臭氧层空洞(Ozone depletion)概要课件.ppt

臭氧层空洞（Ozone depletion）,什么是臭氧层,臭氧(O3):由三个氧原子组成的气体臭氧层存在于对流层上面的平流层中臭氧层象个大气泡环绕着地球 臭氧层对地球上生命的出现，发展以及维持地球上的生态平衡起着重要作用。臭氧层能够吸收99%以上的来自太阳的紫外辐射，从而使地球上的生物不会受到紫外线的伤害。,臭氧层的形成,氧分子吸收紫外线并分解形成氧原子；氧原子与氧分子结合生成臭氧；臭氧可吸收阳光而分解，也可与氧原子结合变成氧分子M为反应第三体，它们是氮气和氧气分子O2 + Hv O+ OO2 + O+ M O3 + MO3 + Hv O2 + OO3 + O 2O2,上述生成和消除的过程同时存在，正常情况下它们处于动态平衡，因而臭氧浓度保持恒定。然而，由于人类活动的影响，水蒸气，氮氧化物，氟氯烃等污染物进入了平流层，在平流层形成了HOx，NOx和ClOx等活性基团，从而加速了臭氧的消除过程，破坏了臭氧层的稳定状态。这些活性基团在加速臭氧层破坏的过程中可以起到催化剂的作用。,臭氧层的作用,保护作用 吸收300nm以下的紫外线，主要是一部分中波UV-B（290320nm)和全部短波UV-C(290nm)加热作用吸收紫外线转化为热能温室气体的作用臭氧减少会产生地面气温下降的动力 将地球上臭氧压缩至1个大气压，其厚度仅3mm,1985年，人们未预料到的事发生了，这一年，英国科学家乔弗曼等人首次报道，1980-1984年间，南极上空每年春季（即10月）臭氧含量与同年3月相比大幅度下降，出现了臭氧洞。这对人类自身的生存构成了威胁，从而引起了世界各国政府和人民大众的普遍关注，并构成了当今人类面临的重大环境问题之一。,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。,1979-1992年南极上空臭氧月平均含量的变化,南极臭氧空洞的变化,臭氧空洞产生的,主要原因,什么是消耗臭氧层物质?,消耗臭氧物质Ozone-depleting substances (ODS) 是破坏大气层中臭氧层的物质，主要是全氯氟烃（CFCs）、哈龙（Halon）、四氯化碳、甲基氯仿、溴甲烷等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)0.6-1.0哈龙 Halon3.0-10.0四氯化碳Carbon tetrachloride(CTC) 1.1甲基氯仿Methyl chloroform (TCA) 0.1含氢氯氟烃Hydrofluorocarbons (HCFCs) 0.001-0.11含氢溴氟烃 Hydrobromofluorocarbons (HBFCs) 0.02-1.0溴氯甲烷Bromochloromethane 0.12甲基溴Methyl Bromide(MBr) 0.6,臭氧层消耗的化学反应,平流层中NOx对臭氧层破坏的影响平流层中HOx对臭氧层破坏的影响平流层中ClOx对臭氧层破坏的影响,平流层中NOx对臭氧层破坏的影响,平流层中NOx主要存在于25km以上的大气中，其体积分数约为10*10-9。在25km以下的平流层大气中所存在的含氮化合物主要是HNO3。NO+O3 NO2+O2NO2+O NO+O2O3+O 2O2,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,平流层中ClOx对臭氧层破坏的影响,ODS的来源,制冷剂: (CFCs,HCFCs ) 家用、商用、运输用冰箱、空调、热力泵系统；机动车空调发泡剂: ( CFC-11 ) 使用CFC发泡剂制备的聚氨脂泡沫塑料和聚苯乙烯、聚乙烯挤出泡沫塑料清洗剂: (CFC-113, 三氟三氯乙烷，甲基氯仿, 四氯化碳 ) 用于电子工业的各种组件和产品的清洗、精密仪器制造工业的零件及精密机械部件的清洗、金属加工冷清洗（蒸气脱脂）、干洗及纺织工业清洗等,ODS（消耗臭氧物质）的来源,气雾剂: ( CFC-11, -12, -113, -114) 用于除臭剂、剃须液、香水、玻璃清洗剂、润滑油等消毒剂: CFC-12 和乙撑氧的混合物用于医用杀菌灭火器: Halons &含氢溴氟烃 熏蒸剂: 甲基溴（Methyl Bromide）用于土壤杀虫和出入境检疫.原料: HCFC & Carbon Tetrachloride用作化学合成品的原料.,ODS破坏臭氧层的机理,清洗剂、油漆、灭火剂、气雾罐等直接喷射制冷和空调系统维修时的泄漏在检疫及土壤消毒时甲基溴的使用废弃含有ODS产品或设备如发泡剂和制冷剂的泄漏制冷剂在循环过程中的泄漏 -一旦ODS释放到空气中，就会随着气流抵达平流层并长期存在（Cl的寿命有100年）,CFC-11三氯氟甲烷,CFC-12二氯二氟甲烷,一些 CFCs,HCFC-22二氟一氯甲烷,HCFC-1231.1.1-三氟-22-二氯乙烷,一些 HCFCs,人类所排放的氯氟烃主要在北半球，其中欧洲、俄罗斯、日本和北美洲约占总排放量的90%。携带北半球散发的氯氟烃的大气环流，随赤道附近的热空气上升，分流向两极，然后冷却下沉，从低空回流到赤道附近的回归线。在南极黑暗酷冷的冬季，下沉的空气在南极洲的山地受阻，就地旋转，吸入冷空气形成“极地风暴漩涡”。旋涡上升至臭氧层成为滞留的冰晶云，冰晶云吸收并积聚氯氟烃类物质。当南极的春季来临，冰晶融化，释放吸附的氯氟烃类物质。在紫外线的照射下，分解产生氯原子，与臭氧反应，形成季节性的“臭氧空洞”。,由CFC12释放出的Cl自由基对臭氧的连续破坏,紫外线将氧分子O2分解成两个单独的氧原子,O3,自由氧原子与氧分子结合形成臭氧分子O3,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,臭氧分子在紫外线的作用下自然分解，在没有人造化合物的情况下将与臭氧的形成过程保持平衡,1.CFCs 被释放2.CFCs 上升到臭氧层3.紫外线分解CFCs产生Cl自由基,4.Cl自由基破坏臭氧5.破坏了臭氧层导致更多紫外线辐射6.更多紫外线引起更多皮肤癌,土地沙漠化,臭氧空洞,有什么危害,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 恶性黑色素瘤白内障 1%臭氧层的减少，将增加11.5万白内障,臭氧层耗减对环境的影响,对陆生植物的影响减少产量-如豆类、瓜类、卷心菜类改变遗传基因和再生能力降低品质对水生物的影响减少浮游生物影响海洋食物链危害鱼、虾等动物的早期发育对城市环境和建筑材料的影响光学化学烟雾污染聚合物材料老化,臭氧空洞的危害,保护措施？,据科学家表示，臭氧破洞于2003年九月达到2900万平方公里的记录高点，使南美洲的南端曝露了出来。预期臭氧破洞每年都会出现。由于臭氧层耗损对人类生存、地球上的生态系统将产生直接的破坏性影响，因此科学家呼吁国际社会尽快采取行动，共同保护我们共有的臭氧层。,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。,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。,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。,