臭氧层破坏物质

臭氧层损耗与“臭氧洞”在大气层的平流层内离地面20～30km的地方是臭氧的集中层带，臭氧层是地球最好的保护伞，它吸收了来自太阳的大部分紫外线。然而，近20年的科学研究和大气观测发现：每年春季南极大气中的臭氧层一直在变薄，事实上在极地大气层中存在一个臭氧“洞”。1984年，英国科学家首次发现南极上空出现臭氧洞。1985年，美国的“雨云—7号”气象卫星测到了这个臭氧洞。以后经过数年的连续观测，进一步得到证实。据NASA报道，NASA的“Nimbus－7”卫星上的总臭氧测定记录数据表明，近年来南极上空的臭氧洞有扩大的趋势。当前，不仅在南极，在北极上空也出现了臭氧减少现象。NASA和欧洲臭氧层联合调查组分别进行的测定都表明了这一点。

基本概况

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。

反应方程式

Cl+O3→O2+ClO ClO+O→O2+Cl

如此周而复始，结果一个氯氟里昂分子就能破坏多达10万个臭氧分子。总的结果，可以用化学方程式表示为：

2O3—→3O2 （虽然反应中氟里昂分子所起的作用类似于催化剂，但由于其参加了反应过程，因而严格意义上不属于催化剂）。

反应机理：

臭氧在紫外线作用下（反应条件不好打，自己加上）

O3 —→ O2 + O

氟氯烃分解（以CF2Cl2为例）

CF2Cl2 → CF2Cl• + •Cl

自由基链反应

Cl• + O3 —→ ClO• + O2

ClO• + O —→ Cl• + O2

总反应：O3 + O = 2O2

二氯二氟甲烷氟里昂的介电常数为2，可以采用脉冲时域反射物位计进行物位测量。