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保护臭氧层正在带来巨大的健康效益

生态 焦点资讯 2021-10-08 阅读 1580

一项新的研究表明,一项保护臭氧层的国际协议有望在本世纪末为美国出生的人预防4.43亿例皮肤癌和6300万例白内障。

该研究团队由国家大气研究中心(NCAR)、ICF咨询公司和美国环境保护局(EPA)的科学家组成,重点关注1987年里程碑式条约《蒙特利尔议定书》及其后来的修正案所产生的深远影响。该协议逐步停止使用破坏平流层臭氧的化学物质,如氟氯化碳(CFCs)。

平流层臭氧保护地球免受有害的太阳紫外线辐射,保护地球上的生命。

为了衡量《蒙特利尔议定书》的长期影响,科学家们开发了一种计算机建模方法,通过模拟该条约对1890年至2100年出生的美国人的影响,使他们能够展望过去和未来。该模型揭示了该条约对平流层臭氧的影响、紫外线辐射的相关减少以及由此带来的健康益处。

除了避免了皮肤癌和白内障病例的数量外,该研究还表明,最近修订的条约将在美国预防约230万例皮肤癌死亡。

“这非常令人鼓舞,”NCAR科学家朱莉娅·李·泰勒(Julia Lee Taylor)说,她是这项研究的合著者。“这表明,只要有意愿,世界各国可以团结起来解决全球环境问题。”

这项由EPA资助的研究发表在ACS地球和空间化学杂志上。NCAR是由国家科学基金会赞助的。

对臭氧层的日益关注

20世纪70年代,科学家们发现用作制冷剂和其他用途的氟氯化碳在平流层释放氯原子,引发破坏臭氧层的化学反应,从而开始强调对臭氧层的威胁。随着南极臭氧空洞的发现,人们的担忧在接下来的十年中与日俱增。

平流层臭氧的损失将是灾难性的,因为高水平的紫外线辐射与某些类型的皮肤癌、白内障和免疫紊乱有关。臭氧层还保护陆地和水生生态系统以及农业。

决策者以1987年《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》应对这一威胁,各国在该议定书中同意减少某些破坏臭氧层物质的使用。随后的修正案扩大了破坏臭氧层物质(如哈龙和氟氯烃或氟氯烃)的清单,并加快了逐步淘汰这些物质的时间表,从而加强了该条约。这些修正案基于科学界的投入,包括一些NCAR科学家的投入,这些投入在四年一次的臭氧评估报告中进行了总结。

为了量化条约的影响,研究小组建立了一个称为大气和健康影响框架的模型。该模型利用了有关臭氧、公共卫生和人口统计的各种数据源,由五个计算步骤组成。这些模拟了过去和未来破坏臭氧物质的排放、这些物质对平流层臭氧的影响、地面紫外线辐射的变化、美国人口暴露于紫外线辐射的情况以及暴露对健康影响的发生率和死亡率。

结果显示,根据修订后的条约,到20世纪40年代中期,紫外线辐射水平恢复到1980年的水平。相比之下,如果条约没有修订,紫外线水平在本世纪将持续上升,如果没有任何条约,紫外线水平将大幅上升。

即使有了修正案,模拟结果显示,随着臭氧消耗的开始,白内障和各种类型皮肤癌的病例也开始增多,几十年后随着暴露在最高紫外线水平下的人群年龄的增长达到峰值。1900年至2040年间出生的人皮肤癌和白内障的发病率较高,1950年至2000年间出生的人健康状况最差。

然而,如果没有该条约,对健康的影响将更加严重,皮肤癌和白内障病例在本世纪以越来越快的速度增长。

“我们脱离了灾难,”李·泰勒说。“令人瞠目结舌的是,如果没有《蒙特利尔议定书》,到本世纪末将会发生什么。到2080年,紫外线的数量增加了两倍。此后,我们对健康影响的计算开始崩溃,因为我们已经进入了前所未有的状况。”

研究小组还发现,条约对健康的好处有一半以上可以追溯到后来的修正案,而不是最初的1987年蒙特利尔议定书。总的来说,该条约阻止了99%以上的臭氧破坏可能对健康造成的影响。作者说,这表明了条约在适应不断发展的科学知识方面的灵活性的重要性。

研究人员将重点放在美国,因为他们可以随时获取健康数据和人口预测。Lee Taylor说,其他国家的具体健康结果可能有所不同,但总体趋势将是相似的。

“该条约具有广泛的全球利益,”她说。

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