臭氧层空洞的成因、解决办法、目的的进展是什么?

显示全部楼层 · 2007-10-5 10:36:10

对环保——臭氧层的破坏调查报告调查主题：环保——臭氧层的被破坏调查内容：1．臭氧层被破坏的危害臭氧是一种有刺激性气体，高浓度的臭氧呈淡蓝色。在低空的臭氧对人体有害，但在高空的臭氧层对人体有益，它们可以阻挡、吸收和反射大部分紫外线，让紫外线不再对人体有害。可以说，没有臭氧层就没有生机盎然的地球。如果臭氧层被破坏，紫外线就会长驱直入，造成皮肤癌、基因突变等一系列人类目前很难治疗的疾病，还会破坏生态平衡，并导致物种的灭绝。2．臭氧层被破坏的现状据可靠消息，南极上空已出现臭氧层漏洞，如果不加控制，将以每年107平方公里的速度扩散（保守数据），将每年增加57万因紫外线得病的患者（保守数据），并且，基因突变的概率会大大增加。其他地区也出现臭氧层稀薄，并很可能出现漏洞。3．臭氧层被破坏的原因关于臭氧层被破坏的原因说法多种多样，有氟氯破坏说，有南极同温云说，有飞机扰动说，但氟氯破坏说最具说服性。氟氯破坏即氟利昂破坏。氟利昂是一种冷冻剂。为什么氟利昂能破坏臭氧呢？这得从臭氧说起。普通的氧为O2，但它在极端条件下会变成氧离子O2-，再和氧结合变成了臭氧O32-，它极不稳定，容易还原成氧。而氟利昂含有氟和氯，容易从O32-中拉出O2-，使它还原成O2，也就是所谓破坏臭氧。4．为什么不易禁用氟利昂这是因为氟利昂制热、冷快，并且它是“最好的”元素。为什么这样说呢？因为发明它的人发现，在元素周期表里，越往上非金属性越强，毒性越弱；越往右活泼性越弱，反应越不强烈，而这正是科学家所需要的。于是经过反复试验，找到了氟和氟利昂，他们在元素周期表的右上角。如果改用其他元素，必然也会有一些缺点。5．“无氟冰箱”真的无氟？其实按目前的科学水平来讲，还不太可能找到氟的替代品。所谓“无氟冰箱”的冷冻剂也只是在试验当中的冷冻剂，有的时候还在用少量氟利昂，所以目前没有很好的真正无氟的“无氟冰箱”。但是在不久后，有可能找到氟的替代品，也就有可能生产“无氟冰箱”。臭氧层被破坏是世界性的难题，我们要找到解决它的“钥匙”。

千问 · 2007-10-5 10:36:10

1，臭氧空洞的成因　　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。　　溴氟烷烃主要是哈龙：哈龙1211（CF2BrCl）、哈龙1310（CF3Br）、哈龙2420（C2F4Br2）,这些物质一般用作特殊场合的灭火剂。此类物质对臭氧层最具破坏性，比氯氟烷烃高3～10倍，1994年发达国家已经停止这3种哈龙的生产。　　近年来的研究发现，核爆炸、航空器发射、超音速飞机将大量的氮氧化物注入平流层中，也会使臭氧浓度下降。　　NO对臭氧层破坏作用的机理为：　　O3＋NO→O2＋NO2，　　O＋NO2→O2＋NO,　　总反应式为：O＋O3→2O2。　　2，解决办法、目的的进展　　臭氧在1849年首次被人类发现，臭氧层问题是美国化学家罗兰和穆连于1974年首先提出来的。他们认为，在对流层大气中极稳定的化学物质氯氟烃（CFC）被输送到平流层后，在那里分解产生的原子氯（CI）就将有可能破坏臭氧层。20世纪70年代末开始，科学家们开始每年春天在南极考察臭氧层。　　1994年，人们首次观察到了至今为止最大的臭氧空洞，它的面积相当于一个欧洲，有24O0万千万千米。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。臭氧层可以说是地球的保护层，它主要围绕在地球外部离地面20—25公里高度的地方，起到吸收太阳紫外线中对生物有害部分UV－B（UV－B是紫外线的一段波长，为280—315nm）的作用。同时，由于紫外线是平流层的热能来源，臭氧分子是平流层大气的重要组成部分，所以臭氧层在平流层的垂直分布对平流层的温度结构和大气运动起着决定性的作用，发挥着调节气候的重要功能。　　南极上空的臭氧层是在20亿年的漫长岁月中形成的，可是仅在一个世纪里就被破坏了60％。氟利昂作为氯氟烃物质中的一类，是一种化学性质非常稳定，且极难被分解、不可燃、无毒的物质，被广泛应用于现代生活的各个领域。清洁溶剂、制冷剂、保温材料、喷雾剂、发泡剂等中都使用了氟利昂。氟利昂在使用中被排放到大气后，其稳定性决定它将长时间滞留于此达数十年至100年。由于氟利昂不能在对流层中自然消除，只能缓慢地从对流层流向平流层，在那里被强烈的紫外线照射后分解。分解后产生的原子氯将会破坏臭氧层。　　研宪表明，臭氧层被破坏后，紫外线会通过大气层长驱直入。强烈的紫外线照射会抑制人的免疫力，会使白内障和皮肤癌患者增加。如果臭氧层的总量减少1％的话，UV-B就将增加2％，其结果是使皮肤癌发病率提高2－4％。此外，紫外线的增强还会影响农作物的生长，并通过对海洋中的藻类产生的影响破坏整个水生生态系统。据统计，目前全世界氟利昂的年使用量超过1O0万吨，迄今为止向大气中排放的氟利昂总量达2000万吨，大部分仍停留在对流层中，只有10％左右到达了平流层。　　目前，最早使用CFC的24个发达国家已于1985年和1987年分别签署了限制使用CFC的《维也纳公约》和《蒙特利尔议定书》。　　1993年2月，中国政府批准了忡国消耗臭氧层物质逐步淘汰方案》，确定在2010年完全淘汰消耗臭氧层物质。1995年1月23日，联合国大会通过决议，为纪念1987年9月16日签署的《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，把每年的9月16日定为“国际保护臭氧层日”。

千问 · 2007-10-5 10:36:10

紫外线，对生物（包括微生物和高等生物的外表）有杀伤，主要服务于杀菌。臭氧层空洞，形成有自然原因，也有人为原因。从自然来说，南极极低的温度形成的“冰晶云”起了重要作用。但首先是人类使用“氟里昂”等物质造成的。它在空气中不降解，而到了高层可释放出氯原子。氯原子与臭氧反应，这种反应是一种“催化反应”，最终O3变成O2，而氯原子不消耗。但氯原子还与N反应，被固定，所以一个氯原子通常可破坏上万左右臭氧分子就固定了。而在南极，冰晶云中发生反应，使原来被固定的氯又释放出来。紫外线的应用验钞机还可以促进人体维生素D的合成还有杀死微生物的作用等等大气中的臭氧含量仅一亿分之一，但在离地面20至30公里的平流层中，存在着臭氧层，其中臭氧的含量占这一高度空气总量的十万分之一。臭氧层的臭氧含量虽然极其微少，却具有非常强烈的吸收紫外线的功能，可以吸收太阳光紫外线中对生物有害的部分（UV－B）。由于臭氧层有效地挡住了来自太阳紫外线的侵袭，才使得人类和地球上各种生命能够存在、繁衍和发展。 1985年，英国科学家观测到南极上空出现臭氧层空洞，并证实其同氟利昂（CFCs）分解产生的氯原子有直接关系。这一消息震惊了全世界。到“1994年，南极上空的臭氧层破坏面积已达2400万平方公里，北半球上空的臭氧层比以往任何时候都薄，欧洲和北美上空的臭氧层平均减少了10％－15％，西伯利亚上空甚至减少了35％。科学家警告说，地球上臭氧层被破坏的程度远比一般人想象的要严重得多。氟利昂等消耗臭氧物质是臭氧层破坏的元凶，氟利昂是本世纪20年代合成的，其化学性质稳定，不具有可燃性和毒性，被当作制冷剂、发泡剂和清洗剂，广泛用于家用电器、泡沫塑料、日用化学品、汽车、消防器材等领域。80年代后期，氟利昂的生产达到了高峰，产量达到了144万吨。在对氟利昂实行控制之前，全世界向大气中排放的氟利昂已达到了2000万吨。由于它们在大气中的平均寿命达数百年，所以排放的大部分仍留在大气层中，其中大部分仍然停留在对流层，一小部分升入平流层。在对流层相当稳定的氟利昂，在上升进入平流层后，在一定的气象条件下，会在强烈紫外线的作用下被分解，分解释放出的氯原子同臭氧会发生连锁反应，不断破坏臭氧分子。科学家估计一个氯原子可以破坏数万个臭氧分子。控制臭氧层破坏的途径和政策在现代经济中，氟利昂等物质应用非常广泛，要全面淘汰，必须首先找到氟利昂等的替代物质和替代技术。在特殊情况下需要使用，也应努力回收，尽可能重新利用。目前，世界上一些氟利昂的主要生产厂家参与开发研究了替代氟利昂的含氟替代物（含氢氯氟烃HCFC和含氢氟烷烃HCF等）及其合成方法，有可能用作发泡剂、制冷剂和清洗溶剂等，但这类替代物也损害臭氧层或产生温室效应。同时，也在开发研究非氟利昂类型的替代物质和方法，如水清洗技术、氨制冷技术等。为了推动氟利昂替代物质和技术的开发和使用，逐步淘汰消耗臭氧层物质，许多国家采取了一系列政策措施，一类是传统的环境管制措施，如禁用、限制、配额和技术标准，井对违反规定实施严厉处罚。欧盟国家和一些经济转轨国家广泛采用了这类措施。一类是经济手段，如征收税费，资助替代物质和技术开发等。美国对生产和使用消耗臭氧层物质实行了征税和可交易许可证等措施。另外，许多国家的政府、企业和民间团体还发起了自愿行动，采用各种环境标志，鼓励生产者和消费者生产和使用不带有消耗臭氧层物质的材料和产品，其中绿色冰箱标志得到了非常广泛的应用。 1985年，在联合国环境规划署的推动下，制定了保护臭氧层的《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》，对8种破坏臭氧层的物质（简称受控物质）提出了削减使用的时间要求。这项议定书得到了163个国家的批准。1990年、1992年和1995年，在伦敦、哥本哈根、维也纳召开的议定书缔约国会议上，对议定书又分别作了3次修改，扩大了受控物质的范围，现包括氟利昂（也称氟氯化碳CFC）、哈伦（CFCB）、四氯化碳（CCL4）、甲基氯仿（CH3CCl3）、氟氯烃（HCFC）和甲基溴（CH3Br）等，并提前了停止使用的时间。根据修改后的议定书的规定，发达国家到1994年1月停止使用哈伦，1996年1月停止使用氟利昂、四氯化碳、甲基氯仿；发展中国家到2010年全部停止使用氟利昂、哈伦、四氯化碳、甲基氯仿。中国于1992年加入了《蒙特利尔议定书》。为了实施议定书的规定，1990年6月在伦敦召开的议定书缔约国第二次会议上，决定设立多边基金，对发展中国家淘汰有关物质提供资金援助和技术支持。1991年建立了临时多边基金，1994州年转为正式多边基金。到1995年底，多边基金共集资4.5亿美元，在发展中国家共安排了1100多个项目。到1995年，经济发达国家已经停止使用大部分受控物质，但经济转轨国家没有按议定书要求削减受控物质的使用量。发展中国家按规定到2010年停止使用，受控物质使用量目前仍处于增长阶段。中国由于经济持续高速增长，家用电器、泡沫塑料、日用化学品、汽车、消防器材等产品都大幅度增长，受控物质使用量比1986年增长了一倍以上，成为世界上使用受控物质最多的国家之一。从各项国际环境条约执行情况而言，这项议定书执行的是最好的。目前，向大气层排放的消耗臭氧屋物质已经逐年减少，从1994年起，对流层中消耗臭氧层物质浓度开始下降。预计到2000年，平流层中消耗臭氧层物质的浓度将达到最大限度，然后开始下降。但是，由于氟利昂相当稳定，可以存在50至100年，即使议定书完全得到履行，臭氧层的耗损也只能在2050年以后才有可能完全复原。另据1998年6月世界气象组织发表的研究报告和联合国环境规划署作出的预测，大约再过20年，人类才能看到臭氧层恢复的最初迹象，只有到21世纪中期臭氧层浓度才能达到本世纪60年代的水平1紫外线的应用可以促进人体维生素D的形成，消毒，分辨真假钱等。 2防护措施抹一点防晒霜，戴上墨镜，尽量穿长袖衣服。必要时，还可以打太阳伞。 3臭氧层空洞的成因氟利昂等消耗臭氧物质是臭氧层破坏的元凶，氟利昂是本世纪20年代合成的，其化学性质稳定，不具有可燃性和毒性，被当作制冷剂、发泡剂和清洗剂，广泛用于家用电器、泡沫塑料、日用化学品、汽车、消防器材等领域。 4臭氧层空洞的解决方法可以减少氟利昂的使用，研制其代替品，制造人造大气等等。 5解决臭氧层空洞的目前进展很多人已经醒悟过来了，已经开始用上述的方法进行补偿了。让我们一起来保护臭氧层吧！