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气相反应引起的臭氧层破坏
2004-08-30
   
 

  人类生产和使用大量CFCs,因其化学稳定性好、在对流层下易被分解而进入平流层。到达平 流层的CFCs受到短波紫外线UV—C的照射,分解为Cl·自由基,参与对臭氧的消耗,见图1-2-2。

图1-2-2

  Cl·自由基消耗臭氧的连锁循环过程如下:

  CFXClY     CFXClX-1+Cl

  Cl+O3→ClO+O2

  O2 →2O

  ClO+O→Cl+O2

   Cl·自由基与O3反应的速度比NO与O3的反应快6倍。反应过程中释放的氯可以在平流层 中存在好几年,因此一个Cl·自由基能够消耗10万个O3就不足为怪了。

  一般情况下CFCs放出一个氯离子,但是剩下的基团可以通过与氧气等的后续反应,使CFCs中 的全部氯都以破坏臭氧层的活动形态放出。

  与此类似,臭氧的消耗应反还可以通过溴原子来进行,这些溴原子是从卤代烷灭火剂即哈龙 中释放出来的。虽然哈龙对臭氧的破坏能力比CFCs要高,但由于大气中哈龙的浓度要远低于 CFCs,整体而言,哈龙对臭氧的破坏要比CFCs小。在我国使用哈龙1211和哈龙1301的数量很 大,就其破坏臭氧层的能力而言是CFCs的1/3,其破坏作用不可忽视。

  仅仅根据气相反应理论,臭氧减少的最明显的高度应在40km附近。但是实际上臭氧减少趋势 最大的高度是20km附近。而20km附近正是臭氧浓度最高的区域,这一事实进一步说明了臭氧 层破坏的严重性。这种气相反应经典理论,与实际臭氧层破坏状况不一致的原因现已找到。 这是由于破坏臭氧的反应通常是在颗粒状气溶胶表面进行,即非均相反应所造成的。正是非 均相反应极大地破坏臭氧层才造成南极“臭氧空洞”,在下一节将给予详细介绍。

     
 
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