論文—臭氧層空洞的成因

1、臭氧層空洞的成因 臭氧層空洞的成因,解決方法和目前的進(jìn)展 解決方法和目前的進(jìn)展1984 年，英國(guó)科學(xué)家法爾曼等人在南極哈雷灣觀測(cè)站發(fā)現(xiàn)：在過(guò)去 10 — 15 年間，每到春天南極上空的臭氧濃度就會(huì)減少約 30%，極地上空的中心地帶有近 95% 的臭氧被破壞。從地面上觀測(cè)，高空的臭氧層已極其稀薄，與周?chē)啾认袷切纬梢粋€(gè)“洞”， “臭氧洞”由此而得名，這是人類(lèi)歷史上第一次發(fā)現(xiàn)臭氧空洞，當(dāng)時(shí)觀察此洞覆蓋面積只有美國(guó)的國(guó)土面積那么大。臭氧空洞越

2、來(lái)越大，危害越來(lái)越嚴(yán)重，已經(jīng)逐漸引起了全社會(huì)的重視。那么，地球大氣中臭氧層的作用是什么，現(xiàn)狀如何，臭氧空洞是如何形成的，對(duì)人類(lèi)及地球有何危害呢，有沒(méi)有補(bǔ)救的措施？現(xiàn)簡(jiǎn)單介紹如下。 1、大氣臭氧層的作用 臭氧層中的臭氧是在離地面較高的大氣層中自然形成的，其形成機(jī)理是： O2 ＋hv——→O＋O (高層大氣中的氧氣受波長(zhǎng)短于 242nm 的紫外線照射變成游離的氧原子)； O2＋O =O3 （有些游離的氧原子又與氧氣結(jié)合就生成了臭氧，大氣中

3、90%的臭氧是以這種方式形成的）； O3 是不穩(wěn)定分子，來(lái)自太陽(yáng)的短于 1140nm 射線照射又使 O3 分解，產(chǎn)生 O2分子和游離 O 原子，因此大氣中臭氧的濃度取決于其生成與分解速度的動(dòng)態(tài)平衡。 太陽(yáng)是一個(gè)巨大的熱體，表面溫度高達(dá) 6000℃，是地球取之不盡的能量來(lái)源。但太陽(yáng)輻射的紫外光中有一部分能量極高，如果到達(dá)地球表面，就可能對(duì)地球生物的生存造成無(wú)法挽回的影響然而，自然的力量改變了這一過(guò)程，地球的大氣層就像一個(gè)過(guò)濾器，一把保護(hù)傘

4、，將太陽(yáng)輻射中的有害部分阻擋在大氣層之外，使地球成為人類(lèi)可愛(ài)的家園。而完成這一工作的，就是今天已經(jīng)婦孺皆知的“臭氧層”。 臭氧是地球大氣層中的一種藍(lán)色、有刺激性的微量氣體，是平流層大氣的最關(guān)鍵組成組分。大氣中 90%的臭氧集中在距地球表面 10 — 50Km 的高度范圍內(nèi)，分布厚度約為 10～15Km，其平均密度約為 9×10-8g.L-1。盡管臭氧層在地球表面并不太厚，臭氧在大氣層中只占百萬(wàn)分之幾，若在氣溫 0℃ 時(shí)，將地表

5、臭氧層損耗是臭氧空洞的真正成因，那么，臭氧層是如何耗損的呢？人類(lèi)活動(dòng)排入大氣中的一些物質(zhì)進(jìn)入平流層與那里的臭氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，就會(huì)導(dǎo)致臭氧耗損，使臭氧濃度減少。 人為消耗臭氧層的物質(zhì)主要是：廣泛用于冰箱和空調(diào)制冷、泡沫塑料發(fā)泡、電子器件清洗的氯氟烷烴（CFxCl4-x，又稱 Freon），以及用于特殊場(chǎng)合滅火的溴氟烷烴（CFXBr4-x，又稱 Halons 哈龍）等化學(xué)物質(zhì)。 消耗臭氧層的物質(zhì)，在大氣的對(duì)流層中是非常穩(wěn)定的，可以停留很長(zhǎng)時(shí)

6、間，如CF2C12 在對(duì)流層中壽命長(zhǎng)達(dá) 120 年左右。因此，這類(lèi)物質(zhì)可以擴(kuò)散到大氣的各個(gè)部位，但是到了平流層后，就會(huì)在太陽(yáng)的紫外輻射下發(fā)生光化反應(yīng)，釋放出活性很強(qiáng)的游離氯原子或溴原子，參與導(dǎo)致臭氧損耗的一系列化學(xué)反應(yīng)： CFxCl4-x＋hv→?CFxCl3-x＋?Cl ?Cl＋O3→?ClO＋O2 ?ClO＋O→O2＋?Cl 這樣的反應(yīng)循環(huán)不斷，每個(gè)游離氯原子或溴原子可以破壞約 10 萬(wàn)個(gè) O3 分子，這就是氯氟烷烴或溴氟烷烴破壞臭

7、氧層的原因。 國(guó)際組織《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書(shū)》規(guī)定了 15 種氯氟烷烴、 3 種哈龍、40 種含氫氯氟烷烴、34 種含氫溴氟烷烴、四氯化碳（CCl4）、甲基氯仿（CH3CCl3）和甲基溴（CH3Br）為控制使用的消耗臭氧層物質(zhì)，也稱受控物質(zhì)。其中含氫氯氟烷烴（如,HCFCl2）類(lèi)物質(zhì)是氯氟烷烴的一種過(guò)渡性替代品，因其含有 H，使得它在底層大氣易于分解，對(duì) O3 層的破壞能力低于氯氟烷烴，但長(zhǎng)期和大量使用對(duì) O3 層危害也很

8、大。 在工程和生產(chǎn)中作為溶劑的四氯化碳（CCl4）和甲基氯仿（CH3CCl3），同樣具有很大的破壞臭氧層的潛值，所以也被列為受控物質(zhì)。 溴氟烷烴主要是哈龍：哈龍 1211（CF2BrCl）、哈龍 1310（CF3Br）、哈龍2420（C2F4Br2）,這些物質(zhì)一般用作特殊場(chǎng)合的滅火劑。此類(lèi)物質(zhì)對(duì)臭氧層最具破壞性，比氯氟烷烴高 3～10 倍，1994 年發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)停止這 3 種哈龍的生產(chǎn)。 近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，核爆炸、航空器發(fā)射、超音速飛