一、大气臭氧层及其被ODS破坏现象
众所周知,地球外表面环包着厚厚的大气层。在自然状态下,大气主要由氮气和氧气组成,除此之外还包括少量的稀有气体、CO2、水气、杂质、臭氧等物质。90%的臭氧分布在距地面15~25km高度的大气层中,该区域称为臭氧层。如果将臭氧压缩至1.01×105Pa(1个大气压),其厚度仅有3mm左右,但是就这薄薄的3mm臭氧层保护了地球上的生命。臭氧层对紫外线具有很强的吸收能力,起到过滤紫外线的作用。臭氧浓度减小,会使到达地球表面的紫外线大量增加,对人类产生下列不良影响:
(1)人体的免疫系统受到破坏。
(2)人们得皮肤癌和白内障的患病率增加。
(3)海洋食物网链会受到严重干扰,影响捕鱼量。
(4)陆地生态系统受到干扰,影响农作物的生长。
(5)加剧大气空气污染,使空气品质恶化,容易形成酸雨。
(6)加速户外塑胶材料的老化,促进其分解而缩短使用寿命。
20世纪70年代以来,以世界各地地面观察站对大气臭氧总量的观测记录发现,全球大气臭氧总量有逐渐减少的趋势。一些环境科学家认为,某些人类活动所散发出的一些物质进入大气臭氧层后,参与了消耗臭氧的化学反应,破坏了臭氧层的自然动态平衡,因此出现了大气臭氧层稀薄(空洞)的现象。
1974年,美国加利福尼亚大学教授罗兰和莫利纳首先提出,世界上当时大量生产和使用的CFCs化学性能稳定,不易在对流层内分解而扩散进入大气臭氧层。当受到强烈的太阳紫外线UV-C的照射,分解出Cl自由基和Br自由基,这些自由基很快地与大气中的臭氧进行连锁反应,每一个自由基可以摧毁10万个臭氧分子。人们把这些破坏大气臭氧层、危害人类生存环境的物质称为“消耗臭氧层物质”,简称ODS(Ozone Depletion Substances)。目前的ODS包括:CFCs、哈龙(Halon)、四氯化碳、甲基氯仿、溴甲烷以及HCFCs、HBFCs等。
20世纪70年代以前,人类在使用CFCs时,因为没有认识到其对大气臭氧层的消耗作用,因此人们对其在化工、制冷、消防、清洗等行业的使用量没有加以控制,维修和保养其应用机械装置时随意向大气中排放,致使大气的臭氧浓度降低,从而对人类生存的环境、生态系统产生破坏性影响。为此,相关科学家呼吁国际社会尽快采取必要的措施和行动,减少消耗臭氧层物质的使用和排放,共同保护我们人类赖以生存的大气臭氧层。正是在这种形势下,国际社会制定了一系列的保护臭氧层、维护全球生态平衡的条约、公约和相关政策法规。