为什么南极上空出现臭氧层空洞

南极的臭氧到其他地方补充了,而留下了南极这个空洞

所谓空洞指的是浓度低,并不是没有原因是极地大气层（包括臭氧层）较薄,再加上季节性的热力和空气动力作用,这里先出现了空洞

举个例子,由于青藏高原臭氧层也很薄,所以也有空洞

具体形成原因看下文：

来自美国宇航局新闻公报的消息说,2000年10月,南极上空的臭氧空洞面积达到2900万平方公里,这是迄今为止观测到臭氧空洞的最大面积那么南极臭氧洞是怎么回事大气中的臭氧空洞还会持续多久

其实,人们对地球大气中的臭氧并不陌生,它由三个氧原子构成,是普通氧气的同胞兄弟通过长期研究,科学家们证实,臭氧是地球大气中的一种微量气体组份,它是由于大气中的氧分子被太阳的紫外辐射分解成氧原子后再与周围的氧分子迅速结合而形成的在地球大气中,大约有90％的臭氧含量集中在离地球表面10—50公里的高度范围内,这就是人们所说的大气臭氧层

大气中的臭氧含量只占大气的百万分之几,其平均密度约为每立方厘米09×10－10克如果把地球大气中所有的臭氧都集中在地球表面上,则它只形成约3毫米厚的一层气体,其总重量也不过为30亿吨左右然而它对地球大气中的化学、辐射和动力学过程有着重要影响更重要的是,大气中的臭氧可以吸收掉太阳紫外辐射中绝大部分对生命有伤害的紫外辐射,从而使地球上一切生命免受过量太阳紫外辐射的伤害而得以正常生存和繁衍 可以毫不夸大地说,地球上的一切生命就像离不开水和氧气一样离不开大气臭氧层,大气臭氧是地球上一切生灵的天然保护伞

对大气中的臭氧的较系统观测研究始于20世纪中期,从那时起在全世界范围内逐渐形成了对大气臭氧的全球观测系统并按世界气象组织（WMO）的规定的统一规范对大气臭氧进行着日常业务观测观测结果表明,较长时间以来,全球大气中的臭氧含量没有发现有明显变化

但是1985年,人们未预料到的事发生了,这一年,英国科学家乔·弗曼等人首次报道,1980—1984年间,南极上空每年春季（即10月）臭氧含量与同年3月相比大幅度下降,出现了臭氧洞这对人类自身的生存构成了威胁,从而引起了世界各国 和人民大众的普遍关注,并构成了当今人类面临的重大环境问题之一

所谓南极臭氧洞是指南极地区上空大气臭氧总含量季节性大幅度下降的一种现象,并非臭氧完全消失出现了真正的洞,南极臭氧洞通常于每年8月中旬开始逐渐形成,10月中、上旬达到最大面积,并于11月底或12月初臭氧洞消失对迄今已掌握的卫星和地面观测资料的分析表明,南极大陆上空大气中臭氧含量的明显减少始于20世纪70年代末,1982年10月南极上空首次出现了臭氧含量低于200DU（DU为多普逊臭氧单位）的区域形成了臭氧洞,在随后的几年里臭氧洞的面积不断扩大,洞内的臭氧含量不断降低进入20世纪90年代以来,南极臭氧洞继续发展,臭氧洞的最大面积已由80年代末的2000万平方公里左右扩展到目前的大约2900万平方公里

南极上空臭氧层的严重耗损向人们提出了一个严肃的科学问题：是什么原因导致了南极臭氧洞的形成究竟谁是破坏大气臭氧层的元凶自1985年首次关于南极臭氧洞的报道以来,科学家们围绕南极臭氧洞的形成原因开展了大量地实地考察和理论研究工作,在一段时间内曾争论不休,众说纷纭,先后提出了多种假说到目前为止,基于大量研究结果,科学家们已基本上取得了共识,即认识到南极臭氧洞是人类活动造成的,是人类向大气中排放的氟氯烃化合物（CFCS）等导致了大气臭氧层的破坏20世纪以来,随着工业的发展,人们在制冷剂、发泡剂、喷雾剂以及灭火剂中广泛使用性质稳定、不易燃烧、价格便宜的氟氯烃物质以及性质相似的卤族化合物,这些物质在大气中滞留的时间很长（有的可达100年以上）容易积累,当它们上升到高层大气之后,在强烈太阳紫外辐射作用下会使臭氧分子遭到破坏人类向大气中排放的氟氯烃等物质对大气臭氧的破坏是全球性的,在南极地区,只是由于其上空特殊的热力和动力学条件才造成了臭氧含量的季节性大幅度下降,形成了臭氧洞

早在20世纪70年代初期,科学家们指出人类向大气中排放的氟氯烃等物质会使大气中的臭氧遭到破坏,随后联合国环境署制定了“世界保护臭氧层行动计划”,80年代初一些国家率先开始了保护臭氧层的行动,并于1985年21个国家的 代表签署了《保护臭氧层维也纳公约》,呼吁各国 采取联合行动,保护臭氧层1987年9月,36个国家和10个国际组织的140名代表和观察员在加拿大蒙特利尔 ,通过了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》,进一步提出了控制消耗臭氧层物质的具体措施和方案到目前为止,《议定书》的缔约方已达到165个之多,反映了世界各国 对保护臭氧层工作的重视和责任不仅如此,联合国环境署还规定从1995年起,每年9月16日为“国际保护臭氧层日”,以增加世界人民保护臭氧层的意识,提高参与保护臭氧层行动的积极性

我国 和科学家们非常关心保护大气臭氧层这一全球性的重大环境问题我国早于1989年就加入了《保护臭氧层维也纳公约》,先后积极派团参与了历次的《公约》和《议定书》的缔约国会议,并于1991年加入了修正后的《议定书》我国还成立了保护臭氧层领导小组,开始编制并完成了《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案》根据这一方案,我国已于1999年7月1日冻结了氟氯化碳的生产,并将于2010年前,全部停止生产和使用所有消耗臭氧层物质

全球范围内大气臭氧层的耗损和南极臭氧洞的出现是大自然报复行动,是人类自己酿制的苦果,人类要为此付出代价近20年来,全球平均臭氧浓度每10年约减少3％,南极和北极上空臭氧耗损严重值得注意的是,在人群集中的北半球中纬度地区,20世纪90年代以来,在冬季连续观测到了1957年以来的最低臭氧值,在青藏高原地区上空夏季也出现了臭氧的低值中心这些观测事实表明,在全球范围内,大气臭氧层确实在变薄,在高纬度地区尤为明显科学家们预言,这种臭氧层变薄的过程还会继续下去

那么,这种令人担心的臭氧层变薄还会持续多长时间呢科学家们的回答是,这完全取决于人类自己最近,诺贝尔化学奖获得者保罗·克鲁森预告,臭氧洞可望在30—40年后消失,显然,这是一种比较乐观的估计按照目前科学界对大气臭氧层耗损原因的认识,臭氧层变薄主要是由于人类向大气中排放消耗臭氧层物质引起的,目前,这种物质在大气中的浓度还在继续增加,即使按照《蒙特利尔议定书》的约定,在2000年前全世界都停止对消耗臭氧层物质的生产和使用（实际上已不可能）,但由于这种物质在大气中寿命很长,它们在大气中的浓度也还会继续增加,并可能在21世纪初达到最大值后,才开始逐渐减少这就意味着,如果大气中的一些基本过程没有明显变化,那么大气中臭氧的耗损会一直延续到21世纪中期以后

当然,大气臭氧层变化涉及到发生在大气中的一系列复杂的物理、化学和动力学过程,其中有些问题目前尚未被科学家所认识,因此,上述预言在科学上均有一定的不确定性但无论如何,人类应当从臭氧空洞出现这一事实中反思自己的行为,对目前臭氧层耗损可能导致的恶化人类生存环境的后果采取相应对策,并应当刻不容缓地采取行之有效的坚决行动,确实保护好人类赖以生存的大气臭氧层

1 检查取样器、化验用药品、设备，的运行及使用上是否存在问题，有无缺陷，并及时纠正。

2 在除氧器运行过程中如果发现出水氧含量超标，在及时分析查找原因的同时，应首先提高联胺的加药量，并在水温、水的pH、水中联胺的含量等指标控制上尽量在其指标范围内控制高限，提高化学除氧加药效果，尽量先将指标及时调节到合格范围内。

3 检查除氧器运行压力、水温、水位，加强调节，并保持上水量稳定，严格按照除氧器设计参数控制除氧器运行，在除氧器运行中做到水在饱和压力下达到饱和温度，即：根据“亨利定律”使水始终处于沸腾状态，使气体在水中的分压为零，溶解度为零，保证气体能够从水中充分逸出，如图：当沸点100℃时，水中溶解氧含量为零；若水只加热到99℃（即低于沸点1℃）水中残留氧含量即可高达01mg/L。

4 检查除氧器运行负荷，尽量防止除氧器超负荷运行，造成除氧器超过设计运行除氧能力，达不到理想效果，技改除氧头排汽管，将原来直径65mm的排汽管改为直径108mm的排汽管，提高蒸汽排出量，从而有效地提高了除氧效果。

5 检查除氧头内部装置是否有损坏，内部填料分布是否均匀，保证布水效果，除氧头上部布水喷头脱落损坏，严重影响了除氧头的雾化、布水效果，使进水不能与蒸汽充分混合，由于水的表面张力大，水中的气体不能及时从水中溢出，严重影响了除氧效果，针对这样现象，将原来铜质的喷头改为不锈钢材质的，避免在运行中脱落损坏，使除氧装置运行得以保障。

6 适当增加除氧头的排汽量，当水呈雾状时，对于气泡的逸出是很有利的，气泡通过的水层很薄，但对于溶解气体的扩散过程却很不利，因为微小的水滴具有很大的表面张力，溶解气体不容易通过小水滴的表面扩散。因此过大的排汽量，并不一定会是氧含量进一步降低，反而会造成大量的热损失。

7．适当提高除氧器上水压力，保证除氧头喷头雾化效果，保证蒸汽与雾化水充分接触，提高除氧效果。

8．加强返回凝液水质监测，发现水质异常时及时与上游单位沟通，及时将中压凝液切出，保证初氧器进水水质。

缺氧和耗氧是污水处理过程中的两个关键环节，常常采用序列批处理反应器（SBR）来实现。在这种工艺中，通常不需要中间加沉淀池，因为缺氧和耗氧过程中可以利用水力梯度实现污泥沉淀和清除。

具体来说，在SBR工艺中，缺氧和耗氧阶段是通过容器内污水的循环来实现的。在初始缺氧阶段，污水由水泵送入反应器，在缺氧条件下进行处理，通过厌氧污泥的作用去除有机质。然后停止进水，等待一定的沉淀时间，沉淀的污泥会自然沉淀到反应器底部，形成污泥底泥。接着，启动污泥底泥回流泵，将底泥泵回反应器内，进入耗氧处理阶段，利用好氧条件对污泥进行氧化分解，消耗污水中的残余污染物。处理完成后，再次停止进水，等待沉淀时间，污泥会再次沉淀到底部形成新的污泥底泥，重复进行下一轮处理。

因此在SBR工艺中，通过缺氧和耗氧的交替处理和污泥回流，可以有效地利用水力梯度去除废水中的有机物和氮磷等营养元素，并不需要中间加沉淀池。

有位网友提了一个奇葩的问题，他认为对人类来说，氧气有没有可能是慢性毒药，七八十年就把人杀死了。我的回答是：氧气对有的生命可能是毒药，但对人类来说，氧气是恩人，不是毒药。

这个说法十分荒谬，没有氧气你活10分钟试试。

既然没有氧气，人几分钟都活不了，而活了七八十年，却倒打一耙，反倒怪氧气杀死了自己，这不是典型的忘恩负义吗？啥逻辑啊？这种人是不是会想，如果饭从屁眼里进去从嘴巴里拉出来才符合逻辑呢？

氧气对地球绝大多数生物来说，是必须的不可缺少的。但也有例外，地球上存在一些厌氧生物，就是很讨厌氧气的生物，但这类生物没有进化出显形的大生物，连一只蚂蚁大的生物也没有，基本都处于菌类。

厌氧生物有专性厌氧生物、兼性厌氧生物和耐氧厌氧生物。专性厌氧生物就是对氧很敏感，在有氧环境无法生存，氧对它们来说就是急性毒药，如肉毒杆菌、破伤风杆菌等；兼性厌氧生物就是可以在有氧环境中生存，当氧气没有时，部分会发酵，部分则可进行无氧呼吸，如葡萄球菌、棒状杆菌属、李斯特菌属等等；耐氧厌氧生物则是可以在有氧环境生存，但不会依靠氧气存在，这类菌都是进行发酵的菌类，如酵母菌等等。

大概对这些厌氧生物来说，氧气就是毒药吧。厌氧生物的存在，说明生命并不一定要依赖氧的存在，但不能以此推断氧就是毒药，人七八十年后死了还怪氧气，这就实在是荒谬了。

地球生命是从无氧到有氧的。

几十亿年前最原始的地球生命并不需要氧，因为地球诞生后，很长一段时间都没有氧，氧本来就是生命制造出来的垃圾。

科学家们已经寻找到三十多亿年前生命的证据。这些证据有，在澳大利亚发现的34亿年前微生物化石，以及在加拿大发现的377亿年前微生物代谢化石，说明在那个时候生命已经发展到相对复杂的形态了。而那个时候地球是没有或者极其稀缺氧的，那时的大地一片苍茫，只有飞沙走石和发烫的海水，没有一点绿色。

生命到底怎么来的，至今尚无定论。自然演化说认为，在电闪雷鸣火山爆发轰击中，海水中的小分子无机物渐渐演化出大分子有机物，最终孕育出了第一个生命细胞；天外来客说认为，有机物或者最初的原始单细胞是由陨石或彗星带来，在地球长期演化进化出复杂生命。

虽然生命起源尚无定论，但最早的生命应该出现在无氧的40亿年前，这一点似乎已经在科学界成为共识。

为什么说氧是生物制造出来的垃圾呢？

前面说了，地球本无氧，一直到24亿年前，原始生命都是处于无氧状态。在太阳紫外线的照射下，大海在光解水作用生成微量的氧，渐渐积累，而生命经过数亿年进化，出现一些具有独特光合色素作用的微生物，开始将大气中的二氧化碳逐渐分解为氧和有机物，随后藻类植物在海洋中繁衍。

藻类植物的蔓延生长开始大量产生氧气，随后苔藓蕨类植物，以及陆生植物出现，这些植物都陆续加入到产生氧的行列。一些研究认为，地球最初氧气的88%是来自海洋，其中藻类起着巨大主要作用。氧气丰富后，生命才从异养逐步进化到自养，从简单变得复杂起来。

有研究认为，地球氧气一直到6亿年前，才足够的丰富起来，因此这与54亿年前寒武纪生命大爆发，生命从看不见到看得见，从简单到复杂，而且形成多样化爆发趋势，形成相互印证。但也有人认为氧气在更早的十几亿年前就很丰富了，那时显形的生命进化分化就开始了，但由于那时生命还没有进化出骨骼，因此无法留下化石，而到了寒武纪，脊椎生物等更高级的生物才出现，所以从化石发现上才有了生命突然爆发的假象。

有些扯远了。说了这么多无非是为了说明生命并不一定要氧气，而且地球的老祖宗就是无氧生命。但现在人类等一些好氧生物是无法离开氧气的，这是经过几十亿年演化进化渐渐形成的依赖。人类只有通过有氧呼吸作用，才能满足细胞对氧的需求，产生正常的新陈代谢，氧化分解体内营养物质，产生维持生命活动能量，并且排出代谢废物，如二氧化碳等。否则，就会死亡。

土卫六

除了地球，地外有没有可能存在不需要氧的生命呢？

现在还不知道，人类已经寻找地外生命和文明上百年了，至今连一个细菌也没找到。但科学界普遍认为，地外生命或地外文明是应该存在的，只不过宇宙太大，生命和文明形成的概率太小，难以发现更难以遇到而已。

时空通讯认为，地外生命或文明绝不是一些人想象的那样，一定就像地球生物，一定就需要水、氧气和适宜的温度。地球上就存在不需要氧气存活的生命，我相信地外生命更多的是不需要氧气而存在，因为有氧星球太少了，太阳系两百多个大大小小的星球，除了地球，没有一个星球富氧。

比如在土卫六，就可能存在生命，如果真有生命存在，那里的生命一定不需要氧，而且怕氧。

土卫六是太阳系唯一具有浓密大气的卫星，也是除地球外表面唯一存在液态湖海的星球。土卫六是土星最大的卫星，是太阳系第二大卫星，又叫泰坦星。土卫六直径约5150km，质量为134510^23kg，是地球的225%，是月球的183倍。

土卫六可能存在什么样的生命呢？

科学家们认为土卫六存在生命的可能性极大，但即便那里有生命存在，也是不需要水和氧气的特殊生命。因为土卫六上的大气主要是氮，占大气总量的9844%，其余主要是碳氢化合物残余，包括甲烷、乙烷、丁二炔、丙炔、丙炔腈、乙炔、丙烷、二氧化碳、氰、氰化氢、氦气等，就是没有氧。

土卫六表面温度为-17915℃，因此不可能存在液态水，其上存在的液态湖海是由甲烷、乙烷等羟基化学物，简单的说就是液化天然气。那里极度缺氧，因此如果那里真的发现存在生命，就是完全不需要氧、极耐低温、依靠甲烷为食的生物，这将完全颠覆人类对生命的认知。

许多人总是固执的认为，要有地球这种环境才可能孕育出生命，由此老是神秘兮兮的告诫大家，不要说话，不要暴露我们地球的坐标，否则外星人就会来掠夺地球资源。这种想法实在可笑和幼稚，因为即便对于土卫六生命来说，地球上的一切都可能给它们致命打击，如温度、氧气、液态水等。

既然太阳系生命都可能存在多样性，何况宇宙呢？因此，地球环境，包括温度、氧气和水，很可能是地外生命的毒药。再说一遍，即便如此，氧气也绝不是人类的毒药。

就是这样，欢迎讨论，感谢阅读。

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