臭氧層破壞的原因?
瀏覽
收藏
【導讀】"臭氧層破壞的原因"是2017年環(huán)境影響評價師考試重點內(nèi)容，為了幫助考生系統(tǒng)的復習 2017年環(huán)境影響評價師考試課程，全面的了解環(huán)境影響評價師考試教材的相關重點，環(huán)球網(wǎng)校編輯整理了"臭氧層破壞的原因?"，現(xiàn)整理如下，供大家參考學習。
特別推薦：2017年環(huán)境影響評價師考試《答疑精選》知識匯總
問題：
臭氧層破壞的原因?
答疑：
南極臭氧洞一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，立即引起了科學界及整個國際社會的高度重視?？茖W家需要對這一問題的許多現(xiàn)象和特征進行探索，如臭氧洞為什么發(fā)生在南極地區(qū)?為什么臭氧損耗的規(guī)模如此之大?為什么每年的南極臭氧洞發(fā)生在春季?
對于這些涉及臭氧損耗的地域性、季節(jié)性及其規(guī)模的定性和定量研究，是自南極臭氧洞被發(fā)現(xiàn)之后的科學熱點。最初對南極臭氧洞的出現(xiàn)有過三種不同的解釋，(環(huán)球網(wǎng)校環(huán)境影響評價師頻道為您整理)一種認為，南極臭氧洞的發(fā)生是因為對流層的低臭氧濃度的空氣傳輸?shù)竭_平流層，稀釋了平流層臭氧的濃度;第二種解釋認為，南極臭氧洞是由于宇宙射線的作用在高空生成氮氧化物的結(jié)果;此外，美國科學家莫里納(Molina) 和羅蘭德(Rowland) 提出，人工合成的一些含氯和含溴的物質(zhì)是造成南極臭氧洞的元兇，最典型的是氟氯碳化合物(CFCs，俗稱氟里昂)和含溴化合物哈龍(Halons)。越來越多的科學證據(jù)否定了前兩種觀點，而證實氯和溴在平流層通過催化化學過程破壞臭氧是造成南極臭氧洞的根本原因。
那么，氟里昂和哈龍是怎樣進入平流層，又是如何引起臭氧層破壞的呢?
我們知道，就重量而言，人為釋放的CFCs 和Halons的分子都比空氣分子重，但這些化合物在對流層是化學惰性的，即使最活潑的大氣組分—自由基對CFCs 和Halons的氧化作用也微乎其微，完全可以忽略。因此它們在對流層十分穩(wěn)定，不能通過一般的大氣化學反應去除。經(jīng)過一兩年的時間，這些化合物會在全球范圍內(nèi)的對流層分布均勻，然后主要在熱帶地區(qū)上空被大氣環(huán)流帶入到平流層，風又將它們從低緯度地區(qū)向高緯度地區(qū)輸送，在平流層內(nèi)混合均勻。
在平流層內(nèi)，強烈的紫外線照射使CFCs 和Halons分子發(fā)生解離，釋放出高活性的原子態(tài)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壞臭氧層的主要物質(zhì)，它們對臭氧的破壞是以催化的方式進行的：Cl + O3 →ClO + O2ClO + O →Cl + O2溴原子自由基也是以同樣的過程破壞臭氧，因此，也是催化劑。據(jù)估算，一個氯原子自由基可以破壞104—105個臭氧分子，而由Halon釋放的溴原子自由基對臭氧的破壞能力是氯原子的30—60倍。而且，氯原子自由基和溴原子自由基之間還存在協(xié)同作用，即二者同時存在時，破壞臭氧的能力要大于二者簡單的加和。
但是，上述的均相化學反應并不能解釋南極臭氧洞形成的全部過程。(環(huán)球網(wǎng)校環(huán)境影響評價師頻道為您整理)深入的科學研究發(fā)現(xiàn)，臭氧洞的形成是有空氣動力學過程參與的非均相催化反應過程。所謂非均相，是指大氣中除氣態(tài)組分外，還有固相和液相的組分。人們對大氣中存在云、霧和降雨等早已司空見慣，但這種現(xiàn)象一般發(fā)生在對流層。平流層干燥寒冷，空氣稀薄，較少出現(xiàn)對流層這些天氣現(xiàn)象。但在冬天，南極地區(qū)的溫度極低，可以達到零下80 oC， 這樣極端的低溫造成兩種非常重要的過程，一是極地的空氣受冷下沉，形成一個強烈的西向環(huán)流，稱為“極地渦旋”(Polar Vortex)。該渦旋的重要作用是使南極空氣與大氣的其余部分隔離，從而使渦旋內(nèi)部的大氣成為一個巨大的反應器。另外，盡管南極空氣十分干燥，極低的溫度使該地區(qū)仍有成云過程，云滴的主要成分是三水合硝酸(HNO33H2O)和冰晶，稱為極地平流層云(Polar Stratospheric clouds)。
實際上，當CFCs 和Halons進入平流層后，(環(huán)球網(wǎng)校環(huán)境影響評價師頻道為您整理)通常是以化學惰性的形態(tài)(ClONO2和HCl)而存在，并無原子態(tài)的活性氯和溴的釋放。南極的科學考察和實驗室的研究都證明，化學惰性的ClONO2和HCl 在平流層云表面會發(fā)生以下化學反應：ClONO2 + HCl → Cl2 + HNO3ClONO2 + H2O → HOCl + HNO3生成的HNO3 被保留在云滴相中。當云滴成長到一定的程度后將會沉降到對流層，與此同時也使HNO3從平流層去除，其結(jié)果是造成Cl2 和HOCl 等組分的不斷積累。
編輯推薦：
2017年環(huán)境影響評價師《法律法規(guī)》答疑精選匯總
友情提示：如果《環(huán)境影響評價師論壇與廣大考生朋友們一起交流探討！
【導讀】"臭氧層破壞的原因"是2017年環(huán)境影響評價師考試重點內(nèi)容，為了幫助考生系統(tǒng)的復習 2017年環(huán)境影響評價師考試課程，全面的了解環(huán)境影響評價師考試教材的相關重點，環(huán)球網(wǎng)校編輯整理了"臭氧層破壞的原因?"，現(xiàn)整理如下，供大家參考學習。
特別推薦：2017年環(huán)境影響評價師考試《答疑精選》知識匯總
Cl2 和HOCl 是在紫外線照射下極易光解的分子，但在冬天南極的紫外光極少，Cl2 和HOCl的光解機會很小。當春天來臨時，陽光返回南極地區(qū)，太陽輻射中的紫外射線使Cl2 和HOCl開始發(fā)生大量的光解，產(chǎn)生前述的均相催化過程所需的大量的原子氯，從而造成嚴重的臭氧損耗。氯原子的催化過程可以解釋所觀測到的南極臭氧破壞的約70%，另外，氯原子和溴原子的協(xié)同機制可以解釋大約20%. 隨后更多的太陽光到達南極，南極地區(qū)的溫度上升，氣象條件發(fā)生變化，結(jié)果是南極渦旋逐漸消失，南極地區(qū)臭氧濃度極低的空氣傳輸?shù)降厍虻钠渌呔暥群椭芯暥鹊貐^(qū)，造成全球范圍的臭氧濃度下降。
北極也發(fā)生與南極同樣的空氣動力學和化學過程。研究發(fā)現(xiàn)，北極地區(qū)在每年的一月至二月生成北極渦旋，并發(fā)現(xiàn)有北極平流層云的存在。在渦旋內(nèi)活性氯(ClO)占氯總量的85% 以上，同時測到與南極渦旋內(nèi)濃度相當?shù)幕钚凿?BrO)的濃度。但由于北極不存在類似南極的冰川，加上氣象條件的差異，北極渦旋的溫度遠較南極高，而且北極平流層云的量也比南極少得多，因此目前北極的臭氧層破壞還沒有達到出現(xiàn)又一個臭氧洞的程度。
因此，南極臭氧洞的形成是包含大氣化學、氣象學變化的非均相的復雜過程，但其產(chǎn)生根源是地球表面人為活動產(chǎn)生的氟里昂和哈龍，曾經(jīng)是一個謎團的臭氧洞得到了清晰的定量的科學解釋。但是令科學家和社會各界憂慮的是， CFCs和Halons 具有很長的大氣壽命，一旦進入大氣就很難去除，這意味著它們對臭氧層的破壞會持續(xù)一個漫長的過程，臭氧層正受到來自人類活動的巨大威脅。
為了評估各種臭氧層損耗物質(zhì)對全球臭氧破壞的相對能力，科學上采用了“臭氧損耗潛勢”(Ozone Depletion Potential， ODP)這一參數(shù)。臭氧損耗潛勢是指在某種物質(zhì)的大氣壽命期間內(nèi)，該物質(zhì)造成的全球臭氧損失相對于相同質(zhì)量的CFC-11的排放所造成的臭氧損失的比值。在大氣化學模式計算中，某物質(zhì)X的ODP值可以表示為：ODP=單位物質(zhì)X引起的全球臭氧減少/單位質(zhì)量的CFC-11引起的全球臭氧減少臭氧損耗物質(zhì)的大氣濃度分布及參與的大氣化學過程是影響其ODP 值的主要因素。由于對這些因素的處理方式不同，不同的研究者得到的臭氧損耗物質(zhì)的ODP值存在一定的差異，但各類臭氧層損耗物質(zhì)的ODP 值的次序大體一致：含氫的氟氯烴化合物的ODP 值遠較氟里昂低，而許多哈龍類化合物對平流層的破壞能力大大超過氟里昂。這些研究為決策者指定臭氧層損耗物質(zhì)的淘汰戰(zhàn)略和替代方案提供了有力的科學依據(jù)。
編輯推薦：
2017年環(huán)境影響評價師《法律法規(guī)》答疑精選匯總
友情提示：如果《環(huán)境影響評價師論壇與廣大考生朋友們一起交流探討！
最新資訊
- 環(huán)境影響評價師前景怎么樣?環(huán)評師會成為下一個“金飯碗”嗎?2026-01-11
- 環(huán)評工程師是做什么的?職責、能力要求與發(fā)展方向全解讀2026-01-04
- 環(huán)評工程師主要是干什么?職責、要求與發(fā)展前景一覽2025-12-31
- 環(huán)境影響評價工程師證書真的值得考嗎?職業(yè)前景分析2025-12-28
- 環(huán)境影響評價工程師主要做什么?職業(yè)內(nèi)容全解析2025-12-27
- 環(huán)評工程師考試難度如何?科目難度與應對策略詳解2025-12-25
- 45歲考環(huán)評師，這張證書還值得拼嗎?——環(huán)評師證書含金量與中年轉(zhuǎn)型深度解析2025-12-23
- 環(huán)境影響評價工程師的含金量高嗎?職業(yè)前景與含金量2025-12-20
- 環(huán)評師前景怎么樣?市場需求持續(xù)增長2025-12-17
- 環(huán)境影響評價工程師案例分析題型有哪些?2025-12-16
打卡人數(shù)
