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臭氧层破坏的原因学习总结.docx

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    • 臭氧层破坏的原因,学习总结臭氧层破坏的原因学习总结 臭氧层破坏的原因臭氧层破坏的原因 总结精选(1):臭氧层的破坏和臭氧空洞的出现,是人类自身行为造成的,也就是人们在 生产和生活中超多地生产和使用消耗臭氧层物质(ODS)以及向空气中排放超多 的废气造成的ODS的用途:用作制冷剂、喷雾剂、发泡剂、清洗剂等ODS主要包括下列物质:CFCs(氯氟烃)、哈龙(Halon,全溴氟烃)、四氯 化碳、甲基氯仿、溴甲烷等废气:主要是汽车尾气、超音速飞机排出的废气、工业废气等在上述所有物质中,破坏力最强的(或者称之为 罪魁祸首)是CFCs和哈 龙而在我们生活中用的最多的就是我们大家所熟悉的CFCsCFCs是氟里昂的一部分是上世纪30年代由美国杜邦公司开发和生产的 一种氯氟烃类的制冷剂,并且冠以商标名称为 氟里昂 而现今,人们习惯于把 制冷剂统称为 氟里昂 有资料显示:从20世纪的30年代初到90年代的五六十年中,人类总共 生产了1500万吨氯氟烃人类开发了氯氟烃,使自己的生活提高了档次,却带来了一个巨大的环境 问题--臭氧层的破坏臭氧层破坏机理(1) 、废气破坏臭氧层废气中内含超多的氮氧化物(如NO和N02等),这些氮氧化物能够破坏掉 超多的臭氧分子,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, 能够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,透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·+O2C10·+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 失活以前能够破坏掉104105个臭氧分子,而由Halon释放的溴原子自由基对臭 氧的破坏潜力是氯原子的 3060 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,破坏臭氧的潜力要大于二者简单的加和当然,臭氧空洞的构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 出此刻两极以及多发生在春季臭氧层破坏的长期性令科学家和社会各界忧虑的是,CFCs和Halons具有很长的大气寿命,一 旦进入大气就很难去除,这就意味着即使人类停止生产和使用这些物质,它们对 臭氧层的破坏还会持续一个漫长的过程但是透过全人类的努力,臭氧层的破坏 程度会越来越小,最后使之恢复到其原始状态总结精选(2):臭氧层破坏的原因南极臭氧洞一经发现,立即引起了科学界及整个国际社会的高度重视科 学家需要对这一问题的许多现象和特征进行探索,如臭氧洞为什么发生在南极地 区?为什么臭氧损耗的规模如此之大?为什么每年的南极臭氧洞发生在春季? 对于这些涉及臭氧损耗的地域性、季节性及其规模的定性和定量研究,是 自南极臭氧洞被发现之后的科学热点。

      最初对南极臭氧洞的出现有过三种不同的解 释,一种认为,南极臭氧洞的发生是因为对流层的低臭氧浓度的空气传输到达平流层, 稀释了平流层臭氧的浓度;第二种解释认为,南极臭氧洞是由于宇宙射线的作用在高空 生成氮氧化物的结果;此外,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南极臭氧洞的元凶,最典型的是氟氯碳化合 物(CFCs,俗称氟里昂)和含溴化合物哈龙(Halons)越来越多的科学证据否定了前 两种观点,而证实氯和溴在平流层透过催化化学过程破坏臭氧是造成南极臭氧洞的根 本原因那么,氟里昂和哈龙是怎样进入平流层,又是如何引起臭氧层破坏的呢? 我们明白,就重量而言,人为释放的 CFCs 和 Halons 的分子都比空气分子 重,但这些化合物在对流层是化学惰性的,即使最活泼的大气组分自由基对CFCs和 Halons 的氧化作用也微乎其微,完全能够忽略因此它们在对流层十分稳定,不能透过 一般的大气化学反应去除经过一两年的时间,这些化合物会在全球范围内的对流层分 布均匀,然后主要在热带地区上空被大气环流带入到平流层,风又将它们从低纬度地区 向高纬度地区输送,在平流层内混合均匀。

      在平流层内,强烈的紫外线照射使CFCs和Halons分子发生解离,释放出 高活性的原子态的氯和溴,氯和溴原子也是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,它们对臭氧的破坏是以催化的方式进行的:Cl+O3→ClO+O2ClO+O→Cl+O2 溴原子自由基也是以同样的过程破坏臭氧,因此,也是催化剂据估算, 一个氯原子自由基能够破坏 104105 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 3060 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,破坏臭氧的潜力要大于二者简单的加和 但是,上述的均相化学反应并不能解释南极臭氧洞构成的全部过程深入 的科学研究发现,臭氧洞的构成是有空气动力学过程参与的非均相催化反应过程 所谓非均相,是指大气中除气态组分外,还有固相和液相的组分人们对大气中存在云、 雾和降雨等早已司空见惯,但这种现象一般发生在对流层平流层干燥寒冷,空气稀 薄,较少出现对流层这些天气现象但在冬天,南极地区的温度极低,能够到达零下 80oC,这样极端的低温造成两种十分重要的过程,一是极地的空气受冷下沉,构成一个强 烈的西向环流,称为极地涡旋(PolarVortex)。

      该涡旋的重要作用是使南极空气与大 气的其余部分隔离,从而使涡旋内部的大气成为一个巨大的反应器另外,尽管南 极空气十分干燥,极低的温度使该地区仍有成云过程,云滴的主要成分是三水合硝酸 (HN033H20)和冰晶,称为极地平流层云(PolarStratosphericclouds)实际上,当 CFCs 和 Halons 进入平流层后,通常是以化学惰性的形态 (ClONO2 和 HCl)而存在,并无原子态的活性氯和溴的释放南极的科学考察和实验室的 研究都证明,化学惰性的ClONO2和HCl在平流层云表面会发生以下化学反应:ClONO2+HCl→Cl2+HNO3ClONO2+H2O→HOCl+HNO3生成的 HNO3 被保留在云滴相中当云滴成长到必须的程度后将会沉降到 对流层,与此同时也使HNO3从平流层去除,其结果是造成Cl2和HOCl等组分的不断积累Cl2 和 HOCl 是在紫外线照射下极易光解的分子,但在冬天南极的紫外光 极少,Cl2和 HOCl 的光解机会很小当春天来临时,阳光回到南极地区,太阳辐射 中的紫外射线使Cl2 和 HOCl 开始发生超多的光解,产生前述的均相催化过程所需的超多 的原子氯,从而造成严重的臭氧损耗。

      氯原子的催化过程能够解释所观测到的南极臭氧破 坏的约 70%,另外,氯原子和溴原子的协同机制能够解释大约 20%随后更多的太阳光到 达南极,南极地区的温度上升,气象条件发生变化,结果是南极涡旋逐渐消失,南极地 区臭氧浓度极低的空气传输到地球的其他高纬度和中纬度地区,造成全球范围的臭氧浓 度下降北极也发生与南极同样的空气动力学和化学过程研究发现,北极地区在 每年的一月至二月生成北极涡旋,并发现有北极平流层云的存在在涡旋内活性氯 (CIO)占氯总量的85%以上,同时测到与南极涡旋内浓度相当的活性溴(BrO)的浓度 但由于北极不存在类似南极的冰川,加上气象条件的差异,北极涡旋的温度远较南极高, 而且北极平流层云的量也比南极少得多,因此目前北极的臭氧层破坏还没有到达出现 又一个臭氧洞的程度因此,南极臭氧洞的构成是包含大气化学、气象学变化的非均相的复杂过 程,但其产生根源是地球表面人为活动产生的氟里昂和哈龙,以前是一个谜团的臭 氧洞得到了清晰的定量的科学解释但是令科学家和社会各界忧虑的是,CFCs和Halons 具有很长的大气寿命,一旦进入大气就很难去除,这意味着它们对臭氧层的破坏会持 续一个漫长的过程,臭氧层正受到来自人类活动的巨大威胁。

      为了评估各种臭氧层损耗物质对全球臭氧破坏的相对潜力,科学上采用了 臭氧损耗潜势(OzoneDepletionPotential,ODP)这一参数臭氧损耗潜势是 指在某种物质的大气寿命期间内,该物质造成的全球臭氧损失相对于相同质量的 CFC-11 的排放所造成的臭氧损失的比值在大气化学模式计算中,某物质X的ODP值能够表 示为:ODP=单位物质X引起的全球臭氧减少/单位质量的CFC-11引起的全球臭氧减少臭氧损耗物质的大气浓度分布及参与的大气化学过程是影响其 ODP 值的 主要因素由于对这些因素的处理方式不同,不同的研究者得到的臭氧损耗物质的 ODP 值存在必须的差异,但各类臭氧层损耗物质的 ODP 值的次序大体一致:含氢的氟氯烃化 合物的ODP值远较氟里昂低,而许多哈龙类化合物对平流层的破坏潜力大大超过氟里 昂这些研究为决策者指定臭氧层损耗物质的淘汰战略和替代方案带给了有力的科学依 据总结精选(3):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 造了超多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、 我们不就应做的事: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十分少,尚不到1 ppm这极薄的一层臭氧,对于地球上 的生命十分重要,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 03—02+0′+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。

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