关于臭氧层

一、臭氧层
地球的大气层分为几层。最低的区域，对流层，从地球表面延伸到大约 10 公里 (km) 的高度。下一层，平流层，从 10 公里延伸到大约 50 公里。大多数大气臭氧集中在平流层中，距地球表面约 15-30 公里。

臭氧是一种含有三个氧原子的分子。它是蓝色的，有强烈的气味。我们呼吸的正常氧气有两个氧原子，无色无味。臭氧比正常氧气少得多。每 1000 万个空气分子中，大约有 200 万个是正常的氧气，但只有 3 个是臭氧。

然而，即使是少量的臭氧在大气中也起着关键作用。臭氧层吸收了一部分来自太阳的辐射，阻止其到达行星表面。最重要的是，它吸收称为 UVB 的紫外线部分。UVB 与许多有害影响有关，包括各种类型的皮肤癌、白内障以及对某些作物、某些材料和某些形式的海洋生物的伤害。

在任何时候，臭氧分子都会在平流层中不断地形成和破坏。但总量保持相对稳定。虽然臭氧浓度随太阳黑子、季节和纬度而自然变化，但这些过程是很好理解和可预测的。臭氧水平的每一次自然降低都伴随着恢复。然而，最近令人信服的科学证据表明，臭氧屏蔽层的消耗远远超出了自然过程造成的变化。

二、臭氧耗竭
50 多年来，氯氟烃或 CFC 被认为是神奇的物质。它们稳定、不可燃、毒性低且生产成本低廉。随着时间的推移，CFC 被用作制冷剂、溶剂、泡沫发泡剂和其他较小的应用。其他含氯化合物包括甲基氯仿（一种溶剂）和四氯化碳（一种工业化学品）。哈龙（极其有效的灭火剂）和溴甲烷（一种有效的农产品和土壤熏蒸剂）都含有溴。所有这些化合物的大气寿命都足够长，可以通过风将它们输送到平流层。因为它们在分解时会释放氯或溴，所以会破坏保护性臭氧层。

1970 年代初，研究人员开始研究各种化学物质对臭氧层的影响，尤其是含有氯的 CFC。他们还研究了其他氯源的潜在影响。来自游泳池、工厂、海盐和火山的氯不会到达平流层。来自这些来源的氯化合物很容易与水结合，重复测量表明它们会很快从对流层下雨。相比之下，CFC 非常稳定，不会在雨中溶解。因此，没有从低层大气中去除 CFC 的自然过程。随着时间的推移，风会将 CFC 驱入平流层。

CFC 非常稳定，只有暴露在强烈的紫外线辐射下才能分解它们。当这种情况发生时，CFC 分子会释放原子氯。一个氯原子可以破坏超过 100,000 个臭氧分子。净效应是比自然产生的臭氧更快地破坏臭氧。

三、臭氧常见问题
什么是臭氧层，为什么它很重要？

臭氧层是平流层中臭氧分子的浓度。地球上大约 90% 的臭氧都在臭氧层中。环绕我们的地球大气层称为对流层。平流层是下一个更高的层，在地球表面上方延伸约 10-50 公里。平流层臭氧是一种天然存在的气体，可过滤太阳的紫外线 (UV) 辐射。减少的臭氧层允许更多的辐射到达地球表面。对于人们来说，过度暴露于紫外线会导致皮肤癌、白内障和免疫系统减弱。紫外线增加还会导致作物产量下降、海洋食物链中断和其他有害影响。

臭氧消耗是如何发生的？

它是由氯氟烃 (CFC) 和其他消耗臭氧层物质 (ODS) 的释放引起的，这些物质被广泛用作制冷剂、绝缘泡沫和溶剂。下面的讨论侧重于 CFC，但与所有 ODS 相关。尽管 CFC 比空气重，但它们最终会被带入平流层，这个过程可能需要长达 2 到 5 年的时间。

当氟氯化碳到达平流层时，来自太阳的紫外线辐射使它们分解并释放氯原子，氯原子与臭氧发生反应，开始破坏臭氧层的臭氧破坏化学循环。一个氯原子可以分解超过 100,000 个臭氧分子。

其他破坏臭氧层的化学物质包括溴甲烷（用作杀虫剂）和哈龙（用于灭火器）。当溴甲烷和哈龙分解时，它们会释放溴原子，溴原子对臭氧分子的破坏力是氯原子的 40 倍。

我们怎么知道自然资源不是造成臭氧消耗的原因？

虽然火山和海洋确实会释放大量氯，但这些来源的氯很容易溶解在水中，并在雨中从大气中冲走。相比之下，CFC 在低层大气中不会分解，也不溶于水。这些人造分子中的氯确实到达了平流层。测量表明，自 1985 年以来平流层氯的增加量与人类活动产生和释放的氟氯化碳和其他消耗臭氧层物质的释放量相匹配。

正在为臭氧消耗做些什么？

1978 年，美国禁止在喷雾罐中使用 CFC 推进剂。 1980 年代，南极臭氧层空洞？出现并且一项国际科学评估将 CFC 的释放与臭氧消耗更紧密地联系在一起。很明显，需要在全球范围内做出更强有力的反应。1987 年，签署了《蒙特利尔议定书》，签署国承诺减少 CFC 和其他消耗臭氧层物质的使用。

从那时起，该条约经过修订，在 1995 年后在发达国家和后来的发展中国家禁止生产氟氯化碳。今天，已有160多个国家签署了该条约。从 1996 年 1 月 1 日开始，只有回收和储存的 CFC 才能在美国等发达国家使用。由于努力确保所有 CFC 用途都有替代化学品和技术，因此这种生产淘汰是可能的。

臭氧层会恢复吗？我们可以制造更多的臭氧来填补这个空洞吗？

答案依次是：是和否。我们不能制造足够的臭氧来替代被破坏的东西，但只要我们停止产生消耗臭氧层物质，自然臭氧产生反应应该会在 2050 年左右使臭氧层恢复到正常水平。世界遵守这一规定非常重要。蒙特利尔协议; 延迟结束生产可能会导致额外的破坏并延长臭氧层的恢复时间。