消耗臭氧层物质主要包括氯氟烃、溴氟烃、卤代烃等。这些化学品广泛用于空调、制冷设备、气雾剂、清洁剂、泡沫和灭火器。
当这些化学物质释放到大气中时,它们逐渐上升到臭氧层的最高水平,然后受到紫外线照射后分解,释放出氯或溴原子,使臭氧分子被分解,从而消耗臭氧层。消耗臭氧层物质是影响人类健康、环境和自然生态系统的主要气体之一。
人类活动排放到大气中的一些物质进入平流层并与那里的臭氧发生化学反应,导致臭氧消耗和臭氧浓度降低。这种现象称为臭氧层破坏或臭氧层消耗-
臭氧层中的臭氧是在高于地面的大气中自然形成的。其形成机理是高层大气中的氧受太阳光紫外线照射转化为游离氧原子,部分游离氧原子与氧结合形成臭氧,大气中90%的臭氧就是这样形成的。臭氧分子是不稳定的分子。太阳的紫外线不仅能产生臭氧,还能分解臭氧产生氧分子和游离氧原子。因此,大气中臭氧的浓度取决于其形成速度和分解速度的动态平衡——
消耗臭氧层的主要物质有氯氟烷烃,广泛用于冰箱、空调制冷、泡沫发泡、电子器件清洗等;溴氟烷烃,用于特殊场合的灭火。这些物质被称为消耗臭氧层物质。为了保护臭氧层,社会已将这些物质列入消除或控制使用清单。因此,这些物质也被称为“受控物质”——消耗臭氧层的物质在大气对流层中非常稳定,可以停留。长期以来,以CFC12为例,它在对流层中的寿命约为120年,因此这类物质可以扩散到大气的各个部分,但当到达平流层时,就会被平流层分解。吸收太阳的紫外线并释放出活性物质。强游离氯原子或溴原子参与一系列导致臭氧消耗的化学反应游离氯原子或溴原子与臭氧分子反应生成氯或一氧化溴,夺走臭氧分子的一个氧原子。把它变成氧分子——氯或一氧化溴与游离氧原子反应,释放出“抢走”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与其他臭氧分子反应,再次形成氧分子和氯或一氧化溴。该反应循环继续进行。每个游离氯原子或溴原子可破坏约10万个臭氧分子。这就是氯氟烷烃或溴氟烷烃破坏臭氧层的原因——
一、哪些物质会消耗臭氧层?
在臭氧层的研究和保护过程中,氟利昂和哈龙尤其受到关注。
科学研究发现,这些物质在对流层中不会发生光解,在对流层中基本不会被氧化。由于它们难溶于水,因此不易通过沉淀除去。因此,这些消耗臭氧层物质的大气寿命相当长。科学研究表明,类氟利昂物质也是温室气体。它们吸收红外辐射的能力比二氧化碳强得多,因此具有破坏臭氧层和影响全气候变化的双重作用。
二、消耗臭氧层的主要物质有哪些?
在臭氧层的研究和保护过程中,氟利昂和哈龙尤其受到关注。科学研究发现,这些物质在对流层中不会发生光解,在对流层中基本不会被氧化。由于它们难溶于水,因此不易通过沉淀除去。因此,这些消耗臭氧层物质的大气寿命相当长。科学研究表明,类氟利昂物质也是温室气体。它们吸收红外辐射的能力比二氧化碳强得多,因此具有破坏臭氧层和影响全气候变化的双重作用。
三、臭氧层被破坏了多少?
臭氧层破坏
在距地面25至30公里的平流层中,有一个臭氧浓度较高的区域,称为臭氧层。
臭氧对太阳紫外线有很强的吸收作用,有效阻挡对表面生物有害的短波紫外线,特别是波长200300纳米的紫外线。该波长的紫外线可以对人体和生物细胞造成损伤和死亡,或者引起生命遗传基因的突变,严重危害人和其他生物的生存。臭氧层保护地生物免受伤害,让地生物一代又一代地生存繁衍。因此,实际上可以说,直到臭氧层形成,生命才能够在地上生存、延续和发展。臭氧层是保护地生命的天然屏障,是地表生物的“保护伞”。臭氧对地上的生命具有特殊的重要性,但它只是大气中极其微小且脆弱的气体层。人类活动增加了大气中某些化合物的含量,逐渐消耗和破坏臭氧层。
对南极上空臭氧层空洞的测量表明,在过去的10到15年里,每年春季,南极上空的平流层臭氧都会经历一次急剧的、大规模的消耗。在极地地区的臭氧层中心,近95%的臭氧已被破坏。从地面向上观察,高空的臭氧层极薄。与周围相比,它看起来就像是一个直径数千公里的“洞”。这就是“臭氧洞”得名的原因。卫星观测显示,臭氧空洞有时覆盖的面积比美国还要大。
科学家估计,臭氧浓度每降低1%,地面紫外线辐射量就会增加2%,皮肤发病率增加2%至5%,给地生命带来灾难。南极洲上空臭氧量急剧下降,1984年减少了约50%,形成了臭氧空洞。到1991年,这个洞已经扩大到覆盖了整个南极天空。北极上空臭氧空洞的面积是南极地区面积的1/5。
科学家预测,如果人类不采取措施保护大气臭氧层,到2075年,由于紫外线的危害,全将有1至54亿人患皮肤,其中超过300万人将死亡,而1800万人将患有白内障。农作物产量将减少7-5%,水产品产量将减少2-5%,物质损失将达47亿美元,光化学烟雾发生率将增加30%,将危及人类生存和健康发展。臭氧层的重要性已引起社会的广泛关注。
综上所述,酸雨、全气温升高和臭氧层破坏是威胁人类生存的三大全污染题。人类要可持续发展,迫切需要解决这些题。
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