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展 解決方法和目前的進展1984 年，英國科學家法爾曼等人在南極哈雷灣觀測站發(fā)現：在過去 10 — 15 年間，每到春天南極上空的臭氧濃度就會減少約 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，高空的臭氧層已極其稀薄，與周圍相比像是形成一個“洞”， “臭氧洞”由此而得名，這是人類歷史上第一次發(fā)現臭氧空洞，當時觀察此洞覆蓋面積只有美國的國土面積那么大。臭氧空洞越

2、來越大，危害越來越嚴重，已經逐漸引起了全社會的重視。那么，地球大氣中臭氧層的作用是什么，現狀如何，臭氧空洞是如何形成的，對人類及地球有何危害呢，有沒有補救的措施？現簡單介紹如下。 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，其形成機理是： O2 ＋hv——→O＋O (高層大氣中的氧氣受波長短于 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，來自太陽的短于 1140nm 射線照射又使 O3 分解，產生 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態(tài)平衡。 太陽是一個巨大的熱體，表面溫度高達 6000℃，是地球取之不盡的能量來源。但太陽輻射的紫外光中有一部分能量極高，如果到達地球表面，就可能對地球生物的生存造成無法挽回的影響然而，自然的力量改變了這一過程，地球的大氣層就像一個過濾器，一把保護傘

4、，將太陽輻射中的有害部分阻擋在大氣層之外，使地球成為人類可愛的家園。而完成這一工作的，就是今天已經婦孺皆知的“臭氧層”。 臭氧是地球大氣層中的一種藍色、有刺激性的微量氣體，是平流層大氣的最關鍵組成組分。大氣中 90%的臭氧集中在距地球表面 10 — 50Km 的高度范圍內，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分之幾，若在氣溫 0℃ 時，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？人類活動排入大氣中的一些物質進入平流層與那里的臭氧發(fā)生化學反應，就會導致臭氧耗損，使臭氧濃度減少。 人為消耗臭氧層的物質主要是：廣泛用于冰箱和空調制冷、泡沫塑料發(fā)泡、電子器件清洗的氯氟烷烴（CFxCl4-x，又稱 Freon），以及用于特殊場合滅火的溴氟烷烴（CFXBr4-x，又稱 Halons 哈龍）等化學物質。 消耗臭氧層的物質，在大氣的對流層中是非常穩(wěn)定的，可以停留很長時

6、間，如CF2C12 在對流層中壽命長達 120 年左右。因此，這類物質可以擴散到大氣的各個部位，但是到了平流層后，就會在太陽的紫外輻射下發(fā)生光化反應，釋放出活性很強的游離氯原子或溴原子，參與導致臭氧損耗的一系列化學反應： CFxCl4-x＋hv→?CFxCl3-x＋?Cl ?Cl＋O3→?ClO＋O2 ?ClO＋O→O2＋?Cl 這樣的反應循環(huán)不斷，每個游離氯原子或溴原子可以破壞約 10 萬個 O3 分子，這就是氯氟烷烴或溴氟烷烴破壞臭

7、氧層的原因。 國際組織《關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》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，也稱受控物質。其中含氫氯氟烷烴（如,HCFCl2）類物質是氯氟烷烴的一種過渡性替代品，因其含有 H，使得它在底層大氣易于分解，對 O3 層的破壞能力低于氯氟烷烴，但長期和大量使用對 O3 層危害也很

8、大。 在工程和生產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。 溴氟烷烴主要是哈龍：哈龍 1211（CF2BrCl）、哈龍 1310（CF3Br）、哈龍2420（C2F4Br2）,這些物質一般用作特殊場合的滅火劑。此類物質對臭氧層最具破壞性，比氯氟烷烴高 3～10 倍，1994 年發(fā)達國家已經停止這 3 種哈龍的生產。 近年來的研究發(fā)現，核爆炸、航空器發(fā)射、超音速飛