臭氧层形成与 破坏 环评六
臭氧层损耗
生成的O3当受到波长为220–320nm的紫外线照射时又可以分解: :
因此，在高层大 气中存在着臭氧的 形成和分解两种光 化学过程，这两种 过程达到动态平衡， 使臭氧含量长期保 持在相应范围，结 果形成了一个浓度
相对稳定的臭氧层。
二 臭氧层对紫外线吸收效果
臭氧层能够吸收太阳光中的 波长306.3μm以下的紫外线， 主要是一部分UV-B(波长29 0～300μm)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U V-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。
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为什么每年的南极臭氧空洞多发生在春季？
(1)将Cl2和HOCl分解成原子氯，需要紫外线照射，但在冬天南 极的紫外光极少，C12和HOCl的光解机会很小。当春天来临时， 阳光返回南极地区，太阳辐射中的紫外射线使Cl2和HOCl开始发 生大量的光解，产生大量的原子氯，从而造成严重的臭氧损耗。 (2)春季后更多的太阳光到达南极，南极地区的温度上升，气象 条件发生变化，结果导致南极涡旋逐渐消失，其他地区臭氧浓 度较高的空气可以与南极空气换，使南极上空空气中的臭氧浓 度升高，臭氧空洞随之消失。▲
• 3.关于“第一次发现臭氧空洞是在1956年，那时氟氮烷还未广 泛使用.因此它肯定是一种自然现象” • Dobson及其同事1956年在南极上空测得的臭氧浓度并不代 表全球性的普遍降低，而只是和他们所预料的不一样——他们 本指望在9月份测得和3、4月份相近的臭氧浓度(450DU)，而结 果只有300DU。在此后20年里，臭氧的含量几乎不变。然而，到 了70年代末期，南极上空的臭氧浓度在每年9月开始下降，到11 月才恢复。到了80年代中期，每年1至9月臭氧的浓度便急剧下 降，在一个月里就消耗了南极臭氧的一半。
大气层中的臭氧与紫外线辐射了解臭氧层的形成和破坏机制
大气层中的臭氧与紫外线辐射了解臭氧层的形成和破坏机制大气层中的臭氧与紫外线辐射——了解臭氧层的形成和破坏机制大气层中的臭氧与紫外线辐射是一个重要的环境问题，对人类健康和生态系统稳定都有着深远的影响。
本文将重点探讨臭氧层的形成和破坏机制，以加深对这一现象的理解。
一、臭氧层的形成臭氧层是大气层中含有较高浓度的臭氧气体的区域。
该层位于平流层中的同温层，俗称臭氧层。
臭氧层的形成源于大气层中的臭氧生成与分解循环。
1. 臭氧生成大气中的臭氧主要通过紫外线辐射的作用下，氧分子（O2）的光解而生成。
在紫外线照射下，O2分子将解离为两个自由氧原子（O）。
这两个自由氧原子与其他的O2分子碰撞形成臭氧分子（O3）。
光解反应方程式：O2 + 光能→ 2O臭氧生成方程式：O + O2 → O32. 臭氧分解臭氧层中形成的臭氧，也会通过吸收紫外线而分解。
臭氧分解会释放出一个自由氧原子和一个氧分子。
臭氧分解方程式：O3 + 光能→ O2 + O由上述反应可知，臭氧的形成与分解在大气层中是一个动态平衡过程。
正常情况下，臭氧的生成速率与分解速率保持平衡，从而维持了臭氧层的存在。
二、臭氧层的破坏机制尽管臭氧层的形成与分解达到平衡，然而一些人为因素以及自然因素的干扰，会对臭氧层的稳定造成破坏。
1. 温室气体的排放温室气体的大量排放是造成臭氧层破坏的主要原因之一。
主要的温室气体包括二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）和氟氯碳化合物（CFCs 等）。
这些气体的排放会导致地球的温度上升，进而影响臭氧层的稳定。
2. 氟氯碳化合物（CFCs）的破坏CFCs是一类广泛应用于制冷剂、喷雾剂和发泡剂等工业产品中的人工合成化合物。
CFCs的排放会导致大气中的臭氧分子被破坏。
CFCs 中的氯原子在被紫外线辐射作用下释放出，然后与臭氧发生反应，从而破坏臭氧分子。
3. 紫外线辐射的增加由于人类活动和大气中温室气体的增加，地球上的紫外线辐射量逐渐增加。
紫外线辐射不仅对人类健康有直接的危害，同时也会造成臭氧层的破坏。
臭氧层的形成与耗损
（b）超音速和亚音速飞机的排放 （c）宇宙射线的分解 这个来源所产生的NOx 数量较少。 ②NOx清除O3的催化循环反应 NO + O3 → NO2 + O2 NO2 + O• → NO + O2 总反应： O3 + O• → 2O2 该反应主要发生在平流层的中上部。
如果是在较低的平流层，由于O•的浓 度低，形成的NO2 更容易发生光解，然 后与O•作用，进一步形成O3： NO2 → NO + O• O• + O2 + M → O3 因此，在平流层底部NO 并不会促使O3 减少。 ③NOx的消除
B类紫外线灼伤称为B类灼伤，这是紫外辐 射最明显的影响之一，学名为红斑病。 B类紫外线也能损耗皮肤细胞中遗传物 质，导致皮肤癌。B类辐射增加还可对 眼睛造成损坏，导致白内障发病率增加。 B类紫外线辐射也会抑制人类和动物的免 疫力。因此B类紫外线辐射的增加，可 以降低人类对一些疾病包括癌症、过敏 症和一些传染病的抵抗力。
（a）由于NO 和NO2 都易溶于水，当 它们被下沉的气流带到对流层时，就可 以随着对流层的降水被消除，这是NOx 在平流层大气中的主要消除方式。 （b）在平流层层顶紫外线的作用下， NO 可以发生光解： NO2 + hν → N• + O• 光解产生的N•可以进一步与NOx 发生 反应：N• + NO → N2 + O• N• + NO2 → N2O + O• 这种消除方式所起的作用较小。
HO2• + HO2• → H2O2 + O2 •OH + •OH → H2O2 •OH + HO2• → H2O + O2 （b）与NOx 的反应 •OH + NO2 + M → HONO2 + M •OH + HNO3 → H2O + NO3 总反应： •OH + NO2 → H2O + NO3 形成的硝酸会有部分进入对流层然后随降 水而被清除。（3）ClOx对臭氧层破坏 的影响 ①平流层中ClOx的来源
大气臭氧层破坏及其影响
大气臭氧层破坏及其影响大气臭氧层是地球大气中的一个重要组成部分，它位于距离地表约15至35公里的平流层，起着过滤紫外线、保护地球生物免受紫外线辐射危害的重要作用。
然而，随着工业化进程的加快和人类活动的不断增加，大气臭氧层遭受到了破坏，这种破坏对地球生态环境和人类健康产生了严重影响。
一、大气臭氧层破坏的原因1. 温室气体排放：工业生产、交通运输等活动释放大量温室气体，如二氧化碳、甲烷等，这些气体在大气中的积聚导致温室效应加剧，加速了大气臭氧层的破坏。
2. 氟氯碳化合物（CFCs）的使用：CFCs是一类人造化合物，曾被广泛应用于制冷剂、喷雾剂等产品中。
这些化合物释放到大气中后，会破坏臭氧分子，导致臭氧层变薄。
3. 火山喷发和森林火灾：火山爆发和森林火灾释放大量的气体和颗粒物到大气中，这些物质也会对臭氧层造成破坏。
二、大气臭氧层破坏的影响1. 紫外线辐射增加：大气臭氧层的破坏导致紫外线穿透能力增强，地表紫外线强度升高，对人类健康造成危害，易引发皮肤癌、白内障等疾病。
2. 生物多样性减少：紫外线对植物的生长和繁殖也会产生负面影响，一些植物对紫外线敏感，臭氧层破坏会导致植被减少，影响生态平衡。
3. 气候变化加剧：大气臭氧层破坏会加剧全球气候变暖的趋势，影响冰川融化、海平面上升等现象，对地球气候系统产生深远影响。
4. 农作物减产：紫外线强度增加会影响农作物的生长，导致农作物减产，影响粮食安全。
5. 海洋生态系统受损：臭氧层破坏还会影响海洋生态系统，影响海洋浮游植物的生长，对海洋生物链产生影响。
三、应对大气臭氧层破坏的措施1. 减少温室气体排放：加强工业生产、交通运输等领域的节能减排工作，减少温室气体的排放，减缓大气臭氧层的破坏。
2. 禁止CFCs的使用：国际社会应加强对CFCs等物质的管控，推动替代品的研发和应用，减少对臭氧层的破坏。
3. 加强环境监测：建立健全的环境监测体系，及时监测大气中的臭氧层破坏情况，为科学决策提供数据支持。
环境化学 臭氧层破坏机理 摘要
摘要：臭氧层破坏会造成紫外线增强,对人体和环境形成危害。
臭氧层可以过滤掉大部分阳光中对人体有害的紫外线, 是环绕地球的天然屏障。
臭氧层破坏是一种与物理化学、大气化学、大气环流、气候环境和太阳紫外辐射等多种因素有关的、复杂的大气现象和过程。
本文就将通过讲述臭氧层的发展过程，如何被破坏以及产生的危害等影响。
关键词：修复、臭氧层、治理保护、形成机制1自我介绍1.1何为臭氧层臭氧层是大气层的平流层中臭氧浓度高的层次。
浓度最大的部分位于20—25公里的高度处。
若把臭氧层的臭氧校订到标准情况，则其厚度平均仅为3毫米左右。
臭氧含量随纬度、季节和天气等变化而不同。
紫外辐射在高空被臭氧吸收，对大气有增温作用，同时保护了地球上的生物免受远紫外辐射的伤害，透过的少量紫外辐射，有杀菌作用，对生物大有裨益。
1.2发现历史人类真正认识臭氧是在150多年以前，德国先贝因（Schanbein）博士首次提出在水电解及火花放电中产生的臭味，同在自然界闪电后产生的气味相同，先贝因博士认为其气味难闻，由此将其命名为臭氧。
臭氧层由法国科学家法布里于20世纪初发现。
1930年英国地球物理学家卡普曼提出，大气中的臭氧主要是由氧原子同氧分子，在有第三种中性分子参与下进行三体碰撞时产生。
60公里以上的高空，太阳紫外线强，氧分子大量离解，三体碰撞机会减少，臭氧含量极少。
5公里以下低空，紫外线大大减弱，氧原子很少，难以形成臭氧。
在20～25公里高度范围内，既有足够的氧原子，又有足够的氧分子，最有利于三体碰撞，形成的臭氧每年约有500亿吨。
1.3形成过程自然界中的臭氧，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。
太阳光线中的紫外线分为长波和短波两种，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（CO2）。
臭氧层破坏的起因与影响
3-1 氟里昂破壞觀點
臭氧層在氯原子，氟原子和溴原子附近會被 毀壞。 這些氣體分子升到同溫層，在紫外線照射之 後，分解成各種單元素氣體，破壞臭氧。
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3-3 太陽風及地球磁場觀點
太陽射線的影響也許是現在臭氧層分佈狀況 的根源。而具體到不同地區會有不同的影響。
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3-3 太陽風及地球磁場觀點
由於氟利昂相當穩定，可以存在50至100年， 即使議定書完全得到履行，臭氧層的耗損也只 能在2050年以後才有可能完全復原。
另據1998年6月世界氣象組織發表的研究報告 和聯合國環境規劃署作出的預測，大約再過20 年，人類才能看到臭氧層恢復的最初跡象，只 有到21世紀中期臭氧層濃度才能達到本世紀60 年代的水平。
4-1地球表面引響
對人體健康之影響
紫外線會導致皮膚癌、白內障、 角膜炎、 破壞免 疫系統且對惡性黑腫瘤也具有關鍵性影響。所有陽 光中都包含紫外線，即使臭氧層濃度在正常情況下， 也要避免過度曝曬於陽光下。
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4-2地球表面引響
對植物引響
植物的生理機能也受紫外線影響。間接改變例如植 物形態、營養素在植物內的分布、植物生長遲滯、 農作物減產。這些改變可能影響植物群體間的競爭、 平衡等。
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臭氧層破壞的起因與影響
2.破壞的起因 資管三乙 49790119 曾郁庭
2-1 臭氧層破壞的原因
對於大氣臭氧層破壞的原因，科學家中間有 多種見解。但大多數人認，人類過多地使用 氯氟烴類化學物質（CFCs）是破壞臭氧層 的主要原因。
氯氟烴是一種人造化學物質全球科學界用冷 媒對破壞臭氧層的方式。
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4-3地球表面引響
對海洋生態引響
浮游生物是食物供給之一。浮游生物生活於海水表 層陽光充足之區域，有機物在此區域內的分布易受 風與海浪之影響，許多浮游生物都具有自主運動能 力，以增加其生產量。 照射過量紫外線會減低浮游生物的生存率、運動能 力。紫外線亦會對於海生動物的幼兒產生不良影響， 就連目前紫外線量都略顯過強。
臭氧层的形成与破坏
臭氧层的形成与破坏摘要：本文对臭氧的形成和破坏进行了简单的分析，并列出部分反应机理。
关键词：臭氧层、反应机理、一、臭氧的形成在数亿年以前,地球上的大气中没有臭氧层,地球的表面受到来自太阳的紫外线强烈照射,地面上没有生物存在,仅有少数生物生存在水中,因为水能吸收紫外线,水中绿色植物不断地吸收大气中的二氧化碳,释放出氧气,扩散到空气中,而其中一部分的氧气在大气层的上层,受到紫外线的作用,依下面所示的反应式,氧气变成了臭氧而产生了臭氧层.臭氧层对地球上的生命相当重要,因它能滤除紫外线,地球上生物才能登上陆地,展开另一种灿烂多姿的地表生活O2+ hν→ 2O·O2 + O·→ O3二、臭氧的介绍臭氧(O3)是一种具有刺激性气味,略带有淡蓝色的气体,在大气层中,氧分子因高能量的辐射而分解为氧原子(O),而氧原子与另一氧分子结合,即生成臭氧.臭氧又会与氧原子,氯或其他游离性物质反应而分解消失,由於这种反覆不断的生成和消失,乃能使臭氧含量维持在一定的均衡状态,而大气中约有90%的臭氧存在於离地面15到50公里之间的区域,也就是平流层(Stratosphere),在平流层的较低层,即离地面20到30公里处,为臭氧浓度最高之区域,是为臭氧层(Ozo·e Layer),臭氧层具有吸收太阳光中大部分的紫外线,以屏蔽地球表面生物,不受紫外线侵害之功能.三、臭氧层破坏的催化反应机理目前O3层破坏主要有三类链反应：HOx、·Ox、ClOx。
（1）水蒸气、甲烷等的影响平流层中存在的水蒸气、甲烷，可与激发态氧原子形成含氢物质(H，OH与HO2)，例如H2O+O→2HOCH4+O→CH3+HOH2+O→H+HO这些物质可造成O3损耗约10%。
反应：HO + O3 → HO2 + O2 HO2 + O → HO + O2总反应： O + O3 → 2O2（2）·O x的催化作用平流层中的·2O(超音速飞机排放)可为紫外线辐射分解为·2和O，其中，约有1%的·2O又与激发态的氧原子结合，经氧化后产生·O和·O2·2O+ O→ 2·O ·O+O3→·O2+O2经氧化后产生·O和·O2是造成O3损耗的重要过程，估计约占O3总损耗量的70%。
大气臭氧与臭氧层探讨臭氧的形成与破坏
大气臭氧与臭氧层探讨臭氧的形成与破坏大气臭氧与臭氧层：探讨臭氧的形成与破坏在我们头顶的大气层中，有一种神秘而重要的气体——臭氧。
它对于地球上的生命来说，既有着至关重要的保护作用，又面临着形成与破坏的复杂过程。
今天，就让我们一同走进大气臭氧与臭氧层的世界，深入探讨臭氧的形成与破坏机制。
臭氧（O₃）是由三个氧原子组成的分子，和我们呼吸的氧气（O₂）有所不同。
在大气中，臭氧的分布并不是均匀的。
在平流层中，存在着一层相对集中的臭氧层，而在对流层中，臭氧的含量则较少。
首先，让我们来了解一下臭氧是如何形成的。
在平流层中，紫外线（UV）的作用是臭氧形成的关键因素。
当太阳辐射中的短波紫外线照射到氧分子（O₂）时，它具有足够的能量将氧分子分解成氧原子（O）。
这些氧原子非常活泼，一旦与氧分子相遇，就会结合形成臭氧分子。
这个过程可以简单地表示为：O₂＋UV → 2O ，O ＋ O₂ →O₃。
而且，形成的臭氧分子在吸收了紫外线后，又会分解成氧原子和氧分子，随后氧原子再与氧分子结合形成新的臭氧分子。
这样的循环使得平流层中的臭氧浓度保持在一个相对稳定的水平。
然而，臭氧的形成并非一帆风顺，它也面临着被破坏的威胁。
多种因素都可能导致臭氧的破坏。
其中，人类活动排放的一些化学物质起到了重要作用。
一类主要的破坏臭氧的物质是氯氟烃（CFCs），也被称为氟利昂。
这些物质曾经被广泛用于制冷剂、喷雾剂等产品中。
当它们被释放到大气中后，会缓慢上升到平流层。
在那里，紫外线的照射会使 CFCs 分解，释放出氯原子（Cl）。
一个氯原子可以与成千上万的臭氧分子发生反应，将其分解成氧分子和氧原子。
这个反应过程非常迅速，并且具有连锁反应的特点。
例如，Cl ＋ O₃ → ClO ＋ O₂，ClO ＋O → Cl ＋ O₂。
可以看出，氯原子在反应中并没有被消耗，而是不断地参与破坏臭氧的过程。
除了氯氟烃，其他一些化学物质如溴氟烃（Halons）、氮氧化物（NOx）等也对臭氧层造成了破坏。
臭氧层的形成和耗损
臭氧空洞旳成因
❖ 臭氧层损耗是臭氧空洞旳真正成因。
❖ 臭氧层是怎样耗损旳呢？是什么原因造成臭氧层旳 破坏呢？科学家以为，臭氧急剧耗损不是由已知旳 自然现象引起旳，而是人为旳活动起决定性旳作用。 是某些人类活动所散发旳物质进入臭氧层，引起臭 氧旳损耗。
❖ 这些物质有含氯氟烃类、有机溴化合物、氧化亚氮 及超音速飞机排放氮氧化物、甲烷、水汽和二氧化 碳等。
❖ 1991年成立了保护臭氧层领导小组，开始 编制并完毕了《中国消耗臭氧层物质逐渐 淘汰国家方案》
❖ 1999年7月1日冻结了氟利昂旳生产，并将
❖ 从这里我们不但能够看到人类日益紧迫旳步伐，而 且也发觉，虽然如此努力地弥补我们上空旳“臭氧 洞”，但因为臭氧层损耗物质从大气中除去十分困 难．估计采用哥本哈根修正案，也要在2050年左 右平流层氯原子浓度才干下降到临界水平下列，到 那时，我们上空旳“臭氧洞”可望开始恢复。臭氧 层保护是近代史上一种全球合作十分经典旳范例， 这种合作机制将成为人类旳财富，并为处理其他重 大问题提供借鉴和经验。
❖ 2023年1-3月期间，北极上空臭氧层耗损曾经 到达60%，是历史上该地域臭氧层耗损旳最 高水平。
❖ 当南极旳春季来临（九月下旬），阳光照射 冰云，冰晶融化，释放吸附旳氯氟烃类物质。 在紫外线旳照射下，分解产生氯原子，与臭 氧反应，形成季节性旳“臭氧空洞”。
❖ 因为北极没有极地大陆和高山，仅有一片海 洋冰帽，形不成大范围旳强烈旳“极地风 暴”，所以不易产生象南极那样大旳臭氧洞。 但是，北极上空旳臭氧在不断地降低。
大气中臭氧层现状及发展
❖ 这是美国航空航天局用卫星 测绘出旳南极臭氧层空洞， 左图是去年9月24日旳臭氧 层空洞图像，虽然只有一种， 但其面积比北美洲还大。右 图是今年9月24日旳图像， 科学家首次发觉臭氧层空洞 居然一分为二，但总面积比 去年降低了40%，科学家以 为这要归因于南极洲气温旳 上升。
高空大气层中的臭氧层形成与破坏
高空大气层中的臭氧层形成与破坏在我们头顶上方的高空大气层中，存在着一层对地球生命至关重要的臭氧层。
这层看似稀薄却又无比重要的气体屏障，默默地守护着地球上的万物生灵。
那么，臭氧层是如何形成的？又为何会遭到破坏呢？要了解臭氧层的形成，首先得从氧气分子说起。
我们都知道，大气中最常见的气体之一就是氧气（O₂）。
在太阳紫外线的高能辐射下，氧气分子会发生分解，变成单个的氧原子（O）。
这些氧原子极不稳定，它们具有很强的化学活性，一旦与氧气分子相遇，就会迅速结合形成臭氧（O₃）。
这个过程主要发生在距离地面 15 至 50 千米的高空大气层，也就是我们所说的平流层。
在平流层中，由于紫外线的强度较高，氧气分子不断分解和重组，使得臭氧得以持续生成。
随着时间的推移，臭氧的浓度逐渐增加，最终形成了一层相对稳定的臭氧层。
臭氧层的形成并非一蹴而就，而是一个动态平衡的过程。
一方面，氧气分子在紫外线的作用下不断转化为臭氧；另一方面，臭氧也会在一定条件下分解重新变回氧气。
在正常情况下，这种生成与分解的过程保持着相对的平衡，使得臭氧层的厚度和浓度维持在一个较为稳定的水平。
那么，臭氧层为什么如此重要呢？这是因为它能够吸收大量来自太阳的紫外线辐射。
紫外线是一种高能电磁波，对生物细胞具有很强的杀伤力。
如果没有臭氧层的阻挡，过量的紫外线将会直达地球表面，对人类、动植物以及微生物造成严重的危害。
对于人类来说，过量的紫外线照射可能导致皮肤癌、白内障等疾病的发病率显著增加。
皮肤癌不仅会给患者带来身体上的痛苦，还可能危及生命。
白内障则会影响视力，严重的甚至会导致失明。
此外，紫外线还会削弱人体的免疫系统，使我们更容易受到各种疾病的侵袭。
对于动植物来说，紫外线的增强会影响植物的光合作用，导致农作物减产，破坏生态平衡。
一些海洋浮游生物对紫外线也非常敏感，它们的生存受到威胁将进而影响整个海洋生态系统的食物链和生物多样性。
既然臭氧层如此重要，那它又为什么会遭到破坏呢？这主要与人类活动排放的某些化学物质有关。
高空大气层中的臭氧层形成与破坏
高空大气层中的臭氧层形成与破坏在我们头顶上方的高空大气层中，存在着一层对地球生命至关重要的臭氧层。
它就像一把巨大的保护伞，为地球上的生物抵御着来自太阳的有害紫外线辐射。
然而，这一重要的保护层并非一直稳定存在，它面临着形成与破坏的动态变化。
臭氧层的形成是一个复杂而精妙的过程。
在高空大气层中，氧气分子（O₂）在太阳紫外线的作用下发生分解，形成单个的氧原子（O）。
这些氧原子非常活泼，它们与氧气分子迅速结合，形成臭氧分子（O₃）。
这个过程不断重复，使得高空大气层中的臭氧浓度逐渐增加，最终形成了臭氧层。
臭氧层主要分布在距离地面大约 15 至 35 千米的平流层中。
这一区域的大气环流相对稳定，有利于臭氧层的维持。
臭氧层中的臭氧浓度并非均匀分布，而是随着纬度、季节和昼夜等因素而有所变化。
那么，臭氧层为何如此重要呢？主要原因就在于它能够吸收太阳辐射中的大部分紫外线。
紫外线按照波长的不同，可以分为 UVA、UVB 和 UVC 三种类型。
其中，UVC 几乎全部被臭氧层吸收，UVB 大部分被吸收，而 UVA 则有一小部分能够到达地面。
如果没有臭氧层的保护，过量的紫外线将直射地球表面，给生物带来巨大的危害。
对于人类来说，过量的紫外线照射会导致皮肤晒伤、皮肤癌的发病率增加，还可能引发白内障等眼部疾病。
对于植物而言，紫外线会抑制其生长和光合作用，影响农作物的产量和质量。
此外，紫外线还会对海洋生态系统造成破坏，影响浮游生物的生长和繁殖，进而影响整个食物链。
然而，不幸的是，近年来臭氧层面临着严重的破坏。
造成臭氧层破坏的主要物质是人类活动排放的氯氟烃（CFCs）等化合物。
这些化合物性质稳定，能够在大气中长时间存在，并逐渐上升到平流层。
在平流层中，CFCs 等物质在紫外线的作用下分解出氯原子（Cl）。
氯原子具有极强的化学活性，能够与臭氧分子发生反应，将其分解为氧气分子。
一个氯原子可以破坏成千上万的臭氧分子，从而导致臭氧层的损耗。
除了氯氟烃，其他一些物质如哈龙、四氯化碳等也对臭氧层的破坏起到了一定的作用。
关于破坏臭氧层物质的评估报告
招商局物流集团上海奉贤有限公司破坏臭氧层物质清单序号物质名称通常涉及范围我公司使用范围1.碳化物二氧化碳（C02）空气2.C0(一氧化碳) ／3.甲烷(CH4)4.非甲烷烃类物种／5.氮化物氧化亚氮(N2O) ／6.氮氧化物(NOx) ／7.氢物质氢(H2) 空气8.水水(H2○)生活区编制：狄新华审核：破坏臭氧层物质特性(a) 碳物质一氧化碳(CO)一氧化碳的重要来源是自然界和人类，据认为对对流层的光化过程有重要的直接作用，对平流层的光化过程则有间接作用。
二氧化碳(CO2)二氧化碳的重要来源是自然界和人类，通过影响大气的热构造而影响到平流层的臭氧。
甲烷(CH4)甲烷来自自然界和人类。
对平流层和对流层的臭氧都有影响。
非甲烷烃类物种非甲烷烃类物种含有许多化学物质，来自自然界和人类，对对流层的光化过程有直接作用，对平流层光化过程则有间接作用。
(b) 氮物质氧化亚氮(N2O)氧化亚氮主要来自自然界，不过人类来源也变得愈来愈重要。
氧化亚氮是平流层NOx的主要来源，NOx对于平流层臭氧充裕的控制有重要作用。
氮氧化物(NOx)NOx的地平面来源，只对对流层的光化过程有直接的重要作用，对平流层的光化过程则有间接作用，而接近对流层顶的NOx注射可能对上对流层和平流层的臭氧直接引起变化。
(c) 氢物质氢(H2)氢是来自自然界和人类，对平流层的光化过程的作用不大。
水(H2○)水来自自然界，对平流层和对流层的光化过程都有重要作用。
平流层水蒸气的本地来源包括甲烷的氧化以及较小程度上氢的氧化。
臭氧的形成和损耗
三、臭氧层的形成和损耗
重点、 重点、难点
（一）臭氧层特点
1、臭氧层存在于平流层中，主要分布在距地面 、臭氧层存在于平流层中， 10-50km范围内，浓度峰值在 范围内， 范围内 浓度峰值在20-25km处。 处 2、臭氧层能够吸收99％以上来自太阳的紫外辐射。 、臭氧层能够吸收 ％以上来自太阳的紫外辐射。 3、致冷剂、喷雾剂等惰性物质会破坏臭氧层。 、致冷剂、喷雾剂等惰性物质会破坏臭氧层。
清除：光解产生的Cl 可破坏O 2）清除：光解产生的Cl·可破坏O3 Cl· + O3 → ClO + O2 O · + ClO → Cl· + O2 总反应： 总反应： O· + O3 → 2O2
总结：上述O3层破坏的反应过程，可得到： 上述O 层破坏的反应过程，可得到：
Y + O3 → YO + O2 O + YO → Y + O2 总反应： 总反应： O + O3 → 2O2/Y
较低层平流层中（ 少 较低层平流层中（O·少）
HO· HO + O3 → HO2· + O2 HO· HO2· + O3 → HO + 2O2 总反应： 总反应： 2 O3 → 3O2
NOx的催化作用 2、 NOx的催化作用
NOx来源 1）平流层中NOx来源 N2O氧化 超音速、 超音速、亚音速飞机的排放 N2宇宙射线的分解
一、酸性降水
降水的pH 降水的pH 酸雨的概念、形成过程、机理 酸雨的概念、形成过程、
二、温室气体和温室效应
温室效应概念、 温室效应概念、温室气体种类
臭氧层衰减资料
3．破坏森林。
3.2对人类健康的影响
急性的
阳光灼伤，皮肤变厚
慢性的
皮肤变化，表皮变薄
致癌的 眼的疾病
非黑色素皮肤癌、细胞癌、有毒黑瘤 白内障、雪盲、视网膜伤害、角膜肿瘤
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。
2.2臭氧层破坏现状
1985 年，英国科学家法尔曼等人在南极哈雷湾观测站发现：在过去 10 - 15 年间、每到春天南极上空的臭氧浓度就会减少约 30%，有近 95% 的臭氧被破坏。从地面上观测，高空的臭氧层已极其稀薄，与周 围相比像是形成一个“洞”，直径达上千公里，“臭氧洞”由此而得 名。卫星观测表明，此洞覆盖面积有时比美国的国土面积还要大。到 1998 年臭氧空洞面积比 1997 年增大约 15%，几乎相当于三个澳大 利亚大。前不久，日本环境厅发表的一项报告称，1998 年南极上空臭 氧空洞面积已达到历史最高记录，为 2720 万平方公里，比南极大陆 还大约 1 倍。
浅议臭氧层衰减
01 臭氧层及其作用 02 臭氧层破坏现状 03 臭氧层空洞的危害 04 臭氧层空洞形成的原因 05 如何防止
1.1什么是臭氧层
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。大气层的臭氧主要以紫外线打击双原子的氧气，把它分为两个 原子，然后每个原子和没有分裂的氧合并成臭氧。臭氧分子不稳定，紫外线 照射之后又分为氧气分子和氧原子，形成一个继续的过程臭氧氧气循环，如 此产生臭氧层。自然界中的臭氧层大多分布在离地20—50千米的高空。臭氧 层中的臭氧主要是紫外线制造，臭氧层就是保持了这种氧气与臭氧相互转换 的动态平衡。
环境化学臭氧层的形成与损耗
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（2）极地O3损耗的化学机制 太阳活动学说 大气动力学学说 化学机制说（氟氯化烃）
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从化学机制上主要有：
§氯溴协同机制： Cl• + O3 ClO• + O2 Br• + O3 BrO• + O2 BrO•+ ClO• Cl•+Br• + O2 总反应： 2O3 3O2
O3层破坏主要有三类链反应：HOx•、NOx•、ClOx•。 （1）NOx的催化作用(天然源、飞机排放、宇宙射线) ① 平流层中的N2O
N2O+ O• 2NO NO+O3NO2+O2 ② NOx•清除O3 的催化循环反应 NO + O3 NO2 + O2 NO2 + O• NO + O2 总反应： O• + O3 2O2 ③ NOx•的消除 N•+NO N2+O2 NO2 + O• N2O+ O• 精品课件
臭氧层的形成与损耗
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三、臭氧层的形成与消耗
1、O3 生成与消耗反应方程式
• 生成反应：O2 + h（ 243nm） 2O• O• + O2 + M C+ M
§ 消耗反应：O3 + h（210 290nm） O2 + O• 或者： O• + O3 2O2
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2、O3层破坏的催化反应机理
（3）极地O3损耗的全球大气动力学和气候学机制
为什么仅仅在南极、北极出现臭氧空洞？ 为什么在热带地区的平流层中没有发现臭氧层的破坏？பைடு நூலகம்
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为什么在南极出现臭氧空洞比较大？ ◆从O3的空间分布角度分析：（全球大气动力学） Ø全球O3的空间浓度分布是赤道低、中高纬高。原因？ Ø但在极地的中心O3的浓度又比较低，原因？ Ø而且极地地区极低的气温，不利于O3的合成 ◆从O3合成的时间分布分析：（气候学） Ø冬季的南极，气温极低，漫长的冬季，几乎没有O3的合成发生。 Ø晚东早春，南极的气温达到了最低点，Cl原子的临时储存库 Ø但是由于在南极的漫长冬季里，阳光不会强烈（极夜）， Ø在早春，南极的阳光一下子强烈，大量在冬季累积的HOCl和Cl2导致O3在 短时间内的大量破坏 Ø随着极地的温度逐渐升高南极臭氧精品逐课渐件得到恢复，臭氧空洞就会减少：
臭氧层的研究
臭氧层的研究臭氧层是地球大气中的一个重要部分，它对于保护地球上的生物免受太阳紫外线辐射的伤害起到至关重要的作用。
为了更好地了解臭氧层的状况以及其对地球环境的影响，科学家们进行了大量的研究工作。
本文将介绍臭氧层研究的方法和结果。
一、臭氧层的形成与破坏机制臭氧分布在地球大气中的同温层中，主要集中在距离地面10至50公里的范围内，这一区域被称为臭氧层。
臭氧的形成主要依赖于紫外线辐射作用下的氧气分子O2，它们在紫外线照射下发生光解反应，并形成两个高能氧原子O。
然而，臭氧的形成与破坏并不是一个简单的过程。
臭氧分子首先会被太阳紫外线辐射分解为一个氧原子和一个单质氧分子：O3 + 光能→O2 + O。
之后，这些自由的氧原子会与另外一个臭氧分子结合，重新形成臭氧：O + O3→ 2O2。
这个循环过程使得臭氧层能够维持相对稳定的含量。
然而，臭氧层的破坏也是存在的。
人类活动中释放的一些化学物质，如氯氟烃（CFCs）、卤代烷烃和氮氧化物等，会进入大气层并与臭氧分子发生反应。
这些化学物质会破坏臭氧分子的结构，导致臭氧层的稳定性下降。
特别是CFCs对臭氧层的破坏具有较大影响，因此人们进行了大量的研究以了解臭氧层的变化情况及其影响。
二、臭氧层研究的方法1.无人机观测为了获取臭氧层的实时数据，科学家们研发了各种无人机来进行观测。
这些无人机往往装备有高精度的仪器，能够测量臭氧层的厚度、臭氧浓度以及其他相关参数。
无人机观测具有灵活性强、数据准确性高的特点，能够辅助定点观测站点的数据，为臭氧层研究提供了更加全面的数据支持。
2.卫星遥感卫星遥感是研究臭氧层的重要手段之一。
通过卫星上搭载的遥感仪器，科学家们能够获取大范围的臭氧数据。
卫星遥感技术具有高时空分辨率、覆盖范围广等优点，能够提供全球范围内的臭氧层数据，为研究人员提供了全球臭氧分布和变化的全景视角。
3.地面观测站地面观测站通常位于各地的科研机构或相关实验室内，用于进行长期的臭氧层监测。
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其他人为原因及公害物质： ⒈火箭导弹人造卫星宇宙飞船等排放气体 ⒉三氯乙烷和四氯化碳 ⒊超音速飞机 ⒋核爆炸
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臭氧洞形成的化学机理：
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知识链接
一、大气圈的组成
二、臭氧层概念及功能 三、臭氧层损耗的现状 四、臭氧层损耗的危害及影响 五、臭氧层损耗的机理 六、遏制臭氧层耗竭的对策
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一、大气圈的组成
N2 （生物体内蛋白质的重要组成部分） O2 （生物维持生命活动的必需物质） CO2（光合作用的原料；调节地表温度） O3（吸收紫外线，保护地球生命） 少量的水汽和固体杂质 （成云致雨的重要物质）
臭氧层
紫 外 线
臭氧层功能
臭氧层的形成
臭氧（03）是氧气（O2）的一种异构体，在大气中的含量仅 占一亿分之一，其浓度因海拔高度而异。臭氧是无色气体，有特 殊臭味，因此而得名“臭氧”。在距地面15～50km高度的大气 平流层中，集中了地球上约90％的臭氧，这就是“臭氧层”。 臭氧层中的臭氧是在离地面较高的大气层中自然形成的，其 形成机理是：高层大气中的氧气受阳光紫外辐射变成游离的氧原 子，有些游离的氧原子又与氧气结合就生成了臭氧，大气中 90%的臭氧是以这种方式形成的。臭氧分子是不稳定分子，来 自太阳的紫外辐射既能生成臭氧，也能使臭氧分解，产生氧气分 子和游离氧原子，因此大气中臭氧的浓度取决于其生成与分解速 度的动态平衡。
如何保护臭氧层
• 爱护臭氧层的教师，告诉你的学生，告诉 你的家人、朋友、同事、邻居、保护环境、 保护臭氧层的重要性，让大家了解哪些是 消耗臭氧层物质 • 有了科学的方法，再加上我们的实际行动， 我相信，在不远的将来，我们将拥有一片 美丽而完整的蓝天
蒙特利尔议定书
•
1987年9月16日，全球46个国家 的代表在加拿大蒙特利尔签署《关于 消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》 （目前已有170多个国家签署），标志 着各国对保护臭氧层的具体行动即将 开始。
天气复杂
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二、臭氧层概念及功能
• 臭氧层概念：臭氧层是指距离地球20～30公里 处臭氧分子相对富集的大气平流层。如果在0℃ 下将大气圈中全部臭氧垂直向下压缩至1013hpa， 臭氧层的厚度只有3mm左右，大气当中的臭氧含 量近一亿分之一，有人形象地把它比喻为大气 圈中一层薄薄的轻纱。 • 紫外线（UV）就是太阳辐射中波长100～400 nm 的电磁波，其中，UV-C 射线（波长为100～ 280 nm）对人类和其他生命具有强大的杀伤力 ；UV-B 射线(波长280～315nm) 对人类和其他 生物有害，能诱发眼病和皮肤癌；UV-A 射线( 波长315～400nm) 危害性较小。
国际臭氧层保护日
• 1995年，联合国规定，从当年起每年 9月16日为国际臭氧层保护日，旨在纪念 “蒙特利尔议定书”的签署，并唤起公众 的环保意识。 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”。旨在纪 念1987年9月16日签署的《关于消耗臭氧层 物质的蒙特利尔议定书》，要求所有缔约 国根据“议定书”及其修正案的目标，采 取具体行动纪念这一特殊的日子。
六、遏制臭氧层耗竭的对策
• 逐步禁止生产和使用破坏臭氧层的物质， 从而保护臭氧层免遭破坏 • 研发寻找氟利昂、哈龙的替代品 • 继续关注并进行综合调查研究 • 保护臭氧层的全球战略 ---保护臭氧层日
• １９９８年主题是：“为了地球上的生命，请购买 有益于臭氧层的产品” ， • １９９９年国际保护臭氧层日的主题是：“保护天 空，保护臭氧层”， • ２０００年的主题是：“拯救我们的天空：保护你 自己；保护臭氧层”， • ２００４年的主题是：“拯救蓝天，保护臭氧层： 善待我们共同拥有的星球”。 • ２００５年的主题是“善待臭氧，安享阳光” • ２００６年的主题是“保护臭氧层，拯救地球生 命”。 • ２００８年的主题为“全球携手，共享益处”。 • ２００９年的主题为“全球参与：携手保护臭氧层”
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案例分析
• 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。
臭氧空洞
最近20多年来，科学家们不 断发现并证实，臭氧层遭到 破坏的状况日益严重。
臭氧层遭到破坏的状况日益严重
1、南极上空的臭氧空洞，1986年的空洞面积可容纳下美 2 国整个大陆（约1000万km ），其深度可装下珠穆朗玛峰， 2 到2006年10月，南极上空的臭氧空洞已扩大为2900万km ， 为南极面积的两倍，是目前最大的一个臭氧空洞。 2、1987年科学家又发现，北极上空的O3含量也减少了15 ～30﹪。吞掉03深度已达19～24㎞。 3、中国科学家在研究1979～1991年的气象时，又在青藏 高原上空发现了一个臭氧空洞。 4、1996年，俄罗斯科学家也发现以西伯利亚为中心的上 空面积约为1500万km2的第四个臭氧空洞。 5、1997年，智利科学家又在智利和阿根廷上空新发现第 五个面积为1000多km2的臭氧空洞。
此外，雷电作用也产生臭氧，分布于地球 的表面。正因为如此，雷雨过后，人们感 到空气的清爽，人们也愿意到郊外的森林、 山间、海岸去吮吸大自然清新的空气，享 受自然美景的同时，让身心来一次爽爽快 快的“洗浴”，这就是臭氧的功效，所以 有人说，臭氧是一种干净清爽的气体。 （臭氧有极强的氧化性，少量的臭氧会使 人感到精神振奋；但过强的氧化性也使其 具有杀伤作用）
如何保护臭氧层
• 爱护臭氧层的制冷维修师确保维护期间从 空调、冰箱或冷柜中回收的冷却剂不会释 放到大气中，做好常规检查和修理泄漏 • 爱护臭氧层的办公室员工鉴定公司现有设 备如空调、清洗剂、灭火剂、涂改液、海 绵垫中那些使用了消耗臭氧层的物质，并 制定适当的计划，淘汰它们，用替换物品 换掉它们 • 爱护臭氧层的公司替换在办公室和生产 过程中所用的消耗臭氧层物质，如果生产 的产品含有消耗臭氧层物质，那么应该用
• 3．破坏森林。 据研究，臭氧减少影响人类 健康及生态系统的主要机制是紫外线辐射 的增加会破坏核糖核酸（DNA），以改变 遗传信息及破坏蛋白质。除了影响人类健 康和生态外，因臭氧减少而造成的紫外辐 射增多还会造成对工业生产的影响，如使 塑料及其他高分子聚合物加速老化。
五、臭氧空洞成因（机理）
具体作用：
• （1）保护作用 • 臭氧层能够吸收太阳光中波长300微米以下 的紫外线，主要是一部分中波紫外线(波长 290～300微米)和全部的短波紫外线(波长＜ 290微米），保护地球上的人类和动植物免 遭短波紫外线的伤害。所以臭氧层犹如一 件宇宙服保护地球上的生物得以生存繁衍。
• （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，由于这种作用大气温度结 构在高度50km左右有一个峰，地球上空 15～50km存在着升温层。 • 正是由于存在着臭氧才有平流层的存在。 大气的温度结构对于大气的循环具有重要 的影响，这一现象的起因也来自臭氧的高 度分布。
臭 氧 层 损 耗 过 程
四、臭氧层损耗的危害及影响
• • • • 北半球中纬度地区冬/春季增加了7%； 北半球中纬度地区夏/秋季增加了4%； 南半球中纬度地区全年平均增加了6%； 南极地区春季增加了130%；北极地区春季增加 了22%。（紫外线）
• • • •
对人类健康的影响 对植物的影响 对水生系统的影响 对其它方面的影响
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臭氧层功能
• 臭氧层的作用： 臭氧层阻挡着太阳紫外辐射的UV-C的 全部和大约90%以上的UV-B这些对生物 有害的射线，透过臭氧层的部分紫外线恰 好足够替人类消灭有害的微生物，这正是 天造地化的神奇之处。因而，臭氧层成为 保护地球上生物的天然屏障。正是这层薄 薄的轻纱阻挡着太阳紫外辐射。 • 臭氧层的形成：O2 ＋UV → 2O • 2O ＋ O2 ＋M → O 3 ＋ M
• （3）温室气体作用 • 在对流层上部和平流层底部，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。
• 三、臭氧层损耗的现状（证据）
2000年 2006年
臭氧空洞概念
• 南极臭氧空洞 • 美国美国南极考察队自1957年开始观察臭 氧浓度，至1970年南极上空臭氧浓度基本 上在300DU水平上下，至1984年臭氧每年 10月浓度急剧下降至200DU，臭氧空洞出 现。1993年，臭氧浓度损失了2/3以上，降 至90DU的历史最低水平。 • 臭氧空洞：某上空区域臭氧浓度急剧下降， 同周围地区比形成一个低浓度的臭氧地区。
臭氧层空洞成因
• 过多地使用氯氟烃类化学物质（用CFCs表示）是破坏
臭氧层的主要原因。 • 氯氟烃是一种人造化学物质，1930年由美国的杜邦公 司投入生产。在第二次 • 世界大战后，尤其是进入60年以后，开始大量使用，主 要用作气溶胶、制冷剂、发泡剂、化工溶剂等。另外， 哈龙类物质（用于灭火器）、氮氧化物也会造成臭氧层 的损耗。
如何保护臭氧层
• 爱护臭氧层的消费者购买带有“无氯氟化碳” 标志的产品； • 爱护臭氧层的一家之主合理处理废旧冰箱 和电器，在废弃电器之前，除去其中的氟 氯化碳和氟氯烃制冷剂 • 爱护臭氧层的农民不用含甲基溴的杀虫剂， 在有关部门的帮助下，选用适合的替代品， 如果还没有使用甲基溴杀虫剂就不要开始 使用它