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臭氧的减少会给我们带来什么样的危害?
2019/3/9 8:51:30

对人类生存

10多年来,经科学家研究;大气中的臭氧每减少1%,照射到地面的紫外线就增加2%,人的皮肤癌患病率就增加3%,还受到白内障、免疫系统缺陷和发育停滞等疾病的袭击。居住在距南极洲较近的智利南端海伦娜岬角的居民,已尝到苦头,只要走出家门,就要在衣服遮不住的肤面,涂上防晒油,戴上太阳眼镜,否则半小时后,皮肤就晒成鲜艳的粉红色,并伴有痒痛;羊群则多患白内障,几乎全盲。据说那里的兔子眼睛全瞎,猎人可以轻易地拎起兔子耳朵带回家去,河里捕到的鲜鱼也都是盲鱼。

推而广之,若臭氧层全部遭到破坏,太阳紫外线就会杀死所有陆地生命,人类也遭到“灭顶之灾”,地球将会成为无任何生命的不毛之地。可见,臭氧层空洞已威胁到人类的生存了。

1987年,主要工业国签署了《蒙特利尔公约》,要求逐步停止使用危害臭氧层的化学物质。而且已有更健康的第三代制冷剂出现了,这就是氨。氨是自然存在的物质,由氢和氮元素组成,对环境影响微乎其微。

对生物圈

由于臭氧层中臭氧的减少,照射到地面的太阳光紫外线增强,其中波长为240~329纳米的紫外线对生物细胞具有很强的杀伤作用,对生物圈中的生态系统和各种生物,包括人类,都会产生不利的影响。

臭氧层破坏以后,人体直接暴露于紫外辐射的机会大大增加,这将给人体健康带来不少麻烦。首先,紫外辐射增强使患呼吸系统传染病的人增加;受到过多的紫外线照射还会增加皮肤癌和白内障的发病率。此外,强烈的紫外辐射促使皮肤老化。

臭氧层破坏对植物产生难以确定的影响。近十几年来,人们对200多个品种的植物进行了增加紫外照射的实验,其中三分之二的植物显示出敏感性。一般说来,紫外辐射增加使植物的叶片变小,因而减少俘获阳光的有效面积,对光合作用产生影响。对大豆的研究初步结果表明,紫外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%。

紫外辐射的增加对水生生态系统也有潜在的危险。紫外线的增强还会使城市内的烟雾加剧,使橡胶、塑料等有机材料加速老化,使油漆褪色等。

臭氧除了能够对气候变化产生影响,从而影响环境和生态外,还对人类健康产生强烈的直接影响。由实验及实际观测推论会造成以下的影响。

对人类

对人类

1.增加皮肤癌:臭氧减少1%,皮肤癌患者增加4%-6%,主要是黑色素癌;

2.损害眼睛,增加白内障患者;

3.削弱免疫力,增加传染病患者。

对生态影响

1.农产品减产及其品质下降。试验200种作物对紫外线辐射增加的敏感性,结果2/3有影响,尤其是大米、小麦、棉花、大豆、水果和洋白菜等人类经常食用的作物。估计臭氧减少1%,大豆减产1%。

2.减少渔业产量。紫外线辐射可杀死10米水深内的单细胞海洋浮游生物 。实验表明,臭氧减少10%,紫外线辐射增加20%,将会在15天内杀死所有生活在10米水深内的鳗鱼幼鱼。

3.破坏森林。

据研究,臭氧减少影响人类健康及生态系统的主要机制是紫外线辐射的增加会破坏脱氧核糖核酸(DNA),以改变遗传信息及破坏蛋白质。除了影响人类健康和生态外,因臭氧减少而造成的紫外辐射增多还会造成对工业生产的影响,如使塑料及其他高分子聚合物加速老化。

臭氧洞的出现 ,全球臭氧含量的减少 ,会使大气吸收紫外线的能力大大减弱 ,导致到达地球表面的紫外 线特别是 UV - B 明显增加 ,这将给人类健康和生态环境造成一系列灾难性影响 . 研究表明 ,长期接受过量 紫外线辐射 ,会引起人体细胞中脱氧核糖核酸 ( DNA) 的改变 , 形成腺嘧啶二聚物 , 从而阻止 DNA 双螺体分 离 ,使细胞自身修复机能减弱 ,人体免疫机能减退 . 强紫外线辐射会诱发人体皮肤癌变 ,使眼球晶状体混浊 , 产生白内障以至失明 . 据分析 ,平流层臭氧减少 1 % ,辐射到地面的紫外线数量就会增加 1. 5 % - 3. 0 % ,全球 皮肤癌发病率将增加 5 % - 7 % ,白内障发病率将增加 0. 6 % - 0. 8 %. 臭氧减少 2. 5 % ,每年死于皮肤癌的人 数将增加 1. 5 万人 , 由于白内障而引起失明的人数将增加10 000 - 15 000人 . 如果不限制 CFCS 的生产和消 费 ,按臭氧层破坏速率推算 ,到 2075 年时 ,地球臭氧总量将比 1985 年再耗减 25 % ,全世界人口中将有皮 肤癌患者 1. 54 亿人 ,死于皮肤癌者 320 万人 ,眼睛患白内障者1 800万人 . 紫外辐射增加造成人体免疫机能的抑制 ,还会使许多疾病的发病率和病情的严重程度大大增加。

扩张趋势

不仅在南极,在北极上空也出现了臭氧减少的现象,美、日、英、俄等国家联合观测发现,北极上空臭氧层也减少了 20%,已形成了面积约为南极臭氧空洞三分之一的北极臭氧空洞。在被称为是世界上“第三极”的青藏高原,中国大气物理及气象学者的观测也发现,青藏高原上空的臭氧正在以每 10 年 2.7% 的速度减少,已经成为大气层中的第三个臭氧空洞。

臭氧空洞的面积在2012年9月扩大到2080万平方公里,这比2000年时观测到的2960万平方公里大幅缩小,2000年的数值是迄今观测到的最高值。南极上空臭氧层空洞已经缩至25年来最小,但强调这并不代表臭氧层正在恢复。

气象厅解释说,一方面,在国际社会努力下,破坏臭氧层的氯氟烃浓度正缓慢减少;另一方面,气象条件发挥了更重要的影响,主要是南极的低温区域比往年减小,难以形成所谓的“极区平流层云”,这也抑制了大气层中部分化合物与臭氧分子发生反应,减少了它们对臭氧层的破坏。

日本气象厅臭氧层信息中心说,臭氧层位于地球大气层的平流层,可以阻止有害紫外线进入大气层。但是氯氟烃等气体排放正破坏南北两极上空的臭氧层。每年8月和9月,南极气温降低,上空就会出现臭氧层空洞。而是可能与2012年南极7月份和8月份气温相对往年较高有关。今后有可能再次出现更大的臭氧空洞,南极臭氧层要恢复到1980年之前的水平,需等到本世纪中叶。

巨大空洞正在缩小

据美国国家航空航天局(NASA)和美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的卫星数据显示,臭氧层空洞的历史最大值发生在2000年9月6日,面积达2990万平方公里,这个数据相当于美国、加拿大和墨西哥国土面积的总和。到2012年,他们记录到的臭氧空洞当年最大值,发生在9月22日,面积为2120万平方公里,已缩小了41%。而2012年南极臭氧层空洞的平均面积最小值为1790万平方公里,这也是过去20年来的第二小值。我们终于看到了相对乐观的结果。

“人类制造的化学品中的氯元素是导致臭氧层形成空洞的罪魁祸首,目前在南极平流层中仍存在着相当可观的氯。”美国国家航空航天局戈达德航天中心的大气学家保罗·纽曼说,“自然界本身的气流震荡模式造成今年大气中平流层的温度高于常年。正是这样的升温现象造成了臭氧层空洞的缩小。”

据观测,大气中的臭氧耗损物质浓度已经停止上升,并呈现逐渐降低的趋势。从这样的情况看,大气中的臭氧浓度将不再降低。但由于臭氧耗损物质分解缓慢,纽曼认为,可能要到2065年南极臭氧层才能恢复到当年的水平。不过总体来说,臭氧层的恢复仍要归功于国际协定对耗损臭氧的化学品生产的管制。

保护政策

在现代经济中,氟里昂等物质应用非常广泛,要全面淘汰,必须首先找到氟里昂等的替代物质和替代技术。在特殊情况下需要使用,也应努力回收,尽可能重新利用。世界上一些氟里昂的主要生产厂家参与开发研究了替代氟里昂的含氟替代物(含氢氯氟烃HCFC和含氢氟烷烃HCF等)及其合成方法,有可能用作发泡剂、制冷剂和清洗溶剂等,但这类替代物也损害臭氧层或产生温室效应。同时,也在开发研究非氟里昂类型的替代物质和方法,如水清洗技术、氨制冷技术等。

为了推动氟里昂替代物质和技术的开发和使用,逐步淘汰消耗臭氧层物质,许多国家采取了一系列政策措施。一类是传统的环境管制措施,如禁用、限制、配额和技术标准,井对违反规定实施严厉处罚,欧盟国家和一些经济转轨国家广泛采用了这类措施。一类是经济手段,如征收税费、资助替代物质和技术开发等。美国对生产和使用消耗臭氧层物质实行了征税和可交易许可证等措施。另外,许多国家的政府、企业和民间团体还发起了自愿行动,采用各种环境标志,鼓励生产者和消费者生产和使用不带有消耗臭氧层物质的材料和产品,其中绿色冰箱标志得到了非常广泛的应用。

为了实施议定书的规定,1990年6月在伦敦召开的议定书缔约国第二次会议上,决定设立多边基金,对发展中国家淘汰有关物质提供资金援助和技术支持。1991年建立了临时多边基金,1994州年转为正式多边基金。到1995年底,多边基金共集资4.5亿美元,在发展中国家共安排了1100多个项目。

到1995年,经济发达国家已经停止使用大部分受控物质,但经济转轨国家没有按议定书要求削减受控物质的使用量。发展中国家按规定到2010年停止使用,受控物质使用量仍处于增长阶段。中国由于经济持续高速增长,家用电器、泡沫塑料、日用化学品、汽车、消防器材等产品都大幅度增长,受控物质使用量比1986年增长了一倍以上,成为世界上使用受控物质最多的国家之一。

从各项国际环境条约执行情况而言,这项议定书执行的是最好的。向大气层排放的消耗臭氧屋物质已经逐年减少,从1994年起,对流层中消耗臭氧层物质浓度开始下降。预计到2000年,平流层中消耗臭氧层物质的浓度将达到最大限度,然后开始下降。但是,由于氟利昂相当稳定,可以存在50至100年,即使议定书完全得到履行,臭氧层的耗损也只能在2050年以后才有可能完全复原。另据1998年6月世界气象组织发表的研究报告和联合国环境规划署作出的预测,大约再过20年,人类才能看到臭氧层恢复的最初迹象,只有到21世纪中期臭氧层浓度才能达到本世纪60年代的水平。

北极上空

北极上空出现臭氧空洞,

这个臭氧空洞主要因北极地区罕见长时间寒冬而形成

。北极地区15公里至23公里的高空臭氧严重减少,最大幅度减少发生在18公里至20公里的位置,减少幅度超过80%。研究人员连续27天观测到极低的总柱状臭氧值。“低于250多布森单位的最大区域大约200万平方公里,大概5倍于德国或加州。”

尚不清楚这个臭氧空洞是否已对人体健康构成任何风险。

研究人员认为,北极首次出现臭氧空洞由极地涡旋引发,但不是因为更冷,而是因为冷的时间更长,致使能够破坏臭氧的含氯化合物更活跃,以至于观测到比往年冬天厉害得多的臭氧减少。

 

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