对于大气臭氧层破坏的原因,科学家中间有多种见解。但是大多数人认,人类过多地使用氯氟烃类化学物质(用CFCs表示)是破坏臭氧层的主要原因。氯氟烃是一种人造化学物质,1930年由美国的杜邦公司投入生产。在第二次世界大战后,尤其是进入60年以后,开始大量使用,主要用作气溶胶、制冷剂、发泡剂、化工溶剂等。另外,哈龙类物质(用于灭火器)、氮氧化物也会造成臭氧层的损耗。
臭氧层破坏机理有:
(1)、废气破坏臭氧层
废气中含有大量的氮氧化物(如N0和N02等),这些氮氧化物可以破坏掉大量的臭氧分子,从而造成臭氧层的破坏。
(2)、CFCs和哈龙对臭氧层的破坏
美国科学家莫里纳(Molina)和罗兰德(Rowland)提出:人工合成的一些含氯和含溴的物质是造成臭氧层被破坏的元凶,最典型的是氯氟烃类化合物(CFCs)和含溴化合物哈龙(Halons)。
CFCs和哈龙在生产和使用过程中总是要泄漏的,泄漏后首先进入大气的对流层中。而这些物质在对流层中是化学惰性的,即它们在对流层中十分稳定,可以存在几十年甚至上百年不发生变化。但这些物质不可能总是存在于对流层中,通过极地的大气环流以及赤道地带的热气流上升,最终使这些物质进入平流层。然后又在风的作用下,把它们从低纬度地区向高纬度地区输送,在平流层内混合均匀。在平流层内,强烈的太阳紫外线照射使CFCs和Halons分子发生解离,释放出高活性的氯和溴的自由基。氯原子自由基和溴原子自由基就是破坏臭氧层的主要物质,它们对臭氧破坏的化学机理如下:
R-Cl→R·+
Cl·
Cl·+O3→Cl0·+
O2
C10·+O3→Cl·+
2O2
溴原子自由基也是以同样的过程破坏臭氧。据估算,一个氯原子自由基在失活以前可以破坏掉104—105个臭氧分子,而由Halon释放的溴原子自由基对臭氧的破坏能力是氯原子的30—60倍。而且,氯原子自由基和溴原子自由基之间还存在协同作用,即二者同时存在时,破坏臭氧的能力要大于二者简单的加和。
当然,臭氧空洞的形成除了以上的化学过程外,还有空气动力学过程和极地特殊的温度变化过程所参与的非均相的催化反应过程,这就是为什么臭氧空洞出现在两极以及多发生在春季。
臭氧层只是一种结果产物:
3O2 + 紫外线 = 2O3
只要是氧原子O,无论是处在臭氧O3结构里,还是处在氧气O2结构里,都能屏蔽紫外线,同分子特定形态无关,在于是氧原子O的电子连珠结构产生紫外吸收光谱作用,而非氧的特定分子结构O3产生紫外吸收光谱作用。这也是大多只要含氧原子O的化合物里比如玻璃、水,都有很好的吸收紫外线的功能。
由于地球南北两极纬度最高,接受紫外线辐射量最少,相对应的此区域的氧气分子吸收紫外线后形成的臭氧分子也最少。当南半球进入冬季,南极处于极夜状态,氧气分子吸收紫外线达到最低水平,生成的臭氧量较其它月份最低,于是人们会发现臭氧空洞“扩大”;反之,南半球进入夏季,南极处于极昼状态,氧气分子吸引紫外线达到最高水平,生成的臭氧量较其它月份最高,于是人们会发现臭氧空洞“缩小”,这是南极臭氧空洞范围动态变化的内在机制。
这是南北极臭氧空洞形成的原因之一:输入紫外线少,臭氧产量少。
地球南北两极上空,是地球以太旋涡的两个涡口所处位置,涡口每时每刻都在吸入微观以太旋涡,这个吸入作用形成寒流与极地东风,在“寒流”与“大气环流”小节描绘过这个动态过程。臭氧分子是三个氧原子O耦合结构的次生以太旋涡,有很强的涡流偏向性,即极性,于是很容易受地球南北两极涡口的以太涡流牵引而被导向地面后消散,如带电离子坠入南北极一般,于是南北两极的臭氧浓度就变得越发低。当然如氟化昂等化工分子与臭氧分子产生化学反应,也会导致臭氧变少,但这不是主体作用。
这是南北极臭氧空洞形成的原因之二:南北两极空洞区域的臭氧时刻被清理,存留少。
南北两极的臭氧空洞,其实是一个很正常的自然现象,南北两极的以太涡口空间臭氧含量低,就如台风的涡眼空间云汽含量低,其原理几近一致。而紫外线不仅被臭氧屏蔽,也被整个大气层屏蔽,没有了臭氧,氧气也能屏蔽紫外线,人们对南北极臭氧空洞扩大后的紫外线伤害的担心是杞人忧天。自然,减少化工分子的排放与燃烧,可以极大改善空气质量,对人们的身体健康还是很有好处的。
臭氧层的破坏 1、原因:地球上有一层保护膜,存在于包围在地球的大气中,就是臭氧层,臭氧层会将紫外线挡在地球外面,保护地球上的生物不会受到伤害。人类制造了大量会破坏臭氧层的物质,使地球南北极的臭氧层受到破坏。 2、影响:臭氧层被破坏造成地球紫外线增加,紫外线会破坏包括DNA在内的生物分子,还会增加罹患皮肤癌、白内障的机率,而且和许多免疫系统疾病有关。海洋中的浮游生物受致命的影响,海洋生态系统受破坏。农作物减产。加强温室效应。 3、我们不应该做的事:氟氯碳化物的使用,购买冷气、冰箱、汽车、喷雾剂等,应选购不含氟氯碳化物的产品。 4、补充资料:大气中的臭氧绝大部分都集中在离地面大约25~30公里的上平流层中,称为“臭氧层”。名虽为一层,但实际上臭氧分布各地并不均匀,而且大气中臭氧的总含量非常少,尚不到1ppm。这极薄的一层臭氧,对于地球上的生命非常重要,因为臭氧能吸收阳光中的紫外线,这些紫外线波长很短,而且有致命危险的辐射线,将这些紫外线转换成热能,只有极少量能到达地表。 由于臭氧在平流层中维持与氧气、氧原子等紫外线作用下的动态平衡,生物圈主要部分的耗氧量,及向上排放有可能参与或影响到此类反应(包括O3═O2+O′+2O3═3O2)的物质(如氯原子)都有可能威胁 到 “臭氧层”的臭氧含量,至此呼吁节能减排,植树造林,自觉维护生态环境,十分重要。 臭氧是氧气的一种同素异形体(由相同的元素组成,但分子结构不同。)顾名思义,臭氧又一种刺鼻的气味,所以得此恶名。在大气层的10公里到50公里高度的区域,臭氧有相当的浓度,叫做臭氧层。 臭氧层被大量损耗后,吸收紫外辐射的能力大大减弱,导致到达地球表面的紫外线B明显增加,给人类健康和生态环境带来多方面的的危害,目前已受到人们普遍关注的主要有对人体健康、陆生植物、水生生态系统、生物化学循环、材料、以及对流层大气组成和空气质量等方面的影响。 过多地使用氯氟烃类化学物质(用CFCs表示)是破坏臭氧层的主要原因。氯氟烃是一种人造化学物质,1930年由美国的杜邦公司投入生产。在第二次世界大战后,尤其是进入60年以后,开始大量使用,主要用作气溶胶、制冷剂、发泡剂、化工溶剂等。另外,哈龙类物质(用于灭火器)、氮氧化物也会造成臭氧层的损耗。 在平流层内离地面20~30千米的地方是臭氧的集中层带,在这个臭氧层中存在着氧原子(O)、氧分子(O2)和臭氧(O3)的动态平衡。但是氮氧化物、氯、溴等活性物质及其他活性基团会破坏这个平衡,使其向着臭氧分解的方向转移。而CFCs物质的非同寻常的稳定性使其在大气同温层中很容易聚集起来,其影响将持续一个世纪或更长的时间。在强烈的紫外辐射作用下它们光解出氯原子和溴原子,成为破坏臭氧的催化剂(一个氯原子可以破坏10万个臭氧分子)。
您好!很高兴回答您的问题!!!臭氧层被破坏的主要原因是人类使用的化学材料如氟里昂等挥发到空气作用的结果。空调、电冰箱用的制冷剂氯氟烃其商品名叫氟里昂。氯氟烃在低层大气中稳定,游荡 10 年左右的时间进入同温层,直至穿出臭氧层。穿出臭氧层后,在强烈紫外线的作用下,氯氟烃迅速分解,产生氯原子,氯原子极为活泼,专门拆散臭氧分子,使臭氧层逐渐变薄,出现空洞。
人类过多地使用氯氟烃类化学物质(用CFCs表示)是臭氧层被破坏的主要原因。氯氟烃是一种人造化学物质。在第二次世界大战后,尤其是进入20世纪60年代以后,氯氟烃大量用作气溶胶、制冷剂、发泡剂、化工溶剂等。
另外,哈龙类物质(用于灭火器)、氮氧化物也会造成臭氧层的损耗。
扩展资料
臭氧层的保护
发展中国家必须于2005年之前将氟氯烃的排放量冻结在1995-1997年的平均数量上,而发达国家已于1996年间基本停止使用这些消耗臭氧层的主要物质。
因此,必须积极寻找新的制冷工质来代替氯氟烃类物质,世界各国已经进行了许多新的尝试,主要是应用两类制冷剂和确定三个发展方向。
两类制冷剂为混合制冷剂和单一制冷剂,三个发展方向是使用HCFC,HFC及天然工质。HFC是氢氟碳物质,其典型代表是单一工质R134a和混合工质R407c,这种物质的臭氧破坏指数ODP值为0。
HCFC是氢氯氟碳物质,其典型代表是R22,其ODP值为0.05。天然工质的典型代表为氨、CO2和碳氢类物质,如R600等。
参考资料来源:百度百科-臭氧层破坏物质