臭氧層破壞的原因是什么_臭氧層破壞的主要原因
臭氧層破壞的原因是什么_臭氧層破壞的主要原因
臭氧層破壞導(dǎo)致了各種環(huán)境問題，那么，臭氧層破壞的原因是什么?下面就由學(xué)習(xí)啦小編告訴大家臭氧層破壞的原因吧!
臭氧層破壞的原因
對于大氣臭氧層破壞的原因，科學(xué)家中間有多種見解。但是大多數(shù)人認(rèn)，人類過多地使用氯氟烴類化學(xué)物質(zhì)(用CFCs表示)是破壞臭氧層的主要原因。氯氟烴是一種人造化學(xué)物質(zhì)，1930年由美國的杜邦公司投入生產(chǎn)。在第二次世界大戰(zhàn)后，尤其是進(jìn)入60年以后，開始大量使用，主要用作氣溶膠、制冷劑、發(fā)泡劑、化工溶劑等。另外，哈龍類物質(zhì)(用于滅火器)、氮氧化物也會造成臭氧層的損耗。
在平流層內(nèi)離地面20~30千米的地方是臭氧的集中層帶，在這個臭氧層中存在著氧原子(O)、氧分子(O2)和臭氧(O3)的動態(tài)平衡。但是氮氧化物、氯、溴等活性物質(zhì)及其他活性基團(tuán)會破壞這個平衡，使其向著臭氧分解的方向轉(zhuǎn)移。而CFCs物質(zhì)的非同尋常的穩(wěn)定性使其在大氣同溫層中很容易聚集起來，其影響將持續(xù)一個世紀(jì)或更長的時間。在強(qiáng)烈的紫外輻射作用下它們光解出氯原子和溴原子，成為破壞臭氧的催化劑(一個氯原子可以破壞10萬個臭氧分子)。
臭氧層破壞機(jī)理
(1)、廢氣破壞臭氧層
廢氣中含有大量的氮氧化物(如N0和N02等)，這些氮氧化物可以破壞掉大量的臭氧分子，從而造成臭氧層的破壞。
(2)、CFCs和哈龍對臭氧層的破壞
美國科學(xué)家莫里納(Molina)和羅蘭德(Rowland)提出：人工合成的一些含氯和含溴的物質(zhì)是造成臭氧層被破壞的元兇，最典型的是氯氟烴類化合物(CFCs)和含溴化合物哈龍(Halons)。
CFCs和哈龍在生產(chǎn)和使用過程中總是要泄漏的，泄漏后首先進(jìn)入大氣的對流層中。而這些物質(zhì)在對流層中是化學(xué)惰性的，即它們在對流層中十分穩(wěn)定，可以存在幾十年甚至上百年不發(fā)生變化。但這些物質(zhì)不可能總是存在于對流層中，通過極地的大氣環(huán)流以及赤道地帶的熱氣流上升，最終使這些物質(zhì)進(jìn)入平流層。然后又在風(fēng)的作用下，把它們從低緯度地區(qū)向高緯度地區(qū)輸送，在平流層內(nèi)混合均勻。在平流層內(nèi)，強(qiáng)烈的太陽紫外線照射使CFCs和Halons分子發(fā)生解離，釋放出高活性的氯和溴的自由基。氯原子自由基和溴原子自由基就是破壞臭氧層的主要物質(zhì)，它們對臭氧破壞的化學(xué)機(jī)理如下：
R-Cl→R·+ Cl·
Cl·+O3→Cl0·+ O2
C10·+O3→Cl·+ 2O2
溴原子自由基也是以同樣的過程破壞臭氧。據(jù)估算，一個氯原子自由基在失活以前可以破壞掉104—105個臭氧分子，而由Halon釋放的溴原子自由基對臭氧的破壞能力是氯原子的30—60倍。而且，氯原子自由基和溴原子自由基之間還存在協(xié)同作用，即二者同時存在時，破壞臭氧的能力要大于二者簡單的加和。
當(dāng)然，臭氧空洞的形成除了以上的化學(xué)過程外，還有空氣動力學(xué)過程和極地特殊的溫度變化過程所參與的非均相的催化反應(yīng)過程，這就是為什么臭氧空洞出現(xiàn)在兩極以及多發(fā)生在春季。
臭氧層破壞的長期性
令科學(xué)家和社會各界憂慮的是，CFCs和Halons具有很長的大氣壽命，一旦進(jìn)入大氣就很難去除，這就意味著即使人類停止生產(chǎn)和使用這些物質(zhì)，它們對臭氧層的破壞還會持續(xù)一個漫長的過程。但是通過全人類的努力，臭氧層的破壞程度會越來越小，最后使之恢復(fù)到其原始狀態(tài)。