《臭氧层与地球空洞》PPT课件.ppt

臭氧层与地球空洞,什么是臭氧层？,臭氧层是指大气层的平流层中臭氧浓度相对较高的部分，其主要作用是吸收短波紫外线。大气层的臭氧主要以紫外线打击双原子的氧气，把它分为两个原子，然后每个原子和没有分裂的氧合并成臭氧。臭氧分子不稳定，紫外线照射之后又分为氧气分子和氧原子，形成一个继续的过程臭氧氧气循环，如此产生臭氧层。自然界中的臭氧层大多分布在离地2050千米的高空。臭氧层中的臭氧主要是紫外线制造。,平流层中最重要的化学组分就是臭氧。在平流层集中了大气中90%的臭氧。 臭氧的生成和消耗机制: 生成 O2 + h( 240nm) O + O O2 + O O3 消耗 2 O3 + h 3O2 Y+O3 YO + O2 YO + O Y + O2 O3 + O 2O2,O3,每升高100m，气温降低0.65,紫外线的强烈照射，N2和O2产生不同程度的离解,高度（km),臭氧层在大气中的分布,臭氧层的作用,大气臭氧层主要有三个作用 1、保护作用 臭氧层能够吸收太阳光中的波长306.3m以 下的紫外线，主要是一部分UVB(波长290300m)和全部的UVC(波长290m，保护地球上的人类和动植物免遭短波紫外线的伤害。只有长波紫外线UV-A和少量的中波紫外线UV-B能够辐射到地面，长波紫外线对生物细胞的 伤害要比中波紫外线轻微得多。所以臭氧层犹如一件保护伞保护地球上的生物得以生存繁衍 。,2、加热作用 臭氧吸收太阳光中的紫外线并将其转换为热能加热大气，由于这种作用 大气温度结构在高度50km左右有一个峰，地球上空1550km存在着升温层。正是由于存在着 臭氧才有平流层的存在。而地球以外的星球因不存在臭氧和氧气，所以也就不存在平流层。 大气的温度结构对于大气的循环具有重要的影响，这一现象的起因也来自臭氧的高度分布。 3、温室气体的作用 在对流层上部和平流层底部，即在气温很低的这一高度，臭氧的作用同样非常重要。如果这一高度的臭氧减少，则会产生使地面气温下降的动力。因此，臭氧的高度分布及变化是极其重要的。,臭氧层被破坏的原因,臭氧层4亿年前形成，之后基本未遭破坏，直至上世纪。 含“氯”和含“溴”的人工化学品的排放 消耗臭氧层物质（ODS）共6类96种，中国有6类16种，包括： 全氯氟烃 (CFCs)，哈龙，四氯化碳，甲基氯仿，甲基溴，含氢氯氟烃(HCFCs),用途：制冷剂、发泡剂、清洗剂、灭火剂、 气雾剂、烟丝膨胀剂、化工助剂、杀虫剂,氟里昂在工业上、生活中被广泛使用,CFCs简介,CFCs简介,化学名称氯氟烃，商业名称氟利昂，根据氯氟烃的英文名称Chloro-fluoron-carbon，取其字头组成缩写CFC， 用CFC代码作为氯氟烃的统称。在CFC后标以化合物代码，可以代表不同的氯氟烃，如 CFC-11三氯一氟甲烷 CFC-12二氯二氟甲烷 CFC-1131，1，2-三氯-1，2，2-三氟乙烷 氟利昂以前大量用于冰箱空调制冷剂、有机溶剂、气雾剂等。,臭氧破坏机理示意图,氟氯烃破坏臭氧的化学反应历程,CFC Cl Cl+O3 ClO+O2 O2 2O O+ClO Cl+O2,光分解,光分解,破坏现状,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。（如图）,1985 年，英国科学家法尔曼等人在南极哈雷湾观测站发现：在过去 10 - 15 年间、每到春天南极上空的臭氧浓度就会减少约 30%，有近 95% 的臭氧被破坏。从地面上观测，高空的臭氧层已极其稀薄，与周围相比像是形成一个“洞”，直径达上千公里，“臭氧洞”由此而得名。卫星观测表明，此洞覆盖面积有时比美国的国土面积还要大。到 1998 年臭氧空洞面积比 1997 年增大约 15%，几乎相当于三个澳大利亚大。前不久，日本环境厅发表的一项报告称，1998 年南极上空臭氧空洞面积已达到历史最高记录，为 2720 万平方公里，比南极大陆还大约 1 倍。 2008年形成的南极臭氧空洞的面积到9月第二个星期就已达2700万平方公里，而2007年的臭氧空洞面积只有2500万平方公里。2000年，南极上空的臭氧空洞面积达创记录的2800万平方公里，相当于4个澳大利亚。,臭氧层空洞为什么只出现在南极？,南极冬天的极夜会有极地涡旋，阻止臭氧补充到南极上空 。 在冬天，零下80度的低温使水汽形成冰晶云。冰晶不断吸收氯氟烃气体，在其表面聚集。 春季（9月）来临，阳光照射下冰晶云升温，氯氟烃气体迅速释放。而氯氟烃分子在紫外线照射下开始释放氯原子氯原子大量损耗臭氧而出现臭氧洞。 春天，太阳出来了，冰晶云化了， “非均向化学反应” 交界面消失了，反应也就停止了。臭氧空洞逐渐弥合。,臭氧层空洞问题的争论,南极臭氧洞成因有多种假设，其中主要有： a、与太阳活动周期有关的自然现象 b、火山活动的影响 c、当地天气动力学过程的影响 d、人为活动的影响如氯化物的排放进入大气平流层,臭氧层破坏的后果,对人体健康的影响 对陆生植物的影响 对水生生态系统的影响 对生物化学循环的影响 对材料的影响 对对流层大气组成及空气质量的影响,对人类健康的影响 DNA改变，免疫机制减退 麻疹、水痘、疱疹、细菌感染、真菌感染等 皮肤癌 基底细胞癌、 鳞状皮肤癌 恶性黑色素瘤 白内障 1%臭氧层的减少，将增加11.5万白内障,臭氧层破坏的后果,对陆生植物的影响 减少产量-如豆类、瓜类、卷心菜类 改变遗传基因和再生能力 降低品质 对水生物的影响 减少浮游生物 影响海洋食物链 危害鱼、虾等动物的早期发育 对城市环境和建筑材料的影响 光学化学烟雾污染 聚合物材料老化,保护方法,购买带有“无氯氟化碳“标志的产品； 合理处理废旧冰箱和电器，在废弃电器之前，除去其中的氟氯化碳和氟氯烃制冷剂； 不用含甲基溴的杀虫剂，在有关部门的帮助下，选用适合的替代品，如果还没有使用甲基溴杀虫剂就不要开始使用它； 确保维护期间从空调、冰箱或冷柜中回收的冷却剂不会释放到大气中，做好常规检查和修理泄漏； 鉴定公司现有设备如空调、清洗剂、灭火剂、涂改液、海绵垫中那些使用了消耗臭氧层的物质，并制定适当的计划，淘汰它们，用替换物品换掉它们； 替换在办公室和生产过程中所用的消耗臭氧层物质，如果生产的产品含有消耗臭氧层物质，那么应该用替代物来改变产品的成分； 告诉你的家人、朋友、同事、邻居、保护环境、保护臭氧层的重要性，让大家了解哪些是消耗臭氧层物质。,臭氧层的保护,国际公约(补天行动)： 1985年保护臭氧层维也纳公约 1987年关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书 1990年伦敦修正案 1992年哥本哈根修正案 1999年北京修正案（北京宣言）,我国履行议定书的情况,中国1991年加入蒙特利尔议定书伦敦修正案，2003年加入哥本哈根修正案。 中国消耗臭氧层物质生产和消费量约占发展中国家的50%。 国务院1991年批准中国逐步淘