影响大气臭氧层的化学物质及其对臭氧层的破坏作用

影响大气臭氧层的化学物质及其对臭氧层的破

坏作用

?氟里昂和氮氧化物

破坏平流层中臭氧层的化学物质的来源主要可归纳为下列三个方面：

1)大量放出的致冷剂氟利昂和灭火剂哈龙。 2)大型喷气式飞机在(平流层底部)高空频繁飞行，排出大量NOx、COx和HC。 3)核爆炸。核试验中有大量污染物进入平流层，核爆炸的火球能从地面直达30～40km的高空，并将大量NO2带到平流层。 联合国环境规划署(UNEP)的一份报告认为，臭氧层破坏的原因90％归因于氟利昂和哈龙气体，其次是氮氧化物，尤其是N20和NO。其种类和来源见下表：

表：大气中对具氧层有严置影响的物质及来源

化学物质 来源 臭氧破坏系数 CFC-11(CFCl3) 用于火箭的燃1.0 料气溶胶、致冷CFC-12(CF2Cl2) 剂、发泡剂及1.0 溶剂 CFC-22(CHF2Cl) 致冷剂 - CFC-113(C2F3Cl2) 0.8 甲基氯仿溶剂 (CH0.1 3CCl3) 四氮化碳(CCl生产CFC及粮4) 食熏烟处理 1.1 哈龙-1301(CF3Br) 16.0 哈龙灭火器(汽车及-1211(CF 重要建筑物zh4.0 2ClBr)中) 哈龙-2402(C6.0 2F4Br2) 氯化氮(NOx) 工业活动副产-

氟里昂是无色、无味、无腐蚀性、不易燃又容易液化的气体。氟利昂代号CFC是氯氟烷烃的商品名，常用放在CFC后面的数字构成某种组成氯氟烃的代号，数字的含义是：个位数代表氟原子数，十位数代表氢原子数加一，百位数代表碳原子数减一。用氟利昂做致冷剂的优点是：①沸点低、易液化；⑨无味、无毒；②不腐蚀金属；④热稳定性好，不会燃烧和爆炸等。氟利昂的这些优越性能，使它在致冷剂中出类拔萃，独占鳌头，很适宜用于电冰箱和空气调节器中。

哈龙是含溴的卤代甲烷和卤代乙烷的商品名称，是英文Halon的音译。哈龙类物质的化学式按碳、氟、氯、溴原子个数顺序组成四位数，放在哈龙的后面，构成某种哈龙的代号。哈龙是高效灭火剂。

因为大量使用化肥，土壤中的硝酸盐经反硝化菌的脱氮作用，约有5％~20％的氮转变为N2O，它是一种惰性气体，在大气中能存在很多年，且不为雨水所冲刷，与氟利昂和哈龙一样可以顺利地扩散到平流层，参与一系列破坏臭氧层的光化学反应。

因阐明臭氧空洞的成因与危害而荣获

1995年度诺贝尔化学奖的美国加利福尼亚大学的Rowland教授于1974年首先提出氟利昂等物质破坏大气平流层中臭氧层的理论。由于氟利昂很稳定，在低层大气中可长期存在(寿命约为几十年甚至上百年)，还未来得及分解即穿过对流层进入平流层(包括上表中除氟利昂外的其他物质，如N2O、哈龙等)，在短波紫外线的作用下分解成

ClOx(Cl、ClO)、BrOx(Br、BrO)、NOx(NO、NO2)、HOx(H、HO、HO2)等，这些物质(以下反应式中用Y代表)可起连锁催化作用，促使O3分解。

导致臭氧层破坏的催化反应过程可表示为：

品、汽车及飞机等排放气、核爆炸 二氧化碳(CO2) 矿物燃料燃烧产物 农业、畜牧业及采矿活动的排放物 Y+O3??O?O2???O?O??O2??

?????????O+O3?O2，

- 这样，反应中的催化活性物种Y本身不变。反应中一个氯原子能破坏10万个O3分子，溴原子破坏臭氧层的能力还要强。

甲烷(CH4) -

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