文2008.01.31 回答

臭氧（03）是氧氣（O2）的一種異構體，在大氣中的含量僅佔一億分之一，其濃度因海拔高度而異。臭氧層可以說是地球的保護層，它主要圍繞在地球外部離地面20—25公里高度的地方，起到吸收太陽紫外線中對生物有害部分UV－B（UV－B是紫外線的一段波長，為280—315nm）的作用。同時，由於紫外線是平流層的熱能來源，臭氧分子是平流層大氣的重要組成部分，所以臭氧層在平流層的垂直分佈對平流層的溫度結構和大氣運動起著決定性的作用，發揮著調節氣候的重要功能。南極上空的臭氧層是在20億年的漫長歲月中形成的，可是僅在一個世紀裡就被破壞了60％。

氟利昂作為氯氟烴物質中的一類，是一種化學性質非常穩定，且極難被分解、不可燃、無毒的物質，被廣泛應用於現代生活的各個領域。清潔溶劑、製冷劑、保溫材料、噴霧劑、發泡劑等中都使用了氟利昂。氟利昂在使用中被排放到大氣後，其穩定性決定它將長時間滯留於此達數十年至100年。由於氟利昂不能在對流層中自然消除，只能緩慢地從對流層流向平流層，在那裡被強烈的紫外線照射後分解。分解後產生的原子氯將會破壞臭氧層。研憲表明，臭氧層被破壞後，紫外線會透過大氣層長驅直入。強烈的紫外線照射會抑制人的免疫力，會使白內障和面板癌患者增加。如果臭氧層的總量減少1％的話， UV-B就將增加2％，其結果是使面板癌發病率提高2－4％。此外，紫外線的增強還會影響農作物的生長，並透過對海洋中的藻類產生的影響破壞整個水生生態系統。據統計，目前全世界氟利昂的年使用量超過1O0萬噸，迄今為止向大氣中排放的氟利昂總量達2000萬噸，大部分仍停留在對流層中，只有10％左右到達了平流層。

什麼是臭氧層空洞？它為何出現在南極上空？要了解這些問題，我們必須先從臭氧層入手。

臭氧層是地球大氣層中臭氧含量比較大的層次，臭氧的分子式是O3，它是由一個氧原子和一個氧分子結合而成。在低層大氣中，由於紫外線輻射很弱，缺乏氧原子，生成臭氧的機會很少。隨著高度增加，太陽紫外線輻射增強，氧分子在紫外線輻射作用下發生分解，氧原子增加，生成臭氧的機會就多。大致在距地面10千米以上臭氧的含量逐漸增加，在20－30千米的高空，氧原子和氧分子的含量都比較多，這一高度臭氧的含量最大，形成明顯的臭氧層。在此高度以上，紫外線輻射更加強烈，大部分氧分子被分解為氧原子，出現氧原子過多而氧分子過少的狀況，結合成臭氧的機會就少，所以臭氧的含量也逐漸減少，大致在50千米以上高空，臭氧的含量就極少了。

臭氧的含量雖少，卻極其重要，因為這薄薄的臭氧層，能把太陽紫外線中波長短於290奈米，能殺死地球上包括人類在內所有生命的短波紫外線統統吸收掉，使地球上的生物免受紫外線的傷害。但臭氧層不吸收波長較長的太陽紫外線，這些紫外線對人類和生物則是有益的。因為它們能殺死細菌，並能促成人體內合成維生素D，以防止佝僂病的產生。所以臭氧層如同一把保護傘，保護著地球上的生命。

臭氧層空洞，是指南極上空大範圍的高密度臭氧分子遭到破壞而出現的衰竭現象。臭氧層的破壞，給地球環境和人體健康帶來極大危害。

首先，臭氧減少，射向地面的紫外線增多，會損害人和動物的免疫能力，易爆發流行性傳染病，皮膚髮生癌變，使眼睛出現白內障以至失明，還使發育停滯。其次，短波紫外線會破壞植物的葉綠素，影響植物的光合作用，使農作物減產。

那麼到底是誰破壞了臭氧層？絕大多數科學家以為，“元兇”是由人類活動排放到大氣裡的氯氟烴。這種物質世界上本來沒有，使20世紀30年代人類使用製冷劑、發泡劑、滅火劑等製造出來的一種化合物。它的效能極其穩定，在低層不易分解，上升到平流層後，在強烈紫外線作用下分解產生氯原子，從臭氧眾奪取一個氧原子，成為一氧化氯，臭氧分子就變成了普通的氧分子。而一氧化氯是不穩定的，空氣中游離的氧原子可以奪取其中的氧原子而成為普通的氧分子，氯原子則再次遊離出來去重複上述破壞臭氧分子的過程。這種過程可以重複上萬此，使臭氧的濃度不斷降低，最後便形成了臭氧層空洞。可見，人為排入大氣中的氯氟烴是一個名副其實的臭氧殺手。可見，氯氟烴的源地是在北半球，且北半球大氣中氯氟烴的濃度比南半球還略高，為什麼臭氧層空洞卻發生在南極呢？這與南極特異的氣候有關。因為南極大陸緯度高，海拔高，冰川反射率強，具有特殊的環極旋渦和低溫條件，環極旋渦把南極大陸封閉起來，從北方來的富含臭氧的氣流不能進入它的上空。低溫使南極上空大氣中有眾多的冰晶雲，雲中的冰晶不斷吸收氯氟烴氣體，濃度越來越高，更加速了對臭氧的破壞。