1995年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主克魯岑(德)和莫利納(美

 　　克魯岑

　　P.Crutzen(1933-)

　　德國大氣化學(xué)家

　　Paul Crutzen，1933年生于荷蘭阿退縮不前斯特凡，荷蘭國籍，1973年獲Stockholm大學(xué)氣象博士學(xué)位。現(xiàn)為德國Max-Planck-Institute for Chemistry教授，是瑞典后家科學(xué)院、瑞典皇家工程科學(xué)院院士。

　　Crutzen是大氣化學(xué)家，尤其在開拓與臭氧有關(guān)的大氣化學(xué)研究方面碩果累累。30多年前，Crutzen“第一次把臭氧問題擺在人們的面前”，他指出;人類活動(dòng)釋放的少量物質(zhì)能夠損害全球范圍的臭氧。Crutzen把平流層的研究引導(dǎo)上正確的道路，

　　含氮化合物引起的臭氧層耗損：1970年P(guān)aul Crutzen提出：NO和NO2可以起催化作用，造成O3損耗。Crutzen進(jìn)一步指出：平流層中的NO和NO2是由化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的N2O分解而成;而N2O來源于土壤施肥和微生物轉(zhuǎn)化。他論證了臭氧層的厚度與土壤微生物的關(guān)系。這一發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了全球生物化學(xué)循環(huán)的研究。次年，美國加州大學(xué)貝克萊分校的Harold Johnston教授也注意到了在20km高度的臭氧層中，超音速飛機(jī)排放的氮氧化物也可能引起臭氧層耗損。Crutzen和Johnston的工作曾引起科學(xué)家、技術(shù)人員和決策者的極大關(guān)注，這在相當(dāng)程度上推動(dòng)了環(huán)境化學(xué)和大氣化學(xué)的發(fā)展。

　　南極“臭氧洞”的成因：Crutzen及其同事們提出了平流層春季云內(nèi)粒子表面化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理，解釋了這一現(xiàn)象.不溶于水的、化學(xué)惰性的CFCs經(jīng)過一、二年的時(shí)間在對流層傳輸，混合均勻，然后，通過大氣環(huán)流主要在熱帶上空進(jìn)入平流層。風(fēng)又使CFCs從熱帶向南、北極移動(dòng)，在平流層內(nèi)混合均勻。因地理上的差異，兩極的氣象條件完全不同。南極大陸周圍被海洋包圍，這一條件促成極地春云和極低的平流層氣溫。那里的水和硝酸等物質(zhì)形成了“極地平流層 "(Polar Strato—spheric Clouds)。云中顆粒物的表面多相反應(yīng)使臭氧分解反應(yīng)加劇。而在北極，沒有南極那樣的陸地/海洋特征，上空平流層的氣溫高于南極上空，很少出現(xiàn)“極地平流層云”，故臭氧耗損也小得多。Crutzen等人的工作推動(dòng)了大氣化學(xué)研究的新分支：“粒子表面多相化學(xué)”的進(jìn)展。

　　對流層中臭氧增加使空氣質(zhì)量惡化：雖然Crutzen獲獎(jiǎng)的直接原因是對平流層臭氧的卓越研究，然而他在對流層臭氧的形成機(jī)制研究中也是世界上的領(lǐng)先者。與平流層臭氧耗損相反，對流層中臭氧含量呈上升趨勢，局部地區(qū)有時(shí)達(dá)到相當(dāng)高的濃度。由于臭氧有較高的化學(xué)反應(yīng)活性，對人體和生物組織有直接損害。臭氧的光解產(chǎn)物O(1D)具有足夠的能量與H2O、CH4等物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生自由基，從而引發(fā)一系列大氣化學(xué)反應(yīng)，發(fā)生二次污染，例如：光化學(xué)煙霧和酸雨。

　　1995年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)

　　莫利納

　　M.Molina(1943-)

　　美國大氣化學(xué)家

　　Mario Molina，1943年生于墨西哥城，1972年獲美國加州大學(xué)(貝克萊)物理化學(xué)專業(yè)博士學(xué)位。他作為博士后研究人員加入了Rowland的研究小組，任助教、副教授。1989年就職于麻省理工學(xué)院，現(xiàn)任教授，是美國國家科學(xué)院院士，總統(tǒng)科技顧問委員會(huì)委員。三位獲獎(jiǎng)?wù)叨际谴髿饣瘜W(xué)家，尤其在開拓與臭氧有關(guān)的大氣化學(xué)研究方面碩果累累。30多年前，Crutzen“第一次把臭氧問題擺在人們的面前”，他指出;人類活動(dòng)釋放的少量物質(zhì)能夠損害全球范圍的臭氧。Crutzen把平流層的研究引導(dǎo)上正確的道路，Rowland和Molina緊接著作出了卓越的預(yù)測——少量的氯氟烴類(CFCs)能夠在乎流層以催化的方式耗損大量的臭氧。

　　氯氟化碳類引起的臭氧層耗損：氯氟化碳類(CFCs)，或稱氟利昂類化合物廣泛用作致冷劑、氣溶膠噴霧劑、溶劑、塑料發(fā)泡劑、滅火劑和電子工業(yè)清洗劑等等。CFCs在對流層中很穩(wěn)定，不發(fā)生光解反應(yīng)，不為OH自由基氧化、不溶于水。在大氣與海洋的平衡中，進(jìn)入海祥的通量也僅占世界年產(chǎn)量的1%。因此CFCs進(jìn)入大氣以后的唯一出路是擴(kuò)散到平流層。

　　1974年前后，有兩項(xiàng)重要的研究成果：其一是美國科學(xué)家Richard　Stolarski和Ralph　Clcerone發(fā)現(xiàn)平流層中氯原子能夠象NO和NOx一樣，以催化劑的方式破壞臭氧;其二是英國科學(xué)家James　Lovelock發(fā)展了檢測極低濃度有機(jī)氣體的ECD(電子捕獲)檢測器。使用這種檢測器，他證實(shí)了人造、化學(xué)惰性的CFCs已經(jīng)被輸送到大氣層的各個(gè)角落。基于這兩項(xiàng)成果，1974年6月份Molina和Rowland在《自然》雜志上發(fā)表了一篇有關(guān)CFC與臭氧之間關(guān)系的文章”。同年9月份，他們又在美國化學(xué)學(xué)會(huì)大西洋城會(huì)議和一次記者招待會(huì)上作了詳細(xì)的發(fā)言。這兩篇發(fā)言立刻成為美國的頭條新聞，引起廣泛的關(guān)注。他們用計(jì)算說明化學(xué)惰性的CFCs能逐漸被輸送到平流層，在那里CFCs受到強(qiáng)烈的紫外光照射，分解為氯原子自由基。CFCs還能與O3的光解產(chǎn)物O(1D)反應(yīng)，釋放氯自由基。氯自由基引起臭氧耗損的反應(yīng)是以鏈反應(yīng)方式進(jìn)行的根據(jù)平流層中各有關(guān)物質(zhì)的濃度，以及鏈反應(yīng)中止的條件，可以估算出：在平流層中，一個(gè)氯原子可以與105個(gè)O3分子發(fā)生鏈反應(yīng)。因此，即使進(jìn)入平流層的CFCs量極微，也能導(dǎo)致臭氧層的破壞。

　　1987年Molina及其同事們著重闡述了CIO二聚物在氯原子催化循環(huán)反應(yīng)中的作用。這一研究奠定了氯自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的基礎(chǔ)。Rowland及其合作者還指出：除了南極，在其它所有緯度地區(qū)的上空都可能出現(xiàn)臭氧耗損。

　　1995年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)

　　羅蘭

　　F.S.Roweland(1927-)

　　美國大氣化學(xué)家

　　F.Sherwood　Rowland，1927年生于美國俄亥俄洲，1952年獲芝加哥大學(xué)化學(xué)博士學(xué)位，曾在普林斯頓大學(xué)和堪薩斯大學(xué)任職多年，現(xiàn)任加洲大學(xué)化學(xué)系教授，是美國國家科學(xué)院院士，兼任外事秘書，也是美國藝術(shù)和科學(xué)院院士。30多年前，Crutzen“第一次把臭氧問題擺在人們的面前”，他指出;人類活動(dòng)釋放的少量物質(zhì)能夠損害全球范圍的臭氧。Crutzen把平流層的研究引導(dǎo)上正確的道路，Rowland和Molina緊接著作出了卓越的預(yù)測——少量的氯氟烴類(CFCs)能夠在乎流層以催化的方式耗損大量的臭氧。

　　氯氟化碳類引起的臭氧層耗損：氯氟化碳類(CFCs)，或稱氟利昂類化合物廣泛用作致冷劑、氣溶膠噴霧劑、溶劑、塑料發(fā)泡劑、滅火劑和電子工業(yè)清洗劑等等。CFCs在對流層中很穩(wěn)定，不發(fā)生光解反應(yīng)，不為OH自由基氧化、不溶于水。在大氣與海洋的平衡中，進(jìn)入海祥的通量也僅占世界年產(chǎn)量的1%。因此CFCs進(jìn)入大氣以后的唯一出路是擴(kuò)散到平流層。

　　1974年前后，有兩項(xiàng)重要的研究成果：其一是美國科學(xué)家Richard　Stolarski和Ralph　Clcerone發(fā)現(xiàn)平流層中氯原子能夠象NO和NOx一樣，以催化劑的方式破壞臭氧;其二是英國科學(xué)家James　Lovelock發(fā)展了檢測極低濃度有機(jī)氣體的ECD(電子捕獲)檢測器。使用這種檢測器，他證實(shí)了人造、化學(xué)惰性的CFCs已經(jīng)被輸送到大氣層的各個(gè)角落。基于這兩項(xiàng)成果，1974年6月份Molina和Rowland在《自然》雜志上發(fā)表了一篇有關(guān)CFC與臭氧之間關(guān)系的文章”。同年9月份，他們又在美國化學(xué)學(xué)會(huì)大西洋城會(huì)議和一次記者招待會(huì)上作了詳細(xì)的發(fā)言。這兩篇發(fā)言立刻成為美國的頭條新聞，引起廣泛的關(guān)注。他們用計(jì)算說明化學(xué)惰性的CFCs能逐漸被輸送到平流層，在那里CFCs受到強(qiáng)烈的紫外光照射，分解為氯原子自由基。CFCs還能與O3的光解產(chǎn)物O(1D)反應(yīng)，釋放氯自由基。氯自由基引起臭氧耗損的反應(yīng)是以鏈反應(yīng)方式進(jìn)行的根據(jù)平流層中各有關(guān)物質(zhì)的濃度，以及鏈反應(yīng)中止的條件，可以估算出：在平流層中，一個(gè)氯原子可以與105個(gè)O3分子發(fā)生鏈反應(yīng)。因此，即使進(jìn)入平流層的CFCs量極微，也能導(dǎo)致臭氧層的破壞。

　　1987年Molina及其同事們著重闡述了CIO二聚物在氯原子催化循環(huán)反應(yīng)中的作用。這一研究奠定了氯自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的基礎(chǔ)。Rowland及其合作者還指出：除了南極，在其它所有緯度地區(qū)的上空都可能出現(xiàn)臭氧耗損。