在自然條件下,地球上的臭氧主要存在於大氣中,準確地說是位於大氣中的平流層,距離地面約20至50公裏,總重量約33億噸。
臭氧相當稀薄。如果臭氧平鋪在表面,妳覺得有多厚?只有3mm(條件:1大氣壓)。
近幾十年來,臭氧層受到嚴重汙染,南極上空甚至出現了壹個巨大的空洞。然而,隨著人們對環保的重視,臭氧洞的問題正在慢慢得到解決,但近地表卻存在臭氧汙染,甚至威脅到人類的健康。為什麽?讓我們仔細看看。
地球上沒有臭氧,那它是怎麽出現的呢?幾十億年前,地球大氣層中沒有臭氧這種東西。那時候,地面上沒有生命,海洋裏只有很少的生命。
這些生物不斷將空氣中的二氧化碳轉化為氧氣,氧氣不斷擴散到大氣中。在紫外線的作用下,氧氣分裂成兩個氧原子,然後每個氧原子與氧氣結合形成臭氧。臭氧比氧氣多壹個氧原子,所以自然重壹些,所以會往下掉。
落到下層的臭氧開始吸收紫外線,吸收溫度越高,臭氧變得越不穩定,導致臭氧被迫“分離”,重新成為氧原子加氧分子。
所以在臭氧層中,這樣的轉化每天都在進行,新的臭氧不斷產生和分解。
臭氧層是怎麽被汙染的?主要原因是什麽?從1970年代開始,地球上空的臭氧層出現了壹個奇怪的現象,即開始以每年0.4%的速度減少,而在南極地區,減少的速度遠大於0.4%,這使得南極傷口出現了壹個臭氧洞。臭氧本來就有吸收紫外線的功能,對地球上大部分生命都有保護作用。)
這是為什麽呢?
原來臭氧被消耗的原因是臭氧被另壹種化學物質分解了。在原始的自然狀態下,臭氧的分解和合成是以幾乎相同的速度進行的,但大氣中的鹵化物和溴化物使臭氧的分解速度大大快於合成速度,從而造成了臭氧空洞。
這些鹵化物和溴化物,也就是鹵素,來自於人類在地面上釋放的氟利昂(含氯氟烴),我們都很熟悉氟利昂,因為曾經的空調都是用氟利昂做制冷劑的。目前氟利昂找到了替代品,鹵素對臭氧的傷害也逐漸降低。
為什麽臭氧會出現在地表附近?它是如何威脅人類的?人類逐漸緩解平流層臭氧空洞問題後,由於城市化和工業化進程的加快,氮氧化物、壹氧化碳、二甲苯等化合物大量增加(這些物質也被稱為臭氧前體),在太陽光的照射下產生臭氧。這些臭氧位於對流層,這是人類居住的空間。
與平流層臭氧不同,對流層臭氧是壹種光化學汙染物,對人的肺部有害,對農作物也有壹些不利影響。
目前,只有控制大氣汙染,減少臭氧前體物的排放,才能解決對流層臭氧(或近地面臭氧)汙染問題。