臭氧层空洞定义课件.ppt

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1、第九讲 全球环境问题,主讲人：刘春英旅游与城市管理学院,1,1、目前的环境状况发达国家的环境状况（1）比较好地解决了国内的环境污染问题 空气污染得到控制水体变清,一、当代世界环境问题,2,（2）存在的问题工业废物、垃圾急剧增加噪声仍很突出NOx污染严重重金属污染严重水体污染还未完全解决,（3）向国外输出污染,3,（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,发展中国家的环境问题,4,（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,5,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-Resour

2、ce-Environment-Development。,二、解决环境问题的根本途径,6,1、控制人口、提高素质、强化环境意识2、强化环境管理3、保护生态环境，依靠生态系统4、依靠强大的经济实力5、依靠科技进步,7,三、全球十大环境问题,1、气候变暖,2、臭氧层破坏,3、生物多样性减少,4、酸雨蔓延,5、森林锐减,8,8、水体污染,6、土地荒漠化,7、大气污染,9、海洋污染,10、固体废物污染,9,O3是“地球卫士”还是“健康杀手”？,“地球卫士”还是“健康杀手”？,what？臭氧污染？臭氧不是“正面角色”吗？不是说要“保护地球臭氧层”吗？不是说要“防止出现臭氧空洞”吗？怎么摇身一变又成反派了？

3、又污染了？你们搞气象的还有没有个准啊？！,1.臭氧的来源,室内的最大来源是复印机,2.臭氧的作用,臭氧是目前已知的一种广谱、高效、快速、安全、无二次污染的杀菌气体，可杀灭细菌芽胞、病毒、真菌等，并可破坏肉杆菌毒素。其杀菌的机理是作用于细菌的细胞膜，使细胞膜构成受到损坏，导致新陈代谢的障碍抑制其生长，直至死亡；其杀灭病毒的机理是通过直接破坏其核糖核酸或脱氧核糖核酸来完成。其降解农药的机理是通过直接破坏其化学键来实现。,前几天一个阳光灿烂的下午，我遇上他，一身运动装束，看样子又要去户外“健步走”，老远就跟我打招呼：“今儿PM2.5 还不到40！又是一个好天儿！此时不锻炼更待何时！”我说：“大爷快别

4、逗了，今天中度污染，您还是快打道回府吧！”他说：“不能够！我刚测的！不信你看！”说着就掏出监测仪，戴上老花镜指给我：“看看看，33.2，欧洲水平！,我说：“数据咱也有啊，您来看，今天是大面积空气污染！”只见标有监测值的地图上，半壁江山一片红，华北和长三角基本都沦陷了，个别地方红得发紫，珠三角也状况不佳。,【7 月13 日下午我国部分地区的臭氧浓度分布单位：g/m3】,大爷大惊失色：“难道我这机器坏了？”我说：“应该不是机器的问题，因为今天PM2.5 的监测值的确都挺低的，您看，全国一片绿当然我说的不是股市,【7 月13 日下午我国部分地区的PM2.5 浓度分布单位：g/m3】,空气质量指数,大

5、爷瞬间就懵圈儿了PM2.5 数值这么低，空气却还是中度污染？这个世界到底肿么了！哎，我给大爷看得第一个图是臭氧监测图，这就是一直以来被公众所忽略的臭氧污染！我国以前衡量空气质量，用的是API（Air Pollution Index：空气污染指数），只衡量3 种大气污染物：SO2、NO2 和PM10。现在改成了AQI（Air QuantityIndex：空气质量指数），一共要衡量6 种大气污染物，除了上面3 种以外，又增加了3 种大气污物：PM2.5、O3（臭氧）、CO。,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

6、取决于它所处的高度：,3.臭氧层的破坏和紫外线辐射,24,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2030 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。臭氧含量虽然极微，却具有非常强烈的吸收紫外线的功能，它能吸收波长为200300 nm的紫外线。正由于臭氧层能够吸收99以上来自太阳的，对生物具有极强的杀伤力的紫外辐射，从而保护了地球上各种生命的存在、繁衍和发展，维持着地球上的生态平衡。,25,臭氧的科学发现与背景,全球大气中臭氧总量约有30亿吨，如果在摄氏零度的温度下，沿着垂直于地表的方向将大气中的臭氧全部压缩到一

7、个标准大气压，那么臭氧层的总厚度只有3毫米左右。这种用从地面到高空垂直柱中臭氧的总层厚来反映大气中臭氧含量的方法叫做柱浓度法，采用多布森单位（Dobson unit，简称D.U.）来表示，正常大气中臭氧的柱浓度约为300 D.U.。,26,臭氧层空洞定义,臭氧层空洞定义：大气平流层中的臭氧层浓度下降的现象我们称为臭氧层空洞。臭氧洞被定义为臭氧的柱浓度小于200 D.U.，也即臭氧的浓度较臭氧洞发生前减少超过30%的区域。,27,自1975年以来，南极上空每年早春(南极10月份)总臭氧浓度的减少超过30。1985年，南极上空臭氧层中心地带的臭氧浓度极为稀薄，近95被破坏，出现所谓的臭氧层“空洞”

8、。到1994年，南极上空的臭氧层破坏面积已经达2 400万平方公里。臭氧空洞发生的持续期间和面积不断延长和扩大，1998年的持续期间为100天，比1995年增加23天，而且臭氧洞的面积比1997年增大约15，几乎可以相当于3个澳大利亚。,科学家观察证实，近40年来，大气中臭氧层的破坏和损耗越来越严重,28,南极上空的臭氧层是在20亿年 里形成的，可是在一个世纪里就被破坏了60。北半球上空的臭氧层比以往任何时候都薄。欧洲和北美上空的臭氧层平均减少了1015，西伯利亚上空甚至减少了35。20世纪80年代，中国昆明上空臭氧平均含量减少 1.5，北京减少5。南极上空的臭氧层空洞一般每年8月份出现，9月

9、份至10月份空洞范围最大，12月份前后消失。,29,4.臭氧层遭到破坏的主要原因,臭氧层损耗原因目前还在探索之中，仍然存在着不同的认识，但人类排放的许多物质能引起臭氧层破坏已成了不争的事实。这些物质主要有氟氯烃(CFCs)、哈龙、氮氧化物、四氯化碳以及甲烷等，其中破坏作用最大的为哈龙与氟氯烃类物质。,30,4.臭氧层遭到破坏的主要原因,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。,31,CFCs产品,冷媒,灭火器,发泡剂,32,5.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,

10、O+O,O+O2+M,O3+M,O3+hv,O2+O,高能光子,（游离态）,触 媒,消耗氧分子，产生臭氧,33,据估算，一个氯原子可以破坏10万个臭氧分子，哈龙释放的溴原子对臭氧的破坏能力是氯原子的3060倍。,34,请看保护臭氧层的故事片：优酷网（时长6分钟）大气层消失臭氧治疗,35,酸 雨 问 题,Fishing in the“rainy day”,We can see the fish only remains the fish bone.,The fisherman wears a mask.v,Its acid rain,36,在二十世纪五十年代初期，北欧国家瑞典和挪威的渔业突然无故

11、减产，经研究之后，发现与酸雨有关。,受酸雨影响的渔业,一九六七年，美国俄亥俄河上的跨河大桥倒塌，死亡人数高达46名，调查发现与酸雨侵蚀大桥有关。,37,什么是酸雨?,一般未被污染的雨水，pH值呈弱酸性（pH5.65）。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。,38,酸雨，其正确的名称应为酸性沉降，它可分为湿沉降与干沉降两大类，前者指的是所有气状污染物或粒状污染物，随着雨、雪、雾或雹等降水型态而落到地面者，后者则是指在不下雨的日子，从空

12、中降下来的落尘所带的酸性物质而言。,39,酸雨研究的简史及现状,19世纪40年代，英国化学家R.A.Smith 在英格兰开始了对酸雨现象最初的科学调查。1852年，R.A.Smith 观察应该的工业城市曼彻斯特附近的降水，发现在城市附近，动物排泄物释放的氨与煤燃烧产生的硫酸化合生成硫酸铵盐，由于城市硫酸的生成量过高而不能完全被氨中和，市内的降水化学由硫酸控制。“酸雨”这个名词由此产生。时隔一个世纪，酸雨现象才在全球范围内逐步收到人们重视。,40,酸雨形成的过程,污染来源,自然物质,火山爆发喷出大量硫化物及悬浮固体物，自然水域表面释放硫化氢，动植物分解产生有机酸，土壤微生物及海藻释放硫化氢、二甲

13、基硫及氮化物,人为物质,工业化后，燃料大量使用，燃烧过程中产生CO、HC、SO2、NOX及悬浮固体物，排放至大气环境中，经光化学反应生成硫酸、硝酸等酸性物质,41,酸雨的分布,当前，世界最严重的三大酸雨区是西北欧、北美和中国。欧洲北部的斯堪的纳维亚半岛是最早发现酸雨，并引起注意的地区。在20世纪70年代，西北欧的降水pH值曾降至4.0，还向海洋和东欧方面不断扩展，北美的东部降水pH已降至4.5，中国、日本、亚非区国家降水pH值也在下降。,42,数据显示，2010年上半年温州等8个城市酸雨频率为100.0%，近200城市出现酸雨，引发重点关注。事实上，早在2006年，酸雨迁移到包括京津在内的华北

14、地区就引起了广泛的关注。,我国酸雨的发生和发展与我国能源消费增长密切相关。我国的能源消耗将持续增长，其中作为我国主要能源煤的消耗也将不断增长。煤的硫含量较高，在目前的技术条件下SO2的去除率较低为30%50%，这为致酸物质SO2排放量的增长提供了前提。,这是由于1998年国务院批准了国家环保总局的酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案，对两控区内的电力、煤炭这2个行业的SO2排放进行了严格控制，使SO2的排放量有了明显降低，1999年之后，经济发展，能源消耗的增长，导致SO2的排放量呈上升趋势。,两控区,两控区”是环保领域的专属名词，是指酸雨控制区或者二氧化硫污染控制区的简称。大气污染防治法规

15、定，根据气象、地形、土壤等自然条件，可以将已经产生、可能产生酸雨的地区或者其他二氧化硫污染严重的地区，划定为酸雨控制区或者二氧化硫污染控制区，即“两控区”。一般来说，降雨pH值4.5的，可以划定为酸雨控制区；近三年来环境空气二氧化硫年平均浓度超过国家二级标准的，可以划定为二氧化硫污染控制区。,国务院关于环境保护若干问题的决定和国家环境保护“九五”计划和2010年远景目标，提出了“两控区”分阶段的控制目标，即到2010年使酸雨和二氧化硫污染状况明显好转。,我国最强酸雨区在哪里?20世纪80年代,年降水平均pH值最低的地区在重庆,贵阳和柳州地区。20世纪90年代,最强酸雨区东移,到了长沙,南昌和杭州。1995年长沙市年降水平均pH值为3.53;南昌市为4.68;杭州市为3.91。我国最强碱雨区在哪里?我国年降水平均pH值最高的碱雨区都在临近沙漠的城市,例如1995年内蒙古自治区呼和浩特市年降水平均pH值为7.94;甘肃古城敦煌市为8.29。1986年青海省格尔木市年降水平均pH值为8.20;而1986年新疆石河子市年降水平均pH值达到7.53。首先,这些城市干旱少雨;其次它们临近沙漠,碱性的沙粒是形成碱雨的天然源。,48,