臭氧层的原理是什么

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自然界中的臭氧层大多分布在离地20—50千米的高空。臭氧层中的臭氧主要是紫外线制造,下面我们一起来看看什么是臭氧层原理详情介绍。

臭氧层的原理是什么

形成

自然界的臭氧大多分布在离地面20公里-50公里的大气中,我们称之为臭氧层。臭氧层中的臭氧主要是紫外线产生的。众所周知,太阳光中的紫外线分为长波和短波。大气中的氧分子(含21%)受到短波紫外线照射时,氧分子会分解成原子态。氧原子极其不稳定,容易与其他物质发生反应。例如,它与氢(H2)反应生成水(H2O),与碳(碳)反应生成二氧化碳(二氧化碳)。同样,臭氧(O3)与氧分子(O2)反应时形成。臭氧形成后,由于其比重大于氧气,会逐渐落到臭氧层底部。随着下降过程中温度的变化(上升),臭氧的不稳定性变得更加明显,然后被长波紫外线照射,再次还原为氧气。臭氧层保持氧气和臭氧之间的动态平衡。

数据

在如此广阔的地区,臭氧估计不到大气层的十万分之一。如果把地球大气中的臭氧全部压缩到0℃的标准大气压,只能形成一层3 mm左右厚的气体。那么,地球表面有臭氧吗?答案是肯定的。太阳大约1%的紫外线可以到达地面。特别是在空气污染较轻的森林、山区、沿海地区,紫外线较多,臭氧丰富。

人们真正了解臭氧是在150多年前,当时德国化学家拜因博士首次提出水电解和火花放电产生的气味与自然界闪电后产生的气味相同,拜因博士认为它的气味与希腊语中的气味相似(意为“令人不愉快”),因此将其命名为臭氧。顾名思义,臭氧层有轻微的臭味。当闪电来袭时,它可能会闻到一种奇怪的气味,这种气味是由闪电带下来的。

自然界的臭氧大多分布在离地面20公里-50公里的大气中,我们称之为臭氧层。臭氧层中的臭氧主要是紫外线产生的。众所周知,太阳光中的紫外线分为长波和短波。大气中的氧分子(含21%)受到短波紫外线照射时,氧分子会分解成原子态。氧原子极其不稳定,容易与其他物质发生反应。例如,它与氢(H2)反应生成水(H2O),与碳(碳)反应生成二氧化碳(二氧化碳)。同样,臭氧(O3)与氧分子(O2)反应时形成。臭氧形成后,由于其比重大于氧气,会逐渐落到臭氧层底部。随着下降过程中温度的变化(上升),臭氧的不稳定性变得更加明显,然后被长波紫外线照射,再次还原为氧气。臭氧层保持氧气和臭氧之间的动态平衡。

这么广阔的区域有多少臭氧?估计不到十万分之一的大气层。如果大气中的臭氧全部集中在一起,只有一层薄到三厘米。那么,地球表面有臭氧吗?答案是肯定的。太阳大约1%的紫外线可以到达地面。特别是在空气污染较轻的森林、山区、沿海地区,紫外线较多,臭氧丰富。

此外,闪电还会产生分布在地球表面的臭氧。正因为如此,雷雨过后,人们感到空气清新,人们愿意去郊区的森林、山脉和海岸,吸吸大自然的新鲜空气,享受自然美,让身心快速“沐浴”。这就是臭氧的功效,所以有人说臭氧是一种干净清爽的气体。臭氧氧化性极强,少量臭氧会让人神清气爽;然而,过强的氧化性也使其具有杀灭作用。有些过敏体质的人长期暴露在臭氧含量超过180 μ g/m3的环境中,会出现皮肤瘙痒、呼吸不畅、咳嗽、鼻炎等症状。

破坏原因

1.当碳氟化合物漂浮在空气中时,由于阳光中紫外线的影响,它们开始分解并释放氯原子。

2.这些氯原子极其活跃,常常喜欢与其他物质结合。所以遇到臭氧就开始产生化学变化!

3.臭氧被迫分解成氧原子(O)和氧分子(O2),氯原子与氧原子结合。

4.但是,当其他氧原子遇到这个氯氧化的分子时,就会把氧(原创www.isoyu.com版权)原子带回去形成一个氧分子(O2),当它们还原成单个氯原子时,就可以再次破坏其他臭氧!

破坏性影响

总结

臭氧层大幅度耗竭后,其吸收紫外线辐射的能力大大减弱,导致到达地球表面的紫外线B明显增加,给人类健康和生态环境带来各种危害。对人类健康、陆生植物、水生生态系统、生物化学循环、物质、对流层大气成分和空气质量的影响已经引起了人们的广泛关注。

对健康的影响

阳光中UV-B的增加对人体健康有严重危害。潜在危害包括引起和加重眼疾、皮肤癌和传染病。一些风险,如皮肤癌,已经进行了定量评估,但其他影响,如传染病,仍不确定。实验证明,紫外线可损伤角膜和眼晶状体,如白内障和眼晶状体变形。据分析,平流层臭氧将减少1%,世界白内障发病率将增加0.6-0.8%,世界白内障造成的盲人人数将增加1万至1.5万;如果不采取措施增加紫外线辐射,到2075年,紫外线-B辐射的增加将导致约1800万例白内障病例。

UV-B片段的增加可以明显诱发人类常见的三种皮肤病。在这三种皮肤病中,巴塞尔皮瘤和鳞状皮瘤是非恶性的。根据动物实验和人类流行病学数据获得的最新研究结果,如果臭氧浓度降低10%,非恶性皮肤肿瘤的发病率将增加26%。另一种恶性黑色素瘤是一种非常危险的皮肤病。科学研究也揭示了UV-B紫外线与恶性黑色素瘤发病的内在联系,对于肤色较浅的人,尤其是儿童时期,恶性黑色素瘤的发病尤为严重;

人体免疫系统的一部分存在于皮肤中,使免疫系统可以直接暴露在紫外线辐射下。动物实验表明,紫外线辐射会降低人体对皮肤癌、传染病等抗原的免疫反应,进而导致对反复外界刺激免疫反应的丧失。人体研究的结果也表明,暴露于紫外线B可以抑制免疫反应,而这些免疫反应对人体内传染病的重要性还不是很清楚。然而,在世界上一些传染病对人类健康和免疫功能不完善的人影响很大的地区,紫外线-B辐射的增加对免疫反应的抑制有很大影响。

研究表明,长期暴露在强紫外线辐射下,会导致细胞内DNA发生变化,人体免疫系统功能下降,人体抵抗疾病的能力下降。这将使许多发展中国家的健康状况恶化,并增加许多疾病的发病率和严重性,特别是麻疹、水痘和疱疹等病毒性疾病、疟疾等通过皮肤传播的寄生虫病、结核病和麻风病等细菌感染以及真菌感染。