臭氧損耗和過剩

臭氧損耗和過剩是指臭氧含量偏移正常範圍的兩種描述。由於人為及其他的影響因素使臭氧的含量低於正常範圍的下限叫做臭氧損耗；而由於某種干擾因素的存在導致臭氧含量高於正常範圍的上限叫做臭氧過剩。

基本介紹

• 中文名：臭氧損耗和過剩
• 外文名：Ozone depletion and excess
• 分類依據：臭氧含量濃度
• 表現形式：臭氧層空洞和光化學煙霧

臭氧概述

臭氧（O₃）又稱為超氧，是氧氣（O₂）的同素異形體，在常溫下，它是一種有特殊臭味的淡藍色氣體。

臭氧是地球大氣中一種微量氣體，它是由於大氣中氧分子受太陽輻射分解成氧原子後，氧原子又與周圍的氧分子結合而形成的，含有3個氧原子。大氣中90%以上的臭氧存在於大氣層的上部或平流層，離地面有10～50千米，這才是需要人類保護的大氣臭氧層。還有少部分的臭氧分子徘徊在近地面，仍能對阻擋紫外線有一定作用。但是，一些專家發現地面附近大氣中的臭氧濃度有快速增高的趨勢，就令人感到不妙了。雖然臭氧在平流層起到了保護人類與環境的重要作用，但若其在對流層濃度增加，則會對人體健康產生有害影響。臭氧對眼睛和呼吸道有刺激作用，對肺功能也有影響，較高濃度的臭氧對植物也是有害的。

從臭氧的性質來看，它既可助人又會害人，它既是上天賜與人類的一把保護傘，有時又像是一劑猛烈的毒藥。對於臭氧的正面作用以及人類應該採取哪些措施保護臭氧層，人們已達成共識並做了許多工作。但是，對於臭氧層的負面作用，人們雖然已有認識，但迄今為止除了進行大氣監測和空氣污染預報外，還沒有真正切實可行的方法加以解決。

表現形式及危害

損耗

臭氧層空洞：1913年，法國物理學家法布里發現，在低層（20千米高度以下）大氣由於缺少氧原子，生成臭氧的機會就少；在20到27千米的高度時，由於太陽輻射增強，氧分子在紫外線輻射作用下發生分解，使氧原子增加，導致氧原子和氧分子結合而成臭氧的機會增多，使這一層形成臭氧含量最大值，即臭氧層。

臭氧層能吸收大部分波長短的射線（如吸收波長短於0.29微米的紫外線），使大氣溫度升高，並使地球上的生物免受過多紫外線傷害，因此被稱為“地球上生物的保護傘”。但氯氣和氟化物促使臭氧分解為氧 ，破壞了臭氧保護層，南極出現的臭氧層空洞就是這種原因造成的，臭氧層空洞日益成為人類關注的重要環境問題之一。最嚴重的時候，臭氧空洞的面積曾一度有3個澳大利亞那么大。科學家們研究發現，“吞噬”臭氧的罪魁禍首原來是大氣層中的氯氟烴——一種含有氯、氟、碳三種元素的有機化合物(俗稱“氟里昂”)。

皮膚癌是一種頑固的疾病，紫外線的增長會使患這種病的危險性增大。紫外線光子有足夠的能量去破裂雙鍵。中短波紫外線會透人皮膚深處，使人的皮膚產生炎症，人體的遺傳物質DNA（脫氧核糖核酸）受到損害，使正常生長的細胞蛻變成癌細胞並繼續生長成整塊的皮膚癌。也有說太陽光滲透進皮膚的表層。紫外線輻射轟擊著皮膚細胞核內的DNA基本單位，使許多單位溶化成失去作用的碎片。這些毛病的修復過程可能會出現不正常，從而導致癌變。流行病學已證實廠非黑瘤皮膚癌的發病率與日曬緊密相關。各種類型皮膚的人都有患非黑瘤皮膚癌的可能，但在淺色皮膚人群中發病率較高。動物實驗發現，紫外線中，紫外線B波長區是致癌作用最強的波長區域。

據估計，總臭氧量減少1%（即紫外線B增強2%），基礎細胞癌變率將增加約4%。研究發現，紫外線B可使免疫系統功能發生變化。有的實驗結果表明，傳染性皮膚病可能也與由臭氧減少而導致的紫外線B增強有關。據估計總臭氧量減少1%，皮膚癌的發病率將增加5%－7%，白內障患者將增加0.2%－0.6%。自1983年以來，加拿大皮膚癌的發病率己增加235%，1991年皮膚病患者已多達4.7萬人。美國環保局局長說，美國在今後50年內死於皮膚癌者，將比過去預計的增加20萬人。澳大利亞人喜歡曬日光浴，把皮膚曬得黑黑的。儘管科學家反覆告誡多曬太陽會導致皮膚癌、他們對黑膚色還是樂此不疲。結果，直到澳大利亞人皮膚癌的發病率比世界上其他地方高出1倍時，才醒悟過來。全世界患皮膚癌的人已占癌症患者總人數的1/3。

聯合國環境規劃署曾警告說，如果地球的臭氧層會繼續按照這樣速度減少並變薄，那么到2000年時全世界患皮膚癌的比例將增加26%，達到30萬人。如果下個世紀初臭氧層再減少10%，那么全世界每年患白內障的人有可能達到160萬-175萬人。

受紫外線侵害還可能會誘發麻疹、水痘、瘧病、疤疹、真菌病、結核病、麻風病、淋巴癌。

紫外線的增加還會引起海洋浮游生物及蝦、蟹幼體、貝類的大量死亡，造成某些生物滅絕。紫外線照射結果還會使成群的兔子患上近視眼，成千上萬隻羊雙目失明。

過剩

光化學煙霧：同鉛污染、硫化物等一樣，它也是源於人類活動，汽車、燃料、石化等是臭氧的重要污染源。在車水馬龍的街上行走，常常看到空氣略帶淺棕色，又有一股辛辣刺激的氣味，這就是通常所稱的光化學煙霧。臭氧就是光化學煙霧的主要成分，它不是直接被排放的，而是轉化而成的，比如汽車排放的氮氧化物，只要在陽光輻射及適合的氣象條件下就可以生成臭氧。隨著汽車和工業排放的增加，地面臭氧污染在歐洲、北美、日本以及我國的許多城市中成為普遍現象。根據專家所掌握的資料估計，到2005年，近地面大氣臭氧層將成為影響我國華北地區空氣品質的主要污染物。

研究表明，空氣中臭氧濃度引起人員一定反應的濃度為0.5-1ppm，時間長了會感到口乾等不適， 濃度在1-4ppm會引起人員咳嗽。原因就在於，作為強氧化劑，臭氧幾乎能與任何生物組織反應。當臭氧被吸入呼吸道時，就會與呼吸道中的細胞、流體和組織很快反應，導致肺功能減弱和組織損傷。對那些患有氣喘病、肺氣腫和慢性支氣管炎的人來說，臭氧的危害更為明顯。