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）

第二章全球环境问题 第二节臭氧层破坏 ·太阳飞出的带电粒子进入大气层，使氧分子裂变成氧 原子，而部分氧原子与氧分子重新结合成臭氧分子。 在地球的大气层中，臭氧的 含量极少，仅占空气的几百 万分之一，距地面15～50千 米高度的大气平流层，集中 了地球上约90%的臭氧，这 就是“臭氧层”。 什么是臭氧层? ·臭氧层在地球表面并不太厚，若在气温0℃时，将地表 大气中的臭氧全部压缩到一个标准大气压时，臭氧层 的总厚度才不过3mm。就是这样的一个臭氧层，却吸收 了来自太阳99%的高强度紫外辐射，成为地球一道天 然屏障，使地球上的生命免遭强烈的紫外线伤害。假 如没有臭氧层挡住紫外辐射，陆地上将荒芜一片，现 在任何形式的生命在陆地上断难存在。 臭氧层的作用 ·1985 年，英国科学家法尔曼(Farmen)等人根据南极哈 雷湾观测站的观测结果，发现从1957年以来，每年早 春(南极10月份)南极臭氧浓度都会发生大规模的耗 损，极地上空臭氧层的中 心地带，臭氧层浓度已极 其稀薄，与周围相比像是 形成了一个“洞”,直径 达上千公里“臭氧洞”就 是因此而得名的。 臭氧层空洞的发现 ·卫星观测结果表明，臭氧洞在不断扩大，至2006年臭 氧层空洞曾达到2950万km³, 相当于两个南极大陆。目 前，不仅在南极，在北极上空也出现了臭氧减少的现 象，美、日、英、俄等国家联合观测发现，北极上空 臭氧层也减少了20%,已形成了面积约为南极臭氧空洞 三分之一的北极臭氧空洞.在被称为是世界上“第三极” 的青藏高原，中国大气物理及气象学者的观测也发 现，青藏高原上空的臭氧正在以每10年2.7%的速度减 少，已经成为大气层中的第三个臭氧空洞。 臭氧层空洞的变化 oesg oetoter 1986 WCNTHEY NEAU TOTAL OZONE NIRRS 7 ThS Mwc=t Oxtoeer 1982 sepiember 1999 Dobson Uhits oo X0 00 400 50 september 1987 September 1993 oati September Oetsr issi Octotr 19aa Octoker 1081 Octoesr 1980 Oxtoter 1982 Octbber 1935 Dstosir 1989 Oxtsker1986 0xtos 1000 o 1981 层的破坏.近年来研究发现， ·核爆炸、航空器发射、超音 ·速飞机将大量的氮氧化物直 · 接注入平流层中，同样会使 ·臭氧浓度下降。 臭氧层空洞形成的机理 1.废气破坏臭氧层 ·废气中含有大量的氮氧化物(如NO 和NO₂ 等 ) , 这 些 氮氧化物可以破坏掉大量的臭氧分子，从而造成臭氧 ·美国科学家莫里纳 (Molina) 和罗兰德 (Rowland) 提 出：人工合成的一些含氯和含溴的物质是造成臭氧层 被破坏的元凶，最典型的是氯氟烃类化合物 (CFCs) 和含溴化合物哈龙 (Halons) 。CFCs 和Halons 泄漏 后首先进入大气的对流层中，通过极地的大气环流以 及赤道地带的热气流上升，最终使这些物质进入平流 层.然后又在风的作用下，把它们从低纬度地区向高纬 度地区输送，在平流层内，强烈的太阳紫外线照射使C FCs 和Halons 分子发生解离，释放出高活性的氯和溴 的自由基.氯原子自由基和溴原子自由基就是破坏臭氧 层的主要物质。 2.CFCs 和Halons对臭氧层的破坏 指外轴羽 CFCh 一氧化氯 氧自由基 臭氧 (0) CFCE 氧分子 (O) 反应系列 氧自由基 臭氧层损耗对全球环境和健康的影响。 · 目前，在全球广大地区都观测到臭氧总量的下降，其 直接后果是导致地球太阳紫外线辐射的增加。根据199 8年联合国环境署臭氧层耗损环境影响专家委员会的报 告，由于臭氧层损耗，导致全球范围地面紫外线照射 加强。其中：北半球中纬度地区冬/春季增加了7%;北 半球中纬度地区夏/秋季增加了4%;南半球中纬度地区 全年平均增加了6%;南极地区春季增加了130%;北极 地区春季增加了22%。预计在随后的几十年里，臭氧层 将处于最脆弱的状态。臭氧层损耗对全球环境和人类 健康的影响将是深远的。 ·臭氧层损耗后，人们直接暴露于UV-B辐射中的机会增 加了。UV-B辐射会损坏人的免疫系统，使患呼吸道系 统的传染病人增多；增加皮肤癌和白内障的发病率。 全世界每年大约有10 万多人死于皮肤癌，大多数病例 与UV-B有关。研究表明，如果大气中臭氧含量减少1