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詳論臭氧層危機
詳論臭氧層危機
臭氧就是三原子氧（Ｏ3），是我們熟知的氧氣的同素異形體。從地面往上到大氣邊緣都廣泛存在臭氧，離地面約10~50千米的大氣層中，含有較多的臭氧，稱這個臭氧較集中的氣層為臭氧層，它跨平流層和中間層。
臭氧層是法國科學家C.法布里于20世紀初發(fā)現(xiàn)的。臭氧層中，臭氧的濃度隨高度變化，在離地面20—30公里處的臭氧濃度最高，也就是說濃度最大的區(qū)域出現(xiàn)在平流層的范圍內(nèi)。實際上，平流層保存了大氣中90% 的臭氧。
臭氧層的臭氧含量與其他大氣成分相比是很小的，其只是大氣的微量成份，把整個臭氧層的臭氧折算到標準狀態(tài)(氣壓1013.25百帕、氣溫273.15K)，其總累積厚度為0.15~0.45厘米，平均約0.30厘米，這種計量方法叫柱濃度法，采用多布森單位（Dobuson unit,簡稱D.U）來表示，正常大氣中臭氧的柱濃度為300Ｄ.U。
臭氧層的主要作用是吸收紫外線。一般我們將來自太陽的紫外輻射按照波長的大小分為三個區(qū)：（１nm＝10-9ｍ）
325－400 nm ＵＶ－Ａ區(qū)
280－325 nm �。眨郑聟^(qū)
200－280 nm �。眨郑脜^(qū)
ＵＶ－Ａ區(qū)紫外線不能被臭氧有效吸收，但也不會造成地表生物圈的損害．事實上，這一波段少量的紫外線也是地表生物所必須的，它可促進人體的固醇類轉化成維生素Ｄ，缺乏維生素Ｄ會引起軟骨病，尤其對兒童的生長發(fā)育產(chǎn)生不良影響；
ＵＶ－Ｂ區(qū)的紫外線是可能到達地表并對人類和生態(tài)系統(tǒng)造成最大危害的部分，正常情況下大氣中的臭氧可以吸收絕大部分的此波段的紫外線；
ＵＶ－Ｃ區(qū)的紫外線波長短，能量高，但能被大氣中的氧氣和臭氧完全吸收，即使平流層的臭氧發(fā)生損耗，也不會到達地表。
由上可見，對人類來說大氣中的臭氧主要作用是攔截對人類和生態(tài)系統(tǒng)有傷害作用的ＵＶ－Ｂ區(qū)的紫外線，臭氧層是地表生物系統(tǒng)的保護傘。
1930年查普曼（Chapman）提出了一個純氧體系的光化學反應機制，即平流層的臭氧則主要是氧氣在太陽的紫外線的轟擊下分解而成。
其生成過程如下所示：
Ｏ2 紫外線 Ｏ 產(chǎn)生的氧原子有很強的化學活性
�。�2＋Ｏ Ｏ3 與氧氣分子反應生成臭氧
臭氧的去除反應也是在紫外線的作用下進行的：
Ｏ3 紫外線 �。�2＋Ｏ 臭氧吸收紫外線被光解
Ｏ＋Ｏ �。�2 氧原子化合為氧氣
以上生成和去處反應保持著動態(tài)的平衡。
1974年美國科學家約翰斯頓（Johnston）對以上過程作了定量計算，發(fā)現(xiàn)平流層的臭氧的去除反應加上向對流層的臭氧輸送，僅為臭氧生成量的20％，這一結果表明，平流層的臭氧損耗還存在更重要的過程。
實際上，平流層大氣盡管遠比對流層稀薄，但也含有一定量的水汽、含氮化合物和含鹵族化合物等�？茖W家發(fā)現(xiàn)，除了Chapman提出的臭氧去除反應外，平流層臭氧更重要的去除途徑是所謂催化反應機制：
Y + O3 YO+ O２ Ｙ奪取臭氧分子的一個氧原子
YO+O Y+ O２ 釋放氧原子形成氧氣
其凈結果是： O3+ O &nb
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