平流层臭氧耗损
6第六章 平流层化学
UV-B: 280-315nm 臭氧吸收 绝大多数，危害大；
UV-C: <280nm 氧、臭氧完 全吸收，危害极大
6.1.2、平流层的化学特征
1. 臭氧层
对于臭氧的垂直分布，平流层占整个大气臭氧总量的 90%以上，在高度20-25km范围内，臭氧含量很高，因此 称之为“臭氧层”。
1985年在南极上空有一个“臭氧空洞”，其臭氧含量 下降了40％。
南
计极
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臭
三
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拟
图浓
度
1、臭氧损耗最严重的区域基本上是 离地面15~25km的范围。
2、臭氧发生损耗最为严重的区域也 是气温最低的区域，这一高度范围 内10月左右的气温处于-80℃以下。
南极臭氧洞的损耗状况仍在恶化： ❖ 1、1997年至今，科学家进一步观测到臭氧洞发
造成臭氧洞的元凶。 ❖ 深入的科学研究发现，南极臭氧洞的形成机制是平
流层云表面的非均相过程。
1、为什么仅仅在南极、北极出现臭氧空洞？
2、为什么在热带地区的平流层中没有发现 臭氧层的破坏？
南极地区特殊的气候环境：
❖ 1、南极地区上空的温度极低 ❖ 2、在极低的温度下，天然过程中释放到平流层的含硫化
合物转化形成的硫酸，使得南极平流层地区生成颗粒物成 为可能。
含卤族化合物以极易光解的HOCl,Cl2气态的形式释放出来
❖ 6、春天，紫外线增多，Cl2和HOCl便开始大量地发生光解 ，产生大量的原子氯，以致造成严重的臭氧损耗。
❖ 7、随着更多的太阳光到达由极，南极地区的温度上升， 结果使南极涡旋逐渐消失。
南极臭氧损耗过程示意图：
臭氧空洞形成的原因臭氧层空洞的成因
臭氧空洞形成的原因臭氧层空洞的成因大气臭氧问题是近几十年来十分活跃的一个科学领域。
目前地球两极高空出现了臭氧空洞,引起了全球环境的变化，臭氧空洞形成的原因是什么呢？下面是店铺整理的臭氧空洞形成的原因，欢迎阅读。
臭氧空洞形成的原因臭氧空洞指的是因空气污染物质，特别是氧化氮和卤化代烃等气溶胶污染物的扩散、侵蚀而造成大气臭氧层被破坏和减少的现象。
臭氧层损耗是臭氧空洞的真正成因，那么，臭氧层是如何耗损的呢?人类活动排入大气中的一些物质进入平流层与那里的臭氧发生化学反应，就会导致臭氧耗损，使臭氧浓度减少。
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(CFxCl4-x，又称Freon)，以及用于特殊场合灭火的溴氟烷烃(CFXBr4-x，又称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，可以停留很长时间，如CF2C12在对流层中寿命长达120年左右。
因此，这类物质可以扩散到大气的各个部位，但是到了平流层后，就会在太阳的紫外辐射下发生光化反应，释放出活性很强的游离氯原子或溴原子，参与导致臭氧损耗的一系列化学反应：CFxCl4-x+hv→•CFxCl3-x+•Cl•Cl+O3→•ClO+O2•ClO+O→O2+•Cl这样的反应循环不断，每个游离氯原子或溴原子可以破坏大约10万个O3分子，这就是氯氟烷烃或溴氟烷烃破坏臭氧层的原因。
国际组织《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》规定了15种氯氟烷烃、 3种哈龙、40种含氢氯氟烷烃、34种含氢溴氟烷烃、四氯化碳(CCl4)、甲基氯仿(CH3CCl3)和甲基溴(CH3Br)为控制使用的消耗臭氧层物质，也称受控物质。
其中含氢氯氟烷烃(如,HCFCl2)类物质是氯氟烷烃的一种过渡性替代品，因其含有H，使得它在底层大气易于分解，对O3层的破坏能力低于氯氟烷烃，但长期和大量使用对O3层危害也很大。
在工程和生产中作为溶剂的四氯化碳(CCl4)和甲基氯仿(CH3CCl3)，同样具有很大的破坏臭氧层的潜值，所以也被列为受控物质。
平流层化学
第八章平流层化学一、臭氧层的作用1、保护作用，臭氧层能够吸收太阳光中的波长300 μm以下的紫外线，主要是一部分UV—B（波长290～300μm）和全部的UV—C（波长＜290μm），保护地球上的人类和动植物免遭短波紫外线的伤害。
只有长波紫外线UV-A和少量的中波紫外线UV-B能够辐射到地面，长波紫外线对生物细胞的伤害要比中波紫外线轻微得多。
所以臭氧层犹如一件宇宙服保护地球上的生物得以生存繁衍。
2、加热作用，臭氧吸收太阳光中的紫外线并将其转换为热能加热大气，由于这种作用大气温度结构在高度50km左右有一个峰，地球上空15～50km存在着升温层。
正是由于存在着臭氧才有平流层的存在。
而地球以外的星球因不存在臭氧和氧气，所以也就不存在平流层。
大气的温度结构对于大气的循环具有重要的影响，这一现象的起因也来自臭氧的高度分布。
3、温室气体的作用，在对流层上部和平流层底部，即在气温很低的这一高度，臭氧的作用同样非常重要。
如果这一高度的臭氧减少，则会产生使地面气温下降的动力。
因此，臭氧的高度分布及变化是极其重要的。
二、臭氧层破坏的危害臭氧层耗减对全球环境造成的影响，只能是从最近10多年的环境情况与10多年前或更早年代的情况相比，发现了某些特异的变化，就目前情况而言，还不能认为已经产生了明显的严重后果。
臭氧层的耗减产生的直接结果就是使太阳光中的紫外线UV-B达到地面的数量增加。
通常认为臭氧浓度降低1%，UV-B辐射量增加1 .5～2%。
紫外线UV-B能破坏蛋白质的化学键，杀死微生物，破坏动植物的个体细胞，损害其中的脱氧核糖核酸(DNA)，引起传递遗传特性的因子变化，发生生物的变态反应。
下面就其对人类健康、生物和环境等产生的危害予以介绍。
1、对人类健康的影响适量的紫外线照射对人体的健康是有益的，它能增强交感肾上腺机能，提高免疫能力，促进磷钙代谢，增强人体对环境污染物的抵抗力。
但是长期反复照射过量紫外线将引起细胞内的 DNA改变，细胞的自身修复能力减弱，免疫机能减退，皮肤发生弹性组织变性、角质化以至皮肤癌变，诱发眼球晶体发生白内障等。
(完整版)平流层
作者：不详 来源：维基百科 发布时间： 2008-1-29 9:12:41
平流层，亦称同温层，是地球大气层里上热下冷的一层，此层被分成不同的温度层，当中高温 层置于顶部，而低温层置于低部。它与位于其下贴近地表的对流层刚好相反，对流层是上冷下 热的。在中 纬度 地区，平流层位于离地表 10 公里至 50 公里的高度，而在极地，此层则始于离 地表 8 公里左右。平流层是夹于对流层与中间层之间。
背风波来飞得更高，把滑翔机带到平流层之中。）
平流层是一个放射性、动 力学 及化 学 过程都会有强烈反应的区域。因为其 水 平的气态成份混合
比起垂直的混合都来得要快。一个较为有趣的平流层环流特性是发生于热带地区的准双年震荡
（QBO）。这种现象由重 力波引导，是由于对流层的对流而引至的。准双年震荡引致了次级环流
平流层之所以与对流层相反，随高度上 升是气温上 升 ，是因为其底部吸收了来自太阳的紫外线 而被加热。故之在这一层，气温会因高度而上 升 。平流层的顶部气温大概徘徊在 270K 左右，与 地面气温差不多。平流层顶部称为平流层顶，在此之上气温又会再以随高度而下降。至于垂直 气温分层方面，由于高温层置上而低温层置下，使到平流层较为稳定。那是因为那里没有常规 的对流活动及如此相连的气流。此层的增温是由于臭氧层吸收了来自太阳的紫外线，它把平流 层的顶部加热。至于平流层的底部，来自顶部的传导及下部对流层的对流刚好在那里抵消。所 以，极地的平流层会于较低高度出现，因为极地的地面气温相对较低。
的发生，这对于全球性的平流层输送诸如臭氧及
水蒸气等尤为重要。
在北半球的冬季，平流层突发性增温经常发生。这是因为平流层吸收了罗斯贝波所致。
臭氧损耗
臭氧层的损耗主因，是因为平流层中存在着含氯氟烃（简称
为什么世界上臭氧空洞最严峻的是两极和青躲高原地区？[技巧]
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为什么世界上臭氧空洞最严重的是南北极和青藏高原地区？臭氧层在大气中是极其脆弱的一层气体，如果在零度的温度下，沿着垂直的方向将大气中的臭氧全部压缩到一个大气压，那么臭氧层的总厚度只有3毫米左右。
科学家在南极地区最早发现了严重的臭氧层破坏。
南极是一个非常寒冷的地区，终年被冰雪覆盖，四周环绕着海洋。
在过去10-15年间，每到春天南极上空平流层的臭氧都会发生急剧的大规模耗损。
极地上空臭氧层的中心地带，近95％的臭氧被破坏。
从地面向上观测，高空的臭氧层已极其稀薄，与周围相比像是形成了一个“洞”，直径上千千米，“臭氧洞”就是因此而得名的。
臭氧洞可以用一个三维的结构来描述，即臭氧洞的面积、深度及延续时间。
1987年10月，南极上空的臭氧浓度下降到了1957-1978年间的一半，臭氧洞面积则扩大到足以覆盖整个欧洲大陆。
从那以后，臭氧浓度下降的速度还在加快，有时甚至减少到只剩30%，臭氧洞的面积也在不断扩大。
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。
近年臭氧洞的深度和面积等仍在继续扩展，1995年观测到的臭氧洞的天数是77天，到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。
为什么“三极”上空臭氧层所受的破坏反而比较严重呢？氧层破坏比较严重的地方在地球的“三极”上，即北极地区、南极地区和青藏高原的上空。
美、日、英、俄等国家联合观测发现，近年来，北极上空臭氧层也减少了20%。
在被称为是世界上“第三极”的青藏高原，中国大气物理及气象学者的观测也发现，青藏高原上空的臭氧正在以每10年 2.7% 的速度减少。
根据全球总臭氧观测的结果表明，除赤道外，1978-1991年总臭氧每10年间就减少1%-5%。
【精品】臭氧层破坏与防治对策
臭氧层破坏与防治对策臭氧层破坏与防治对策摘要：在距离地球表面15~25公里处,聚集了大气中90%的臭氧,我们将这一层高浓度的臭氧称为"臭氧层"。
臭氧对太阳的紫外线辐射有很强的吸收作用,能有效地阻挡对地表生物有伤害作用的短波紫外线。
因此,我们可以推测,直到臭氧层形成之后生命才有可能在地球上生存,延续和发展.臭氧层是地表生物系统的"保护伞".本文将着重讨论臭氧层空洞的形成原因与防治措施,并结合现状对臭氧层空洞的危害进行了详细的分析。
最后,呼吁加强环境保护,防治臭氧层空洞。
关键词：臭氧层原因现状危害防治措施目录摘要 (2)关键词 (2)一、引言 (4)二、臭氧层简介 (4)（一）臭氧层的作用 (4)（二）大气中臭氧层现状及发展 (5)三、臭氧层破坏以及危害 (6)（一）臭氧空洞的成因 (6)（二）臭氧空洞的危害 (8)四、臭氧层空洞的防范和保护措施 (9)参考文献 (14)一、引言1984年，英国科学家法尔曼等人在南极哈雷湾观测站发现：在过去 10 —15 年间，每到春天南极上空的臭氧浓度就会减少约 30%，极地上空的中心地带有近 95% 的臭氧被破坏。
从地面上观测，高空的臭氧层已极其稀薄，与周围相比像是形成一个“洞”，“臭氧洞”由此而得名，这是人类历史上第一次发现臭氧空洞，当时观察此洞覆盖面积只有美国的国土面积那么大。
臭氧空洞越来越大，危害越来越严重，已经逐渐引起了全社会的重视。
那么，地球大气中臭氧层的作用是什么，现状如何，臭氧空洞是如何形成的，对人类及地球有何危害呢，有没有补救的措施？现简单介绍如下。
二、臭氧层简介（一）臭氧层的作用臭氧层中的臭氧是在离地面较高的大气层中自然形成的，其形成机理是：O2 ＋hv——→O＋O (高层大气中的氧气受波长短于242nm的紫外线照射变成游离的氧原子)；O2＋O =O3 （有些游离的氧原子又与氧气结合就生成了臭氧，大气中 90%的臭氧是以这种方式形成的）；O3是不稳定分子，来自太阳的短于1140nm射线照射又使O3分解，产生O2分子和游离O原子，因此大气中臭氧的浓度取决于其生成与分解速度的动态平衡。
臭氧层的破坏与保护
CCl3F分解臭氧机理图
ODP
• 不同的ODS对臭氧层的损耗能力是不同的。为了评估各种OD S对全球臭氧破坏的相对能力，科学上采用了“臭氧损耗潜 势”（Ozone Depletion Potential, ODP）这一参数。 臭氧损耗潜势是指在某种物质的大气寿命期间内，该物质 造成的全球臭氧损失相对于相同质量的CFC-11的排放所造 成的臭氧损失的比值。在大气化学模式计算中，某物质X的 ODP值可以表示为（CFC-11的ODP值为1）： ODP=单位物质X引起的全球臭氧减少量/单位质量的CFC-1 1引起的全球臭氧减少量
名称由来：80年代观测发现，自每年9月份下旬开始， 南极洲上空的臭氧总量迅速减少一半左右，极地上空 臭氧层的中心地带，近90％臭氧被破坏，若从地面向 上观测，高空臭氧层已极其稀薄，与周围相比象是形 成了一个直径上千公里的洞。 • 臭氧洞被定义为臭氧的柱浓度小于200 D.U.，也即 臭氧的浓度较臭氧洞发生前减少超过33%的区域。卫 星观测表明，臭氧洞的持续时间,面积逐年增加
• ③ 对城市空气质量影响。增强的紫外线使城市中汽车 尾气的氮氧化物分解，在较高气温下产生以臭氧为主 要成分的光化学烟雾。美国环保局估计，如高空臭氧 层耗减25％，城市光化学烟雾频率将增加30％。
• ④ 过量紫外线还能加速建筑物、绘画、雕塑、橡胶制 品、塑料的老化过程，降低质量，缩短寿命。尤其使 聚合物材料降解和老化变质。
北极臭氧层变化
• 1996年2月至3月间，有几天北纬地区的臭氧层浓度 下降了45％，达到了危险的地步。这次臭氧层浓度下 降是前所未有的，柱浓度第一次降至200D.U.以下。
• 受这次臭氧层密度下降影响最严重的地区有格陵兰岛、 俄罗斯北极地区西部和斯堪的纳维亚国家。
中国消耗臭氧层物质清单
中国消耗臭氧层物质清单1.引言1.1 概述概述:随着全球环境问题日益突显，臭氧层破坏成为人们普遍关注的焦点之一。
臭氧层的变薄和破坏会给地球带来严重的后果，如增加紫外线辐射，导致皮肤癌、眼病等健康问题的增加，影响作物生长和海洋生态系统的稳定。
消耗臭氧层物质是指那些能够通过释放氯、氟等化学物质进一步破坏臭氧层的物质，通常被称为“臭氧破坏物质”。
这些物质主要包括氟氯碳化物（CFCs）、卤代烷烃（HCFCs）、溴氟烷（HFCs）和氯化甲烷等。
它们广泛建设和使用了数十年，被广泛应用于制冷、空调、生产工艺和消防设备等方面。
为了全面了解我国消耗臭氧层物质的现状，以及制定有效的环保政策和措施，编制一份中国消耗臭氧层物质清单显得尤为重要。
这份清单将详细列出我国目前使用的消耗臭氧层物质的种类、数量和用途，以及它们对臭氧层造成的影响。
通过对这些数据的综合分析，可以更好地评估我国在臭氧层保护方面的现状，并为制定相关政策提供科学依据。
本文将介绍中国消耗臭氧层物质清单的编制方法，通过搜集国内相关数据和研究成果，结合国际先进经验，构建一个全面准确的清单。
此外，还将探讨中国消耗臭氧层物质的主要来源和影响，以及相应的环境保护措施和未来发展方向。
通过本文的阐述，我们旨在促进我国环境保护事业的发展，加强对消耗臭氧层物质的监测和管理，为推动可持续发展做出贡献。
只有我们共同努力，才能保护好我们共同的地球家园。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式编写：文章结构：本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分包括概述、文章结构以及目的。
在概述中，将简要介绍中国消耗臭氧层物质的问题及其重要性。
文章结构部分将介绍本文的整体框架，概述各个章节的内容。
目的部分则说明本文的写作目的和意义。
正文部分分为消耗臭氧层物质的定义和背景以及中国消耗臭氧层物质清单的编制方法。
在消耗臭氧层物质的定义和背景部分，将对消耗臭氧层物质的概念进行解释，并介绍该物质对臭氧层破坏的影响及相关的背景知识。
光化学烟雾的危害是什么
光化学烟雾的危害是什么光化学烟雾可随气流漂移数百公里，使远离城市的农作物也受到损害。
光化学烟雾多发生在阳光强烈的夏秋季节，随着光化学反应的不断进行，反应生成物不断蓄积，光化学烟雾的浓度不断升高。
约在3-4h后达到最大值。
光化学烟雾对大气的污染造成很多不良影响，对动植物有影响，甚至对建筑材料也有影响，并且大大降低能见度影响出行，那么光化学烟雾的危害是什么呢？1、损害人和动物的健康人和动物受到的主要伤害是眼睛和粘膜受刺激、头痛、呼吸障碍、慢性呼吸道疾病恶化、儿童肺功能异常等。
光化学烟雾能促使哮喘病患者哮喘发作，能引起慢性呼吸系统疾病恶化、呼吸障碍、损害肺部功能等症状，长期吸入氧化剂能降低人体细胞的新陈代谢，加速人的衰老。
PAN还是造成皮肤癌的可能试剂。
光化学烟雾明显的危害是对人眼睛的刺激作用。
在美国加利福尼亚州，由于光化学烟雾的作用，曾使该州3/4的人发生红眼病。
日本东京1970年发生光化学烟雾时期，有2万人患了红眼病。
研究表明光化学烟雾中的过氧乙酰硝酸酯（PAN）是一种极强的催泪剂，其催泪作用相当于甲醛的200倍。
另一种眼睛强刺激剂是过氧苯酰硝酸酯（PBN），它对眼的刺激作用比PAN大约强100倍。
空气中的飘尘在眼刺激剂作用方面能起到把浓缩眼刺激剂送入眼中的作用。
臭氧是一种强氧化剂，在0.Ippm浓度时就具有特殊的臭味。
并可达到呼吸系统的深层，刺激下气道黏膜，引起化学变化，其作用相当于放射线，使染色体异常，使红血球老化。
PAN、甲醛、丙烯醛等产物对人和动物的眼睛、咽喉、鼻子等有刺激作用，其刺激域约为0.1ppm。
大气中臭氧质量浓度为0.1~0.5mg/m3时引起鼻和喉头粘膜的刺激和对眼睛的刺激。
在0.2~0.8mg/m3浓度下接触两小时后会出现气管刺激症状。
在1.0mg/m32、影响植物生长植物受到臭氧的损害，开始时表皮褪色，呈蜡质状，经过一段时间后色素发生变化，叶片上出现红褐色斑点。
PAN使叶子背面呈银灰色或古铜色，影响植物的生长，降低植物对病虫害的抵抗力。
N2O21世纪臭氧层破坏的主要污染物
N2O:21世纪臭氧层破坏的主要污染物这篇文献通过在N2O的臭氧消耗潜在加权人为排放量与其他的消耗臭氧层物质之间进行比较，证明了N2O是目前唯一最重要的臭氧消耗排放物，并可能在整个21世纪中保持这种重要性。
N2O没有被蒙特利尔议定书MP加以调节。
限制未来N2O排放将促进处于耗尽状态的臭氧层的恢复，也将减少对气候系统的人为影响，这对臭氧和气候来说是双赢。
ODS与ODP：破坏平流层臭氧层的人为制造的化学物质，被称为臭氧层消耗物质（ODS），是20世纪的重大环境问题之一。
各种ODS的臭氧层消耗的相对贡献往往是由臭氧消耗潜能值（ODP）量化。
一个ODP涉及范围：从在地表释放的单位质量化学物质消耗平流层臭氧的数量到单位质量氯氟烃对臭氧消耗的数量。
ODP在政策制定中广泛使用，凭借其量化化合物的相对破坏臭氧的能力。
通过补充材料可知ODP的计算方法如下：ODP取决于ODS，即破坏臭氧层的物质，是随着全球臭氧时间积分的变化的单位质量排放量于CFC11的比较值。
这个公式中，τ是大气寿命，ΔO3是由模型计算得出的全球平均臭氧柱的变化，Δμ表示混合比边界条件的改变，m是ODS的分子量。
氮氧化物催化导致臭氧破坏的机理：通过Crutzen 和Johnston的研究，氮氧化物催化臭氧破坏也被人了解。
反应如下：NO + O3 →NO2 + O2O + NO2 →NO + O2net: O + O3 →2O2平流层NOx的主要来源是表面氧化亚氮排放。
N2O被认为是一种自然的大气成份，但其变化对臭氧浓度长期变化的影响也被测验。
关于N2O导致臭氧层破坏的研究：①现状一氧化二氮与氟氯化碳CFCs,有许多相似之处，CFCs是历史上占主导地位的ODSs。
氟氯化碳和N2O在对流层非常稳定，在那里它们被释放，并运输到平流层，在平流层释放活性化学物质来破坏平流层臭氧，通过含氯或氮氧化物催化过程。
他们都有大量的人为来源。
与氟氯化碳不同，N2O也有天然来源，类似于甲基溴（另一个重要的消耗臭氧层物质）。
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3 O — 臭 氧 分 子 ；
M—吸收能量的分子。
臭氧层对地球系统的重要性
• 臭氧对太阳的紫外光辐射有强烈•的吸收作用, 使 到达地表的波长小于 3000 埃的紫外辐射减弱, 从而保护了地•球上的生物和人。因为过量的紫 外辐射能阻止细胞增长而危及生命。
•有关生命起源的研究指出, 在地球臭氧层形成以 前, 整个地球受到高能紫外光的辐射, 生物分子 很难形成。此时, 生命分子居于水下, 光合作用 进行得很缓慢。臭氧•层形成以后, 生物有机体才 有了广阔的生存空间。因此平流层的臭氧层常 常被•称为“臭氧保护层”。
Dobson 一词是以科学家命名的对臭氧的量度单位,1 Dobson是指全球所有臭氧将其平铺于地球表面压 缩至大气标准状态时的厚度(3 mm)
世界其它地区上空平流层臭氧浓度变化情 况
1988 年美国宇航局的一项研究揭示:
• 在北美、欧洲、中国和日本人口最稠密区的上空平流层中臭氧的浓度减少了约 3%
• 对人体健康的影响
潜在危险包括引发和加剧眼部疾病, 皮肤癌和传染性疾病.据实验分析, 如果平流层臭氧浓度减少 1%, 全球白内障发病率将增加0.6-0.8%, 全世界由于白内障而失明的人将增加10000-15000人, 从现 在到2075年, UV-B辐射的增加将导致大约1 800万例百内障病例发生.
南极上空平流层臭氧浓度降低的原因
• 据认为, 每年 9 月至 11 月南极上空平流层臭氧浓度的降低, 是由于这个时期存在着的冰云使氟里昂化 合物的活性加强所致。
耗臭氧物质的臭氧损耗潜势(ODP
值)
化合物
模式计算
半经验计算
CFC-11
1.0
1.00
CFC-12
0.82
0.9
CFC-113
0.90
0.9
0-50公里空气层中臭氧平均密度分布
平流层臭氧浓度沿纬度的分布
大气平流层臭氧的生成机制
近地面大气中臭氧的浓度不到 0.1 ppm. 在离地面 20-50 公里高的平流层中发生下列反应形成了大 气层中臭氧浓度最高的区域, 即臭氧层
2 O + 紫 外 光 光 子 → O + O 2 3 O + O + M → O + M 2 式 中 : O — 氧 分 子 ；
平流层臭氧损耗的原因
•早在1960s 年代末, 就有人提出了由于大量使 用氟氯烃化合物(商品名:氟里昂)(如CFC-11和 CFC-12)以及高速飞机排放的氮氧化物有可能 使平流层的臭氧遭受破坏。
•1974年, 化学家罗兰(Sherwood Roland)和莫 林那(Mario Molina)从理论上揭示了人类生产 的氟氯烃化合物破坏平流层臭氧的反应过程。 由于氟氯烃物质的化学惰•性, 它们可以无阻碍地 穿越对流层, 进入平流层, 在太阳紫外光的照射 下被激•化, 分解成氯原子, 形成一种对臭氧有反 复破坏作用的催化剂, 为此此二位科学家成为环 境学界的唯一的诺贝尔化学奖获得者.
ODP = --------------------------------------------
单位质量CFC-11引起的全球臭氧减少量
平流层臭氧耗损对人类生存的影 响
• 来自太阳的紫外辐射按波长分为3个区:
• 波长为315-400 nm的紫外线称为UV-A区,此区 紫外线不能被臭氧有效吸收, 但也不产生对地表 生物的损害
• 波长为280-315 nm的紫外线称为UV-B区, 该波 段的紫外线对人体和其他生命的破坏最为严重.
• 波长为200-280 nm的紫外线称为UV-C区, 该区 紫外线波长短, 能量高, 能被臭氧层完全吸收.
• 臭氧层的破坏会使其吸收紫外线的能力大大减
地球表面的UV-B区紫外线增加导致的 后果.Biblioteka 氟里昂破坏臭氧的光化学反应
氟里昂光解生成Cl原子: CFCl3 + 紫外光分子 = CF2Cl + Cl CF2Cl2 +紫外光分子 = CF2Cl + Cl
氯原子可以把100,000 个臭氧分子分解为氧 分子 Cl + O3 = ClO + O2
ClO + O = Cl + O2
在这一系列反应中, 作为催化剂的氯原子（Cl） 并未消耗。所以只要有少量氟里昂到达平流层, 就会使臭氧大量遭受破坏。
南极平流层臭氧耗损情况
南极臭氧洞
1956-1992南极上空臭氧浓度逐年减少情 况(WMO)
臭氧浓度单位
南极臭氧含量从1960s初期的330 Dobsons到1980s末降至130 Dobsons. 在南极边缘的Halley湾从1959s 的330 Dobsons 降至不住足200 Dobsons
平流层臭氧耗损问题
• 大气平流层臭氧耗损及可能导致的气候和环境效应是目前人们关注的另一重大全球环境问题，尤其是近 些年来南极地区平流层臭氧空洞的被发现, 更增加了人们对研究臭氧的兴趣。人们已经注意到, 大气中 臭氧浓度变化对人类生存可能产生的冲击比原来估计的要大。
平流层臭氧基本知识
大气圈的分层结构, 臭氧主要分布在平 流层中
CH3CCl3
0.12
0.12
HCFC-123
0.04
0.05
HCFC-123
0.014
0.02
CH3Br
0.64
0.57
H-1301
12
13
H-1211
5.1
5
耗臭氧物质的臭氧损耗潜势(ODP值)
• Ozone depletion potential (ODP)
单位质量某化合物引起的全球臭氧减少量
•臭氧的另一个作用是, 臭氧对紫外光的吸收是平 流层的主要热源。平流层臭氧浓度随高度的变 化直接决定了平流层的温度结构, 从而对地球气 候的形成起着重要作用。
南极”臭氧洞”的发现
• 1979 年的卫星观测资料揭示了南极的“臭氧洞”现象。英国南极调查局哈利湾测站的资料表明, 自 70 年 代 中 期 以 来 , 南 极 地 区 每 年 的 1 0 月 份 ( 南 极 极 夜 结 束 的 月 份 ) 臭 氧 总 量 约 减 少 4 0 % 。 在 1 9 8 7 •年 , 竟 发现南极臭氧洞的面积差不多有美国本土那么大。
• 在斯堪的那维亚和阿拉斯加上空每年冬季月份臭氧平均损失 6%。
• 1 9 8 9 年 的 观 •测 证 实 了 在 北 极 上 空 的 平 流 层 中 也 存 在 有 氟 氯 烃 化 合 物
我国上空平流层臭氧浓度减少情况
• 对我国上空平流层臭氧浓度变化的研究刚处于起步阶段。某些资料表明， • 华南地区上空平流层臭氧减少了 3.1%, • 华北地区减少了 1.7%, • 东北地区减少了 3.0%。