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  1. 什么是『臭氧』?什么是『臭氧层』?
  2. 臭氧层如何保护我们?我们如何保护臭氧层?
  3. 臭氧对人体有害,还是有益?
  4. 如何量度高空臭氧含量?
  5. 现时本港上空的臭氧情况如何?
    撰文:冯国柱

  1. 什么是『臭氧』?什么是『臭氧层』?

    『氧』元素(符号 O)在化学周期表内排行第8,其原子质量为16。由2粒氧原子结合而成的『氧气』(符号 O2)份子约占地球大气五分之一,是人类维持生命的主要元素。『臭氧』(符号 O3)则由3粒氧原子组成,是紫外线将第 3粒氧原子逼入氧气份子而形成的。臭氧在大气中是较为不稳定的,会不断失去多出的氧原子,而变回较稳定的氧气份子。另一方面,太阳光中的紫外线却会不断制造新的臭氧份子,使大气层中维持一定浓度的臭氧,在地面以上约20至30公里之间形成『臭氧层』。

    O + O2 → O3(臭氧)

     

    figure1
    图1. 臭氧在大气中挡住了紫外线照射,保护地球生态环境
    [此图由冯国柱先生绘制和提供]


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  2. 臭氧层如何保护我们?我们如何保护臭氧层?

    紫外线能够破坏人类皮肤组织,从而增加患上皮肤癌的机会。紫外线亦会影响免疫系统及对眼睛造成伤害,严重的会引致白内瞕,甚至失明。而臭氧层宛如是我们的一块挡箭牌(见图1),挡住了超过九成的紫外线照射,保护在地面生活的人类及动物。

    研究指出臭氧的最大敌人是含氯氟烃(CFCs或氟氯化碳)的气体。一个CFCs的氯原子就可以毁灭十万个臭氧分子,使大气中的臭氧含量减少,令南北两极出现所谓『臭氧洞』。较多的紫外线便会直接照射地面,伤害地球生态。因此,我们要尽量减少使用含有CFCs的喷雾剂、制冷剂、空调系统及其他相关产品;再者,若使用该类产品时,必须保持定期检查及适当维修,避免CFCs释出。

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  3. 臭氧对人体有害,还是有益?

    臭氧是一种无色的气体,但当浓度升高时会呈现出淡淡蓝色,并带有少许鲜草味。人吸入后初时会有一种清新的感觉,但吸多了便感到有点儿不舒服,甚至有刺喉的感觉。虽然臭氧有净化、杀菌、消毒、除臭、及漂白等作用,但人体若接触或吸入过量的臭氧会对眼睛及呼吸道等器官做成侵害,严重会伤害肺组织引致肺出血而死亡。大城市里经常会受到工业和汽车废气的污染,在阳光下透过光化作用令低层空气中产生大量高浓度的臭氧,所以被称为「有害的」臭氧。相反在大气高层的臭氧,挡住了破坏地球生态的太阳紫外线辐射。而每逢雷雨过后,空气中浮现出一层薄薄的臭氧,使人有雨后清新的感觉,所以亦被称为「有益的」臭氧。


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  4. 如何量度高空臭氧含量?

    香港天文台自1993年开始量度本港上空的臭氧含量。现时每星期会施放一个附带有测量臭氧浓度仪器的高空气象气球(见图2)。臭氧测量仪盛载有量度臭氧的溶液(见图3),仪器内的气泵会将空气抽入溶液,从而量度臭氧含量。高空气象气球一般会上升至约30公里以上,期间不断量度大气中臭氧含量。所得的数据会传送至世界臭氧资料中心(World Ozone Data Centre),作为全球臭氧监察及研究之用。

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    图2. 施放量度臭氧的高空气象气球

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    图3. 工作人员正准备量度臭氧的溶液


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  5. 现时本港上空的臭氧情况如何?

    图4显示2008年7月份量度本港上空臭氧量(绿色曲线)的高空探测。从图中可看见在 100 百帕斯卡的高度(距离地面约 16 公里高)时大气中的臭氧量便开始显著增多,臭氧含量最高峰的位置介乎 20 至 30 公里的高度(图中两条白线之间),即所谓臭氧层。

    尽管现时臭氧层为我们抵挡紫外线的伤害,但并不代表在未来的日子不会改变。因此,我们都应当爱护环境,保育大自然,保护大家及下一代的健康。


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    图4. 2008年7月份量度本港上空臭氧量 (绿色曲线) 的高空探测。
    臭氧含量最高的高度介乎20至30公里即两条白线之间,
    附注:温度(红色曲线),露点(深蓝曲线)及相对湿度(浅蓝曲线


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   参考:

  1. 环境保护署网页
  2. 香港天文台网页
  3. www.vaisala.com
  4. We Are the Weather Makers, by Tim Flannery

最近修订日期: <2014年4月1日>