从臭氧层的破坏机理谈臭氧层的保护

。从臭氧层的破坏机理谈臭氧层的保护xxx摘要：大气臭氧层是维持整个地球生态系统平衡的重要因素。本文通过对臭氧层形成原因的探索，不仅概括性的描述了氮氧化物、氢氧化物、氯氟烃类化合物等物质对臭氧层的破坏机理，而且从事例和化学两个角度论证了火山喷发以及大气中氧被过度消耗等方面也是造成臭氧层破坏的元凶。从而在此基础之上，我们分析了臭氧层破坏给地球带来的影响，同时还根据臭氧层的破坏机理点对点的提出了保护臭氧层的相关对策。关键词:臭氧层破坏机理影响保护对策0引言在离地面10~50km的大气平流层，集中了大气中的90%的臭氧，其中离地面20~25km臭氧浓度值达到最高，称其为臭氧层。但是在臭氧层里，其臭氧浓度是很稀的（约10ppm），不过他的作用却不可忽视：首先他是地球生物的保护伞，因为臭氧层阻断了太阳辐射中大部分紫外线，避免地球上的人类和动植物受到短波紫外线的伤害，保证了地球生物的生存繁衍；其次是由于臭氧层的高度分布，臭氧能将吸收太阳光照中的紫外线转化为热能并加热大气，由此才使地球存在平流层；最后臭氧层也具有温室的作用，由于在对流层上部和平流层底部这一段温度很低的高空有了臭氧的存在，才能有效的保证地面气温不下降。虽然臭氧层的作用巨大，但是由于臭氧化学性质十分活泼，很容易与其他物质发生化学反应，因此臭氧层的破坏也日趋严重。1984年，英国科学家首次发现南极上空出现臭氧洞。1985年，英国科学家法尔曼等人在南极哈雷湾观测站发现：在过去10-15年间，每到春天南极上空的臭氧浓度就会减少约30%，有近95%的臭氧被破坏。从地面上观测，高空的臭氧层已极其稀薄，与周围相比像是形成一个“洞”，直径达上千公里，卫星观测表明，此洞覆盖面积有时比美国的国土面积还要大。到1998年，臭氧空洞面积比1997年增大约15%，几乎相当于三个澳大利亚大。可见，如果任此速度发展，臭氧将损耗殆尽。1臭氧层的形成高空臭氧主要由光化学作用形成，太阳高能紫外光撞击氧气分子会生成2个氧原子，生成的氧原子与氧分子结合生成臭氧，臭氧又受到紫外线或可见光的光子作用，反复分解并很快重新形成，而一个氧原子与臭氧分子相撞时形成两个氧分子。化学反应式如下：O3的生成：O2+hv→2OO+O2+M→O3+MO3的消失：O3+hv→O2+OO3+O→2O2由此可见，如果没有其他成分参加反应，以上反应造成的臭氧净消耗为零，即大气中存在的臭氧的生成和消除反应处于动态平衡。如果臭氧层被破坏，那么一定存在某种物质打破了这种平衡。2臭氧层的破坏机理2.1氮氧化物氮氧化物主要来自工业排放的废气，包括NO、NO2、N2O等，此外农业氮肥和土壤中的硝酸盐经反硝化细菌的脱氮作用，会分解产生氮氧化物N2O，其本不与臭氧发生反应，但受光照可转化成NO。此外，飞机在平流层中飞行也能造成氮氧化物的增加。氮氧化物破坏O3的机理为：NO+O3(NO2+O2+)NO2+O(NO+O2总反应：O3+O(2O2由反应可见，NO在反应中起催化作用，一个催化剂分子可以同氧原子和臭氧组合多次反应，从而臭氧被氮氧化物所破坏，而随着氮氧化物的增多，对臭氧层的破坏也明显加快。2.2氯氟烃（CFC）类化合物氯氟烃由氯、氟和碳组成，主要作为制冷剂、气溶胶中的喷雾剂、产生泡沫的发泡剂，以及电子原件的清洗剂。这类化合物化学性质虽然在平常极不活泼，但正因为它的惰性对臭氧层造成了严重的破坏。氯氟烃破坏O3的机理：CF2Cl2+hv(Cl+CF2ClO3+Cl(ClO+O2+)ClO+O(Cl+O2总反应：O3+O(2O2科学研究表明，在失去活性或返回到对流层之前，每一个氯原子可破坏10万个O3分子，除氟里昂外，其他卤代烷烃如：CF3Br(哈龙)、CCl4(氯仿)、CH3Br（甲基溴）等同样会破坏O3，且Br破坏O3的能力比Cl更强。氯氟烃可在大气中保留数十年之久，因此，即使现在立即停止释放氯氟烃，这种破坏也将持续到下一个世纪。2.3HOX破坏O3的机理平流层HOX主要是由H2O,CH4或H2与O反应而生成的。反应式为：H2O+O(2HOCH4+O(CH3+HOH2+O(H+HOHO+O3(HO2+O2HO2+O(HO+O2总反应：O3+O(2O22.4其他破坏臭氧的论据2.4.1火山爆发破坏臭氧有部分学者曾经在1989年提出火山爆发可能加剧臭氧耗损的想法，原因是火山喷发出的以硫为主的气溶胶将会产生暂时性的极地平流层，这将加大氯氟烃对臭氧的破坏作用。后来的相关事例也相继印证了这一想法的正确性：91年6月菲律宾皮纳图火山爆发后，喷出将近2千万吨的二氧化硫，同年在加拿大极北边界上发现了几乎可以肯定来自皮纳图火山的含硫气溶胶，而两年后智力哈得逊火山爆发一个月之后，在南极上空检测到臭氧层平均减少了10%~15%，11km~13km和25km~30km上空的上下平流层多达50%的臭氧遭到了破坏。2.4.2大气中氧被过度消耗我们知道2mol臭氧转化成3mol氧气的反应是一个可逆的反应，由此我们即可以大胆推测一旦大气中的氧被过度消耗，那么将会导致化学平衡的右移，从而臭氧被大量消耗。事实证明了这一推测，大气中的氧浓度直接与地球上被固定的碳有关，倘若碳库被打开，碳过度使用，必然会造成氧气的过度消耗，从而使大气中的氧气浓度降低，促使臭氧的分解，进而臭氧层变薄。3臭氧层破坏带来的影响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到达地面的数量增加。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。如此一来，人类将受到不可估量的灾难。3.1对人类健康   　由于臭氧层的破坏，太阳紫外线中的短波紫外线将更容易的通过臭氧到达地面，短期照射会使得皮肤病，白内障患者增加，长期反复照射将引起人体细胞内DNA的改变，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等。据统计，臭氧层减少1%可使有害短波紫外线增加2%，其结果是将皮肤病的发病率提高2%。3.2对陆生植物紫外线UV-B辐射强会引起某些植物物种的化学组成发生变化，影响农作物在光合作用中捕获光能的能力，造成植物获取的营养成分减少，生长速度减慢。3.3对水生生物   紫外线UV-B辐射对鱼、虾、蟹、两栖动物和其它动物的早期发育阶段都有危害作用，最严重的影响是繁殖力下降和幼体发育不全。3.4对城市环境   　城市工业在燃烧矿物燃料时排放的氧化氮，与某些工业和汽车所排放的挥发性有机物，同时在紫外线照射下会更快地发生光氧化反应，引起光化学烟雾污染，进而恶化城市环境，损害人体健康。3.5对建筑材料　　紫外线辐射的增加会加速建筑、喷涂、包装及电线电缆等所用材料，尤其是聚合物材料的降解和老化变质。由于这一破坏作用造成的损失估计全球每年达到数十亿美元。3.6对气候变化温室效应及光化学烟雾污染都与CFC排放有关。据分析，目前全球气候有变暖的趋势，在众多的相关因素中，约有10%~25％是由CFC的作用引起的。4臭氧层的保护对策可预见的是，臭氧层空洞带来的灾害远不止这些，当下要做的就是深刻意识到臭氧空洞的严重，通过对臭氧破坏的机理分析，从源头上减少甚至杜绝一切有可能对臭氧产生破坏的物质或行为。4.1减少氮氧化物的排放氮氧化物的产生大多来源于能源燃料的燃烧，因此，要减少氮氧化物的排放，就应该合理的减少对化石燃料的依赖，同时开发新型的清洁能源。4.2减少氯氟烃类化合物的排放氯氟烃类化合物在生产生活中并不是不可或缺的，因此完全可以通过减少甚至停止氯氟烃的生产和使用，努力寻求氯氟烃类化合物的相关无氯代用品的来防止其对臭氧层的破坏。早在19世纪80年代，美国、比利时、葡萄牙以及北欧国家就采取了相应措施禁止部分氯氟烃化合物的生产。许多化学公司也想方设法寻找新的代用品，并取得了不小的突破于成功。4.3减少氧气的消耗甚至修复臭氧层减少氧气的消耗实质上是减少碳库的排放，碳排放问题则涉及到煤、石油、天然气等能源燃料的利用。因此，开发像原子能、水能、风能、太阳能等不耗氧又清洁丰富的能源不失为明智之举。如果说氧气消耗使得臭氧被破坏的论点成立，那么只要使臭氧与氧气的转化反应处于动态平衡或是逆向进行，修复臭氧层并非痴人说梦了。因此，加大植树造林来增加地球表面植被的覆盖量，同时保护水体不被污染，增加水生植物的含量等增加大气中氧浓度的措施也是可行的。4.4继续对臭氧破坏展开科学研究及学术大讨论人们在研究人为造成的破坏并积极加以控制的同时还应对臭氧的形成和消失的自然机理继续进行积极的探索，进一步研究臭氧耗损所造成的各种危害，积极寻找解决臭氧耗损问题的新方法。比如臭氧层的破坏与太阳活动有什么关系?是否还有更复杂的化学原因和其它来自宇宙的影响?是否可以在平流层人为排人某些化学物质来减少臭氧的消耗而有利它的生成?这都有赖于人的进一步研究和探索。4.5提高环保意识进行广泛的环境教育，普及环境保护的基础知识，提高人们的环境意识，才能从根本上让地球的主人意识到臭氧层空洞危害的严重性。4.6从法律上保护臭氧臭氧层损耗带来的危险已经引起了国际社会的广泛关注，为了保护臭氧层免遭破坏，更好的维护我们赖以生存的家园，政府应该及时实时制定有关保护臭氧层的政策，国与国之间应该相互建立臭氧层保护法律约束机制，相互监督破坏臭氧层物质的排放。同时，国际相关组织也应该领导世界各国签订相关臭氧层维护公约，控制破坏臭氧层物质的排放。5结语臭氧层的破坏将对生活在地球上的人类和生物产生了极大地危害，通过研究臭氧层的形成与破坏机理，从根源上寻找保护臭氧层的切实可行的解决办法，是新世纪全人类的共同责任。行动起来吧，保护我们赖以生存的家园!参考文献:[1]王豪主编著.生态环境知识读本.化学工业出版社，1999[2]马双忱编著.环境化学2003年7月[3]吴香梅.浅谈臭氧层破坏的环境影响及控制对策丽水师范专科学校学报2003年4月第25卷第2期[4]杨启文.同温层臭氧层破坏的机理环境科学与技术1991年第1期[5]胡良民阎卫阳.论臭氧层破坏与保护中学地理教学参考2001No.5[6]胡耐根.臭氧破坏对人类和生物的影响安徽农业科学2010年第38期[7]林永达陈庆云.大气臭氧层破坏和CFCs替代物化学进展1998年6月第10卷第2期[8]叶怀义张燕.臭氧破坏的另一个原因：大气中氧气被过度消耗[9]唐坷、提淑华“CFC对臭氧层的破坏作用及其控制对策”.环境保护科学1994(l)[10]彭新宇、金发忠论特色农业的理论内涵及发展模式[J].湖湘论坛,2006(5):65-66[11]王俊萍大气臭氧层的形成及破坏机理的研究内蒙古石油化工2006年第2期[12]MICHAELBRUNOOptimalpatternsoftradeanddevelopment[J].ReviewofEeononiesandstatisties199749545—554肖宏.三门峡市特色农业发展模式研究[D].郑州:河南农业大学，2007:9[13]肖宏.三门峡市特色农业发展模式研究[D].郑州:河南农业大学，2007:9[14]杨建国，姚爱.甘肃特色农业与农业产业化经营的结构与组织模式选择[J].科学经济社会，2005(2):14-18[15]钱谊肖兴基.大气臭氧层破坏对生态的影响[16]王云采.臭氧层变薄威胁人类的健康与生命[J].生活与健康，2005(9):25-27.[17]李莉.臭氧层的破坏及其影响[J].河北理工学院学报，2003(3):103-105胡少峰,张洁清.国际保护臭氧层合作的发展与展望[J].环境保护，2000(9):45-48.[18]胡少峰,张洁清.国际保护臭氧层合作的发展与展望[J].环境保护，2000(9):45-48.[19]董凡.我国保护臭氧层的立法对策与措施[J].能源与环境，2005(4):42-44.窗体顶端窗体底端DiscussionontheprotectionoftheozonelayerfromthedestructionmechanismofozonelayerAbstract:Atmosphericozonelayerisanimportantfactortomaintainthebalanceoftheglobalecosystem.Inthispaper,thecausesoftheformationoftheozonelayer,notonlyageneraldescriptionofnitrogenoxides,hydroxides,chlorofluorocarbonsandothersubstancesontheozonelayerdamagemechanism,butalsofromthecaseandthechemicalpointofviewofvolcaniceruptionandtheatmosphereTheoxygenisexcessiveconsumptionisalsocausedbytheozonelayerdamagetheculprit.Onthisbasis,weanalyzetheozonedamagetotheEarth'simpact,butalsoaccordingtotheozonelayerdamagemechanismpointtothepointoftheproposedmeasurestoprotecttheozonelayer.Keywords:ozonelayerdestructionmechanisminfluenceprotectionstrategy.欢迎您的下载，仅供参考！致力为企业和个人提供合同，策划案书，学习等等打造全网一站式需求PAGE-可编辑修改-