臭氧層破環(huán)對地球生物的影響 百度百科

熱心網(wǎng)友：臭氧層破壞，使得到達(dá)地球表面的紫外線增多，生物容易得病。

熱心網(wǎng)友：對人體健康的影響 陽光紫外線UV-B的增加對人類健康有嚴(yán)重的危害作用。潛在的危險包括引發(fā)和加劇眼部疾病、皮膚癌和傳染性疾病。對有些危險如皮膚癌已有定量的評價，但其他影響如傳染病等目前仍存在很大的不確定性。實(shí)驗(yàn)證明紫外線會損傷角膜和眼晶體，如引起白內(nèi)障、眼球晶體變形等。據(jù)分析，平流層臭氧減少1%，全球白內(nèi)障的發(fā)病率將增加0.6-0.8%，全世界由于白內(nèi)障而引起失明的人數(shù)將增加10,000到15,000人；如果不對紫外線的增加采取措施，從現(xiàn)在到2075年，UV-B輻射的增加將導(dǎo)致大約1800萬例白內(nèi)障病例的發(fā)生。紫外線UV-B段的增加能明顯地誘發(fā)人類?；嫉娜N皮膚疾病。這三種皮膚疾病中，巴塞爾皮膚瘤和鱗狀皮膚瘤是非惡性的。利用動物實(shí)驗(yàn)和人類流行病學(xué)的數(shù)據(jù)資料得到的最新的研究結(jié)果顯示，若臭氧濃度下降10%，非惡性皮膚瘤的發(fā)病率將會增加26%。另外的一種惡性黑瘤是非常危險的皮膚病，科學(xué)研究也揭示了UV-B段紫外線與惡性黑瘤發(fā)病率的內(nèi)在聯(lián)系，這種危害對淺膚色的人群特別是兒童期尤其嚴(yán)重；人體免疫系統(tǒng)中的一部分存在于皮膚內(nèi)，使得免疫系統(tǒng)可直接接觸紫外線照射。動物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)紫外線照射會減少人體對皮膚癌、傳染病及其他抗原體的免疫反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致對重復(fù)的外界刺激喪失免疫反應(yīng)。人體研究結(jié)果也表明暴露于紫外線B中會抑制免疫反應(yīng)，人體中這些對傳染性疾病的免疫反應(yīng)的重要性目前還不十分清楚。但在世界上一些傳染病對人體健康影響較大的地區(qū)以及免疫功能不完善的人群中，增加的UV-B輻射對免疫反應(yīng)的抑制影響相當(dāng)大。已有研究表明，長期暴露于強(qiáng)紫外線的輻射下，會導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的DNA改變，人體免疫系統(tǒng)的機(jī)能減退，人體抵抗疾病的能力下降。這將使許多發(fā)展中國家本來就不好的健康狀況更加惡化，大量疾病的發(fā)病率和嚴(yán)重程度都會增加，尤其是包括麻疹、水痘、皰疹等病毒性疾病，瘧疾等通過皮膚傳染的寄生蟲病，肺結(jié)核和麻瘋病等細(xì)菌感染以及真菌感染疾病等；對陸生植物的影響 臭氧層損耗對植物的危害的機(jī)制目前尚不如其對人體健康的影響清楚，但研究表明，在已經(jīng)研究過的植物品種中，超過50%的植物有來自UV-B的負(fù)影響，比如豆類、瓜類等作物，另外某些作物如土豆、番茄、甜菜等的質(zhì)量將會下降；植物的生理和進(jìn)化過程都受到UV-B輻射的影響，甚至與當(dāng)前陽光中UV-B輻射的量有關(guān)。植物也具有一些緩解和修補(bǔ)這些影響的機(jī)制，在一定程度上可適應(yīng)UV-B輻射的變化。不管怎樣，植物的生長直接受UV-B輻射的影響，不同種類的植物，甚至同一種類不同栽培品種的植物對UV-B的反應(yīng)都是不一樣的。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，就需要種植耐受UV-B輻射的品種，并同時培養(yǎng)新品種。對森林和草地，可能會改變物種的組成，進(jìn)而影響不同生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性分布。UV-B帶來的間接影響，例如植物形態(tài)的改變，植物各部位生物質(zhì)的分配，各發(fā)育階段的時間及二級新陳代謝等可能跟UV-B造成的破壞作用同樣大，甚至更為嚴(yán)重。這些對植物的競爭平衡、食草動物、植物致病菌和生物地球化學(xué)循環(huán)等都有潛在影響。這方面的研究工作尚處起步階段。對水生生態(tài)系統(tǒng)的影響 世界上30%以上的動物蛋白質(zhì)來自海洋，滿足人類的各種需求。在許多國家，尤其是發(fā)展中國家，這一百分比往往還要高。因此很有必要知道紫外輻射增加后對水生生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力的影響。此外，海洋在與全球變暖有關(guān)的問題中也具有十分重要的作用。海洋浮游植物的吸收是大氣中二氧化碳的一個重要去除途徑，它們對未來大氣中二氧化碳濃度的變化趨勢起著決定性的作用。海洋對CO2氣體的吸收能力降低，將導(dǎo)致溫室效應(yīng)的加劇。海洋浮游植物并非均勻分布在世界各大洋中，通常高緯度地區(qū)的密度較大，熱帶和亞熱帶地區(qū)的密度要低10到100倍。除可獲取的營養(yǎng)物，溫度，鹽度和光外，在熱帶和亞熱帶地區(qū)普遍存在的陽光UV-B的含量過高的現(xiàn)象也在浮游植物的分布中起著重要作用。浮游植物的生長局限在光照區(qū)，即水體表層有足夠光照的區(qū)域，生物在光照區(qū)的分布地點(diǎn)受到風(fēng)力和波浪等作用的影響。另外，許多浮游植物也能夠自由運(yùn)動以提高生產(chǎn)力以保證其生存。暴露于陽光UV-B下會影響浮游植物的定向分布和移動，因而減少這些生物的存活率。研究人員已經(jīng)測定了南極地區(qū)UV-B輻射及其穿透水體的量的增加，有足夠證據(jù)證實(shí)天然浮游植物群落與臭氧的變化直接相關(guān)。對臭氧洞范圍內(nèi)和臭氧洞以外地區(qū)的浮游植物生產(chǎn)力進(jìn)行比較的結(jié)果表明，浮游植物生產(chǎn)力下降與臭氧減少造成的UV-B輻射增加直接有關(guān)。一項(xiàng)研究表明在冰川邊緣地區(qū)的生產(chǎn)力下降了6-12%。由于浮游生物是海洋食物鏈的基礎(chǔ)，浮游生物種類和數(shù)量的減少還會影響魚類和貝類生物的產(chǎn)量。據(jù)另一項(xiàng)科學(xué)研究的結(jié)果，如果平流層臭氧減少25%，浮游生物的初級生產(chǎn)力將下降10%，這將導(dǎo)致水面附近的生物減少35%。研究發(fā)現(xiàn)陽光中的UV-B輻射對魚、蝦、蟹、兩棲動物和其它動物的早期發(fā)育階段都有危害作用。最嚴(yán)重的影響是繁殖力下降和幼體發(fā)育不全。即使在現(xiàn)有的水平下，陽光紫外線B已是限制因子。紫外線B的照射量很少量的增加就會導(dǎo)致消費(fèi)者生物的顯著減少。盡管已有確鑿的證據(jù)證明UV-B輻射的增加對水生生態(tài)系統(tǒng)是有害的，但目前還只能對其潛在危害進(jìn)行粗略的估計。對生物化學(xué)循環(huán)的影響 陽光紫外線的增加會影響陸地和水體的生物地球化學(xué)循環(huán)，從而改變地球--大氣這一巨系統(tǒng)中一些重要物質(zhì)在地球各圈層中的循環(huán)，如溫室氣體和對化學(xué)反應(yīng)具有重要作用的其他微量氣體的排放和去除過程，包括二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、氧硫化碳（COS）及O3等。這些潛在的變化將對生物圈和大氣圈之間的相互作用產(chǎn)生影響。對陸生生態(tài)系統(tǒng)，增加的紫外線會改變植物的生成和分解，進(jìn)而改變大氣中重要?dú)怏w的吸收和釋放。當(dāng)紫外線B光降解地表的落葉層時，這些生物質(zhì)的降解過程被加速；而當(dāng)主要作用是對生物組織的化學(xué)反應(yīng)而導(dǎo)致埋在下面的落葉層光降解過程減慢時，降解過程被阻滯。植物的初級生產(chǎn)力隨著UV-B輻射的增加而減少，但對不同物種和某些作物的不同栽培品種來說影響程度是不一樣的。在水生生態(tài)系統(tǒng)中陽光紫外線也有顯著的作用。這些作用直接造成UV-B對水生生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)、氮循環(huán)和硫循環(huán)的影響。UV-B對水生生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)的影響主要體現(xiàn)于UV-B對初級生產(chǎn)力的抑制。在幾個地區(qū)的研究結(jié)果表明，現(xiàn)有UV-B輻射的減少可使初級生產(chǎn)力增加，由南極臭氧洞的發(fā)生導(dǎo)致全球UV-B輻射增加后，水生生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)力受到損害。除對初級生產(chǎn)力的影響外，陽光紫外輻射還會抑制海洋表層浮游細(xì)菌的生長，從而對海洋生物地球化學(xué)循環(huán)產(chǎn)生重要的潛在影響。陽光紫外線促進(jìn)水中的溶解有機(jī)質(zhì)（DOM）的降解，使得所吸收的紫外輻射被消耗，同時形成溶解無機(jī)碳（DIC）、CO以及可進(jìn)一步礦化或被水中微生物利用的簡單有機(jī)質(zhì)等。UV-B增加對水中的氮循環(huán)也有影響，它們不僅抑制硝化細(xì)菌的作用，而且可直接光降解象硝酸鹽這樣的簡單無機(jī)物種。UV-B對海洋中硫循環(huán)的影響可能會改變COS和二甲基硫（DMS）的海-氣釋放，這兩種氣體可分別在平流層和對流層中被降解為硫酸鹽氣溶膠。對材料的影響 因平流層臭氧損耗導(dǎo)致陽光紫外輻射的增加會加速建筑、噴涂、包裝及電線電纜等所用材料，尤其是高分子材料的降解和老化變質(zhì)。特別是在高溫和陽光充足的熱帶地區(qū)，這種破壞作用更為嚴(yán)重。由于這一破壞作用造成的損失估計全球每年達(dá)到數(shù)十億美元。無論是人工聚合物，還是天然聚合物以及其它材料都會受到不良影響。當(dāng)這些材料尤其是塑料用于一些不得不承受日光照射的場所時，只能靠加入光穩(wěn)定劑或進(jìn)行表面處理以保護(hù)其不受日光破壞。陽光中UV-B輻射的增加會加速這些材料的光降解，從而限制了它們的使用壽命。研究結(jié)果已證實(shí)短波UV-B輻射對材料的變色和機(jī)械完整性的損失有直接的影響。在聚合物的組成中增加現(xiàn)有光穩(wěn)定劑的用量可能緩解上述影響，但需要滿足下面三個條件：①在陽光的照射光譜發(fā)生了變化即UV-B輻射增加后，該光穩(wěn)定劑仍然有效；②該光穩(wěn)定劑自身不會隨著UV-B輻射的增加被分解掉；③經(jīng)濟(jì)可行?，F(xiàn)在，利用光穩(wěn)定性更好的塑料或其他材料替代現(xiàn)有材料是一個正在研究中的問題。然而，這些方法無疑將增加產(chǎn)品的成本。而對于許多正處在用塑料替代傳統(tǒng)材料階段的發(fā)展中國家來說，解決這一問題更為重要和迫切。對對流層大氣組成及空氣質(zhì)量的影響 平流層臭氧的變化對對流層的影響是一個十分復(fù)雜的科學(xué)問題。一般認(rèn)為平流層臭氧的減少的一個直接結(jié)果是使到達(dá)低層大氣的UV-B輻射增加。由于UV-B的高能量，這一變化將導(dǎo)致對流層的大氣化學(xué)更加活躍。首先，在污染地區(qū)如工業(yè)和人口稠密的城市，即氮氧化物濃度較高的地區(qū)，UV-B的增加會促進(jìn)對流層臭氧和其它相關(guān)的氧化劑如過氧化氫（H2O2）等的生成，使得一些的城市地區(qū)臭氧超標(biāo)率大大增加。而與這些氧化劑的直接接觸會對人體健康、陸生植物和室外材料等產(chǎn)生各種不良影響。在那些較偏遠(yuǎn)的地區(qū)，即NOx的濃度較低的地區(qū)，臭氧的增加較少甚至還可能出現(xiàn)臭氧減少的情況。但不論是污染較嚴(yán)重的地區(qū)還是清潔地區(qū)，H2O2和OH自由基等氧化劑的濃度都會增加。其中H2O2濃度的變化可能會對酸沉降的地理分布帶來影響，結(jié)果是污染向郊區(qū)蔓延，清潔地區(qū)的面積越來越少。其次，對流層中一些控制著大氣化學(xué)反應(yīng)活性的重要微量氣體的光解速率將提高，其直接的結(jié)果是導(dǎo)致大氣中重要自由基濃度如OH基的增加。OH自由基濃度的增加意味著整個大氣氧化能力的增強(qiáng)。由于OH自由基濃度的增加會使甲烷和CFC替代物如HCFCs和HFCs的濃度成比例的下降，從而對這些溫室氣體的氣候效應(yīng)產(chǎn)生影響。而且，對流層反應(yīng)活性的增加還會導(dǎo)致顆粒物生成的變化，例如云的凝結(jié)核，由來自人為源和天然源的硫（如氧硫化碳和二甲基硫）的氧化和凝聚形成。盡管目前對這些過程了解的還不十分清楚，但平流層臭氧的減少與對流層大氣化學(xué)及氣候變化之間復(fù)雜的相互關(guān)系正逐步被揭示。