臭氧层空洞.doc

臭氧层空洞
在高层大气中(高度范围约离地面15km~25km),由氧吸收太阳紫外线辐射而生成可观量的臭氧()。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:

和属于同素异形体,在通常的温度和压力条件下,两者都是气体。
当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220nm~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15km~35km的大气层中,所以未受到重视。近年来不断测量的结果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,又会导致的温室效应加剧。
人类活动产生的微量气体,如氮氧化物和氟氯烃等,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的大量使用。氟里昂被广泛用作制冷剂、发泡剂、清洗剂、气喷雾剂等。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Cl原子,Cl原子则可引发破坏循环的反应:
由第一个反应消耗掉的Cl原子,在第二个反应中又重新产生,又可以和另外一个起反应,因此每一个Cl原子能参与大量的破坏的反应,这两个反应加起来的总反应是:

反应的最后结果是将转变为,而Cl原子本身只作为催化剂,反复起分解的作用。就被来自氟里昂分子释放出的Cl原子引发的反应破坏。
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,其中含有各种可与作用的污染物,如NO和某些自由基等。人口的增长和氮肥的大量施用等也可以危害到臭氧层。在氮肥的分解中会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(