《臭氧层形成与破坏》PPT课件

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1、臭氧层形成与破坏环评3101第三小组刘尧芳夏淑萍蒋雨栖何伟伟张斌目录案例导入1案例分析2知识链接3案例导入南极上空出现历史上最大臭氧空洞时间事件20世纪70年代中期科学家在南极地区最早发现严重的臭氧层破坏20世纪80年代观测发现每年九月下旬开始南极臭氧层发生大规模损耗，形成一个直径上千公里的“臭氧洞”70年代-90年代中期南极O3气柱总量从300DU左右下降到120DU1997至今臭氧洞发生的时间在提前1998年臭氧洞持续时间超过100天，是发现以来最久记录南极大陆的面积约为1400万平方公里,其上空的臭氧层保护着地球生物免遭太阳紫外线的侵害。但日本气象厅根据观测

2、说,今年南极上空的臭氧层空洞的扩展比往年提前了1～2周,空洞面积在9月10日已超过1998年2724万平方公里的高峰值,达2918万平方公里,约为南极大陆面积的2.08倍。1998年高空臭氧的被破坏量为8908万吨,为历史之最。但观测表明,2000年9月12日的高空臭氧的被破坏量突破了这一记录,达到9622万吨,创历史新高。案例分析美国科学家莫里纳和罗兰德提出，人工合成的一些含氯和含溴的物质是造成南极臭氧洞的元凶，最典型的是氟氯碳化合物（CFC，俗称氟里昂）和含溴化合物哈龙（Halon）。越来越多的科学证据证实，氯和溴在平流层通过催化化学过程破坏臭氧是造成南极臭氧

3、洞的根本原因。那么，氟里昂和哈龙是怎样进入平流层，又是如何引起臭氧层破坏的呢？就重量而言，人为释放的CFC和Halon的分子都比空气分子重，但这些化合物在对流层是化学惰性的，即使最活泼的大气组分———自由基对CFC和Halon的氧化作用也微乎其微。因此它们在对流层十分稳定，不能通过一般的大气化学反应去除。经过一两年的时间，这些化合物会在全球范围内的对流层分布均匀，然后主要在热带地区上空被大气环流带入到平流层，风又将它们从低纬度地区向高纬度地区输送，在平流层内均匀混合。在平流层内，强烈的紫外线照射使CFC和Halon分子发生解离，释放出高活性的原子态的氯和溴，氯和溴

4、原子也是自由基。氯原子自由基和溴原子自由基就是破坏臭氧层的主要物质，它们对臭氧的破坏是以催化的方式进行的。溴原子自由基也以同样的过程破坏臭氧，因此也是催化剂。据估算，一个氯原子自由基可以破坏104—105个臭氧分子，而由Halon释放的溴原子自由基对臭氧的破坏能力是氯原子的30—60倍。而且，氯原子自由基和溴原子自由基之间还存在协同作用，即二者同时存在时，破坏臭氧的能力要大于二者简单的加和。实际上，当CFC和Halon进入平流层后，通常是以化学惰性的形态而存在，并无原子态的活性氯和溴的释放。南极的科学考察和实验室的研究都证明，化学惰性的ClONO2和HCl在平流层

5、云表面会发生化学反应，结果造成Cl2和HOCl2组分的不断积累。因此，南极臭氧洞的形成是包含大气化学、气象学变化的非均相的复杂过程，但其产生根源是地球表面人为活动产生的氟里昂和哈龙，曾经是一个谜团的臭氧洞得到了清晰的定量的科学解释。但是令人忧虑的是，CFC和Halon具有很长的大气寿命，一旦进入大气就很难去除，这意味着它们对臭氧层的破坏会持续一个漫长的过程，臭氧层正受到来自人类活动的巨大威胁。知识链接大气的成分大气层结构臭氧层的定义形成分布生成机理作用危害及防治对策大气1.大气的主要组成成分及其作用三大组成成分作用干洁空气水汽固体杂质氧氮二氧化碳臭氧等氧气占大气体

6、积的21%，是人类和一切生物维持生命活动所必须的物质。占大气体积的78%，是生物体的基本成分。植物进行光合作用的重要原料；对地面具体保温作用。吸收太阳强紫外线，保护地球生命；少量紫外线具有杀菌作用在大气中的含量很少，但变化很大。影响地面温度，是成云致雨的必要条件。大气的垂直分层大气层的结构臭氧层定义：臭氧层是指大气层的平流层中臭氧浓度相对较高的部分，其主要作用是吸收短波紫外线。主要来源：臭氧层、雷电作用等。臭氧层的形成自然界中的臭氧，大多分布在距地面20Km--50Km的大气中，我们称之为臭氧层。臭氧层中的臭氧主要是紫外线制造出来的。大家知道，太阳光线中的紫外线分

7、为长波和短波两种，当大气中（含有21%）的氧气分子受到短波紫外线照射时，氧分子会分解成原子状态。氧原子的不稳定性极强，极易与其他物质发生反应。如与氢（H2）反应生成水（H2O)，与碳（C）反应生成二氧化碳（C02）。同样的，与氧分子（O2）反应时，就形成了臭氧（O3）。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。臭氧层的时空分布在标准状态下，全球臭氧层的平均厚度约为300DU（Dobson,单位DU，是表

8、征平流层O