臭氧層被破壞的原因,臭氧層被破壞的主要原因是什麼?

2022-03-10 19:16:44 字數 5311 閱讀 7800

1樓:匿名使用者

對於大氣臭氧層破壞的原因,科學家中間有多種見解。但是大多數人認為,人類過多地使用氯氟烴類化學物質(用cfcs表示)是破壞臭氧層的主要原因。氯氟烴是一種人造化學物質,2023年由美國的杜邦公司投入生產。

在第二次世界大戰後,尤其是進入60年以後,開始大量使用,主要用作氣溶膠、製冷劑、發泡劑、化工溶劑等。另外,哈龍類物質(用於滅火器)、氮氧化物也會造成臭氧層的損耗。   如上文說述,在平流層內離地面20-30千米的地方是臭氧的集中層帶,在這個臭氧層中存在著氧原子(o)、氧分子(o2)和臭氧(o3)的動態平衡。

但是氮氧化物、氯、溴等活性物質及其他活性基團會破壞這個平衡,使其向著臭氧分解的方向轉移。而cfcs物質的非同尋常的穩定性使其在大氣同溫層中很容易聚集起來,其影響將持續一個世紀或更長的時間。在強烈的紫外輻射作用下它們光解出氯原子和溴原子,成為破壞臭氧的催化劑(一個氯原子可以破壞10萬個臭氧分子)。

2樓:奇物紀

是什麼破壞臭氧層?「罪魁禍首」被找到了,沒想到是企鵝和海豹

臭氧層被破壞的主要原因是什麼?

3樓:傾蓋如故

人類過多地使用氯氟烴類化學物質(用cfcs表示)是臭氧層被破壞的主要原因。氯氟烴是一種人造化學物質。在第二次世界大戰後,尤其是進入20世紀60年代以後,氯氟烴大量用作氣溶膠、製冷劑、發泡劑、化工溶劑等。

另外,哈龍類物質(用於滅火器)、氮氧化物也會造成臭氧層的損耗。

擴充套件資料

臭氧層的保護

發展中國家必須於2023年之前將氟氯烴的排放量凍結在1995-2023年的平均數量上,而發達國家已於2023年間基本停止使用這些消耗臭氧層的主要物質。

因此,必須積極尋找新的製冷工質來代替氯氟烴類物質,世界各國已經進行了許多新的嘗試,主要是應用兩類製冷劑和確定三個發展方向。

兩類製冷劑為混合製冷劑和單一製冷劑,三個發展方向是使用hcfc,hfc及天然工質。hfc是氫氟碳物質,其典型代表是單一工質r134a和混合工質r407c,這種物質的臭氧破壞指數odp值為0。

hcfc是氫氯氟碳物質,其典型代表是r22,其odp值為0.05。天然工質的典型代表為氨、co2和碳氫類物質,如r600等。

4樓:小團圓

我來回答你!

越來越多的科學證據證實氯和溴在平流層通過催化化學過程破壞臭氧是造成南極臭氧洞的根本原因。

人工合成的一些含氯和含溴的物質是造成南極臭氧洞的元凶,最典型的是氟氯碳化合物(cfcs,俗稱氟里昂)和含溴化合物哈龍(halons)。

那麼,氟里昂和哈龍是怎樣進入平流層,又是如何引起臭氧層破壞的呢?

我們知道,就重量而言,人為釋放的cfcs 和halons的分子都比空氣分子重,但這些化合物在對流層是化學惰性的,即使最活潑的大氣組分—自由基對cfcs 和halons的氧化作用也微乎其微,完全可以忽略。因此它們在對流層十分穩定,不能通過一般的大氣化學反應去除。經過一兩年的時間,這些化合物會在全球範圍內的對流層分佈均勻,然後主要在熱帶地區上空被大氣環流帶入到平流層,風又將它們從低緯度地區向高緯度地區輸送,在平流層內混合均勻。

在平流層內,強烈的紫外線照射使cfcs 和halons分子發生解離,釋放出高活性的原子態的氯和溴,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壞臭氧層的主要物質,它們對臭氧的破壞是以催化的方式進行的:

cl + o3 →clo + o2

clo + o →cl + o2

溴原子自由基也是以同樣的過程破壞臭氧,因此,也是催化劑。據估算,一個氯原子自由基可以破壞104—105個臭氧分子,而由halon釋放的溴原子自由基對臭氧的破壞能力是氯原子的30—60倍。而且,氯原子自由基和溴原子自由基之間還存在協同作用,即二者同時存在時,破壞臭氧的能力要大於二者簡單的加和。

但是,上述的均相化學反應並不能解釋南極臭氧洞形成的全部過程。深入的科學研究發現,臭氧洞的形成是有空氣動力學過程參與的非均相催化反應過程。所謂非均相,是指大氣中除氣態組分外,還有固相和液相的組分。

人們對大氣中存在雲、霧和降雨等早已司空見慣,但這種現象一般發生在對流層。平流層乾燥寒冷,空氣稀薄,較少出現對流層這些天氣現象。但在冬天,南極地區的溫度極低,可以達到零下80 oc, 這樣極端的低溫造成兩種非常重要的過程,一是極地的空氣受冷下沉,形成一個強烈的西向環流,稱為「極地渦旋」(polar vortex)。

該渦旋的重要作用是使南極空氣與大氣的其餘部分隔離,從而使渦旋內部的大氣成為一個巨大的反應器。另外,儘管南極空氣十分乾燥,極低的溫度使該地區仍有成雲過程,雲滴的主要成分是三水合硝酸(hno33h2o)和冰晶,稱為極地平流層雲(polar stratospheric clouds)。

實際上,當cfcs 和halons進入平流層後,通常是以化學惰性的形態(clono2和hcl)而存在,並無原子態的活性氯和溴的釋放。南極的科學考察和實驗室的研究都證明,化學惰性的clono2和hcl 在平流層雲表面會發生以下化學反應:

clono2 + hcl → cl2 + hno3

clono2 + h2o → hocl + hno3

生成的hno3 被保留在雲滴相中。當雲滴成長到一定的程度後將會沉降到對流層,與此同時也使hno3從平流層去除,其結果是造成cl2 和hocl 等組分的不斷積累。

cl2 和hocl 是在紫外線照射下極易光解的分子,但在冬天南極的紫外光極少,cl2 和hocl的光解機會很小。當春天來臨時,陽光返回南極地區,太陽輻射中的紫外射線使cl2 和hocl開始發生大量的光解,產生前述的均相催化過程所需的大量的原子氯,從而造成嚴重的臭氧損耗。氯原子的催化過程可以解釋所觀測到的南極臭氧破壞的約70%,另外,氯原子和溴原子的協同機制可以解釋大約20%。

隨後更多的太陽光到達南極,南極地區的溫度上升,氣象條件發生變化,結果是南極渦旋逐漸消失,南極地區臭氧濃度極低的空氣傳輸到地球的其他高緯度和中緯度地區,造成全球範圍的臭氧濃度下降。

5樓:匿名使用者

人類使用的化學材料如氟里昂等揮發到空氣作用的結果

臭氧層被破壞的原因是由於

6樓:暴走少女

人類過多地使用氯氟烴類化學物質(用cfcs表示)是臭氧層被破壞的主要原因。氯氟烴是一種人造化學物質,2023年由美國的杜邦公司投人生產。

在第二次世界大戰後,尤其是進入20世紀60年代以後,氯氟烴大量用作氣溶膠、製冷劑、發泡劑、化工溶劑等。另外,哈龍類物質(用於滅火器)、氮氧化物也會造成臭氧層的損耗。

而cfcs物質的非同尋常的穩定性使其在大氣同溫層中很容易聚集起來,其影響將持續一個世紀或更長的時間。在強烈的紫外輻射作用下,它們光解出cl原子和br原子,成為破壞臭氧的催化劑(1個氯原子可以破壞10萬個臭氧分子)。

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一、臭氧層破壞對生物圈的影響

由於臭氧層中臭氧的減少,致使照射到地面的太陽光紫外線增強。其中波長為240~329nm的紫外線對生物細胞具有很強的殺傷作用,對生物圈中的生態系統和各種生物,包括人類,都會產生不利的影響。

首先,紫外輻射增強使患呼吸系統傳染病的人增加;受到過多的紫外線照射還會增加**癌和白內障的發病率。此外,紫外線的增強對植物、水生生態系統也有潛在的危險,會使城市內的煙霧加劇,使橡膠、塑料等有機材料加速老化,使油漆褪色等。

二、機理

1、氟氯烴化合物

儘管耗竭的機理仍在不斷的爭論和探索中,但人們普遍認為主要是由人類活動產生的大量氮氧化物、氟氯烴化合物及其他痕量氣體進入臭氧層所造成,氟氯烴化合物是致使其耗竭的禍首(尤其是氟里昂)。它們可長期、穩定地存在於高空,經光解產生活性氯自由基(c₁·)及氯氧自由基(c₁₀·),再起催化劑作用使臭氧(o₃)不斷耗損。

2、其他化合物

耗竭的另一重要機制是超音速飛機排出的一氧化氮、二氧化氮起催化劑作用的一系列反應。人類文明製造的鹵代烴、哈龍、四氯化碳、甲基氯仿等許多用作製冷劑、發泡劑、清洗劑、霧化劑的化合物,都對臭氧(o₃)具有破壞作用。

7樓:匿名使用者

氟氯代烷的過度排放。臭氧層主要是由臭氧組成的,臭氧分子在自然狀態下會少量轉化為氧分子,但這種轉化對臭氧層的形象幾乎可忽略。氟氯代烷在高空會解離出氯,而氯可以催化(加速)臭氧轉變為氧的反應(這個過程中氯並不消耗)。

於是臭氧層被破壞了

8樓:匿名使用者

臭氧層存在於地球上方11到48公里的大氣平流層中,平流層中的氣體90%由臭氧o3組成,它可以有效地吸收對生物有害的太陽紫外線。如果沒有臭氧層這把地球的「保護傘」,強烈的紫外線輻射不僅會使人死亡,而且會消滅地球上絕大多數物種。因此,臭氧層是人類及地表生態系統的一道不可或缺的天然屏障,猶如給地球戴上一副無形的「太陽防護鏡」,而氟里昂卻是臭氧層的「罪惡殺手」。

氟氯代烷在高空會解離出氯,而氯可以催化(加速)臭氧轉變為氧的反應(這個過程中氯並不消耗)。於是臭氧層被破壞了 氟里昂在大氣中可以存在60-130年,雖然氟里昂釋放量相對較少,但一個氯原子可破壞10萬餘個臭氧分子,從而導致平流層臭氧受到破壞,並逐漸減少。

臭氧層遭到破壞的主要原因是什麼?

9樓:匿名使用者

臭氧層只是一種結果產物:

3o2 + 紫外線 = 2o3

只要是氧原子o,無論是處在臭氧o3結構裡,還是處在氧氣o2結構裡,都能遮蔽紫外線,同分子特定形態無關,在於是氧原子o的電子連珠結構產生紫外吸收光譜作用,而非氧的特定分子結構o3產生紫外吸收光譜作用。這也是大多隻要含氧原子o的化合物裡比如玻璃、水,都有很好的吸收紫外線的功能。

由於地球南北兩極緯度最高,接受紫外線輻射量最少,相對應的此區域的氧氣分子吸收紫外線後形成的臭氧分子也最少。當南半球進入冬季,南極處於極夜狀態,氧氣分子吸收紫外線達到最低水平,生成的臭氧量較其它月份最低,於是人們會發現臭氧空洞「擴大」;反之,南半球進入夏季,南極處於極晝狀態,氧氣分子吸引紫外線達到最高水平,生成的臭氧量較其它月份最高,於是人們會發現臭氧空洞「縮小」,這是南極臭氧空洞範圍動態變化的內在機制。

這是南北極臭氧空洞形成的原因之一:輸入紫外線少,臭氧產量少。

地球南北兩極上空,是地球以太旋渦的兩個渦口所處位置,渦口每時每刻都在吸入微觀以太旋渦,這個吸入作用形成寒流與極地東風,在「寒流」與「大氣環流」小節描繪過這個動態過程。臭氧分子是三個氧原子o耦合結構的次生以太旋渦,有很強的渦流偏向性,即極性,於是很容易受地球南北兩極渦口的以太渦流牽引而被導向地面後消散,如帶電離子墜入南北極一般,於是南北兩極的臭氧濃度就變得越發低。當然如氟化昂等化工分子與臭氧分子產生化學反應,也會導致臭氧變少,但這不是主體作用。

這是南北極臭氧空洞形成的原因之二:南北兩極空洞區域的臭氧時刻被清理,存留少。

南北兩極的臭氧空洞,其實是一個很正常的自然現象,南北兩極的以太渦口空間臭氧含量低,就如颱風的渦眼空間雲汽含量低,其原理幾近一致。而紫外線不僅被臭氧遮蔽,也被整個大氣層遮蔽,沒有了臭氧,氧氣也能遮蔽紫外線,人們對南北極臭氧空洞擴大後的紫外線傷害的擔心是杞人憂天。自然,減少化工分子的排放與燃燒,可以極大改善空氣質量,對人們的身體健康還是很有好處的。

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