臭氧层被破坏的原因
臭氧层的破坏 1、原因:地球上有一层保护膜,存在于包围在地球的大气中,就是臭氧层,臭氧层会将紫外线挡在地球外面,保护地球上的生物不会受到伤害。人类制造了大量会破坏臭氧层的物质,使地球南北极的臭氧层受到破坏。 2、影响:臭氧层被破坏造成地球紫外线增加,紫外线会破坏包括DNA在内的生物分子,还会增加罹患皮肤癌、白内障的机率,而且和许多免疫系统疾病有关。海洋中的浮游生物受致命的影响,海洋生态系统受破坏。农作物减产。加强温室效应。 3、我们不应该做的事:氟氯碳化物的使用,购买冷气、冰箱、汽车、喷雾剂等,应选购不含氟氯碳化物的产品。 4、补充资料:大气中的臭氧绝大部分都集中在离地面大约25~30公里的上平流层中,称为“臭氧层”。名虽为一层,但实际上臭氧分布各地并不均匀,而且大气中臭氧的总含量非常少,尚不到1ppm。这极薄的一层臭氧,对于地球上的生命非常重要,因为臭氧能吸收阳光中的紫外线,这些紫外线波长很短,而且有致命危险的辐射线,将这些紫外线转换成热能,只有极少量能到达地表。 由于臭氧在平流层中维持与氧气、氧原子等紫外线作用下的动态平衡,生物圈主要部分的耗氧量,及向上排放有可能参与或影响到此类反应(包括O3═O2+O′+2O3═3O2)的物质(如氯原子)都有可能威胁 到 “臭氧层”的臭氧含量,至此呼吁节能减排,植树造林,自觉维护生态环境,十分重要。 臭氧是氧气的一种同素异形体(由相同的元素组成,但分子结构不同。)顾名思义,臭氧又一种刺鼻的气味,所以得此恶名。在大气层的10公里到50公里高度的区域,臭氧有相当的浓度,叫做臭氧层。 臭氧层被大量损耗后,吸收紫外辐射的能力大大减弱,导致到达地球表面的紫外线B明显增加,给人类健康和生态环境带来多方面的的危害,目前已受到人们普遍关注的主要有对人体健康、陆生植物、水生生态系统、生物化学循环、材料、以及对流层大气组成和空气质量等方面的影响。 过多地使用氯氟烃类化学物质(用CFCs表示)是破坏臭氧层的主要原因。氯氟烃是一种人造化学物质,1930年由美国的杜邦公司投入生产。在第二次世界大战后,尤其是进入60年以后,开始大量使用,主要用作气溶胶、制冷剂、发泡剂、化工溶剂等。另外,哈龙类物质(用于灭火器)、氮氧化物也会造成臭氧层的损耗。 在平流层内离地面20~30千米的地方是臭氧的集中层带,在这个臭氧层中存在着氧原子(O)、氧分子(O2)和臭氧(O3)的动态平衡。但是氮氧化物、氯、溴等活性物质及其他活性基团会破坏这个平衡,使其向着臭氧分解的方向转移。而CFCs物质的非同寻常的稳定性使其在大气同温层中很容易聚集起来,其影响将持续一个世纪或更长的时间。在强烈的紫外辐射作用下它们光解出氯原子和溴原子,成为破坏臭氧的催化剂(一个氯原子可以破坏10万个臭氧分子)。
臭氧层只是一种结果产物:
3O2 + 紫外线 = 2O3
只要是氧原子O,无论是处在臭氧O3结构里,还是处在氧气O2结构里,都能屏蔽紫外线,同分子特定形态无关,在于是氧原子O的电子连珠结构产生紫外吸收光谱作用,而非氧的特定分子结构O3产生紫外吸收光谱作用。这也是大多只要含氧原子O的化合物里比如玻璃、水,都有很好的吸收紫外线的功能。
由于地球南北两极纬度最高,接受紫外线辐射量最少,相对应的此区域的氧气分子吸收紫外线后形成的臭氧分子也最少。当南半球进入冬季,南极处于极夜状态,氧气分子吸收紫外线达到最低水平,生成的臭氧量较其它月份最低,于是人们会发现臭氧空洞“扩大”;反之,南半球进入夏季,南极处于极昼状态,氧气分子吸引紫外线达到最高水平,生成的臭氧量较其它月份最高,于是人们会发现臭氧空洞“缩小”,这是南极臭氧空洞范围动态变化的内在机制。
这是南北极臭氧空洞形成的原因之一:输入紫外线少,臭氧产量少。
地球南北两极上空,是地球以太旋涡的两个涡口所处位置,涡口每时每刻都在吸入微观以太旋涡,这个吸入作用形成寒流与极地东风,在“寒流”与“大气环流”小节描绘过这个动态过程。臭氧分子是三个氧原子O耦合结构的次生以太旋涡,有很强的涡流偏向性,即极性,于是很容易受地球南北两极涡口的以太涡流牵引而被导向地面后消散,如带电离子坠入南北极一般,于是南北两极的臭氧浓度就变得越发低。当然如氟化昂等化工分子与臭氧分子产生化学反应,也会导致臭氧变少,但这不是主体作用。
这是南北极臭氧空洞形成的原因之二:南北两极空洞区域的臭氧时刻被清理,存留少。
南北两极的臭氧空洞,其实是一个很正常的自然现象,南北两极的以太涡口空间臭氧含量低,就如台风的涡眼空间云汽含量低,其原理几近一致。而紫外线不仅被臭氧屏蔽,也被整个大气层屏蔽,没有了臭氧,氧气也能屏蔽紫外线,人们对南北极臭氧空洞扩大后的紫外线伤害的担心是杞人忧天。自然,减少化工分子的排放与燃烧,可以极大改善空气质量,对人们的身体健康还是很有好处的。
越来越多的科学证据证实氯和溴在平流层通过催化化学过程破坏臭氧是造成南极臭氧洞的根本原因。
人工合成的一些含氯和含溴的物质是造成南极臭氧洞的元凶,最典型的是氟氯碳化合物(CFCs,俗称氟里昂)和含溴化合物哈龙(Halons)。
那么,氟里昂和哈龙是怎样进入平流层,又是如何引起臭氧层破坏的呢?
我们知道,就重量而言,人为释放的CFCs 和Halons的分子都比空气分子重,但这些化合物在对流层是化学惰性的,即使最活泼的大气组分—自由基对CFCs 和Halons的氧化作用也微乎其微,完全可以忽略。因此它们在对流层十分稳定,不能通过一般的大气化学反应去除。经过一两年的时间,这些化合物会在全球范围内的对流层分布均匀,然后主要在热带地区上空被大气环流带入到平流层,风又将它们从低纬度地区向高纬度地区输送,在平流层内混合均匀。
在平流层内,强烈的紫外线照射使CFCs 和Halons分子发生解离,释放出高活性的原子态的氯和溴,氯和溴原子也是自由基。氯原子自由基和溴原子自由基就是破坏臭氧层的主要物质,它们对臭氧的破坏是以催化的方式进行的:
Cl + O3 →ClO + O2
ClO + O →Cl + O2
溴原子自由基也是以同样的过程破坏臭氧,因此,也是催化剂。据估算,一个氯原子自由基可以破坏104—105个臭氧分子,而由Halon释放的溴原子自由基对臭氧的破坏能力是氯原子的30—60倍。而且,氯原子自由基和溴原子自由基之间还存在协同作用,即二者同时存在时,破坏臭氧的能力要大于二者简单的加和。
但是,上述的均相化学反应并不能解释南极臭氧洞形成的全部过程。深入的科学研究发现,臭氧洞的形成是有空气动力学过程参与的非均相催化反应过程。所谓非均相,是指大气中除气态组分外,还有固相和液相的组分。人们对大气中存在云、雾和降雨等早已司空见惯,但这种现象一般发生在对流层。平流层干燥寒冷,空气稀薄,较少出现对流层这些天气现象。但在冬天,南极地区的温度极低,可以达到零下80 oC, 这样极端的低温造成两种非常重要的过程,一是极地的空气受冷下沉,形成一个强烈的西向环流,称为“极地涡旋”(Polar Vortex)。该涡旋的重要作用是使南极空气与大气的其余部分隔离,从而使涡旋内部的大气成为一个巨大的反应器。另外,尽管南极空气十分干燥,极低的温度使该地区仍有成云过程,云滴的主要成分是三水合硝酸(HNO33H2O)和冰晶,称为极地平流层云(Polar Stratospheric clouds)。
实际上,当CFCs 和Halons进入平流层后,通常是以化学惰性的形态(ClONO2和HCl)而存在,并无原子态的活性氯和溴的释放。南极的科学考察和实验室的研究都证明,化学惰性的ClONO2和HCl 在平流层云表面会发生以下化学反应:
ClONO2 + HCl → Cl2 + HNO3
ClONO2 + H2O → HOCl + HNO3
生成的HNO3 被保留在云滴相中。当云滴成长到一定的程度后将会沉降到对流层,与此同时也使HNO3从平流层去除,其结果是造成Cl2 和HOCl 等组分的不断积累。
Cl2 和HOCl 是在紫外线照射下极易光解的分子,但在冬天南极的紫外光极少,Cl2 和HOCl的光解机会很小。当春天来临时,阳光返回南极地区,太阳辐射中的紫外射线使Cl2 和HOCl开始发生大量的光解,产生前述的均相催化过程所需的大量的原子氯,从而造成严重的臭氧损耗。氯原子的催化过程可以解释所观测到的南极臭氧破坏的约70%,另外,氯原子和溴原子的协同机制可以解释大约20%。 随后更多的太阳光到达南极,南极地区的温度上升,气象条件发生变化,结果是南极涡旋逐渐消失,南极地区臭氧浓度极低的空气传输到地球的其他高纬度和中纬度地区,造成全球范围的臭氧浓度下降。
由于人为活动导致水蒸气,氮氧化物和氟氯烃等排放到大气中,产生的活性基团加速了臭氧层的耗损从而导致臭氧层破坏
1、大量施加氮肥
2、制冷工业、喷雾剂和发泡剂的大量生产,空气中排放了大量的氟氯烃等物质,将臭氧分解
臭氧层破坏的主要原因
主要原因之一是使用氯氟烃(CFCs)。氯氟烃是一种人造化学物质,被广泛用于制冷、发泡、喷雾和电子设备等领域。这些化学物质可以破坏臭氧分子,使得臭氧层逐渐变薄,使得更多的紫外线辐射到达地球表面,对人类健康和生态系统产生负面影响。此外,农业生产中使用的一些化肥也会释放出氮氧化物,这些物质也可以对...
臭氧层为什么会被破坏?
1. 氯和溴通过催化化学过程在平流层破坏臭氧,这是南极臭氧洞形成的主要原因。1985年,英国科学家法尔曼等人在南极哈雷湾观测站发现,过去10至15年间,每到春天南极上空的臭氧浓度会减少约30%,近95%的臭氧被破坏。2. 卫星观测显示,南极上空的臭氧洞有时覆盖面积比美国国土面积还要大。到1998年,臭氧...
臭氧层破坏的主要原因
6. 臭氧层破坏的严重后果:臭氧层变薄会导致更多的紫外线辐射到达地球表面,对人类健康和生态系统产生负面影响,如皮肤癌、免疫系统受损等。7. 国际社会采取的行动:1987年签署的《蒙特利尔议定书》限制了氯氟烃的生产和使用,同时也有措施减少化肥使用以降低氮氧化物排放。8. 个人行动与环保意识:个人可...
臭氧层被破坏的主要原因是什么?
氯氟烃类化学物质(CFCs)是破坏臭氧层的主要原因,这些人造化学物质自20世纪60年代以来被广泛使用。此外,哈龙类物质(用于灭火器)和氮氧化物也会导致臭氧层损耗。这些物质在大气中的稳定性使得它们的影响可能持续一个世纪或更长时间。在紫外线的作用下,它们会释放出氯原子和溴原子,这些活性原子成为破...
臭氧层被破坏的主要原因
3. 热带雨林的破坏。热带雨林是地球上最重要的生态系统之一,其中的植物能够将大量的二氧化碳转化为氧气,从而减缓气候变化的速度。然而,热带雨林的破坏已经导致大量的CO2和其他温室气体释放到大气中,从而进一步破坏臭氧层。总之,臭氧层被破坏的主要原因包括CFCs的使用、车辆和工厂排放以及热带雨林的破坏等。
臭氧层破坏的原因危害及措施
人类过多地使用氯氟烃类化学物质(用CFCs表示)是臭氧层被破坏的主要原因。氯氟烃是一种人造化学物质,自1930年代开始生产,并在20世纪60年代后大量用作气溶胶、制冷剂、发泡剂和化工溶剂。此外,哈龙类物质(用于灭火器)和氮氧化物也会导致臭氧层损耗。CFCs的稳定性使其在大气中持续很长时间,并在紫外...
臭氧层破坏的原因 臭氧层破坏的原因有哪些
臭氧层被破坏的主要原因是人们大量使用氯氟烃、四氯化碳、甲烷等物质,加速了臭氧层的破坏。比如我们平时所用的空调,它需要氟利昂来工作,氟利昂气体比空气轻,一经释放,会慢慢上升到地球大气圈的臭氧层顶部。紫外线会把氟利昂气体中的氯原子分解出来,氯原子把臭氧中的一个氧分子夺去,使臭氧变成氧气。臭...
臭氧层破坏的主要原因
臭氧层破坏的主要原因是人类大量的使用氯氟烃、四氯化碳、甲烷等化学物质。臭氧层是大气层的平流层中臭氧浓度高的层次。浓度最大的部分位于20—25公里的高度处。若把臭氧层的臭氧校订到标准情况,则其厚度平均仅为3毫米左右。臭氧含量随纬度、季节和天气等变化而不同。紫外辐射在高空被臭氧吸收,对大气...
臭氧层破坏的主要原因是
臭氧层破坏的主要原因可以分为几个方面:首先,自然因素如太阳活动对臭氧层的影响不容忽视。太阳辐射强度的变化、大气运动导致温度场和压力场的变动,以及与臭氧生成相关的化学成分的迁移和输送,都会对臭氧层的光化学平衡产生影响,进而改变臭氧的浓度和分布。其次,化学反应物的排放也对臭氧层造成直接影响。
臭氧层破坏的原因是怎样的,臭氧层破坏对生物圈的影响
在地球的地表之上,有一个大气层保护着我们的地球表面,它就是我们平时忽略的臭氧层,一旦臭氧层破坏,那么对紫外线的阻挡作用减弱,给地球表面带来很可怕的伤害,那么臭氧层破坏的原因是怎样的呢?一起来了解下。臭氧层破坏的原因 现在臭氧层被破坏的主要原因是人为的,人类大量使用氯氟烃(CFCs)、溴氟烷...
董侦典灵:[答案] 对于大气臭氧层破坏的原因,科学家中间有多种见解.但是大多数人认为,人类过多地使用氯氟烃类化学物质(用CFCs表示)是破坏臭氧层的主要原因.氯氟烃是一种人造化学物质,1930年由美国的杜邦公司投入生产.在第二次世界大战后,尤其是进...
密云县19438793481: 臭氧层被破坏的原因是由于 - ?
董侦典灵: 破坏原因:1.当氟氯碳化物漂浮在空气中时,由于受到阳光中紫外线的影响,开始分解释出氯原子出来.2.这些氯原子的活性极大,常喜欢与其它物质结合.因此当它遇到臭氧的时候,便开始产生化学变化!3.臭氧被迫分解成一个氧原子(O...
密云县19438793481: 臭氧层破坏的机理是什么啊 - ?
董侦典灵: 机理: 人为消耗臭氧层的物质主要是:广泛用于冰箱和空调制冷、泡沫塑料发泡、电子器件清洗的氯氟烷烃(CFCs)以及用于特殊场合灭火的溴氟烷烃(Halons哈龙)等化学物质. 消耗臭氧层的物质,在大气的对流层中是非常稳定的,可以停...
密云县19438793481: 破坏臭氧层的主要原因是人类燃煤排放的二氧化硫进入平流层.______. - ?
董侦典灵:[答案] 破坏臭氧层的主要原因是人类向空气中排放含氟元素的化合物,含氟元素的化合物破坏臭氧层,易形成臭氧空洞;二氧化硫是造成酸雨的主要气体,故答案为:*
密云县19438793481: 臭氧层破洞的原因 - ?
董侦典灵:[答案] 臭氧层破坏的主要原因是人造化工制品氯氟烃和哈龙污染大气的结果.氯氟烃,即氟里昂(CFC).应用于泡沫塑料、护发摩丝、灭火剂、杀虫剂、致冷剂的生产中.氯氟烃气体一经释放,就会慢慢上升到地球大气圈的臭氧层顶部.在...
密云县19438793481: 臭氧层被破坏的主要原因是什么? - ?
董侦典灵: 臭氧层的破坏 1、原因:地球上有一层保护膜,存在于包围在地球的大气中,就是臭氧层,臭氧层会将紫外线挡在地球外面,保护地球上的生物不会受到伤害.人类制造了大量会破坏臭氧层的物质,使地球南北极的臭氧层受到破坏. 2、影响:...
密云县19438793481: 臭氧层被破坏的原因臭氧层为什么遭到破坏 - ?
董侦典灵:[答案] 臭氧遇上氟利昂了
密云县19438793481: 说明臭氧层破坏的原因和机理 - ?
董侦典灵:[答案] 臭氧层空洞形成机制 臭氧层空洞的形成是一种与物理化学、大气化学、大气环流、气候环境和太阳紫外辐射等多种因素有关的、复杂的大气现象和过程.目前对于解释臭氧层空洞出现的成因和机制归纳起来大致有三种理论:第一种认为动力气象学上...
密云县19438793481: 造成臭氧层空洞的主要原因是什么 - ?
董侦典灵:[答案] 氟利昂的广泛运用造成了臭氧层空洞. 臭氧是一种有特殊臭味的气体,由三个氧原子组成.所谓臭氧层,主要是指离地面15-50公里的大气平流层中比较集中的臭氧.即使在那里,臭氧的浓度也只有10ppm( 即百万分之十).倘若将这些臭氧全部集...
密云县19438793481: 导致臭氧层受到破坏的原因 - ?
董侦典灵:[选项] A. 二氧化碳 B. 氯氟化合物 C. 碳氢化合物 D. 二氧化硫