[科普中国]-臭氧层破坏物质

臭氧层损耗与“臭氧洞”在大气层的平流层内离地面20～30km的地方是臭氧的集中层带，臭氧层是地球最好的保护伞，它吸收了来自太阳的大部分紫外线。然而，近20年的科学研究和大气观测发现：每年春季南极大气中的臭氧层一直在变薄，事实上在极地大气层中存在一个臭氧“洞”。1984年，英国科学家首次发现南极上空出现臭氧洞。1985年，美国的“雨云—7号”气象卫星测到了这个臭氧洞。以后经过数年的连续观测，进一步得到证实。据NASA报道，NASA的“Nimbus－7”卫星上的总臭氧测定记录数据表明，近年来南极上空的臭氧洞有扩大的趋势。当前，不仅在南极，在北极上空也出现了臭氧减少现象。NASA和欧洲臭氧层联合调查组分别进行的测定都表明了这一点。

臭氧层破坏的原因臭氧（O3）是氧元素的同素异形体，它的化学性质十分活泼，很容易跟其他物质发生化学反应。实际上，在臭氧层内臭氧的形成是众多物质参与，一系列化学反应达到化学平衡的结果。臭氧在遇到H，OH，NO，Cl，Br时，就会被催化，加速分解为O2。氯氟烃之所以被认为是破坏臭氧层的物质，就是因为它们在太阳辐射下分解出Cl原子和Br原子。

人类过多地使用氯氟烃类化学物质（用CFCs表示）是臭氧层被破坏的主要原因。氯氟烃是一种人造化学物质，1930年由美国的杜邦公司投人生产。在第二次世界大战后，尤其是进入20世纪60年代以后，氯氟烃大量用作气溶胶、制冷剂、发泡剂、化工溶剂等。另外，哈龙类物质（用于灭火器）、氮氧化物也会造成臭氧层的损耗。而CFCs物质的非同寻常的稳定性使其在大气同温层中很容易聚集起来，其影响将持续一个世纪或更长的时间。在强烈的紫外辐射作用下，它们光解出Cl原子和Br原子，成为破坏臭氧的催化剂（1个氯原子可以破坏10万个臭氧分子）。1

臭氧层破坏对生物圈的影响由于臭氧层中臭氧的减少，致使照射到地面的太阳光紫外线增强。其中波长为240～329nm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。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，紫外线的增强对植物、水生生态系统也有潜在的危险，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。1

臭氧层的保护在国际社会的共同努力下，1985年《保护臭氧层维也纳公约》签署，为使“《公约》”进一步落实，1987年联合国外长会议又制定通过了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，对破坏臭氧层的化学物质提出了削减使用的时间限制。1999年12月4日在北京召开《蒙特利尔议定书》缔约方第十一次会议，会议通过了《北京宣言》。会议提出，发展中国家必须于2005年之前将氟氯烃的排放量冻结在1995－1997年的平均数量上，而发达国家已于1996年间基本停止使用这些消耗臭氧层的主要物质。

因此，必须积极寻找新的制冷工质来代替氯氟烃类物质，世界各国已经进行了许多新的尝试，主要是应用两类制冷剂和确定三个发展方向。两类制冷剂为混合制冷剂和单一制冷剂，三个发展方向是使用HCFC，HFC及天然工质。HFC是氢氟碳物质，其典型代表是单一工质R134a和混合工质R407c，这种物质的臭氧破坏指数ODP值为0。HCFC是氢氯氟碳物质，其典型代表是R22，其ODP值为0.05。天然工质的典型代表为氨、CO2和碳氢类物质，如R600等。1

本词条内容贡献者为:

郑国忠 - 副教授 - 华北电力大学