(2.14.1)--2.14臭氧层的形成与耗损.pdf

大气环境化学大气环境化学臭氧层的形成与耗损臭氧层的形成与耗损臭氧层存在于对流层上面的平流层中，主要分布在距地面 2050 km范围内，浓度峰值在2025 km处。由于臭氧层能够吸收99%以上的来自太阳的紫外辐射，从而保护了地球上的生物不受其伤害。南极上空的臭氧层空洞像一个巨大的蓝色水滴2000年9月南极臭氧空洞面积达2930万平方公里，相当于非洲大陆的面积。1、臭氧层破坏的化学机理1）清洁大气中O3的生成与消除a.生成反应：O2+h 2OO+O2+M O3+M总生成反应：3O2+h 2O3b.消除反应：O3+h O2+OO+O3 2O2总消除反应：2O3+h 3O2两种反应动态平衡，维持臭氧层一定厚度。但是由于人类排放的水蒸气、氟氯烃、氮氧化物等污染物进入平流层后，他们会加速O3的破坏，导致O3层变薄。平流层2)O3层破坏的催化反应机理（HOx、NOx、ClOx）HOx破坏 O3的反应a.HOx来源平流层中存在的水蒸气、甲烷，可与激发态氧原子形成含氢物质(H，HO 与HO2)：CH4+O CH3+HOH2O+O 2HOH2+O HO+Hb.HOx催化清除O3的反应HO+O3 HO2+O2HO2+O HO+O2总反应：O+O3 2O2 NOx破坏 O3的反应a.NOx来源N2O 氧化：进入平流层的N2O会发生光解N2O+h N2+ON2O与激发态的氧原子结合，经氧化后产生NON2O+O 2NO超音速、亚音速飞机排放的NOx宇宙射线分解N2 2NO2+N NO+OO3+N NO+O2b.NOx催化清除O3的反应NO+O3 NO2+O2NO2+O NO+O2总反应：O+O3 2O2 ClOx破坏 O3的反应a.ClOx来源 甲基氯的光解甲基氯是由天然的海洋生物产生的，在对流层大气中可被HO 分解生成可溶性的氯化物，然后被降水清除。但也有少量的甲基氯会进入平流层，在平流层紫外线的作用下光解形成Cl：CH3Cl CH3+Cl这种途径产生的Cl 数量很少。氟氯甲烷的光解.氟氯烃类化合物在对流层中很稳定，停留时间较长，因而可以扩散进入平流层后，在平流层紫外线的作用下发生光解：CFCl3+h CFCl2 +ClCF2Cl2+h CF2Cl +Cl.每个氟氯烃类化合物通过光解最终将把分子内全部的Cl 都释放出来。b.ClOx清除O3的催化循环反应ClOx破坏O3层的过程可通过如下循环反应进行：Cl+O3 ClO+O2O+ClO Cl+O2总反应：O+O3 2O2与氧原子的反应是决定整个消除速率的步骤。4）总结总结上述O3层破坏的反应过程，可得到：Y+O3 YO+O2O+YO Y+O2总反应：O+O3 2O2/Y该过程是三位化学家F.Sherwood.Rowland(什伍德.罗兰)、Mario Molina(马利奥.莫琳娜)、Paul Crutzeu(保罗.克里森)在1995年提出并总结的，因此获得了1995年诺贝尔化学奖。1）对人类健康的危害2、臭氧层破坏的危害皮肤癌和各种皮肤病患病率增加白内障患病率增加人体免疫机能下降，易患多种传染性疾病2）使作物产量下降实验表明，过量的紫外线辐射会使植物叶片变小，减少了植物进行光合作用的面积，从而影响作物的产量。臭氧层厚度减少25，大豆将会减产2025。3）使海洋生态系统破坏强烈的紫外线照射，对海洋表层的浮游植物、浮游动物、幼体鱼类的生存带来巨大威胁，进而导致整个海洋生态系统的崩溃，形成所谓“海洋荒漠”。逐渐减少和终止臭氧耗竭物质的使用和排放加速氟利昂替代品的研制与开发3、臭氧层破坏的防治对策保护臭氧层的个人行为：购买带有无氯氟化碳标志的产品；处理废旧冰箱和电器时，除去其中的氟氯化碳和氟氯烃制冷剂；不用含甲基溴的杀虫剂，选用适合的替代品；告诉你的家人、朋友、同事、邻居、保护环境、保护臭氧层的重要性，让大家了解哪些是消耗臭氧层物质。补补天天在在行行动！动！Thank You!Thank You!