环境化学臭氧层的形成与损耗
环境化学臭氧层的形成与损耗
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（2）极地O3损耗的化学机制 太阳活动学说 大气动力学学说 化学机制说（氟氯化烃）
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从化学机制上主要有：
§氯溴协同机制： Cl• + O3 ClO• + O2 Br• + O3 BrO• + O2 BrO•+ ClO• Cl•+Br• + O2 总反应： 2O3 3O2
O3层破坏主要有三类链反应：HOx•、NOx•、ClOx•。 （1）NOx的催化作用(天然源、飞机排放、宇宙射线) ① 平流层中的N2O
N2O+ O• 2NO NO+O3NO2+O2 ② NOx•清除O3 的催化循环反应 NO + O3 NO2 + O2 NO2 + O• NO + O2 总反应： O• + O3 2O2 ③ NOx•的消除 N•+NO N2+O2 NO2 + O• N2O+ O• 精品课件
臭氧层的形成与损耗
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三、臭氧层的形成与消耗
1、O3 生成与消耗反应方程式
• 生成反应：O2 + h（ 243nm） 2O• O• + O2 + M C+ M
§ 消耗反应：O3 + h（210 290nm） O2 + O• 或者： O• + O3 2O2
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2、O3层破坏的催化反应机理
（3）极地O3损耗的全球大气动力学和气候学机制
为什么仅仅在南极、北极出现臭氧空洞？ 为什么在热带地区的平流层中没有发现臭氧层的破坏？பைடு நூலகம்
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为什么在南极出现臭氧空洞比较大？ ◆从O3的空间分布角度分析：（全球大气动力学） Ø全球O3的空间浓度分布是赤道低、中高纬高。原因？ Ø但在极地的中心O3的浓度又比较低，原因？ Ø而且极地地区极低的气温，不利于O3的合成 ◆从O3合成的时间分布分析：（气候学） Ø冬季的南极，气温极低，漫长的冬季，几乎没有O3的合成发生。 Ø晚东早春，南极的气温达到了最低点，Cl原子的临时储存库 Ø但是由于在南极的漫长冬季里，阳光不会强烈（极夜）， Ø在早春，南极的阳光一下子强烈，大量在冬季累积的HOCl和Cl2导致O3在 短时间内的大量破坏 Ø随着极地的温度逐渐升高南极臭氧精品逐课渐件得到恢复，臭氧空洞就会减少：
臭氧层的形成与耗损
臭氧的消耗过程
其一为光解 主要是吸收波长为210nm<λ <290nm的紫外光的 光解： 03+hv→02+O· 此过程就是臭氧层吸收了来自太阳的大部分紫外 光，从而使地面生物不受其伤害的原因。 另一消耗过程为：03+O· →202
臭氧层破坏的催化过程
Y+O3 → YO· +O2 YO· +O·→Y＋ +O2
1989年 ，中国加入了《保护臭氧层维也纳公约》 参与了历次的《保护臭氧层维也纳公约》和《关 于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》缔约国会 议 1991年加入了修正后的《关于消耗臭氧层物质的 蒙特利尔议定书》 1991年成立了保护臭氧层领导小组，开始编制并 完成了《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案》 1999年7月1日冻结了氟利昂的生产，并将于2010 年前全部停止生产和使用所有消耗臭氧层物质。
1987 年 10 月，南极上空的臭氧浓度下降到了 19571978年间的一半，臭氧洞面积则扩大到足以覆盖整 个欧洲大陆; 1994年10月观测到臭氧洞曾一度蔓延到了南美洲最 南端的上空1995年观测到的臭氧洞的天数是77天; 1996年几乎南极平流层的臭氧全部被破坏，臭氧洞 发生天数增加到80天; 1997年至今，科学家进一步观测到臭氧洞发生的时 间也在提前; 1998 年臭氧洞的持续时间超过 100 天，是南极臭氧 洞发现以来的最长记录，而且臭氧洞的面积比1997 年增大约15%，几乎可以相当三个澳大利亚的面积。 这一迹象表明，南极臭氧洞的损耗状况正在恶化之 中。
在我国青藏高原上空，科学家们发现，每年
夏季（5-8月）出现明显的臭氧异常低值中心， 该中心逐年在加深，平均每年递减率达 0.35%。 2000年1-3月期间，北极上空臭氧层耗损曾经 达到 60% ，是历史上该地区臭氧层耗损的最 高水平。
大气层中的臭氧与紫外线辐射了解臭氧层的形成和破坏机制
大气层中的臭氧与紫外线辐射了解臭氧层的形成和破坏机制大气层中的臭氧与紫外线辐射——了解臭氧层的形成和破坏机制大气层中的臭氧与紫外线辐射是一个重要的环境问题，对人类健康和生态系统稳定都有着深远的影响。
本文将重点探讨臭氧层的形成和破坏机制，以加深对这一现象的理解。
一、臭氧层的形成臭氧层是大气层中含有较高浓度的臭氧气体的区域。
该层位于平流层中的同温层，俗称臭氧层。
臭氧层的形成源于大气层中的臭氧生成与分解循环。
1. 臭氧生成大气中的臭氧主要通过紫外线辐射的作用下，氧分子（O2）的光解而生成。
在紫外线照射下，O2分子将解离为两个自由氧原子（O）。
这两个自由氧原子与其他的O2分子碰撞形成臭氧分子（O3）。
光解反应方程式：O2 + 光能→ 2O臭氧生成方程式：O + O2 → O32. 臭氧分解臭氧层中形成的臭氧，也会通过吸收紫外线而分解。
臭氧分解会释放出一个自由氧原子和一个氧分子。
臭氧分解方程式：O3 + 光能→ O2 + O由上述反应可知，臭氧的形成与分解在大气层中是一个动态平衡过程。
正常情况下，臭氧的生成速率与分解速率保持平衡，从而维持了臭氧层的存在。
二、臭氧层的破坏机制尽管臭氧层的形成与分解达到平衡，然而一些人为因素以及自然因素的干扰，会对臭氧层的稳定造成破坏。
1. 温室气体的排放温室气体的大量排放是造成臭氧层破坏的主要原因之一。
主要的温室气体包括二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）和氟氯碳化合物（CFCs 等）。
这些气体的排放会导致地球的温度上升，进而影响臭氧层的稳定。
2. 氟氯碳化合物（CFCs）的破坏CFCs是一类广泛应用于制冷剂、喷雾剂和发泡剂等工业产品中的人工合成化合物。
CFCs的排放会导致大气中的臭氧分子被破坏。
CFCs 中的氯原子在被紫外线辐射作用下释放出，然后与臭氧发生反应，从而破坏臭氧分子。
3. 紫外线辐射的增加由于人类活动和大气中温室气体的增加，地球上的紫外线辐射量逐渐增加。
紫外线辐射不仅对人类健康有直接的危害，同时也会造成臭氧层的破坏。
臭氧层的形成和化学破坏
臭氧层的形成和化学破坏摘要：臭氧层的破坏，是人类面临的三大环境问题之一.臭氧层担当着防止高能紫外线辐射直接照到地球表层大气的作用，因而臭氧层的存在是与人类健康及生态平衡关系密切的问题.随着现代工业的发展，平流层大气受到污染，臭氧层遭到破坏.自从二十世纪70年代Crutzen发现臭氧层遭到破坏以来，世界各国对此问题非常重视，做了大量研究，已基本弄清臭氧层的形成、作用及被破坏机理等问题，并制定了保护臭氧层的一系列国际公约，使臭氧层被破坏的速度得以减缓.关键词：形成；机理；保护作者简介：王国栋（1985-），男，本科，中学二级教师，陕西户县人，研究方向：高中化学教学研究. 一、臭氧层的形成在平流层中，氧气吸收波长为180nm-240nmUV（紫外线）光而使氧气分子分解：O2+hν→O+O自由的O原子和其它的O2分子形成臭氧，该反应被认为是平流层中臭氧的唯一来源：O2+O+M → O3+M但臭氧也会发生光解而遭到破坏：O3+O → O2+O2可见，平流层中同时存在着臭氧的产生和臭氧的分解两种光化学过程，这两种过程在光的作用下会达到动态平衡.最终，在离地面25km-30km的高空，就形成一浓度相对较大和稳定的臭氧层，阻挡了对人类有害的高能紫外线. 二、臭氧层化学破坏的机理目前，人类认为直接破坏臭氧层的物质有：氮氧化物、氢氧自由基和卤代烷烃等.1.氮氧化物对臭氧层的破坏作用存在于大气中的氮氧化物有：N2O、NO、NO2. N2O是自然界微生物活动的产物，大气中含量很少，活性较小，在低层大气中被认为是非污染性气体，当其扩散至平流层后，可被转化为一氧化氮： N2O+O → NO+NO N2O+hν→ NO+N平流层中破坏臭氧的污染物为NO：O3+NO → NO2+O2NO2也能与平流层中较丰富的氧原子反应：NO2+O → NO+O2该反应速率较快，生成的一氧化氮再次破坏臭氧，可以认为是在一氧化氮催化下加速了臭氧与氧原子的反应：O3+ONOO2+O2据研究，一个N2O分子产生的NO引发上述链式反应，可破坏105个臭氧分子.一氧化氮来源有两种方式，自然来源由一氧化二氮产生，人工源主要来自于平流层下部飞行的超音速飞机排放的废气.其排放的废气中所含的氮氧化物及水气均可破坏臭氧.2.氢氧自由基对臭氧层的破坏平流层中HO?自由基的来源主要来自喷气机排放的废气中的水气，其与臭氧的反应：HO?+O3 → O2+HO2? HO2?+O → O2+HO?HO?自由基反复产生，其实质是在HO?自由基催化作用下臭氧与氧原子反应生成氧分子：O3+OHO?O2+O23.卤代烷烃对臭氧层的破坏（1）氟利昂氟利昂是含氟氯饱和烃类的总称.Rowland和Molina于1974年提出了CFCs理论，阐明了氟利昂影响臭氧层厚度的机理.以CCl2F2为例：CCl2F2+hν→ CF2Cl?+Cl光解产生的Cl原子与臭氧发生作用，使臭氧遭到破坏：O3+Cl → ClO?+O2ClO?+O → Cl+O2 ClO?+O3 → ClO2?+O2 ClO2?+hν → Cl+O2 … …其实质是在Cl原子催化下，臭氧与氧原子反应，生成氧分子：O3+O Cl O2+O2科学家证实，随着大气层高度的增加，氯原子对臭氧的破坏作用增强，当处于平流层时，一个氯原子可以分解掉105个O3分子.因此，氟利昂对平流层中的臭氧有巨大的破坏作用.（2）哈隆哈隆是一类含溴卤代甲、乙烷的商品名，主要用做灭火器.哈隆破坏臭氧层的机理与氟利昂类似，实质是在溴原子催化作用下，臭氧与氧原子反应： O3+O Br O2+O2研究结果表明，在平流层中，哈隆比氟利昂破坏更大. （3）其它卤代烷烃工农业生产中应用的氯仿（CHCl3）、甲基氯仿（CH3CCl3）等其它氯代烷?N也同样分解破坏臭氧.综上所述，氮氧化物、HO?自由基、氟氯代烃等破坏臭氧层的机理是：这些物质分别产生的NO、HO?自由基、氯或溴原子等作为催化剂，加速了臭氧与氧原子的反应. 几种破坏臭氧层的物质中，主要危害物为氮氧化物，约占破坏总量的65%，其次为HO?自由基，约为20%，卤代烷烃类约占10%，自然破坏仅占5%左右. 三、臭氧层的保护1987年，联合国26个会员国在加拿大蒙特利尔签署了环境保护公约《蒙特利尔破坏臭氧层物质管制议定书》，又称《蒙特利尔议定书》.该议定书禁止或淘汰使用耗蚀臭氧层的化学品，其中包括曾广泛用于冰箱和喷雾器中的氟氯碳化物，自1989年1月1日起生效，开始了全球保护臭氧层的行动.1995年联合国大会决定，每年的9月16日为国际保护臭氧层日.联合国组织300名科学家对大气臭氧水平进行持续监测，每4年为一个评估期.随着世界各国的努力，臭氧层在2000年�D2021年间变厚了4%，南极洲上空的臭氧空洞也停止扩大.臭氧层虽然有所恢复，但离痊愈还很遥远，人类的保护行动依然任重道远. 参考文献：[1]成广兴，邵军.臭氧层的化学破坏及其对策.化学通报，1999，（9）：44～47.[2]汪桂斌.环境化学的回顾与展望.化学通报，1999，（11）：14～15.[3]龚书椿，陈应新，韩玉莲，张静贞.环境化学，上海：华东师范大学出版社，1991：133～137.[4]大连理工大学无机化学教研室编.无机化学（第4版），北京：高等教育出版社，2001：14～15.感谢您的阅读，祝您生活愉快。
大气层中的臭氧层和气候
大气层中的臭氧层和气候臭氧层是大气层中的一个关键组成部分，对于地球的气候和人类生存环境起着至关重要的作用。
本文将探讨臭氧层的形成机制、破坏原因以及与气候变化的关系。
一、臭氧层的形成机制臭氧层主要位于大气层的同温层中，距离地面约15至50公里之间。
它主要由臭氧（O3）分子组成，而臭氧的生成与破坏是一个动态平衡过程。
一方面，太阳辐射通过紫外线（UV-C、UV-B和UV-A）的照射，将分子态的氧（O2）分解为氧原子（O）。
这些氧原子与氧分子再结合，形成臭氧分子。
另一方面，臭氧分子在太阳紫外线的作用下会发生分解，重新生成氧原子和氧分子。
这两个过程同时发生，维持着臭氧层的稳定存在。
二、臭氧层的破坏原因虽然臭氧自然形成和破坏的过程是平衡的，但是一些人类活动却破坏了这一平衡，导致了臭氧层的破坏。
最主要的破坏因素是人类活动排放的化学物质，包括氯氟碳化合物（CFCs）、氢氟氯碳化合物（HCFCs）和溴化物等。
这些化学物质被释放到大气中后，会随着空气流动逐渐上升到臭氧层，然后被紫外线辐射分解，释放出氯原子、氟原子和溴原子。
这些原子会与臭氧分子反应，从而破坏臭氧分子，使臭氧层变薄。
三、臭氧层与气候变化的关系臭氧层的破坏对气候变化有着重要影响。
首先，臭氧层可以吸收和散射大气层的部分紫外线辐射，保护地球表面的生物免受伤害。
如果臭氧层变薄，更多的紫外线将穿过大气层到达地球表面，对植物、动物和人类造成损害，引发皮肤癌、白内障等疾病。
其次，臭氧是温室气体之一，它的浓度变化会影响大气的热平衡。
一方面，臭氧的破坏导致大气层升温，加剧了全球变暖的趋势。
另一方面，臭氧也有冷却的作用，特别是在同温层中，它的变化会对大气环流和气候系统产生重要影响。
四、臭氧层保护与减缓气候变化为了保护臭氧层并减缓气候变化，国际社会采取了一系列行动。
1987年，各国签署了《蒙特利尔议定书》，承诺逐步淘汰和减少使用臭氧层破坏物质，取得了显著成效。
另外，各国还加强了监测和研究工作，以更好地了解臭氧层的变化和对气候变化的影响。
大气层中臭氧生成及消耗过程
大气层中臭氧生成及消耗过程大气层是地球上的一个重要保护层，它由数个不同层次组成，其中最重要的层次之一是臭氧层。
臭氧在大气中的生成和消耗过程对于地球的气候和生态系统都具有重要影响。
臭氧层位于地球大气层的同温层，大约位于地球表面以上10至50公里的高空范围内。
臭氧层的主要成分是臭氧分子（O3），它是由三个氧原子组成的。
臭氧层主要存在于大气层中的平流层和同温层之间的臭氧层。
臭氧在大气中的生成主要通过紫外线辐射引起的氧分子光解反应来进行。
当紫外线辐射照射到大气中的氧分子（O2）时，会将氧分子分解成两个独立的氧原子（O）。
这两个氧原子会与其他氧分子结合，形成臭氧分子（O3）。
这个过程被称为臭氧生成反应。
臭氧的生成过程主要发生在同温层的顶部，因为这个区域接受到最强烈的紫外线辐射。
然而，臭氧在大气中也会发生消耗的过程。
大气中的其他化学物质，例如氮氧化物（NOx）、氯氟烃（CFCs）和一氧化氮（NO）等，都可以与臭氧反应，并导致臭氧的消耗。
其中，氮氧化物主要来自于人类活动，例如汽车尾气和工业排放。
氯氟烃主要是一种人造化学物质，广泛应用于冷冻、空调和喷雾剂等产品中。
这些化学物质会在大气中逐渐分解，释放出氯和氟原子，它们与臭氧进行反应，破坏臭氧层。
一氧化氮则主要由火力发电厂和工业的燃烧过程中产生。
这些化学物质中的氮氧化物反应后形成一氧化氮，而一氧化氮与臭氧反应会产生亚氮酸和其他产物，从而导致臭氧消耗。
虽然臭氧在大气中消耗的过程是自然的，但人类的活动加速了这种消耗过程。
大量的氮氧化物和氯氟烃的排放导致臭氧的消耗速度超过了臭氧的生成速度，这也被称为臭氧空洞。
臭氧空洞的存在对地球上的生态系统和人类健康产生了深远影响。
臭氧层的减少会导致紫外线辐射的增加，对植物生长和光合作用产生负面影响，对人类的健康也有潜在危害。
紫外线辐射会对人体的皮肤和眼睛造成伤害，并增加皮肤癌和白内障等疾病的风险。
因此，保护臭氧层是非常重要的。
国际社会通过多边协议，例如蒙特利尔议定书和马德里议定书，禁止使用氯氟烃等有害物质，并控制氮氧化物的排放，以减缓臭氧消耗的速度。
第二章 大气环境化学 (10)臭氧层的形成与耗损
十、臭氧层的形成与耗损1．臭氧层破坏的化学机理平流层中的臭氧来源于平流层中O2 的光解：O2 + hν(λ≤243nm) → O + OO + O2 + M → O3 + M平流层中的臭氧的消除途径有两种①臭氧光解：O3 + hν → O2 + O②能够使平流层的O3 真正被清除的反应为O3 与O 的反应：O3 + O → 2O2由于人类活动的影响，水蒸气、氮氧化物、氟氯烃等污染物进入了平流层，在平流层形成了HO x、NO x 和ClO x 等活性基团，从而加速了臭氧的消除过程，破坏了臭氧层的稳定状态。
（1）平流层中NO x对臭氧层破坏的影响平流层中NO x 主要存在于25km 以上的大气中，其数量约为10μL/m3。
在25km 以下的平流层大气中所存在的含氮化合物主要是HNO3。
①平流层中NO x的来源（a）N2O 的氧化N2O 是对流层大气中含量最高的含氮化合物，主要来自于土壤中硝酸盐的脱氮和铵盐的硝化。
因此，天然来源是其产生的主要途径。
由于N2O 不易溶于水，在对流层中比较稳定，停留时间较长，因此，可通过扩散作用进入平流层。
进入平流层的N2O 有90%会通过光解形成N2：N2O+ hν(λ≤243nm) →N2+O有2%会氧化形成NO：N2O + O → 2NO因此，N2O 在平流层的氧化是平流层中NO 和NO2 的主要天然来源。
（b）超音速和亚音速飞机的排放（c）宇宙射线的分解这个来源所产生的NO x 数量较少。
②NO x清除O3的催化循环反应NO + O3 → NO2 + O2NO2 + O• → NO + O2总反应：O3 + O• → 2O2该反应主要发生在平流层的中上部。
如果是在较低的平流层，由于O•的浓度低，形成的NO2 更容易发生光解，然后与O•作用，进一步形成O3：NO2 → NO + O•O• + O2 + M → O3因此，在平流层底部NO 并不会促使O3 减少。
③NO x的消除（a）由于NO 和NO2 都易溶于水，当它们被下沉的气流带到对流层时，就可以随着对流层的降水被消除，这是NO x 在平流层大气中的主要消除方式。
高空大气层中的臭氧层形成与破坏
高空大气层中的臭氧层形成与破坏在我们头顶上方的高空大气层中，存在着一层对地球生命至关重要的臭氧层。
它就像一把巨大的保护伞，为地球上的生物抵御着来自太阳的有害紫外线辐射。
然而，这一重要的保护层并非一直稳定存在，它面临着形成与破坏的动态变化。
臭氧层的形成是一个复杂而精妙的过程。
在高空大气层中，氧气分子（O₂）在太阳紫外线的作用下发生分解，形成单个的氧原子（O）。
这些氧原子非常活泼，它们与氧气分子迅速结合，形成臭氧分子（O₃）。
这个过程不断重复，使得高空大气层中的臭氧浓度逐渐增加，最终形成了臭氧层。
臭氧层主要分布在距离地面大约 15 至 35 千米的平流层中。
这一区域的大气环流相对稳定，有利于臭氧层的维持。
臭氧层中的臭氧浓度并非均匀分布，而是随着纬度、季节和昼夜等因素而有所变化。
那么，臭氧层为何如此重要呢？主要原因就在于它能够吸收太阳辐射中的大部分紫外线。
紫外线按照波长的不同，可以分为 UVA、UVB 和 UVC 三种类型。
其中，UVC 几乎全部被臭氧层吸收，UVB 大部分被吸收，而 UVA 则有一小部分能够到达地面。
如果没有臭氧层的保护，过量的紫外线将直射地球表面，给生物带来巨大的危害。
对于人类来说，过量的紫外线照射会导致皮肤晒伤、皮肤癌的发病率增加，还可能引发白内障等眼部疾病。
对于植物而言，紫外线会抑制其生长和光合作用，影响农作物的产量和质量。
此外，紫外线还会对海洋生态系统造成破坏，影响浮游生物的生长和繁殖，进而影响整个食物链。
然而，不幸的是，近年来臭氧层面临着严重的破坏。
造成臭氧层破坏的主要物质是人类活动排放的氯氟烃（CFCs）等化合物。
这些化合物性质稳定，能够在大气中长时间存在，并逐渐上升到平流层。
在平流层中，CFCs 等物质在紫外线的作用下分解出氯原子（Cl）。
氯原子具有极强的化学活性，能够与臭氧分子发生反应，将其分解为氧气分子。
一个氯原子可以破坏成千上万的臭氧分子，从而导致臭氧层的损耗。
除了氯氟烃，其他一些物质如哈龙、四氯化碳等也对臭氧层的破坏起到了一定的作用。
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O3 + h（210 290nm） O2 + O• H2O+O•2HO
CH4+O•CH3+HO H2+O•H+HO
O3损耗约10%。反应：•OH + O3 HO2 + O2 HO2•+ O3 •HO + O2
§1985年联合国环境规划署在奥地利的维也纳颁布《保护 臭氧层维也纳公约》；
§虽然人们早就发现CFC对破坏臭氧层有重大贡献，但是必须限制 CFC排放的国际舆论是在1985年南极臭氧空洞出现以后才出现的。
§1987年，加拿大，蒙特利尔，《关于消耗臭氧层物质的蒙特利 尔议定书》，1989年1月1日生效，对世界CFC类物质的生产和使 用，规定了限制时间表。
总反应：2O3 3O2
（3）天然或人为的氯、溴及其卤氧自由基的催化作用
平流层中ClOx的天然源是海洋生物产生的
CH3Cl + h CH3 + Cl（甲基氯-对流层稳定）
氟氯甲烷的光解
CFCl3 + h CFCl2 + Cl CF2Cl2 + h CF2Cl + Cl
氟氯甲烷光解产生的Cl• 可破坏O3 Cl• + O3 ClO• + O2 O• + ClO• Cl• + O2 总反应： O• + O3 2O2
（3）极地O3损耗的全球大气动力学和气候学机制
为什么仅仅在南极、北极出现臭氧空洞？ 为什么在热带地区的平流层中没有发现臭氧层的破坏？
为什么在南极出现臭氧空洞比较大？ ◆从O3的空间分布角度分析：（全球大气动力学） Ø全球O3的空间浓度分布是赤道低、中高纬高。原因？ Ø但在极地的中心O3的浓度又比较低，原因？ Ø而且极地地区极低的气温，不利于O3的合成 ◆从O3合成的时间分布分析：（气候学） Ø冬季的南极，气温极低，漫长的冬季，几乎没有O3的合成发生。 Ø晚东早春，南极的气温达到了最低点，Cl原子的临时储存库 Ø但是由于在南极的漫长冬季里，阳光不会强烈（极夜）， Ø在早春，南极的阳光一下子强烈，大量在冬季累积的HOCl和Cl2导致O3 在短时间内的大量破坏 Ø随着极地的温度逐渐升高南极臭氧逐渐得到恢复，臭氧空洞就会减少：
§但是在热带地区的平流层，没有发现臭氧减少的现象
（2）极地O3损耗的化学机制 太阳活动学说 大气动力学学说 化学机制说（氟氯化烃）
从化学机制上主要有：
§氯溴协同机制： Cl• + O3 ClO• + O2 Br• + O3 BrO• + O2 BrO•+ ClO• Cl•+Br• + O2 总反应： 2O3 3O2
臭氧的形成与损耗
三、臭氧层的形成与消耗
1、O3 生成与消耗反应方程式
• 生成反应：O2 + h（ 243nm） 2O• O• + O2 + M C+ M
§ 消耗反应：O3 + h（210 290nm） O2 + O• 或者： O• + O3 2O2
2、O3层破坏的催化反应机理
O3层破坏主要有三类链反应：HOx•、NOx•、ClOx•。 （1）NOx的催化作用(天然源、飞机排放、宇宙射线) ① 平流层中的N2O
3、南极O3空洞的及其形成机制
（1）极地O3空洞： §1950年代 §最早在1985年，J.C.Farman(法曼) §10月份南极的臭氧从1979年的290D.U.（1 D.U.=10-5cm,0 摄氏度，1标准大气压）减少到1985年的170D.U. §同时人们在北极地区也观测到了臭氧浓度下降的趋势
（4）总结
总结上述O3层破坏的反应过程，可得到：
Y• + O3 YO• + O2
O• + YO• Y• + O2
总反应： O •+ O3 2O2/Y
（上述可以消耗臭氧的物质可以相互作用，形成的产物 相当于将这些物质暂时贮存起来，一定条件下重新释放， 极地平流层的冰云中观测发现大量的物质：HONO2、 HO2NO2、ClONO2、N2O5、HOCl、HCl等）
ü首先太阳光逐渐增强，导致有更多的O3合成；
ü其次，温度的升高将极地平流云升华，Cl原子的临时储 存库消失 ü再次，温度的升高，空气比重减小，极地环流减弱。
4、保护臭氧层国际公约
§1977年3月由联合国环境规划署在美国华盛顿召开32国 专家会议，通过世界第一个关于臭氧层的行动计划，要求 进行臭氧层损耗的研究、损害评价、成立国际协调结构等；
§ 自由基链反应机制： HO• + O3 HO2• + O2 Cl• + O3 ClO• + O2 ClO•+ HO2•HOCl+ O2 HOCl+ hv HO•+ Cl• 总反应： 2O3 3O2
§ClO二聚体链反应机制： Cl• + O3 ClO• + O2 ClO•+ClO•+M (ClO)2+M (ClO)2+ hv ClOO•+ Cl• ClOO•+ M Cl•+O2+M 总反应： 2O3 3O2
§人们仍发现，即使严格执行《议定书》，大气中的Cl今后50年内 仍会翻一倍，所以联合国连续在1989年3月召开保护臭氧层伦敦 会议、《公约》《议定书》缔约国会议等。强调保护臭氧层重要 性。
§1989年5月，颁布《保护臭氧层赫尔辛基宣言》，鼓励更多国家 参加《公约》《议定书》，同意在适当时候发展中国家尽快但是 不迟于2000年禁止CFC的生产和使用。加速开发替代物和替代技 术。
Thank you!
N2O+ O• 2NO NO+O3NO2+O2 ② NOx•清除O3 的催化循环反应 NO + O3 NO2 + O2 NO2 + O• NO + O2 总反应： O• + O3 2O2 ③ NOx•的消除 N•+NO N2+O2 NO2 + O• N2O+ O•
（2）水蒸气、甲烷等的影响