臭氧層破壞的主要原因

科學家已達成一致結論，認為平流層的臭氧受到損耗，是由消耗臭氧層的化學物所造成。這些化學物含有氯或溴原子，其化學特性相當穩定，並在大氣層的壽命相當長，可長達40至150年。這些化學物及其他微痕量氣體漂浮至平流層，便會觸發連綿不斷的化學效應，釋放氯氣，而氯原子在陽光下又會與臭氧分子產生化學效應，破壞臭氧分子。單是一個含氯氟烴(CFC)分子，足可破壞數以萬計的臭氧分子。


這些消耗臭氧層的化學物是一些廣泛使用的人造化學物，包括：

- 含氯氟烴(CFCs) (或氟氯化碳)；

- 哈龍；

- 1,1,1-三氯乙烷(甲基氯仿)；

- 四氯化碳；

- 甲基溴；

- 含溴氟烴(HBFCs)；及

- 含氯氟烴(HCFCs)。
近年來研究證明，造成臭氧層破壞的主要原因是人類活動使大氣中某些化合物進入臭氧層，與臭氧結合，破壞了臭氧。這些化合物以氟利昂影響最大。

歸納板書：氟里昂來自於冰箱空調中的製冷劑，殺蟲劑、摩絲中的噴霧劑，泡沫塑料生產過程中的發泡劑，電子元件、精密儀器中的清潔劑，太空火箭中的推進劑等等的生產過程中以及廢舊冰箱等產品中氟里昂氣體的逸散。

臭氧減少導致南極許多地方臭氧層的稀薄，在那裏科學家們已經發現了一個巨大的洞。後果還未研究確切，但沒有適當的臭氧層來阻止紫外線進入地球，許多事物將受到影響。科學家們宣稱植物特別是莊稼將受破壞。皮膚癌病例數及其它與紫外線有關的身體問題將會增加，甚至，氣候也將變化。
打傘是為了阻擋太陽紫外線的強光輻射，但你可知道，在距地面20～35 千米的上空，在陽光照射到大地之前，有一臭氧層，它已經把太陽輻射紫外線的90%吸收掉了。沒有它的吸收，幾乎所有地球上生物都將滅亡。臭氧層是地球萬物的保護層。現在，科學家發現在南極上空，臭氧層已出現了一個美國國土面積大小的空洞，歐洲發現臭氧層減少了15%～20%，局部也出現了臭氧層空間。

隨著臭氧層減薄的現象備受各國關注，世界多個國家於1987年簽訂名為「損耗臭氧層物料蒙特利爾協定書」的國際協議。協議內列出時間表，計劃在2000年全面取締五種常用的氯氟碳化合物，CFC(11, 12, 113, 114及115)和三種哈龍(1211, 1301及2402)。締約國於1990年6月在倫敦舉行 |議後，決定將另外十種氯氟碳化合物、四氯化碳及甲基氯仿，列入受管制物料之列，大會並定下取締該類物料的目標日期。

為配合該國際協議，港府在1989年7月頒佈臭氧層保護條例及其後修訂該條例，禁止本港生產上述人造化合物，並管制該等物料的進出口。

什麼是臭氧層?

臭氧(O3)是一種具有刺激性氣味，略帶有淡藍色的氣體，在大 氣層中，氧分子因高能量的輻射而分解為氧原子(O)，而氧原子與另 一氧分子結合，即生成臭氧。臭氧又會與氧原子、氯或其他游離性物 質反應而分解消失，由於這種反覆不斷的生成和消失，乃能使臭氧含 量維持在一定的均衡狀態，而大氣中約有90%的臭氧存在於離地面 15到50公里之間的區域，也就是平流層(Stratosphere)，在平流層 的較低層，即離地面20到30公里處，為臭氧濃度最高之區域，是為 臭氧層(Ozone Layer)，臭氧層具有吸收太陽光中大部分的紫外 線，以屏蔽地球表面生物，不受紫外線侵害之功能。

　

臭氧層為何日漸稀薄?

早在1974年，兩位美國科學家提出理論說明，此系列的化學合 成物質叫做氟氯碳化合物，簡稱氯氟碳化物，由於其化學性質相當穩定，所以其分子要上升到平流層才會分解，此時CFCs中所含氯會被 釋出，而破壞臭氧。氯氟碳化物自l970年開始大量生產及使用，1986年全球氯氟碳化物消費量達113萬公噸。其中約有70%的量，會排放至大 氣中，氯氟碳化物化性安定，生命期長達數十年至百年之久，因此會在大會中不斷累積，最後上升至平流層。在這裡受到紫外線照射而 分解產生氯原子與臭氧反應，使臭氧分解消失。一個氯原子在失去活性以前，足以破壞一萬個臭氧分子，其過程如上圖所示，因此對臭 氧層造成莫大的威脅。

　　根據調查顯示，自 1978年開始的十年內，全球各緯度平流層的 臭氧含量降低約 1.2%至10%不等，南極上空則是臭氧被破壞最嚴 重的地區，甚至在春季期間更會出現所謂的「臭氧洞」。

　　目前全球臭氧層削減率正以每年2%至3%的速度在進行，如 果任其發展，在二十一世紀末，平流層臭氧含量將降至目前的一半以上，屆時，人類將會面臨一場空前的浩劫 !

　

臭氧層耗盡對人類及環境的影響

由於臭氧能吸收波長230至350 Å (埃)的紫外線，失去臭氧層的保護，將使地球生物圈暴露於更多的輻射線下，這可能會造成：
1. 人類皮膚癌、白內障等疾病罹患率增加

2. 動物免疫系統受抑制

3. 植物生長遲滯、農作物減產

4. 破壤自然生態的平衡

5. 改變氣候、造成溫室效應，間接造成海平面上升

　

蒙特利議定書
基於繼續使用氯氟碳化物等化學物質，將導致地球臭氧層被破壞之共識，聯合國環境規劃署(UNEP)召集世界各國共商對策，1985年共有28個國家於維也納達成保護臭氧層協議(Vienna Convention)，並決定研議一國際管制公約以補該協議之不足。1987年9月16日再於加拿大蒙特利市舉行國際會議，並由全世界二十六個國家共同簽署「蒙特利破壞臭氧層物質管制議定書(Montreal Protocol on Substances that Depletethe Ozone Layer)」﹐管制氟氯碳化物使用之國際公約，也於1989年1月起正式生效。而後，為挽救日益惡化之臭氧層，於1990年6月在倫敦召開之蒙特利議定書締約國第二次會議，對議定書內容作了大幅之修正，其中最為重要者即為擴大列管物質，除原先列管之氯氟碳化物-11、氯氟碳化物-12、氯氟碳化物-113、氯氟碳化物-114、氯氟碳化物-115 等五項及三項海龍外，另增加氯氟碳化物-13等10種，四氯化碳及三氯乙烷，計12種化學物質，並加速管制時程，提前於2000年完全禁用氟氯碳化物、海龍及四氯化碳。最近更由於臭氧層仍日趨惡化，1992年11月在丹麥哥本哈根召開之第四次締約國大會，決議將氟氯碳化物禁產時程提前於1996年1月起實施，而消費量除必要用途外應減為零。香港身為國際社會的一份子，亦須遵行，加強列管化學品之管制使用，並積極研發替代品以順應此一世界性的環保潮流。

一、臭氧層的形成
臭氧和氧氣是同素異形體，常溫下，臭氧是淡藍色氣體，有一種魚腥臭味，是一種強氧化劑。臭氧在地面附近的空氣中含量極少，不會危及人類的健康。９０％以上的臭氧稀薄地分佈在離地面２０ｋｍ到３０ｋｍ的平流層中，形成了一個環繞地球的臭氧層。完全擋住了太陽射來的致命的紫外線輻射，成爲保護人類的一道天然屏障。
平流層中的臭氧是大氣中氧分子在太陽光的紫外線照射下形成的。光化學反應是：
Ｏ2 ®２Ｏ Ｏ2＋Ｏ® Ｏ3
Ｏ3在紫外線照射下也會分解，光化學反應是Ｏ3 ®Ｏ2＋Ｏ。由此可以看出，臭氧在高空是不斷地生成又不斷地分解，處於一種動態平衡狀態。正是這一過程，Ｏ3層幾乎吸收了太陽輻射的對生物有很強殺傷力的全部紫外線，從而保護了地球上的生物，成爲地球的保護神。


二、臭氧層遭到破壞
正常情況下，平流層中的Ｏ3濃度是穩定的。如果有外來因素的作用，使Ｏ3分子減少，那麽平衡就會遭到破壞。問題開始嚴重了，災難警報首先來自最寒冷的南極。１９８５年，英國南極考察站的科學家在南極上空發現“臭氧空洞”，這是Ｏ3濃度大幅度下降的後果，衛星觀測表明，臭氧空洞的覆蓋面積已相當於美國的國土面積。不單如此，在北極地區和青藏高原的上空，也發現了臭氧層空洞。監測結果表明：臭氧層的破壞已遍及全球。
臭氧層的破壞會給自然界和我們人類帶來危害。科學實驗證明：若大氣上空Ｏ3的含量減少１％，那麽地面上受到紫外線的輻射就會增加２％～３％，人類的健康將受到直接威脅，白內障、皮膚癌增多，身體抵抗力下降，使免疫系統疾病增多。動植物同樣也不能倖免。許多農作物將受害減産。例如臭氧減少２５％，大豆減産２０％。臭氧層被破壞可引起森林生態系統的衰退，紫外線增加還會危害到浮游生物，導致海洋食物鏈中基礎食物數量減少，海洋生物在劫難逃。紫外線增強也會引起用於建築物、繪畫、包裝的聚合物老化，使其變硬、變脆，縮短使用壽命。在人口密集的城市還會引起光化學煙霧污染。


三、破壞臭氧層的罪魁禍首
是誰破壞了臭氧層？各國科學家做了大量研究，一致認爲罪魁禍首是氟里昂和哈龍。１９９５年的諾貝爾化學獎就授予了保羅·格森、羅蘭德和簡·莫裏納三位教授。他們證實了氟里昂和哈龍在破壞臭氧層，發現了危及人類生存的重大問題。
氟里昂是氯氟烴類物質的商業名稱，包括許多品種，如ＣＣｌ3Ｆ，ＣＣｌ2Ｆ2，ＣＨＣｌＦ2等。氟里昂是無色、無味、無毒、無腐蝕性又易於液化的氣體，化學性質非常穩定，不易燃燒，易於貯存，價格也便宜，因此自２０世紀３０年代開始生産以來，迅速得到廣泛應用。常用作電冰箱、空調的致冷劑，還可做發泡劑、分散劑、清洗劑等。科學研究表明，對臭氧層破壞最嚴重的也最常用的是ＣＣｌ2Ｆ2和ＣＣｌ3Ｆ，這些氣體排放到大氣中後，可存留數十年到一百年左右，它們上升到平流層後，在紫外線的照射下分解出可與Ｏ3分子發生光化學反應的Ｃｌ原子，從而破壞臭氧層。光化學反應是：
ＣＣｌ2Ｆ2®ＣＣｌＦ2＋Ｃｌ
ＣＣｌ3Ｆ®ＣＣｌ2Ｆ＋Ｃｌ
Ｃｌ＋Ｏ3®ＣｌＯ＋Ｏ2
ＣｌＯ＋Ｏ®Ｃｌ＋Ｏ2
…
這樣反應下去，一個Ｃｌ原子甚至可以使十萬個Ｏ3分子遭到破壞，由此可見，氟里昂的破壞力是非同小可的。
哈龍主要是含溴的化學物質，它主要用作滅火劑。這類化合物具有特殊的滅火效果，而且不導電、毒性低、無殘留，在電腦房、文史博物館、艦船、飛機等部門都有廣泛應用。研究表明：哈龍對臭氧層的破壞作用比氟里昂還要高１０倍以上。


四、保護臭氧層
爲了保護臭氧層，全世界都在行動，爲此已多次召開國際會議，要求儘快減少或者停止使用氟里昂和哈龍，改用無氟製冷劑和其他替代産品生産冰箱、空調和滅火劑等等。聯合國把每年的９月１６日定爲“世界保護臭氧層日”，反映了國際社會對這一問題的重視程度。
１９８５年３月國際社會採取了第一個步驟將輿論轉爲全球行動，這就是《保護臭氧層的維也納公約》正式通過。１９８７年９月又通過了《關於消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》，《蒙特利爾議定書》於１９８９年１月開始生效。目前，締約方已有１７２個國家，我國於１９９１年６月加入《蒙特利爾議定書》，我國政府已宣佈從１９９９年７月１日起全面凍結氟里昂的生産和消費。科學家預測，臭氧層將在不久的將來開始逐步恢復，並可望於２１世紀某一時間全部復原。但其條件是《蒙特利爾議定書》能夠得到完全執行。
讓我們一起減少使用，直到停止購買用氟里昂和哈龍製造的産品，共同參與保護臭氧層、保護地球的行動。