臭氧层被破坏的机理是什么?_环境保护常识
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反应,导致臭氧耗损,使臭氧浓度减少的现象被称作臭氧层破坏或臭氧层损耗。
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 紫外辐射 o+o (高层大气中的氧气受阳光紫外辐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,来自太阳的紫外辐射既能生成o3,也能使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。
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)等物质。这些物质被称为消耗臭氧层物质,国际社会为了保护臭氧层,将这些物质列入淘汰或受控制使用的名单中,因此也称这些物质为“受控物质”。
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,以cfc12为例,它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,就会被太阳的紫外辐射分解,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反应:游离的氯原子或溴原子与o3分子反应,产生氯或溴的一氧化物,夺走o3分子的一个氧原子,使之变成氧分子。氯或溴的一氧化物与游离的氧原子反应,释放“夺来”的氧原子,形成更多的氧分子和游离氯原子或游离溴原子,新的游离氯原子或溴原子重新与其它o3分子反应,再度生成o2分子和氯或溴的一氧化物,这样的反应循环不断,每个游离氯原子或溴原子可以破坏约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。
破坏臭氧层的过程可表示如下:
含氯或含溴的化合物 太阳紫外辐射 游离cl(或br)
o3+cl(或br) clo(或bro)+o2
clo(或bro)+o 游离cl(或br)+o2