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臭氧层空洞

Tracy瑞
2017-09-25 3 侵权/举报
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臭氧层空洞

科目 化学

年级

文件 sts186.doc

标题 臭氧层空洞

关键词 臭氧/环保

内容

在高层大气中(高度范围约离地面 15,24 km),由氧吸收太阳紫外线辐射而生成可观量的臭氧(O)。光子首先将氧分子分解成氧原子,氧原子与氧分子反应生成臭氧: 3

hvO2O ,,,2

O,O?O 23

O和O属于同素异形体,在通常的温度和压力条件下,两者都是气体。 32

当O的浓度在大气中达到最大值时,就形成厚度约20km的臭氧层。臭氧能吸收波长在220,3

330nm范围内的紫外光,从而防止这种高能紫外线对地球上生物的伤害。

过去人类的活动尚未达到平流层(海拔约30km)的高度,而臭氧层主要分布在距地面20,25km的大气层中,所以未受到重视。近年来不断测量的结果已证实臭氧层已经开始变薄,乃至出现空洞。1985年,发现南极上方出现了面积与美国大陆相近的臭氧层空洞,1989年又发现北极上空正在形成的另一个臭氧层空洞。此后发现空洞并非固定在一个区域内,而是每年在移动,且面积不断扩大。臭氧层变薄和出现空洞,就意味着有更多的紫外辐射线到达地面。紫外线对生物具有破坏性,对人的皮肤、眼睛,甚至免疫系统都会造成伤害,强烈的紫外线还会影响鱼虾类和其

他水生生物的正常生存,乃至造成某些生物灭绝,会严重阻碍各种农作物和树木的正常生长,又会使由CO量增加而导致的温2室效应加剧。

人类活动产生的微量气体,如氮氧化物和氟氯烷等,对大气中臭氧的含量有很大的影响。引起臭氧层被破坏的原因有多种解释,其中公认的原因之一是氟里昂(氟氯甲烷类化合物)的大量使用。氟里昂被广泛应用于制冷系统、发泡剂、洗净剂、杀虫剂、除臭剂、头发喷雾剂等。氟里昂化学性质稳定,易挥发,不溶于水。但进入大气平流层后,受紫外线辐射而分解产生CI原子,CI原子则可引发破坏O循环的反应: 3

CI,O?CIO,O 32

CIO,O?CIO 2

由第一个反应消耗掉的CI原子,在第二个反应中又重新产生,又可以和另外一个O起反应,因3此每一个CI原子能参与大量的破坏O的反应,这两个反应加起来的总反应是: 3

O,O?2O32

反应的最后结果是将O转变为O,而CI原子本身只作为催化剂,反复起分解O的作用。O就被来3233自氟里昂分子释放出的CI原子引发的反应而破坏。

另外,大型喷气机的尾气和核爆炸烟尘的释放高度均能达到平流层,其中含有各种可与O作用3的污染物,如NO和某些自由基等。人口的增长和氮肥的大量生产等也可以危害到臭氧层。在氮肥的生产中去向大气释放出各种氮的化合物,其中一部分可能是有害的氧化亚氮(NO),它会引发下列2反应:

NO,O?N,O222

N,O?2NO 22

NO,O?NO,O322

NO,O?NO,O22


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