臭氧基础知识
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4
臭氧的形成
UV
O
O
氧分子在 O
O
紫外线的
作用下生 O
O
成臭氧
Diatomic*
oxygen (O2)
O
O
O
O
O
O
Ozone (O3) 5
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
O2 + Hv →2O
O2 + O + M → O3 + M
O3 + Hv → O2 +O
O3 + O → 2O2
6
臭氧层的作用
❖保护作用
吸收300µm以下的紫外 线，主要是一部分中波UVB（290－320µm)和全部 短波UV-C(<290µm)
❖加热作用
吸收紫外线转化为热能
❖温室气体的作用
臭氧层和消耗臭氧层物质 基础知识
国家消耗臭氧层物质进出口管理办公室
1
主要内容
❖ 大气的组成及臭氧层 ❖ 臭氧层的作用 ❖ 消耗臭氧层物质以及其破坏机理 ❖ 臭氧层破坏产生的危害 ❖ 保护臭氧层行动
2
大气结构与臭氧层
❖ 逸散层 ❖ 热成层 ❖ 中间层 ❖ 平流层 ❖ 对流层
3
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
22
谢谢！
23
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
17
The Process of Ozone Depletion
1.ODS 被释放 2.ODS 上升到臭氧层 3.紫外线分解ODS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
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
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
7
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
14
紫外线照射使CFC释放出Cl离子
CF2Cl2
UV
F
C
F
Cl
Cl
CFC-12
二氟二氯甲烷
Cl
Cl
F
C
F
Cl
CF2Cl
15
气相反应引起的臭氧破坏
❖ CFxCly Hv CFxCly-1 + Cl ❖ Cl + O3 ClO + O2 ❖ O2 2O ❖ ClO + O Cl + O2
❖ C层F，C受s 稳紫定外性线好的，照在射对而流分层解中成不C易l自分由解基而。进C入l自平由流基
8
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
9
什么是消耗臭氧层物质?
于土壤杀虫和出入境检疫.
• 原料: HCFC s用作化学合成品的原料.
13
ODS破坏臭氧层的机理
❖ 清洗剂、灭火剂、气雾罐等直接喷射 ❖ 制冷和空调系统维修时的泄漏、排放 ❖ 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）
❖ 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)]
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
12
（蒸气脱脂）、干洗及纺织工业清洗等
ODS的用途 (续)
• 气雾剂: ( CFC-11, -12, -113, -114) 用
于除臭剂、剃须液、香水、玻璃清洗剂、 润滑油、药用气雾剂等
• 灭火器: Halons &含氢溴氟烃 • 熏蒸剂: 甲基溴（Methyl Bromide）用
一些 CFCs
Cl
C
F
Cl
Cl
CFC-11
三氯氟甲烷
F
C
F
Cl
Cl
CFC-12
二氯二氟甲烷 19
一些 HCFwenku.baidu.coms
Cl H
F
C
F
H
Cl
C
F
Cl
C
F
F
HCFC-22
HCFC-123
二氟一氯甲烷 1.1.1-三氟-22-二氯乙烷20
保护臭氧层行动
——《蒙特利尔议定书》
形成背景：1985年“南极臭氧洞”，科学研究 1985年，缔结《维也纳公约》 1987年，国际社会达成《蒙特利尔议定书》 1991年，伦敦修正案，成立多边基金 至今，《蒙特利尔议定书》经过四次修正，六次 调整 《议定书》的原则：“共同但有区别的责任原 则”“污染者付费”
10
消耗臭氧物质（ODS）及臭氧耗减
潜能值（ODP） ODP
❖ 全氯氟烃Chlorofluorocarbons (CFCs)
0.6-1.0
❖ 哈龙 Halon
3.0-10.0
❖ 四氯化碳 Carbon tetrachloride (CTC)
1.1
❖ 甲基氯仿 Methyl chloroform (TCA)
0.1
❖ 含氢氯氟烃 Hydrofluorocarbons (HCFCs)
0.001-0.11
❖ 含氢溴氟烃 Hydrobromofluorocarbons (HBFCs) 0.02-1.0
❖ 溴氯甲烷 Bromochloromethane
0.12
❖ 甲基溴 Methyl Bromide (MBr)
0.6
11
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，HCFCs ) 使用ODS发
泡剂制备的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，甲基氯 仿, 四氯化碳 ) 用于电子工业的各种组件和
21
我国履行《蒙特利尔议定书》进程
中国1991年加入《蒙特利尔议定书》伦敦修正案，2003年 加入哥本哈根修正案，2010年加入蒙特利尔修正案和北京修 正案。
国务院1991年批准《中国逐步淘汰消耗臭氧层物质国家方 案》，1999年批准更新的国家方案。
2010年，颁布并施行《消耗臭氧层物质管理条例》
臭氧的形成
UV
O
O
氧分子在 O
O
紫外线的
作用下生 O
O
成臭氧
Diatomic*
oxygen (O2)
O
O
O
O
O
O
Ozone (O3) 5
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
O2 + Hv →2O
O2 + O + M → O3 + M
O3 + Hv → O2 +O
O3 + O → 2O2
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臭氧层的作用
❖保护作用
吸收300µm以下的紫外 线，主要是一部分中波UVB（290－320µm)和全部 短波UV-C(<290µm)
❖加热作用
吸收紫外线转化为热能
❖温室气体的作用
臭氧层和消耗臭氧层物质 基础知识
国家消耗臭氧层物质进出口管理办公室
1
主要内容
❖ 大气的组成及臭氧层 ❖ 臭氧层的作用 ❖ 消耗臭氧层物质以及其破坏机理 ❖ 臭氧层破坏产生的危害 ❖ 保护臭氧层行动
2
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
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谢谢！
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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
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The Process of Ozone Depletion
1.ODS 被释放 2.ODS 上升到臭氧层 3.紫外线分解ODS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
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
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
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紫外线照射使CFC释放出Cl离子
CF2Cl2
UV
F
C
F
Cl
Cl
CFC-12
二氟二氯甲烷
Cl
Cl
F
C
F
Cl
CF2Cl
15
气相反应引起的臭氧破坏
❖ CFxCly Hv CFxCly-1 + Cl ❖ Cl + O3 ClO + O2 ❖ O2 2O ❖ ClO + O Cl + O2
❖ C层F，C受s 稳紫定外性线好的，照在射对而流分层解中成不C易l自分由解基而。进C入l自平由流基
8
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
9
什么是消耗臭氧层物质?
于土壤杀虫和出入境检疫.
• 原料: HCFC s用作化学合成品的原料.
13
ODS破坏臭氧层的机理
❖ 清洗剂、灭火剂、气雾罐等直接喷射 ❖ 制冷和空调系统维修时的泄漏、排放 ❖ 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）
❖ 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)]
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
12
（蒸气脱脂）、干洗及纺织工业清洗等
ODS的用途 (续)
• 气雾剂: ( CFC-11, -12, -113, -114) 用
于除臭剂、剃须液、香水、玻璃清洗剂、 润滑油、药用气雾剂等
• 灭火器: Halons &含氢溴氟烃 • 熏蒸剂: 甲基溴（Methyl Bromide）用
一些 CFCs
Cl
C
F
Cl
Cl
CFC-11
三氯氟甲烷
F
C
F
Cl
Cl
CFC-12
二氯二氟甲烷 19
一些 HCFwenku.baidu.coms
Cl H
F
C
F
H
Cl
C
F
Cl
C
F
F
HCFC-22
HCFC-123
二氟一氯甲烷 1.1.1-三氟-22-二氯乙烷20
保护臭氧层行动
——《蒙特利尔议定书》
形成背景：1985年“南极臭氧洞”，科学研究 1985年，缔结《维也纳公约》 1987年，国际社会达成《蒙特利尔议定书》 1991年，伦敦修正案，成立多边基金 至今，《蒙特利尔议定书》经过四次修正，六次 调整 《议定书》的原则：“共同但有区别的责任原 则”“污染者付费”
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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)
0.6-1.0
❖ 哈龙 Halon
3.0-10.0
❖ 四氯化碳 Carbon tetrachloride (CTC)
1.1
❖ 甲基氯仿 Methyl chloroform (TCA)
0.1
❖ 含氢氯氟烃 Hydrofluorocarbons (HCFCs)
0.001-0.11
❖ 含氢溴氟烃 Hydrobromofluorocarbons (HBFCs) 0.02-1.0
❖ 溴氯甲烷 Bromochloromethane
0.12
❖ 甲基溴 Methyl Bromide (MBr)
0.6
11
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，HCFCs ) 使用ODS发
泡剂制备的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，甲基氯 仿, 四氯化碳 ) 用于电子工业的各种组件和
21
我国履行《蒙特利尔议定书》进程
中国1991年加入《蒙特利尔议定书》伦敦修正案，2003年 加入哥本哈根修正案，2010年加入蒙特利尔修正案和北京修 正案。
国务院1991年批准《中国逐步淘汰消耗臭氧层物质国家方 案》，1999年批准更新的国家方案。
2010年，颁布并施行《消耗臭氧层物质管理条例》