第二章 大气环境化学 (10)臭氧层的形成与耗损
环境化学臭氧层的形成与损耗
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（2）极地O3损耗的化学机制 太阳活动学说 大气动力学学说 化学机制说（氟氯化烃）
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从化学机制上主要有：
§氯溴协同机制： Cl• + O3 ClO• + O2 Br• + O3 BrO• + O2 BrO•+ ClO• Cl•+Br• + O2 总反应： 2O3 3O2
O3层破坏主要有三类链反应：HOx•、NOx•、ClOx•。 （1）NOx的催化作用(天然源、飞机排放、宇宙射线) ① 平流层中的N2O
N2O+ O• 2NO NO+O3NO2+O2 ② NOx•清除O3 的催化循环反应 NO + O3 NO2 + O2 NO2 + O• NO + O2 总反应： O• + O3 2O2 ③ NOx•的消除 N•+NO N2+O2 NO2 + O• N2O+ O• 精品课件
臭氧层的形成与损耗
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三、臭氧层的形成与消耗
1、O3 生成与消耗反应方程式
• 生成反应：O2 + h（ 243nm） 2O• O• + O2 + M C+ M
§ 消耗反应：O3 + h（210 290nm） O2 + O• 或者： O• + O3 2O2
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2、O3层破坏的催化反应机理
（3）极地O3损耗的全球大气动力学和气候学机制
为什么仅仅在南极、北极出现臭氧空洞？ 为什么在热带地区的平流层中没有发现臭氧层的破坏？பைடு நூலகம்
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为什么在南极出现臭氧空洞比较大？ ◆从O3的空间分布角度分析：（全球大气动力学） Ø全球O3的空间浓度分布是赤道低、中高纬高。原因？ Ø但在极地的中心O3的浓度又比较低，原因？ Ø而且极地地区极低的气温，不利于O3的合成 ◆从O3合成的时间分布分析：（气候学） Ø冬季的南极，气温极低，漫长的冬季，几乎没有O3的合成发生。 Ø晚东早春，南极的气温达到了最低点，Cl原子的临时储存库 Ø但是由于在南极的漫长冬季里，阳光不会强烈（极夜）， Ø在早春，南极的阳光一下子强烈，大量在冬季累积的HOCl和Cl2导致O3在 短时间内的大量破坏 Ø随着极地的温度逐渐升高南极臭氧精品逐课渐件得到恢复，臭氧空洞就会减少：
臭氧层损耗
生成的O3当受到波长为220–320nm的紫外线照射时又可以分解: :
因此，在高层大 气中存在着臭氧的 形成和分解两种光 化学过程，这两种 过程达到动态平衡， 使臭氧含量长期保 持在相应范围，结 果形成了一个浓度
相对稳定的臭氧层。
二 臭氧层对紫外线吸收效果
臭氧层能够吸收太阳光中的 波长306.3μm以下的紫外线， 主要是一部分UV-B(波长29 0～300μm)和全部的UV-C(波 长＜290μm)，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U V-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。
Thank You
为什么每年的南极臭氧空洞多发生在春季？
(1)将Cl2和HOCl分解成原子氯，需要紫外线照射，但在冬天南 极的紫外光极少，C12和HOCl的光解机会很小。当春天来临时， 阳光返回南极地区，太阳辐射中的紫外射线使Cl2和HOCl开始发 生大量的光解，产生大量的原子氯，从而造成严重的臭氧损耗。 (2)春季后更多的太阳光到达南极，南极地区的温度上升，气象 条件发生变化，结果导致南极涡旋逐渐消失，其他地区臭氧浓 度较高的空气可以与南极空气换，使南极上空空气中的臭氧浓 度升高，臭氧空洞随之消失。▲
• 3.关于“第一次发现臭氧空洞是在1956年，那时氟氮烷还未广 泛使用.因此它肯定是一种自然现象” • Dobson及其同事1956年在南极上空测得的臭氧浓度并不代 表全球性的普遍降低，而只是和他们所预料的不一样——他们 本指望在9月份测得和3、4月份相近的臭氧浓度(450DU)，而结 果只有300DU。在此后20年里，臭氧的含量几乎不变。然而，到 了70年代末期，南极上空的臭氧浓度在每年9月开始下降，到11 月才恢复。到了80年代中期，每年1至9月臭氧的浓度便急剧下 降，在一个月里就消耗了南极臭氧的一半。
化学与环境——4臭氧层的耗损
然而，不仅是南极，北极上空和青藏高原等地， 都已形成类似臭氧洞的现象。尤有甚者，根据世界 各地地面站和人造卫星的观测结果，长期以来，全 球除热带地区之外的大部分区域，平流层臭氧都有 稀薄化的倾向。
破坏臭氧层的元凶
主要是氟氯碳化物，简称CFCs，它被大 量使用于喷雾推进剂和冷媒等。 CFCs在平流层会释出氯原子，与平流层 中的臭氧作用，促进臭氧分解成氧气分 子，因而减少了臭氧量，形成“臭氧 洞”。 另外，汽车尾气中的氮氧化物等化合物 进入平流层后，在紫外光的作用下，产 生NO，也可作为催化剂持续不断地破坏 臭氧，造成臭氧含量的下降。
1. 什么是臭氧
臭氧分子 O3
氧原子 氧分子
臭氧分子
臭氧是无色、有毒、有刺激味的气体
臭氧层的分布
臭氧层存在于平流层中， 象个大气泡环绕着地 球 ，保护着全地球的 生物。 名虽为一层，但实际上 臭氧分布各地并不均匀， 而且大气中臭氧的总含 量非常少，尚不到 1ppm。将地球上臭氧 压缩至1个大气压，其 厚度仅3mm。
ODP 0.6-1.0
3.0-10.0 1.1 0.1 0.001-0.11 0.02-1.0 0.12 0.6
• 含氢溴氟烃 Hydrobromofluorocarbons (HBFCs)
部分CFCs
• • •
•
• •
CFC-11 (CCl3F) CFC-12 (CCl2F2) CFC-113 (C2F3Cl3) CFC-114 (C2F4Cl2) CFC-115 (C2F5Cl) CFC-13 (CF3Cl)
氟氯碳化物(CFCs)，顾名思义，即是含有氟(F)、氯 (Cl)、碳(C)的化合物。CFCs的应用范围极为广泛， 可作为汽和冰箱等冷冻空调的冷媒、电子和光学组 件的清洗溶剂、化妆品等喷雾剂、发泡剂等等。 从1930年代合成初期开始，CFCs在全球各工业国家 的使用量便不断增加，主要因为CFCs的化学性质非 常安定，不可燃且无毒性，故过去一直被认为安全 又理想的化学物质，厂商大量制造，使用者也任其 扩散至大气中。
臭氧的形成和损耗
较低层平流层中（ 少 较低层平流层中（O·少）
HO· HO + O3 → HO2· + O2 HO· HO2· + O3 → HO + 2O2 总反应： 总反应： 2 O3 → 3O2
NOx的催化作用 2、 NOx的催化作用
NOx来源 1）平流层中NOx来源 N2O氧化 超音速、 超音速、亚音速飞机的排放 N2宇宙射线的分解
途径1： 途径1
H· + O3 → HO· + O2 HO
HO· HO + O· → H· + O2 O · + O3 → 2O2 HO· HO + O3 → HO2· + O2 HO· HO2· + O· → HO + O2 总反应： 总反应： O · + O3 → 2O2
总反应： 总反应： 途径2 途径2：
该过程是三位化学家F Sherwood.Rowland( 什 该过程是三位化学家 F.Sherwood.Rowland(什 伍德. 罗兰) Molina(马利奥 莫琳娜) 马利奥. 伍德 . 罗兰 ) 、 Mario Molina( 马利奥 . 莫琳娜 ) 、 Crutzeu(保罗 克里森) 1995年提出并总结 保罗. Paul Crutzeu(保罗.克里森)在1995年提出并总结 的，因此当年获得了1995年诺贝尔化学奖。 因此当年获得了1995年诺贝尔化学奖。 1995年诺贝尔化学奖 例如： 例如： H· + O3 → HO + O2 HO· HO· O· + HO → H· + O2 总反应： 总反应： O + O3 → 2O2/H
三、臭氧层的形成和损耗
重点、 重点、难点
臭氧层的形成和化学破坏
臭氧层的形成和化学破坏摘要：臭氧层的破坏，是人类面临的三大环境问题之一.臭氧层担当着防止高能紫外线辐射直接照到地球表层大气的作用，因而臭氧层的存在是与人类健康及生态平衡关系密切的问题.随着现代工业的发展，平流层大气受到污染，臭氧层遭到破坏.自从二十世纪70年代Crutzen发现臭氧层遭到破坏以来，世界各国对此问题非常重视，做了大量研究，已基本弄清臭氧层的形成、作用及被破坏机理等问题，并制定了保护臭氧层的一系列国际公约，使臭氧层被破坏的速度得以减缓.关键词：形成；机理；保护作者简介：王国栋（1985-），男，本科，中学二级教师，陕西户县人，研究方向：高中化学教学研究. 一、臭氧层的形成在平流层中，氧气吸收波长为180nm-240nmUV（紫外线）光而使氧气分子分解：O2+hν→O+O自由的O原子和其它的O2分子形成臭氧，该反应被认为是平流层中臭氧的唯一来源：O2+O+M → O3+M但臭氧也会发生光解而遭到破坏：O3+O → O2+O2可见，平流层中同时存在着臭氧的产生和臭氧的分解两种光化学过程，这两种过程在光的作用下会达到动态平衡.最终，在离地面25km-30km的高空，就形成一浓度相对较大和稳定的臭氧层，阻挡了对人类有害的高能紫外线. 二、臭氧层化学破坏的机理目前，人类认为直接破坏臭氧层的物质有：氮氧化物、氢氧自由基和卤代烷烃等.1.氮氧化物对臭氧层的破坏作用存在于大气中的氮氧化物有：N2O、NO、NO2. N2O是自然界微生物活动的产物，大气中含量很少，活性较小，在低层大气中被认为是非污染性气体，当其扩散至平流层后，可被转化为一氧化氮： N2O+O → NO+NO N2O+hν→ NO+N平流层中破坏臭氧的污染物为NO：O3+NO → NO2+O2NO2也能与平流层中较丰富的氧原子反应：NO2+O → NO+O2该反应速率较快，生成的一氧化氮再次破坏臭氧，可以认为是在一氧化氮催化下加速了臭氧与氧原子的反应：O3+ONOO2+O2据研究，一个N2O分子产生的NO引发上述链式反应，可破坏105个臭氧分子.一氧化氮来源有两种方式，自然来源由一氧化二氮产生，人工源主要来自于平流层下部飞行的超音速飞机排放的废气.其排放的废气中所含的氮氧化物及水气均可破坏臭氧.2.氢氧自由基对臭氧层的破坏平流层中HO?自由基的来源主要来自喷气机排放的废气中的水气，其与臭氧的反应：HO?+O3 → O2+HO2? HO2?+O → O2+HO?HO?自由基反复产生，其实质是在HO?自由基催化作用下臭氧与氧原子反应生成氧分子：O3+OHO?O2+O23.卤代烷烃对臭氧层的破坏（1）氟利昂氟利昂是含氟氯饱和烃类的总称.Rowland和Molina于1974年提出了CFCs理论，阐明了氟利昂影响臭氧层厚度的机理.以CCl2F2为例：CCl2F2+hν→ CF2Cl?+Cl光解产生的Cl原子与臭氧发生作用，使臭氧遭到破坏：O3+Cl → ClO?+O2ClO?+O → Cl+O2 ClO?+O3 → ClO2?+O2 ClO2?+hν → Cl+O2 … …其实质是在Cl原子催化下，臭氧与氧原子反应，生成氧分子：O3+O Cl O2+O2科学家证实，随着大气层高度的增加，氯原子对臭氧的破坏作用增强，当处于平流层时，一个氯原子可以分解掉105个O3分子.因此，氟利昂对平流层中的臭氧有巨大的破坏作用.（2）哈隆哈隆是一类含溴卤代甲、乙烷的商品名，主要用做灭火器.哈隆破坏臭氧层的机理与氟利昂类似，实质是在溴原子催化作用下，臭氧与氧原子反应： O3+O Br O2+O2研究结果表明，在平流层中，哈隆比氟利昂破坏更大. （3）其它卤代烷烃工农业生产中应用的氯仿（CHCl3）、甲基氯仿（CH3CCl3）等其它氯代烷?N也同样分解破坏臭氧.综上所述，氮氧化物、HO?自由基、氟氯代烃等破坏臭氧层的机理是：这些物质分别产生的NO、HO?自由基、氯或溴原子等作为催化剂，加速了臭氧与氧原子的反应. 几种破坏臭氧层的物质中，主要危害物为氮氧化物，约占破坏总量的65%，其次为HO?自由基，约为20%，卤代烷烃类约占10%，自然破坏仅占5%左右. 三、臭氧层的保护1987年，联合国26个会员国在加拿大蒙特利尔签署了环境保护公约《蒙特利尔破坏臭氧层物质管制议定书》，又称《蒙特利尔议定书》.该议定书禁止或淘汰使用耗蚀臭氧层的化学品，其中包括曾广泛用于冰箱和喷雾器中的氟氯碳化物，自1989年1月1日起生效，开始了全球保护臭氧层的行动.1995年联合国大会决定，每年的9月16日为国际保护臭氧层日.联合国组织300名科学家对大气臭氧水平进行持续监测，每4年为一个评估期.随着世界各国的努力，臭氧层在2000年�D2021年间变厚了4%，南极洲上空的臭氧空洞也停止扩大.臭氧层虽然有所恢复，但离痊愈还很遥远，人类的保护行动依然任重道远. 参考文献：[1]成广兴，邵军.臭氧层的化学破坏及其对策.化学通报，1999，（9）：44～47.[2]汪桂斌.环境化学的回顾与展望.化学通报，1999，（11）：14～15.[3]龚书椿，陈应新，韩玉莲，张静贞.环境化学，上海：华东师范大学出版社，1991：133～137.[4]大连理工大学无机化学教研室编.无机化学（第4版），北京：高等教育出版社，2001：14～15.感谢您的阅读，祝您生活愉快。
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 + OO + 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 + O②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 + O2NO2 + 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。
大气化学中的臭氧层损耗机制
大气化学中的臭氧层损耗机制臭氧层是指大气中一层浓度更加稠密的臭氧分子团，它可以吸收一部分紫外线，保护地球上的生物免受辐射的伤害。
然而，随着人类工业化和技术进步的不断发展，大气中的一些化学物质开始威胁到臭氧层的稳定性，导致臭氧层的损耗加剧并对人类健康和环境造成威胁。
本文将探讨大气化学中的臭氧层损耗机制，旨在增强对该问题的认识和理解。
第一部分：臭氧层的形成在普通大气中，氧气分子是最为常见的组分之一。
但是当大气中存在足够强的紫外线时，氧气分子可以自发地发生核反应，生成自由基氧分子（O）和原子氧（O）。
这些自由基之后又可以和氧气反应，形成臭氧分子（O3）。
臭氧分子对紫外线具有很强的吸收能力，并且在大气中能够稳定存在，形成了臭氧层。
臭氧层的稳定性取决于大气中臭氧分子的生成和损耗速率之间的平衡。
第二部分：臭氧层的损耗机制臭氧层的损耗主要分为自然损耗和人为损耗两种。
1. 自然损耗臭氧分子的自然损耗主要涉及到大气中的各种化学反应。
例如，氧自由基和氮氧自由基（NOx）等反应都可以导致臭氧分子的损耗。
其中最为重要的反应式如下所示：O3 + O → 2O2O3 + NO → NO2 + O2以上反应中，氧自由基促使臭氧分子分解为氧气；而NOx可以促进臭氧分子与其他氧气或自由基反应，导致臭氧分子的消耗。
这些反应既可以在平流层内，也可以在对流层内发生。
2. 人为损耗与自然损耗相比，人为损耗对臭氧层的安全性产生了更大的威胁。
人类活动中产生的一些化学物质可以比自然情况下更快地将臭氧分子分解，导致臭氧层的稳定性下降。
以下是最为严重的几种臭氧层破坏物质：（1）氯氟烃（CFCs）：这些物质被广泛使用于制冷、喷雾剂和泡沫等方面。
它们的主要危害在于它们中的氯原子可以与臭氧反应，产生氯氧自由基，导致大量臭氧分子消耗，从而破坏臭氧层。
（2）卤代甲烷（如氯甲烷、溴甲烷等）：这些物质通常由人类活动中的焚烧、排放和使用过程中产生。
这些化学物质都具有制造CFCs相同的原因：它们能够产生卤素自由基，从而破坏臭氧分子。
臭氧层的形成和耗损
臭氧空洞旳成因
❖ 臭氧层损耗是臭氧空洞旳真正成因。
❖ 臭氧层是怎样耗损旳呢？是什么原因造成臭氧层旳 破坏呢？科学家以为，臭氧急剧耗损不是由已知旳 自然现象引起旳，而是人为旳活动起决定性旳作用。 是某些人类活动所散发旳物质进入臭氧层，引起臭 氧旳损耗。
❖ 这些物质有含氯氟烃类、有机溴化合物、氧化亚氮 及超音速飞机排放氮氧化物、甲烷、水汽和二氧化 碳等。
❖ 1991年成立了保护臭氧层领导小组，开始 编制并完毕了《中国消耗臭氧层物质逐渐 淘汰国家方案》
❖ 1999年7月1日冻结了氟利昂旳生产，并将
❖ 从这里我们不但能够看到人类日益紧迫旳步伐，而 且也发觉，虽然如此努力地弥补我们上空旳“臭氧 洞”，但因为臭氧层损耗物质从大气中除去十分困 难．估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干下降到临界水平下列，到 那时，我们上空旳“臭氧洞”可望开始恢复。臭氧 层保护是近代史上一种全球合作十分经典旳范例， 这种合作机制将成为人类旳财富，并为处理其他重 大问题提供借鉴和经验。
❖ 2023年1-3月期间，北极上空臭氧层耗损曾经 到达60%，是历史上该地域臭氧层耗损旳最 高水平。
❖ 当南极旳春季来临（九月下旬），阳光照射 冰云，冰晶融化，释放吸附旳氯氟烃类物质。 在紫外线旳照射下，分解产生氯原子，与臭 氧反应，形成季节性旳“臭氧空洞”。
❖ 因为北极没有极地大陆和高山，仅有一片海 洋冰帽，形不成大范围旳强烈旳“极地风 暴”，所以不易产生象南极那样大旳臭氧洞。 但是，北极上空旳臭氧在不断地降低。
大气中臭氧层现状及发展
❖ 这是美国航空航天局用卫星 测绘出旳南极臭氧层空洞， 左图是去年9月24日旳臭氧 层空洞图像，虽然只有一种， 但其面积比北美洲还大。右 图是今年9月24日旳图像， 科学家首次发觉臭氧层空洞 居然一分为二，但总面积比 去年降低了40%，科学家以 为这要归因于南极洲气温旳 上升。
环境化学 臭氧层破坏机理 摘要
摘要：臭氧层破坏会造成紫外线增强,对人体和环境形成危害。
臭氧层可以过滤掉大部分阳光中对人体有害的紫外线, 是环绕地球的天然屏障。
臭氧层破坏是一种与物理化学、大气化学、大气环流、气候环境和太阳紫外辐射等多种因素有关的、复杂的大气现象和过程。
本文就将通过讲述臭氧层的发展过程，如何被破坏以及产生的危害等影响。
关键词：修复、臭氧层、治理保护、形成机制1自我介绍1.1何为臭氧层臭氧层是大气层的平流层中臭氧浓度高的层次。
浓度最大的部分位于20—25公里的高度处。
若把臭氧层的臭氧校订到标准情况，则其厚度平均仅为3毫米左右。
臭氧含量随纬度、季节和天气等变化而不同。
紫外辐射在高空被臭氧吸收，对大气有增温作用，同时保护了地球上的生物免受远紫外辐射的伤害，透过的少量紫外辐射，有杀菌作用，对生物大有裨益。
1.2发现历史人类真正认识臭氧是在150多年以前，德国先贝因（Schanbein）博士首次提出在水电解及火花放电中产生的臭味，同在自然界闪电后产生的气味相同，先贝因博士认为其气味难闻，由此将其命名为臭氧。
臭氧层由法国科学家法布里于20世纪初发现。
1930年英国地球物理学家卡普曼提出，大气中的臭氧主要是由氧原子同氧分子，在有第三种中性分子参与下进行三体碰撞时产生。
60公里以上的高空，太阳紫外线强，氧分子大量离解，三体碰撞机会减少，臭氧含量极少。
5公里以下低空，紫外线大大减弱，氧原子很少，难以形成臭氧。
在20～25公里高度范围内，既有足够的氧原子，又有足够的氧分子，最有利于三体碰撞，形成的臭氧每年约有500亿吨。
1.3形成过程自然界中的臭氧，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。
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）。
2019 环境化学 第02章 大气环境化学_08-臭氧破坏_网络教学
第二章 / 第三节 / 3.10 臭氧层的形成与损耗
3.10.4 氟氯烃对臭氧的破坏 二、氟氯烃的用途
用途：清洗剂、制冷剂、喷雾剂、发泡剂
作为清洗剂，使用范围广 有机污物，无机污物
沸点低（CFC-113: 47.6℃）—节省 难燃烧—安全 稳定—使用和保存方便
34
氟利昂的生产和使用情况
3
中间层 平流层
90％臭氧 平流层
高度（km）
对流层
臭氧浓度（个分子/立方厘米）
在大气圈中，臭氧主要分布在平流层
4
第二章 / 第三节 / 3.10 臭氧层的形成与损耗
3.10.1 臭氧分布及南极臭氧空洞 二、什么是臭氧空洞？
1. 测量臭氧总量的单位－道布森
0℃，1个大气压下（标准海平面压力），形成 0.01mm厚纯臭氧层所需要的臭氧分子数，定义 为1个道布森单位（Dobson Unit, D.U.）
（3）O3+ h →O2+O (210nm＜λ＜290nm)
（4）O3＋O →2O2 在没有其它物质存在时, 生成与破坏速度大致相
同；动态平衡, 平均浓度与分布状况基本恒定。
31
第二章 / 第三节 大气中污染物的转化
3.10 臭氧层的形成与耗损
3.10.1 臭氧分布及南极臭氧空洞 3.10.2 臭氧分子结构及性质
第二章 大气环境化学
第三节 大气中污染物的转化
3.10 臭氧层的形成与耗损
(p.122-128)
1
第二章 / 第三节 大气中污染物的转化
3.10 臭氧层的形成与耗损
3.10.1 臭氧分布及南极臭氧空洞 3.10.2 臭氧分子结构及性质
3.10.3 平流层臭氧生成与破坏的化学机理 ★ ★ 3.10.4 氟氯烃对臭氧的破坏 ★ ★
臭氧层空洞损耗
南极臭氧含量调查（引用）
南极的气候特点
由于地球自转与公转的 一个角度差，致使在南 极的冬季有长达六个月 的极夜时间，此期间太 阳光将无法照射到南极， 温度持续处于极低状态
A、臭氧的粘性和对流层顶的吸附性
一、气体的粘度随温度的降低而降低，那么其 抵抗剪切变形或者说维持其在平流层中的位置 的能力降低，并最终导致含量下降。 二、固（液）体的吸附性随温度的降低亦急剧 下降，进而对臭氧层的吸附能力下降。
课题：臭氧层的形成与耗损
臭氧层的形成 臭氧层的作用 臭氧层的分布 臭氧空洞的形成原因及其危害 臭氧层的补救措施
臭氧层的形成
臭氧（03）是氧气（O2）的一种异构体，在大气中的含量仅占一 亿分之一，其浓度因海拔高度而异。臭氧是无色气体，有特殊臭 味，因此而得名“臭氧”。在距地面15～50km高度的大气平流层 中，集中了地球上约90％的臭氧，这就是"臭氧层"。 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：高层大气中的氧气受阳光紫外辐射变成游离的氧原子， 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。臭氧分子是不稳定分子，来自太阳的 紫外辐射既能生成臭氧，也能使臭氧分解，产生氧气分子和游离 氧原子，因此大气中臭氧的浓度取决于其生成与分解速度的动态 平衡。
我们，能做 些什么？？
还环境一份宁静
还地球一份安详
谢谢！
小组成员
Байду номын сангаас
再次，它会影响水生生态系统。 研究结果表明，紫外线辐射的增加会直接引起浮游 植物、浮游动物、幼体鱼类以及整个水生食物链的 破坏。可见，紫外线辐射的增加，对水生生态系统 有较大的影响。 臭氧层被破坏后，吸收紫外辐射的 能力减弱，将给人体健康带来很多不利影响。紫外 辐射增强将使患呼吸系统传染病的人增加，还会增 加皮肤癌和白内障的发病率，促使皮肤老化和病变。
臭氧层形成与破坏
臭氧层破坏的催化反应机理
• （1）水蒸气、甲烷等的影响 • 平流层中存在的水蒸气、甲烷，可与激发态氧原
子形成含氢物质(H，OH与HO2)，例如 • H2O+O→2HO • CH4+O→CH3+HO • H2+O→H+HO • 这些物质可造成O3损耗约10%。反应： • HO + O3 → HO2 + O2 • HO2 + O → HO + O2 • 总反应： O + O3 → 2O2
臭氧层的时空分布
在标准状态下，全球臭氧层的平均厚度 约为300DU（Dobson,单位DU，是表征平 流层O3总量的最常用的单位）。
臭氧层在大气中是极其脆弱的一层气体， 如果在0℃下，沿着垂直方向将大气中的臭 氧全部压缩到一个大气压，那么臭氧层的 总厚度只有3mm左右。
分布规律
• 臭氧层总量在地理分布上是不均匀的，其最低值 出现在赤道附近，随着维度的增大，抽样厚度也 逐渐增大。南半球臭氧总量最大值位于南纬 550~650附近；北半球臭氧总量最大值位于北纬 650~750附近。接近两极地区臭氧厚度开始减少。 大气中臭氧总量还呈规律性的季节变化，其最大 值出现在两个半球的春季，最小值出现在秋季。
• ·O + O3 → ·O2 + O2
• ·O2 + O → ·O + O2
• 总反应：
O + O3 → 2O2
（3）天然或人为的氯、溴及其氧化 物的催化作用
• 平流层中ClOx的天然源是海洋生物产生的CH3Cl：
• CH3Cl + h·→ CH3 + Cl(该过程贡献cl很少)
•
ClOx的人为源是制冷剂（主要来源）
高空大气层中的臭氧层形成与破坏
高空大气层中的臭氧层形成与破坏在我们头顶上方的高空大气层中，存在着一层对地球生命至关重要的臭氧层。
这层看似稀薄却又无比重要的气体屏障，默默地守护着地球上的万物生灵。
那么，臭氧层是如何形成的？又为何会遭到破坏呢？要了解臭氧层的形成，首先得从氧气分子说起。
我们都知道，大气中最常见的气体之一就是氧气（O₂）。
在太阳紫外线的高能辐射下，氧气分子会发生分解，变成单个的氧原子（O）。
这些氧原子极不稳定，它们具有很强的化学活性，一旦与氧气分子相遇，就会迅速结合形成臭氧（O₃）。
这个过程主要发生在距离地面 15 至 50 千米的高空大气层，也就是我们所说的平流层。
在平流层中，由于紫外线的强度较高，氧气分子不断分解和重组，使得臭氧得以持续生成。
随着时间的推移，臭氧的浓度逐渐增加，最终形成了一层相对稳定的臭氧层。
臭氧层的形成并非一蹴而就，而是一个动态平衡的过程。
一方面，氧气分子在紫外线的作用下不断转化为臭氧；另一方面，臭氧也会在一定条件下分解重新变回氧气。
在正常情况下，这种生成与分解的过程保持着相对的平衡，使得臭氧层的厚度和浓度维持在一个较为稳定的水平。
那么，臭氧层为什么如此重要呢？这是因为它能够吸收大量来自太阳的紫外线辐射。
紫外线是一种高能电磁波，对生物细胞具有很强的杀伤力。
如果没有臭氧层的阻挡，过量的紫外线将会直达地球表面，对人类、动植物以及微生物造成严重的危害。
对于人类来说，过量的紫外线照射可能导致皮肤癌、白内障等疾病的发病率显著增加。
皮肤癌不仅会给患者带来身体上的痛苦，还可能危及生命。
白内障则会影响视力，严重的甚至会导致失明。
此外，紫外线还会削弱人体的免疫系统，使我们更容易受到各种疾病的侵袭。
对于动植物来说，紫外线的增强会影响植物的光合作用，导致农作物减产，破坏生态平衡。
一些海洋浮游生物对紫外线也非常敏感，它们的生存受到威胁将进而影响整个海洋生态系统的食物链和生物多样性。
既然臭氧层如此重要，那它又为什么会遭到破坏呢？这主要与人类活动排放的某些化学物质有关。
环境化学第二章 大气环境化学
影响因素包括：高度、污染源位置与风向、风速、大气稳定度、低层 逆温、湍流
（2）硫化氢 (H2S)
许多天然源都可以向环境中排放含硫化合物，如火山 爆发、海水浪花和生物活动等。 H2S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。 而大气中H2S主要的去除反应为： HO+ H2S→H2O+SH
平流层顶
40
平流层
吸收紫外线，放出热量，臭氧吸收热量
20
对流层顶
对流层
4. 热层（电离层）：80~500 km
吸收紫外线造成温度上升，空气高度电离， 因此也称为电离层，占大气质量的0.5% 5. 逃逸层，外大气层
0
160
200
T/K
240
280
图 大气温度的垂直分布
大气的压力总是随着海拔高度的增加而减小：
b. ④ ⑤
与HO· 的反应，该途径可去除大气中约50％的CO CO的停留时间：约0.4年 CO的危害：使人体缺氧窒息；参与光化学反应，适量CO的
CO HO CO2 H H O2 M HO 2 M CO HO 2 CO2 HO
含碳化合物
含卤素化合物
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(CS2)、二甲基硫[(CH3)2S]、硫化氢(H2S)、 二氧化硫(SO2)、三氧化硫(SO3)、硫酸(H2SO4)、亚硫酸盐 (MSO3)和硫酸盐(MSO4)等。
（1）二氧化硫 (SO2) 酸雨； ① SO2的危害：刺激性气体，呼吸道危害；植物危害； ② SO2的来源与消除：人为来源中，有60％来自煤的燃烧， 30％左右来自石油燃烧和炼制过程；有50%会转化形成 硫酸或硫酸根，另外50%可以通过干湿沉降从大气中被 消除； ③ SO2的浓度特征：本底浓度一般在0.2~10 μL ·m-3之间， 随不同地区发生变化。
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。
第二章-大气环境化学-大气中污染物质的转化-2016
2. HNO3的离解 HNO3 + hν 若有CO存在： HO· +CO H· +O2 +M 2 H O2 ·
HO-NO2键能为 199.4 kJ/mol
HO·+NO2
CO2 + H · H O2· +M H2 O2 +O2
二氧化硫对光的吸收 SO2 + h ν
SO2*
键能为545.1 kJ/mol
光量子能量与化学键之间的对应关 系：
通常波长大于700nm（红外线）的光不能 引起光化学离解。
3.大气中重要的吸光物质的光离解 氧分子和氮分子的光离解
键能为 939.4 kJ/mol
键能为 493.8 kJ/mol
N2+hν O2+hν
N· ＋N· O· ＋O·
（波长＜243nm） （波长＜127nm）
R·
O2
RO2
＋ ·
NO
氧化
NO2 + RO ·
甲烷的氧化反应
CH4+HO · CH3 · +H2O
CH4+ O ·
CH3 · +O2
CH3 · +HO ·
CH3O2 ·
大气中的O · 主要来自O3的光解，通过上述反应， CH4不断消耗O ·，可导致臭氧层的损耗，同时可发 生如下反应：
NO+ CH3O2 ·
若NO浓度高时，会伴随如下反应： NO+O3 NO2+O2 NO+NO3 2NO2 NO3与烷烃的反应速度很慢： RH+NO3 R ·+HNO3 这是城市夜间HNO3的主要来源。
这是城市夜 间HNO3 的主要来 源。
2.6.12.6.1臭氧层的耗损课件
二、臭氧层的耗损
（二）平流层中NOx对臭氧层破坏的影响
平流层中NOx来源
N2O的天然来源主要来自于土壤中硝酸盐的 脱氮和铵盐的氧化。有2%氧化为NO。
N2O 315nm N2 O N2O O 2NO
超音速和亚音速飞机的排放。
二、臭氧层的耗损
（二）平流层中NOx对臭氧层破坏的影响
平流层中NOx来源
二、臭氧层的耗损
化学式
CH3Cl CCl4 CCl3F CCl2F2 CClF3 CF4
代号 —— —— CFC—11 CFC—12 CFC—13 CFC—14
寿命（a） 2~3
60~100 55~93 105~169 180~450 10000
NO O3 NO2 O2
NO2 O NO O2 总：O3 O 2O2
二、臭氧层的耗损
（一）平流层中HOx∙对臭氧层破坏的影响
HOx∙清除O3的催化循环反应
H O3 HO O2 HO O H O2 总：O3 O 2O2
HO O3 HO 2 O2
HO 2 O HO O2 总：O3 O 2O2
HO O3 HO2 O2
HO2 O3 HO 2O2 总：2O3 3O2
二、臭氧层的耗损
（一）平流层中HOx∙对臭氧层破坏的影响
平流层中HOx∙的来源
平流层中HOx∙主要来源于甲烷、水蒸气和氢气与激发态 原子氧的反应。
O3 290nm O2 O (1D) H2O O (1D) 2HO CH4 O (1D) HO CH3 H2 O (1D) HO H
二、臭氧层的耗损
二、臭氧层的耗损
1985年联合国通过了《保护臭氧层维也纳公约》 1987年，联合国环境规划署组织制定了 《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》 我国于1991年加入了《蒙特利尔议定书》 1995年联合国大会决定，把每年的9月16日定为 “国际保护臭氧层日”
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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 + OO + 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 + O②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 + O2NO2 + 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•OHH2+ 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• + O2HO2• + 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•+O2HO2•+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• + O2ClO•+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 + CH3Cl• + HO2• → HCl + O2HCl 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 → HONO2HONO2 +h → •OH + NO2HONO2 + •OH → H2O + NO3②形成HO2NO2HO2• + NO2 + M → HO2NO2 + MHO2NO2 + h → •OH + NO3HO2NO2 + •OH → H2O + O2 + NO2③形成ClONO2ClO• + NO2 + M → ClONO2 +MClONO2 + h → Cl•+NO3④形成N2O5NO2 + O3 → NO3 + O2NO3 + NO2 + M → N2O5 + MN2O5 → 2NO2 + O•⑤形成HOClClO• + HO2• → ClOH + O2HOCl + h → Cl• + •OHHOCl + •OH → H2O + ClO•⑥形成H2O2HO2• + HO2• → H2O2 + O2H2O2 + h → 2•OHH2O2 + HO• → H2O + HO2•⑦形成HClCl• + CH4 → HCl + CH3Cl• + 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。