臭氧层问题是什么意思 臭氧层破坏的机理

导语：臭氧层问题是什么意思？大家也都很清楚，臭氧层的破坏给地球带来了巨大的危害，而且首当其冲的是紫外线辐射的增加，臭氧层的稀薄导致更多的紫外线穿透到地球表面，对人类健康和生态系统造成了严重威胁，下面就去看看臭氧层破坏的机理吧！

臭氧层问题是什么意思

大气层

O3在大气中含量极微，且分布很不均匀。在垂直方向上，从距地面10km开始其含量有所增加;到20～25km，O3浓度达到最大;再向上含量又逐渐减少;在55～60km处O3含量就很少了。通常把O3含量最大的距地面25km左右处称为臭氧层。纬度不同的地区，臭氧层的厚度也有所不同。一般极地上空最厚，赤道上空最薄。臭氧层的季节变化在高纬地带是十分明显的，如北半球大部分地区春季臭氧层较厚而秋季最稀薄。

臭氧层的作用是能够吸收太阳辐射中波长为0.2～0.3μm的紫外线。这一方面使平流层的上部被加热，下部温度仍较低，使平流层在动力学上是稳定的;另一方面减少紫外线进入对流层，起到保护地球上生物的作用。大剂量紫外线照射可杀伤细胞。如果没有臭氧层对紫外线的吸收和过滤作用，不仅地表微生物、水生低等动物和植物难以生存，高等动物、植物也会直接受害。

人类了解到大气平流层中有O3的积聚已有近百年的历史，但开始注意臭氧层破坏是20世纪70年代以后的事。1975年英国南极考察队成员法曼(Farman)对南极哈利湾的大气臭氧测量数据进行了分析，结果惊人地发现臭氧总量在减少。英国考察队用多布森光谱仪对该仪器以上部位的垂直气柱的臭氧总量进行测量发现，自1970年开始每年10月南极上空臭氧总量急剧减少，如1984年10月比1968年以前10月份的气柱臭氧日总量减少了1/3.而1991年10月比1968年以前减少了1/2.而平流层下部的15～20km高度之间的气层内竟损失了95%。这是一个引起轰动的发现。臭氧的这种贫化现象，称为臭氧洞。在南半球春季(9月至11月)，这种现象出现在南极大部分地区上空约持续6周。在北极，至今尚未发现O3的急剧减少。但已有报导指出，北半球中纬度(大约在美国西雅图与新奥尔良所处的纬度之间)，O3含量出现了长期逐渐下降的趋势。美国国家航空和宇宙航行局(NASA)的星载臭氧总量绘图分光仪表明，这个纬度带的O3每十年损失4%～5%。冬季各月观测到的损失率高达8%。就全球而论，O3正以每十年2.3%的速率减少。全球臭氧贫化问题是当前世界各国普遍关注的重大环境问题之一。

目前已对臭氧层破坏的原因有初步了解。一般认为主要是氯氟烃类(CFCs)化合物和N2O排放量增加而造成的。氯氟烃类化合物是一组人造的、化学性质十分稳定的化合物。工业上用于气溶胶推进剂、致冷工作液、溶剂、塑料、发泡剂等，代表性化合物主要有氟里昂-11和氟里昂-12.氯氟烃在紫外线照射下分解出自由氯基或自由氯氧基。这些自由基在高空稀薄的空气条件下可长时间存在，对O3的解体起催化作用。一个自由基可连续使成千上万的臭氧分子受破坏。

云层

N2O是氮素全球循环过程的一种自然产物。主要来源于氮素在水域底质和土壤中的硝化与反硝化过程，矿物燃料和生物质燃烧也有少量排放。通过施用化肥、增加燃烧过程等也可提高全球N2O的排放量。N2O在紫外线照射下与原子氧作用生成NO，再与O3反应生成NO2而破坏臭氧层。

此外，还有多种气体与臭氧层中臭氧的破坏有关联，但都不如上述两类物质重要。

由于臭氧层的破坏，使到达地球表面的紫外线强度增强，对包括人类在内的有机体都会产生严重后果。对生物影响最大的是波长为280～320nm的紫外线，经对200多种植物照射试验，发现2/3的种类对照射敏感。经照射的植物发育不良，叶片变小，减少了光合作用的叶面积，种子质量也受到影响。

为了保护臭氧层，1985年43个国家和7个国际组织共同制定了《关于保护臭氧层的维也纳公约》。1987年在联合国环境计划署主持下通过了减少氯氟烃使用的《蒙特利尔议定书》。1989年4月底在赫尔辛基召开了该议定书缔约国第一届会议，通过了《赫尔辛基宣言》。该宣言要求最迟到2000年全部废除氯氟烃的生产和使用。

臭氧层破坏的机理

臭氧层破坏的机理主要包括非均相反应和气相反应，而气相反应是导致臭氧层破坏的主要因素。

臭氧层破坏的主要化学机理与氟利昂等含氯和氟的化学物质有关。这些物质在大气中泄漏并扩散至平流层，在强烈的紫外线照射下，氟利昂等物质分解释放出高活性的氯自由基。这些氯自由基与臭氧结合，导致臭氧分解。这个过程形成了一个反应链，其中的氯原子可以不断参与反应，从而导致臭氧含量的下降。

此外，还有其他因素如氮氧化物、氮肥使用等也参与了臭氧层的破坏过程。这些物质通过一系列复杂的化学反应，进一步加速了臭氧层的损耗。例如，含氯和含氢自由基可以将臭氧分解为氧气，而这些自由基本身并未被破坏，从而继续参与反应，导致更多的臭氧消耗。

综上所述，臭氧层破坏的机理涉及一系列复杂的化学反应，包括人类活动排放的含氯和氟的化学物质在平流层中的分解反应，以及由此产生的自由基与臭氧的反应，共同导致了臭氧层的损耗。