臭氧層空洞及其形成原因（課堂PPT）

1、1臭氧層空洞形成機(jī)制2太空中的地球在天際遨游時(shí)遙望地在天際遨游時(shí)遙望地球，映入眼簾的是一球，映入眼簾的是一個(gè)晶瑩的球體，上面?zhèn)€晶瑩的球體，上面藍(lán)色和白色的紋痕相藍(lán)色和白色的紋痕相互交錯(cuò)，周圍裹著一互交錯(cuò)，周圍裹著一層薄薄的水藍(lán)色層薄薄的水藍(lán)色“紗紗衣衣”。3Contents臭氧的性質(zhì)臭氧的性質(zhì)大氣臭氧層及其形成大氣臭氧層及其形成南極臭氧空洞形成原因南極臭氧空洞形成原因臭氧層破壞機(jī)理臭氧層破壞機(jī)理保護(hù)臭氧層的全球行動(dòng)保護(hù)臭氧層的全球行動(dòng)4臭氧的性質(zhì)v O3（Ozone） 三個(gè)氧原子構(gòu)成，O2的同素異形體 常溫下，淡藍(lán)色、特殊臭味（魚腥味）的氣體 長(zhǎng)期人體接觸，頭痛、眼睛灼熱、刺激呼吸道（100

2、g/m3）5大氣臭氧層O3在不同大氣高度有顯著不同的環(huán)境作用對(duì)流層：NOx和VOCs光化學(xué)煙霧污染物；二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：（8h濃度）160 g/m3；平流層：90%的O3 ；峰值在20-25 km范圍內(nèi)；v 沿垂直于地面的方向?qū)⒋髿庵械腛3全部壓縮到1.01105Pa，總厚度平均約為3 mm。6臭氧層的作用紫外紫外輻射輻射人體健康人體健康影響影響臭氧層吸收情況臭氧層吸收情況UV-A促進(jìn)維生促進(jìn)維生素素D的合成的合成基本不吸收基本不吸收UV-B損害蛋白損害蛋白質(zhì)和質(zhì)和DNA吸收大約吸收大約90%UV-C損害蛋白損害蛋白質(zhì)和質(zhì)和DNA全部吸收全部吸收O3層損耗的危害：層損耗的危害：皮膚癌發(fā)病率增高、傷害眼

3、睛導(dǎo)致白內(nèi)障，O3下降1%，發(fā)病率增加0.6%-0.8%；陸生植物生長(zhǎng)力減弱等。7O3層的形成 O3的形成條件的形成條件 強(qiáng)太陽(yáng)輻射強(qiáng)太陽(yáng)輻射 充足充足的氧分子和的氧分子和活性氧原子活性氧原子 20-30 km高空最高空最適合適合8臭氧層空洞的發(fā)現(xiàn)v 1984年，英國(guó)科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)南極上空出現(xiàn)臭氧洞；v 1985年美國(guó)“雨云-7號(hào)”氣象衛(wèi)星觀測(cè)到了這個(gè)臭氧洞。v 1979年的290 DU至1985年的170 DU，至2000年的100 DU。1979年年 1989年年 1999年年 2008年年南極臭氧層空洞變化（南極臭氧層空洞變化（1979-2008年）年）9臭氧層空洞的形成v Farman

4、等人認(rèn)為臭氧層空洞形成原因：南極的極低溫度和極地含鹵化合物濃度的增加；v Why 南極？ 人類所排放氟氯烴主要在北半球，歐洲、俄羅斯、日本和北美約占總量的90%，且是對(duì)流層。 北極有沒有？10臭氧層空洞的形成攜帶北半球釋放的氟氯烴的大氣環(huán)流，隨赤道附近的熱空氣上升，分流向兩極，然后冷卻下沉，從低空回流到赤道附近回歸線。南極黑暗酷冷的冬季，下沉的氣流在南極山地受阻，就地旋轉(zhuǎn)，吸入冷空氣形成“極地渦旋”。11臭氧層空洞的形成v極地渦旋的重要作用：內(nèi)部空氣與外部大氣隔離，只有平流層上部空氣可以進(jìn)入渦內(nèi)。v旋渦內(nèi)溫度下降至240-195 K時(shí)，水汽凝結(jié)成為冰晶云，并吸收、積聚氟氯烴化合物。v當(dāng)春季來臨

5、，冰晶融化，釋放吸附的氟氯烴類物質(zhì)。在紫外線作用下，釋放氯原子，與臭氧反應(yīng)。12臭氧層空洞的形成鹵素氣體：CCl3F、CCl2F2、CH3Cl、CCl4、CH3Br、CHBr3、CBrF3活性鹵素分子：BrONO2、HCl、ClONO2、ClO、BrO、Br、Cl1 鹵素氣體的排放和聚集2 鹵素氣體傳輸至平流層3 鹵素氣體在紫外線照射下轉(zhuǎn)化為活性分子4 活性鹵素氣體在全球范圍引起臭氧層消耗5 活性鹵素氣體返回對(duì)流層并被去除極地渦旋和冰晶云加劇了極地冬季和春季的臭氧層消耗13臭氧層的破壞機(jī)理14臭氧層的破壞機(jī)理15氟氯烴化合物來源含氯氣體噴霧劑、發(fā)泡劑、制冷劑16哈龍類化合物來源含溴氣體高質(zhì)量的

6、滅火劑17蒙特利爾議定書1985年：年：維也納公約維也納公約1987年：年：蒙特利爾議定書蒙特利爾議定書1990年：倫敦修正案年：倫敦修正案1992：哥本哈根修正案：哥本哈根修正案1999：北京修正案：北京修正案每次修改結(jié)果使受控物質(zhì)種類被再每次修改結(jié)果使受控物質(zhì)種類被再次擴(kuò)充，完全淘汰的日程也一次次次擴(kuò)充，完全淘汰的日程也一次次提前。提前。如果不控制，如果不控制，2050年平流程活性氯年平流程活性氯含量比含量比1980年水平增長(zhǎng)年水平增長(zhǎng)10倍；如果倍；如果嚴(yán)格執(zhí)行控制，平流層活性氯會(huì)在嚴(yán)格執(zhí)行控制，平流層活性氯會(huì)在2000年左右達(dá)到峰值后開始持續(xù)下年左右達(dá)到峰值后開始持續(xù)下降。降。國(guó)際臭氧日：國(guó)際臭氧日：9月月16日。日。18O3總量過去變化和未來發(fā)展預(yù)測(cè) 60oN-60oS：預(yù)計(jì)：預(yù)計(jì)2030年平流層年平流層O3會(huì)恢復(fù)至?xí)謴?fù)至1980年水平；年水平； 南極區(qū)域：預(yù)計(jì)南極區(qū)域：預(yù)計(jì)2050年平流層年平流層O3會(huì)恢復(fù)至?xí)謴?fù)至1980年水平。年水平。19保護(hù)臭氧全球行動(dòng)的啟示v 保護(hù)