臭氧层破坏及对策.ppt

* 第十章 全球变化及对策第二节 臭氧层破坏问题 ?臭氧层概说 ?臭氧层破坏的现状 ?臭氧层破坏的原因 ?臭氧层破坏的危害 ?臭氧层破坏的对策 内容提要 一、臭氧层概说 （一）臭氧层的范围 O3 O2 + O 集中了大 气臭氧的 90% （二）臭氧的度量及正常含量 ? Dobson（陶普生）单位： 在标准大气压下，底为1cm2的大气柱内的O3平铺在地表，其厚度1mm被定义为100 Dobson。 ? 在正常情况下，全球平均O3含量约300 Dobson，变化于230—500 Dobson之间。 （三）臭氧的作用 ? 强烈吸收紫外线，尤其是吸收200—280nm之间的紫外线。这是平流层增温的主要机制。 ? 对地面生物具有保护作用。 ? 对近地面气候具有稳定作用。 二、臭氧层破坏现状 自20世纪70年代以来，全球大气中的O3含量不断下降，出现多个臭氧空洞，并且越来越严重。 ? 全球臭氧减少的情况 ①期间臭氧全球 平均减少3%； ②年递减率约为 0.2%； ③南半球减少大 于北半球； ④高纬度减少大 于低纬度 ? 南极上空臭氧减少情况 1985年首次发现南极上空春季（10月份）出现大范围臭氧含量下降（臭氧洞）以来，范围不断扩大，程度越来越严重，引起了全球的广泛关注。 1993年10月8日观测到南极臭氧空洞中心最低为85Dobson,仅相当于正常值的1/4。2000年9月南极空洞面积达2930万平方公里，相当于非洲大陆的面积。 南极臭氧洞Nimbus-7卫星图像 ? 我国青藏高原臭氧空洞情况 我国科学家1995年报道，青藏高原上空每年6—9月份也存在臭氧含量明显下降，臭氧空洞业已形成。其空洞中心臭氧含量比周围低约11%，并且目前仍以0.375%的速度在发展。 除此之外，还在北极和欧洲上空发现了臭氧空洞 三、臭氧层破坏的原因 臭氧耗竭物质 人类活动 氯氟烷烃 （氟利昂CFCs) 溴化物（溴甲烷 和哈龙类物质） 氮氧化物 （主要是N2O) 破 坏 臭 氧 分 子 （一）氯氟烷烃对臭氧的破坏机理 ?来源：是一类人工合成的含氯和氟的化合物（CFCs），包 括CFC-11（CFCl3）和CFC-12(CF2Cl2)等，广泛应用 于制冷剂、清洗剂。 ?破坏臭氧的机理： CFCl3 → ·CFCl2 + Cl· Cl· + O3 → ClO· + O2 ClO· +O3 → Cl· + 2O2 形成催化循环 一个氟利昂分 子可以破坏成 千上万个臭氧 分子，因此， 氟利昂被称为 臭氧的第一杀 手或元凶。 大气中氟利昂浓度的变化 （二）溴化物破坏臭氧的机理 ?来源：大气中的溴化物主要是溴甲烷和哈龙（Halon）类（同 时含有F和 Br的化合物）。海洋是溴化物的天然来源， 人类工业活动是哈龙的主要来源。 ? 溴化物破坏臭氧的机理： BrO + ClO → Br· + Cl· + O2 Br· + O3 → BrO + O2 Cl· + O3 → ClO + O2 形成催化反应循环 一个溴化物 分子可以破 坏生前上万 个臭氧分子。 （三）氮氧化物破坏臭氧的机理 ?来源：土壤是氮氧化物的天然来源，人工来源包括 工业活动、汽车尾气和燃烧等。 ? 大气中氮氧化物浓度的变化： ? 氮氧化物破坏臭氧的机理 N2O UV 337nm N2 + O N2O 250nm UV NO + N N2O + O → 2NO NO + O3 → NO2 + O2 NO2 + O → NO + O2 该反应也形成催化循环，一个氧化亚氮分子也能破坏成千上万个臭氧分子。 四、臭氧层破坏的危害 （一）对人类健康的危害 ? 皮肤癌和各种皮肤病患病率增加 据联合国环境规划署（UNEP）预测，臭氧层臭氧含量减少10%，皮肤病患病率将上升26%。 ? 白内障患病率增加 南极周围海域的鱼类有很多盲鱼，阿根廷和新西兰牧区出现很多盲羊。 ? 人体免疫机能下降，易患多种传染性疾病 因臭氧层破坏导致的皮肤癌 鳞片细胞癌 基部细胞癌 恶性黑瘤 （二）使作物产量下降 经实验研究，臭氧层破坏导致的地面紫外线强度增加，会损伤植物生长激素和叶绿素，影响植物正常生长发芽。经紫外线敏感性实验，有2/3的作物发生了敏感性反应，使作物