可悲的是,煙霧事件在倫敦出現並不是獨此一次,相隔10年後又發生了一次類似的煙霧事件,造成1200人的非正常死亡。直到20世紀70年代後,倫敦市內改用煤氣和電力,並把火電站遷出城外,使城市大氣汙染程度降低80%,駭人的煙霧事件才可以避免在倫敦再度發生。
二、地球的保護傘--臭氧層
太陽是一個巨大的熱體,表麵溫度高達6000℃,是地球取之不盡的能量來源。我們都知道,人類肉眼可以看到的“赤橙黃綠青藍紫”的七彩光是可見光範圍的太陽輻射,實際上到達地麵的太陽光還有紅外線和紫外線等。太陽輻射的紫外光中有一部分能量極高,如果到達地球表麵,就可能破壞生物分子的蛋白質和基因物質,即我們所熟知的DNA,造成細胞破壞和死亡。然而,自然的力量改變了這一過程,地球的大氣層就像一個過濾器、一把保護傘,將太陽輻射中的有害部分阻擋在大氣層之外,使地球成為人類可愛的家園,而完成這一工作的就是今天已經婦孺皆知的“臭氧層”。
臭氧與我們熟知的氧氣是“親兄弟”,隻是臭氧由三個氧原子構成,而氧氣由兩個氧原子構成。它的形成是太陽的紫外線輻射的作用,低空的來自雷電作用,鬆林樹脂化也能形成微量的臭氧。由於臭氧和氧氣之間的平衡,大氣中形成了一個較為穩定的臭氧層,這個臭氧層的高度在距離地麵表麵15千米~25千米處。生成的臭氧對太陽的紫外輻射有很強的吸收作用,有效地阻擋了對地表生物有傷害的紫外線。因此,實際上可以說,臭氧層形成之後才有了生命在地球上的生存、延續和發展,臭氧層是地表生物係統的“保護傘”。
臭氧本身就好像和它的名字一樣,具有一種特殊的氣味。德國化學家先貝因博士,在150多年前提出水電解及火花放電中產生的臭味,同在自然界閃電後產生的氣味相同。於是,他就給這種物質起名為臭氧,取意於希臘文的OZEIN,是“難聞”的意思。
臭氧和人們通常意義上所說的氧氣有所不同。臭氧分子(O3)比氧氣分子(O2)多一個氧原子(O)。氧分子在分解為氧原子後,再與另外的氧分子結合,最終形成臭氧分子。自然界中的臭氧主要是紫外線製造出來的。它們存在於距地麵20千米~50千米的高空,在那裏形成了一個圈層,把地球包圍起來。太陽光中的紫外線分為長波和短波,大氣中的氧氣分子(O2)受到短波紫外線的照射,就會分解成原子狀態。氧原子(O)是一種極其不穩定的粒子,很容易與其他物質發生反應。如果這時候遇見氫(H2),它們就會反應生成水(H2O);如果遇上碳(C),它們就會發生反應生成二氧化碳(CO2)。同樣的道理,當氧原子(O)遇見氧分子(O2),就會形成臭氧(O3)。因為臭氧的比重比氧氣大,所以在形成後就會慢慢向臭氧層的底層降落。在降落過程中,隨著溫度逐漸上升,臭氧分子也表現出了它的不穩定性,在長波紫外線的照射下,它會再次還原為氧(O2)。臭氧層就是這樣動態地保持著氧氣與臭氧之間相互轉換的平衡。
雨後的森林,空氣會顯得格外新鮮,這就是空氣中臭氧增多的緣故。少量的臭氧有殺菌、消毒、淨化空氣的作用,對人體也有好處。但是,過多的臭氧則會對人體造成危害,不過臭氧層在遠離地表的高空中,不會對人和生物造成危害。相反,它會對地球起到一個極好的保護作用。它幫助地球隔離了90%以上的紫外線,使地球上的生物免受強烈紫外線的照射。此外,它可以把吸收的紫外線轉化成熱能,使大氣升溫。大氣層在距地麵15千米~50千米的時候有一個升溫層,就是緣自臭氧層對大氣的加熱作用。最後,在對流層上部和平流層底部,這裏的氣體溫度很低。如果要是不存在臭氧層,這一高度的氣體就會導致地麵溫度下降。所以說,臭氧的高度分布及變化是極其重要的。
但是現在,人類的活動已經開始對臭氧層造成破壞了。臭氧層問題是美國化學家羅蘭和穆連於1974年首先提出來的。他們認為,在對流層中極穩定的化學物質氯氟烴(CFC)被輸送到平流層後,在那裏分解產生的原子氯(Cl)就將有可能破壞臭氧層。20世紀70年代末開始,科學家們開始每年春天在南極考察臭氧層。
1994年,人們在南極首次觀察到了至今為止最大的臭氧空洞,它的麵積相當於一個歐洲。南極是一個非常寒冷的地區,終年被冰雪覆蓋,四周環繞著海洋。在過去10年~15年間,每到春天南極上空平流層的臭氧都會發生急劇的大規模耗損。極地上空臭氧層的中心地帶,近95%的臭氧被破壞。從地麵向上觀測,高空的臭氧層已極其稀薄,與周圍相比像是形成了一個“洞”,直徑上千米,“臭氧洞”就是因此而得名的。讓我們難過的是:南極上空的臭氧層是在20億年的漫長歲月中形成的,可是僅在一個世紀裏就被破壞了60%,這一切不得不讓我們人類痛心和反思。