当我们在碧蓝的天空下,尽情享受阳光沐浴的时候,你可曾想过:是臭氧层像一把大伞,遮挡着紫外线,保护着人类的健康。然而,近几十年来,由于人类活动的影响,这把大伞变薄了,破损了,甚至有了大洞——人类被置于强紫外线之下,生存和繁衍面临着巨大威胁。
臭氧——O3,由三个氧原子组成,是天然大气的微量组分,平均含量为0.1-0.01ppm。如果在零摄氏度下,沿垂直方向将大气中的臭氧全部压缩到一个大气压,其厚度大约只有3毫米,相当于两个5分钱硬币叠在一起。集中在平流层的臭氧也惯称“臭氧层”,它是地球天然的保护屏障,阻止了危害人类、动物和植物的太阳紫外线直接照射到地球。
上世纪30年代,美国某公司首次发明了氟里昂(全氟氯烃、CFC),其无色、无味、无毒、不可燃,一度被认为“十全十美”的化学品,被用于制冷剂、发泡剂、气雾剂、清洗剂等等;随后发明的哈龙、三氯乙烷、四氯化碳和甲基溴等相似产品先后用于消防、清洗、化工助剂、农业生产等行业。然而,1974年美国科学家罗兰和莫利纳在《科学》杂志上发表论文提出,人类排放的大量氟里昂将进入大气平流层,造成平流层臭氧层的耗损。这一发现其后得到更多的实验室研究工作支持,更在很多监测研究中得到证实,罗兰和莫利纳也因此获得1995年诺贝尔化学奖。
平流层臭氧减少的一个直接结果是使到达低层大气和地表的紫外线辐射增加,紫外线辐射的高能量将导致对流层的大气化学更加活跃,并从多方面对人类健康和地球表面生态系统产生危害。
臭氧层破坏所导致的UV-B段紫外辐射强度的增强,而UV-B能破坏生物蛋白质和基因物质脱氧核糖核酸(DNA),造成细胞死亡;UV-B辐射的增强将导致白内障以及皮肤癌等疾病发病率的增加;也会对人类的免疫系统产生影响,降低人类对传染病和肿瘤的抵抗能力、降低疫苗的反应能力。
臭氧层破坏对于生态系统的影响也是非常巨大的。以陆生生态系统为例,UV-B辐射增强将破坏植物和微生物组织,抑制植物如大豆、瓜类、蔬菜等的生长;改变植物的生物活性和生物化学过程,影响作为人类和动物食物的植物的质量;对于森林而言,由于长寿命生物对于UV-B辐射效应的积累效果,将产生不堪设想的后果。
对于水生生态系统的影响主要体现在:UV-B和UV-A对光合作用产生影响,影响上层水域10-15米范围内生物的生长,减少浮游植物和微生物的产量,影响生态平衡和水体的自净能力,从而危及水中生物的食物链和自由氧的来源,导致海洋经济产品产量下降;此外由于海洋微生物是温室气体的汇,浮游生物的减少也减弱了海洋二氧化碳的吸收能力,加剧了气候变暖的影响;由于可溶性有机碳和固体有机碳可吸收UV-B辐射并被降解,因此UV-B辐射的变化将对碳和矿物质的循环产生影响。
臭氧层破坏对于近地面的空气质量也会产生影响,UV-B辐射的增加将导致对流层化学反应活性的增强,从而加剧光化学烟雾的污染。臭氧层破坏还会导致原有的臭氧纵向分布发生改变,从而破坏地球的辐射收支平衡,加剧对流层中二氧化碳、臭氧这些温室气体量的增加,从而影响全球的热平衡和气候变化。
2010年国务院批准了《消耗臭氧层物质管理条例》,为我国今后参与全球环境保护奠定了良好的基础
从上世纪70年代末期开始,国际社会逐步认识到保护臭氧层的重要性,在联合国环境署的组织协调下,多个国家于1985年制定了《保护臭氧层维也纳公约》,确定了国际合作保护臭氧层的原则;1987年又制定了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》,确定了全球保护臭氧层国际合作的框架。
由于认识到淘汰消耗臭氧层物质的环境和健康效益,依据各国意愿淘汰消耗臭氧层物质的时间表不断提前,按照2007年调整后的《议定书》,发达国家在1995年和1996年分别淘汰了近百万吨的CFC和哈龙等消耗臭氧层物质,并在2020年完全淘汰HCFC的生产和消费;发展中国家则是在2010年完成CFC和哈龙等消耗臭氧层物质的淘汰,将从2013年冻结并逐步淘汰HCFC的生产和消费。迄今为止,全世界约有190多个国家加入了这一公约和议定书,每年的9月16日也被命名为臭氧层日。
我国分别于1989年和1991年加入了《关于保护臭氧层的维也纳公约》和《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》,积极参与国际保护臭氧层活动。中国政府在1992年成立了由前国家环保局牵头、十八个部委参加的中国保护臭氧层工作领导小组,并于1993年制订了《逐步淘汰消耗臭氧层物质国家方案》,先后在汽车空调、烟草、工业和商业制冷、消防、清洗、家电、泡沫等行业淘汰了CFC和哈龙等物质的生产和消费。我国比《议定书》规定的时间提前了二年半完成淘汰,也为北京绿色奥运的实现添光加彩。
在履约过程中,中国政府十分重视政策法规建设。早在2000年,第九届全国常务委员会通过的《中华人民共和国大气污染防治法》就包含了涉及淘汰消耗臭氧层物质的2个条款;2010年国务院又批准了《消耗臭氧层物质管理条例》,进一步规范和细化了淘汰消耗臭氧层物质的目标、义务和责任;为我国今后参与全球环境保护奠定了良好的基础。
根据世界气象组织和联合国环境署的评估报告,全球CFC物质的排放量从2000年起持续下降,但HCFC(氟氯烃)的生产消费和排放依然处于增长的趋势。在国际社会严格遵守和执行《议定书》控制措施的前提下,预计在2050年至2100年期间臭氧层浓度将恢复到1980年前的水平。此外,根据国外权威杂志发表论文指出,由于CFC等物质属于高全球变暖潜值的温室气体,在履行《议定书》的过程中有效减少了大气中CFC等物质的含量,同时也减少了温室气体排放,相当于《京都议定书》发达国家2008-2012年年减排目标总量的5.5倍。
尽管保护臭氧层的行动已经取得了一定的成效,但是全球依然大量生产和使用即是消耗臭氧层物质又是温室气体的HCFC类物质;仅我国当前HCFC的生产和消费分别达到43万吨和27万吨,分别是CFC冻结水平的9倍和6倍;由于当前替代技术尚不够理想,未来的淘汰面临巨大挑战。
而且随着科学研究和履行公约活动的深入,被认为是消耗臭氧层物质的范围可能扩大;同时由于全球气候变化,臭氧层的恢复过程可能变得更为复杂。因此,保护臭氧层是一项长期而又艰巨的任务,国际社会必须携手合作、加倍努力。
保护臭氧层不仅仅是科学家的事,由于消耗臭氧层物质被广泛地应用于日常生活的各个领域。我们每一个人只要在生活中注意一点,就可以为保护臭氧层尽一份力:
★不购买任何国家禁止的含有消耗臭氧层物质的产品,如含CFC的冰箱、冰柜、空调设备，含哈龙的灭火器等;
★定期检查及保养空调及冷冻装置,以防止及减少制冷剂泄漏;在维修过程中,督促维修人员对制冷剂进行妥善的回收;
★将不再需要的手提式哈龙灭火器交还消防部门以便循环利用,并且按照消防部门的推荐,购买不含哈龙的灭火器(如干粉灭火器);
