为何我们需要保护臭氧层？探索臭氧的神秘面纱

文章编号：12948 / 更新时间：2024-03-01 22:10:26 / 浏览：次

9月16日是国际臭氧层保护日。臭氧层被誉为地球上生物生存繁衍的保护伞。然而随着气候变化和人类生产活动的加剧，这个看似遥远的气候环保问题，逐渐与我们的日常生活紧密相关。

臭氧与臭氧层有什么关系？为何人们常说臭氧有害健康，但却又要积极保护臭氧层呢？今天就给大家详细谈谈臭氧层保护的意义。

01臭氧，到底是好气还是坏气？臭氧，实际上是氧气的同素异形体（单一化学元素组成，因排列方式不同，而具有不同性质的单质），氧气的化学式是O₂，而臭氧的化学式是O₃，因其气味散发着鱼腥味，且在产、医疗卫生、航空航天等领域都具有独特的优越性。但臭氧对人体是有危害的。在浓度较高的臭氧环境中活动一小时，人们就会出现咳嗽、呼吸困难和肺功能下降的情况，甚至可能导致肺功能减弱、肺气肿和肺组织损伤，而这些损伤往往是不可修复的；臭氧还会破坏人体免疫机能，如果孕妇在怀孕期间过量接触臭氧，胎儿也会受到不良影响。

02地球之盾——臭氧层，对人类意义重大距地面15-50千米高度的大气平流层，集中了地球上约90%的臭氧，在位于20-30千米高度的平流层中，浓度相对较高，平均厚度只有3毫米左右。

别小看这不足3毫米的臭氧层，它的作用可不小，相当于地球生命的保护伞，能让太阳光中的可见光通过，且能吸收掉99%以上的有害紫外辐射，同时将其转化成热能，对大气有增温作用，并对大气的循环具有重要的影响。这便解释了上文的问题，臭氧的好或坏其实与它所处的位置有关——一旦进入近地面，臭氧就马上会由地球卫士变成健康杀手。

按照我国发布的《环境空气质量标准》，臭氧浓度最大8小时均值超过每立方米160微克，就形成了臭氧污染；如果超过每立方米215微克就达到了中度污染。

03地球的漏洞，如何填补？（1）从南极臭氧层空洞谈起首先要说，臭氧层空洞不是一个洞，而是臭氧含量的低值区。上世纪八十年代中期，英国南极科考队的科学家首次观测到南极上空的臭氧层空洞——臭氧层变薄现象，这个消息在当时引发了全球范围的恐慌，成为人类面临的全球性环境问题之一。1979-2012年观测到的臭氧层空洞范围变化太阳活动引起的太阳辐射强度变化、大气运动、大气温度等因素都会影响臭氧浓度和分布。

与此同时，自工业革命以来，在高速发展的过程中，消耗臭氧层的物质被发明、生产、应用、消费、排放……大气中的臭氧可以与很多物质起反应而被消耗破坏，比较常见的是含碳、氢、氯、氮的几种化学物质，这种反应消耗掉平流层中的臭氧，打破了臭氧的平衡，导致地面紫外线辐射的增加，从而给地球生态和人类带来一系列问题。

科学家们进一步研究发现，臭氧层厚度的减少与一类被称为氯氟烃（CFCs）的人造化合物有关，这类化合物主要用于喷雾剂和冷却设备。（2）制冷剂，环境保护永恒的话题氯氟烃类物质，即我们大家常说的氟利昂。当它排放到大气层中，会在高空强烈紫外线的照射下释放出氯离子。

这种游离状态下的氯离子与极不稳定的臭氧会分解成为氧气和次氯酸根离子，两个次氯酸根离子遇到光分解产生游离状态下的氯离子和氧气，这种循环不断往复，一个氯离子可以将成千上万个臭氧分解成氧气，造成臭氧层的消耗。

早在1974年科学家就曾预言，如果氯氟烃生产仍以每年22％的速度增加，并最终完全释放到大气中，那么到1995年全球臭氧总量将下降5％。后来的卫星和地面观测资料都证实了这个预言。1921年，空调之父威利斯·开利发明了第一台商用离心式制冷机，开创了人类制冷和空调的新纪元。1930年代，相继出现了一批卤代烃制冷剂，这些制冷剂从安全性和性能均大大超越之前的制冷剂，美国杜邦公司将其命名为氟利昂（Freon）。在随后的几十年间，制冷空调产业成长为几十亿美元产业的过程中，氯氟烃（CFCs）与含氢氯氟烃（

为什么要保护大气层中的臭氧层？它对人类有益无害吗？

人们之所以要保护臭氧层，主要是臭氧层也在保护着我们。严格来说，臭氧层对人体是无害的，毕竟人不可能直接飞那么高，亲身接触臭氧。

我们都知道，太阳会发射出紫外线，虽然距离地球很远，但是在夏天足以把人晒伤。除了皮肤的影响，长期晒太阳还会引起某些疾病。而我们平常看到的太阳和被照射到的紫外线，仅仅只有1%，剩下的99%都在距离和臭氧层中被隔绝。如果臭氧层消失，我们的生活将发生难以想象的变化。

1、臭氧层的作用

臭氧层有三个作用。第一个就是保护，它能够吸收太阳光中存在的紫外线。由于臭氧层覆盖的面积很广，所以地球上的动物和植物才能够安全活下来。现在紫外线到达地面之后，只有近1%左右，可是仍然会有些人忍受不了；

第二个就是加热，紫外线在被臭氧吸收后，会直接转化成热能，给大气进行加热。像是大气的温度和循环，都受到臭氧层的影响；第三个是温室气体作用，在某一高度的臭氧减少的情况下，地面气温就会出现下降。

这三个作用对地面的影响很多，虽然有好处也有坏处，但是在很多时候臭氧层的利是大于弊的。

2、为什么保护臭氧层

保护臭氧层的原因，就是臭氧层对人类有着保护作用。就拿最简单的吸收紫外线，正是由于臭氧吸收掉了对地表生物有害的紫外线辐射，地球上的生物才能繁衍生息，产生了一个又一个不一样的生态系统。

假如臭氧层遭到破坏，那么到达地面的紫外线就会增多，辐射会直接影响人们的健康。最常见的是人体的皮肤、眼睛、免疫系统，一旦这些被紫外线辐射影响，那么我们的日常生活豆浆发生变化。

3、臭氧层的现状

虽然臭氧层距离我们有些遥远，但是人类的种种行为，已经破坏了臭氧层。根据卫星观察的资料，在20世纪70年代臭氧层渐渐减少，已经下降了3%左右。最严重的地方是南极，比整个地球的平均指数要低三分之一左右。按照这种程度减少，那么南极的生态环境肯定会越来越糟糕。

现在国际上一直在努力恢复臭氧层，还制定了相关的约束机制，整体上是有改观的。不过现在的数据仍然不容乐观，需要人们继续努力。

NASA谈为什么我们必须保护臭氧层

许多年前，我们星球上最大的担忧之一是臭氧层的消耗。这种担忧是如此之大，以至于通过了新的法律，禁止在气溶胶产品中使用某些推进剂，以防止臭氧层消耗。随着关于全球变暖的所有讨论，我们不再听到太多关于臭氧层的信息，但 NASA 提醒我们，我们仍然必须保护它，并谈论我们通过这样做避免了这个世界。据美国宇航局称，保护臭氧层也有助于保护地球固碳能力，有助于减缓全球变暖。迄今为止，保护地球臭氧层就是在保护了地球的植被，并防止了地球周围温度升高 0.85 摄氏度。臭氧层有助于阻挡紫外线辐射，研究表明，管理消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书保护了从大气中吸收碳的植物。根据这项新研究，之前对气候变化的研究没有考虑到植物的影响。过去的研究模拟了如果没有对氯氟烃 (CFC) 的禁令，地球会是什么样子，并发现如果世界在 1987 年不采取行动，全球臭氧层将会显着变薄。这项新研究重新审视了这个问题没有变化的世界会是什么样子，但这次研究的是在没有臭氧层的情况下植物会发生什么。研究了两种假设情景，包括受保护世界的结果和未禁用氯氟烃的世界。最坏的情况假设氯氟烃排放量从 1970 年代起每年以 3% 的速度增加。该情景发现，到 2050 年，全球臭氧层将显着变薄。到 2100 年，热带地区形成的臭氧空洞将比在南极观察到的臭氧层空洞更为严重。耗尽的臭氧将使更多的紫外线辐射到达地球表面，并阻止植物在其组织和土壤中储存碳。在最坏的情况下，二氧化碳水平估计比我们目前在地球上看到的高 30%，导致地球仅因对植物的影响而升高 0.85 摄氏度。