臭氧层和消耗臭氧层物质 基本知识
环保部外经办 2008年10月30日
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大气结构与臭氧层

逸散层 热成层 中间层 平流层 对流层



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什么是臭氧层
臭氧(O3):由三个氧原子组成的气体 由氧气分子与太阳光中的紫外线作用而成 臭氧层是由平流层中的臭氧分子组成 臭氧层象个大气泡环绕着地球 保护人类和动植物免遭紫外线的伤害
CFC-11
三氯氟甲烷
CFC-12
二氯二氟甲烷
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一些 HCFCs
Cl
F C F C F Cl H F F C H
Cl
HCFC-22
二氟一氯甲烷
HCFC-123 1.1.1-三氟-22-二氯乙烷
20
谢谢！
21
0.6-1.0 3.0-10.0 1.1 0.1 0.001-0.11 0.12 0.6
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含氢溴氟烃 Hydrobromofluorocarbons (HBFCs) 0.02-1.0
制冷剂: (CFCs,HCFCs ) 家用、商用、运输
ODS的用途
用冰箱、空调、热力泵系统；机动车空调
发泡剂: ( CFC-11 ) 使用CFC发泡剂制备的
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The Process of Ozone Depletion
1.CFCs 被释放 2.CFCs 上升到臭氧层 3.紫外线分解CFCs产生Cl自由基
4.Cl自由基破坏臭氧 5.破坏了臭氧层—导致更多紫外线辐射 18 6.更多紫外线引起更多皮肤癌
一些 CFCs
Cl
F
C F Cl
C
Cl
F Cl
Cl
ODS破坏臭氧层的机理
清洗剂、油漆、灭火剂、气雾罐等直接喷射 制冷和空调系统维修时的泄漏 在检疫及土壤消毒时甲基溴的使用 废弃含有ODS产品或设备如发泡剂和制冷剂 的泄漏 制冷剂在循环过程中的泄漏

---一旦ODS释放到空气中，就会随着气流抵达 平流层并长期存在（Cl的寿命有100年） 14
紫外线照射使CFC释放出Cl原子
Cl
CF2Cl2
UV
F
Cl
F
C F Cl Cl F C
Cl
CFC-12
二氟二氯甲烷
CF2Cl
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气相反应引起的臭氧破坏

CFxCly Hv CFxCly-1 + Cl Cl + O3 ClO + O2 O2 2O ClO + O Cl + O2 CFCs 稳定性好，在对流层中不易分解而进入平流 层，受紫外线的照射而分解成Cl自由基。Cl自由基 引起消耗臭氧的连锁循环，一个Cl自由基可以消耗 10万个O3 Br原子也可引起此反应 16
10

消耗臭氧物质（ODS）及臭氧耗减 潜能值（ODP） ODP

全氯氟烃Chlorofluorocarbons (CFCs) 哈龙 Halon 四氯化碳 甲基氯仿 含氢氯氟烃 溴氯甲烷 甲基溴 Carbon tetrachloride (CTC) Methyl chloroform (TCA) Hydrofluorocarbons (HCFCs) Bromochloromethane Methyl Bromide (MBr)
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臭氧层耗减对人类健康和 环境的影响（续）
•
对陆生植物的影响
减少产量-如豆类、瓜类、卷心菜类 改变遗传基因和再生能力
降低品质
•
对水生物的影响
减少浮游生物 影响海洋食物链 危害鱼、虾等动物的早期发育
•
对城市环境和建筑材料的影响
光学化学烟雾污染 聚合物材料老化
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什么是消耗臭氧层物质?
O2 + Hv →2O O2 + O + M → O3 + M O3 + Hv → O2 +O
O3 + O → 2O2
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臭氧层的作用
保护作用
吸收300nm以下的紫外 线，主要是一部分中波UVB（290－320nm)和全部短 波UV-C(<290nm)
加热作用
吸收紫外线转化为热能
温室气体的作用
臭氧减少会产生地面气 温下降的动力
将地球上臭氧压缩至1个大气 压，其厚度仅3mm
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臭氧层的分布
高 度 ＾ 千 米 ＾
臭氧层
平流层的臭氧
臭氧随着污染 的严重而增加
பைடு நூலகம்
对流层的臭氧
7
臭氧浓度
臭氧层耗减对人类健康和 环境的影响
•
对人类健康的影响
DNA改变，免疫机制减退
麻疹、水痘、疱疹、细菌感染、真菌感染等 皮肤癌 基底细胞癌、 鳞状皮肤癌 恶性黑色素瘤 白内障 1%臭氧层的减少，将增加1－1.5万白内障

消耗臭氧物质[Ozone-depleting substances (ODS) ]是破坏大气层中臭氧层的物质，主 要是全氯氟烃（CFCs）、哈龙（Halon）、 四氯化碳、甲基氯仿、溴甲烷等
它们破坏臭氧的能力称为“臭氧耗减潜能 值”[ Ozone Depleting Potential (ODP)]
ODS的用途 (续)
于除臭剂、剃须液、香水、玻璃清洗剂、 润滑油等 消毒剂: CFC-12 和乙撑氧的混合物用 于医用杀菌 灭火器: Halons &含氢溴氟烃 熏蒸剂: 甲基溴（Methyl Bromide）用 于土壤杀虫和出入境检疫. 原料: HCFC & Carbon Tetrachloride用 13 作化学合成品的原料.

由CFC－12释放 出的Cl自由基对 臭氧的连续破坏
紫外线将氧分子O2分解 成两个单独的氧原子 自由氧原子与氧分子 结合形成臭氧分子O3
O3
CFC中释放出的Cl自由基 与臭氧反应生成ClO和O2
ClO存在时间很短，它与自 由氧原子结合释放出Cl原 子和氧气，又可以接着破 坏另外一个臭氧分子
臭氧分子在紫外 线的作用下自然 分解，在没有人 造化合物的情况 下将与臭氧的形 成过程保持平衡
聚氨脂泡沫塑料和聚苯乙烯、聚乙烯挤出 泡沫塑料
清洗剂: (CFC-113, 三氟三氯乙烷，甲基氯
仿, 四氯化碳 ) 用于电子工业的各种组件和
产品的清洗、精密仪器制造工业的零件及 精密机械部件的清洗、金属加工冷清洗 12 （蒸气脱脂）、干洗及纺织工业清洗等
气雾剂: ( CFC-11, -12, -113, -114) 用

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臭氧的形成
UV
O O O O O
氧分子在 紫外线的 作用下生 成臭氧
O
O O
O
O O O
Diatomic* oxygen (O2)
Ozone (O3)
4
臭氧层的形成
氧分子吸收紫外线并分解形成氧原子； 氧原子与氧分子结合生成臭氧； 臭氧可吸收阳光而分解，也可与氧原子结
合变成氧分子 M为反应第三体，它们是氮气和氧气分子