臭氧层和消耗臭氧层物质基本知识

0.6-1.0 3.0-10.0 1.1 0.1 0.001-0.11 0.12 0.6
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含氢溴氟烃 Hydrobromofluorocarbons (HBFCs) 0.02-1.0
ODS 的用途 制冷剂: (CFCs,HCFCs ) 家用、商用、运输
用冰箱、空调、热力泵系统；机动车空调
发泡剂: ( CFC-11 ) 使用CFC发泡剂制备的
臭氧层和消耗臭氧层物质 基本知识
环境保护部外经办项目三处 2008年5月27日
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大气结构与臭氧层

逸散层 热成层 中间层 平流层 对流层



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什么是臭氧层
臭氧(O3):由三个氧原子组成的气体 由氧气分子与太阳光中的紫外线作用而成 臭氧层是由平流层中的臭氧分子组成 臭氧层象个大气泡环绕着地球 保护人类和动植物免遭紫外线的伤害
ODS破坏臭氧层的机理
清洗剂、油漆、灭火剂、气雾罐等直接喷射 制冷和空调系统维修时的泄漏 在检疫及土壤消毒时甲基溴的使用 废弃含有ODS产品或设备如发泡剂和制冷剂 的泄漏 制冷剂在循环过程中的泄漏

---一旦ODS释放到空气中，就会随着气流抵达 平流层并长期存在（Cl的寿命有100年） 14
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臭氧层耗减对人类健康和 环境的影响（续）
•
对陆生植物的影响
减少产量-如豆类、瓜类、卷心菜类 改变遗传基因和再生能力
降低品质
•
对水生物的影响
减少浮游生物 影响海洋食物链 危害鱼、虾等动物的早期发育
•
对城市环境和建筑材料的影响
光学化学烟雾污染 聚合物材料老化
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什么是消耗臭氧层物质?
O2 + Hv →2O O2 + O + M → O3 + M O3 + Hv → O2 +O
Baidu Nhomakorabea
O3 + O → 2O2
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臭氧层的作用
保护作用
吸收300µ m以下的紫外 线，主要是一部分中波UVB（290－320µ m)和全部 短波UV-C(<290µ m)
加热作用
吸收紫外线转化为热能
温室气体的作用
CFC-11
二氯氟甲烷
CFC-12
二氯二氟甲烷
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一些 HCFCs
Cl
F C F C F Cl H F F C H
Cl
HCFC-22
二氟一氯甲烷
HCFC-123 1.1.1-三氟-22-二氯乙烷
20
谢谢！
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The Process of Ozone Depletion
1.CFCs 被释放 2.CFCs 上升到臭氧层 3.紫外线分解CFCs产生Cl自由基
4.Cl自由基破坏臭氧 5.破坏了臭氧层—导致更多紫外线辐射 18 6.更多紫外线引起更多皮肤癌
一些 CFCs
Cl
F
C F Cl
C
Cl
F Cl
Cl

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臭氧的形成
UV
O O O O O
氧分子在 紫外线的 作用下生 成臭氧
O
O O
O
O O O
Diatomic* oxygen (O2)
Ozone (O3)
4
臭氧层的形成
氧分子吸收紫外线并分解形成氧原子； 氧原子与氧分子结合生成臭氧； 臭氧可吸收阳光而分解，也可与氧原子结
合变成氧分子 M为反应第三体，它们是氮气和氧气分子

消耗臭氧物质[Ozone-depleting substances (ODS) ]是破坏大气层中臭氧层的物质，主 要是全氯氟烃（CFCs）、哈龙（Halon）、 四氯化碳、甲基氯仿、溴甲烷等
它们破坏臭氧的能力称为“臭氧耗减潜能 值”[ Ozone Depleting Potential (ODP)]
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消耗臭氧物质（ODS）及臭氧耗减 潜能值（ODP） ODP

全氯氟烃Chlorofluorocarbons (CFCs) 哈龙 Halon 四氯化碳 甲基氯仿 含氢氯氟烃 溴氯甲烷 甲基溴 Carbon tetrachloride (CTC) Methyl chloroform (TCA) Hydrofluorocarbons (HCFCs) Bromochloromethane Methyl Bromide (MBr)
紫外线照射使CFC释放出Cl原子
Cl
CF2Cl2
UV F
Cl·
F
C F Cl
Cl
F
C Cl
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CFC-12
CF2Cl
气相反应引起的臭氧破坏

CFxCly Hv CFxCly – 1 + Cl + O3 ClO + O2 O2 2O ClO + O Cl + O2
Cl

CFCs 稳定性好，在对流层中不易分解而进入平流 层，受紫外线的照射而分解成Cl自由基。Cl自由基 引起消耗臭氧的连锁循环，一个Cl自由基可以消耗 10万个O3 Br原子也可引起此反应 16
气雾剂: ( CFC-11, -12, -113, -114) 用
ODS的用途 (续)
于除臭剂、剃须液、香水、玻璃清洗剂、 润滑油等 消毒剂: CFC-12 和乙撑氧的混合物用 于医用杀菌 灭火器: Halons & HBFCs 薰蒸剂: 甲基溴（Methyl Bromide）用 于土壤杀虫和出入境检疫. 原料: HCFC & Carbon Tetrachloride用 13 作化学合成品的原料.
由CFC－12释放 出的Cl自由基对 臭氧的连续破坏
紫外线将氧分子O2分解 成两个单独的氧原子 自由氧原子与氧分子 结合形成臭氧分子O3
O3
CFC中释放出的Cl自由基 与臭氧反应生成ClO和O2
ClO存在时间很短，它与自 由氧原子结合释放出Cl原 子和氧气，又可以接着破 坏另外一个臭氧分子
臭氧分子在紫外 线的作用下自然 分解，在没有人 造化合物的情况 下将与臭氧的形 成过程保持平衡
臭氧减少会产生地面气 温下降的动力
将地球上臭氧压缩至1个大气 压，其厚度仅3mm
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臭氧层的分布
高 度 ＾ 千 米 ＾
臭氧层
平流层的臭氧
臭氧随着污染 的严重而增加
对流层的臭氧
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臭氧浓度
臭氧层耗减对人类健康和 环境的影响
•
对人类健康的影响
DNA改变，免疫机制减退
麻疹、水痘、疱疹、细菌感染、真菌感染等 皮肤癌 基底细胞癌、 鳞状皮肤癌 恶性黑色素瘤 白内障 1%臭氧层的减少，将增加1－1.5万白内障
聚氨脂泡沫塑料和聚苯乙烯、聚乙烯挤出 泡沫塑料
清洗剂: (CFC-113, 三氟三氯乙烷，Methyl
Chloroform, Carbon Tetrachloride ) 用于电 子工业的各种组件和产品的清洗、精密仪 器制造工业的零件及精密机械部件的清洗、 金属加工冷清洗（蒸气脱脂）、干洗及纺 12 织工业清洗等