臭氧层.ppt

环境问题：臭氧层空洞,臭氧层,臭氧层是大气平流层中臭氧浓度最大处，是地球的一个保护层。臭氧层是平流层中臭氧集中的层次，极大值在2025km高度上。臭氧是氧原子与氧分子在第三体(N2、O2)参与下产生的，因高层大气中气体分子太稀少，低层大气中光离解的原子氧又太少，故只在平流层内形成了臭氧层。,基本概述,臭氧在大气中从地面到70千米的高空都有分布，其最大浓度在中纬度24千米的高空，向极地缓慢降低，最小浓度在极地17千米的高空。20世纪50年代末到70年代就发现臭氧浓度有减少的趋势。1985年英国南极考察队在南纬60地区观测发现臭氧层空洞，引起世界各国极大关注。 臭氧层的臭氧浓度减少，使得太阳对地球表面的紫外辐射量增加，对生态环境产生破坏作用，影响人类和其他生物有机体的正常生存。关于臭氧层空洞的形成，在世界上占主导地位的是人类活动化学假说：人类大量使用的氯氟烷烃化学物质（如制冷剂、发泡剂、清洗剂等）在大气对流层中不易分解，当其进入平流层后受到强烈紫外线照射，分解产生氯游离基，游离基同臭氧发生化学反应，使臭氧浓度减少，从而造成臭氧层的严重破坏。为此，于1987年在世界范围内签订了限量生产和使用氯氟烷烃等物质的蒙特利尔协定。另外还有太阳活动说等说法，认为南极臭氧层空洞是一种自然现象。关于臭氧层空洞的成因，尚有待进一步研究。,成因揣测,臭氧层为什么会出现“空洞”？ 许多科学家认为，是使用氟利昂作制冷剂及在其他方面使用的结果。氟利昂由碳、氯、氟组成，其中的氯离子释放出来进入大气后，能反复破坏臭氧分子，自己仍保持原状，因此尽管其量甚微，也能使臭氧分子减少到形成“空洞”。 我国科学家新近提出，仅仅是氟利昂的作用还不够，太阳风射来的粒子流在地磁场的作用下向地磁两极集中，并破坏了那里的臭氧分子，这才是主要原因。而无论如何，人为地将氯离子送进大气，终是一种有害行为。 臭氧是大气中的微量气体之一，其主要浓集在平流层中20-25km的高空，即大气的臭氧层。臭氧层对保护地球上的生命界以及调节地球的气候都具有极为重要的作用。然而，近些年来，由于在平流层内运行的飞行器日益增多，人类活动产生的一些痕量气体如NO。和氯氟烃等进入平流层，使臭氧层遭到破坏，以致于在南极上空出现了“臭氧空洞”。 导致大气中臭氧减少和耗竭的物质，主要是平流层内超音速飞机排放的大量NO。以及人类大量生产与使用的氯氟烃化合物（氟利昂），如CFCl3（氟利昂-11）、CF2Cl2（氟利昂-12）等。1973年，全球这两种氟利昂的产量达480万，其大部分进入低层大气，再进入臭氧层。氟利昂在对流层内性质稳定，但进入臭氧层后，易与臭氧发生反应而消耗臭氧，以致降低臭氧层中臭氧的浓度。,相关数据,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。科学家目前尚不清楚2008年的臭氧空洞面积是否会打破这个记录。 大气圈的臭氧入不敷出，浓度降低。科学家在1985年首次发现：1984年9、10月间，南极上空的臭氧层中，臭氧的浓度较20世纪70年代中期降低40%，已不能充分阻挡过量的紫外线，造成这个保护生命的特殊圈层出现“空洞”，威胁着南极海洋中浮游植物的生存。据世界气象组织的报告：1994年发现北极地区上空平流层中的臭氧含量，也有减少，在某些月份比20世纪60年代减少了25-30%。而南极上空臭氧层的空洞还在扩大，1998年9月创下了面积最大达到2500万Km2的历史记录。,例子：南极臭氧层空洞,1985年英国南极考察队在南纬60地区观测发现臭氧层空洞，引起世界各国极大关注。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。 2007年的臭氧空洞面积有2500万平方公里。 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， 2000年9月3日南极上空的臭氧层空洞面积达到2830万平方公里.,原因解释,对南极臭氧洞形成原因的解释有三种，即大气化学过程解释，太阳活动影响和大气动力学解释。,大气化学规程解释 大气化学过程解释，认为臭氧层中可以产生某种大气化学反应，将3个氧原子含量的臭氧（O3）分解为分子氧（O2）和原子氧（O），从而破坏了臭氧层。,太阳活动影响解释 太阳活动影响解释，认为当太阳活动峰年（即太阳活动强烈的时期）前后，宇宙射线明显增强，促使双电子氮化物（如NO2）与O3发生化学反应，使得奇电子氮化物（如NO3）增加，O3转换为O2。,大气动力学解释,大气动力学解释认为，初春，极夜结束，太阳辐射加热空气，产生上升运动，将对流层臭氧浓度低的空气输入平流层，使得平流层臭氧含量减小，容易出现臭氧洞。一般认为，在人为因素中，工业上大量使用氟里昂气体是破坏臭氧层的主要原因之一。通常，氟里昂是比较稳定的物质，然而，当它被大气环流带到平流层（16公里30公里）时，由于受太阳紫外线的照射，容易形成游离的氯离子。这些氯离子非常活泼，容易与臭氧起化学反应，把臭氧（O3）变成氧分子（O2）和氧原子（O），从而使臭氧总量减少，形成了臭氧洞。本来，在离地20公里30公里的大气层内，是臭氧集中分布的地带，称作臭氧层，太阳辐射透过这层大气时，大量的臭氧吸收了波长较短的紫外线辐射（0.20微米0.30微米波段），大大减弱了到达地面太阳辐射中的紫外线强度。然而，若臭氧层的臭氧含量大大减少，则吸收太阳紫外线辐射的能力减弱，到达地面的太阳辐射强度会增大。从医学上来说，较短波的紫外线辐射杀伤能力最大，能杀死细胞，破坏生物细胞内的遗传物质，如染色体、脱氧核糖核酸等，严重时会导致生物的遗传病，产生突变体，导致人类的皮肤癌。强烈的紫外线还可以穿透海洋10米30米，使海洋浮游植物的初级生产力降低四分之三左右，抑制浮游动物生长。人们一旦了解了臭氧洞的危害和形成原因，相信会对臭氧洞演变的预测和防止提出新的理论和方法。在臭氧层内各地分布不均匀，世界三极地区即南极、北极和青藏高原气候寒冷，臭氧层微薄。某处臭氧层中臭氧含量的减少等于在屋顶上开了天窗，如果减少到正常值的50%以上，人们形象地说这是个臭氧洞。臭氧洞可以用一个三维的结构来描述，即臭氧洞的面积、深度及延续时间。,产生危害,10多年来，经科学家研究；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，还受到白内障、免疫系统缺陷和发育停滞等疾病的袭击。现在居住在距南极洲较近的智利南端海伦娜岬角的居民，已尝到苦头，只要走出家门，就要在衣服遮不住的肤面，涂上防晒油，戴上太阳眼镜，否则半小时后，皮肤就晒成鲜艳的粉红色，并伴有痒痛；羊群则多患白内障，几乎全盲。据说那里的兔子眼睛全瞎，猎人可以轻易地拎起兔子耳朵带回家去，河里捕到的鲜鱼也都是盲鱼。 推而广之，若臭氧层全部遭到破坏，太阳紫外线就会杀死所有陆地生命，人类也遭到“灭顶之灾”，地球将会成为无任何生命的不毛之地。可见，臭氧层空洞已威胁到人类的生存了。 臭氧是一种温室气体，它的存在可以使全球气候增暖。但是，臭氧与其它温室气体不同，这是自然界中受自然因子（太阳辐射中紫外线对高层大气氧分子进光化作用而生成）影响而产生，并不是人类活动排放产生的。,影响推测,臭氧除了能够对气候变化产生影响，从而影响环境和生态外，还对人类健康产生强烈的直接影响。由实验及实际观测推论会造成以下的影响。 1.对人类健康影响 2.对生态影响,对人类健康影响 1增加皮肤癌：臭氧减少1，皮肤癌患者增加46，主要是黑色素癌。 2损害眼睛，增加白内障患者。 3削弱免疫力，增加传染病患者。,紫外线的危害,紫外线强烈作用于皮肤时，可发生光照性皮炎，皮肤上出现红斑、痒、水疱、水肿等；严重的还可引起皮肤癌。 紫外线作用于中枢神经系统，可出现头痛、头晕、体温升高等。作用于眼部，可引起结膜炎、角膜炎，称为光照性眼炎，还有可能诱发白内障，在焊接过程中产生的紫外线会使焊工患上电光性眼炎（可以治愈）。 虽然紫外线在一年四季都存在，冬季太阳光显得比较温和且北方多雾，但紫外线仅仅比夏天弱约20%，仍然会对人体皮肤和眼睛等部位造成很大危害，所以冬季仍需避免紫外线照射。长期紫外线照射最易造成皮肤产生各种色斑。所以，即使是在寒冷的冬天，户外活动时也应涂抹隔离霜或防晒霜。当然，SPF指数在15就足够了。 如果是外出进行滑雪运动或在雪地里长时间停留时，最好还是戴上护眼镜，以防止紫外线和雪地强白光对眼睛的刺激。 近年来，大量化学物质破坏了大气层中的臭氧层，破坏了这道保护人类健康的天然屏障。据国家气象中心提供的报告显示，1979年以来我国大气臭氧层总量逐年减少，在20年间臭氧层减少了14。而臭氧层每递减1，皮肤癌的发病率就会上升3。目前，北京市气象局发布了北京市的紫外线指数，以帮助人们适当预防紫外线辐射。,紫外线,紫外线对皮肤的影响,如何看懂紫外线指数？ 紫外线指数一般用015表示。夜间紫外线指数为0，在热带或高原地区、晴天无云时，紫外线最强，指数为15。当指数值为0、1、2时，表示紫外线量最小；指数为3、4时，表示紫外线量比较低，影响较小；指数为5、6时，表示紫外线辐射为中等强度，对人体皮肤有一定伤害；指数为7、8、9时，表示紫外线辐射较强，危害较大，外出应戴太阳帽、太阳镜或使用遮阳伞，也可涂擦一些防晒霜(SPF指数应大于15)。当指数10时，人们应减少外出时间。,对生态影响 1农产品减产及其品质下降。试验200种作物对紫外线辐射增加的敏感性，结果23有影响，尤其是大米、小麦、棉花、大豆、水果和洋白菜等人类经常食用的作物。估计臭氧减少1，大豆减产1。 2减少渔业产量。紫外线辐射可杀死10米水深内的单细胞海洋浮游生物 。实验表明，臭氧减少10，紫外线辐射增加20，将会在15天内杀死所有生活在10米水深内的鳗鱼幼鱼。 3破坏森林。,修补臭氧层的措施,氟利昂是杜邦公司30年代开发的一个引为骄傲的产品，被广泛用于制冷剂、溶剂、塑料发泡剂、气溶胶喷雾剂及电子清洗剂等，哈龙在消防行业发挥着重要作用。当科学家研究令人信服地揭示出人类活动已经造成臭氧层严重损耗的时候，“补天”行动非常迅速。实际上现代社会很少有一个科学问题像“大气臭氧层”这样由激烈的反对、不理解，迅速发展到全人类采取一致行动来加以保护。 1985年，也就是Monlina和Rowland提出氯原子臭氧层损耗机制后11年，同时也是南极臭氧洞发现的当年，由联合国环境署发起21个国家的政府代表签署了保护臭氧层维也纳公约，首次在全球建立了共同控制臭氧层破坏的一系列原则方针。 1987年9月，36个国家和10个国际组织的140名代表和观察员在加拿大蒙特利尔集会，通过了大气臭氧层保护的重要历史性文件关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书。在该议定书中，规定了保护臭氧层的受控物质种类和淘汰时间表，要求到2000年全球的氟利昂消减一半，并制定了针对氟利昂类物质生产、消耗、进口及出口等的控制措施。由于进一步的科学研究显示大气臭氧层损耗的状况更加严峻，1990年通过关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书伦敦修正案，1992年通过了哥本哈根修正案，其中受控物质的种类再次扩充，完全淘汰的日程也一次次提前，缔约国家和地区也在增加。到目前为止，缔约方已达165个之多，反映了世界各国政府对保护臭氧层工作的重视和责任。不仅如此，联合国环境署还规定从1995年起，每年的9月16日为“国际保护臭氧层日”，以增加世界人民保护臭氧层的意识，提高参与保护臭氧层行动的积极性。,历史回顾,中国保护臭氧层大事记 1985年在维也纳举行了保护臭氧层全权代表会议，中国派观察员参加了会议。 1989年，中国签署加入了保护臭氧层维也纳公约。 1991年，中国加入了关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书伦敦修正案。 1992年，中国组织制定了中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案，并在1993年初得到国务院与多边基金执委会的批准。 1994年，中国组织制定了烟草行业消耗臭氧层物质逐步淘汰的补充方案。 1995年，中国率先组织制定了气溶胶、泡沫塑料、家用冰箱、工商制冷、汽车空调、哈龙灭火剂、电子零件清洗、受控物质生产8个行业的逐步淘汰受控物质的战略研究，并得到多边基金执委会的批准。 1999年，国务院批准执行修订的中国逐步淘汰消耗臭氧层物质国家方案。,2000年，新修订的中华人民共和国大气污染防治法颁布实施。 2002年，中国汽车空调行业实现ODS整体淘汰目标。 2003年，中国政府正式签署蒙特利尔议定书哥本哈根修正案。 2005年，原国家环境保护总局联合有关国际组织，在全国12个省市开展了加速淘汰消耗臭氧层物质、创建臭氧层友好省市的试点工作。通过1年多的努力，吉林省、山东省、海南省、天津市、深圳市、武汉市、西安市、苏州市、乌鲁木齐市、廊坊市、南通市等省市已经在2006年7月1日前实现了本辖区内淘汰全氯氟烃和哈龙的目标。 2007年，原国家环保总局下发关于加强消耗臭氧层物质淘汰管理工作的通知(环发200740号)，要求各级环保部门要进一步提高对臭氧层保护工作的认识，明确环保部门在履约工作中的监管职责，开展辖区内ODS调研工作，加强执法监督，建立地方ODS监管长效机制。,“保护臭氧层，拯救地球生命”国际保护臭氧层日,国际保护臭氧层日（9月16日） 新华网北京月日电 月日是第个国际保护臭氧层日。今年国际保护臭氧层日的主题是“保护臭氧层，拯救地球生命”。世界气象组织专家布拉森12日在日内瓦说，南极上空今年再次出现臭氧层空洞，但面积与去年相比有所减小。 布拉森说，臭氧层空洞位于南极地区上空海拔2.5万米的平流层，面积约为2300万平方公里。而去年的臭氧层空洞曾达到2950万平方公里。专家分析说，空洞面积减小的原因可能与今年这一地区的气温偏高有关。,资料图片：这幅由美国航空航天局提供的影像中，南极上空的臭氧层空洞就像一个巨大的蓝色水滴。美国航空航天局的科学家2000年9月8日宣布，南