臭氧层的作用.doc

臭氧层的作用 　 在离地面10～50km的大气平流层中，集中了大气中约90%的臭氧，见图1-1-2，其中离地22～25km臭氧浓度值达到最高，称其为臭 氧层。如果将地球上臭氧压缩至1个大气压，其厚度仅有3mm左右，就像是一件“厚度为3mm 左右的宇宙服”。下面讨论一下有关臭氧层的作用和分布变化。 图1-1-2 一氧层的作用 　　大气臭氧层主要有三个作用。其一为保护作用，臭氧层能够吸收太阳光中的波长300 μm以 下的紫外线，主要是一部分UV—B(波长290～300μm)和全部的UV—B(波长＜290μm＝，见图1 -1-3和图1-1-4，保护地球上的人类和动植物免遭短波紫外线的伤害。 图1-1-3 图1-1-4 　　只有长波紫外线UV-A和少量的中波紫外线UV-B能够辐射到地面，长波紫外线对生物细胞的 伤害要比中波紫外线轻微得多。所以臭氧层犹如一件宇宙服保护地球上的生物得以生存繁衍 。其二为加热作用，臭氧吸收太阳光中的紫外线并将其转换为热能加热大气，由于这种作用 大气温度结构在高度50km左右有一个峰，地球上空15～50km存在着升温层。正是由于存在着 臭氧才有平流层的存在。而地球以外的星球因不存在臭氧和氧气，所以也就不存在平流层。 大气的温度结构对于大气的循环具有重要的影响，这一现象的起因也来自臭氧的高度分布。其三为 温室气体的作用，在对流层上部和平流层底部，即在气温很 低的这一高度，臭氧的作用同样非常重要。如果这一高度的臭氧减少，则会产生使地面气温 下降的动力。因此，臭氧的高度分布及变化是极其重要的。 　　二、臭氧的分布和变化 　　臭氧的分布如前图1-1-2所示。低纬度地区臭氧峰值较高，而高纬度地区的臭氧峰 值较低。 　　臭氧总量随季节变化，高纬度地区从冬季到春季的总量都大。从冬季到春季高纬度地区臭氧 总量变大是传输效果引起的，属于力学作用。在低纬度平流层中生成的臭氧的大气被传送至 高纬度并沉降。由于这种运动在冬季到春季期间较为活跃，所以在这段时间内的臭氧浓度较 高。上述传输作用引起的臭氧变化只局限于平流层下部，但在高度30～35km的空间则相反，夏天 的臭氧浓度增高而冬天却降低。这与夏天通过光化学反应生成臭氧的速度较快是一致的，这 便是所谓的化学作用。 ? 臭氧层耗减对全球环境造成的影响，只能是从最近10多年的环境情况与10多年前或更早年代的情况相比，发现了某些特异的变化，就目前情况而言，还不能认为已经产生了明显的严重 后果。 　　臭氧层的耗减产生的直接结果就是使太阳光中的紫外线UV-B达到地面的数量增加。臭氧层耗减和UV-B辐射量之间的关系见图1-3-1。通常认为臭氧浓度降低1%，UV-B辐射量增加1 .5～2%。 　　紫外线UV-B能破坏蛋白质的化学键，杀死微生物，破坏动植物的个体细胞，损害其中的脱氧核糖核酸(DNA)，引起传递遗传特性的因子变化，发生生物的变态反应。下面就其对人类健 康、生物和环境等产生的危害予以介绍。 　　 图1-3-1 　　 　　第一节? 对人类健康的影响 　　适量的紫外线照射对人体的健康是有益的，它能增强交感肾上腺机能，提高免疫能力，促进磷钙代谢，增强人体对环境污染物的抵抗力。但是长期反复照射过量紫外线将引起细胞内的 DNA改变，细胞的自身修复能力减弱，免疫机能减退，皮肤发生弹性组织变性、角质化以至皮肤癌变，诱发眼球晶体发生白内障等。 　　一、对免疫系统的影响 　　中波紫外线UV-B的照射，对人体有许多影响。有的是积极的影响，适量的UV-B是维持人类生命所必需的。但是长期接受过量紫外线辐射，将引起细胞内DNA改变，细胞的自身修复能力减弱，免疫机制减退。对免疫系统的影响看来与肤色无关。由于紫外线辐射的增加，大量疾病的发病率及严重程度都会大大增加。这些疾病包括麻疹、水痘、疱疹和其它引起皮疹的病毒性疾病，通过皮肤传染的寄生虫病(如疟疾和利什曼病)、细菌感染(如肺结核和麻疯病)和 真菌感染等。 　　人体免疫系统中的一部分存在于皮肤内，使得免疫系统可直接接触紫外线照射。动物试验发 现紫外线照射会减少人体对皮肤癌、传染病及其它抗原体的免疫反应，进而导致对重复的外 界刺激丧失免疫反应。人体研究结果也表明暴露于紫外线B中会抑制免疫反应，人体中这些对传染性疾病的免疫反应的重要性目前还不十分清楚。但在世界上一些传染病对人体健康影 响较大的地区以及免疫功能不完善的人群中，增加UV-B辐射对免疫反应的抑制影响相当大。  　　二、白内障 　　白内障是形成在眼球晶体上的一层雾斑(晶状体浑浊)。实验证明紫外线能损伤角膜和眼晶体 ，可引起白内障、眼球晶体变形等。据分析，平流层臭氧减少1%，全球白内障的发病率将增 加0.6%～0.8%，全世界由于白内障而引起失明的人数将