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臭氧層由什么組成,臭氧層被破壞會(huì)釋放什么氣體？
表面15-25公里的高空，因受太陽(yáng)紫外線照射的緣故，形成了包圍在地球外圍空間的臭氧層，這臭氧層正是人類賴以生存的保護(hù)傘。這就是大多數(shù)人對(duì)臭氧的全部認(rèn)識(shí)。人類真正認(rèn)識(shí)臭氧還是在150多年以前，由德國(guó)化學(xué)家先貝因（Schanbein）博士提出在水電解及火花放電中產(chǎn)生的臭味，同在自然界閃電后產(chǎn)生的氣味相同，先貝因博士認(rèn)為其氣味類似于希臘文的OZEIN（意為“難聞”），由此將其命名為OZONE（臭氧）。
自然界中的臭氧，大多分布在距地面20Km--50Km的大氣中，我們稱之為臭氧層。臭氧層中的臭氧主要是紫外線制造出來(lái)的。大家知道，太陽(yáng)光線中的紫外線分為長(zhǎng)波和短波兩種，當(dāng)大氣中（含有21%）的氧氣分子受到短波紫外線照射時(shí)，氧分子會(huì)分解成原子狀態(tài)。氧原子的不穩(wěn)定性*，極易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。如與氫（H2）反應(yīng)生成水（H2O），與碳（C）反應(yīng)生成二氧化碳（C02）。同樣的，與氧分子（O2）反應(yīng)時(shí)，就形成了臭氧（O3）。臭氧形成后，由于其比重大于氧氣，會(huì)逐漸的向臭氧層的底層降落，在降落過(guò)程中隨著溫度的變化（上升），臭氧不穩(wěn)定性愈趨明顯，再受到長(zhǎng)波紫外線的照射，再度還原為氧。臭氧層就是保持了這種氧氣與臭氧相互轉(zhuǎn)換的動(dòng)態(tài)平衡。
在這么廣大的區(qū)域內(nèi)到底有多少臭氧呢？估計(jì)小于大氣的十萬(wàn)分之一。如果把大氣中所有的臭氧集中在一起，僅僅有三公分薄的一層。那么，地球表面是否有臭氧存在呢？回答是肯定的。太陽(yáng)的紫外線大概有近1%部分可達(dá)地面。尤其是在大氣污染較輕的森林、山間、海岸周圍的紫外線較多，存在比較豐富的臭氧。
此外，雷電作用也產(chǎn)生臭氧，分布于地球的表面。正因?yàn)槿绱?，雷雨過(guò)后，人們感到空氣的清爽，人們也愿意到郊外的森林、山間、海岸去吮吸大自然清新的空氣，享受自然美景的同時(shí)，讓身心來(lái)一次爽爽快快的“洗浴”，這就是臭氧的功效，所以有人說(shuō)，臭氧是一種干凈清爽的氣體。（臭氧有*的氧化性，少量的臭氧會(huì)使人感到精神振奮；但過(guò)強(qiáng)的氧化性也使其具有殺傷作用，詳見(jiàn)自由基）。
臭氧層的作用
大氣臭氧層主要有三個(gè)作用。其一為保護(hù)作用，臭氧層能夠吸收太陽(yáng)光中的波長(zhǎng)300 μm以 下的紫外線，主要是一部分UV—B（波長(zhǎng)290～300μm）和全部的UV—B（波長(zhǎng)＜290μm＝，保護(hù)地球上的人類和動(dòng)植物免遭短波紫外線的傷害。只有長(zhǎng)波紫外線UV-A和少量的中波紫外線UV-B能夠輻射到地面，長(zhǎng)波紫外線對(duì)生物細(xì)胞的 傷害要比中波紫外線輕微得多。所以臭氧層猶如一件宇宙服保護(hù)地球上的生物得以生存繁衍 。其二為加熱作用，臭氧吸收太陽(yáng)光中的紫外線并將其轉(zhuǎn)換為熱能加熱大氣，由于這種作用 大氣溫度結(jié)構(gòu)在高度50km左右有一個(gè)峰，地球上空15～50km存在著升溫層。正是由于存在著 臭氧才有平流層的存在。而地球以外的星球因不存在臭氧和氧氣，所以也就不存在平流層。 大氣的溫度結(jié)構(gòu)對(duì)于大氣的循環(huán)具有重要的影響，這一現(xiàn)象的起因也來(lái)自臭氧的高度分布。其三為 溫室氣體的作用，在對(duì)流層上部和平流層底部，即在氣溫很 低的這一高度，臭氧的作用同樣非常重要。如果這一高度的臭氧減少，則會(huì)產(chǎn)生使地面氣溫 下降的動(dòng)力。因此，臭氧的高度分布及變化是極其重要的。
臭氧是無(wú)色氣體，有特殊臭味，因此而得名“臭氧”。由太陽(yáng)飛出的帶電粒子進(jìn)入大氣層，使氧分子裂變成氧原子，而部分氧原子與氧分子重新結(jié)合成臭氧分子。距地面15～50千米高度的大氣平流層，集中了地球上約90％的臭氧，這就是“臭氧層”。
地球上的一切生物離開(kāi)太陽(yáng)光就沒(méi)有生命。太陽(yáng)光是由可見(jiàn)光、紫外線、紅外線三部分組成。進(jìn)入大氣層的太陽(yáng)光（包括紫外線）有55％可穿過(guò)大氣層照射到大地與海洋，其中40％為可見(jiàn)光，它是綠色植物光合作用的動(dòng)力；5％是波長(zhǎng)100～400納米的紫外線，而紫外線又分為長(zhǎng)波、中波、短波紫外線，長(zhǎng)波紫外線能夠殺菌。但是波長(zhǎng)為200～315納米的中短波紫外線對(duì)人體和生物有害。當(dāng)它穿過(guò)平流層時(shí)，絕大部分被臭氧層吸收。因此，臭氧層就成為地球一道天然屏障，使地球上的生命免遭強(qiáng)烈的紫外線傷害。然而，近10多年來(lái)，地球上的臭氧層正在遭到破壞。
臭氧層的測(cè)量
臭氧的測(cè)量包括鉛直氣柱中臭氧總量的測(cè)量和臭氧濃度鉛直分布的測(cè)量?jī)煞N。測(cè)量方法分直接法和間接法：前者對(duì)臭氧進(jìn)行采樣分析；后者在臭氧層外進(jìn)行測(cè)量，大都用光譜分析方法。臭氧測(cè)量結(jié)果，除采用通常的單位表示外，還用多布森單位，記為DU，它等于千分之一厘米（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)臭氧層厚）。
臭氧間接測(cè)量法：光譜分析法是觀測(cè)穿過(guò)大氣層的太陽(yáng)直射光或散射光的光譜，然后計(jì)算出臭氧含量及其鉛直分布。在臭氧吸收帶中（見(jiàn)大氣臭氧層），太陽(yáng)直射光或散射光穿過(guò)大氣層，受到臭氧分子的吸收，并受到氣體分子和氣溶膠粒子的散射。波長(zhǎng)為λ的單色太陽(yáng)光，通過(guò)大氣層時(shí)輻射強(qiáng)度的削弱服從比爾定律。測(cè)量臭氧的常用光學(xué)儀器有多布森分光光度計(jì)和M-83濾光片臭氧儀。多布森分光光度計(jì)被認(rèn)為是測(cè)量臭氧的標(biāo)準(zhǔn)儀器。其他類型的儀器都必須定期用它校準(zhǔn)。M-83濾光片臭氧儀主要在蘇聯(lián)和歐洲的部分國(guó)家使用。用氣象衛(wèi)星也可以測(cè)得臭氧的分布。如雨云4號(hào)衛(wèi)星上用后向散射紫外光譜儀（BUV）和紅外干涉光譜儀（IRIS）進(jìn)行大氣臭氧的觀測(cè)。前者測(cè)量大氣對(duì)太陽(yáng)光的后向紫外散射，它接收2500～3400埃中12個(gè)波段的紫外光譜，由此反演出大氣臭氧含量的分布；后者除了測(cè)量大氣溫度和濕度外,還測(cè)量大氣臭氧（9.6微米波段，在此波段中接收 4個(gè)波長(zhǎng)的輻射）。將這兩種光譜儀結(jié)合起來(lái)，可以探測(cè)大氣臭氧濃度隨高度的分布，例如在雨云 6號(hào)衛(wèi)星上，有臨邊輻射反演輻射儀（LRIR），它接收大氣臭氧9.6微米輻射帶的信息,用輻射傳輸方程反演，可獲得臭氧的鉛直分布。
臭氧直接測(cè)量法 用電化學(xué)或化學(xué)發(fā)光方法測(cè)量臭氧含量，可不受大氣透明度和天氣條件的限制，白天或黑夜均可進(jìn)行觀測(cè)。
臭氧測(cè)量方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，常常要用多種方法互相補(bǔ)充，互相比較，以求獲得完整可靠的資料。
臭氧層的破壞
1、原因：地球上有一層保護(hù)膜，存在于包圍在地球的大氣中，就是臭氧層，臭氧層會(huì)將紫外線擋在地球外面，保護(hù)地球上的生物不會(huì)受到傷害。人類制造了大量會(huì)破壞臭氧層的物質(zhì)，使地球南北極的臭氧層受到破壞。
2、影響：臭氧層被破壞造成地球紫外線增加，紫外線會(huì)破壞包括DNA在內(nèi)的生物分子，增加罹患皮膚癌、白內(nèi)障的機(jī)率，而且和許多免疫系統(tǒng)疾病有關(guān)。海洋中的浮游生物受致命的影響，海洋生態(tài)系統(tǒng)受破壞。農(nóng)作物減產(chǎn)。加強(qiáng)溫室效應(yīng)。
3、我們應(yīng)該做的事：氟氯碳化物的使用，購(gòu)買冷氣、冰箱、汽車、噴霧劑等，應(yīng)選購(gòu)不含氟氯碳化物的產(chǎn)品。
4、補(bǔ)充資料：大氣中的臭氧絕大部分都集中在離地面大約25~30公里的上平流層中，稱為“臭氧層”。名雖為一層，但實(shí)際上臭氧分布各地并不均勻，而且大氣中臭氧的總含量非常少，尚不到1ppm。這極薄的一層臭氧，對(duì)於地球上的生命非常常重要，因?yàn)槌粞跄芪贞?yáng)光中的紫外線，這些紫外線波長(zhǎng)很短，而且有致命危險(xiǎn)的輻射線，將這些紫外線轉(zhuǎn)換成熱能，只有極少量能到達(dá)地表。
2007.11.18補(bǔ)充：由于臭氧在平流層中維持與氧氣、氧原子等紫外線作用下的動(dòng)態(tài)平衡，生物圈主要部分的耗氧量，及向上排放有可能參與或影響到此類反應(yīng)（包括O3═O2+O′+2O3═3O2）的物質(zhì)（如氯原子）都有可能威脅 到 “臭氧層”的臭氧含量，至此呼吁節(jié)能減排，植樹(shù)造林，自覺(jué)維護(hù)生態(tài)環(huán)境，十分重要。
2007.11.30補(bǔ)充:臭氧是氧氣的一種同素異形體（由相同的元素組成，但分子結(jié)構(gòu)不同。）顧名思義，臭氧又一種刺鼻的氣味，所以得此惡名。在大氣層的10公里到50公里高度的區(qū)域，臭氧有相當(dāng)?shù)臐舛龋凶龀粞鯇印?/span>
臭氧層被大量損耗后，吸收紫外輻射的能力大大減弱，導(dǎo)致到達(dá)地球表面的紫外線B明顯增加，給人類健康和生態(tài)環(huán)境帶來(lái)多方面的的危害，目前已受到人們普遍關(guān)注的主要有對(duì)人體健康、陸生植物、水生生態(tài)系統(tǒng)、生物化學(xué)循環(huán)、材料、以及對(duì)流層大氣組成和空氣質(zhì)量等方面的影響。
保護(hù)臭氧層日
1995年1月23日，聯(lián)合國(guó)大會(huì)通過(guò)決議，確定從1995年開(kāi)始，每年的9月16日為“保護(hù)臭氧層日”。旨在紀(jì)念1987年9月16日簽署的《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書(shū)》，要求所有締約國(guó)根據(jù)“議定書(shū)”及其修正案的目標(biāo)，采取具體行動(dòng)紀(jì)念這一特殊的日子。
一、確立“保護(hù)臭氧層日”的歷史背景
臭氧層破壞是當(dāng)前面臨的性環(huán)境問(wèn)題之一，自70年代以來(lái)就開(kāi)始受到世界各國(guó)的關(guān)注。聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署自1976年起陸續(xù)召開(kāi)了各種會(huì)議，通過(guò)了一系列保護(hù)臭氧層的決議。尤其在1985年發(fā)現(xiàn)了在南極周圍臭氧層明顯變薄，即所謂的“南極臭氧洞”問(wèn)題之后，上保護(hù)臭氧層的呼聲更加高漲。
1976年4月，聯(lián)合國(guó)環(huán)境署理事會(huì)決定召開(kāi)一次“評(píng)價(jià)整個(gè)臭氧層”會(huì)議之后，于1977年3月在美國(guó)華盛頓召開(kāi)了有32個(gè)國(guó)家參加的“專家會(huì)議”。會(huì)議通過(guò)了*個(gè)“關(guān)于臭氧層行動(dòng)的世界計(jì)劃”。這個(gè)計(jì)劃包括監(jiān)測(cè)臭氧和太陽(yáng)輻射、評(píng)價(jià)臭氧耗損對(duì)人類健康的影響、對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和氣候的影響，以及發(fā)展用于評(píng)價(jià)控制措施的費(fèi)用及益處的方法等，并要求聯(lián)合國(guó)環(huán)境署建立一個(gè)臭氧層問(wèn)題協(xié)調(diào)委員會(huì)。這個(gè)計(jì)劃提出了對(duì)受控物質(zhì)生產(chǎn)和使用的控制。
1980年，協(xié)調(diào)委員會(huì)提出了臭氧耗損嚴(yán)重威脅著人類和地球生態(tài)系統(tǒng)這一評(píng)價(jià)結(jié)論。
1981年，聯(lián)合國(guó)環(huán)境署理事會(huì)建立了一個(gè)工作小組，其任務(wù)是籌備保護(hù)臭氧層的性公約。
經(jīng)過(guò)4年的艱苦工作，1985年3月在奧地利首都維也納通過(guò)了有關(guān)保護(hù)臭氧層的公約----《保護(hù)臭氧層維也納公約》，該公約從1988年9月起生效。這個(gè)公約只規(guī)定了交換有關(guān)臭氧層信息和數(shù)據(jù)的條款，但對(duì)控制消耗臭氧層物質(zhì)的條款卻沒(méi)有約束力。《公約》的宗旨和原則是正確的，促進(jìn)了各國(guó)就保護(hù)臭氧層這一問(wèn)題的合作研究和情報(bào)交流。
在《保護(hù)臭氧層維也納公約》的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步對(duì)氯氟烴類物質(zhì)進(jìn)行控制，在審查世界各國(guó)氯氟烴類物質(zhì)生產(chǎn)、使用、貿(mào)易的統(tǒng)計(jì)情況的基礎(chǔ)上，通過(guò)多次會(huì)議協(xié)商和討論，于1987年9月16日在加拿大的蒙特利爾會(huì)議上，通過(guò)了《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書(shū)》，并于1989年1月1日起生效。
“蒙特利爾議定書(shū)”規(guī)定，參與條約的每個(gè)成員組織（國(guó)家或國(guó)家集團(tuán)）將凍結(jié)并依照縮減時(shí)間表來(lái)減少5種氟利昂的生產(chǎn)和消耗（見(jiàn)下表*組物質(zhì)）；凍結(jié)并減少3種溴代物的生產(chǎn)的消耗（見(jiàn)下表第二組物質(zhì)）。具體情況列表如下：
5組氟利昂的大部分消耗量，將從1989年7月1日起，凍結(jié)在1986年使用量的水平上；從1993年7月1日起，其消耗量不得超過(guò)1986年使用量的80%；從1998年7月1日起，減少到1986年使用量的50%。
“蒙特利爾議定書(shū)”實(shí)施后的調(diào)查表明，根據(jù)議定書(shū)規(guī)定的控制進(jìn)程并不理想。
1989年3-5月，聯(lián)合國(guó)環(huán)境署連續(xù)召開(kāi)了保護(hù)臭氧層倫敦會(huì)議與“公約”和“議定書(shū)”締約國(guó)*次會(huì)議——赫爾辛基會(huì)議，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)保護(hù)臭氧層的緊迫性，并于1989年5月2日通過(guò)了《保護(hù)臭氧層赫爾辛基宣言》，鼓勵(lì)所有尚未參加《保護(hù)臭氧層維也納公約》及《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書(shū)》的國(guó)家盡早參加；同意在適當(dāng)考慮發(fā)展中國(guó)家特別情況下，盡可能地但不遲于2000年取消受控氯氟烴類物質(zhì)的生產(chǎn)和使用；盡可能早地控制和削減其它消耗臭氧的物質(zhì)；加速替代產(chǎn)品和技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)；促進(jìn)發(fā)展中國(guó)家獲得有關(guān)科學(xué)情報(bào)、研究成果和培訓(xùn)，并尋求發(fā)展適當(dāng)資金機(jī)制促進(jìn)以格向發(fā)展中國(guó)家轉(zhuǎn)讓技術(shù)和替換設(shè)備。
1990年6月20-29日，聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)則署在倫敦召開(kāi)了關(guān)于控制消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書(shū)締約國(guó)第二次會(huì)議。57個(gè)締約國(guó)中的53個(gè)國(guó)家的環(huán)境部長(zhǎng)或官員及歐共體代表參加了會(huì)議。此外，還有40個(gè)非締約國(guó)的代表參加了會(huì)議。這次大會(huì)又通過(guò)了若干補(bǔ)充條款，修正和擴(kuò)大了對(duì)有害臭氧層物質(zhì)的控制范圍，受控物質(zhì)由原來(lái)的2類8種擴(kuò)大到7類上百種。規(guī)定締約國(guó)在2000年或更早的時(shí)間里淘汰氟利昂和哈龍。到1995年，四氯化碳將減少85%；到2000年將全部淘汰。到2000年，三氯乙烷將減少70%；2005年以前全部淘汰。
氮的氧化物同樣也會(huì)破壞臭氧層例如NO2再大氣中發(fā)生如下反應(yīng):
2NO2+O3=N2O5+O2 N2O5+H2O=2HNO3 4HNO3=4NO2+2H2O+O2
相當(dāng)于催化臭氧分解成為氧氣。