環(huán)境學(xué) 臭 氧 層 的 形 成.ppt

1、十、臭 氧 層 的 形 成 與 耗 損,1. 臭氧層概況 2.破壞臭氧層的物質(zhì)及其作用機(jī)制 3.保護(hù)臭氧層的對(duì)策,十、臭 氧 層 的 形 成 與 耗 損, 臭氧層的形成 O2+hO +O O +O2+MO3+M O3+hO +O2,在無其它干擾因素時(shí)，臭氧維持著生成與分解的平衡，使大氣中臭氧濃度保持在一定的范圍之內(nèi)。, 臭氧層的作用及被破壞的后果 臭氧層能吸收 90 %以上的對(duì)生物有害的太陽紫外線 UV- C(100 295nm)和 UV- B(295320 nm),而對(duì)生物無害的太陽紫外線 UV- A(320 400 nm)卻可全部通過。,1. 臭氧層概況,Chapman機(jī)制,臭氧層的破壞會(huì)

2、增加有害紫外線 UV- B到達(dá)地球表面的量，UV- B主要損害生物的 DNA。據(jù)預(yù)測，臭氧層每減少 1 0 %，則到達(dá)地面的紫外線增加 2 0 %。這將導(dǎo)致皮膚癌的發(fā)病率增加 2 6%，白內(nèi)障患者增加 0 . 6%。 UV- B影響人體免疫系統(tǒng)，使包括艾滋病在內(nèi)的多種病毒的活力增強(qiáng) ；影響植物的光合作用，造成農(nóng)作物減產(chǎn) ；破壞浮游生物的繁殖和生長，減少水產(chǎn)資源 ；加速橡膠、塑料等材料的老化。,十、臭 氧 層 的 形 成 與 耗 損,什么是臭氧層空洞？,臭氧層空洞的發(fā)展趨勢,1985年，英國科學(xué)家首先發(fā)現(xiàn)南極臭氧層已出現(xiàn)了空洞。此外，北極、青藏高原也出現(xiàn)了臭氧層空洞，歐洲和其它中高緯度地區(qū)的臭氧

3、層均受到了不同程度的破壞。,為什么臭氧層空洞在南極形成？,在每年的10月份左右(南極的春季)，在南極地區(qū)臭氧含量會(huì)突然減少30%40%，形成“臭氧洞”可持續(xù)數(shù)月之久。,多布森單位（Dobson Unit ）：1個(gè)多布森單位是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下千分之一厘米的臭氧層厚度,2.破壞臭氧層的物質(zhì)及作用機(jī)制,人類認(rèn)識(shí)到的直接破壞臭氧層的基團(tuán)主要有 4種類型 : (1 )可產(chǎn)生自由基 Cl Ox (如 Cl，Cl O )的物質(zhì)。 (2 )可產(chǎn)生自由基 Br Ox (如 Br，Br O )的物質(zhì)。 (3)氮氧化物 NOx(如 NO,NO2 )及可生成氮氧化物的物質(zhì)。 (4)可產(chǎn)生自由基 HOx (如 H，HO，HO

4、2 )的物質(zhì)。,2.破壞臭氧層的物質(zhì)及作用機(jī)制, 氟里昂 氟利昂(Freon)氯氟烴代甲烷的商品名，英文代號(hào)為CFC。氟利昂代表一類化合物，是一類含氟、氯飽和烴類的總稱，即氟氯代甲烷、乙烷和丙烷的總稱。 由于穩(wěn)定、價(jià)廉、不燃而廣泛用做制冷劑、氣霧劑、發(fā)泡劑、清洗劑等。氟利昂化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可在環(huán)境中長期存在 。,2.破壞臭氧層的物質(zhì)及作用機(jī)制,通式為 CnH2n+2-x-yFxCly (x+y2n+2) 學(xué)術(shù)代號(hào)為 CFC-(n-1) (nH+1)x 商品代號(hào)為 F (n-1) (nH+1)x 第一位：碳原子數(shù)n-1，甲烷衍生物則n-1=0，不表示 第二位：氫原子數(shù)nH+1 第三位：表示氟原子，

5、氯原子數(shù)要根據(jù)分子式的化學(xué)價(jià)來推算。 例如，CFC-11，第一位數(shù)=0，則分子式只有1 個(gè)碳原子；第二位數(shù)=1，則氫原子數(shù)nH+1=1，故nH=0，即無氫原子；第三位=1，即F=1。至于氯原子數(shù)要根據(jù)分子式推算，因?yàn)镃=1，F(xiàn)=1，所以必有Cl=3，結(jié)果CFC-11的分子式為CFCl3。,CFC-113 分子式應(yīng)為C2F3Cl3.,2.破壞臭氧層的物質(zhì)及作用機(jī)制,1974年，Rowland和 Molina首次提出氟里昂對(duì)大氣臭氧層有嚴(yán)重的破壞作用，后為許多科學(xué)家的研究所證實(shí)。,2.破壞臭氧層的物質(zhì)及作用機(jī)制,哈隆 哈龍(halon)含溴的氯氟烴類的總稱。其化學(xué)式按碳、氟、氯、溴的原子個(gè)數(shù)順序組

6、成四位數(shù)，如二氟一氯一溴甲烷(halon-1211,CF2ClBr)。 哈隆是一類含溴鹵代甲、乙烷的商品名，主要用作滅火劑。,2.破壞臭氧層的物質(zhì)及作用機(jī)制,其破壞臭氧層的機(jī)制與氟里昂類似 RBr + hR +Br Br +O3O2 +Br O Br O +O Br +O2 Br +3 Br +2 Br + Br +2,2.破壞臭氧層的物質(zhì)及作用機(jī)制,國際上用消耗臭氧潛能值 (ODP)來表示消耗臭氧層物質(zhì)的危害性，以常見的氟利昂-11定為1.0，則哈龍-1211為3.0，哈龍-1301高達(dá)10.0。 研究結(jié)果表明，進(jìn)入大氣平流層后，哈隆比氟里昂更危險(xiǎn)，因?yàn)楣∠某粞鯘撃苤?(ODP)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于

7、氟里昂。一個(gè)氯原子可破壞10萬個(gè)臭氧分子，而溴原子破壞臭氧的速度較氯原子快60倍。,2.破壞臭氧層的物質(zhì)及作用機(jī)制,其它鹵代烷烴 氯仿 (CCl4)、甲基氯仿 (CH3 CCl3 )和甲基溴 (CH3 Br)等在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的其它氯代烷烴一旦進(jìn)入大氣平流層，會(huì)同樣分解破壞臭氧。,3保護(hù)臭氧層的對(duì)策,逐步禁止生產(chǎn)和使用破壞臭氧層的物質(zhì) (ODS) 維也納公約 關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書 我國 1989年 9月加入維也納公約。1993 年 1月，編制了中國消耗臭氧層物質(zhì)逐步淘汰國家方案，對(duì)我國目前生產(chǎn)和使用的 3種 CFC(11、12、113)，2種哈隆 (1211、1301 )，CC

8、l4和 CH3 CCl提出了禁用或限用時(shí)間表。,1990、1996和2002年氯氟化碳的消費(fèi)量,中國近年消耗臭氧層物質(zhì)生產(chǎn)量 (噸),3保護(hù)臭氧層的對(duì)策,研究開發(fā)破壞臭氧層物質(zhì)的替代物 氫氟烴 氫氟烴中不含氯，其 ODP值幾乎為零，在大氣中的降解產(chǎn)物毒性較低，是較理想的替代物。 氫氯氟烴 氫氯氟烴具有較小的 ODP值，亦可作為氟里昂的過渡替代物。 其它替代物 氟碘烴，其 ODP值幾乎為零 。 天然物質(zhì)代替氟里昂。,相關(guān)網(wǎng)站資料,1. 每日的有害紫外線預(yù)測http//products/forecasts/你可以在國家天氣預(yù)報(bào)服務(wù)站，找到每日的紫外線放射量地圖/iwin/iwdspg1.html 2. 進(jìn)一步了解南極的臭氧層空洞的訊息，請(qǐng)參考/docs/ozone/science/hole/holehome.html 3. 環(huán)境保護(hù)署的臭氧層空洞站htt