第二章全球环境问题第二节臭氧层破坏（课件）《环境学基础》同步教学（化学工业出版社）

第二节臭氧层破坏 目录 1 臭氧层及其作用 2 臭氧层空洞及其危害 3 ODS及其对臭氧层的破坏作用 4 臭氧层的保护行动 5 结语 臭氧层简介 臭氧—O3 O2的同素异形体;天然大气的微量组分，含量约为1/108。 臭氧层--Ozone Layer 地球大气圈的平流层离地面20--25千米，大气中臭氧的90%都集中在这里，形成一个小圈层环绕着地球，称为"臭氧层"。 (对流层臭氧仅占10%) 浓度表示方法 用从地面到高空垂直柱中臭氧的总层厚来反映大气中臭氧含量的方法叫做柱浓度法，采用多布森单位（Dobson unit，简称D.U.）来表示，正常大气中臭氧的柱浓度约为300D.U.。 臭氧层的作用 臭氧对太阳光中紫外线有极强的吸收作用，从而阻挡了太阳光紫外线对地球生物的伤害。 紫外线A （UV-A） 波长长于320纳米，对人类是有益。例如，可以杀菌以及使人体内转化合成维生素D，防止佝偻病等。 紫外线B （UV-B） 波长290-320纳米，可以严重损伤地球生命，但其中波长最短的有害部分基本上也被臭氧层所吸收。 紫外线C （UV-C） 波长短于290纳米，可以杀死地面上一切生命，这部分紫外线被高空臭氧层完完全全地吸收掉了。 臭氧层(图) 平流层足由于臭氧吸收了200—320nm的阳光紫外辐射而得以加热的，臭氧是其主要的热源，因此，臭氧在平流层的垂直分布对平流层的温度结构和大气运动起决定性的作用。 臭氧浓度的变化不仅影响到平流层大气的温度和运动，也影响了全球的热平衡和全球的气候变化。 臭氧层空洞 臭氧洞 名称由来：80年代观测发现，自每年9月份下旬开始，南极洲上空的臭氧总量迅速减少一半左右，极地上空臭氧层的中心地带，近90％臭氧被破坏，若从地面向上观测，高空臭氧层已极其稀薄，与周围相比象是形成了一个直径上千公里的洞。 臭氧洞被定义为臭氧的柱浓度小于200 D.U.，也即臭氧的浓度较臭氧洞发生前减少超过33%的区域。卫星观测表明，臭氧洞的持续时间,面积逐年增加 臭氧空洞示意图 南极臭氧洞变化情况 空洞面积在2002年9月10日已超过1998年2724万平方公里的高峰值，达2918万平方公里，约为南极大陆面积的2.08倍。 1998年高空臭氧的被破坏量为8908万吨，为历史之最。但观测表明，今年9月12日的高空臭氧的被破坏量突破了这一记录，达到9622万吨，创历史新高。 北极臭氧层变化 1996年2月至3月间，有几天北纬地区的臭氧层浓度下降了45％，达到了危险的地步。这次臭氧层浓度下降是前所未有的，柱浓度第一次降至200D.U.以下。 受这次臭氧层密度下降影响最严重的地区有格陵兰岛、俄罗斯北极地区西部和斯堪的纳维亚国家。 臭氧层破坏日趋严重 全球不同地区臭氧总量呈不断下降的趋势，相比七十年代各地区臭氧总量下降如下： 　　北半球中纬度地区冬/春季减少了6%； 　　北半球中纬度地区夏/秋季减少了3%； 　　南半球中纬度地区全年平均减少了5%； 　　南极地区春季减少了50%； 　　北极地区春季减少了15%。 臭氧层空洞的危害 ① 对人类健康的影响。皮肤发生癌变; 透发白内障以至失明。据估计，臭氧每减少1％，皮肤癌发病率将增加2％-4％，白内障患者将增加0.3％-0.6％。 ② 破坏地球生态平衡。也会使动物产生白内障。过量紫外线会使浮游生物，鱼苗、虾、蟹幼体和贝类大量死亡，会造成某些生物灭绝。强烈的紫外线还会使农作物和植物受到损害。UV-B辐射效应对长寿命植具有积累效果,严重影响森林的生态。对海洋微生物产量的影响将加重的温室效应。 ③ 对城市空气质量影响。增强的紫外线使城市中汽车尾气的氮氧化物分解，在较高气温下产生以臭氧为主要成分的光化学烟雾。美国环保局估计，如高空臭氧层耗减25％，城市光化学烟雾频率将增加30％。 ④ 过量紫外线还能加速建筑物、绘画、雕塑、橡胶制品、塑料的老化过程，降低质量，缩短寿命。尤其使聚合物材料降解和老化变质。 ⑤ 改变大气结构。臭氧层耗损将导致平流层下部气温变冷和对流层变热。臭氧层的破坏会导致原有的臭氧纵向分布的改变，破坏地球的辐射收支平衡，加剧对流层中二氧化碳、臭氧这些温室气体量的增加，成为影响气候变化的一个重要因素。 ODS 许多科学研究证明，工业上大量生产和使用的氟氯烷烃等物质，当它们被释放并上升到平流层时，受到强烈的太阳紫外线UV-C的照射，分解出Cl·自由基和Br·自由基，这些自由基很快地与臭氧进行连锁反应，每一个Cl·自由基可以摧毁10万个臭氧分子。人们把这些破坏大气臭氧层、危害人类生存环境的物质称为“消耗臭氧层物质”，简称ODS。 目前认为ODS包括下列物质：CFCs、哈龙、四氯化碳、甲基氯仿、溴甲烷以及H