臭氧对生态环境的影响.ppt

然而在接近地面的地方，臭氧却是一种危险的污染物。汽车和工厂排放的废气在阳光下进行复杂化学反应，所形成的二次污染物称为光化学烟雾，臭氧就是光化学烟雾中危害最大的成分之一，会影响植物生长。由于空气污染物的传输和积聚，乡村地区的臭氧污染可能比城市更严重。农作物受臭氧损害的程度不同，例如葡萄园基本不受影响，小麦、土豆、豆类则受到明显损害。欧洲农业因臭氧污染造成的损失中，大约有三分之一来自小麦，五分之一来自土豆。此外，臭氧对畜牧草场的损害也很严重，如果考虑到这导致的肉类和牛奶产量下降等间接损失，臭氧污染给欧洲农业造成的损失可能还要增加40亿欧元。（1）对人类健康的影响UV—B对人类健康的影响主要表现在对人体裸露部分如皮肤、眼睛的损伤上，经UV—B辐射后，人类皮肤的急性反应包括太阳烁伤、表皮增厚、色素沉着等。皮肤若长期反复接受这种辐射，其弹性组织就会发生变化，严重者则导致皮肤质层发生病变，进而导致黑色素瘤、鳞状细胞癌等癌症。此外，紫外辐射还能诱发并恶化一些遗传性皮肤病如干皮病、白化病等。另外，紫外辐射还会直接伤害人体免疫系统，从而导致红斑狼疮、天疱疹等恶性疾病的患者人数增多。紫外辐射对眼睛的伤害则主要表现在对结膜、角膜的损伤。紫外辐射不仅能引起结膜及角膜发炎靡烂，它还会伤害晶状体而导致白内障使人失明，同时还会损伤视网膜。据美国科学院估计，臭氧浓度下降1%，到达地表的紫外线将增加2%，而皮肤癌患者的数目将增加4%。美国环保局（USEPA）则估计，若以现在的人口增长率及氯氟碳排放率为基数计算。到2075年，皮肤癌的发病人数将增至一亿五千四百万，因此而死亡的人数将达三百二十万；而白内障的发病人数将达到一千八百万。（2）对植物的影响在植物叶绿体上发生的光合作用是植物制造养料的唯一途径，经过高能紫外线辐射的植物，其光合作用会被阻断，加上紫外辐射能使植物叶面气孔关闭，阻断植物与外界的呼吸作用与物质交换，因而对植物的生长将产生巨大的影响。尽管世界已知的35万种植物中，可供食用的有8万种，但人类作为农作物种植的仅有80种，而供应世界人口绝大部分粮食和四分之三的蛋白质需求的，只有15种植物。因此，此类植物在紫外辐射增强后的变化，对人类今后如何生存的意义是不言而喻的。（3）对水生生物的影响增强的紫外线会大量杀死生活在海洋中的微生物，同时使某些抗紫外线的生物如兰—绿藻恶性增殖而冲斥水体。导致作为鱼类食物的浮游生物无法生存。其结果是海洋食物链被中断。另一方面，紫外辐射还会杀死许多生活在海水表层的经济鱼类（包括虾和蟹）的幼体。臭氧层与地球环境生态臭氧对人类和地球环境既有害又有益，这取决于他在大气层中存在的位置。接近地面时，臭氧作为一种强氧化剂，损害人类的健康；在10～50km高度，臭氧起着温室气体的作用；而平流层中的臭氧层有过滤有害的紫外线辐射的作用，它环绕地球形成了一个防护罩。第一节引言如今，人类活动造成了这一“防护罩”的削弱，已导致了许多严重的后果，危及着植物和动物的生存。最近南极臭氧洞的变化，引起了多方的关注；保护臭氧层——保护我们的地球已经成为世界各国关注的焦点。第二节臭氧层的变化与臭氧洞的形成大气中对流层和平流层以及中层低部都有臭氧存在。在距地面10公里到30公里这一区域内有一臭氧浓度峰值出现，这一区域称为臭氧层。臭氧在大气中的分布，平流层中的臭氧吸收掉太阳放射出的大量对人类、动物及植物有害波长的紫外线辐射（240—329纳米，称为UV—B波长），为地球提供了一个防止紫外辐射有害效应的屏障。但另一方面，臭氧遍布整个对流层，也起着温室气体的不利作用。此外，1983年，瑞士、西德、加拿大和美国的科学家都观察到在北半球上空臭氧层浓度降低约5—7%，并且在北极附近也观测到臭氧层浓度降低的现象。“臭氧洞”的形成和臭氧层浓度降低有许多种说法，其中主要有下述几种：（1）气相中的氧原子引起臭氧分子消失大气中的氧分子经波长小于242nm的太阳短波紫外辐射，可光解产生O，O（￠O），并进一步反应生成O3，温暖和热带区上空的平流层主要为O与O3反应而使臭氧消失。另外，尚有三组HOX、NOX、CIOX循环链式反应可导致臭氧消失。（2）CIO自由基引起臭氧分子的消失氯原子与O3作用可生成CIO。随即CIO与HO2、BrO、CIO等形成循环链式反应，而消除臭氧。（3）异相化学反应在平流层模式中曾引入许多气相化学反应，但是都不能预测南极低温下大气臭氧层浓度大幅度下降的事实。因为Rowland等在模式中引入异相化学反应，在冬季南极旋涡中有极地平流层云（PSC），温度约为-80