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1、全球性环境问题 臭氧层空洞,臭氧,定义：O原子以sp2杂化轨道形成离域键（三中心四电子体）。分子形状为V形。极性分子。气态臭氧厚层带蓝色，有刺激性腥臭气味，浓度高时与氯气气味相像；液态臭氧深蓝色，固态臭氧紫黑色。 主要来源：臭氧层、雷电作用等。 对人体的影响：臭氧有极强的氧化性，少量的臭氧会使人感到精神振奋；但过强的氧化性也使其具有杀伤作用。一些过敏体质的人，长时间暴露在臭氧含量超过180微克立方米的环境，会出现皮肤刺痒、呼吸不畅、咳嗽及鼻炎等症状。,臭氧层,定义：是指在平流层中距地表1050 km高度的臭氧圈层。其主要作用是吸收短波紫外线。 形成原理：大气层的臭氧主要以紫外线打击双原子的氧气
2、，把它分为两个原子，然后每个原子和没有分裂的氧合并成臭氧。臭氧分子不稳定，紫外线照射之后又分为氧气分子和氧原子，形成一个继续的过程臭氧氧气循环，如此产生臭氧层。,臭氧形成后：由于其比重大于氧气，会逐渐的向臭氧层的底层降落，在降落过程中随着温度的变化（上升），臭氧不稳定性愈趋明显，再受到长波紫外线的照射，再度还原为氧。臭氧层就是保持了这种氧气与臭氧相互转换的动态平衡。,作用： 1、保护作用。臭氧层能够吸收太阳光臭氧层阻挡紫外线中的波长306.3m以 下的紫外线，主要是一部分UVB(波长290300m)和全部的UVC(波长290m，保护地球上的人类和动植物免遭短波紫外线的伤害。只有长波紫外线UV-
3、A和少量的中波紫外线UV-B能够辐射到地面，长波紫外线对生物细胞的 伤害要比中波紫外线轻微得多。所以臭氧层犹如一件保护伞保护地球上的生物得以生存繁衍 。,2、加热作用。臭氧吸收太阳光中的紫外线并将其转换为热能加热大气，由于这种作用大气温度结构在高度50km左右有一个峰，地球上空1550km存在着升温层。正是由于存在着臭氧才有平流层的存在。而地球以外的星球因不存在臭氧和氧气，所以也就不存在平流层。 大气的温度结构对于大气的循环具有重要的影响，这一现象的起因也来自臭氧的高度分布。,3、温室气体的作用。在对流层上部和平流层底部，即在气温很低的这一高度，臭氧的作用同样非常重要。如果这一高度的臭氧减少，
4、则会产生使地面气温下降的动力。因此，臭氧的高度分布及变化是极其重要的。,臭氧层破坏现象的发现及其现状,1974年6月28日,美国化学家一一雷利罗兰和马里奥莫利纳,在英国自然界杂志上发表了“氯氟烃(CFC)会严重地损害地球的臭氧层”的论文。1976年，美国国家自然科学院正式了这一发现。 1985年5月16日,英国化学家乔法曼也在此杂志上发表了论文,以强有力的充足数据证明罗兰和莫利纳理论是正确的 。同年，英国南极考察队在南纬60地区观测发现臭氧层空洞，引起世界各国极大关注。臭氧层的臭氧浓度减少，使得太阳对地球表面的紫外辐射量增加，对生态环境产生破坏作用，影响人类和其他生物有机体的正常生存。,现状,
5、臭氧空洞增大的速度是惊人的，特别是近年来南极上空的臭氧空洞有恶化的趋势。根据全球总臭氧观测的结果表明，在过去10-15年间，每到春天南极上空平流层的臭氧都会发生急剧的大规模耗损。臭氧洞可以用一个三维的结构来描述，即臭氧洞的面积、深度及延续时间。1987年10月，南极上空的臭氧浓度下降到了1957-1978年间的一半，臭氧洞面积则扩大到足以覆盖整个欧洲大陆。,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
6、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。,臭氧层破坏的危害,对人类健康的危害 臭氧层被破坏后，其吸收紫外线的能力大大降低，使得人类接受过量紫外线辐射的机会大大增加了。一方面，过量的紫外线辐射会破坏人的免疫系统，使人的自身免疫系统出现障碍，患呼吸道系统传染性疾病的人数大量增加；另一方面，过量的紫外线辐射会增加皮肤癌的发病率。据统计，全世界范围内每年大约有10万人死于皮肤癌，大多数病例与过量紫外线辐射有关。臭氧层的臭氧每损耗1，皮肤癌的发病率就会增加 2。另外，过量紫外线辐射还会诱发各种眼科疾病，如白内障、角膜肿瘤等。,臭氧层破坏的危害,对
7、陆地生态系统的危害 实验表明，过量的紫外线辐射会使植物叶片变小，减少了植物进行光合作用的面积，从而影响作物的产量同时，过量紫外线辐射还会影响到部分农作物种子的质量，使农作物更易受杂草和病虫害的损害。一项对大豆的初步研究表明，臭氧层厚度减少25，大豆将会减产2025。,臭氧层破坏的危害,对水生生态系统的影响 研究结果表明，紫外线辐射的增加会直接引起浮游植物、浮游动物、幼体鱼类以及整个水生食物链的破坏。研究人员测定了南极地区UV-B辐射及其穿透水体的量的增加，证据证实天然浮游植物群落与臭氧的变化直接相关。,臭氧层破坏的危害,对臭氧空洞范围内和臭氧空洞以外地区的浮游植物进行比较的结果表明，浮游植物生
8、产力下降与臭氧减少造成的UV-B辐射增加直接有关。一项研究表明，在冰川边缘地区的生产力下降了6%12%。由于浮游生物是海洋食物链的基础，浮游生物种类和数 量 的减少还会影响鱼类和贝类生物的产量。另一项科学研究的结果显示，如果平流层臭氧减少了25%，浮游生物的初级生产力将下降10%，这将导致水面附近的生物减少35%。,臭氧层破坏的危害,高层臭氧破坏增加低层臭氧造成的破坏 臭氧在平流层起保护作用，在地面却是有害污染物。光化学烟雾的主要成分地面臭氧阻碍农作物和树木的生长，限制能见度，损害肺功能。植物遭到臭氧的侵袭后，叶面就产生大量的白色斑点，影响光合作用。因平流层臭氧损耗导致阳光紫外线辐射的增加会加
9、速建筑、喷涂、包装及电线电缆等所用材料，尤其是聚合物材料的降解和老化变质。特别是在高温和阳光充足的热带地区，这种破坏 作用更为严重。由于这一破坏作用造成的损失估计全球每年达到数十亿美元。,臭氧层破坏的危害,无论是人工聚合物，还是天然聚合物以及其它材料都会受到不良影响。当这些材料尤其是塑料用于一些不得不承受日光照射的场所时，只能靠加入光稳定剂和抗氧剂或进行表面处理以保护其不受日光破坏。阳光中UV-B辐射的增加会加速这些材料的光降解，从而限制了它们的 使用寿命。研究结果已证实中波UV-B辐射对材料的变色和机械完整性的损失有直接的影响。,解决臭氧层破坏问题的技术措施,最根本的措施在于尽早开发代用品
10、1985年，在联合国环境规划署的推动下，制定了保护臭氧层的维也纳公约。1987年，联合国环境规划署制定了关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书，对8种破坏臭氧层的物质（简称受控物质）提出了削减使用时间的要求。中国于1992年加入了蒙特利尔协议书。 代用品的开发应考虑： 1、具有优异的物化性能； 2、价格适宜，能被市场接受； 3、对臭氧破坏潜能低； 4、温室效应潜能低。,合理使用，控制排放 CFCs的代用品要相当一段时间才可以完全取代CFCs，因此在这段期间内合理节省使用CFCs及在运输、保管、使用、维修、制品废弃各个环节控制排放也是一项重要的措施。,回收和再生 开发CFCs回收再生技术对控制排放、节省资源，降低成本，代用品顺利转换等有重要的意义，而且这项技术还可以延用于代用品的回收。美国环保局认为美国CFCs消费量的2/3均可回收。 回收再生的方法是一句CFCs的种类、排气量、浓度、生产员来选择的，以求经济合理及保证再生品的质量。IBM公司在原联邦德国的一家工厂的一个循环装置可回收本厂的70%-80%的容积；丹麦和挪威在使用的一种技术能在发泡阶段抽集氯氟烃，回收总排放量的40%-50%。,分解和破坏 在CFCs混有多种杂志或回收后的二次处理等不适于采用回收再生技术的情况下，采用分解破坏的方法也不失为一种现实选择。,再见！,
