在距离地球表面20～25km的高空,因受太阳紫外线照射的缘故,形成了包围在地球外围空间的臭氧层,这臭氧层正是人类赖以生存的保护伞。人类真正认识臭氧还是在150多年以前,德国化学家先贝因首次提出,在水电解及火花放电中产生的臭味同在自然界闪电后产生的气味相同,他认为其气味类似于希腊文的ozein(意为“难闻”),由此将其命名为ozone(臭氧)。
自然界中的臭氧大多分布在距地面20～50km的大气中,我们称之为“臭氧层”。臭氧层中的臭氧主要是紫外线制造出来的。众所周知,太阳光线中的紫外线分为长波和短波两种,当大气中的氧气分子(含量为21%)受到短波紫外线照射时会分解成原子状态。氧原子的不稳定性极强,极易与其他物质发生反应,如与氢反应生成水,与碳反应生成二氧化碳。同样,与氧分子(O2)反应时就形成了臭氧(O3)。臭氧形成后,由于其相对密度大于氧气,会逐渐地向臭氧层的底层降落。在降落过程中,随着温度的变化(上升),臭氧的不稳定性日趋明显,再受到长波紫外线的照射,再度还原为氧。臭氧层就是保持了这种氧气与臭氧相互转换的动态平衡。
在这么广大的区域内到底有多少臭氧呢?估计小于大气的1/10万。如果把大气中所有的臭氧集中在一起,仅仅有3cm厚的一层。那么,地球表面是否有臭氧存在呢?回答是肯定的。太阳的紫外线大概有近1%部分可达地面,尤其是在大气污染较轻的森林、山间、海岸周围的紫外线较多,存在比较丰富的臭氧。(www.xing528.com)
此外,雷电作用也会产生臭氧,分布于地球的表面。正因为如此,雷雨过后,人们会感到空气格外清新。人们也愿意到郊外的森林、山间、海岸去呼吸大自然清新的空气,在享受自然美景的同时,让身心来一次“洗浴”,这就是臭氧的功效。所以有人说,臭氧是一种干净清爽的气体(臭氧有极强的氧化性,少量的臭氧会使人感到精神振奋,但过强的氧化性也使其具有杀伤作用)。
在距离地球表面15～50km的平流层中含有大量的臭氧,能有选择地吸收短波太阳辐射能,这种吸收作用将对人体和其他生物有致癌和杀伤作用的紫外线和X射线等短波辐射能在到达地面前大部分加以吸收,从而使人类免受其伤害。近年来,由于氟利昂的大量使用,使臭氧层的平衡受到干扰。氟利昂到达大气上层后,在紫外线照射下分解出自由氯原子,氯原子能与臭氧发生反应,使臭氧分解,从而使臭氧层受到严重破坏。据分析,平流层中的臭氧减少1%,到达地面的紫外线强度便增加2%。由于人类活动的影响,目前大气中的臭氧含量已减少了3%,到2025年可能减少10%。臭氧层的破坏,将使紫外线等短波辐射增强,导致皮肤癌患者增加,同时给自然生态系统带来严重影响。因此,维护臭氧层的平衡已成为一个全球性的环境问题。
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