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大气是环境的重要组成要素和地球的“外衣”，它厚厚包裹在地球表面，参与地球表面的各种活动，为地球上的生物的生长与繁衍提供多种多样的物质和理想的环境条件，是人类赖以生存的物质基础，对人类具有非常重要的意义。就像鱼类离不开水一样，人类一刻也离不开大气，没有大气就没有生命，也没有生机勃勃的大千世界。大气是地球生命繁衍和人类发展的基础，它的状态和变化，时时处处影响到人类的活动与生存。
工业革命以来，一些人类活动对大气环境造成了严重的污染。从震惊世界的“比利时马斯河谷事件、美国多诺拉事件、伦敦烟雾事件、洛杉矶光化学烟雾事件”，到目前的温室效应，臭氧层破坏、酸雨与雾霾等新环境问题，说明地球大气生态系统已经失去平衡。
臭氧层在大气平流层中臭氧浓度最大，是地球的一个保护层，太阳紫外线辐射大部分被其吸收。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。臭氧层空洞的地区会对生物产生重大的影响。
从1970年开始，根据臭氧总量卫星观测仪器的测量，发现南极地区的臭氧层在春季和初夏季迅速减薄。
1976年，美国国家科学院报告肯定了臭氧层被氟利昂等化学物质破坏的假设。同一年，联合国环境规划署陆续召开了各种国际会议，通过了一系列保护臭氧层的决议。
英国南极考察科学家于1985年报告南极上空的臭氧层空洞变化情况：每年的8月下旬至9月下旬，在20千米高度的南极大陆上空臭氧总量开始减少，10月初出现最大空洞，面积达2 000多万平方千米，覆盖整个南极大陆及南美的南端，11月份臭氧才重新增加，空洞消失。其实，所谓臭氧空洞，并不是说整个臭氧层消失了，只不过是大气中的臭氧含量减少到一定程度而已。
1985年20国签订了保护臭氧层的《维也纳公约》，《维也纳公约》签署2个月后的1985年9月，为制定实质性控制措施的议定书，联合国环境规划署组织召开了专题讨论会。同年10月，决定成立保护臭氧层工作组，从事制定议定书的工作。1987年9月，由联合国环境规划署组织的“保护臭氧层公约关于含氯氟烃议定书全权代表大会”在加拿大蒙特利尔市召开。出席会议的有36个国家、10个国际组织的140名代表和观察员，中国政府也派代表参加了会议。议定书中规定将氟氯碳化物的生产冻结在1986年的规模，并在1988年前于工业国家中减少50％的制造，以及冻结哈龙的生产。但是1988年的春天，美国国家航空航天局发表“全球臭氧趋势报告”，显示出全球的臭氧层并不仅止于在一般宣称的南北极地区的上空有被侵蚀的现象。其证实了蒙特利尔议定书中对氟氯碳化物的逐步汰换，其实是太少而且太晚了些。
1987年9月16日，24个国家签署了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》（以下简称《议定书》）。中国政府认为这个《议定书》没有体现出发达国家是排放氯氟烃（CFCs）造成臭氧层耗减的主要责任者，对发展中国家提出的要求不公平，所以当时没有签订这个议定书。由于保护臭氧层形势发展的需要，加上《议定书》制定时未能充分反映发展中国家的意见，在1989年5月赫尔辛基缔约方第1次会议之后，八十个国家代表齐聚赫尔辛基，开始了《议定书》的修正工作，其中同意尽早将蒙特利尔议定书中列管的化学物质逐步汰换，但是绝不晚于2000年。
1987年43个国家签订了蒙特利尔议定书，氟利昂等制冷剂的生产和使用在逐步减少。随着蒙特利尔议定书的严格执行，破坏臭氧层的气体释放趋势也得到了缓解。臭氧层的面积经过了1994年的峰值之后，一直呈下降趋势，但由于之前的破坏严重，南极臭氧层空洞被全部修复最早也要到2050年才能实现，到2024年才可能测定出臭氧层的恢复情况，到2068年才有可能恢复到1980年的水平。
1995年1月23日，联合国大会通过决议，确定从1995年开始，每年的9月16日为“国际保护臭氧层日”。联合国大会确立“国际保护臭氧层日”的目的是纪念1987年9月16日签署的《议定书》，要求所有缔约国根据《议定书》及其修正案的目标，采取具体行动纪念这一特殊日子。
2000—2010年，尽管氟利昂的使用已经被禁止，但由于氟利昂化学性质稳定且在大气中积累过多，这段时间内全球臭氧层空洞的总面积基本维持在一个平衡的状态，在2010年之后，维也纳公约和蒙特利尔议定书的执行终于有了显著的效果，全球臭氧层空洞的面积正在缓慢下降。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。
自20世纪70年代末起人们观测到，南极平流层会出现明显的季节性臭氧损耗现象，通常于每年7～8月（南半球冬季）开始出现，9 ～10月（春季）达到顶峰，11 ～12月逐渐减小消失，这就是大家熟悉的南极臭氧层空洞现象。卫星探测数据显示，2020年南极上空的臭氧层空洞自8月中旬开始迅速增长，并在10月初达到约2 400万平方千米的峰值，现在它的范围维持在2 300万平方千米左右，这明显高于过去十年的平均水平。
臭氧空洞面积较小的主要原因在于气候，而不是因为破坏臭氧层的化学气体排放减少。英国南极考察科学家说，南极上空臭氧空洞缩小在历史记录上应被看作个别现象。因此，臭氧层空洞面积有可能进一步扩大。
大气圈的臭氧入不敷出，浓度降低。科学家在1985年首次发现：1984年9月、10月，南极上空的臭氧层中，臭氧的浓度较20世纪70年代中期降低40％，已不能充分阻挡过量的紫外线，造成这个保护生命的特殊圈层出现“空洞”，威胁着南极海洋中浮游植物的生存。据世界气象组织的报告：1994年发现北极地区上空平流层中的臭氧含量也有减少，在某些月份比20世纪60年代减少了25％～30％。而南极上空臭氧层的空洞还在扩大，1998年9月创下了空洞面积最大达到2 500万平方千米的历史记录。
臭氧层为什么会出现“空洞”？许多科学家认为是使用氟利昂作制冷剂及在其他方面使用氟利昂的结果。氟利昂由碳、氯、氟组成，其中的氯离子释放出来进入大气后，能反复破坏臭氧分子，自己仍保持原状，因此尽管其量甚微，也能使臭氧分子减少到形成“空洞”。我国科学家新近提出，仅仅是氟利昂的作用还不够，太阳风射来的粒子流在地磁场的作用下向地磁两极集中，并破坏了那里的臭氧分子，这才是主要原因。而无论如何，人为地将氯离子送进大气，终是一种有害行为。
10多年来，经科学家研究，大气中的臭氧每减少1％，照射到地面的紫外线就增加2％，人类患皮肤癌的概率就增加3％，此外还将遭受白内障、免疫系统缺陷和发育停滞等疾病的袭击。如今居住在距南极洲较近的智利南端海伦娜岬角的居民，已尝到苦头，只要走出家门，就要在衣服遮不住的肤面涂上防晒油，戴上太阳眼镜，否则半小时后，皮肤就晒成鲜艳的粉红色，并伴有痒痛；羊群则多患白内障，几乎全盲。据说那里的兔子眼睛全瞎，猎人可以轻易地拎起兔子耳朵带回家去，河里捕到的鲜鱼也都是盲鱼。
推而广之，若臭氧层全部遭到破坏，太阳紫外线就会杀死所有陆地生命，人类将遭到“灭顶之灾”，地球将会成为无任何生命的不毛之地。可见，臭氧层空洞已严重威胁到人类的生存了。
1.对生态的影响
（1）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％。
（2）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。
（3）破坏森林。据研究，臭氧减少影响人类健康及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。除了影响人类健康和生态外，因臭氧减少而造成的紫外辐射增多还会对工业生产产生影响，如使塑料及其他高分子聚合物加速老化。
2.对人类的影响
高能量的紫外线（波长为280～315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。
（1）鳞状细胞癌和基底细胞癌是最常见的皮肤癌，患此病与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％。
（2）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，通过用鱼做的试验，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。有一个研究证明高能量的紫外线辐射每增加10％，可导致男性恶性黑色素瘤发病率增加19％，女性增加16％。根据对智利最南端的蓬塔阿雷纳斯人群的调查，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％。
（3）白内障——实验研究证明紫外线和白内障的发病率有关。对白种人的调查发现，长期暴露在阳光下，白内障发病率与紫外线增加有关，对男性的影响比对女性影响大，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。
（4）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。
我国现代化是人与自然和谐共生的现代化。我国现代化注重同步推进物质文明建设和生态文明建设，走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路，否则资源环境的压力不可承受。我国现代化是走和平发展道路的现代化。一些老牌资本主义国家走的是暴力掠夺殖民地的道路，是以其他国家落后为代价的现代化。我国现代化强调同世界各国互利共赢，推动构建人类命运共同体，努力为人类和平与发展做出贡献。实践表明，中国式现代化既切合中国实际，体现了社会主义建设规律，也体现了人类社会发展规律。我国要坚定不移推进中国式现代化，以中国式现代化推进中华民族伟大复兴，不断为人类做出新的更大的贡献。
每年的9月16日是国际保护臭氧层日。中国自加入《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》以来，严格履行国际承诺，已累计淘汰消耗臭氧层物质50.4万吨，为保护臭氧层、减缓气候变化做出了积极贡献。蒙特利尔议定书缔结35年来，在各缔约方和国际社会的共同努力下，全球已经淘汰超过99％的消耗臭氧层物质，大气臭氧层空洞逐年愈合。
我国1991年加入蒙特利尔议定书。从2021年9月15日起，《〈关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书〉基加利修正案》对我国正式生效。氢氟碳化物是消耗臭氧层物质的常用替代品，具有强温室效应。我国全面履行基加利修正案，将氢氟碳化物纳入管控清单和名录，开启了协同保护臭氧层和应对气候变化的新篇章。
我国将不断完善法规政策体系，严格落实履约任务，信守履约承诺，持续加强履约能力建设，深入开展国际合作，为保护地球上的生命做出更大贡献。
本案例适用于本科生“环境学概论”第二章“大气环境”的学习。
1.知识目标
（1）了解大气环境问题都有哪些及臭氧层空洞的含义和国际发展历程；
（2）理解臭氧层空洞所带来的影响并分析臭氧层空洞的原因及危害；
（3）掌握中国应对臭氧层空洞的知识、气候变化的知识以及我国现代化是人与自然和谐共生的现代化。
2.能力目标
（1）培养学生自主探索科学知识的能力：发现存在的问题、提出科学问题、解答科学问题。
（2）提升学生总结归纳规律的能力：臭氧层空洞形成的原因、危害及对环境的影响。
（3）培养学生理论联系实际分析问题的能力：运用大气环境的相关知识分析臭氧层空洞与人与自然和谐共生的现代化的联系。
3.思政素养目标
（1）引导学生养成透过现象看本质的科学精神和探索真理的求知精神。
（2）引导学生形成绿色发展观：良好大气环境是最普惠的民生福祉；“人类命运共同体”“绿水青山就是金山银山”的绿色发展理念，帮助学生形成“四个自信”。
（3）引导学生践行环保行为：让学生意识到每个人都是生态系统的一分子，每个人都能对大气生态系统修复有所作为，带领学生从环保意识向环保行为逐层推进，从行为意愿到实际行动逐层推进。
（4）引导学生关心社会问题、关注国家生态环境，培养强烈的社会责任感和对环境的忧患意识，充分发挥课程育人的作用，培养具有牢固的专业知识和家国情怀并具备自主学习和合作学习能力的创新型人才。
思考臭氧层空洞可能带来的影响，以及查询我国已经出台的相关政策。
（1）了解臭氧层空洞的基本情况及最新前沿。
（2）准备具有代表性的案例。
（3）划分小组名单并发至班群。
1.案例式教学
通过观看臭氧层空洞的宣传片，使学生对什么是臭氧层空洞、应对臭氧层空洞的国际发展历程等有初步的了解，认识到臭氧层空洞将使人类面临灾难性的毁灭，其后果十分严重。
由臭氧层空洞对全人类的影响引发学生对我国现代化是人与自然和谐共生的现代化问题的思考，臭氧层空洞的影响是多方面的。
2.启发式教学
有针对性地对学生进行启发，着力筑牢学生的社会主义核心价值观。通过《维也纳公约》《议定书》，让学生认同“民主”价值目标。这些公约和议定书的通过都经过了从草案到向公众征求意见稿等多个阶段，从事相关专业的学生要积极参与，建言献策，充分发挥主人翁的作用，这些都是民主的体现，也是创造人民美好幸福生活的政治保障。通过“无氟冰箱”这一知识点，让学生认同“文明”价值目标。科学技术是第一生产力，而且是先进生产力的集中体现和主要标志。科技进步和创新是发展生产力的决定因素，最重要的是坚持创新。创新是民族进步的灵魂是国家兴旺发达的不竭动力。科学的本质是创新，创新的关键在人才，人才的成长靠教育。人才资源是第一资源。科学技术实力和国民教育水平，始终是衡量综合国力和社会文明程度的重要标志，也是每个国家走向繁荣昌盛的两个不可缺少的飞轮。
3.引导式教学
播放臭氧层空洞的科普视频引入课堂→教师引导式的讲授重要内容→引导学生回顾知识要点→运用所学知识分析臭氧层空洞产生的原因及对全球的影响→基于以上分析引导学生树立正确的生态文明观、激发爱国热情→基于对表现优异的小组同学的表扬激发学生的成就感。
多媒体播放视频、PPT、板书、学习通App等。
提前一周布置任务点，如前期需要学生提前预习、思考与查询臭氧层空洞的相关知识，包括国际上应对臭氧层空洞的发展历程、产生的原因以及中国应对的实践等方面。
课中教学安排见表4-1。
表4-1 课中教学安排
结束臭氧层空洞知识点讲授后，课后结合学生课堂情况进行总结，不断更新授课方式，改善教学效果。
［1］苏志华，等.环境学概论［M］.北京：科学出版社，2018.
［2］ Solomon S.Stratospheric ozone depletion：a review of concepts and history ［J］.Reviews of Geophysics，1999，37 （3）：275-316.
［3］陆龙骅.南极臭氧洞的发现、研究和启示［J］.气候科技进展，2016，6（3）：89-96.
［4］科学网.太阳风暴、太阳耀斑、臭氧洞对新冠病毒的杀灭作用［EB/OL］.（2023-02-04）［2023-7-14］.http://www.360doc.com/content/23/0204/21/16967376＿1066216442.shtml.
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［6］新华网.我国为保护臭氧层作出积极贡献［EB/OL］.（2022-09-16）［2022-12-14］.http://m.news.cn/2022-09/16/c＿1129009609.htm.