臭氧空洞

大气中臭氧含量区域性减少的现象
臭氧空洞(Ozone hole[2]),指因空气污染物质(如氧化氮、卤化代烃等)扩散、侵蚀而造成大气臭氧层被破坏,致使大气中臭氧含量减少的现象。[1]1984年9、10月间,南极上空的臭氧层中臭氧的浓度较20世纪70年代中期降低40%,为首次观测到大范围空洞。[10]1985年,英国科学家乔·法曼(Joe Farman)、布莱恩·加德纳(Brian Gardiner)和乔纳森·尚克林(Jonathan Shanklin)首次证实了臭氧空洞的存在。[2][11]1994年,世界气象组织发现北极地区上空臭氧含量也有减少。[10]2003年12月,在青藏高原上空也出现了微型臭氧空洞或臭氧极低值事件。[12]
臭氧空洞的形成源于臭氧[a]层的损耗。大量使用制冷剂、喷雾剂、发泡剂等化工制品(如氟氯烃等)是导致臭氧减少的主要原因。[4][5]当人类活动排放的污染物质进入大气后,会与大气中的臭氧发生化学反应,从而导致臭氧浓度下降。[3][13][14]臭氧层异常损耗后影响极大,直接关系到生物圈的稳定以及人类的生存。[15]随着臭氧层中臭氧浓度的下降,地面接收到的太阳光中的紫外线强度增强,对生物细胞具有极强的破坏力。长期暴露在这样的紫外线下可能增加人类罹患皮肤癌白内障的健康风险[3],对生物圈中的生态系统和各种生物都会产生不利的影响。[16][17]
1987年9月,美国及其他44个国家共同签署《蒙特利尔议定书》以减缓臭氧的消耗,并于2022年9月特别设立“国际臭氧层保护日”。[11][18]1990年6月,在伦敦召开《蒙特利尔议定书》缔约国第二次会议,拟设立多边基金,提供资金和技术以支持发展中国家淘汰有关物质的处理。[10][19]2023年2月9日,欧洲化学品管理局公布一项关于全氟和多氟烷基物质限制的提案,标志着全球在限制有害化学物质使用方面又迈出重要的一步。[20]2023年11月,在权威学术期刊自然·通讯》发表的一篇论文显示,南极上空的臭氧空洞在过去20年间一直在不断地扩大。[21]

发现历程及命名

1984年,英国科学家首次发现南极上空出现了臭氧空洞。[22]1985年,英国科学家乔·法曼、布莱恩·加德纳和乔纳森·尚克林在顶级学术期刊Nature》上发表研究成果,首次为臭氧空洞的存在提供了确凿的证据。[2][11]同年10月,美国宇航局(NASA)证实了该发现,《华盛顿邮报》在报道美国宇航局的发现时,首次提出“Ozone hole”一词。[23]