究竟是谁破坏了臭氧层(二)


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究竟是谁破坏了臭氧层(二)

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究竟是谁破坏了臭氧层(二)

作者：佚名文章来源：本站原创点击数：更新时间：2004-1-29

　　捉拿凶手

　　究竟谁破坏了臭氧层？大量的研究证实：人类“积极”的活动——飞行、氮肥的大量施用、核试验、冰箱和空调的广泛使用，排放了大量的废物，如氮氧化物、碳氢化合物、氯化物、溴化物。这些化合物将会降低臭氧的生成速度，从而破坏臭氧层。

　　首先从20世纪60年代，英国、法国、苏联和美国竞争研制超音速飞机说起。这场国际比赛开始时，英国、法国一时居于领先地位。他们研制出了“协和”飞机。当英法联合准备大量生产“协和500”号飞机，苏联大量生产“图144”飞机时，美国研制成“波音707”。

　　当它们开始在世界上空穿梭时，国际社会第一次发出了保护臭氧层的呼吁。这场运动是由美国科学家迈克唐纳引起的。他应美国科学院的邀请，就“协和”飞机对于环境的影响进行了系统的调查和科学研究。

　　那时，许多人担心，“协和”飞机在平流层里飞行，排放了大量水蒸气。这些水蒸气在平流层中会变成冰晶。如果那些冰晶降落到地面，会砸伤很多人。如果那些冰晶滞留在天空，大量反射太阳光，会使进入对流层的太阳能减少，这样气候会变化。可是，迈克唐纳1966年发表的报告声称：“协和”飞机不会对气候产生严重的影响。

　　其实，他低估了这些家伙的破坏性。这些“大白象”在万里高空中飞，排放了大量的废气——氮氧化物、硫化物颗粒和水蒸气。这些废物直接进入平流层，参加平流层内复杂的光化学反应，导致臭氧产量的下降。特别是一氧化氮，对于臭氧的生成有着严重的影响。它使得大量紫外线无法用于臭氧的生成，久而久之，臭氧层就要变薄。其破坏性是显而易见的。但是，这种破坏性很难精确地测量，关于它们各自对臭氧层影响的大小也很难给出准确的数据。

　　可是，到了20世纪70年代，当“协和”成为北大西洋航线的主要交通工具时，迈克唐纳根据试验研究结果，估计“协和500”和“图144”在飞行中排放的废气将使平流层中臭氧的产量下降4%，“波音707”排放的废气将使平流层的臭氧产量减少15%。

　　同时，他还指出，臭氧层中的臭氧量每减少1%，美国每年就要增加皮肤癌患者5000～10000人。

　　人们正是从他的报告里看到了“皮肤癌”与“协和”飞机之间的联系。他还指出，“波音”与“协和”、“图144”之间对于臭氧层的破坏性差异如此之大是由于它们的飞行高度、耗油量不同所造成的。“协和500”和“图144”飞行高度为17千米左右，而“波音707”比前两者要飞得高，多达20千米以上。前二者的耗油量只有后者的1／3左右。在距地面20千米的高空，氮氧化物对于臭氧生成的影响是在距地面17千米高空的1倍。

　　在美国国会的听证会上，迈克唐纳的报告简直是一场环境保护运动的动员令，使得人们对于超音速飞机有了新的认识。从此，飞机对于臭氧层以及更大范围的环境污染成为一个重要的科学课题，争论延续至今。

　　突破性的工作是由加州大学的江斯登做的。他调查了低空光化学烟雾，分析了臭氧层中的氮氧化物，得出的结论是：500架“协和”飞机两年的飞行将使平流层中的臭氧至少减少10%。他把这个结果附函寄给美国商业部，指出：“大量超音速飞机是否导致环境向不利于人类健康方向发展，有待进一步研究。”1971年，他发表在《科学》杂志上的研究报告确认：破坏臭氧层的化学成分是氮化物。

　　1974年以后的3年间，美国交通部组织实施了“超音速飞机环境影响评估项目”，全世界10多个国家的1000名科学家参加，耗资2100万美元。这个项目最后得出的结论是：500架“波音707”每天在平流层中飞行7～8小时，每使用1000克左右的燃料排放14克的氮氧化物，将使北半球平流层中的臭氧减少15%；尽管它很少飞到南半球，那里的臭氧也将受到影响，平流层中的臭氧也将减少8%。

　　超音速飞机是否破坏了臭氧层的争吵正在进行时，航天飞机升空了，这又引发了一场争论，氯化物是否与臭氧洞的形成密切相关。

　　当时，美国航宇局认为，航天飞机排放的废气与臭氧洞没有直接的联系。航天飞机排泄的废气之一氯化氢广泛扩散到平流层中。如果飞行一周，它每年排放在平流层中的氯化物大约有5000吨。

　　芝加哥大学的科学家认为，美国航宇局的认识有问题，航天飞机对臭氧层的影响报告有缺陷。1977年，美国科学院发表看法，认为每年航天飞机飞行60次将导致北半球平流层中的臭氧减少0．2%。

　　扑朔迷离

　　直到1970年前后，科学家才认识到，农业生产中大量施用氮肥，以及固氮植物的大面积种植，向大气排放了大量的氮氧化物。这些氮氧化物进入平流层，进而影响臭氧的生成量。有科学家预测，21世纪的前25年间，平流层中臭氧还将减少，其中20%是由于农业施用氮肥造成的。

　　目前，科学家已经认识到，核试验也是破坏臭氧层的主要因素之一。在任何情况下，空气只要被加热达到2300Ｋ，就会产生大量的一氧化氮。核爆炸产生的强大冲击波将把这些一氧化氮等氮氧化物送入平流层。核爆炸形成的橘色蘑菇云就是由氮氧化物变成二氧化氮的结果。大的核爆炸相当于50万吨的ＴＮＴ炸药、高空核爆炸会把大量氮氧化物推入平流层。在1961年～1962年的核试验高峰时期，34000万吨当量的核爆炸把大约130～170万吨氮氧化物注入平流层，这相当于600～1000架“协和”飞机的满载飞行所排放的氮氧化物量。研究发现，1961年～1962年间的核爆炸使平流层中的臭氧减少了大约2%～4．5%。

　　有人估计，如果进行100亿吨当量的核爆炸，北半球上空平流层中的臭氧量将减少30%～70%，南半球的将减少40%。

　　现在，科学研究已证实，氟化物是破坏臭氧层的主要凶手。在冰箱、空调中，氟化物是主要工作物质，制冷完全靠它实现。氟化物还广泛用作塑料发泡、发胶膨化、家具油漆添加剂、厨房和卫生间的防臭剂等。可见，氟化物使用相当广泛。一旦氟化物进入平流层，它们就会破坏臭氧层。

　　1978年，美国科学家认识到，氟化物进入平流层后会降低臭氧的生产率。于是，美国政府从1979年开始禁止生产、使用氟化物。美国是全世界最大的氟化物生产国。1976年全世界出售的氟化物中40%是美国生产的。加拿大、丹麦、芬兰、挪威等国相继加入美国行列，纷纷禁止使用氟化物。于是，一个禁止使用氟化物的国际组织——联合国环境保护署臭氧层保护委员会于1979年成立。经过北美地区和欧洲共同体的努力，1982年全世界氟化物的产量比其高峰年1972年的产量减少了21%。

　　联合国环境保护署于1985年在奥地利的首都维也纳召开了臭氧层保护委员会成员国会议。与会的27个国家签署了“保护臭氧层维也纳宣言”。宣言主要内容是加强保护臭氧层的国际性的信息交流、合作研究。

　　1987年9月16日，加拿大的蒙特利尔，在联合国资助下，召开了一次仅有发达国家代表参加的旨在减少空气污染的国际会议。经过几个月的争吵和讨价还价，最后27个国家签署了一份协议。协议规定，到20世纪末减少50%的氟利昂生产和使用量。

　　在这份协议生效时，卫星图像再次显示，臭氧洞在北极也存在，甚至比南极的大，扩展到了挪威的绝大部分地区、瑞典、芬兰，大约占极地面积的1／3。

　　其实，对于臭氧层的认识至今还存在很大的分歧，因为平流层中的臭氧量处于不断变化之中：从1978年到1982年，臭氧层先是下降，然后又恢复了一些，紧接着又下降到了极低点。总的趋势还是下降了4%。从1978年到1982年间，40000多米的高空中臭氧减少了12%。以后平流层臭氧量是否可能恢复到1978年以及以前的水平呢？

　　南极、北极臭氧洞的出现再次警告人类，我们的行为具有环球性的影响，全球变化具有一体性。虽然南极大陆远离我们，但是那里的大气变化却是我们的不良行为引起的。因此，我们每采取某个重大步骤时应该进行严格的科学考察，以免遭受大自然对我们的报复。

文章录入：Leo 责任编辑：Leo

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