臭氧是甚么.DOCVIP

空氣污染：臭氧層 與 氯氟化碳 臭氧是甚麼？ 臭氧 (ozone) 是由三個氧原子組成的化合物，從化學方面來看，它與我們無時無刻所吸取的氧氣為「兄弟」關係。 但是與氧氣比較，臭氧的活性高很多，而且它是一種沸點十分低的淺藍色氣體。 在大氣層，氧氣可以說是無處不在的，相反地，臭氧只在距離地面20至0公里的平流層3 mm！ 雖然臭氧在大氣所佔的比例十分少，但是它對人類是十分重要的。 我們只可以在距離地面20至30公里平流層內 (Oxygen molecule) 分解為氧原子 (oxygen atom)，而氧原子是產生臭氧的主要元素。 在繼續講述臭氧的生成之前，我們首先要對太陽光有更深的認識。太陽光其實也是一種波 (wave)，至於不同的波可以用它的波長及所帶有的能量來區別，而每一種的元素或化合物都可以吸收太陽光的能量而被激發 (excited)，這些激發能量是特定的，每一種的元素或化合物都需要特定的能量來激發，這便是物質的激發能。 要把氧分子分解為氧原子所需要的激發能為波長175 至 200 ，而帶有此波長的太陽光只會在距離地面20至30公里的上空出現，所以這便能解釋為何臭氧只會在大氣層某特定的高度出現。 250至 310的太陽光可以把其分解。 因此，臭氧生成後會稍後被分解為氧原子及氧分子。 如此一來，臭氧便在20至50公里上空不斷生成及分解， 從而達至化學平衡狀態。 雖然臭氧在大氣中所佔的比例很低，而且又不斷地生成及分解，但是它對地球來說是十分重要的。 其中它吸收紫外線 ( absorption of UV light) 的能力，更加可以使地球上的生物免受有害太陽紫外線的直接影響 (screening effect)。 要解釋上述的理論，便要對紫外線有深一層的瞭解。 紫外線的定義為波長200 至 380 的光線。 這波段的光線，也包含在太陽光內的。 眾所周知，紫外線是對人類有害的。 根據上面的描述，波長為250至 310 的太陽光會用來分解臭氧，因此200 380 nm 這段波長的紫外線便不能抵達地球的表面，進而保護生物免受這段有害紫外線的影響。 南極 (Antarctica) 及 北極 (Arctic) 臭氧洞的出現，分別是由多位科學家於1985年及1988年所發現的。 其實，情況是不至於出現臭氧「洞」這樣嚴重的，只不過是該處的臭氧含量相對於其他地方低很多而已。 現在很多科學家分別提出不同的理論來解釋臭氧洞的出現，其中涉及氯氟化碳 (Chlorofluorocarbon，簡稱CFC ) 的理論最為人所接受。 氯氟化碳是由一間美國大公司於1930年所發明的，它是一種無色、無味、無嗅的氣體，且它們的低活性低低，它一直用來製造雪種、壓縮氣樽的推進劑及作為乾洗及清潔電路板的溶劑。 在70年代，科學家發現它有破壞臭氧層的潛能，所以它漸漸被其他物品取代。 到了今天，除醫學用途外，經已被禁止使用。 (chlorine radicals)。 氯的自由基非常活躍，而且破壞臭氧的能力十分強，每一個氯的自由基能夠分解成10,000個臭氧分子。 CCl2F((g) + Cl((g) (generation of free radical under sunlight) Cl((g) + O3(g) ClO((g) + O2(g) (ozone depleted!) ClO((g) + O(g) Cl((g) + O2(g) (oxygen atom is consumed and radical is regenerated!) 在正常的情況下，活躍的氯自由基會與其他化合物結合，產生沒有破壞臭氧能力的「貯積化合物」 (reservoir compound)。 氯氟化碳於三十至七十年代的廣泛使用，加上它十分長的半衰期 (100年)，使到臭氧洞的問題越來越嚴重。或許很多人會問：氯氟化碳的使用是在大城市的，那麼為何臭氧洞會在人跡罕至的極地上空出現呢？其實極地臭氧洞的出現不是因為機綠巧合，而是與極地獨特的氣象有關的。 極地臭氧洞的問題，在南極的春天時分（九至十月）最為嚴重。在南極的冬季，氣溫十分低，可低至零下八十度，而且南極的冬季（六至八月）是三個月長的黑夜。在這既黑又寒冷的地方會有利一種稱為「極地平流層冰晶雲」 (Polar Stratospheric Clouds，簡稱PSC) 的生成。它的生成，對解釋為何臭氧洞只會在極地出現十分重要。 另一個南極獨有的氣象便是極地環流 (Circumpolar vortex) 的存在，它使南極的氣流活動局限在南極本身，即是南極的氣層不能與其他氣層進行大氣交換。 PSC生成，它的作用是當太陽光出現於南極春天時提供一個渠道給氯自由基從「貯積化合物」釋放出來，氯自由基進而破壞臭氧。 極地環流便能使臭