臭氧层空洞的出现原因

臭氧层空洞的出现原因 臭氧层空洞的出现原因、危害及防治 臭氧层空洞的出现原因、危害及防治 我们将这一层高摘要:在距离地球表面15~25公里处,聚集了大气中90%的臭氧,浓度的臭氧称为"臭氧层"。臭氧对太阳的紫外线辐射有很强的吸收作用,能有效地阻挡对地表生物有伤害作用的短波紫外线。因此,我们可以推测,直到臭氧层形成之后生命才有可能在地球上生存,延续和发展.臭氧层是地表生物系统的"保护伞".本文将着重讨论臭氧层空洞的形成原因与防治措施,并结合现状对臭氧层空洞的危害进行了详细的分析。最后,呼吁加强环境保护,防治臭氧层空洞。 关键词:臭氧层 原因 现状 危害 防治措施 臭氧层是指大气层的平流层中臭氧浓度相对较高的部分，其主要作用是吸收短波紫外线。大气层的臭氧主要以紫外线打击双原子的氧气，把它分为两个原子，然后每个原子和没有分裂的氧合并成臭氧。臭氧分子不稳定，紫外线照射之后又分为氧气分子和氧原子，形成一个继续的过程臭氧氧气循环，如此产生臭氧层。不过近一个世纪以来臭氧层不断出现令人忐忑不安的臭氧层空洞现象，在此我想介绍一下这些现象的发生原因及对人类的危害等几个问题。 1、臭氧层空洞的含义、臭氧层空洞的发现及产生原因 臭氧层是大气平流层中臭氧浓度最大处，是地球的一个保护层，太阳紫外线辐射大部被其吸收。所谓的臭氧层空洞是指大气平流层中出现臭氧浓度大量减少的空域的现象。 20世纪70年代人类发现了臭氧层空洞，尤其是南极洲臭氧洞的发现使人们深感不安，它表明包围在地球外的臭氧层已经处于危机之中。南极臭氧洞一经发现，立即引起了科学界及整个国际社会的高度重视。各国科学家们对这一问题的许多现象和特征进行探索，如臭氧洞为什么发生在南极地区,为什么臭氧损耗的规模如此之大,为什么每年的南极臭氧洞发生在春季,对于这些涉及臭氧损耗的地域性、季节性及其规模的定性和定量研究，是自南极臭氧洞被发现之后的科学热点。最初对南极臭氧洞的出现有过三种不同的解释，一种认为，南极臭氧洞的发生是因为对流层的低臭氧浓度的空气传输到达平流层，稀释了平流层臭氧的浓度;第二种解释认为，南极臭氧洞是由于宇宙射线的作用在高空生成氮氧化物的结果;此外，美国科学家莫里纳(Molina)和罗兰德(Rowland)提出，人工合成的一些含氯和含溴的物质是造成南极臭氧洞的元凶，最典型的是氟氯碳化合物(俗称 氟里昂)和含溴化合物哈龙(Halons)。越来越多的科学证据否定了前两种观点，而证实氯和溴在平流层通过催化化学过程破坏臭氧是造成南极臭氧洞的根本原因。 2、臭氧层空洞对人类的危害 臭氧层耗减对全球环境造成的影响，只能是从最近10多年的环境情况与10多年前或更早年代的情况相比，发现了某些特异的变化，就目前情况而言，还不能认为已经产生了明显的严重后果。 臭氧层的耗减产生的直接结果就是使太阳光中的紫外线UV-B达到地面的数量增加。由臭氧层耗减和UV-B辐射量之间的关系见图可见:臭氧浓度降低1%，UV-B辐射量增加1 .5,2%。 紫外线UV-B能破坏蛋白质的化学键，杀死微生物，破坏动植物的个体细胞，损害其中的脱氧核糖核酸(DNA)，引起传递遗传特性的因子变化，发生生物的变态反应。下面就其对人类健康、生物和环境等产生的危害予以介绍。 2.1、对人类健康的影响: 2.1.1.免疫系统 人类生命所需的中波紫外线，长期接受过量紫外线辐射，将引起细胞内DNA改变，细胞的自身修复能力减弱，免疫机制减退。对免疫系统的影响看来与肤色无关。由于紫外线辐射的增加，大量疾病的发病率及严重程度都会大大增加。这些疾病包括麻疹、水痘、疱疹和其它引起皮疹的病毒性疾病，通过皮肤传染的寄生虫病(如疟疾和利什曼病)、细菌感染(如肺结核和麻疯病)等。 人体免疫系统中的一部分存在于皮肤内，使得免疫系统可直接接触紫外线照射。动物试验发 现紫外线照射会减少人体对皮肤癌、传染病及其它抗原体的免疫反应，进而导致对重复的外 界刺激丧失免疫反应。人体研究结果也表明暴露于紫外线B中会抑制免疫反应，人体中这些对传染性疾病的免疫反应的重要性目前还不十分清楚。但在世界上一些传染病对人体健康影响较大的地区以及免疫功能不完善的人群中，增加UV-B辐射对免疫反应的抑制影响相当大。 2.1.2.白内障 白内障是形成在眼球晶体上的一层雾斑(晶状体浑浊)。实验证明紫外线能损伤角膜和眼晶体，可引起白内障、眼球晶体变形等。据分析，平流层臭氧减少1%，全球白内障的发病率将增加0.6%,0.8%，全世界由于白内障而引起失明的人数将增加10 000,15 000人;如 果不对紫外线的增加采取措施，从现在到2075年，UV-B辐射的增加将导致大约1800万白内障病例的发生。 2.1.3.皮肤癌 紫外线UV-B辐射的增加，直接导致人类常患的三种皮肤癌。前两种是Basal和鳞状皮肤癌， 这种非恶性癌每年在美国大约有50万患者，如果发现及时，这种病可以治好，很少有人 死于此病。美国环境保护局估计臭氧每减少10%，这两种皮肤癌的发病率就提高26%。恶性黑 瘤比较少见，它与紫外线辐射有关，其机理知之甚少。每年大约有25 000人患此病。这种 病比较危险，每年大约有5 000人死于此病。每个细胞里的遗传物质(脱氧核糖核酸)都对 紫外线很敏感，脱氧核糖核酸的损伤会杀死细胞 或将其变成癌细胞。白色皮肤的人对太阳光缺乏自然保护，他们更容易患皮肤癌。据计算，臭氧每减少1%，非黑色素瘤皮肤癌就增加3%。按美国当今在世人口计算，良性黑色素瘤的病例将增加45万例，恶性黑色素瘤的病例将增加1，000例。未来数代受害将更加严重。在靠近南极的澳大利亚，皮肤癌发病率增加了3倍，近年来在那里也一直在讨论有关“臭氧警告” 的问题。 2.2.对陆生植物的影响 臭氧层耗减，对植物和动物生长的影响，人们了解还不很多，较之对人体的影响了解更少。 已作过的一些研究也尚难做出合理的解释。臭氧耗减对农作物的危害做定量预测，也由于其它环境因素的参与变得十分困难。但综合考察还是给我们启示了未来可能的影响。 对某些农作物的研究表明，紫外线UV-B辐射增加会引起某些植物物种和化学组成发生变化， 影响农作物在光合作用中捕获光能的能力，造成植物获取的营养成份减少，生长速度减慢。 研究过的植物中，紫外线对其中的50%有不良影响，尤其是像豆类、瓜类、卷心菜一类的植物更是如此。西红柿、土豆、甜菜、大豆等农作物，由于紫外线UV-B辐射的增加，还会改变细胞内的遗传基因和再生能力，使它们的质量下降。一项研究表明，如果臭氧减少25%，则 大豆的产量会下降20%,25%，大豆的蛋白质含量和含油量也会降低。 植物的生理和进化过程都受到UV-B辐射的影响，并与UV-B辐射的量有关。植物也具有一些缓 和和修补这些影响的机制，在一定程度上可以适应UV-B辐射的变化.不管怎样，植物的生长直接受UV-B辐射的影响，不同种类的植物，甚至同一种不同栽培品种的植物对 UV-B的反应都是不一样的。在农业生产中，就需要种植耐受UV-B辐射的品种，并同时培养新品种。对森林 和草地，可能会改变物种的组成，进而影响不同生态系统的生物多样性分布。 2.3.对水生生物的影响 世界上30%以上的动物蛋白质来自海洋，满足人类的各种需求。在许多国家，尤其是发展中国家，这比例往往还更高。因此很有必要知道紫外线辐射增加后对水生生态系统生产力的影响。 浮游植物的生长局限在光照区，即水体表层有足够光照的区域，生物在光照区的分布地点受到风力和波浪等作用的影响。另外，许多浮游植物也能够自由运动以提高生产力保证其生存 。暴露于阳光UV-B下会影响浮游植物的定向分布和移动，因而降低了这些生物的存活率。 研究发现阳光中的UV-B辐射对鱼、虾、蟹、两栖动物和其它动物的早期发育阶段都有危害作用，最严重的影响是繁殖力下降和幼体发育不全。即使在现有的水平下，浮游植物和动物也已经受到了紫外线的损害。紫外线B的照射量很少量的增加就会导致海洋生物的显著减少。 3.保护臭氧层的行动及相关对策:爱护臭氧层，要求我们每个人都采取实际行动去少用或者不用对臭氧层有损害的氟氯碳、哈龙、氯氟烃、甲基溴等物质，因为使用包含这些物质的产品会导致对臭氧层的消耗。改变城市能源结构,增加核能和可再生能源的使用比例,提高能源使用率,减少森林破坏等等的都能直接或间接保护臭氧层。从我做起，从身边的小事做起，保护臭氧层，使已经缺失的天空早日恢复原状，使人类早日从臭氧空洞的威胁中摆脱出来。 4.参考文献 : (一)www.google.com (二)www.eschina.org.cn (二)中国环境网 (四)《中国环境报》 1999-11-11 第一版 (电子版) (五)《中央民族大学学报:自然科学版》 2004第4期 (六)《世界科学》 2005第2期 (七)《国土与自然资源研究》 2008第1期 (八)《海洋世界》 2009第7期 (九)《化学教学》 2007第3期