所有元素介绍合集(元素家族连载59)

古谚:"以鸟鸣春,以雷鸣夏,以虫鸣秋,以风鸣冬。"雷声,是大自然的夏之歌!

夏日的雨后,清凉舒爽,大雨将空气中的灰尘洗净,这是物理变化;闪电将空气中的氧气变成了臭氧,这是化学变化。

臭氧是氧气的亲姐妹。一个氧气分子含有两个氧原子,而一个臭氧分子则含有三个氧原子。

所有元素介绍合集(元素家族连载59)(1)

【臭氧分子,呈三角形结构。】

在大气层里,臭氧是这样形成的:氧气受到紫外线的辐射,分裂成两个氧原子,如果这时附近发生了一些化学变化,产生了一个带有过多能量的原子团,而一个氧原子又恰好遇到了另一个氧分子,就会结合成臭氧分子。

所有元素介绍合集(元素家族连载59)(2)

【臭氧的形成机理。】

这种反应还可见于我们身边的工厂里:在一些大力鼓噪的电动机附近,我们会经常闻到一股恶臭。这是由于电动机里的高电压激发周围的氧气变成了臭氧。

这样就不难理解雷雨过后空气为何如此清新。本来,雷电就是一块正电云和一块负电云遇到一起而放电的现象啊!

所有元素介绍合集(元素家族连载59)(3)

【雷电不光给我们带来氮肥,还给我们带来臭氧。】

德国人先因贝发现在实验室中的闪电会导致一种恶臭的气体,1839年,他成功的将这种气体分离出来,并将其命名为:Ozone,来源于希腊文"ozein",意思是"闻"。

所有元素介绍合集(元素家族连载59)(4)

【臭氧的发现者:德国人先因贝。】

一开始,大家都认为臭氧是一种健康的气体,确实,稀薄的臭氧一点也不臭,反而给人以清新的感觉,雷雨过后就是明证。另外在松树林里,由于松树脂会释放臭氧,令人感觉格外放松,所以疗养院会经常设在松林里。

所有元素介绍合集(元素家族连载59)(5)

【松树林之所以让人那么舒适惬意,臭氧功不可没啊!】

现在我们知道过多的臭氧对人体是有害的。前面我们说过的氧中毒就是因为氧气是一种强氧化剂,而多了一个氧原子的臭氧则更是氧化剂中的极品,可以说是"遇神杀神,遇佛杀佛"。

金属?除了金、铂、铱以外,几乎所有的金属都可以被臭氧氧化。铜在室温的空气中只要保持干燥,被氧化的很慢,但是遇到了臭氧会被迅速氧化。银一般不会被氧化,但是也挡不住臭氧的攻击。

氨?会直接被氧化成硝酸铵,硝酸铵可是炸药啊!

在以前的文章中我们提到过一氧化氮,二氧化氮,五氧化二氮,但是你们听过三氧化氮吗?那是臭氧给我们造出来的。

在水里,臭氧就更牛了,他的氧化电位仅次于氟,比氯和过氧化氢还要高。可以直接把硫化氢氧化成硫酸。

有机物中的双键?直接切断,变成俩酮,该干啥干啥去。

所有元素介绍合集(元素家族连载59)(6)

臭氧的威力也有哑火的时候,它对乙醇这种易于被氧化的物质竟然没有任何作用。

臭氧之所以这么无敌,是因为它会自我降解成氧气,并释放出原子态氧,这种原子态氧的氧化性非常强。

在大气中,同时发生这两种反应:合成臭氧和臭氧分解。这两个反应在宏观上处于动态平衡。由于大多数紫外线来自太空,大气层中的臭氧层大多分布在离地20—50千米的高空,我们把这一层大气叫做"臭氧层"。

所有元素介绍合集(元素家族连载59)(7)

【大气层中氧气和臭氧的动态平衡,造就了臭氧层。】

这一层臭氧对人类甚至地球的意义非常重大。

首先,前面我们看到,臭氧的产生是需要吸收紫外线的,而紫外线本身是导致疾病和基因变异的重要原因。也就是说,臭氧层的存在可以过滤掉部分紫外线,在一定程度上保护了生物圈的稳定。

所有元素介绍合集(元素家族连载59)(8)

【臭氧层最大的意义在于阻挡一部分紫外线,这是生物圈的屏障。】

另一方面,我们知道从地表往上,高度每上升1公里,气温约下降7度,"高处不胜寒"啊!大气层的最底部是对流层,在这里,冷热空气对流,产生气流、云雨等气候现象,显然不是飞行的好场所。对流层再往上一层是平流层,在这里,随着高度的提升,温度反而会升高,这是因为臭氧层就在平流层的层顶,臭氧的分解会释放能量,臭氧层的气温平均达到零下三度,和地面温度很接近。由于平流层温度上高下低,这里的空气平流运动比较显著,而不是垂直运动,这一点特别适宜于飞行,我们乘飞机的飞行路线就是在这个平流层。

正是因为臭氧的存在,使得我们的大气层有平流层这一特殊层级,让我们在地球上可以开通稳定的航线。而其他大部分星球上都没有足够的氧气可以形成臭氧层,也就不存在平流层,因此在其他星球上很难拥有稳定的航线。当然,没有大气的星球除外。

所有元素介绍合集(元素家族连载59)(9)

在飞机上俯瞰下方,云层位于对流层中,飞机一般在云层上方的平流层飞行。为什么地球上会有平流层,这个问题你搞懂了吗?

臭氧层在地球上也不光只做好人好事,它的存在也会带来负面效应,如温室效应,但是这个问题没有必要小题大做,因为臭氧只是温室气体的一小部分,现在人类反而为臭氧的减少而烦恼起来。

1984年,英国科学家首次发现南极上空出现臭氧洞。1985年,美国的"雨云-7号"气象卫星测到了这个臭氧洞。之后的观测发现,臭氧层空洞越来越大。

所有元素介绍合集(元素家族连载59)(10)

【2006年9月,拍摄到的史上最大的臭氧层空洞,面积竟然远超南极洲。】

科学家们探究原因,发现臭氧层空洞主要是由于制冷剂氟氯烃(也称氟利昂)所致。氟氯烃是在空调、冰箱等制冷设备中常用的制冷剂,泄露到空气中以后,在紫外线的辐射下,会分解出氯自由基,这种高反应活性的物质会与臭氧反应,生成一氧化氯和氧气,一氧化氯又迅速分解出氯自由基,继续去"祸害"其他臭氧分子。

所有元素介绍合集(元素家族连载59)(11)

【氟氯烃分解臭氧的原理,现在的制冷剂已经严禁使用氟氯烃了。】

我们前面已经提到,臭氧层存在的最大意义是阻挡紫外线,如果臭氧层继续减少,人类各种疾病和癌症的几率都会增加。研究显示:大气中的臭氧每减少1%,照射到地面的紫外线就增加2%,人的皮肤癌就增加3%,白内障、免疫系统缺陷和发育停滞等疾病的几率也会提升。

另外,有三分之二的植物都对紫外线很敏感,紫外线辐射增加,会使作物减产,并杀死10米深以内的浮游生物,造成渔业减产,这一切都是生态灾难的开始。

联合国于1987年9月16日邀请所属26个会员国在加拿大蒙特利尔签署了环境保护公约,即"蒙特利尔议定书"又称作蒙特利尔公约,全名为"蒙特利尔破坏臭氧层物质管制议定书(Montreal Protocol on Substances that Deplete the Ozone Layer)",该公约自1989年1月1日起生效。蒙特利尔公约中规定各国有共同努力保护臭氧层的义务,凡是对臭氧层有不良影响的活动,各国均应采取适当防治措施,影响的层面涉及电子光学清洗剂、冷气机、发泡剂、喷雾剂、灭火器……等等。

1995年1月23日,联合国大会通过决议,确定从1995年开始,每年的9月16日为"国际保护臭氧层日"。

所有元素介绍合集(元素家族连载59)(12)

"蒙特利尔议定书"之后,生产和消费氯氟烃(CFCs)和其它消耗臭氧层物质(ODS)已经被奇迹般地减少了将近70%。这是人类有意识的联合起来关注生态,关注环境,我们为人类点赞!

,

免责声明:本文仅代表文章作者的个人观点,与本站无关。其原创性、真实性以及文中陈述文字和内容未经本站证实,对本文以及其中全部或者部分内容文字的真实性、完整性和原创性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并自行核实相关内容。文章投诉邮箱:anhduc.ph@yahoo.com

    分享
    投诉
    首页