臭氧层空洞定义50页PPT

• 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。
臭氧层的作用：
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306.3μm以 下的紫外线，主 要是一部分UV—B(波长290～300μm)和全部的 UV—C(波长＜290μm，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-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 。
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。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。
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，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。

报告中还指责牛群消耗了大量的水，因为牛每分泌1公升牛奶要先消耗 990公升的水
• 人类已经把 1500 万吨以上的氯氟烃排放到大气中。进入大气中的氯氟烃， 只有一部分参与臭氧层破坏作用，大部分还在大气中游荡，因而，虽然现在 很多地方已停止生产和使用氯氟烃，臭氧层仍然会继续遭到破坏。何况，除 了氯氟烃外，工业废气、汽车和飞机的尾气、核爆炸产物、氨肥的分解物， 其中可能含有氮氧化物、一氧化碳、甲烷等
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牛屁是最大元凶:
• 粮农组织研究了其他牲畜，如羊、鸡、猪等造成的环境污染程度，并指出全 球10.5亿头牛排放的废气，是导致全球变暖的最大元凶。 这是因为牛群的屁等排泄物会产出100多种污染气体，其中氨的排放量 就占全球总量的2/3，而氨正是导致酸雨的原因。此外，牛群在消化或反刍过
程中产生大量的甲烷，甲烷的排放量占全球总量1/3，这种气体暖化地球的速 度比二氧化碳快20倍。
全球10.5亿头牛排放的二氧化碳占全球温室气体总排放量的18%。这不 但比其他家畜动物高出许多，甚至超越了人类交通工具，如汽车、飞机等的 二氧化碳排放量。而饲养牛群时需要燃烧燃料制造肥料，在此过程中也会释 放出二氧化碳。
• 南极臭氧洞的发现使人们深感不安，它表明包围在地球外的臭氧层已经处于危机之中。 于是科学家在南极设立了研究中心，进一步研究臭氧层的破坏情况。1989年，科学家 又赴北极进行考察研究，结果发现北极上空的臭氧层也已遭到严重破坏，但程度比南 极要轻一些。
2019/10/1811 Nhomakorabea成因
• 对南极臭氧洞形成原因的解释有三种:即大气化学过程解释，太阳活动 影响和大气动力学解释。

1985年3月，21个国家的政府代表 在奥地利首都维也纳签署了《关于保护 臭氧层的维也纳公约》，标志着保护臭 氧层国际统一行动的开始。 为了能够真正对氟利昂等臭氧层损耗物 质的生产、使用实际国际控制，1987年 9月16日，24个国家在加拿大蒙特利尔 市签署了《关于消耗臭氧层物质的蒙特 利尔议定书》。
1995年1月23日，联合国大会通过决议，确定从 1995年开始，每年的9月16日为“国际保护臭氧层 日”。 联合国环境规划署自1976年起陆续召开了各种 国际会议，通过了一系列保护臭氧层的决议。尤其 在1985年发现了在南极周围臭氧层明显变薄，即所 谓的“南极臭氧洞”问题之后，国际上保护臭氧层 以及保护人类子孙后代的呼声更加高涨。
它们破坏臭氧的能力称为“臭氧耗减潜能 值”[ Ozone Depleting Potential (ODP)]
消耗臭氧物质（ODS）及臭氧耗减 潜能值（ODP）
ODP 全氯氟烃Chlorofluorocarbons (CFCs) 哈龙 Halon 四氯化碳 甲基氯仿 含氢氯氟烃 溴氯甲烷 甲基溴 Carbon tetrachloride (CTC) Methyl chloroform (TCA) Hydrofluorocarbons (HCFCs) Bromochloromethane Methyl Bromide (MBr) 0.6-1.0 3.0-10.0 1.1 0.1 0.001-0.11 0.12 0.6
南极臭氧空洞是指在南极地区出现的臭氧总 量低于全球平均值30-40%的闭合低值区（通 常这个值为220多布森单位）。这个闭合低值 区常被人们称作南极臭氧洞。
随后的几年里臭氧洞的面积不断 扩大，洞内的臭氧含量不断降低。 进入20世纪90年代以来，南极臭 氧洞继续发展，臭氧洞的最大面 积已由80年代末的2000万平方公 里左右扩展到目前的大约2900万 平方公里。

五、臭氧层保护及现状
世界消耗臭氧物质产量（1940－1993）
消耗臭氧层物质消费趋势
绿色出行； 购买有“无氯氟化碳”标志的产品（如
气雾剂罐、冰箱、灭火器等）； 合理地处理废旧冰箱和电器； 用有效而安全的替代物来替代破坏臭氧
层的杀虫剂；
臭氧空洞的现状
据美国国家航空航天局（NASA）和美国 国家海洋和大气管理局（NOAA）的卫 星数据显示，臭氧层空洞的历史最大值 发生在2000年9月6日，面积达2990万平 方公里。而2012年南极臭氧层空洞的平 均面积最小值为1790万平方公里，这也 是过去20年来的第二小值。我们终于看 到了相对乐观的结果。
三、臭氧层的作用
1.保护作用，吸收 太阳光中的波长 306.3nm以 下的紫 外线，部分中波 UV—B(290～ 300nm)和全部短波 UV—C(<=290nm）。
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，正
2O是₃→由3于O₂存＋在28着5k臭J 氧 才有平流层的存在。
1.臭氧数值低，应在220Du以下; 2.低值区（低于220Du）的范围大，经常
超过百万平方千米
4.3臭氧层的破坏机理
南极臭氧洞形成原因的解释有三种
大气化学规程解释 认为臭氧层中可以产生某种大气化学反应，将臭氧（O3）
分解为分子氧（O2）和原子氧（O），从而破坏了臭氧层； 太阳活动影响解释
低温下臭氧在二氯甲烷(CH2Cl2)
2.物化性质
1)臭氧反应活性强，极易分解，很不稳定， 在常温下会逐渐分解为氧气.
2O3 →3O2 ＋ 285kJ
2) 臭氧会因光、热、水份、金属、金属氧化 物以及其他的触媒而加速分解为氧。

臭氧虽然来无影去无踪，但它对人体健康的损害依然不容 忽视。下面是在不同臭氧浓度下，人体所产生的症状：
而它到底是正是
邪？则主要取决
于它所处的高度：
3.臭氧层的破坏和紫外线辐射
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臭氧的科学发现与背景
臭氧（O3）在大气中的含量非常微少，仅占一亿分之一。臭氧 层存在于距地面高度20～30 km范围平流层中，其中臭氧的含量 占这一高度上的空气总量的十万分之一。
氟氯碳(氟利昂)和哈龙的存在是臭氧层遭到破坏的主
要原因。 氟利昂主要用于致冷剂、发泡剂、清洗剂以及火箭 使用的推进器等，而哈龙则是高效灭火剂。
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CFC’s产品
冷媒
发泡剂
灭火器
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5.生成臭氧的光化反应
大气中最重要的两个吸收 体为O2和O3
O2 + hv
O + O2 + M O3 + hv
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发展中国家的环境问题
（1） 生态环境遭受破坏 森林锐减
土地沙漠化；土壤侵蚀。
积水和盐渍化
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（2）环境污染严重
空气污染严重
水污染严重；环境卫生差 农药污染严重
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二、解决环境问题的根本途径
人口急增、经济发展和科技进步，是产生和激 化环境问题的根源。 人口—资源—环境—发展（PRED）模式 Population-Resource-Environment-Development。

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什么是酸雨?
一般未被污染的雨水， pH 值呈弱酸性（ pH ＝ 5.65 ）。由 于人类大量使用煤、石油等化石燃料，燃烧后产生的硫 氧化物（SOx）和氮氧化物（NOx），在大气中经过复杂的 化学反应，形成硫酸和硝酸气溶胶，或为云、雨雪、雾 捕捉吸收，降到地面成为酸雨，故pH值低于5.6。

《臭氧层空洞》PPT课件
# 臭氧层空洞 ## 概述 - 臭氧层概念及作用 - 空洞形成原因 - 空洞对环境及生物的影响
臭氧层概念及作用
臭氧分子的结构及特点
臭氧由三个氧原子组成的分子， 具有特殊的化学结构。
臭氧层的位置、厚度及 分布
臭氧层位于地球大气中中间层， 厚度不均匀分布在不同地区。
臭氧层的作用：吸收紫 外线、保护地球生物
2
探索寻找更环保的替代物，减少对卤素化气体的依赖
需要研究和发展更环保的技术和替代物，减少对卤素化气体的使用。
3
实行防范措施，保护地球上的生命及环境
采取行动来保护臭氧层，以保护地球上的生命及环境。
紫外线对人类健康及 皮肤的影响
空洞导致紫外线辐射增加，对人 类健康及皮肤造成危害。
空洞的扩大及缩小趋 势
空洞的大小会随着卤素化气体的 排放量的变化而变化。
调控卤素化气体的限 制及措施
国际社会采取了一系列措施限制 卤素化气体的使用来保护臭氧层。
结论
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臭氧层空洞是一个需要引起重视的环境问题
空洞的形成对地球的生物环境带来了威胁，需要加以重视和关注。
臭氧层能够吸收太阳紫外线辐 射，保护地球生物免受伤害。
空洞形成原因
1 卤素化气体的作用够破坏臭氧分
3 化学反应路径
卤素化气体与臭氧发生多个
子，导致空洞的形成。
卤素化气体主要来自化学工
复杂的化学反应，导致臭氧
业和人类活动，使用广泛。
层空洞的形成。
空洞对环境及生物的影响

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。
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，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。
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306.3μm以 下的紫外线，主 要是一部分UV—B(波长290～300μm)和全部的 UV—C(波长＜290μm，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-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 。

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臭氧在大气层的分布
大气中臭氧只占千万分之几，其中平流层臭氧占大气总臭氧的91％。在高 度为20~35km处浓度较大，但最大处也只有大气的十万分之一左右 （10ppm）。根据估算，如果把散布在大气中的臭氧集中成一个包围地球、 靠近海平面的臭氧层，在地表标准状态下，只相当于3mm厚的薄层．
事实上，已经用现代的仪器测量方法在该区域中检出ClO和Cl两个品种。
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从地表到对流层顶部，气温约从15℃降至 -56℃，再往上到50km左右是 平流层顶部，气温又升至约-2℃。对流层顶的低温，使水和一般污染物 到此都凝结下落，保护了平流层。
由于平流层中大气在垂直方向对流很少，而水平方向混合得快，有害污 染物一旦进入平流层，可能在那里滞留数年之久，影响整个地球。
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生成和耗损的速率相同，臭氧的浓度保持恒定。Good ozone
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臭氧产生和损耗机理图示
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臭氧层空洞（Ozone hole)
20世纪70年代以来，从世界各地地面观察站对大气臭氧总量的 观测记录发现，全球臭氧总量有逐渐减少的趋势，并推断臭氧 的减少主要在臭氧层。
一些环境科学家认为，某些人类活动所散发消耗臭氧层物质 （ODS）进入臭氧层后，参与了臭氧的化学反应，破坏了臭氧 层的自然动态平衡，因此出现了臭氧层耗减(ozone layer depletion)的迹象。
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破坏臭氧层的机理是按链式反应进行的，一个污染物分子平 均可破坏上千个O3分子!
破坏O3的机理如下： a．氮氧化物破坏O3的机理：
NO+O3 NO2+O2 +) NO2+ O NO+O2 总反应： O3 +O 2O2

南极臭氧空洞是指在南极地区出现的臭氧总 量低于全球平均值30-40%的闭合低值区（通 常这个值为220多布森单位）。这个闭合低值 区常被人们称作南极臭氧洞。
随后的几年里臭氧洞的面积不断 扩大，洞内的臭氧含量不断降低。 进入20世纪90年代以来，南极臭 氧洞继续发展，臭氧洞的最大面 积已由80年代末的2000万平方公 里左右扩展到目前的大约2900万 平方公里。
CFC中释放出的Cl自由基 与臭氧反应生成ClO和O2
ClO（氯的氧化物）存在时 间很短，它与自由氧原子 结合释放出Cl原子和氧气 ，又可以接着破坏另外一 个臭氧分子
土地沙漠化
臭氧层耗减对人类健康？
• 对人类健康的影响
• DNA改变，免疫机制减退
麻疹、水痘、细菌感染、真菌感染等
• 皮肤癌
基底细胞癌、 鳞状皮肤癌 恶性黑色素瘤

根据《议定书》的要求，发达国家已经于 1996年1月1日基本完成了主要臭氧层损耗物 质的淘汰。 《议定书》同时要求发展中国家于2010年实 现对主要臭氧层损耗物质的全部淘汰。由于 多边基金所提供的财务支持，在国家方案已 获执委会批准的100个第五条款国家（即发 展中国家）中，70多个国家承诺在2010年前 提前实现臭氧层损耗物质的淘汰，同时还有 很多国家承诺对部分受控制物质提前淘汰， 这将直接减少对臭氧层的损害。
平流层中ClOx· 对臭氧层破坏的影响
氯氟烃
南极臭氧洞的发现和观测，是臭氧层损耗 现象最直观的证明，也是研究臭氧层损耗成 因最重要的自然背景。 基于大量研究结果，科学家们已基本上取 得了共识，即认识到南极臭氧洞是人类活动 造成的，是人类向大气中排放的氟氯烃化合 物（CFCS）等导致了大气臭氧层的破坏
臭氧层空洞 （Ozone depletion）

臭氧层空洞(Ozone depletion)概要
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃

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臭氧层空洞
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什么是臭氧空洞？
指的是因空气污染物质，特别是氧化氮和卤化代烃等气溶胶污染 物的扩散、侵蚀而造成大气臭氧层被破坏和减少的现象。
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臭氧空洞的成因
一种大量用作制冷剂、喷雾剂、 发泡剂等化工制剂的氟氯烃是 导致臭氧减少的“罪魁祸首”。 另外，寒冷也是臭氧层变薄的 关键，这就是为什么首先在地 球南北极最冷地区出现臭氧空 洞的原因了。
流层的温度结构和大气运动起决定性的作用，而大气的温
度结构对于大气的循环具有重要的影响，臭氧浓度的变化
不仅影响到平流层大气的温度和运动，也影响了全球的热
平衡和全球的气候变化。除此之外，在对流层中，臭氧因
对红外线的吸收作用而被称为温室气体之一。
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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 1985年，在联合国环境规划署的推动下，制定了保护臭
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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。
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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
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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。
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英国南极探险队从1997年开始观察南极上 空以来，每年都在9-11月发现臭氧层空洞。 这个发现引起举世震惊。联合国相关组织 为防止臭氧层空洞进一步扩大，决定成立 保护臭氧层工作组，并制定出保护臭氧层 的议定书，主要内容包括：列出了破坏臭 氧物质的种类；规定了排放破换臭氧物质 的限额基准；确定了限制排放破坏臭氧层 物质的最后时间；确定了评估机制，规定 从1990起至少每4年对指定的措施进行一