亦正亦邪的臭氧

臭氧層被譽爲地球的“保護傘”

它能吸收99%以上的紫外線

保護着地球上的生命

（圖源：《知識就是力量》雜誌）

今天第30個國際臭氧層保護日

主題爲《蒙特利爾議定書》：推進氣候行動

臭氧層守護着人類的未來

而我們又對臭氧層瞭解多少呢？

“我”和氧氣

其實是一家人

人類開始認識臭氧始於19世紀，1839年，德裔瑞士化學家克里斯蒂安 · 弗雷德裡克 · 舍拜恩在電解稀硫酸時，發現有一種特殊臭味的氣體釋放出，他提出這種臭味同自然界閃電後產生的氣味相同，併爲它取名爲“Ozein”（希臘語，意爲“臭味”）。

後來的科學家研究後發現這種氣體的分子結構是3個結合在一起的氧原子，最終將其命名爲臭氧（Ozone）。

臭氧分子結構的發現也表明了臭氧是氧氣的“孿生兄弟”，它們在一定的條件下可以相互轉化。1913年，法國物理學家法布里通過光學和光譜學的研究，最終成功地證明了高層大氣中臭氧的存在。

臭氧層位於地球大氣層的平流層中

（圖源：《知識就是力量》雜誌）

在此基礎上，英國地球物理學家卡普曼又解釋了臭氧層的形成，他提出：大氣中的臭氧主要是由氧原子同氧分子進行三體碰撞（三個質點同時在同一地點相碰的現象）而產生。

在60千米以上的高空，由於太陽紫外線強，氧分子大量離解，三體碰撞機會減少，導致臭氧含量極少。

而在5千米以下的低空，紫外線大大減弱，氧原子很少，臭氧也難以形成。只有在20～25千米的高度範圍內，既有足夠的氧原子，又有足夠的氧分子，最有利於三體碰撞出臭氧。

3毫米的“保護傘”

究竟有何用

在離地面20~25千米高度處的大氣層，因爲大量臭氧聚集在此，因此形成了臭氧層。

如果在0℃的溫度下，把地球大氣層中所有的臭氧壓縮到一個標準大氣壓（1013.25百帕），那麼臭氧層的平均厚度僅僅只有3毫米，對於整個大氣層高度來說，佔比更是隻有幾千萬分之一。這薄薄的臭氧層究竟有什麼作用呢？

我們知道，太陽輻射能量巨大，太陽輻射出的紫外線（按照波長由長到短）包括紫外線A、紫外線B和紫外線C，也就是我們常說的UVA、UVB、UVC。

臭氧層會吸收大部分紫外線

（圖源：《知識就是力量》雜誌）

其中波長最短、蘊含能量最大、對皮膚等傷害最大的就是UVC，而臭氧層恰恰會把UVC全部吸收，阻隔在地球以外。它同時還會吸收大部分的UVB，最終就是這“薄薄”的臭氧層阻絕了97%～99%的紫外線輻射，使地球上的人類和動植物免受傷害，真是名副其實的“保護傘”。

臭氧層空洞

（圖源：《知識就是力量》雜誌）

1985年，當科學家發現臭氧層在南極上空出現了“空洞”時，人們開始深刻地意識到保護臭氧層就是保護地球生命。1995年1月23日聯合國大會決定，把每年的9月16日定爲“國際保護臭氧層日”，意在通過相關活動來喚醒公衆對保護臭氧層的認知。

“黑斑效應”紫外線

與“紅斑效應”紫外線

到達地球表面的紫外線中95%以上是UVA，UVA又稱爲“黑斑效應”紫外線，是令皮膚曬黑的主要原因，同時也是引起皮膚癌（黑色素瘤等）的重要原因，它具有很強的穿透力，能直達皮膚真皮層，破壞膠原蛋白，加速皮膚老化。

UVB又稱爲“紅斑效應”紫外線，它能讓皮膚在短時間內曬紅、曬傷（即時曬傷），使皮膚角質增厚、暗沉等。相比UVA，UVB的穿透力弱，一般只是到達皮膚表皮層，而且目前對UVB的防護已經得到徹底的研究，因此UVB更容易防護。

臭氧：是“天使”

也是“反派”

整個地球大氣中的臭氧，絕大多數（約佔90%）存在於高空大氣的臭氧層中，這裡的臭氧默默守護着地球上的生命，是“保護傘”、是“天使”。可是還有約10%的臭氧存在於近地面層，也就是我們人類生活的這個空間。

臭氧層

在這裡，臭氧不再是“天使”，而可能變成一種污染，危害人類健康。臭氧是如何來到地面的呢？又是如何變成一種污染的呢？

其實，我們身邊的臭氧，只有少量是由高空大氣中“逃逸”而來，絕大部分還是人類的生產生活造成的。汽車尾氣、工業化工等排放的氮氧化物（NOx）和日常生活中的各種揮發性有機物（VOCs），正是形成臭氧污染的源頭。

NOx和VOCs遇到高溫和強光照時，經過一系列複雜的光化學反應，都容易形成臭氧。當臭氧大量形成，濃度超過一定限值，就會成爲危害人類健康的“臭氧污染”，又稱爲光化學煙霧。

減少臭氧污染，控制污染源是關鍵。青少年作爲國家的未來和社會的一份子，也需要一起爲清潔空氣貢獻一點自己的力量，爲了大家有更好的生存環境，抵制臭氧污染，請大家遵循以下原則：

（1）多向周圍的人宣傳臭氧污染的相關知識，推廣綠色生活理念。

（2）節約用電，夏季空調溫度的設定不要太低。

（3）綠色出行，公交、自行車、步行，環保又健康。

（4）日常生活中少用包裝劣質和帶有嚴重揮發性氣味的日化用品。

（5）提醒父母家居裝修時多選擇水性環保塗料，汽車加油時選擇更清潔的汽油。

撰文 | 王恩眷

責任編輯 | 陳天昊、段陽陽

運營編輯 | 段陽陽

質量審覈 | 業蕾

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