碳氢科学1200问之：321-330问从臭氧层空洞到紫外线疾病

国际臭氧层保护日

中国碳氢核肥碳中和项目是依照《国务院战略性新兴产业发展“十二五”规划》编列的替代化肥化学农药、确保粮食食品安全的新型清洁能源肥料项目。其中《碳氢核肥制备关键技术与产业化应用》已被评审为国家级战略型全产业化应用科技成果。

中国碳氢核肥碳中和技术核心竞争力可独家支撑并达到中共中央、国务院《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》和联合国环境规划署制订的生态环保领域全部项目各项指标要求,可以实现中共中共中央、国务院关于新发展理念、科技创新、绿色发展、食品安全、生态友好及碳排放、碳交易、碳达峰、碳中和、碳利用、碳金融等战略预期。  

到2021年11月初，根据中国国际碳氢农业科学研究院《中国碳氢核肥碳中和项目2021-2023年市场区划占位与授权管理办法》要求，国碳联盟已经在国内核准并建立起中国碳氢核肥碳中和项目山东省、湖北省、上海市、山西省、辽宁省、吉林省、河南省、广东省、新疆建设兵团、河北省等10个省级派出机构，在其它省份建立了数以百计的中国碳氢核肥碳中和项目地、县、乡、村、专业种植养殖等不同规模的示范观摩基地和数据采集网点。有志于中国碳氢核肥碳中和事业的仁人志士可根据以下信息联系咨询我们。

碳氢科学1200问之：321-330问

从臭氧层空洞到紫外线疾病

制作：中国国际碳氢农业科学研究院

运营：山东碳汇农业科技有限公司

发布：中国碳氢产业网

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139 1119 5172（赵女士）

好的臭氧层

321.什么是臭氧？人类是怎么利用臭氧的？

臭氧是氧气的一种同素异形体，化学式是O3，式量47.998，有鱼腥气味的淡蓝色气体。

臭氧有强氧化性，是比氧气更强的氧化剂，可在较低温度下发生氧化反应，如能将银氧化成过氧化银，将硫化铅氧化成硫酸铅、跟碘化钾反应生成碘。松节油、煤气等在臭氧中能自燃。有水存在时臭氧是一种强力漂白剂。跟不饱和有机化合物在低温下也容易生成臭氧化物。用作强氧化剂，漂白剂、皮毛脱臭剂、空气净化剂，消毒杀菌剂，饮用水的消毒脱臭。在化工生产中可用臭氧代替许多催化氧化或高温氧化，简化生产工艺并提高生产率。

液态臭氧还可用作火箭燃料的氧化剂。存在于大气中，靠近地球表面浓度为0.001～0.03ppm，是由大气中氧气吸收了太阳的波长小于185nm紫外线后生成的，此臭氧层可吸收太阳光中对人体有害的短波（30nm以下）光线，防止这种短波光线射到地面，使生物免受紫外线的伤害。

地球的保护神：臭氧层

322.什么是臭氧层？它是怎么保护生物的？

臭氧层是大气层的平流层中臭氧浓度高的层次。

浓度最大的部分位于20—25公里的高度处。若把臭氧层的臭氧校订到标准情况，则其厚度平均仅为3毫米左右。臭氧含量随纬度、季节和天气等变化而不同。紫外辐射在高空被臭氧吸收，对大气有增温作用，同时保护了地球上的生物免受远紫外辐射的伤害，透过的少量紫外辐射，有杀菌作用，对生物大有裨益。

323.什么是臭氧层空洞？

臭氧层空洞是大气平流层中臭氧浓度最小处，是臭氧层缺失处。

而臭氧层是大气平流层中臭氧浓度最大处，是地球的一个保护层，太阳紫外线辐射大部被其吸收。有臭氧层空洞的地区会对生物产生重大的影响。目前的臭氧层空洞面积已经达到了2820万平方公里。

臭氧层的位置

324.臭氧层空洞是形成的原因是什么？

（01）化学农业：化学肥料、化学农药、化学激素、化学除草剂等广泛使用，对大气环流的污染和破坏。尤其是以尿素为主超量使用挥发到大气中的氧化氮是破坏臭氧层、形成臭氧层空洞的最直接原因。

（02）人为影响：人类活动产生的含氯化合物进入大气层。

（03）太阳活动：与太阳活动周期有关的自然现象。

（04）天气因素：区域性天气动力学过程。

（05）火山活动：地球上火山的周期性爆发。

（06）氯氟烃排放：人类已经把 1500 万吨以上的氯氟烃排放到大气中。进入大气中的氯氟烃，只有一部分参与臭氧层破坏作用，大部分还在大气中游荡，因而，虽然现在很多地方已停止生产和使用氯氟烃，臭氧层仍然会继续遭到破坏。何况，除了氯氟烃外，工业废气、汽车和飞机的尾气、核爆炸产物、氨肥的分解物，其中可能含有氮氧化物、一氧化碳、甲烷等几十种化学物质，都是破坏臭氧层的因素。

臭氧层空洞的危害

325.臭氧层空洞是怎么破坏生态的？

（01）农产品减产及其品质下降：试验200种作物对紫外线辐射增加的敏感性，结果2/3有影响，尤其是大米、小麦、棉花、大豆、水果和洋白菜等人类经常食用的作物。估计臭氧减少1%，大豆减产1%。

（02）减少渔业产量：紫外线辐射可杀死10米水深内的单细胞海洋浮游生物。实验表明，臭氧减少10%，紫外线辐射增加20%，将会在15天内杀死所有生活在10米水深内的鳗鱼幼鱼。

（03）破坏森林：据研究，臭氧减少影响森林生态系统的主要机制是紫外线辐射的增加会破坏脱氧核糖核酸（DNA），以改变遗传信息及破坏蛋白质。因臭氧减少而造成的紫外辐射增多还会造成对工业生产的影响，如使塑料及其他高分子聚合物加速老化。

什么是臭氧层

326.臭氧层空洞是怎么破坏人类健康的？

高能量的紫外线（波长为315–280纳米）可以导致皮肤癌，另外低层大气（对流层）臭氧增加也会对人类健康产生危害。

（01）鳞状细胞癌和基底细胞癌：是最常见的皮肤癌，和被高能量的紫外线辐照关系非常密切。紫外线使DNA分子中的碱基嘧啶形成二聚体，导致DNA复制时出现错误。这种病虽然死亡率不高，但也需要即时接受外科手术。根据流行病学的统计数据，平流层中的臭氧每减少1%，皮肤癌的发病率会增加2%。

（02）恶性黑色素瘤：是另一种皮肤癌，虽然比较少见，但更为致命，死亡率能达到15–20%，此病和紫外线的关系尚不明了，经过用鱼做的试验，证明90-95%的发病和普通紫外线以及可见光有关，用负鼠做的试验则证明和高能量的紫外线关系密切[25]，所以很难确定和臭氧层消耗之间的关系。有一个研究证明高能量的紫外线辐射每增加10%，可导致恶性黑色素瘤男人发病率增加19%，女人增加16%。根据对智利最南端的蓬塔阿雷纳斯人群调查，在臭氧层消耗的7年间，恶性黑色素瘤发病率增加了56%，其他皮肤癌发病率增加了46%:。

（03）白内障：实验研究证明紫外线和白内障的发病率有关。]对白种人的调查，长期暴露在阳光下，和白内障发病率增加有关，对男人的影响比对女人影响大，没有对黑种人的调查数据，不过黑人的白内障发病率比白人要高。

（04）对流层臭氧增加：臭氧由于其强氧化性，对人体有毒害作用，紫外线作用到汽车尾气也会产生臭氧。

南极上空臭氧层空洞记录

327.臭氧层空洞是否可以修复？

美国科学家2016年发现，首次有确实证据证明南极臭氧层的破洞已经开始萎缩。研究发现，从2000年到去年9月间，南极臭氧层破洞的面积减少了400万平方公里，相当于印度面积。研究认为，臭氧层破洞成功修复，大部分可归功于源自氟氯碳化物(CFCs)的大气氯持续减少，CFCs是曾经应用于干洗、雪柜、发胶和其他喷雾产品的化学物质。自从发现CFCs会导致臭氧层变得稀薄后，国际社会立即于1987年签署《蒙特利尔公约》，禁止使用CFCs。

2000年起禁止使用CFCs，但大气内仍然残留很多氯，这些氯的生命周期为50至100年，因此估计臭氧层要到2050年至2060年左右才会完全修复。

保护臭氧层

328.臭氧层空洞的世界之最？

（01）最小的臭氧层空洞：2019 年 9 月 8 日，美国国家海洋和大气管理局和美国国家宇航局的科学家报告称，南极上空的臭氧层空洞达到了1 640 万平方千米的最小值，这是自 1982年以来观测到的最小的空洞。在接下来的两个月里，面积进一步缩小到不足 1 000万平方千米（吉尼斯世界纪录）。

（02）最大的臭氧层空洞：据 2000 年 9 月 9 日证实，最大的臭氧层空洞有 2 990 万平方千米（吉尼斯世界纪录）。

329.国际社会是怎样保护臭氧层空的？

臭氧减少带来的危险已受到国际社会的普遍关注，为了保护臭氧层免遭破坏，以更好地保护生态环境，国际上保护臭氧层的行动已持续了20余年。

（一）建立国际间和各国的臭氧层保护法律约束机制，控制破坏臭氧层物质的排放

国际上先后通过了《关于臭氧层保护计划》、《保护臭氧层维也纳公约》、《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》。我国于1991年6月签署了《议定书》的伦敦修正案,目前《议定书》的缔约方已达168个。1994年第52次联合国大会决定,把每年的9月16日定为国际保护臭氧层日。我国正在为实现《议定书》规定的指标而努力,制定并实施了20余项有关保护臭氧层的政策。这对减少消耗臭氧层物质浓度及保护臭氧层具有重要意义。

大气臭氧层和臭氧洞

（二）加强氟里昂代用品的研究开发力度

氟里昂替代品的开发受到了广泛受到重视,目前主要包括含氢的氟里昂，其在到达臭氧层之前的对流圈被分解。或者用不含氯的氟里昂，如F32,F215,F134a和F143等，即使它们到达臭氧层也不会产生破坏作用。有的替代品则是不含F和Cl的有机物，如精制的石油气和二甲醚、烷烃、氮气、二氧化碳等。此外，回收和分解氟氯烃的研究工作也正在进行。

（三）提高对保护臭氧层的认识,牢固树立环境意识

尽管人类企图寻找另一个与地球相近、可供人类生存的星球,但不得不承认地球仍然是人类的唯一家园,人离开地球将无法生存。因此，必须善待地球、善待自然，不能以牺牲环境为代价，片面强调发展的速度与数量。相反,应强调人与自然的和谐，强调资源的持续利用，认识臭氧层的作用，增强生态环境意识，共同维护地球，动员国际社会通过修复地球生态系统保护臭氧层。

臭氧治疗学

330.国际社会怎样通过修复生态系统来保护臭氧层？

答：“碳氢拯救地球，核肥造福人类，科技改变人生”。国际社会可以通过推广中国碳氢核肥碳中和技术，实现修复地球生态系统保护臭氧层的目标。其中：

（01）金藻门碳氢核肥：可以确保粮食的生态安全。

（02）绿藻门碳氢核肥：可以确保蔬菜的食品安全。

（03）蓝藻门碳氢核肥：可以确保经作的生态安全。

（04）红藻门碳氢核肥：可以确保林果的生态安全。

（05）硅藻门碳氢核肥：可以确保药材的生态安全。

（06）甲藻门碳氢核肥：可以确保水生生物的生态安全。

（07）褐藻门碳氢核肥：可以确保土生生物的生态安全。

中国碳氢核肥碳中和技术之于地球生态系统的特别重大的意义还在于，仅用蓝藻门、甲藻门、黄藻门三款碳氢核肥就可以把已经污染或破坏的现代森林生态系统、草原生态系统、海洋生态系统、淡水生态系统、农田生态系统、冻原生态系统、湿地生态系统、城市生态系统等八大生态系统得到很好的修复和治理。

第五代煦丰版碳氢核肥碳中和技术系列产品

科技部《碳氢核肥制备关键技术与产业化应用》

国家科技评价委员会

碳氢科学碳氢农业碳氢核肥碳中和科普知识

1200问编辑委员会顾问

赵永志：农业部耕地质量建设与管理专家指导组专家

        北京市土壤肥料工作站站长/研究员

赵同科：北京市农林科学研究院研究员

张能玲：中国科学院微生物研究所教授

贺纪正：中国科学院生态环境研究中心研究员

曹卫东：中国农业科学院资源区划所研究员

李  栋：中国农业大学工学院教授/博导

汪立君：中国农业大学食品学院教授/博导

田有国：农业部农业科技推广服务中心研究员/处长

方雯霞：中国检验检疫科学研究院高级农艺师

李临西：科技部火炬计划中心研究员

周  卫：中国植物营养与肥料学会研究员

季恒宽：科技部中国高科技产业化研究会高级工程师