臭氧枯竭的原因?
臭氧層被破壞的主要原因是什麼?
人類使用的化學材料如氟里昂等揮發到空氣作用的結果
臭氧空洞的形成原因
經過跟蹤、監測,科學家們找到了臭氧層損耗即臭氧空洞的形成原因。一種大量用作製冷劑、噴霧劑、發泡劑等化工製劑的氟氯烴是導致臭氧減少的“罪魁禍首”。另外,寒冷也是臭氧層變薄的關鍵,這就是為什麼首先在地球南北極最冷地區出現臭氧空洞的原因了。人類活動排入大氣中的一些物質進入平流層與那裡的臭氧發生化學反應,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:廣泛用於冰箱和空調製冷、泡沫塑料發泡、電子器件清洗的氯氟烷烴(CFxCl4-x,又稱Freon),以及用於特殊場合滅火的溴氟烷烴(CFXBr4-x,又稱Halons哈龍)等化學物質。對南極臭氧洞形成原因的解釋有三種,即大氣化學過程解釋,太陽活動影響和大氣動力學解釋。 大氣化學過程解釋,認為臭氧層中可以產生某種大氣化學反應,將3個氧原子含量的臭氧(O3)分解為分子氧(O2)和原子氧(O),從而破壞了臭氧層;化學機理南極臭氧洞的成因,推測有四種:1.人為影響,人類活動產生的含氯化合物進入大氣層2.與太陽活動週期有關的自然現象3.區域性天氣動力學過程4.火山活動化學過程消耗臭氧層的物質,在大氣的對流層中是非常穩定的,可以停留很長時間,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,但是到了平流層後,就會在太陽的紫外輻射下發生光化反應,釋放出活性很強的遊離氯原子或溴原子,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這樣的反應循環不斷,每個遊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。國際組織《關於耗損臭氧層物質的蒙特利爾議定書》規定了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於分解,對O3層的破壞能力低於氯氟烷烴,但長期和大量使用對O3層危害也很大。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年發達國家已經停止這3種哈龍的生產。研究發現,核爆炸、航空器發射、超音速飛機將大量的氮氧化物注入平流層中,也會使臭氧濃度下降。NO對臭氧層破壞作用的機理為:O3+NO→O2+NO2,O+NO2→O2+NO,總反應式為:O+O3→2O2。 大氣動力學解釋認為,初春,極夜結束,太陽輻射加熱空氣,產生上升運動,將對流層臭氧濃度低的空氣輸入平流層,使得平流層臭氧含量減小,容易出現臭氧洞。一般認為,在人為因素中,工業上大量使用氟里昂氣體是破壞臭氧層的主要原因之一。通常,氟里昂是比較穩定的物質,然而,當它被大氣環流帶到平流層(16公里~30公里)時,由於受太陽紫外線的照射,容易形成遊離的氯離子。這些氯離子非常活潑,容易與臭氧起化學反應,把臭氧(O3)變成氧分子(O2)和氧原子(O),從而使臭氧總量減少,形成了臭氧洞。本來,在離地20公里~30公里的大氣層內,是臭氧集中分佈的地帶,稱作臭氧層,太陽輻射透過這層大氣時,......
臭氧是怎樣產生的?
臭氧一般是由於普通氧氣在閃電以及強烈紫外線照射(這也就是為什麼臭氧只存在於很高的大氣層之上)情況下形成 。
在數億年以前,地球上的大氣中沒有臭氧層,地球的表面受到來自太陽的紫外線強烈照射,地面上沒有生物存在,僅有少數生物生存在水中,因為水能吸收紫外線,水中綠色植物不斷地吸收大氣中的二氧化碳,釋放出氧氣,擴散到空氣中,而其中一部分的氧氣在大氣層的上層,受到紫外線的作用,依下面所示的反應式,氧氣變成了臭氧而產生了臭氧層。
臭氧層對地球上的生命相當重要,因它能濾除紫外線,地球上生物才能登上陸地,展開另一種燦爛多姿的地表生活
地球大氣層中的臭氧對波長小於290納米的紫外線幾乎能夠全部吸收。對波長大於290納米的紫外線只能一般性吸收,而空氣則能吸收波長小於200納米的紫外線。因此說,臭氧層吸收了太陽光中的某一波段範圍內的紫外線,而而對其它波段的紫外線會反射或透過。