1.3 臭氧层空洞
1.3.1 什么是臭氧层空洞
地球上一切生命所需的能量都来自太阳。太阳在普照大地的同时也有着各种各样的紫外线。紫外线按波长不同，可以分为长波紫外线（UVA）、中波紫外线（UVB）、短波紫外线（UVC）。其中，短波紫外线对生物杀伤力最大，中波和长波紫外线只有很微弱的杀伤力。阳光在射向地球的过程中，包裹在地球外围的一层气体层——臭氧层能够吸收太阳光中的99%以上的紫外线，剩下的1%紫外线非但不再有害，反而变成了对地球生物有益的东西，能够起到杀菌防病、促进人体内维生素D的形成、增强人体对钙的吸收、防止佝偻病的发生等作用。但是，近几十年中，人们发现这一天然屏障正在遭到破坏。
天上有了一个“洞”？
1982年9月，两位日本科学家在南极昭和站观察活动中首次发现并报道了臭氧层空洞这一现象。1986年，美国公布了通过“雨云二号”卫星得到的数据，证实了自1979—1984年10月在南极上空的确出现了总臭氧含量持续减少的情况，这样显著的变化已经超出了由气候引起的变化范围。而后，联合国气象机构甚至发现在距地球17～22km的大气层中间，部分区域（特别是南极上空）的臭氧层几乎已经全遭破坏，“完全消失”。
1.3.2 臭氧层空洞的形成
平流层中O3的产生机理主要是氧气分子在太阳光的作用下分解成氧原子，氧原子与氧气分子反应生成臭氧。反应式如下：
平流层中臭氧的消耗主要是指臭氧的分解。反应式如下：
O3+O →2 O2
以上反应使得平流层中的臭氧量处于一个动态的平衡之中，形成厚度约为20 km的臭氧层。
但是，近几十年中人类肆意排放的一些物质（氮氧化物和卤代烃）破坏了上述平衡状态。国际组织《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》中规定了15种氯氟烷烃（CFCs）、3种溴氟烷烃（BFCs）、40种含氢氯氟烷烃（HCFCs）、34种含氢溴氟烷烃（HBFCs）、四氯化碳（CCl4）、甲基氯仿（CH3CCl3）和甲基溴（CH3Br）为控制使用的ODS
，也称受控物质。
以下简要列举几种对臭氧层破坏有影响的化合物及其主要来源：CFCl3，来源于火箭的燃料、制冷机；CF2Cl2，来源于发泡剂及溶剂；CHClF2，来源于制冷机；CF2ClCFCl2和CH3CCl3，来源于溶剂；CCl4，来源于氟利昂生产及粮食熏烟处理；CF3Br，来源于灭火器；NOx，来源于工业活动副产品；CO2，来源于化石燃料、燃烧副产品；CH4，来源于农业、工业及采矿活动的副产品。
ODS一般情况下比较稳定，不易分解，进入平流层并累积到一定浓度之后会发生光解反应，生成NOx（NO、NO2）、HOx（HO、HO2）、ClOx（Cl、ClO）等物质，然后与臭氧发生化学反应，导致臭氧的过度损耗，使臭氧的浓度降低。其机理主要包括两种类型，具体如下：
（1）NO/NO2破坏型
NO+O3→NO2+ O2
NO2+O →NO + O2
总反应：
O3+O →2 O2
（2）Cl/ClO破坏型
Cl+O3→ClO + O2
ClO+O →Cl + O2
总反应：
O3+O →2 O2
1.3.3 臭氧层空洞的危害
臭氧层遭到破坏就意味着太阳光中对生物杀伤力很大的紫外线将畅通无阻地直达地面。杀伤力很大的紫外线的增加，会产生以下一些危害：
（1）对近地面大气环境的影响
到达地面的紫外线增加使汽车尾气中的氮氧化物分解，在高温下产生以臭氧为主要成分的光化学烟雾，影响空气的可见度，刺激人的眼睛和呼吸器官。
（2）对人类健康的影响
过量的太阳紫外线辐射对人类健康最直接的危害有：干扰人体免疫系统功能，增加传染病的发病率；损害眼睛（角膜和晶体），增加白内障的发病率。
（3）对农作物的影响
过量紫外线照射会破坏植物绿叶中的叶绿素，影响植物的光合作用；同时还会改变细胞的遗传基因和再生能力，使农作物生长受到限制，质量降低，产量大幅度降低。
1.3.4 臭氧层空洞的弥补
保护臭氧层的关键是找到消耗臭氧的物质，从源头入手防止其扩散到大气中。目前最主要的是控制氟利昂等物质的使用。世界上已开发了一些替代氟利昂的含氟替代物，可用作发泡剂、制冷剂和溶剂等，但这类替代物也会损害臭氧层或产生温室效应，只不过损害程度稍轻。目前也正在积极开发研究非氟利昂类型的替代物质和技术方法，如水清洗技术、氨制冷技术。
为推动氟利昂替代物质和技术的开发和推广，许多国家采取了一系列措施。一类是传统的环境管制措施，如禁用、限制、配额和技术标准，并对违反规定的厂家实施严厉处罚。另一类是经济手段，如征收税费、以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资源行动，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。另外在1985年8月，美国、日本、加拿大等20多个国家签署了《保护臭氧层维也纳公约》。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。到1995年底，多边基金共集资4.5亿美元，在发展中国家安排了1100多个项目。目前，向大气层排放的消耗臭氧层物质已经逐年减少，从1994年起，对流层中消耗臭氧层物质浓度开始下降。但是由于氟利昂相当稳定，可以存在50～100年，即使议定书完全得到履行，臭氧层在2050年以后才有可能完全复原。
无氟冰箱
冰箱的发明解决了人们保存食品的问题，但是普通的冰箱采用氟利昂作为制冷剂，而氟利昂则被视为破坏地球臭氧层的主要元凶。为了保护人类赖以生存的大气环境，人们开始提倡使用“无氟”冰箱。无氟冰箱的重大改进就是不采用R-12氟利昂（二氯二氟甲烷），一般采用R-134a（四氟乙烷）作制冷剂，并且对系统内的润滑油、密封材料等进行了革命性的改革，采用先进的生产工艺，确保制冷效果。
“无氟”冰箱是人们常在商家宣传语中听到的说法，事实上，无氟冰箱并非无氟，这样的提法很不科学。专家指出，“无氟”一说来源于“没有氟利昂”，后来被人们简化为“无氟”。