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臭氧层损耗
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虽然臭氧在近地层是一种有害污染物，但对大气层却至关重要。在地面以上大约10—24千米的高度上，臭氧形成一个叫作臭氧层（ozone layer）的保护层，它护卫着地球上所有生命免遭来自太阳的致命紫外线（ultraviolet，UV）的过度辐射。越来越多的证据显示，各种化学品的排放正在破坏臭氧层。其中最重要的一类合成化学物质是1931年开发的氯氟碳（chlorofluorocarbons，CFCs）。成百种产品中含有氯氟碳。它被用作冰箱和空调器中的冷却剂，用作气溶胶喷雾剂，用作塑料泡沫包装、家居绝缘和室内装潢材料等。它还以液化形式用于外科手术工具的消毒，清洗电脑芯片和其他微电子设备。
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另一些与臭氧层损耗有关的是用于灭火器中的哈龙（halon），用作溶剂和清洁剂的四氯化碳和甲基氯仿，以及用于土壤和谷仓消毒以及熏蒸易腐货物的杀虫剂溴化甲烷。不过，氯氟碳远比这些都重要。
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这些气体释放到空气中后，穿过低层大气，在7—15年内上升到平流层（图12.16）。在那里，这些气体分子被紫外线辐射破坏，产生游离的氯原子和溴原子。经过一定时间，一个这样的原子就能破坏成千上万个（如果不是无限多个）臭氧分子。
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图 12.16 臭氧层如何消失。释放到空气中的氯氟碳和哈龙通过对流层时（如同大多数污染物那样）并不分解并最终进入平流层。一旦到达臭氧层，氯氟碳和哈龙就被紫外线分解，释放出氯（来自氯氟碳）和溴。这些元素随后破坏臭氧分子，将其分解为氧分子，由此破坏臭氧层。
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每年7月开始，南极上空大气层的臭氧损失就增多。1985年研究人员发现南极上空臭氧层中今天人所共知的“空洞”（实际上是一个低浓度臭氧区），其大小和美国大陆相当，并向北延伸，远达南美洲有人居住的地区（图12.17）。臭氧损耗在8—9月加强，直至10月温度上升，风向改变，臭氧亏缺的空气与周围大气相混合使损耗逐渐停止。北极上空臭氧层的损耗虽然较不令人注目，但也很严重，而1978年以来中纬度上空的臭氧层也显著变薄。
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图 12.17 2003年9月16日南半球上空臭氧层损耗情况。影像下面的色阶表示臭氧总水平。重大损耗区域面积大小逐年不同。2003年记录的臭氧空洞近于2900万平方千米。虽然南极洲上空的臭氧层损耗特别严重，但在世界上其他地方也已观察到平流层中臭氧浓度下降的现象。（© National Centers for Environmental Prediction, NOAA）
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臭氧层的损耗让更多的紫外辐射抵达地表。人类接受的紫外线辐射增多，提高了皮肤癌的发病率，同时由于紫外线辐射抑制了身体的防御机制，也增加了罹患各种传染病的风险。由于紫外线辐射还对植物细胞和组织造成伤害，因此其还可能造成农业减产。最严重的损害可能出现在海洋中。紫外线辐射量的增加，影响光合作用和被称为浮游植物的微小植物的代谢作用。这些浮游植物就繁衍在南大洋海面之下，构成海洋食物链的基础，而且在地球二氧化碳循环中起核心作用。
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根据1987年由160国签署的一项国际协议——《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》（Montreal Protocol on the Depletion of the Ozone Layer，以下简称《蒙特利尔议定书》），氯氟碳和其他臭氧层损耗物的生产正在被逐步淘汰。该协议要求发达国家在1996年1月1日之前停止生产和消费氯氟碳、四氯化碳、哈龙和甲基氯仿，发展中国家在2010年之前停止生产。《蒙特利尔议定书》使氯氟碳的产量急剧下降。到1998年其产量已比10年前的峰值减少了90%。下层大气中溴的浓度从1998年到2003年下降了5%。
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即使所有国家最后都执行了《蒙特利尔议定书》，但由于过去的排放，未来若干年内这些物质仍将继续造成臭氧降解。两种使用最广泛的氯氟碳仍停留在平流层中，且会在漫长的120年时间里继续分解臭氧分子。所以，无法期待到21世纪末时臭氧层能够完全恢复。
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控制空气污染
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近年来，多方面的进展给人们带来了逆转空气质量下降局面的希望。1970年以来，汽油中铅的总量减少了75%。若干国家，包括发达国家和发展中国家在内，从市场上取缔了加铅汽油。其他许多国家也减少了汽油中的含铅量和（或）引进了不含铅汽油。这种进展意义重大，因为，接触含铅汽油燃烧释放到大气层的微粒状铅，会导致智力缺陷、高血压，并增加心脏病发作和中风的风险。
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如前所述，1987年《蒙特利尔议定书》提倡全球努力淘汰氯氟碳生产，以保护臭氧层。此协议曾经引起重大分歧。该议定书及其修正案禁止工业化国家生产氯氟碳。到1999年，世界氯氟碳生产总量已从1988年的峰值下降了88%。下降最显著的是欧盟和美国，而实际上，截至2005年，氯氟碳的消费在中国、印度和其他发展中国家仍在上升。
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另一项成功的协议是1979年《长程跨界空气污染公约》（Convention on Long-Range Trans-boundary Air Pollution），由33个欧洲和北美国家签署，旨在减少氮氧化物和二氧化硫的排放。例如，由于奥地利、西德、瑞典和挪威等国已将他们的二氧化硫排放减少了50%以上，所以20世纪80年代欧洲的空气污染已经减少。氮氧化物的排放则被证明比较难控制。
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美国近几十年来在净化空气方面取得了明显进步。一系列“清洁空气法”（1963、1965、1970、1977）和修正案确定了主要污染物，并建立了全国空气质量标准。国会经过多年辩论之后，于1990年通过了迄今最彻底的《清洁空气法》。该法案宣布要通过减少可能排放的空气污染物量来保护人体健康和环境，并制定了达到那些目标的时间表。主要条款要求：
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通过设立空气中颗粒物和臭氧浓度允许标准以减少城市烟雾；
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在污染最严重的城市使用清洁燃料；
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降低机动车辆氮氧化物和碳氢化合物的排放；
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要求公共部门减少氮氧化物和二氧化硫的排放。
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尽管美国人口、经济和机动车数量有所增加，但全国空气比第一个“清洁空气法”颁布时更干净了。1985年以来，铅的排放量降低了98%，二氧化硫降低了50%，一氧化碳降低了32%。不过，美国许多地方的空气仍然不符合公共卫生标准。
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要达到《清洁空气法》的目标，需要从固定污染源和非固定污染源中减少空气污染物的种类和数量。清洁固定污染源可以采取的策略很多。技术选项包括改用清洁燃料，煤炭燃烧前进行洗煤以去除大部分的硫，使用洗涤器、吸尘器和过滤器去除烟道气体中的污染物等。另外还可使用更高效器械以降低能耗、安装密封条和绝热材料、在建筑法规中加强新建筑物的能量消费标准等。
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