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  • 臭氧层及破坏臭氧层
  • 2005/12/2 　　网管中心　　　关注度:1718
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  • 臭氧层及破坏臭氧层
    臭氧层形成与耗损的化学反应。 臭氧层的形成是由于平流层中O2光解的结果：
    O2+hν→2O（ν≤243nm）
    2O+2O2+M→2O3+M
    总反应 3O2+ hν→2O3
    臭氧耗损过程，其一是光解，主要吸收波长为210 nm<λ<290 nm的紫外光的光解：
    O3+ hν→O2+O
    长波长的光也可使O3光解，但其量子产额很低，这些过程就是臭氧层吸收了来自太阳的大部分紫外光。另一个耗氧过程为O3+O→2O2
    上述生成与耗损过程同时存在，正常情况下它们处于动态平衡，因而臭氧的浓度保持恒定。
    然而由于水蒸汽、氮氧化物、氟氯烃等污染物进入平流层，它们能加速臭氧耗损过程，破坏臭氧层的稳定状态。这些污染物在加速O3损耗过程中可起催化作用。
    Y+O3→YO+O2
    YO+O→Y+O2
    总反应 O3+O 2O2
    1985年英国南极探险家J.C.Farman等首先提出南极出现了“臭氧空洞”。通过数据得出自1957年以来每年冬末春初臭氧异乎寻常地减少。之后美国宇航局从人造卫星雨云7号的监测数据进一步证实了这一点。
    臭氧层存在于对流层上面的平流层中，主要分布在距地面10—50km，浓度峰值在20—25km处。臭氧层能够吸收99%以上的来自太阳的紫外线。

    （参考文献《环境化学》高等教育出版社1997年）
    地球上空大气的同温层中，来自太阳光的高能紫外线能使氧分子变成臭氧：
    O2 O+O，O2+O→O3+热。
    臭氧层的浓度在自然情况下不会变的越来越高，紫外线也能使臭氧分解氧分子和氧原子，放出热量：
    O3 O2+O+热，O3+O→2O2+热。
    臭氧的这种循环产生和分解使高能紫外线转化为热，加热了同温层，同时阻止了这些紫外线直接危害地球上的生命。
    在地球上空15—50公里的大气平流层中聚集成臭氧层。它有效地过滤掉阳光中对人体和生物有害的部分紫外线，形成环绕地球的天然屏障。如果破坏它最终地球上只能生灵灭绝。
    科学分析，臭氧每减少10%，得皮肤癌的人数会增加5%；若臭氧每减少5%，患白内障而失明的人数会增加50%。
    氮氧化合物一方面在空气中形成臭氧和碳氢化合物在空气中形成光化学烟雾，危害人类和植物，污染空气；另一方面又破坏空气上层的臭氧，将使人类和植物遭受严重的危害。
    NO+O3→NO2+O2，NO2+O→NO+O2（NO是催化剂，NO2是中间产物）。
    现在科学证明氯氟烃也可以破坏臭氧层。如CCl2F2是制冷剂（氟利昂-12），CBr2F2是高效灭火剂，CCl3F用作杀虫剂，CFCl3气溶胶材料(用于头发喷雾剂、剃胡膏、牙膏)等。
    如：气溶胶材料CFCl3 CFCl2+Cl，制冷剂CCl2F2 CF2Cl+Cl
    破坏过程：Cl+O3→O2+ClO，ClO+O→Cl+O2
    [诺贝尔奖]
    1995年克鲁岑（Paul Crutzen）德国马克思?普朗克化学研究所教授、莫利纳（Cmaro jose Molina）美国麻省理工学院教授、罗兰（Frank Sherwood Rowland）美国国家科学院院士三位“因在平流层臭氧化学，特别是提示平流层臭氧受人类活动的影响，并阐明其机理所作的贡献获诺贝尔化学奖”。
    1998年三位美国科学家“因发现一氧化氮是心血管系统的信号分子而获奖”—诺贝尔生物奖。
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