臭氧洞形成原因
浅谈臭氧层空洞
浅谈臭氧层空洞摘要：旨在谈论臭氧空洞的发现，产生原因及现状。
臭氧层空洞带来的巨大危害。
我们应该采取的措施。
Abstract: The discovery of the ozone hole to talk, reason and the status quo. The enormous damage the ozone hole. We should take measures.关键词：臭氧空洞；发现；产生原因；现状；危害；措施。
Key words: ozone hole; discovery; causes; the status quo; hazards; measures.1 南极臭氧空洞的发现用从地面到高空垂直柱中臭氧的总层厚来反映大气中臭氧含量的方法叫做柱浓度法。
正常大气中臭氧的柱浓度约为300多布森单位（１个多布森单位是标准状态下千分之一厘米的臭氧层厚度）当臭氧的柱浓度小于200多布森单位，臭氧浓度减少的区域，臭氧极其稀薄，与周围相比好像是形成了一个“洞”，直径达上千公里，“臭氧空洞”因此而得名。
第一个发现南极臭氧空洞是两位日本科学家，1982年9月，他俩在南极昭和站观察活动中偶然发现并报道这一现象，但当时很少有人注意到这一件事。
之后不久，英国南极站的科学家约瑟·法曼等在哈雷湾站也观察到每年9月（南极的早春）南极上空臭氧急剧减少[1]。
１９８５年英国南极探测局公布哈雷湾站1980年初以来在南极春季观察到臭氧层空洞这一消息。
这个空洞面积非常大，基本上与美国领土面积相当，于每年9月上旬出现，然后迅速地减少一半左右，并形成一个“臭氧空洞”，持续到11月又逐渐恢复。
这一报道引起全世界的震惊，人们担心这是臭氧层破坏或解体的先兆。
1986年，美国公布了通过“雨云二号”卫星得到的数据，证实了自1979年到1984年10月在南极上空的确出现了总臭氧含量持续减少的情况，这样显著的变化已经超出了由气候变化引起的变化范围直到这个时候，南极上空的臭氧空洞才受到全球的关注。
臭氧洞形成的有利条件
臭氧洞形成的有利条件
1. 什么是臭氧洞
臭氧洞是指大气中臭氧层发生破坏的区域，这些区域的臭氧层浓
度显著下降，会导致紫外线的穿透增强。
臭氧层是位于地球大气中30
公里到50公里处的一个区域，它主要用来过滤太阳辐射中的紫外线，
保护地球上的动植物以及人类健康。
2. 什么是臭氧洞形成的有利条件
臭氧洞是由于一些外部因素引起的。
以下是臭氧洞形成的有利条件：
2.1 温室气体的排放
温室气体的排放，如二氧化碳、甲烷等气体的排放量增加，会导
致大气层内的气压增高，进而造成臭氧层的浓度变薄。
这些温室气体
会形成一个压力包，使得大气层内的空气密度减小。
2.2 氯化氟烃的使用
氯氟烃包括氟氯烃和卤代烃，它是一种对臭氧层极为危险的物质，这些有害物质存在于空气中，与紫外线相互作用，会分解为破坏臭氧
的氯原子，降低臭氧的浓度。
2.3 全球气候变化
全球气候变化会导致大气层中的湿度和温度变化，这些变化将导致大气层内臭氧的分子浓度变得较低。
全球气候变化直接影响了大气层内的各种化学物质反应，这些变化会直接造成臭氧层的破坏。
3. 结论
臭氧洞不断扩大的主要原因是人类活动的不断增加和改变了大气层中各种自然物质的化学反应。
为了保护我们和地球上的其他生物，我们需要保护和修复臭氧层，减少二氧化碳的排放、减少人类活动对环境的损害，以及禁止使用氯氟烃等对臭氧层有害物质。
只有人类共同努力，加强环保行动，才能实现环境与社会的可持续发展。
臭氧空洞形成的原因臭氧层空洞的成因
臭氧空洞形成的原因臭氧层空洞的成因大气臭氧问题是近几十年来十分活跃的一个科学领域。
目前地球两极高空出现了臭氧空洞,引起了全球环境的变化，臭氧空洞形成的原因是什么呢？下面是店铺整理的臭氧空洞形成的原因，欢迎阅读。
臭氧空洞形成的原因臭氧空洞指的是因空气污染物质，特别是氧化氮和卤化代烃等气溶胶污染物的扩散、侵蚀而造成大气臭氧层被破坏和减少的现象。
臭氧层损耗是臭氧空洞的真正成因，那么，臭氧层是如何耗损的呢?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，就会导致臭氧耗损，使臭氧浓度减少。
人为消耗臭氧层的物质主要是：广泛用于冰箱和空调制冷、泡沫塑料发泡、电子器件清洗的氯氟烷烃(CFxCl4-x，又称Freon)，以及用于特殊场合灭火的溴氟烷烃(CFXBr4-x，又称Halons哈龙)等化学物质。
消耗臭氧层的物质，在大气的对流层中是非常稳定的，可以停留很长时间，如CF2C12在对流层中寿命长达120年左右。
因此，这类物质可以扩散到大气的各个部位，但是到了平流层后，就会在太阳的紫外辐射下发生光化反应，释放出活性很强的游离氯原子或溴原子，参与导致臭氧损耗的一系列化学反应：CFxCl4-x+hv→•CFxCl3-x+•Cl•Cl+O3→•ClO+O2•ClO+O→O2+•Cl这样的反应循环不断，每个游离氯原子或溴原子可以破坏大约10万个O3分子，这就是氯氟烷烃或溴氟烷烃破坏臭氧层的原因。
国际组织《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》规定了15种氯氟烷烃、 3种哈龙、40种含氢氯氟烷烃、34种含氢溴氟烷烃、四氯化碳(CCl4)、甲基氯仿(CH3CCl3)和甲基溴(CH3Br)为控制使用的消耗臭氧层物质，也称受控物质。
其中含氢氯氟烷烃(如,HCFCl2)类物质是氯氟烷烃的一种过渡性替代品，因其含有H，使得它在底层大气易于分解，对O3层的破坏能力低于氯氟烷烃，但长期和大量使用对O3层危害也很大。
在工程和生产中作为溶剂的四氯化碳(CCl4)和甲基氯仿(CH3CCl3)，同样具有很大的破坏臭氧层的潜值，所以也被列为受控物质。
臭氧层为什么会出现空洞
臭氧层为什么会出现空洞臭氧层空洞是现在很受人重视的问题之一，那么你知道为什么臭氧层会出现空洞呢?小编就和大家分享臭氧层出现空洞的原因，来欣赏一下吧。
臭氧层出现空洞的原因氟利昂的广泛运用造成了臭氧层空洞。
臭氧是一种有特殊臭味的气体，由三个氧原子组成。
所谓臭氧层，主要是指离地面15-50公里的大气平流层中比较集中的臭氧。
即使在那里，臭氧的浓度也只有10ppm( 即百万分之十)。
倘若将这些臭氧全部集中起来覆盖在地球上空，仅有3毫米厚。
可就是这么稀薄的一层臭氧，就吸收了太阳辐射到地球的99%的紫外线，从而保护了人类和其它生物免遭过量紫外线的灼伤。
如今，这宝贵的臭氧层正遭到严重破坏。
“元凶”是谁?是氯氟烃(CFC)，也就是人们所说的氟利昂。
在现代社会的生产与生活中，氟利昂被广泛地用作电冰箱的制冷剂，用作泡沫塑料的发泡剂，用作电子元件和精密仪器的清洗剂，用作药剂和美发的喷雾剂等。
氟利昂的化学性质非常稳定，被排放之后绝大部分都积存在空气中，然后慢慢地飘浮到高空的平流层，在那里经过光解分离出氯原子，而氯原子正是残害臭氧的“杀手”——1个氯原子在连锁反应中可以破坏10万个臭氧分子!臭氧层空洞危害1.农产品减产及其品质下降。
试验200种作物对紫外线辐射增加的敏感性，结果2/3有影响，尤其是大米、小麦、棉花、大豆、水果和洋白菜等人类经常食用的作物。
估计臭氧减少1%，大豆减产1%。
2.减少渔业产量。
紫外线辐射可杀死10米水深内的单细胞海洋浮游生物。
实验表明，臭氧减少10%，紫外线辐射增加20%，将会在15天内杀死所有生活在10米水深内的鳗鱼幼鱼。
3.破坏森林。
据研究，臭氧减少影响人类健康及生态系统的主要机制是紫外线辐射的增加会破坏核糖核酸(DNA)，以改变遗传信息及破坏蛋白质。
除了影响人类健康和生态外，因臭氧减少而造成的紫外辐射增多还会造成对工业生产的影响，如使塑料及其他高分子聚合物加速老化。
臭氧层空洞对人类的影响高能量的紫外线(波长为315–280纳米)可以导致皮肤癌，另外低层大气(对流层)臭氧增加也会对人类健康产生危害。
臭氧空洞
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？目前，对于臭氧层空洞形成机制大致有三种理论解释：①动力气象学上的极地纬向环流变化造成输送至南极上空的臭氧减少，形成臭氧洞；②极地冰晶效应影响下的多相化学反应引起臭氧的减少，出现臭氧洞；③与太阳辐射变化相关的动力气象因素及光化学反应（包括人类活动影响）综合作用导致臭氧洞的形成。
美国科学家莫里纳和罗兰德提出，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（CFC，俗称氟里昂）和含溴化合物哈龙（Halon）。
越来越多的科学证据证实，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？就重量而言，人为释放的CFC和Halon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CFC和Halon 的氧化作用也微乎其微。
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，在平流层内均匀混合。
在平流层内，强烈的紫外线照射使CFC和Halon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。
溴原子自由基也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，破坏臭氧的能力要大于二者简单的加和。
但是，上述的均相化学反应并不能解释南极臭氧洞形成的全部过程。
臭氧层空洞的原因
臭氧层空洞的原因臭氧层空洞是地球大气上空平流层(臭氧层)的臭氧从1970年代开始，以每十年4%的速度递减的一种现象。
在两极地区的部份季节，递减速度还超过每十年4%，而在春季时连对流层的臭氧也在减少，由此形成了所谓的臭氧层空洞。
臭氧层空洞的原因在高层大气中(高度范围约离地面15～24 km)，由氧吸收太阳紫外线辐射而生成可观量的臭氧(O3)。
光子首先将氧分子分解成氧原子，氧原子与氧分子反应生成臭氧：O2→2OO+O2→O3O3和O2属于同素异形体，在通常的温度和压力条件下，两者都是气体。
当O3的浓度在大气中达到最大值时，就形成厚度约20km的臭氧层。
臭氧能吸收波长在220～330nm范围内的紫外光，从而防止这种高能紫外线对地球上生物的伤害。
过去人类的活动尚未达到平流层(海拔约30km)的高度，而臭氧层主要分布在距地面20～25km的大气层中，所以未受到重视。
近年来不断测量的结果已证实臭氧层已经开始变薄，乃至出现空洞。
1985年，发现南极上方出现了面积与美国大陆相近的臭氧层空洞，1989年又发现北极上空正在形成的另一个臭氧层空洞。
此后发现空洞并非固定在一个区域内，而是每年在移动，且面积不断扩大。
臭氧层变薄和出现空洞，就意味着有更多的紫外辐射线到达地面。
紫外线对生物具有破坏性，对人的皮肤、眼睛，甚至免疫系统都会造成伤害，强烈的紫外线还会影响鱼虾类和其他水生生物的正常生存，乃至造成某些生物灭绝，会严重阻碍各种农作物和树木的正常生长，又会使由CO2量增加而导致的温室效应加剧。
人类活动产生的微量气体，如氮氧化物和氟氯烷等，对大气中臭氧的含量有很大的影响。
引起臭氧层被破坏的原因有多种解释，其中公认的原因之一是氟里昂(氟氯甲烷类化合物)的大量使用。
氟里昂被广泛应用于制冷系统、发泡剂、洗净剂、杀虫剂、除臭剂、头发喷雾剂等。
氟里昂化学性质稳定，易挥发，不溶于水。
但进入大气平流层后，受紫外线辐射而分解产生CI原子，CI原子则可引发破坏O3循环的反应：CI+O3→CIO+O2CIO+O→CIO2由第一个反应消耗掉的CI原子，在第二个反应中又重新产生，又可以和另外一个O3起反应，因此每一个CI原子能参与大量的破坏O3的反应，这两个反应加起来的总反应是：O3+O→2O2反应的最后结果是将O3转变为O2，而CI原子本身只作为催化剂，反复起分解O3的作用。
大气层中的臭氧洞及其修复
1.介绍大气层中的臭氧洞大气层中的臭氧洞是指高空大气中的臭氧层发生损失或稀薄的现象。
臭氧层位于地球大气层的平流层，其功能是过滤掉太阳辐射中的紫外线。
然而，由于人类活动导致大量化学物质的排放，特别是氯氟碳化合物（CFCs）和卤代碳氢化合物（HCFCs），臭氧层开始受到破坏，形成了臭氧洞。
2.形成臭氧洞的原因臭氧洞形成的主要原因是人为排放的氯氟碳化合物和卤代碳氢化合物。
这些化合物会通过大气层上升，并在紫外线的作用下释放出氯原子，然后破坏臭氧分子。
由于臭氧层中的氯原子具有很强的持久性，它们可以在大气层中循环数十年，不断破坏更多的臭氧分子，从而造成臭氧洞的扩大和加深。
3.臭氧洞的影响臭氧洞的扩大和加深会导致更多的紫外线穿透地球大气层，进而对人类健康和生态系统产生负面影响。
过量的紫外线辐射可能导致皮肤癌、白内障、免疫系统功能下降等健康问题。
此外，紫外线还会破坏陆地和海洋生态系统中的植物、海藻和浮游生物，造成生态平衡的紊乱。
4.修复臭氧洞的方法为了修复大气层中的臭氧洞，国际社会采取了一系列行动和措施：4.1.减少卤代碳氢化合物的排放国际社会在蒙特利尔议定书中约定限制和逐步淘汰卤代碳氢化合物的生产和使用。
这一协议在全球范围内得到广泛的认可和遵守，对修复臭氧洞起到了重要作用。
各国通过技术创新和政策引导，逐渐减少了卤代碳氢化合物的排放，从而减缓了臭氧洞的形成。
4.2.推动可持续发展可持续发展是修复臭氧洞的长期解决方案之一。
通过鼓励清洁能源的使用、提倡循环经济和绿色生产方式，可以减少对化石燃料的依赖，降低二氧化碳和其他温室气体的排放，从而减缓气候变化和臭氧层破坏。
4.3.加强国际合作和监测修复臭氧洞需要全球范围内的合作与监测。
各国应加强信息共享和技术交流，共同研究臭氧洞的形成机制和修复方法。
同时，建立健全的监测体系，及时掌握臭氧洞的动态变化，以便采取及时有效的措施进行修复。
5.修复臭氧洞的进展和展望通过国际社会的共同努力，臭氧洞在过去几十年中得到了一定程度的修复。
臭氧空洞的形成与防治对策
臭氧空洞的形成与防治对策近年来，臭氧空洞已经成为了全球环境保护的热门话题。
尽管我们不时听到它的名字，但如果你问一下身边的人臭氧空洞究竟是什么，他们大概也只是想到了几个词汇——环境污染、气候变化等等，而真正了解它的原理和对环境造成的危害又有多少呢？所谓臭氧空洞，是指大气中的臭氧层由于人类的污染活动和天然因素而被破坏，形成一种空气层缺口，这种缺口可能给人类的健康、生态系统、农作物产生极大的威胁。
下面，我们将介绍臭氧空洞的形成原因及其防治对策。
一、臭氧空洞的形成原因1. 温室气体的排放温室气体是指能够吸收并向大气中释放热量、进而形成温室效应的气体，这类气体包括二氧化碳、氟利昂（CFC）、甲烷、一氧化二氮等。
其中，CFC是人类活动产生的重要温室气体。
CFC经由大气的对流层达到臭氧层，进而通过紫外线的作用将臭氧分解，导致臭氧层损失，从而形成臭氧空洞。
2. 全球气候变化全球气候变化也将对臭氧层造成影响。
随着全球气温升高，大气中的水蒸气含量也会增加，而水蒸气是臭氧形成过程的重要组成部分。
如果大气中水蒸气的增加导致臭氧分解速度反而加快，那么就会加速臭氧层的破坏。
这也是为什么近年来，一些国家采取减少温室气体排放的措施，来尽量减缓全球气候变化的速度。
二、臭氧空洞的防治对策1. 加强环保意识减少人类对环境造成的破坏，是减缓臭氧层的破坏的最佳方式。
因此，从个人角度出发，我们应该高度重视环保，尽量减少对环境的污染，例如减少开车、减少使用一次性塑料等等。
2. 推广清洁能源清洁能源是指能够在使用过程中对环境不产生污染、且能够重复利用的能源，例如太阳能、风能、水能等等。
由于清洁能源使用量的增加，因此减少了使用化石能源的必要性，有效减少了温室气体的排放量，达到环保减排的目的。
3. 减少CFCs使用CFCs是影响臭氧层的主要嫌疑犯。
目前，已有许多国家提出了限制工业使用CFCs的措施。
在日常生活中，我们也应该尽量减少使用带有CFCs的产品。
为什么臭氧层会出现大洞
为什么臭氧层会出现大洞
说到臭氧层，相信大家一定都会有所了解，臭氧层是一种保护地球不被紫外线晒伤的物质，但是臭氧层目前已经出现了很大的空洞，为什么臭氧层会空洞?由于人们使用空调冰箱中还有的氟利昂等化合物，会破坏臭氧层，所以保护臭氧层，保护地球，从我做起。
近几十年来全球臭氧总量是下降的，尤其是在南极地区下降最明显。
特别是在春季，南极地区臭氧总量急剧减少,会出现低于全球平均值30%～40%的.闭合低值区(通常这个值设定为220多布森单位)。
所以，与周围地区相比，南极洲上空的臭氧层就出现了一个“空洞”，这就是南极臭氧洞。
南极臭氧洞并不是全年都存在。
通常南极臭氧在每年7月下旬开始减少，8月中旬后就出现较为明显的臭氧洞，9月下旬到10月上旬臭氧洞的面积最大，10月底后因为气温升高臭氧急剧增加，臭氧洞逐渐填塞，12月中旬恢复正常，就不再有臭氧洞了。
臭氧洞有严格的科学定义，并不是所有的臭氧低值区都能称为臭氧洞。
南极春季出现的臭氧洞至少有3个特点：一是臭氧数值低，应在220多布森单位以下;二是低值区范围大，低于220多布森单位的范围经常超过百万平方千米;三是低值持续时间长，常达2～4个月。
南极臭氧洞的出现与人类活动关系密切。
为了冰箱和空调等的制冷，人类发明和使用了氟利昂和溴化烃等含氯和溴的化合物，正是这类化合物最终导致了臭氧层的破坏。
自然灾害(臭氧层空洞)
人员：郭文、高陈艳、 朱世龙
什么是臭氧空洞？
指的是因空气污染物质，特别是氧化氮和卤化代烃等气溶胶污染 物的扩散、侵蚀而造成大气臭氧层被破坏和减少的现象。
臭氧空洞的成因
一种大量用作制冷剂、喷雾剂、发泡剂等化 工制剂的氟氯烃是导致臭氧减少的“罪魁祸 首”。另外，寒冷也是臭氧层变薄的关键， 这就是为什么首先在地球南北极最冷地区出 现臭氧空洞的原因了。
保护臭氧层
Hale Waihona Puke 英国南极探险队从1997年开始观察南极上空以来， 每年都在9-11月发现臭氧层空洞。这个发现引起 举世震惊。联合国相关组织为防止臭氧层空洞进 一步扩大，决定成立保护臭氧层工作组，并制定 出保护臭氧层的议定书，主要内容包括：列出了 破坏臭氧物质的种类；规定了排放破换臭氧物质 的限额基准；确定了限制排放破坏臭氧层物质的 最后时间；确定了评估机制，规定从1990年起至 少每4年对指定的措施进行一次评估。
对臭氧空洞形成的一种解释
对臭氧空洞形成的一种解释作者：张国文上传日期：2006-11-12引言自20世纪80年代发现南极上空存在臭氧空洞以来，臭氧层保护已成为科学家和公众关注的热门话题。
目前，人们大都将臭氧层的形成归咎于CFC气体，即氟利昂。
[1]虽然也有学者对臭氧空洞的形成提出了不同的解释，但由于这些理论不像“氟利昂元凶论”那么“环保”，所以，没能得到多数科学家的赞许，也没能引起公众的注意。
笔者认为，氟利昂可导致臭氧的减少应该是不争的事实，但是臭氧空洞形成的主因则未必是氟利昂。
原因有三：一是南极臭氧空洞均出现在南极的春季（即9～10月），其它季节臭氧含量一般趋于正常。
而氟利昂一年四季都存在于大气中，如果臭氧空洞因氟利昂所致，那么臭氧空洞应该不只出现在9～10月。
二是北半球的大陆面积和人口占全球的大部分，排放的氟利昂也占总量的大部分。
如果是氟利昂造成臭氧空洞，那么臭氧空洞应该出现在北极,而非南极，或者至少是北极的臭氧空洞比南极大，而实际情况恰恰相反。
三是除了南极（9～10月）出现臭氧空洞以外，北极（2～3月）和青藏高原（6～9月）的臭氧含量也明显下降。
[2]难道全球各地排放的氟利昂都集中到了这三个地方，而其它地方没有？任何一个符合实际的关于臭氧空洞形成的解释，至少必须同时能够回答上述这些问题。
本文通过对地球大气的电化学环境进行研究，分析了地球大气臭氧形成的条件及变动的原因，提出了大量电子进入平流层破坏那里的氧化环境是臭氧空洞形成主要原因的假说，较好地解释了所观察到臭氧空洞现象和地球低层大气臭氧的时空变化。
1.大气的电性1.1大气电场的形成研究表明，在晴天，整个地球大气存在着一个自上而下的电场，也就是说，高空大气相对于地面具有2.9×105V的正电压。
这说明大气是带正电的。
[3]大气电场的形成机制是：宇宙线和太阳紫外线在不停地轰击地球大气层，使地球表层的大气分子电离成正离子和电子。
大气分子在电离的同时，还会发生与电离相反的复合过程，使正离子与电子（或负离子）结合成中性分子。
臭氧层空洞的原因及其控制途径
臭氧层空洞的原因及其控制途径1 臭氧层空洞的原因，主要有以下三种说法：（1）由于太阳特殊的活动。
（2）由于南极周边大气的特殊活动。
（3）由于大气中氯氟烃类的气体。
虽然自然因素可能对臭氧层造成一定影响，但是，目前大多数人认为，人类过多地使用氯氟烃类化学物质（用CFCs表示）是破坏臭氧层的最主要原因。
氯氟烃是一种人造化学物质，1930年由美国的杜邦公司投入生产。
在第二次世界大战后，尤其是进入60年以后，开始大量使用，主要用作气溶胶、制冷剂、发泡剂、化工溶剂等。
破坏臭氧的机理主要是氟利昂进入平流层后，在紫外照射下分解出Cl原子基，Cl再与O3发生链反应。
另外，哈龙类物质（用于灭火器）、氮氧化物也会造成臭氧层的损耗。
研究表明，进入平流层的哈龙比氟利昂更危险。
2保护臭氧层相关措施臭氧层损耗作为当前人们普遍关注的全球性大气环境问题，它直接关系到生物圈的安危与人类的生存，它的保护需要全世界共同采取行动。
（1）国际社会的举措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。
（2）我国的措施我国政府和科学家也十分关心保护大气臭氧层这一全球性的重大环境问题。
臭氧空洞物理形成的原理
臭氧空洞物理形成的原理
臭氧空洞的形成有以下物理机制:
1. 臭氧层中的臭氧分子吸收了太阳产生的紫外线辐射,臭氧分子分解为氧分子。
2. 在南极上空,每年春季极地涡旋出现,使得极地的空气与中纬度空气混合。
3. 极地涡旋带来的冷空气使得极地成云量增加,这降低了臭氧层的温度。
4. 低温条件下,极地云升华形成冰晶,这使得极地的氯和溴化合物富集在冰晶表面。
5. 当春季阳光照射到富集有卤素的冰晶时,会加速臭氧的分解反应。
6. 因此每年春季南极上空臭氧大量破坏,无法及时补充,导致臭氧空洞的形成。
7. 随着极地涡旋消退和阳光减弱,臭氧空洞也会自然修复。
总之,臭氧空洞的形成是复杂的物理化学过程综合影响的结果。
人为排放卤素化合物也会加剧这一趋势。
臭氧层空洞
2、臭氧层空洞产生的原因
主要原因：人类生产和使用大量氟氯烃（例如氟利昂）和卤代烷灭火 剂（哈龙）等物质 其他原因：森林火灾、极地低温、太阳黑子活动等
5
2、臭氧层空洞产生的原因
使用氟氯烃破坏臭氧机制：
氟利昂（CFCs），化学稳定、在对流层下不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离子自由基，参与对臭氧的消耗。 Cl离子自由基与臭氧发生连锁循环反应，破坏臭氧，但在反应过程中氯离子基本不消耗， 使得一个氯原子能分解10万个臭氧分子，从而导致臭氧层变薄继而出现空洞。
臭氧层空洞
1
1、臭氧层空洞的发现 2、臭氧层空洞产生的原因 3、臭氧层空洞的危害 4、控制臭氧层空洞的措施 5、臭氧层空洞的新进展
2
臭氧（O3）的作用
平流层底部的臭 氧可阻挡宇宙紫 外线，保护地球
对流层的臭氧是 污染物质，影响 空气质量
3
1、臭氧层空洞的发现
1984年，英国科学家首次公布南 极上空平均臭氧含量减少50%左右， 形成了一个巨大的臭氧空洞 1985年，臭氧层空洞已和美国整 个国土面积相似 1998年南极臭氧层空洞持续时间 超过100天，面积几乎可以相当于 三个澳大利亚 1989年北极上空的臭氧层也已遭 到严重破坏
尔议定书缔约国第二次会议。受控物质从原来的2类8种扩大到7类上百种。 规定缔约国在2000年或更早的时间里淘汰氟利昂和哈龙；四氯化碳到1995年将减少85%， 到2000年将全部被淘汰；到2000年，三氯乙烷将减少70%，2005年以前全部被淘汰。
8
5、臭氧层空洞的新进展
美国科学家近期研究显示臭 氧正在朝着预期稳步愈合， 直到本世纪中期才会完全复 原。
9
臭氧层空洞及成因
臭氧层空洞及成因高一二班李江臭氧层是大气平流层中臭氧浓度最大处，是地球的一个保护层，太阳紫外线辐射大部被其吸收。
臭氧层空洞是大气平流层中臭氧浓度大量减少的空域。
臭氧层空洞英文：ozonosphere hole臭氧在大气中从地面到70千米的高空都有分布，其最大浓度在中纬度24千米的高空，向极地缓慢降低，最小浓度在极地17千米的高空。
20世纪50年代末到70年代就发现臭氧浓度有减少的趋势。
1985年英国南极考察队在南纬60°地区观测发现臭氧层空洞，引起世界各国极大关注。
臭氧层的臭氧浓度减少，使得太阳对地球表面的紫外辐射量增加，对生态环境产生破坏作用，影响人类和其他生物有机体的正常生存。
关于臭氧层空洞的形成，在世界上占主导地位的是人类活动化学假说：人类大量使用的氯氟烷烃化学物质（如制冷剂、发泡剂、清洗剂等）在大气对流层中不易分解，当其进入平流层后受到强烈紫外线照射，分解产生氯游离基，游离基同臭氧发生化学反应，使臭氧浓度减少，从而造成臭氧层的严重破坏。
为此，于1987年在世界范围内签订了限量生产和使用氯氟烷烃等物质的蒙特利尔协定。
另外还有太阳活动说等说法，认为南极臭氧层空洞是一种自然现象。
关于臭氧层空洞的成因，尚有待进一步研究。
2008年形成的南极臭氧空洞的面积到9月第二个星期就已达2700万平方公里，而2007年的臭氧空洞面积只有2500万平方公里。
2000年，南极上空的臭氧空洞面积达创记录的2800万平方公里，相当于4个澳大利亚。
科学家目前尚不清楚2008年的臭氧空洞面积是否会打破这个记录。
科学家认为，去年臭氧空洞面积较小的主要原因在于气候，而不是因为破坏臭氧层的化学气体排放减少。
英国南极考察科学家阿兰·罗杰说，去年南极上空臭氧空洞缩小在历史记录上应被看作是个别现象。
因此，臭氧层空洞面积有可能进一步扩大。
大气圈的臭氧入不敷出，浓度降低。
科学家在1985年首次发现：1984年9、10月间，南极上空的臭氧层中，臭氧的浓度较20世纪70年代中期降低40%，已不能充分阻挡过量的紫外线，造成这个保护生命的特殊圈层出现“空洞”，威胁着南极海洋中浮游植物的生存。
为什么极地上空有臭氧洞
为什么极地上空有臭氧洞？
臭氧层是指离地球表面10～50千米的同温层中的一层气体。
臭氧分子O3由3个氧原子组成，能吸住99%以上的太阳紫外线，可以充当地球上人类和其他生物的“保护伞”。
但是近几年，科学家们在南极上空的臭氧层中发现了一个“大洞”，又在北极上空发现了一个19～24千米深的小“臭氧洞”。
这些发现都表明，地球的这把“保护伞”已被严重破坏。
另外还有发现说，全球的臭氧层都有变薄的趋势。
天上为何会出现“臭氧洞”？科学家们对此意见不一。
多数科学家的观点是，极地上空的“臭氧洞”是人“戳”的。
确切地讲，是氟利昂。
随着现代工业的发展，特别是冷冻厂和家用电冰箱的不断增多，大量氟利昂冷冻剂被使用，大量的氯氟烃被排放到空气中。
与其他化学物质不同，这种物质不能在低空分解，反而要飘浮升入同温层，与紫外线作用产生出游移的氯原子，夺去臭氧中的1个氧原子（1个氯原子能破坏近10万个臭氧分子），氯原子使臭氧变成纯氧O2，于是“臭氧洞”就在空中出现了。
而“无形杀手”紫外线就会趁机直射，危及地球上的人类和生物的生命安全。
臭氧洞的形成_危害及对策
第31卷第2期河南大学学报(自然科学版)V ol.31 N o.2 2001年6月Journal of Henan University(Natural Science)Jun.2001臭氧洞的形成、危害及对策王若禹(河南大学环境与规划学院,河南开封,475001)摘 要:十多年前在南极上空发现了臭氧洞.位于10-30km高空的臭氧层能吸收太阳的紫外线辐射,过多的紫外辐射能引起人类和其他动物的白内障、皮肤癌并减弱其免疫功能,而且对植物也有损害.1987年在南极地区进行的收集数据的飞行证明氟氯烃类物质与臭氧层破坏之间存在着联系几乎是确定无疑的.为了解决臭氧洞的威胁问题,目前国际社会和各国领导人都正在采取措施寻求有利于环境的氟氯烃代用品,以便尽早停止全部氟氯烃类物质的生产.关键词:臭氧洞;氟氯烃;紫外线;生态环境中图分类号:P331.2;P333;P343.1 文献标识码:A文章编号:1003-4978(2001)02-0090-05The H arms and Form ation of the H ole in the Ozone Layerand the N ecessary Aid for ItW ANG Ruo-yu(College o f Environment&Planning,Henan Univer sity,Kaifeng475001Henan,China)Abstract:A seas onal hole in the ozone layer was found over Antarctica m ore than10years ag o.That was w orris ome:Ozone between10～30miles up abs orbs the sun’s ultraviolet radiation,m ore of which w ould lead to cataracts,skin cancers and weaken immune systems in humans and other animals,and damage to plants.Data-gathering flights in Antarctic in1987made the connection between CFCs and ozone destruction all but certain.In dealing with the threat of the hole in the ozone layer,the w orld community and leaders of all nations are taking steps to find environmentally acceptable substitutes for CFCs in order to phase out all CFCs production as s oon as possible.K ey w ords:hole in the ozone layer;chlorofluorocarbons;ultraviolet;environment0 引言臭氧(O3)是一种有特殊刺激性臭味的淡蓝色气体.大气中的臭氧非常稀少,仅占大气总量的百万分之0.3-0.4,而且90%以上集中在地球上空16-32km的平流层里.如果把臭氧气体全部压缩到地面大气压力下,单位面积上的臭氧层厚度平均只有3mm,即300DU(D obs on Units,多布森单位).这“薄薄3mm”的臭氧层却是地球上一切生物包括人类在内的天然屏障.它几乎完全吸收掉了来自太阳的致命的紫外线UV-C(波长小于295nm)和紫外线UV-B(波长在295-320nm之间),而只透过对地球生命有益的紫外线UV-A(波长大于320nm),使得地球上的万物繁衍生息,人类也在臭氧的关爱下自由健康地生活.然而,到1984年,人们未曾预料到的事情发生了.这一年,英国南极科学家J Farman等人根据英国哈利湾南极站30年臭氧观测资料,首次提出自70年代中期以来南极上空每年9-10月就会出现近1000×104 km2臭氧洞,臭氧含量大幅度下降,而且还在逐年下降.1987年南极臭氧洞几乎占据了整个南极洲,并出现 收稿日期:2001-01-10 作者简介:王若禹(1943-),男,副教授.了小于125DU 的区域.1992-1993年南极臭氧洞再次加剧,其面积、强度和持续时间都大于1987年,并在南极地区多次观测到小于100DU 的低值,南极点(S outh P ole )还出现了81DU 的极端低值.1995年臭氧洞持续时间明显延长,其覆盖面积超过15×106-20×106km 2的天数分别为71天和39天.1996年臭氧洞面积超过10×106km 2的天数达80天.1998年9月19日南极臭氧洞面积达到了创纪录的2720×104km 2,比1996最大值扩大了130×104km 2.臭氧洞中心的臭氧总量降到了90DU ,其深度由一般的14-18km 向上延伸到了21km.2000年9月,南极臭氧洞面积再创新纪录,达到了2830×104km 2,比1998年最大时又扩大了110×104km 2,并已扩展到智利南部城市蓬塔阿雷纳斯上空,使当地居民处于强度极高的紫外线辐射之下.臭氧层损耗不只是发生在南极,在其他地区也都出现了不同程度的臭氧层损耗现象.1987年,德国科学家在北极上空发现了另一个臭氧洞,其中心位于离北极约1127km 的斯匹次卑尔根岛上空,时间在每年的10月至次年的2月,其面积相当于南极臭氧洞的1/3.1997年,莫斯科天文学家指出,俄罗斯上空的臭氧骤减使整个西伯利亚受到了威胁.1999年,我国科学家也发现,在我国青藏高原上空,存在着一个相对周围地区臭氧含量较低的区域,并对此发出警告:如果任其发展下去,世界屋脊上空将继南北极之后出现世界第3个臭氧空洞.臭氧洞的出现是大气臭氧含量减少的重要标志.臭氧的减少将给人类和地球生物带来灾难性的后果.在人类正受到来自天外的伤害和威胁的今天,认真研究臭氧洞形成的原因、影响及对策,对防止大气臭氧层被进一步破坏,保护地球上的万物生命,无疑有着十分重要的意义.1 臭氧洞形成的原因自从1985年第一次发现南极臭氧洞以来,许多科学家从大气动力学、大气化学及天体物理学等不同的角度,运用实地测量平流层中各种气体的含量及温度变化、在实验室里进行各种化学和光化学反应实验、用计算机模拟各种大气动力学的模式等手段,对大气中臭氧耗竭及臭氧洞出现的原因进行了大量研究,并提出了许多解释臭氧衰竭原因的理论假说,其中包括“奇氮理论”、“涌井流假说”、“多相反应假说”、“氯溴协同相互作用假说”、“太阳黑子假说”、“宇宙风及地球磁场假说”、“核试验和超音速飞机排放污染物质假说”和“氮肥、碳氟化合物影响”等等,但目前比较一致的观点是:人类制造的氯氟烃和太阳黑子活动频繁是造成臭氧洞的根本原因.氯氟烃(简称CFC S ,其商品名为氟里昂:Freon )是30年代美国杜邦公司发明的一簇人造化学制品.由于它们性能稳定,不燃不爆,无毒无臭,无腐蚀性,因此被广泛用作制冷、发泡、喷雾、杀虫、灭火、清洗、消毒和有机溶剂.随着科技的进步和工业生产的迅猛发展,CFC S 的产量和消费量不断增加,到60年代末,全世界排放到大气中的CFC S 累计总量已达到2000×104t.1970年夏,英国雷丁大学J lovelock 在用色谱法测量CFC S 在大气中的分布以研究气流运动和风向时,发现按探测到的几种CFC S 浓度计算,它们在大气对流层中的数量远低于累积总排放量.例如F -11(CC L 3F )仅有20×104T ,只相当于一年的排放量.那么大量的CFCs 进入大气后究竟到哪里去了?这一疑问引起了科学家的兴趣和关注.1974年,美国加利福尼亚大学化学系的舍伍德・罗兰和马里奥・莫利纳经研究后提出,排入大气的CFC S 在对流层停留数年后进入平流层,在强烈紫外线照射下被光解并释放出氯原子,氯原子加入循环反应破坏臭氧层.其化学反应式如下:CC L 3F 紫外光CC L 2F +C L (1)CC L 2F 2紫外光CC LF 2+C L (2)C L +O 3C LO +O 2(3)C LO +O C L +O 2(4) 游离出来的C L 原子继续参加(3)式反应,破坏第二个臭氧分子.由于CFC S 的化学惰性,它的气体状态在大气中的寿命可长达100年之久甚至更长,所以在其被扩散而离开平流层之前,上述(3)、(4)式反应可重复多次发生.据计算,一个氯原子可能破坏10×104个臭氧分子.这说明CFC S 对臭氧的破坏力极大.后来,美国科学家在18km 高空进行航测时发现,高空中C LO 浓度与O 3浓度之间存在着对应关系,即C LO 浓度越王若禹:臭氧洞的形成、危害及对策91 高的地方,O 3浓度越低,这与罗兰等人的观点基本相符.早在1970年,德国气象学家保罗・克鲁逊教授就提出,氮肥和超音速飞机释放出的氮氧化物和水汽能破坏臭氧分子.即:NO 2+O NO +O 2(5)NO +O 3NO 2+O 2(6) 但罗兰和莫利纳指出,NO x 的催化反应可以移走氧原子和臭氧分子,但如果C L0X 在大气中的浓度增加10-20倍,则C LO x 的催化过程将占主导地位.他们根据这个理论,假设了CFC S 注入大气的不同速率和空气动力学的不同模式,估计未来平流层臭氧被消耗的情况,并预言:如果CFC S 的生产以每年22%的速度增加,并最终完全释放到大气中,那么到1994年全球臭氧含量将减少5%.后来的卫星和地面观测资料都证实了这一预言.国际上在1987年也组织了一个大规模的南极臭氧空中实验,用飞机多次进入臭氧洞内进行实地检测,发现臭氧洞内氯的含量比预期数量要高出20-50倍,这一事实为CFC S 破坏臭氧层的理论提供了直接依据,罗兰和莫利纳因此获得了1995年度的诺贝尔化学奖.1987年,美国国家海洋和大气管理局的化学家苏・所罗门,根据在南极考察的第一手资料,与罗兰等人一起进一步发展了罗兰等1974年提出的理论,指出:冬季南极上空有一个深厚的涡旋,气流沿着南极高原作顺时针旋转,它几乎把旋涡内的平流层与旋涡外的平流层隔绝开,从而把南极大陆封闭起来.它一方面阻止了臭氧的径向交流,使得从赤道上空来的富含臭氧的气流难以进入旋涡内予以补充,另一方面使旋涡内的空气不断上升,在上升过程中气温迅速下降,加上南极高原本来就海拨高气温低,因而形成极低的低温环境.臭氧层所在的10-20km 高度上气温常常在-80°C 以下.这样就使旋涡中产生大量的冰晶云,云中的冰晶不断吸收CFC S 气体,浓度越来越高.一旦南极春季(9月)来临,极夜结束,阳光照射下冰晶云升温,迅速释放出CFC S 气体,CFC S 分子在紫外线照射下开始释放氯原子,氯原子破坏臭氧的反应过程立即开始,从而使臭氧大量损耗而出现臭氧洞.到春末南极旋涡减弱或出现残缺时,从赤道南下的大量新鲜空气又进入南极上空,南极臭氧洞便又匆匆消失.俄罗斯科学院地球物理天文中心主任、物理数学家叶・波立森科夫博士认为,臭氧浓度急剧减少与太阳黑子活动密切相关.太阳是一个巨大的气球体,太阳大气在不断地活动着,其活动本身时强时弱.太阳活动处于高峰时,在太阳光球上会频繁出现黑子群.黑子和黑子群的多少随着太阳活动的强弱变化有一定的周期,周期有长有短,平均为11年.由于接连两个周期的成对黑子群的极性相反,所以黑子群的平均周期实际上是22年.当太阳黑子群面积增大时,在黑子群上空的色球中,耀斑的频率和面积也增大了.耀斑是太阳的爆发现象,表现为大面积突然增亮.耀斑能释放出大量的能量,使得太阳的电磁辐射和粒子辐射都突然增强.来自太阳耀斑的短波辐射和高能带电粒子流,在奔入地球大气时,必然会刺激产生更多的一氧化二氮,而一氧化二氮乃是破坏臭氧的罪魁祸首.在太阳黑子活动周期的高峰年,南半球中纬度地区一氧化二氮的浓度可增加30%-60%.这些氧化物以漂移的形式进入南极,并在极地的夜晚时间进入平流层,与臭氧发生光化学反应破坏臭氧,继而出现臭氧洞.观测资料表明,1921-1991年的太阳黑子活动年变化同臭氧总量的年变化存在正相关,臭氧含量同太阳紫外辐射之间存在正相关,相关系数达到0.90.2 臭氧洞的危害臭氧洞的出现,全球臭氧含量的减少,会使大气吸收紫外线的能力大大减弱,导致到达地球表面的紫外线特别是UV -B 明显增加,这将给人类健康和生态环境造成一系列灾难性影响.研究表明,长期接受过量紫外线辐射,会引起人体细胞中脱氧核糖核酸(DNA )的改变,形成腺嘧啶二聚物,从而阻止DNA 双螺体分离,使细胞自身修复机能减弱,人体免疫机能减退.强紫外线辐射会诱发人体皮肤癌变,使眼球晶状体混浊,产生白内障以至失明.据分析,平流层臭氧减少1%,辐射到地面的紫外线数量就会增加1.5%-3.0%,全球皮肤癌发病率将增加5%-7%,白内障发病率将增加0.6%-0.8%.臭氧减少2.5%,每年死于皮肤癌的人数将增加1.5万人,由于白内障而引起失明的人数将增加10000-15000人.如果不限制CFC S 的生产和消费,按现在臭氧层破坏速率推算,到2075年时,地球臭氧总量将比1985年再耗减25%,全世界人口中将有皮肤癌患者1.54亿人,死于皮肤癌者320万人,眼睛患白内障者1800万人.紫外辐射增加造成人体免疫机能的抑制,还会使许多疾病的发病率和病情的严重程度大大增加.美国副总统戈尔在他1992年出版的一本书92 河南大学学报(自然科学版),2001年,第31卷第2期中指出,现在世界上至少已有一个城市位于南极臭氧洞的边界之内,这就是南美洲南端的阿根廷城市乌什娃伊亚.阿根廷卫生部已向该市居民提出忠告,让他们在每年9、10月间尽可能呆在室内,不要外出.或许在不远的将来,生活在北极臭氧洞下面的挪威、瑞典、芬兰和俄罗斯北部的居民也不得不搬离家园,因为臭氧洞将使那里变成无人区.强烈的紫外线还会使农作物和植物受到损害.美国科学家经过10年的研究,测定了300种植物在紫外辐射增强后的反应,结果有2/3以上受到不同程度的伤害.其中对UV -B 最为敏感的有豆类、棉花、甜瓜、芥菜、白菜、土豆、西红柿、甜菜等.同时使植物的抗病能力急剧下降,并影响到它们的产量和质量.据估算,如果臭氧减少25%,大豆产量要减少20%,而大豆种子中蛋白质和植物油的含量则分别下降5%和2%.许多树木也会受到紫外线的伤害.紫外线能穿透10-20m 深的海水.过量紫外线会大量杀死海洋浮游生物,同时使抗紫外光生物如蓝绿藻恶性增殖,造成某些海生物种的灭绝,破坏海洋食物链,使鱼产量严重下降.研究证明,如果臭氧减少10%,海洋中10m 深处的鱼苗15天内会全部死亡.由于食物链的中断和海生物幼体的死亡,整个海洋生态系统将发生不可逆转的变化,从而给人类生物蛋白质的需求造成难以估量的影响.强烈的紫外辐射会加速城市汽车尾气中氮氧化物的分解,在较高气温下产生以臭氧为主要成分的光化学烟雾.近地面大气中的臭氧是一种有害气体,它会刺激眼、鼻、喉,引起眼晴刺痛和干咳,并深入到肺底,使肺纤维失去弹性而丧失呼吸功能.例如,1943年美国洛杉矶光化学烟雾事件曾使数千人住院,400多人丧生.美国环保局估计,高空臭氧层耗减16.7%,城市光化学烟雾浓度将增加20%-25%;臭氧层耗减33.3%时,城市光化学烟雾浓度将增加30%-45%,从而使低层大气的烟雾变本加厉,更严重地威胁人类的健康.近地面臭氧还能抑制植物的光合作用,使叶片退色,出现病斑甚至落叶、落花、落果、坏死等.1943年美国洛杉矶光化学烟雾后,一夜之间城郊蔬菜叶子全部由绿变黑,不能食用.此外,过量紫外线还会加速建筑物、绘画、雕塑、橡胶和塑料制品的老化过程,使其变硬、变脆,缩短使用寿命.尤其是在阳光强烈、高温、干燥气候下更为严重.3 保护臭氧层的措施臭氧洞问题已引起了世界科学界、社会公众和各国政府的忧虑和关注.尽管臭氧洞的出现主要是受人造氯氟烃和太阳黑子活动次数的双相影响,但后者活动机理比较复杂,当代科学技术对控制太阳黑子活动次数仍束手无策,所以目前保护臭氧层的唯一可行办法就是尽快限制减少消耗臭氧层人为物质的生产和消费,而且必须由国际社会采取国际联合行动才能有效控制CFCs 排放.早在1976年4月,联合国环境规划署就在美国华盛顿召开了30国专家会议,制定了一项《关于臭氧层行动的世界计划》.该计划除了要求对臭氧层情况进行监测外,还要求联合国环境规划署建立一个臭氧层问题协调委员会,定期对臭氧层进行科学评估.1980年,该委员会提出了关于臭氧层破坏评价,指出臭氧层的破坏已经和正在严重威胁着人类和地球生态系统.1981年,联合国环境规划署成立了一个特别工作小组负责起草保护臭氧层的全球性公约.经过努力,20多个国家于1985年5月在维也纳正式签订了《保护臭氧层维也纳公约》.《公约》明确指出了大气臭氧损耗对人类健康和环境可能造成的危害,呼吁各国政府采取合作行动保护臭氧层,并首次明确提出氯氟烃类物质应作为被监控生产和使用的化学品.1986～1987年间,有100多位各国科学家聚集到南极洲,在黑暗的长冬中配合卫星探测,分别利用飞机取样和地面观察测量了臭氧浓度随位置和高度的变化,绘制了臭氧空洞的分布图.同时,其他专家也测定了北极地区几十年来臭氧浓度下降的比例.根据这些研究成果,在联合国环境规划署的组织下,1987年9月,31个国家的代表在加拿大蒙特利尔签订了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》.议定书对氯氟烃类物质的生产、使用和贸易作出了具体规定.1990、1992和1995年,联合国环境规划署又分别在伦敦、哥本哈根和维也纳召开议定书缔约国会议,对1987年议定书进行了调整和修正.修正后的议定书对消耗臭氧层物质的消费和生产提出了更超前的时间限制,并在原议定书条文和附件A 的基础上,又增加了附件B 到附件E ,进一步扩大了限制物质的种类和削减比例。
臭氧层空洞形成的原因
臭氧层空洞形成的原因
臭氧是大气中的微量气体之一，其主要浓集在平流层中20-25km 的高空，即大气的臭氧层。
臭氧层对保护地球上的生命界以及调节地球的气候都具有极为重要的作用。
然而，近些年来，臭氧层在不断遭到破坏，以致于在南极上空出现了“臭氧空洞”。
那么臭氧层空洞形成的原因是什么？
臭氧空洞形成原因的解释有三种，即大气化学过程解释，太阳活动影响和人类活动影响。
一、大气化学规程解释。
大气化学过程解释，认为臭氧层中可以产生某种大气化学反应，将3个氧原子含量的臭氧（O3）分解为分子氧（O2）和原子氧（O），从而破坏了臭氧层。
臭氧层空洞名词解释
臭氧层空洞名词解释臭氧层空洞是指地球大气中臭氧层中出现的一种异常现象，即臭氧浓度急剧减少的区域。
这种现象主要发生在极地地区，特别是南极洲的南极大陆上空。
臭氧层空洞的出现引起了全球范围内的关注和担忧，因为它对人类和生态系统都有重要影响。
一、臭氧层空洞的形成原因1. 天然因素天然因素主要包括太阳辐射、大气环流和温度等。
太阳辐射中的紫外线会引起臭氧分子的分解，但这一过程在正常情况下会被臭氧层吸收和平衡。
然而，在南极冬季时，由于地球自转和倾斜角度等因素，南极大陆上形成了一个季节性而特殊的天候系统，即极夜。
这种天候系统导致了极地区域长时间处于黑暗、低温状态下，紫外线辐射减少。
2. 人类活动人类活动对于臭氧层空洞形成也有一定影响。
主要原因是人类使用的化学物质，特别是氯氟烃（CFCs）等人造化学物质，它们在大气中的存在会破坏臭氧分子的结构。
CFCs主要应用于制冷剂、喷雾剂和泡沫塑料等工业产品中，这些物质在大气中释放后会随着大气环流逐渐上升到臭氧层，并与臭氧分子发生反应，破坏臭氧层结构。
二、臭氧层空洞的影响1. 紫外线辐射增加当臭氧层空洞出现时，大量紫外线辐射能够穿透到地球表面。
紫外线对人类和生态系统都有害影响。
它会引起皮肤癌、白内障等疾病，并对植物生长和海洋生态系统造成损害。
特别是在南极地区，紫外线辐射增加对当地的动植物群落和海洋生态系统造成了严重威胁。
2. 气候变化臭氧层空洞与全球变暖之间存在一定的关联。
空洞出现时，南极地区的温度会下降，形成所谓的极夜效应。
这会导致大气环流的变化，进而影响全球气候。
臭氧层空洞还可能导致地球上层大气温度上升，而下层大气温度下降，这种温度差异可能引发更加极端的天气现象。
三、应对措施和国际合作1. 国际协议为了应对臭氧层空洞问题，国际社会采取了一系列措施。
最重要的是1987年签署的《蒙特利尔议定书》，该协议旨在限制和逐步淘汰使用CFCs等有害物质。
随后，各国相继采取了相关法律法规和措施来减少这类物质的使用。
臭氧层为什么出现破洞
臭氧层为什么出现破洞地球的臭氧层空气污染的发展已经成为当今社会的重要课题，臭氧层过去几十年来受到剧烈的破坏，臭氧层空洞也出现了。
那么臭氧层空洞为什么出现，有什么影响呢？一、什么是臭氧层空洞臭氧层空洞是指在季节性及地理位置变化以外，臭氧层上某些特定地区及其活性物质集体含量低于正常水平的情况。
它不同于它的大区域的气候变化，它的地理位置、形态和大小的变化随时间的增长而变化。
二、臭氧层空洞是怎么产生的1、人为破坏造成臭氧层空洞的产生是因为人类开发和活动的过度影响，污染物的排放过多，大量的持续性有机污染物比如氯氟烃和氯代烃废气排放，地表的持续使用某些合成氟化合物及氯氟烃，人类活动过度污染臭氧层，导致它不断穿透，最终出现臭氧层空洞。
2、自然形成臭氧层因全球气候变化引起的自然气候变化的影响也会造成臭氧层的热带空洞，夏季空气温度变高，使臭氧层上部的温度也出现变化，太阳辐射加剧，从而导致温度升高，使臭氧层出现空洞。
三、臭氧层空洞对人类有什么影响1、紫外线辐射增强臭氧层对紫外线有重要的保护作用，当臭氧层空洞形成时，紫外线辐射会增加，容易中暑，使皮肤病、眼病、肺癌等疾病的发生率增加，对人类健康造成严重的伤害。
2、全球气候变暖臭氧层空洞的出现也使得内部大气温度上升，降低了臭氧层对热量的改变比。
大气对太阳热辐射的封锁能力降低，进而使得地球的温度整体不断的上升，因此也出现了全球变暖的情况。
3、臭氧层破坏物质增多臭氧层的破洞会使改变整个臭氧层层结构，除了紫外线辐射增强外，臭氧层空洞也可能会使大气中高空过量的对人体有害物质，比如氯氟烃、氯代烃等，随着臭氧层空洞越来越大，大气中有毒、有害和致癌物质的排放会更多，危害更大。
综上所述，臭氧层空洞一方面由于人类活动过度污染造成，另一方面也由于全球气候变化的原因，穿透及造成臭氧层损伤，最终导致臭氧层空洞的出现。
臭氧层空洞会造成紫外线辐射增强、温室气体排放更多等问题，严重危害全球环境，因此要求人们减少污染物排放，从而有效地保护臭氧层，减少空洞的形成，有利于人类的健康环境。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
臭氧的能力要大于二者简单的加和。
但是，上述的均相化学反应并不能解释南极臭氧洞形成的全部过程。
深入的科学研究发现，臭氧洞的形成是有空气动力学过程参与的非均相催化反应过程。
所谓非均相，是指大气中除气态组分外，还有固相和液相的组分。
人们对大气中存在云、雾和降雨等早已司空见惯，但这种现象一般发生在对流层。
平流层干燥寒冷，空气稀薄，较少出现对流层这些天气现象。
但在冬天，南极地区的温度极低，可以达到零下80 oC, 这样极端的低温造成两种非常重要的过程，一是极地的空气受冷下沉，形成一个强烈的西向环流，称为“极地涡旋”（Polar Vortex）。
该涡旋的重要作用是使南极空气与大气的其余部分隔离，从而使涡旋内部的大气成为一个巨大的反应器。
另外，尽管南极空气十分干燥，极低的温度使该地区仍有成云过程，云滴的主要成分是三水合硝酸（HNO33H2O）和冰晶，称为极地平流层云(Polar Stratospheric clouds)。
实际上，当CFCs 和Halons进入平流层后，通常是以化学惰性的形态（ClONO2和HCl）而存在，并无原子态的活性氯和溴的释放。
南极的科学考察和实验室的研究都证明，化学惰性的ClONO2和HCl 在平流层云表面会发生以下化学反应：
ClONO2 + HCl → Cl2 + HNO3ClONO2 + H2O → HOCl + HNO3
生成的HNO3 被保留在云滴相中。
当云滴成长到一定的程度后将会沉降到对流层，与此同时也使HNO3从平流层去除，其结果是造成Cl2 和HOCl 等组分的不断积累。
Cl2 和HOCl 是在紫外线照射下极易光解的分子，但在冬天南极的紫外光极少，Cl2 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，产生前述的均相催化过程所需的大量的原子氯，从而造成严重的臭氧损耗。
氯原子的催化过程可以解释所观测到的南极臭氧破坏的约70%，另外，氯原子和溴原子的协同机制可以解释大约20%。
随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，结果是南极涡旋逐渐消失，南极地区臭氧浓度极低的空气传输到地球的其他高纬度和中纬度地区，造成全球范围的臭氧浓度下降。
北极也发生与南极同样的空气动力学和化学过程。
研究发现，北极地区在每年的一月至二月生成北极涡旋，并发现有北极平流层云的存在。
在涡旋内活性氯（ClO）占氯总量的85% 以上，同时测到与南极涡旋内浓度相当的活性溴（BrO）的浓度。
但由于北极不存在类似南极的冰川，加上气象条件的差异，北极涡旋的温度远较南极高，而且北极平流层云的量也比南极少得多，因此目前北极的臭氧层破坏还没有达到出现又一个臭氧洞的程度。
因此，南极臭氧洞的形成是包含大气化学、气象学变化的非均相的复
杂过程，但其产生根源是地球表面人为活动产生的氟里昂和哈龙，曾经是一个谜团的臭氧洞得到了清晰的定量的科学解释。
但是令科学家和社会各界忧虑的是， CFCs和Halons 具有很长的大气寿命，一旦进入大气就很难去除，这意味着它们对臭氧层的破坏会持续一个漫长的过程，臭氧层正受到来自人类活动的巨大威胁。
为了评估各种臭氧层损耗物质对全球臭氧破坏的相对能力，科学上采用了“臭氧损耗潜势”（Ozone Depletion Potential, ODP）这一参数。
臭氧损耗潜势是指在某种物质的大气寿命期间内，该物质造成的全球臭氧损失相对于相同质量的CFC-11的排放所造成的臭氧损失的比值。
在大气化学模式计算中，某物质X的ODP值可以表示为：
ODP=单位物质X引起的全球臭氧减少/单位质量的CFC-11引起的全球臭氧减少
臭氧损耗物质的大气浓度分布及参与的大气化学过程是影响其
ODP 值的主要因素。
由于对这些因素的处理方式不同，不同的研究者得到的臭氧损耗物质的ODP值存在一定的差异，但各类臭氧层损耗物质的ODP 值的次序大体一致：含氢的氟氯烃化合物的ODP 值远较氟里昂低，而许多哈龙类化合物对平流层的破坏能力大大超过氟里昂。
这些研究为决策者指定臭氧层损耗物质的淘汰战略和替代方案提供了有力的科学依据。