臭氧層空洞(Ozone depletion)課件

臭氧層空洞

（Ozonedepletion）

南極圈臭氧空洞1什么是臭氧層？2臭氧空洞的發(fā)現(xiàn)？3臭氧空洞的出現(xiàn)的原因？5保護措施？4臭氧空洞的危害？什么是臭氧層？什么是臭氧層臭氧(O3):由三個氧原子組成的氣體臭氧層存在于對流層上面的平流層中臭氧層象個大氣泡環(huán)繞著地球臭氧層對地球上生命的出現(xiàn)，發(fā)展以及維持地球上的生態(tài)平衡起著重要作用。臭氧層能夠吸收99%以上的來自太陽的紫外輻射，從而使地球上的生物不會受到紫外線的傷害。臭氧層的形成氧分子吸收紫外線并分解形成氧原子；氧原子與氧分子結(jié)合生成臭氧；臭氧可吸收陽光而分解，也可與氧原子結(jié)合變成氧分子M為反應(yīng)第三體，它們是氮氣和氧氣分子O2+

Hv→O·+O·O2+O·+M→O3+MO3+Hv→O2+O·O3+O·→2O2上述生成和消除的過程同時存在，正常情況下它們處于動態(tài)平衡，因而臭氧濃度保持恒定。然而，由于人類活動的影響，水蒸氣，氮氧化物，氟氯烴等污染物進入了平流層，在平流層形成了HOx·，NOx·和ClOx·等活性基團，從而加速了臭氧的消除過程，破壞了臭氧層的穩(wěn)定狀態(tài)。這些活性基團在加速臭氧層破壞的過程中可以起到催化劑的作用。臭氧層的作用保護作用

吸收300nm以下的紫外線，主要是一部分中波UV-B（290－320nm)和全部短波UV-C(<290nm)加熱作用

吸收紫外線轉(zhuǎn)化為熱能溫室氣體的作用

臭氧減少會產(chǎn)生地面氣溫下降的動力

將地球上臭氧壓縮至1個大氣壓，其厚度僅3mm臭氧空洞的出現(xiàn)？1985年，人們未預(yù)料到的事發(fā)生了，這一年，英國科學家喬·弗曼等人首次報道，1980-1984年間，南極上空每年春季（即10月）臭氧含量與同年3月相比大幅度下降，出現(xiàn)了臭氧洞。這對人類自身的生存構(gòu)成了威脅，從而引起了世界各國政府和人民大眾的普遍關(guān)注，并構(gòu)成了當今人類面臨的重大環(huán)境問題之一。

南極臭氧空洞是指在南極地區(qū)出現(xiàn)的臭氧總量低于全球平均值30-40%的閉合低值區(qū)（通常這個值為220多布森單位）。這個閉合低值區(qū)常被人們稱作南極臭氧洞。隨后的幾年里臭氧洞的面積不斷擴大，洞內(nèi)的臭氧含量不斷降低。進入20世紀90年代以來，南極臭氧洞繼續(xù)發(fā)展，臭氧洞的最大面積已由80年代末的2000萬平方公里左右擴展到目前的大約2900萬平方公里。1979-1992年南極上空臭氧月平均含量的變化南極臭氧空洞的變化臭氧空洞產(chǎn)生的—主要原因消耗臭氧層物質(zhì)OzoneDepletingSubstances什么是消耗臭氧層物質(zhì)?消耗臭氧物質(zhì)[Ozone-depletingsubstances(ODS)]是破壞大氣層中臭氧層的物質(zhì)，主要是全氯氟烴（CFCs）、哈龍（Halon）、四氯化碳、甲基氯仿、溴甲烷等它們破壞臭氧的能力稱為“臭氧耗減潛能值”[OzoneDepletingPotential(ODP)]消耗臭氧物質(zhì)（ODS）及臭氧耗減潛能值（ODP）

ODP全氯氟烴Chlorofluorocarbons(CFCs)

0.6-1.0哈龍Halon

3.0-10.0四氯化碳Carbontetrachloride (CTC)

1.1甲基氯仿Methylchloroform(TCA) 0.1含氫氯氟烴Hydrofluorocarbons(HCFCs)

0.001-0.11含氫溴氟烴Hydrobromofluorocarbons(HBFCs)0.02-1.0溴氯甲烷Bromochloromethane

0.12甲基溴MethylBromide (MBr)

0.6臭氧層消耗的化學反應(yīng)平流層中NOx對臭氧層破壞的影響平流層中HOx·對臭氧層破壞的影響平流層中ClOx·對臭氧層破壞的影響平流層中NOx對臭氧層破壞的影響平流層中NOx主要存在于25km以上的大氣中，其體積分數(shù)約為10*10-9。在25km以下的平流層大氣中所存在的含氮化合物主要是HNO3。NO+O3NO2+O2NO2+O·NO+O2O3+O·2O2氯氟烴南極臭氧洞的發(fā)現(xiàn)和觀測，是臭氧層損耗現(xiàn)象最直觀的證明，也是研究臭氧層損耗成因最重要的自然背景?；诖罅垦芯拷Y(jié)果，科學家們已基本上取得了共識，即認識到南極臭氧洞是人類活動造成的，是人類向大氣中排放的氟氯烴化合物（CFCS）等導致了大氣臭氧層的破壞平流層中ClOx·對臭氧層破壞的影響消耗臭氧層物質(zhì)的來源？ODS的來源制冷劑:(CFCs,HCFCs)

家用、商用、運輸用冰箱、空調(diào)、熱力泵系統(tǒng)；機動車空調(diào)發(fā)泡劑:(CFC-11)

使用CFC發(fā)泡劑制備的聚氨脂泡沫塑料和聚苯乙烯、聚乙烯擠出泡沫塑料清洗劑:(CFC-113,三氟三氯乙烷，甲基氯仿,四氯化碳)

用于電子工業(yè)的各種組件和產(chǎn)品的清洗、精密儀器制造工業(yè)的零件及精密機械部件的清洗、金屬加工冷清洗（蒸氣脫脂）、干洗及紡織工業(yè)清洗等ODS（消耗臭氧物質(zhì)）的來源氣霧劑:(CFC-11,-12,-113,-114)用于除臭劑、剃須液、香水、玻璃清洗劑、潤滑油等消毒劑:CFC-12和乙撐氧的混合物用于醫(yī)用殺菌滅火器:

Halons&含氫溴氟烴

熏蒸劑:

甲基溴（MethylBromide）用于土壤殺蟲和出入境檢疫.原料:HCFC&CarbonTetrachloride用作化學合成品的原料.ODS破壞臭氧層的機理清洗劑、油漆、滅火劑、氣霧罐等直接噴射制冷和空調(diào)系統(tǒng)維修時的泄漏在檢疫及土壤消毒時甲基溴的使用廢棄含有ODS產(chǎn)品或設(shè)備如發(fā)泡劑和制冷劑的泄漏制冷劑在循環(huán)過程中的泄漏

---一旦ODS釋放到空氣中，就會隨著氣流抵達平流層并長期存在（Cl的壽命有100年）ClCFClClCFC-11三氯氟甲烷ClCFFClCFC-12二氯二氟甲烷一些CFCsHCFFClHCFC-22二氟一氯甲烷HFFFCCClClHCFC-1231.1.1-三氟-22-二氯乙烷一些HCFCs人類所排放的氯氟烴主要在北半球，其中歐洲、俄羅斯、日本和北美洲約占總排放量的90%。攜帶北半球散發(fā)的氯氟烴的大氣環(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的回歸線。在南極黑暗酷冷的冬季，下沉的空氣在南極洲的山地受阻，就地旋轉(zhuǎn)，吸入冷空氣形成“極地風暴漩渦”。旋渦上升至臭氧層成為滯留的冰晶云，冰晶云吸收并積聚氯氟烴類物質(zhì)。當南極的春季來臨，冰晶融化，釋放吸附的氯氟烴類物質(zhì)。在紫外線的照射下，分解產(chǎn)生氯原子，與臭氧反應(yīng)，形成季節(jié)性的“臭氧空洞”。由CFC－12釋放出的Cl自由基對臭氧的連續(xù)破壞紫外線將氧分子O2分解成兩個單獨的氧原子O3自由氧原子與氧分子結(jié)合形成臭氧分子O3CFC中釋放出的Cl自由基與臭氧反應(yīng)生成ClO和O2ClO（氯的氧化物）存在時間很短，它與自由氧原子結(jié)合釋放出Cl原子和氧氣，又可以接著破壞另外一個臭氧分子臭氧分子在紫外線的作用下自然分解，在沒有人造化合物的情況下將與臭氧的形成過程保持平衡1.CFCs被釋放2.CFCs上升到臭氧層3.紫外線分解CFCs產(chǎn)生Cl自由基4.Cl自由基破壞臭氧5.破壞了臭氧層—導致更多紫外線輻射6.更多紫外線引起更多皮膚癌土地沙漠化臭氧空洞—有什么危害臭氧層耗減對人類健康？對人類健康的影響DNA改變，免疫機制減退麻疹、水痘、細菌感染、真菌感染等皮膚癌基底細胞癌、鱗狀皮膚癌惡性黑色素瘤白內(nèi)障

1%臭氧層的減少，將增加1－1.5萬白內(nèi)障臭氧層耗減對環(huán)境的影響

對陸生植物的影響減少產(chǎn)量-如豆類、瓜類、卷心菜類改變遺傳基因和再生能力降低品質(zhì)對水生物的影響減少浮游生物影響海洋食物鏈危害魚、蝦等動物的早期發(fā)育對城市環(huán)境和建筑材料的影響光學化學煙霧污染聚合物材料老化臭氧空洞的危害保護措施？據(jù)科學家表示，臭氧破洞于2003年九月達到2900萬平方公里的記錄高點，使南美洲的南端曝露了出來。預(yù)期臭氧破洞每年都會出現(xiàn)。由于臭氧層耗損對人類生存、地球上的生態(tài)系統(tǒng)將產(chǎn)生直接的破壞性影響，因此科學家呼吁國際社會盡快采取行動，共同保護我們共有的臭氧層。1995年1月23日，聯(lián)合國大會通過決議，確定從1995年開始，每年的9月16日為“國際保護臭氧層日”。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署自1976年起陸續(xù)召開了各種國際會議，通過了一系列保護臭氧層的決議。尤其在1985年發(fā)現(xiàn)了在南極周圍臭氧層明顯變薄，即所謂的“南極臭氧洞”問題之后，國際上保護臭氧層以及保護人類子孫后代的呼聲更加高漲。

1985年3月，21個國家的政府代表在奧地利首都維也納簽署了《關(guān)于保護臭氧層的維也納公約》，標志著保護臭氧層國際統(tǒng)一行動的開始。為了能夠真正對氟利昂等臭氧層損耗物質(zhì)的生產(chǎn)、使用實際國際控制，1987年9月16日，24個國家在加拿大蒙特利爾市簽署了《關(guān)于消耗