发现,氯氟烃中的氯原于会与臭氧发生反应,哈龙中的溴原子也有同样的作用。这三位科学家因此获得1995年诺贝尔化学奖(所谓“哈龙”,即是1211和1301的商品名,它属于一类称为卤代烷的化学品,主要用于灭火剂,对臭氧有巨大的破坏作用)。
为将保护臭氧层的理论研究付诸行动,在联合国环境规划署的协调下,国际社会于1985年签署了《保护臭氧层维也纳公约》。1987年9月16日,世界上最早使用氟里昂的46个发达国家代表聚集加拿大,签署了限制氟里昂使用的公约,即《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》,确定这一天为全球“保护臭氧层日”,发达国家开始削减直至禁止生产消耗臭氧层物质CFCS等。1989年和1991年,我国分别签署了《保护臭氧层维也纳公约》和《蒙特利尔议定书》。1993年2月,我国政府正式批准了《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰方案》,确定2010年为完全淘汰消耗臭氧层物质日期。
在“公约”和“议定书”的制约下,全世界消耗CFCS类物质由1986年的110万吨减少到1997年
的14.6万吨,其中发达国家由100万吨降至2.3万吨。CFCS和哈龙已于1999年7月1日起冻结,2010年全部淘汰。从1999年4月起,我国开始拆除CFCS世界最丑十大建筑生产厂家,到2010年,除了特殊用途生产外,全国将全部关闭并拆除CFCS生产线。1995年,我国生产的消耗臭氧层物质CFCS形成峰值,高达10.5万吨,2000年降至4万吨以下,2010年达到全控目标很有把握。
但是,全世界在履行“公约”和“议定书”过程中,发达国家的已被淘汰的CFCS和哈龙生产线大量转销发展中国家,至今大气层中已积累CFCS1500万吨,还将持续破坏臭氧层70年,整整危及三代人!
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