第二章 大气环境化学 (10)臭氧层的形成与耗损
十、臭氧层的形成与耗损
1．臭氧层破坏的化学机理
平流层中的臭氧来源于平流层中O2 的光解：
O2 + hν(λ≤243nm) → O + O
O + O2 + M → O3 + M
平流层中的臭氧的消除途径有两种
①臭氧光解：O3 + hν → O2 + O
②能够使平流层的O3 真正被清除的反应为O3 与O 的反应：
O3 + O → 2O2
由于人类活动的影响，水蒸气、氮氧化物、氟氯烃等污染物进入了平流层，在平流层形成了HO x、NO x 和ClO x 等活性基团，从而加速了臭氧的消除过程，破坏了臭氧层的稳定状态。
（1）平流层中NO x对臭氧层破坏的影响
平流层中NO x 主要存在于25km 以上的大气中，其数量约为10μL/m3。在25km 以下的平流层大气中所存在的含氮化合物主要是HNO3。
①平流层中NO x的来源
（a）N2O 的氧化
N2O 是对流层大气中含量最高的含氮化合物，主要来自于土壤中硝酸盐的脱氮和铵盐的硝化。因此，天然来源是其产生的主要途径。由于N2O 不易溶于水，在对流层中比较稳定，停留时间较长，因此，可通过扩散作用进入平流层。
进入平流层的N2O 有90%会通过光解形成N2：N2O+ hν(λ≤243nm) →N2+O
有2%会氧化形成NO：N2O + O → 2NO
因此，N2O 在平流层的氧化是平流层中NO 和NO2 的主要天然来源。
（b）超音速和亚音速飞机的排放
（c）宇宙射线的分解
这个来源所产生的NO x 数量较少。
②NO x清除O3的催化循环反应
NO + O3 → NO2 + O2
NO2 + O? → NO + O2
总反应：O3 + O? → 2O2
该反应主要发生在平流层的中上部。如果是在较低的平流层，由于O?的浓度低，形成的NO2 更容易发生光解，然后与O?作用，进一步形成O3：
NO2 → NO + O?
O? + O2 + M → O3
因此，在平流层底部NO 并不会促使O3 减少。
③NO x的消除
（a）由于NO 和NO2 都易溶于水，当它们被下沉的气流带到对流层时，就可以随着对流层的降水被消除，这是NO x 在平流层大气中的主要消除方式。
（b）在平流层层顶紫外线的作用下，NO 可以发生光解：
NO2 + hν → N? + O?
光解产生的N?可以进一步与NO x 发生反应：
N? + NO → N2 + O?
N? + NO2 → N2O + O?
这种消除方式所起的作用较小。
（2）HOx对臭氧层破坏的影响
平流层中HO x 主要是指H?和HO?，它们主要存在于40km 以上的大气中，在40km 以下的平流层大气中HO x 会以HO2 的形式存在。
①平流层中HO x的来源
平流层中HO x 主要来源于甲烷、水蒸汽和氢气与激发态原子氧的反应，而激发态原子氧是由O3 光解产生的：
O3 + hν(λ≤310nm) → O2 + O?(1D)
CH4+ O?(1D) →?OH+CH3?
H2O+ O?(1D) → 2?OH
H2+ O?(1D) →?OH+H?
②HO x清除O3的催化循环反应
在较高的平流层，由于O 的浓度相对较大，此时O3 可通过以下两种途径被消除：H? + O3 → ?OH + O2
?OH+O? → H?+O2
总反应：O3+O? → 2O2
?OH + O3 → HO2? + O2
HO2? + O? → ?OH + O2
总反应：O3 + O? → 2O2
在较低的平流层，由于O 的浓度较小，O3 可通过如下反应被消除：
?OH+O3 → HO2?+O2
HO2?+O3 → ?OH+2O2
总反应：2O3 → 3O2
无论哪种途径，与氧原子的反应是决定整个消除速率的步骤。
③平流层中HO x的消除
（a）自由基复合反应（HO x 消除的重要途径）
HO2? + HO2? → H2O2 + O2
?OH + ?OH → H2O2
?OH + HO2? → H2O + O2
（b）与NO x 的反应
?OH + NO2 + M → HONO2 + M
?OH + HNO3 → H2O + NO3
总反应：?OH + NO2 → H2O + NO3
形成的硝酸会有部分进入对流层然后随降水而被清除。
（3）ClOx对臭氧层破坏的影响
①平流层中ClO x的来源
（a）甲基氯的光解
甲基氯是由天然的海洋生物产生的，在对流层大气中可被HO?分解生成可溶性的氯化物，然后被降水清除。但也有少量的甲基氯会进入平流层，在平流层紫外线的作用下光解形成Cl?：
CH3Cl → CH3?+Cl?
（b）氟氯甲烷的光解
氟氯烃类化合物在对流层中很稳定，停留时间较长，因而可以扩散进入平流层后，在平流层紫外线的作用下发生光解：
CFCl3 → CFCl2 + Cl?
CF2Cl2 → CF2Cl + Cl?
每个氟氯烃类化合物通过光解最终将把分子内全部的Cl?都释放出来。
(c)氟氯甲烷与O(1D)的反应
O(1D) + CF n Cl4-n → ClO? + ?CF n Cl3-n
同样，每个氟氯烃类化合物最终可以把分子内全部的Cl?都转化形成ClO?。
②ClO x清除O3的催化循环反应
ClO x 破坏O3 层的过程可通过如下循环反应进行：
Cl? + O3 → ClO? + O2
ClO?+O? → Cl? + O2
总反应：O3 + O? → 2O2
与氧原子的反应是决定整个消除速率的步骤。
③ClO x的消除
平流层中的ClO x 可以形成HCl：
Cl? + CH4 → HCl + CH3
Cl? + HO2? → HCl + O2
HCl 是平流层中含氯化合物的主要存在形式。部分HCl 可以通过扩散进入对流层，然后随降水而被清除。在30km 以上的大气中，ClONO2 的含量也很显著。
（4）平流层中NOx、HOx与ClOx的重要反应
NO x、HO x 与ClO x 在平流层中可以相互反应，也可以与平流层中的其他组分发生反应，所形成的产物相当于将这些活性基团暂时储存起来，在一定条件下再重新释放。
①形成HONO2
?OH + NO2 → HONO2
HONO2 +h → ?OH + NO2
HONO2 + ?OH → H2O + NO3
②形成HO2NO2
HO2? + NO2 + M → HO2NO2 + M
HO2NO2 + h → ?OH + NO3
HO2NO2 + ?OH → H2O + O2 + NO2
③形成ClONO2
ClO? + NO2 + M → ClONO2 +M
ClONO2 + h → Cl?+NO3
④形成N2O5
NO2 + O3 → NO3 + O2
NO3 + NO2 + M → N2O5 + M
N2O5 → 2NO2 + O?
⑤形成HOCl
ClO? + HO2? → ClOH + O2
HOCl + h → Cl? + ?OH
HOCl + ?OH → H2O + ClO?
⑥形成H2O2
HO2? + HO2? → H2O2 + O2
H2O2 + h → 2?OH
H2O2 + HO? → H2O + HO2?
⑦形成HCl
Cl? + CH4 → HCl + CH3
Cl? + HO2? → HCl + O2
上述活性基团和一些原子（O）或分子化合物如O、HO、HO2、NO、NO2、Cl、ClO、ClONO2、N2O5 和HO2NO2 都已在平流层观测到，这进一步证实了人们所提出的臭氧层的破坏机理。
综上所述，平流层中NO x、HO x 与ClO x 之间有着紧密的联系，它们在平流层所发生的一系列反应影响着平流层O3 的浓度和分布。
2、臭氧空洞的危害
臭氧层中的臭氧能吸收200～300 nm的阳光紫外线辐射，因此臭氧空洞可使阳光中紫外辐射到地球表面的量大大增加，从而产生一系列严重的危害。
阳光紫外线辐射能量很高的部分称EUV，在平流层以上就被大气中的原子和分子所吸收，从EUV到波长等于290nm之间的称为UV-C段，能被臭氧层中的臭氧分子全部吸收，波长等于290～320nm的辐射段称为紫外线B段（即B类紫外线），也有90％能被臭氧分子吸收，从而可以大大减弱到达地面的强度。如果臭氧层的臭氧含量减少，则地面受到紫外线B 的辐射量增大。
B类紫外线灼伤称为B类灼伤，这是紫外辐射最明显的影响之一，学名为红斑病。B类紫外线也能损耗皮肤细胞中遗传物质，导致皮肤癌。B类辐射增加还可对眼睛造成损坏，导致白内障发病率增加。
B类紫外线辐射也会抑制人类和动物的免疫力。因此B类紫外线辐射的增加，可以降低人类对一些疾病包括癌症、过敏症和一些传染病的抵抗力。
B类辐射的增加，会对自然生态系统和作物造成直接或间接的影响。例如B类紫外辐射对20米深度以内的海洋生物造成危害，会使浮游生物、幼鱼、幼蟹、虾和贝类大量死亡，会造成某些生物减少或灭绝，由于海洋中的任何生物都是海洋食物链中重要的组成部分，因此某些种类的减少或灭绝，会引起海洋生态系统的破坏。
B类辐射的增加也会损害浮游植物，由于浮游植物可吸收大量二氧化碳，其产量减少，使得大气中存留更多的二氧化碳，使温室效应加剧。
B类辐射还将引起用于建筑物、绘画、包装的聚合材料的老化，使其变硬变脆，缩短使用寿命等等。
另外，臭氧层臭氧浓度降低紫外辐射增强，反而会使近地面对流层中的臭氧浓度增加，尤其是在人口和机动车量最密集的城市中心，使光化学烟雾污染的机率增加。
有人甚至认为，当臭氧层中的臭氧量减少到正常量的1/5时，将是地球生物死亡的临界点。这一论点虽尚未经科学研究所证实，但至少也表明了情况的严重性和紧急性。
3、修补臭氧层的措施
氟利昂是杜邦公司30年代开发的一个引为骄傲的产品，被广泛用于制冷剂、溶剂、塑料发泡剂、气溶胶喷雾剂及电子清洗剂等，哈龙在消防行业发挥着重要作用。当科学家研究令人信服地揭示出人类活动已经造成臭氧层严重损耗的时候，“补天”行动非常迅速。实际上．现代社会很少有一个科学问题像“大气臭氧层”这样由激烈的反对、不理解，迅速发展到全人类采取一致行动来加以保护。
1985年，也就是Monlina和Rowland提出氯原子臭氧层损耗机制后11年，同时也是南极臭氧洞发现的当年，由联合国环境署发起21个国家的政府代表签署了《保护臭氧层维也纳公约》，首次在全球建立了共同控制臭氧层破坏的一系列原则方针。
1987年9月，36个国家和10个国际组织的140名代表和观察员在加拿大蒙特利尔集会，通过了大气臭氧层保护的重要历史性文件《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》。在该议定书中，规定了保护臭氧层的受控物质种类和淘汰时间表，要求到2000年全球的氟利昂
消减一半，并制定了针对氟利昂类物质生产、消耗、进口及出口等的控制措施。由于进一步的科学研究显示大气臭氧层损耗的状况更加严峻，1990年通过《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》伦敦修正案，1992年通过了哥本哈根修正案，其中受控物质的种类再次扩充，完全淘汰的日程也一次次提前，缔约国家和地区也在增加。到目前为止，缔约方已达165个之多，反映了世界各国政府对保护臭氧层工作的重视和责任。不仅如此，联合国环境署还规定从1995年起，每年的9月16日为“国际保护臭氧层日”，以增加世界人民保护臭氧层的意识，提高参与保护臭氧层行动的积极性。
我国政府和科学家们非常关心保护大气臭氧层这一全球性的重大环境问题。我国早于1989年就加入了《保护臭氧层维也纳公约》，先后积极派团参与了历次的《保护臭氧层维也纳公约》和《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》缔约国会议，并于1991年加入了修正后的《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》。我国还成立了保护臭氧层领导小组，开始编制并完成了《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案》。根据这一方案，我国已于1999年7月1日冻结了氟利昂的生产，并将于2010年前全部停止生产和使用所有消耗臭氧层物质。
从这里我们不仅可以看到人类日益紧迫的步伐，而目也发现，即使如此努力地弥补我们上空的“臭氧洞”，但由于臭氧层损耗物质从大气中除去十分困难．预计采用哥本哈根修正案，也要在2050年左右平流层氯原子浓度才能下降到临界水平以下，到那时，我们上空的“臭氧洞”可望开始恢复。臭氧层保护是近代史上一个全球合作十分典型的范例，这种合作机制将成为人类的财富，并为解决其它重大问题提供借鉴和经验。
臭氧层空洞破坏论文
臭氧层空洞破坏论文 在距离地球表面15~25公里处,聚集了大气中90%的臭氧,我们将这一层高浓度的臭氧 称为"臭氧层".臭氧对太阳的紫外线辐射有很强的吸收作用,能有效地阻挡对地表生物有伤害作用的短波紫外线.因此,我们可以推测,直到臭氧层形成之后生命才有可能在地球上生存,延续和发展.臭氧层是地表生物系统的"保护伞".本文将着重讨论臭氧层空洞的形成原因与防治措施,并结合现状对臭氧层空洞的危害进行了详细的分析.最后,呼吁加强环境保护,防治臭氧层空洞. [关键词] 臭氧层原因现状危害防治措施 一.引言近三十年来,随着工业革命的开始,平流层中的臭氧正遭受越来越严重的破坏.现在科学家已经找到了破坏臭氧层的罪魁祸首,那就是氟氯烃类化合物.人类万万没有想到,氟氯烃在造福人类的同时会跑到天上去闯祸.农药和家电业中出现了许多不顾环境保护,过度 使用氟里昂的现象.如果对于这种现象,我们不尽快采取措施来制止,人类赖以生存的臭氧层迟早将不复存在,臭氧层也将无法充当地表生物系统"保护伞"的功能,人类必将毁灭于 自己造成的灾难之中. 二.什么是臭氧层臭氧就是三原子氧(O3),是我们熟知的氧气的同素异形体(由相同的元素组成,但分子结构不同).臭氧有一种刺鼻的气味,所以得此恶名.在距地表10公里到50公里高度的区域,含有较多的臭氧,称这个臭氧较集中的气层为臭氧层,它跨越平流层和中间层.臭氧层是法国科学家C.法布里于20世纪初发现的大气中的臭氧含量除了随高度变化外,还随纬度和季节的不同以及昼夜交替而变化.臭氧层的臭氧含量与其他大气成分相比是很小的, 只是大气的微量成份,把整个臭氧层的臭氧折算到标准状态(气压1013.25百帕,气温273.15 K),其总累积厚度为0.15~0.45厘米,平均约0.30厘米(称这种方法叫做柱浓度法) 三.臭氧层破坏的原因人类活动的影响,主要表现为对消耗臭氧层物质的生产,消费和排放方面.大气中的臭氧可以与许多物质起反应而被消耗和破坏.在所有与臭氧起反应的物质中,最简单而又最活泼的是含碳,氢,氯和氮几种元素的化学物质,如氧化亚氮(N2O),水蒸汽(H 2O), 四氯化碳(CCI4),甲烷(CH4)和现在最受重视的氯氟烃(CFC)等.这些物质在低层大气层中正常情况下是稳定的,但在平流层受紫外线照射活化后,就变成了臭氧消耗物质.这种反应消耗掉平流层中的臭氧,打破了臭氧的平衡,导致地面紫外线辐射的增加,从而给地球生态和人类带来一系列问题. 1.臭氧的平衡在自然状态下,大气层中的臭氧是处于动态平衡状态的,当大气层中没有其它化学物质存在时,臭氧的形成和破坏速度几乎是相同的,然而大气中有 一些气体, 例如亚硝酸,甲基氧,甲烷,四氯化碳,以及同时含有氯与氟(或溴)的化学物质,如CF C和哈龙等,它们能长期滞留在大气层中,并最终从对流层进人平流层,在紫外线辐射下,形成含氟,氯,氮,氢,溴的活性基因,剧烈地与臭氧起反应而破坏臭氧.这类物质进人平流层的量虽 然很少,但因起催化剂作用,自身消耗甚少,而对臭氧的分解作用十分严重,导致臭氧平衡的打破,浓度下降,这就是目前臭氧问题的症结所在. 四.保护臭氧层的对策臭氧层损耗是否能被停止和臭氧层能否恢复呢回答是肯定的.一旦平流层的消耗臭氧物质被减少,臭氧层可以进行自身恢复.只有这样,才能使其恢复到产生和消失的自然平衡状态.然而,也只有将所有的消耗臭氧物质完全限制以后,才能达到上述目的.消耗臭氧的化学物质要用几年的时间才能到达平流层,而且在平流层中某些物质可以存
环境化学 戴树桂 第二章 课后习题答案
《大气环境化学》重点习题及参考答案 1．大气中有哪些重要污染物？说明其主要来源和消除途径。 环境中的大气污染物种类很多，若按物理状态可分为气态污染物和颗粒物两大类；若按形成过程则可分为一次污染物和二次污染物。按照化学组成还可以分为含硫化合物、含氮化合物、含碳化合物和含卤素化合物。主要按照化学组成讨论大气中的气态污染物主要来源和消除途径如下： （1）含硫化合物 大气中的含硫化合物主要包括：氧硫化碳（COS）、二硫化碳（CS 2 ）、二甲基 硫（CH 3） 2 S、硫化氢（H 2 S）、二氧化硫（SO 2 ）、三氧化硫（SO 3 ）、硫酸（H 2 SO 4 ）、 亚硫酸盐（MSO 3）和硫酸盐（MSO 4 ）等。大气中的SO 2 （就大城市及其周围地区来 说）主要来源于含硫燃料的燃烧。大气中的SO 2约有50%会转化形成H 2 SO 4 或SO 4 2-， 另外50%可以通过干、湿沉降从大气中消除。H 2 S主要来自动植物机体的腐烂， 即主要由植物机体中的硫酸盐经微生物的厌氧活动还原产生。大气中H 2 S主要的 去除反应为：HO + H 2S → H 2 O + SH。 （2）含氮化合物 大气中存在的含量比较高的氮的氧化物主要包括氧化亚氮（N 2 O）、一氧化氮 （NO）和二氧化氮（NO 2）。主要讨论一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO 2 ），用通式 NO x 表示。NO和NO 2 是大气中主要的含氮污染物，它们的人为来源主要是燃料的 燃烧。大气中的NO x 最终将转化为硝酸和硝酸盐微粒经湿沉降和干沉降从大气中去除。其中湿沉降是最主要的消除方式。 （3）含碳化合物 大气中含碳化合物主要包括：一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO 2 ）以及有机的碳氢化合物（HC）和含氧烃类，如醛、酮、酸等。 CO的天然来源主要包括甲烷的转化、海水中CO的挥发、植物的排放以及森林火灾和农业废弃物焚烧，其中以甲烷的转化最为重要。CO的人为来源主要是在燃料不完全燃烧时产生的。大气中的CO可由以下两种途径去除：土壤吸收（土 壤中生活的细菌能将CO代为 CO 2和 CH 4 ）；与HO自由基反应被氧化为CO 2 。 CO 2 的人为来源主要是来自于矿物燃料的燃烧过程。天然来源主要包括海洋
控制臭氧层破坏的途径和政策
控制臭氧层物质培训材料 氟利昂概述 又名：氟里昂，氟氯烃英文：freon 几种氟氯代甲烷和氟氯代乙烷的总称。包括 CCl3F（F-11）、CCl2F2（F-12）、 CClF3（F-13）、 CHCl2F （F-21）、CHClF2（F-22）、FCl2C－CClF2（F-113）、F2ClC－CClF2(F-114) 、C2H4F2(F-152)、C2ClF5(F-115)、C2H3F3(F143)等等。以上氟里昂在常温下都是无色气体或易挥发液体，略有香味，低毒，化学性质稳定。其中最重要的是二氯二氟甲烷CCl2F2（F-12）。二氯二氟甲烷在常温常压下为无色气体；熔点－158℃，沸点－29.8℃，密度1.486克／厘米（－30℃）；稍溶于水，易溶于乙醇、乙醚；与酸、碱不反应。二氯二氟甲烷可由四氯化碳与无水氟化氢在催化剂存在下反应制得，反应产物主要是二氯二氟甲烷，还有CCl3F和CClF3，可通过分馏将CCl2F2分离出来。氟利昂的作用 氟利昂主要用作制冷剂。它们的商业代号F表示氟代烃，第一个数字等于碳原子数减1（如果是零就省略），第二个数字等于氢原子数加1，第三个数字等于氟原子数目，氯原子数目不列。由于氟利昂可能破坏大气臭氧层，已限制使用。目前地球上已出现很多臭氧层漏洞，有些漏洞已超过非洲面积，其中很大的原因是因为氟利昂的化学物质。 氟利昂的危害
氟利昂是臭氧层破坏的元凶，它是20世纪20年代合成的，其化学性质稳定，不具有可燃性和毒性，被当作制冷剂、发泡剂和清洗剂，广泛用于家用电器、泡沫塑料、日用化学品、汽车、消防器材等领域。20世纪80年代后期，氟利昂的生产达到了高峰，产量达到了144万吨。在对氟利昂实行控制之前，全世界向大气中排放的氟利昂已达到了2000万吨。由于它们在大气中的平均寿命达数百年，所以排放的大部分仍留在大气层中，其中大部分仍然停留在对流层，一小部分升入平流层。在对流层相当稳定的氟利昂，在上升进入平流层后，在一定的气象条件下，会在强烈紫外线的作用下被分解，分解释放出的氯原子同臭氧会发生连锁反应，不断破坏臭氧分子。科学家估计一个氯原子可以破坏数万个臭氧分子。 根据资料，2003年臭氧空洞面积已达2500万平方公里。臭氧层被大量损耗后，吸收紫外线辐射的能力大大减弱，导致到达地球表面的紫外线B明显增加，给人类健康和生态环境带来多方面的危害。据分析，平流层臭氧减少万分之一，全球白内障的发病率将增加0.6-0.8%，即意味着因此引起失明的人数将增加1万到1.5万人。 由于氟利昂在大气中的平均寿命达数百年，所以排放的大部分仍滞留在大气层中，其中大部分停留在对流层，小部分升入平流层。 在对流层的氟利昂分子很稳定，几乎不发生化学反应。但是，当它们上升到平流层后，会在强烈紫外线的作用下被分解，含氯的氟里昂分子会离解出氯原子，然后同臭氧发生连锁反应（氯原子与臭氧分子反应，生成氧气分子和一氧化氯基；一氧化氯基不稳定，很快又变
第二章 大气环境化学
第二章大气环境化学 一、名词解释： 热岛环流光化学反应光化学烟雾硫酸烟雾温室效应二次污染物 二、填空 1.大气中的NO2可以转化成HNO3 、NO3和N2O5。 2.碳氢化合物是大气中的重要污染物，是形成光化学烟雾的主要参与者。 3.大气颗粒物的去除与颗粒物的粒度和化学性质有关，去除方式有干沉降和湿沉降。 4.导致降水酸性的主要物质是硫酸，其次是硝酸，还有有机酸等其他酸类。 5.许多大气污染事件都与逆温现象有关，逆温可分为辐射逆温、平流逆温、地形逆温、下沉逆温、锋面逆温。 6.SO2的催化氧化速度与溶液中S(IV)和Fe(III)的浓度、pH，离子强度和温度有关。 7.降水中主要阴离子有SO42-、NO3-、Cl-、HCO3-。 8.大气中最重要的自由基为HO·和HO2·。 9.能引起温室效应的物质主要有CO2、CH4、N2O、CFC。 10.气团在大气中的稳定性与气温垂直递减率和干绝热减温率两个因素有关。 11.造成大气环境污染的人为因素主要包括：燃料燃烧、工业排放、固体废弃物焚烧和农业排放。 12.按污染成因分，气溶胶可分为分散性气溶胶和凝聚性气溶胶。 13.根据温度垂直分布可将大气圈分为对流层、平流层、中间层、热层和逃逸层。 14.大气中的主要碳氢化合物有烷烃、烯烃、环烷烃和芳香烃。它们是光化学烟雾形成的重要一次污染物。 15.伦敦烟雾事件是由燃煤而排放出来的二氧化硫、颗粒物以及二氧化硫氧化所形成硫酸盐颗粒物引起的。 16.酸雨中关键性离子组分是SO42-、Ca2+、NH4+3种。 17.近海地区的降水中通常含有较多的Na+、Cl-和SO42-；而在远离海洋的森林草原地区， HCO3-、SO42-、Ca2+和有机成分；在工业区和城市，降水中则含SO42-、NO3-和NH4+较多。 18. Whitby等依据大气颗粒物按表面积和粒径分布的关系得到三种不同的粒度膜，即爱根核膜、积聚膜和粗粒子膜。 19.温室效应产生的最主要的原因是二氧化碳的过多排放。 20.大气颗粒物按粒径大小可分为总悬浮颗粒物(TSP)、飘尘、降尘、可吸入粒子(IP)。 21.为了防止酸雨的危害，关键是要控制NO x和SO2等致酸物质的排放。 22.燃烧过程中NO的生成量主要与燃烧温度和空燃比有关。 23.污染物在大气中的扩散能力主要受风和大气湍流的影响。 24.氟氯烃类化合物既可以破坏臭氧层也可以导致温室效应。 三、选择题 1、由污染源排放到大气中的污染物在迁移过程中受到ABCD 的影响。 A、风 B、湍流 C、天气形势 D、地理地势
影响大气臭氧层的化学物质及其对臭氧层的破坏作用
影响大气臭氧层的化学物质及其对臭氧层的破 坏作用 氟里昂和氮氧化物 破坏平流层中臭氧层的化学物质的来源主要可归纳为下列三个方面： 1)大量放出的致冷剂氟利昂和灭火剂哈龙。 2)大型喷气式飞机在(平流层底部)高空频繁飞行，排出大量NO x、CO x和HC。 3)核爆炸。核试验中有大量污染物进入平流层，核爆炸的火球能从地面直达30～40km 的高空，并将大量NO2带到平流层。 联合国环境规划署(UNEP)的一份报告认为，臭氧层破坏的原因90％归因于氟利昂和哈龙气体，其次是氮氧化物，尤其是N20和NO。其种类和来源见下表： 表：大气中对具氧层有严置影响的物质及来源 氟里昂是无色、无味、无腐蚀性、不易燃又容易液化的气体。氟利昂代号CFC是氯氟烷烃的商品名，常用放在CFC后面的数字构成某种组成氯氟烃的代号，数字的含义是：个位数代表氟原子数，十位数代表氢原子数加一，百位数代表碳原子数减一。用氟利昂做致冷剂的优点是：①沸点低、易液化；⑨无味、无毒；②不腐蚀金属；④热稳定性好，不会燃烧和爆炸等。氟利昂的这些优越性能，使它在致冷剂中出类拔萃，独占鳌头，很适宜用于电冰箱和空气调节器中。 哈龙是含溴的卤代甲烷和卤代乙烷的商 品名称，是英文Halon的音译。哈龙类物质的化学式按碳、氟、氯、溴原子个数顺序组成四位数，放在哈龙的后面，构成某种哈龙的代号。哈龙是高效灭火剂。 因为大量使用化肥，土壤中的硝酸盐经反硝化菌的脱氮作用，约有5％~20％的氮转变为N2O，它是一种惰性气体，在大气中能存在很多年，且不为雨水所冲刷，与氟利昂和哈龙一样可以顺利地扩散到平流层，参与一系列破坏臭氧层的光化学反应。 因阐明臭氧空洞的成因与危害而荣获1995年度诺贝尔化学奖的美国加利福尼亚 大学的Rowland教授于1974年首先提出氟利昂等物质破坏大气平流层中臭氧层的理论。由于氟利昂很稳定，在低层大气中可长期存在(寿命约为几十年甚至上百年)，还未来得及分解即穿过对流层进入平流层(包括上表中除氟利昂外的其他物质，如N2O、哈龙等)，在短波紫外线的作用下分解成 ClOx(Cl、ClO)、BrOx(Br、BrO)、NOx(NO、NO2)、HOx(H、HO、HO2)等，这些物质(以下反应式中用Y代表)可起连锁催化作用，促使O3分解。 导致臭氧层破坏的催化反应过程可表示为：
臭氧层破坏的危害
臭氧层破坏的危害 臭氧层耗减对全球环境造成的影响，只能是从最近10多年的环境情况与10多年前或更早年代的情况相比，发现了某些特异的变化，就目前情况而言，还不能认为已经产生了明显的严重后果。 臭氧层的耗减产生的直接结果就是使太阳光中的紫外线UV-B达到地面的数量增加。臭氧层耗减和UV-B辐射量之间的关系见图1-3-1。通常认为臭氧浓度降低1%，UV-B辐射量增加1 .5～2%。 紫外线UV-B能破坏蛋白质的化学键，杀死微生物，破坏动植物的个体细胞，损害其中的脱氧核糖核酸(DNA)，引起传递遗传特性的因子变化，发生生物的变态反应。下面就其对人类健康、生物和环境等产生的危害予以介绍。 图1-3-1 第一节对人类健康的影响 适量的紫外线照射对人体的健康是有益的，它能增强交感肾上腺机能，提高免疫能力，促进磷钙代谢，增强人体对环境污染物的抵抗力。但是长期反复照射过量紫外线将引起细胞内的DNA改变，细胞的自身修复能力减弱，免疫机能减退，皮肤发生弹性组织变性、角质化以至皮肤癌变，诱发眼球晶体发生白内障等。 一、对免疫系统的影响
中波紫外线UV-B的照射，对人体有许多影响。有的是积极的影响，适量的UV-B 是维持人类生命所必需的。但是长期接受过量紫外线辐射，将引起细胞内DNA改变，细胞的自身修复能力减弱，免疫机制减退。对免疫系统的影响看来与肤色无关。由于紫外线辐射的增加，大量疾病的发病率及严重程度都会大大增加。这些疾病包括麻疹、水痘、疱疹和其它引起皮疹的病毒性疾病，通过皮肤传染的寄生虫病(如疟疾和利什曼病)、细菌感染(如肺结核和麻疯病)和真菌感染等。 人体免疫系统中的一部分存在于皮肤内，使得免疫系统可直接接触紫外线照射。动物试验发现紫外线照射会减少人体对皮肤癌、传染病及其它抗原体的免疫反应，进而导致对重复的外界刺激丧失免疫反应。人体研究结果也表明暴露于紫外线B 中会抑制免疫反应，人体中这些对传染性疾病的免疫反应的重要性目前还不十分清楚。但在世界上一些传染病对人体健康影响较大的地区以及免疫功能不完善的人群中，增加UV-B辐射对免疫反应的抑制影响相当大。 二、白内障 白内障是形成在眼球晶体上的一层雾斑(晶状体浑浊)。实验证明紫外线能损伤角膜和眼晶体，可引起白内障、眼球晶体变形等。据分析，平流层臭氧减少1%，全球白内障的发病率将增加0.6%～0.8%，全世界由于白内障而引起失明的人数将增加10 000～15 000人；如果不对紫外线的增加采取措施，从现在到2075年，UV-B 辐射的增加将导致大约1 800万白内障病例的发生。 三、皮肤癌 紫外线UV-B辐射的增加，直接导致人类常患的三种皮肤癌。前两种是Basal 和鳞状皮肤癌，这种非恶性癌每年在美国大约有50万患者，如果发现及时，这种病可以治好，很少有人死于此病。美国环境保护局估计臭氧每减少10%，这两种皮肤癌的发病率就提高26%。恶性黑瘤比较少见，它与紫外线辐射有关，其机理知之甚少。每年大约有25 000人患此病。这种病比较危险，每年大约有5 000人死于此病。每个细胞里的遗传物质(脱氧核糖核酸)都对紫外线很敏感，脱氧核糖核酸的损伤会杀死细胞或将其变成癌细胞。白色皮肤的人对太阳光缺乏自然保护，他们更容易患皮肤癌。据计算，臭氧每减少1%，非黑色素瘤皮肤癌就增加3%。按美国当今在世人口计算，良性黑色素瘤的病例将增加45万例，恶性黑色素瘤的病例将增加1，000例。未来数代受害将更加严重。在靠近南极的澳大利亚，皮肤癌发病率增加了3倍，近年来在那里也一直在讨论有关“臭氧警告” 的问题。
臭氧层形成的原因_臭氧层的主要作用
臭氧层形成的原因_臭氧层的主要作用 自然界中的臭氧，大多分布在距地面20Km--50Km的大气中，我们称之为臭氧层。臭氧层中的臭氧主要是紫外线制造出来的。大家知道，太阳光线中的紫外线分为长波和短波两种，当大气中含有21%的氧气分子受到短波紫外线照射时，氧分子会分解成原子状态。氧原子的不稳定性极强，极易与其他物质发生反应。如与氢H2反应生成水H2O，与碳C反应生成二氧化碳CO2。同样的，与氧分子O2反应时，就形成了臭氧O3。臭氧形成后，由于其比重大于氧气，会逐渐的向臭氧层的底层降落，在降落过程中随着温度的变化上升，臭氧不稳定性愈趋明显，再受到长波紫外线的照射，再度还原为氧。臭氧层就是保持了这种氧气与臭氧相互转换的动态平衡。 大气臭氧层主要有三个作用。其一为保护作用，臭氧层能够吸收太阳光中的波长306.3nm以下的紫外线，主要是一部分UV—B波长290～300nm和全部的UV—C波长 <290nm=，保护地球上的人类和动植物免遭短波紫外线的伤害。只有长波紫外线UV-A和少量的中波紫外线UV-B能够辐射到地面，长波紫外线对生物细胞的伤害要比中波紫外线轻微得多。所以臭氧层犹如一件保护伞保护地球上的生物得以生存繁衍。 其二为加热作用，臭氧吸收太阳光中的紫外线并将其转换为热能加热大气，由于这种作用大气温度结构在高度50km左右有一个峰，地球上空15～50km存在着升温层。正是由于存在着臭氧才有平流层的存在。而地球以外的星球因不存在臭氧和氧气，所以也就不存在平流层。大气的温度结构对于大气的循环具有重要的影响，这一现象的起因也来自臭氧的高度分布。其三为温室气体的作用，在对流层上部和平流层底部，即在气温很低的这一高度，臭氧的作用同样非常重要。如果这一高度的臭氧减少，则会产生使地面气温下降的动力。因此，臭氧的高度分布及变化是极其重要的。 流层中的臭氧吸收掉太阳放射出的大量对人类、动物及植物有害波长的紫外线辐射240-329纳米，称为UV-B波长，为地球提供了一个防止紫外辐射有害效应的屏障。但另一方面，臭氧遍布整个对流层，却起着温室气体的不利作用。在平流层中臭氧耗损，主要是通过动态迁移到对流层，在那里得到大部分具有活性催化作用的基质和载体分子，从而发生化学反应而被消耗掉。臭氧主要是与HOX、NOX、ClOX和BrOX中含有的活泼自由基发生同族气相反应。 1.当氟氯碳化物漂浮在空气中时，由于受到阳光中紫外线的影响，开始分解释出氯原子出来。 2.这些氯原子的活性极大，常喜欢与其它物质结合。因此当它遇到臭氧的时候，便开始产生化学变化! 3.臭氧被迫分解成一个氧原子O及一个氧分子O2，而氯原子就与氧原子相结合。
臭氧的破坏机理]
一 . 臭氧层的形成及其作用 第九章
臭氧层破坏—全球环境问题
ozone Depletion-A global Issue
近30年来，各国科学家经研究发现，在每年的春 季，南极上空臭氧层臭氧的浓度都会明显减 少，而且随着时间的推移，减少程度在逐年加 剧。
南极春季上 空臭氧浓度 的变化 1981-1999
内容提要
一. 臭氧层的形成及其作用 二. 臭氧层耗损的发现和研究 三. 臭氧层破坏的原因 四. 保护地球臭氧层的十五年
一. 臭氧层的形成及其作用
—形成与去除机制
?O3是大气圈中重要的化学组分，臭氧层是自然演化的产
物（大约在16 ～ 20亿 年前）。在15～40km上空的O2， 在太阳紫外辐射的作用下，发生着一系列化学和光化学反 应
?臭氧层逐渐形成。在海水深处有了生命存在。大约在4亿
年前，生命从海洋登上陆地。先有臭氧层才有陆地上的生 命。
1. 臭氧的一般性质
z1849年首次被发现。 z是O2的同素异形体，由三个氧原子
组成，淡兰色带有刺激气味的气 体，故名臭氧。是一种强氧化剂， 可以和大气中很多物质反应。
zO3在近地面大气中的含量极少，大约20-40ppb
(v/v)（相
当于40～80μg/m3），随纬度季节变化。
z对流层O3是一种人为的二次污染物，是光化学烟雾中最有
害的物质，可降低大气能见度、损伤植物、引起全球气候变 化并引发健康问题。
臭氧危害
臭氧在大气成分中所占的比例很小，其主要集中在平流层及对流层顶端，因其对太阳紫外辐射（0.2~0.3μm）有强烈的吸收作用，能够阻挡了强紫外辐射到达地面，保护了地球上的生命，同时，臭氧层吸收太阳紫外辐射能量是平流层的主要热源，平流层O3浓度及随高度的分布直接影响平流层的温度层结，从而对大气环流和地球气候的形成起着重要的作用。 但是当臭氧位于近地面（＜15km）时，则是一种大气污染气体。臭氧是一种活性很高的气体，也是强氧化剂，在许多大气污染物的转化过程中起重要作用，它能促进二氧化硫的氧化及氮氧化物的转化，而这些过程正是酸雨和光化学烟雾的主要成因之一。其次，臭氧在红外波段9.6μm附近有一个很强的吸收带，使对流层臭氧成为低层大气增温的重要温室气体，单位质量臭氧的热辐射吸收能力约CO2为的2000倍。近几年的研究发现，由于人类活动的影响使得平流层的臭氧总量下降。而平流层臭氧总量减少的同时，对流层的臭氧则逐年增加。人类活动造成的大气污染，不仅使城市地区地表附近臭氧浓度增加，而且全球平均地表臭氧浓度都有普遍增加的趋势。高浓度的臭氧将直接危害生态环境。臭氧主要对人类的呼吸道點膜有刺激和破坏作用，并对眼睛有一定刺激作用，而过氧乙酰基硝酸酯和醛类会严重地刺激眼睛，并伴有中枢神经发生障碍或者头痛，当人类短期暴露其中会引起剧烈的咳嗽、剌激鼻腔和喉、注意力不集中等症状，长期暴露其中会出现肺功能明显损伤，呼吸道结构受到影响；高浓度臭氧还可对植物系统造成损害，降低大部分植物的光合作用，从而降低对根部营养物的供应，降低植物生长速度，使叶片受到严重伤害，降低敏感物种的水的利用率、叶面积和叶片比重等的危害，而臭氧浓度过高可直接导致高产作物高产性能的消失，甚至使植物丧失遗产基础。研究表明，地表臭氧浓度达到214μg/m3时，就会引起人的呼吸道发炎，浓度达到1071μg/m3时就会危及人的生命。而地表臭氧浓度增加也是造成一些地区森林大片死亡的重要原因之一。同时，光化学氧化剂中的臭氧对高分子材料产生破坏作用，会让橡胶缩短绝缘性能寿命，侵烛纺织品的纤维素。 大气在同时满足紫外光、NO X、VOCs、三个条件下，将发生一系列复杂的反应，产生一些氧化性很强的产物，即“光化学烟雾”。当光化学烟雾浓度达到107mg/m3时人会立即死亡，因此又被称为“杀人烟雾”。继美国洛杉矶之后，光化学烟雾在世界各地不断出现。欧洲臭氧污染的情况与美国类似。2004年夏季，欧洲南部大气浓度水平普遍超过欧盟标（180μg/m3），在欧盟25个成员国中有18个国家出现臭氧超标现象（如法国、意大利、葡萄牙、西班牙、希腊等），其中意大利和西班牙臭氧浓度甚至高达417μg/m3，许多国家的大气臭氧浓度超过欧盟警报水平（240μg/m3），。欧洲在SO2、NO X等污染不断改善的情况下，臭氧浓度亦没有明显的下降趋势。
臭氧洞形成原因
臭氧层破坏的原因 南极臭氧洞一经发现，立即引起了科学界及整个国际社会的高度重视。科学家需要对这一问题的许多现象和特征进行探索，如臭氧洞为什么发生在南极地区？为什么臭氧损耗的规模如此之大？为什么每年的南极臭氧洞发生在春季？ 对于这些涉及臭氧损耗的地域性、季节性及其规模的定性和定量研究，是自南极臭氧洞被发现之后的科学热点。最初对南极臭氧洞的出现有过三种不同的解释，一种认为，南极臭氧洞的发生是因为对流层的低臭氧浓度的空气传输到达平流层，稀释了平流层臭氧的浓度；第二种解释认为，南极臭氧洞是由于宇宙射线的作用在高空生成氮氧化物的结果；此外，美国科学家莫里纳（Molina）和罗兰德（Rowland）提出，人工合成的一些含氯和含溴的物质是造成南极臭氧洞的元凶，最典型的是氟氯碳化合物（CFCs，俗称氟里昂）和含溴化合物哈龙（Halons）。越来越多的科学证据否定了前两种观点，而证实氯和溴在平流层通过催化化学过程破坏臭氧是造成南极臭氧洞的根本原因。 那么，氟里昂和哈龙是怎样进入平流层，又是如何引起臭氧层破坏的呢？ 我们知道，就重量而言，人为释放的CFCs 和Halons的分子都比空气分子重，但这些化合物在对流层是化学惰性的，即使最活泼的大气组分—自由基对CFCs 和Halons的氧化作用也微乎其微，完全可以忽略。因此它们在对流层十分稳定，不能通过一般的大气化学反应去除。经过一两年的时间，这些化合物会在全球范围内的对流层分布均匀，然后主要在热带地区上空被大气环流带入到平流层，风又将它们从低纬度地区向高纬度地区输送，在平流层内混合均匀。 在平流层内，强烈的紫外线照射使CFCs 和Halons分子发生解离，释放出高活性的原子态的氯和溴，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坏臭氧层的主要物质，它们对臭氧的破坏是以催化的方式进行的：Cl + O3 →ClO + O2ClO + O →Cl + O2 溴原子自由基也是以同样的过程破坏臭氧，因此，也是催化剂。据估算，一个氯原子自由基可以破坏104—105个臭氧分子，而由Halon释放的溴原子自由基对臭氧的破坏能力是氯原子的30—60倍。而且，氯原子自由基和溴原子自由基之间还存在协同作用，即二者同时存在时，破坏
地球环境问题：臭氧层的耗损与破坏.doc
地球环境问题：臭氧层的耗损与破坏 在离地球表面10~50千米的大气平流层中集中了地球上90%的臭氧气体，在离地面25千米处臭氧浓度最大，形成了厚度约为3毫米的臭氧集中层，称为臭氧层。它能吸收太阳的紫外线，以保护地球上的生命免遭过量紫外线的伤害，并将能量贮存在上层大气，起到调节气候的作用。但臭氧层是一个很脆弱的大气层，如果进入一些破坏臭氧的气体，它们就会和臭氧发生化学作用，臭氧层就会遭到破坏。臭氧层被破坏，将使地面受到紫外线辐射的强度增加，给地球上的生命带来很大的危害。研究表明，紫外线辐射能破坏生物蛋白质和基因物质脱氧核糖核酸，造成细胞死亡;使人类皮肤癌发病率增高;伤害眼睛，导致白内障而使眼睛失明;抑制植物如大豆、瓜类、蔬菜等的生长，并穿透10米深的水层，杀死浮游生物和微生物，从而危及水中生物的食物链和自由氧的来源，影响生态平衡和水体的自净能力。地球环境问题：臭氧层的耗损与破坏 在离地球表面10~50千米的大气平流层中集中了地球上90%的臭氧气体，在离地面25千米处臭氧浓度最大，形成了厚度约为3毫米的臭氧集中层，称为臭氧层。它能吸收太阳的紫外线，以保护地球上的生命免遭过量紫外线的伤害，并将能量贮存在上
层大气，起到调节气候的作用。但臭氧层是一个很脆弱的大气层，如果进入一些破坏臭氧的气体，它们就会和臭氧发生化学作用，臭氧层就会遭到破坏。臭氧层被破坏，将使地面受到紫外线辐射的强度增加，给地球上的生命带来很大的危害。研究表明，紫外线辐射能破坏生物蛋白质和基因物质脱氧核糖核酸，造成细胞死亡;使人类皮肤癌发病率增高;伤害眼睛，导致白内障而使眼睛失明;抑制植物如大豆、瓜类、蔬菜等的生长，并穿透10米深的水层，杀死浮游生物和微生物，从而危及水中生物的食物链和自由氧的来源，影响生态平衡和水体的自净能力。地球环境问题：臭氧层的耗损与破坏 在离地球表面10~50千米的大气平流层中集中了地球上90%的臭氧气体，在离地面25千米处臭氧浓度最大，形成了厚度约为3毫米的臭氧集中层，称为臭氧层。它能吸收太阳的紫外线，以保护地球上的生命免遭过量紫外线的伤害，并将能量贮存在上层大气，起到调节气候的作用。但臭氧层是一个很脆弱的大气层，如果进入一些破坏臭氧的气体，它们就会和臭氧发生化学作用，臭氧层就会遭到破坏。臭氧层被破坏，将使地面受到紫外线辐射的强度增加，给地球上的生命带来很大的危害。研究表明，紫外线辐射能破坏生物蛋白质和基因物质脱氧核糖核酸，造成细胞死亡;使人类皮肤癌发病率增高;伤害眼睛，导致白内障而使眼睛失明;抑制植物如大豆、瓜类、蔬菜等的生长，并穿透10米深的水
分析温室效应及臭氧层破坏的机理及对环境的效应
分析温室效应及臭氧层破坏的机理及对环境、经济、社会有哪些主要影响？ 答：一、温室效应的机理：大气下层的直接热源是水面、陆地、植被等下垫面和云层向外发出的长波辐射，而不是太阳短波辐射。正是由于大气中的某些物质具有允许太阳短波辐射通向地表，而部分吸收地表长波辐射的特性，才使它具有与温室中玻璃相类似的温室效应。 温室效应的影响：①炎热。全球温度增长实际测量表明，全球总体温度的增长趋势十分明显。 ②冰川消融。这就造成全球变暖在北极地区最为显著的影响：冰层加速融化。 ③洪水。在世界上的许多地区，全球变暖还提高了降雨在每年降水量（包括 雨、雪等）中所占的百分比，从而使春天和初夏发生更多洪灾。 ④飓风。现在大家普遍认为飓风日益强大的破坏力与全球变暖有关，这在一 定程度上是因为研究表明四级和五级飓风的数量有了明显增多。 ⑤干旱。干旱的土地将导致蔬菜水分减少，农作物减产，火灾次数增多。 对经济的影响：气候变化将使我国主要作物品种的布局发生变化，并影响到种植制度，种植界限北移西延的风险加大。 二、臭氧层破坏的机理：人类活动排入大气中的一些物质进入平流层与那里的 臭氧发生化学反应，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。 臭氧层破坏对环境、经济、社会的影响： ①威胁生态系统的安全 ②损害人体健康 ③破坏水生生态系统 ④危害人类生存环境 ⑤影响全球及区域气候变化
臭氧对人体有哪些危害
臭氧对人体有哪些危害 臭氧这种化学物质对于读者来说并不陌生，产生于汽车尾气和含碳物质的大量燃烧而排放在大气层中所产生的一种物质。很多环保机构也是极力倡导绿色生活，低碳出行，建议较少私家车的驾驶。而且，臭氧不论是对人体，还是对环境都有破坏性。那么臭氧对人体的危害究竟有哪些，应该如何预防这些危害呢？一起来看一下。 ★臭氧对人体有哪些危害 臭氧的污染比起PM2.5更加隐秘。及时是晴朗的天气里也可能存在臭氧浓度超标的问题，而臭氧超标的防护比PM2.5难，戴口罩无法阻挡臭氧的危害，室内空气净化也没用，而净化器本身还会产生臭氧，不会造成二次污染。 同时臭氧几乎也能和任何生物组织反应，对呼吸道的破坏性同时也很强，而臭氧还会刺激和损害鼻粘膜和呼吸道，让呼吸道上皮细胞在经过氧化的过程中产生一种人体必需的增多引起呼吸道病症病变。
而且还会引起肺功能的减弱以及肺气肿和肺组织的损伤，而且这些损伤同时也是不可修复的，对于患有支气管炎的人来说，只要暴露在低浓度的臭氧中，都可能产生明显的危害。 同样臭氧还会刺激眼睛，让视觉敏感度和视力的降低，也会破坏批复中的维生素E，让皮肤长皱纹和黑斑。同时还会头疼引起思维能力的下降。 ★臭氧来源于哪里呢 臭氧同时也不是人类活动排除的污染物，而是通过大气中前体物的发生化学反应形成的。 前体物就是氮氧化物和挥发性有机物组成，氮氧化物来源于石化燃料的燃烧以及汽车尾气的排放等等，挥发性有机物通常来源也很广泛，通常在是石油和油漆颜料中的物质。 以上就是今天东方天气给大家带来的臭氧对人体有哪些危 害如何预防臭氧的危害，及时了解天气预报，就上东方天气网，东方网旗下的天气网为您提供全国天气预报以及国际天气预报 查询，帮您及时了解天气情况和空气质量，方便安排日常生活和
臭氧层论文
臭氧层—地球生物的保护伞 摘要： 臭氧层的破坏是人类当今所面临的重要环境问题之一，多数科学家认为，人类过度使用氟氯烃(CFC。)类物质是臭氧层破坏的主要原因之一。臭氧层变薄意味着到达地表的太阳紫外线增强。较强的紫外线辐射，会伤害人的皮肤、眼睛，损坏人的免疫系统，还会对粮食作物、陆生生物及水生生物造成危害。因此，了解臭氧层破坏的原因，及其对人类及生物的危害，有助于增强人们的环境意识，避免人类遭受臭氧层破坏所带来的灾难。 一、关于臭氧层的简介 1、臭氧层的形成 臭氧由3个氧原子(O3)构成，而氧气由2个氧原子(O2)构成。自然界中的臭氧，大多分布在距地面20～50 km的大气中，将其称之为臭氧层。臭氧层中的臭氧主要来源于紫外线。太阳光线中的紫外线分为长波和短波，当大气中(含有21％)的氧气分子受到短波紫外线照射时，氧分子会分解成原子状态。氧原子的不稳定性极强，极易与其他物质发生反应。如与H2反应生成H20，与C反应生成CO2。同样，与O2反应时，便形成了03。臭氧形成后，由于其比重大于氧气，会逐渐向臭氧层的底层降落，在降落过程中随着温度的上升，臭氧不稳定性越加明显，再受到长波紫外线的照射，再度还原为氧。臭氧层就是保持了这种氧气与臭氧相互转换的动态平衡。由于臭氧和氧气之间的平衡，在大气中形成了一个较为稳定的臭氧层。臭氧层是指在大气平流层中距地面20-25 km的特殊大气层，这一大气层的臭氧含量特别高，含量接近0．01 me／ml，高空大气层中约有90％的臭氧集中在臭氧层，而大气中平均臭氧含量大约仅为0．0003 mg／ml。 太阳光中也存在对生物生存有害的紫外线，按生物效应的不同，可将太阳光中的紫外线分为3类：弱效应波长(UV—A，320—400 nm，对生物影响不大)、强效应波长(UV—B，280—320 nm，对生物有杀伤作用)和超强效应波长(uV．C，200一280 nm，属灭生性辐射)。通常情况下，大气平流层中的臭氧几乎吸收了全部的uV—c和90％左右的UV—B。臭氧层是地球的“保护伞”，因此，臭氧层的破坏会对生活在地球上的生物产生严重的影响。 2、臭氧层的作用机理 臭氧层能够保持稳定的机理是：02分子吸收了短波紫外辐射转变成03之后，短波紫外辐射作用使03分子升温，升温后03更易分解，相当一部分03分子分解变成02，放出热能；02分子再吸收短波紫外辐射转变成03，如此周而复始，使臭氧层在一定条件下达到动态平衡。在这个过程中，02充当一个将太阳紫外辐射能转换成热能的能量转换器，释放出大量的热，这是使平流层50 km高度出现高温区的主要原因。这个过程的作用效果是阻挡了太阳短波紫外辐射。
臭氧层破坏原因、危害及其防治对策
环境化学学习与思考论文 标题：臭氧层破坏原因、危害及其防治对策专业：应用化学 班级： 1201班 学号： 2012310200101 姓名：徐永忠 指导老师：胡先文 湖北·武汉
二〇一四年十一月
臭氧层破坏原因、危害及其防治对策 摘要：臭氧层是指距离地表15～50km处臭氧分子相对富集的大气平流层. 它能吸收99%以上对人类有害的太阳紫外线,保护地球上的生命免遭短波紫外线的伤害.因此,臭氧层被誉为地球上生物生存繁衍的保护伞.然而,近20多年来,地球上的臭氧层正在遭到破坏.目前,如何防止臭氧层遭破坏已成为人类面临的全球性环境问题之一. 引言：臭氧层是大气中臭氧相对集中的层面,一般是指10千米～50千米 高度之间的大气层,因受太阳紫外线的光化作用,其臭氧含量的百分率比较高,尤其是在20千米～25千米的高度处。由于太阳辐射的紫外线和大气中的氧气、氧原子的含量有随大气高度增减而变化的规律,在平流层内便形成了臭氧的聚集区。大气中的臭氧除了具有随高度分布的规律外,而且还随纬度和季节的不同以及昼夜交替而变化。在臭氧层里,其实臭氧的浓度是很稀的,即使在浓度最大处,所含臭氧量也不过大约10ppm。若将大气臭氧总量订正到海平面上,它只有0.15厘米～0.45厘米(平均为0.3厘米)的厚度。大气中的臭氧的含量虽然很少,但是它在地球环境中所起的作用却非常重要。第一,它是地球生物的保护伞。因为臭氧层阻挡了太阳辐射中的大部分紫外线,使地面生物免受紫外线的伤害,而少量穿透大气层到达地面的紫外线对人类和生物则是有益的。第二,它是引起气候变化的重要因素。臭氧对太阳紫外线辐射的吸收是平流层的主要热源,平流层臭氧浓度及其随高度的分布直接影响平流层的温度结构,从而对大气环流和地球气候的形成起着重要作用,因此,平流层臭氧浓度的变化是大气的重要扰动因子。 一、臭氧层破坏的现状 由于臭氧有其特殊的性质,并易受各种因素的影响,所以臭氧层又是十分脆弱的。卫星观测资料表明,自20世纪70年代以来,全球臭氧总量明显减少,1979年～1990年,全球臭氧总量大致下降了3%。南极附近臭氧量减少尤为严重,大约低于全球臭氧平均值30%～40%,出现了“南极臭氧洞”。自1985年发现“臭氧洞”以来,到1987年它变得既宽又深,1988年虽然有所缓解,但1989年以后到90年代的前几年里,每年南半球春季都出现很强的“臭洞”,1994年到1996年南极臭氧洞还在扩大。最近,从安装在俄罗斯和美国卫星上的探测器发回的数据获悉,“南极臭氧洞”面积已达2400平方千米,最薄处只有100多布森单位(100dobson,相当于1毫米厚度)。
第二章 大气环境化学 (10)臭氧层的形成与耗损
十、臭氧层的形成与耗损 1．臭氧层破坏的化学机理 平流层中的臭氧来源于平流层中O2 的光解： O2 + hν(λ≤243nm) → O + O O + O2 + M → O3 + M 平流层中的臭氧的消除途径有两种 ①臭氧光解：O3 + hν → O2 + O ②能够使平流层的O3 真正被清除的反应为O3 与O 的反应： O3 + O → 2O2 由于人类活动的影响，水蒸气、氮氧化物、氟氯烃等污染物进入了平流层，在平流层形成了HO x、NO x 和ClO x 等活性基团，从而加速了臭氧的消除过程，破坏了臭氧层的稳定状态。 （1）平流层中NO x对臭氧层破坏的影响 平流层中NO x 主要存在于25km 以上的大气中，其数量约为10μL/m3。在25km 以下的平流层大气中所存在的含氮化合物主要是HNO3。 ①平流层中NO x的来源 （a）N2O 的氧化 N2O 是对流层大气中含量最高的含氮化合物，主要来自于土壤中硝酸盐的脱氮和铵盐的硝化。因此，天然来源是其产生的主要途径。由于N2O 不易溶于水，在对流层中比较稳定，停留时间较长，因此，可通过扩散作用进入平流层。 进入平流层的N2O 有90%会通过光解形成N2：N2O+ hν(λ≤243nm) →N2+O 有2%会氧化形成NO：N2O + O → 2NO 因此，N2O 在平流层的氧化是平流层中NO 和NO2 的主要天然来源。 （b）超音速和亚音速飞机的排放 （c）宇宙射线的分解 这个来源所产生的NO x 数量较少。 ②NO x清除O3的催化循环反应 NO + O3 → NO2 + O2 NO2 + O? → NO + O2 总反应：O3 + O? → 2O2 该反应主要发生在平流层的中上部。如果是在较低的平流层，由于O?的浓度低，形成的NO2 更容易发生光解，然后与O?作用，进一步形成O3： NO2 → NO + O? O? + O2 + M → O3 因此，在平流层底部NO 并不会促使O3 减少。 ③NO x的消除 （a）由于NO 和NO2 都易溶于水，当它们被下沉的气流带到对流层时，就可以随着对流层的降水被消除，这是NO x 在平流层大气中的主要消除方式。 （b）在平流层层顶紫外线的作用下，NO 可以发生光解： NO2 + hν → N? + O? 光解产生的N?可以进一步与NO x 发生反应： N? + NO → N2 + O? N? + NO2 → N2O + O? 这种消除方式所起的作用较小。
臭氧的危害
臭氧的危害 臭氧（O3)比空气重1.5倍，它的颜色为淡蓝色，具有刺激性气味。当浓度较高时，臭氧呈强烈的腥臭味，并略带酸味。 臭氧对人体的危害，主要是对呼吸系统有刺激作用。当臭氧浓度超过一定限量时，可以引起口干、舌燥、咳嗽、胸闷、食欲不振、疲乏无力、头晕、全身疼痛等症状。严重者，可引起支气管炎、呼吸不畅、皮肤刺痒、眼睛刺痛、并可导致暂时性肺功能异常、引起肺部组织损伤。 快净无管道新风系统可以适当减轻臭氧对人们的伤害。 当然，应当指出的是，臭氧对人体的作用是可逆的。由臭氧引起的呼吸系统症状，一旦当臭氧浓度大幅度降低到无害量值后，这些不适症状将得到恢复。恢复期的长短则取决于臭氧浓度的大小、接触时间的长短以及人体体质的差异等多种因素。 有关部门曾对北京市6座写字楼的室内空气质量进行了检测与 调查，结果发现：室内空气中臭氧浓度超标高达50%，这个比例是相当大的，说明了室内臭氧污染也是相当严重的。快净无管道新风系统。 那么，臭氧是怎么产生的呢？大家知道，人类生活的空间中，臭氧来源分为两大类。第一类为自然界中的臭氧。在距离地面约20~30km 的大气层的平流层中，臭氧浓度约占90%，这是由于大气中的氧分子受到太阳强烈紫外线的长期照射形成的大气臭氧层。由于臭氧层的作用，从而保护了地球、保护了地球上的生物、免遭过强紫外线辐射危害。然而，这个臭氧保护层正在遭到人类的破坏，由于人类大量采用
氟氯碳化物（CFCS)用于制冷、电子零件等的制备上，其结果使臭氧 层受破坏，甚至出现臭氧空洞，人类面临着灾难。第二类为人为性制造产生的臭氧。在石油类的产品等矿物性物质燃烧过程中，会产生大量的氮氧化物，在太阳辐射作用下会形成臭氧，导致局部环境空气中臭氧浓度大幅度增加。人们日常生活中经常会受到高浓度臭氧的作用，比如在办公室内，特别是封闭型通过中央空调系统进行空气调节、控温的写字楼内，由于大量使用复印机、打印机等现代化办公设施，在高压静电与紫外线的作用下产生高浓度的臭氧。再比如，有些住宅区紧邻交通大道或大型露天停车场，这种条件下由于汽车尾气中含有大量臭氧直接排放，也会造成局部环境与室内臭氧浓度超标，构成污染。 既然臭氧对人体健康产生负面影响，那么为什么市场上还出售臭氧发生器？医学界还再强调臭氧的好处呢？众所周知，臭氧确实具有强杀菌力与脱臭力，所以在许多地方采用臭氧杀菌消毒。比如，医院利用臭氧对衣物、被褥等物品进行杀菌消毒；家庭餐具消毒亦有采用臭氧方法的；冬季居室内使用负离子发生器，也提倡利用臭氧进行定时对室内空气进行杀菌消毒的……这就是臭氧对人类生活与健康发 挥积极作用的一面。人们只要合理地、科学地使用臭氧，就会产生有益的效果。但是，一旦使用、控制不当。就会产生不良影响。所以，在使用臭氧发生器进行杀菌消毒过程中，一定要将发生器的门关闭好，不形成臭氧泄漏；利用臭氧进行室内杀菌消毒时，一定要按使用要求控制好发生时间，不可过长，同时建议室内人员暂时离开，不要人机同室。对于写字楼而言，为避免复印机、打印机等办公设施所产生的