人類活動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),導(dǎo)致臭氧耗損,使臭氧濃度減少的現(xiàn)象被稱作臭氧層破壞或臭氧層損耗。
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 紫外輻射 O+O (高層大氣中的氧氣受陽光紫外輻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 90%的臭氧是以這種方式形成 的)
O3是不穩(wěn)定分子,來自太陽的紫外輻射既能生成O3,也能使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態(tài)平衡。
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(CFCs)以及用于特殊場合滅火的溴氟烷烴(Halons哈龍)等化學(xué)物質(zhì)。這些物質(zhì)被稱為消耗臭氧層物質(zhì),國際社會為了保護(hù)臭氧層,將這些物質(zhì)列入淘汰或受控制使用的名單中,因此也稱這些物質(zhì)為“受控物質(zhì)”。
消耗臭氧層的物質(zhì),在大氣的對流層中是非常穩(wěn)定的,可以停留很長時間,以CFC12為例,它在對流層中壽命長達(dá)120年左右,因此這類物質(zhì)可以擴(kuò)散到大氣的各個部位,但是到了平流層后,就會被太陽的紫外輻射分解,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):游離的氯原子或溴原子與O3分子反應(yīng),產(chǎn)生氯或溴的一氧化物,奪走O3分子的一個氧原子,使之變成氧分子。氯或溴的一氧化物與游離的氧原子反應(yīng),釋放“奪來”的氧原子,形成更多的氧分子和游離氯原子或游離溴原子,新的游離氯原子或溴原子重新與其它O3分子反應(yīng),再度生成O2分子和氯或溴的一氧化物,這樣的反應(yīng)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氧層的原因。
破壞臭氧層的過程可表示如下:
含氯或含溴的化合物 太陽紫外輻射 游離Cl(或Br)
O3+Cl(或Br) ClO(或BrO)+O2
ClO(或BrO)+O 游離Cl(或Br)+O2
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 紫外輻射 O+O (高層大氣中的氧氣受陽光紫外輻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 90%的臭氧是以這種方式形成 的)
O3是不穩(wěn)定分子,來自太陽的紫外輻射既能生成O3,也能使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態(tài)平衡。
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(CFCs)以及用于特殊場合滅火的溴氟烷烴(Halons哈龍)等化學(xué)物質(zhì)。這些物質(zhì)被稱為消耗臭氧層物質(zhì),國際社會為了保護(hù)臭氧層,將這些物質(zhì)列入淘汰或受控制使用的名單中,因此也稱這些物質(zhì)為“受控物質(zhì)”。
消耗臭氧層的物質(zhì),在大氣的對流層中是非常穩(wěn)定的,可以停留很長時間,以CFC12為例,它在對流層中壽命長達(dá)120年左右,因此這類物質(zhì)可以擴(kuò)散到大氣的各個部位,但是到了平流層后,就會被太陽的紫外輻射分解,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):游離的氯原子或溴原子與O3分子反應(yīng),產(chǎn)生氯或溴的一氧化物,奪走O3分子的一個氧原子,使之變成氧分子。氯或溴的一氧化物與游離的氧原子反應(yīng),釋放“奪來”的氧原子,形成更多的氧分子和游離氯原子或游離溴原子,新的游離氯原子或溴原子重新與其它O3分子反應(yīng),再度生成O2分子和氯或溴的一氧化物,這樣的反應(yīng)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氧層的原因。
破壞臭氧層的過程可表示如下:
含氯或含溴的化合物 太陽紫外輻射 游離Cl(或Br)
O3+Cl(或Br) ClO(或BrO)+O2
ClO(或BrO)+O 游離Cl(或Br)+O2

