臭氧层的形成与耗损共27页
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：
臭氧层和消耗臭氧层物质基本知识环保部
01
臭氧层破坏
消耗臭氧层物质在平流层中与臭氧分子反应，导致臭氧层变薄甚至出现
空洞，使紫外线辐射增加，对人类健康和生态环境造成威胁。
02
气候变化
消耗臭氧层物质在大气中会参与气候变化过程，影响全球气候模式。
03
生态影响
消耗臭氧层物质对生态系统的各个层面都有影响，包括植物、动物和微
生物等。例如，紫外线的增加会导致生物多样性的减少和生态系统的失
消耗臭氧层物质的主要来源
工业生产
工业生产过程中使用的制冷剂、发泡 剂、清洗剂等产品中含有消耗臭氧层 物质，如CFCs和HCFCs。
农业用途
燃烧过程
化石燃料的燃烧过程中会产生含氯化 合物，如二噁英等，这些物质也是消 耗臭氧层物质。
农业上使用的杀虫剂、除草剂等化学 物质中也可能含有消耗臭氧层物质。
消耗臭氧层物质对环境的影响
国内政策与法规
中国的《消耗臭氧层物质管理条例》
该条例规定了在中国生产和消费受控物质的管理要求，包括生产和使用许可证制度、配额管理、回收和处置等， 以保护臭氧层。
各省市的臭氧层保护地方性法规
中国各省市根据国家法律法规制定了相应的地方性法规，进一步细化了臭氧层保护的要求，加强了对受控物质使 用的监管。
环保教育的方法与途径
学校教育
将环保教育纳入学校课程，通过课堂教 育、实验、实践活动等方式，向学生传
授环保知识和技能。
家庭教育
家长应该树立正确的环保观念，引导 孩子从小养成环保习惯，培养良好的
环保意识。
社会宣传
利用媒体、网络、宣传栏等渠道，广 泛宣传环保知识和理念，提高公众的 环保意识。
社区参与
组织社区环保活动，鼓励居民参与环 保行动，形成良好的社区环保氛围。
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
大气层中臭氧生成及消耗过程
大气层中臭氧生成及消耗过程大气层是地球上的一个重要保护层，它由数个不同层次组成，其中最重要的层次之一是臭氧层。
臭氧在大气中的生成和消耗过程对于地球的气候和生态系统都具有重要影响。
臭氧层位于地球大气层的同温层，大约位于地球表面以上10至50公里的高空范围内。
臭氧层的主要成分是臭氧分子（O3），它是由三个氧原子组成的。
臭氧层主要存在于大气层中的平流层和同温层之间的臭氧层。
臭氧在大气中的生成主要通过紫外线辐射引起的氧分子光解反应来进行。
当紫外线辐射照射到大气中的氧分子（O2）时，会将氧分子分解成两个独立的氧原子（O）。
这两个氧原子会与其他氧分子结合，形成臭氧分子（O3）。
这个过程被称为臭氧生成反应。
臭氧的生成过程主要发生在同温层的顶部，因为这个区域接受到最强烈的紫外线辐射。
然而，臭氧在大气中也会发生消耗的过程。
大气中的其他化学物质，例如氮氧化物（NOx）、氯氟烃（CFCs）和一氧化氮（NO）等，都可以与臭氧反应，并导致臭氧的消耗。
其中，氮氧化物主要来自于人类活动，例如汽车尾气和工业排放。
氯氟烃主要是一种人造化学物质，广泛应用于冷冻、空调和喷雾剂等产品中。
这些化学物质会在大气中逐渐分解，释放出氯和氟原子，它们与臭氧进行反应，破坏臭氧层。
一氧化氮则主要由火力发电厂和工业的燃烧过程中产生。
这些化学物质中的氮氧化物反应后形成一氧化氮，而一氧化氮与臭氧反应会产生亚氮酸和其他产物，从而导致臭氧消耗。
虽然臭氧在大气中消耗的过程是自然的，但人类的活动加速了这种消耗过程。
大量的氮氧化物和氯氟烃的排放导致臭氧的消耗速度超过了臭氧的生成速度，这也被称为臭氧空洞。
臭氧空洞的存在对地球上的生态系统和人类健康产生了深远影响。
臭氧层的减少会导致紫外线辐射的增加，对植物生长和光合作用产生负面影响，对人类的健康也有潜在危害。
紫外线辐射会对人体的皮肤和眼睛造成伤害，并增加皮肤癌和白内障等疾病的风险。
因此，保护臭氧层是非常重要的。
国际社会通过多边协议，例如蒙特利尔议定书和马德里议定书，禁止使用氯氟烃等有害物质，并控制氮氧化物的排放，以减缓臭氧消耗的速度。
第二章 大气环境化学 (10)臭氧层的形成与耗损
十、臭氧层的形成与耗损1．臭氧层破坏的化学机理平流层中的臭氧来源于平流层中O2 的光解：O2 + hν(λ≤243nm) → O + OO + O2 + M → O3 + M平流层中的臭氧的消除途径有两种①臭氧光解：O3 + hν → O2 + O②能够使平流层的O3 真正被清除的反应为O3 与O 的反应：O3 + O → 2O2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HO x、NO x 和ClO x 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。
（1）平流层中NO x对臭氧层破坏的影响平流层中NO x 主要存在于25km 以上的大气中，其数量约为10μL/m3。
在25km 以下的平流层大气中所存在的含氮化合物主要是HNO3。
①平流层中NO x的来源（a）N2O 的氧化N2O 是对流层大气中含量最高的含氮化合物，主要来自于土壤中硝酸盐的脱氮和铵盐的硝化。
因此，天然来源是其产生的主要途径。
由于N2O 不易溶于水，在对流层中比较稳定，停留时间较长，因此，可通过扩散作用进入平流层。
进入平流层的N2O 有90%会通过光解形成N2：N2O+ hν(λ≤243nm) →N2+O有2%会氧化形成NO：N2O + O → 2NO因此，N2O 在平流层的氧化是平流层中NO 和NO2 的主要天然来源。
（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NO x 数量较少。
②NO x清除O3的催化循环反应NO + O3 → NO2 + O2NO2 + 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。
③NO x的消除（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NO x 在平流层大气中的主要消除方式。
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。
臭氧层损耗ppt课件
•
为什么每年的臭氧洞发生在春季？
对于这些涉及臭氧耗损的地域性、季节性及其规模的定 性和定量研究一直是科学界的热点问题。
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“精 准扶贫 ”项目
臭氧层被破坏的原因
• 最初对南极臭氧洞的出现，有过三种不同的解释。
上述的均相化学反应并不能解释南极臭氧洞形成的全部过程。深 入的科学研究发现，臭氧洞的形成是有空气动力学过程参与的非均 相催化反应过程。
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“精 准扶贫 ”项目
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臭氧层被破坏的原因
• Cl·和Br·就是破坏臭氧层的主要物质，它们对臭氧的破坏是以均 相催化的方式进行的。因此，也是催化剂。据估算，一个氯原 子自由基可以破坏10万个臭氧分子，而由Halons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，
氯原子的催化过程可以解释所观测到的南 极臭氧破坏的70%，另外，氯原子和溴原
子的协同机制可以解释大约20%。
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臭氧层破坏机制之争
大气物理学家S.F.Singer便是一 名对臭氧消耗的严重性持反对意 见的人。他认为，有许多证据表 明火山对平流层中的氯贡献最大， 远远超过了氟氯烷的影响。由于 氟氯烷比空气重，能进入平流层 的氟氯烷数量极少。而且，第一 次发现南极臭氧空洞是在50年代， 当时氟氯烷的使用还很不普遍。 《臭氧恐慌中的空洞》则声称 “证明了臭氧消耗理论是一个科 学的骗局”。
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。
臭氧层课件
臭氧层破坏机理图
臭氧分子被氯原子夺去氧原子示意图
制冷电器中可能有ODS泡沫来自垫可能使用了ODS烟丝膨胀剂是ODS 气雾剂中可能含ODS
灭火剂会含ODS
干洗会使用ODS
臭氧层破坏的自然因素
• 现在有科学家认为 臭氧层的变化并非 全是人类活动的结 果。太阳射线的影 响也许是现在臭氧 层分布状况的根源。 而具体到不同地区 会有不同的影响。
臭氧 氧原 （子 （ ）） 的、 动氧 态分 平子 衡（ ） 和
O O3 O2
臭 氧 层 分 析 图
臭氧层的破坏
•
• • • •
臭氧层是地球最好的保护伞，它吸收了来自太阳的大部分 紫外线，然而，这把人类的“保护伞”却遭到了人类的严 重破坏。经过近二十年的科学研究和大气观测发现，地球 “三极”出现臭氧空洞 ，这三级分别是南极、北极、青 藏高原。 据最新公布的卫星探测资料，南极臭氧洞的面积已达2720 万平方公里，比整个北美洲还要大，超过了1996年观测记 录到的历史最大值。 近年来，科学家们在北极上空发现了另一个臭氧洞，它出 现在每年的2月份，其面积相当于南极 臭氧洞的三分之一。 1994年中国气象科学研究院首次发现世界第三极一青藏高 原夏季存在臭氧总值异常低值区。 北半球的臭氧层厚度每年减少4%。现在大约4.6%的地球表 面没有臭氧层，这些地方成为臭氧层空洞。
臭氧层破坏的人为因素臭氧层破坏机理图臭氧分子被氯原子夺去氧原子示意图制冷电器中可能有ods泡沫床垫可能使用了ods气雾剂中可能含ods烟丝膨胀剂是ods灭火剂会含ods干洗会使用ods现在有科学家认为臭氧层的变化并非全是人类活动的结果
制作人：JORAN
臭氧层破坏
• 臭氧层的概述
• 臭氧层破坏产生的原因和条件
臭氧层空洞损耗
南极臭氧含量调查（引用）
南极的气候特点
由于地球自转与公转的 一个角度差，致使在南 极的冬季有长达六个月 的极夜时间，此期间太 阳光将无法照射到南极， 温度持续处于极低状态
A、臭氧的粘性和对流层顶的吸附性
一、气体的粘度随温度的降低而降低，那么其 抵抗剪切变形或者说维持其在平流层中的位置 的能力降低，并最终导致含量下降。 二、固（液）体的吸附性随温度的降低亦急剧 下降，进而对臭氧层的吸附能力下降。
课题：臭氧层的形成与耗损
臭氧层的形成 臭氧层的作用 臭氧层的分布 臭氧空洞的形成原因及其危害 臭氧层的补救措施
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。
我们，能做 些什么？？
还环境一份宁静
还地球一份安详
谢谢！
小组成员
Байду номын сангаас
再次，它会影响水生生态系统。 研究结果表明，紫外线辐射的增加会直接引起浮游 植物、浮游动物、幼体鱼类以及整个水生食物链的 破坏。可见，紫外线辐射的增加，对水生生态系统 有较大的影响。 臭氧层被破坏后，吸收紫外辐射的 能力减弱，将给人体健康带来很多不利影响。紫外 辐射增强将使患呼吸系统传染病的人增加，还会增 加皮肤癌和白内障的发病率，促使皮肤老化和病变。
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%。
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。
臭氧层的形成与耗损
第12页，共32页。
❖ 当南极的春季来临（九月下旬），阳光照射 冰云，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”。
❖ 因为北极没有极地大陆和高山，仅有一片海 洋冰帽，形不成大范围的强烈的“极地风 暴”，所以不易产生象南极那样大的臭氧洞。 但是，北极上空的臭氧在不断地减少。
总反应 ： O·＋ O3 →2O2 Y物种有：NOX（NO、NO2）
HOX（HO·、HO2·） ClOX（Cl·、 ClO·）
第19页，共32页。
CFxCl4-x＋hv→CFxCl3-x＋Cl · Cl ·＋O3→ClO · ＋O2 ClO ·＋O · →Cl · ＋O2
总反应式为： O·＋ O3 →2O2
使其变硬变脆，缩短使用寿命等 ;
❖ 另外，臭氧层臭氧浓度降低紫外辐射增强，反而会使近地 面对流层中的臭氧浓度增加，尤其是在人口和机动车量最 密集的城市中心，使光化学烟雾污染的机率增加。
❖ 当臭氧层中的臭氧量减少到正常量的1/5时，将是地球 生物死亡的临界点。
第29页，共32页。
修补臭氧层的措施
❖ 1985年 ，由联合国环境署发起21个国家的政府代表签署了《保护臭 氧层维也纳公约》 ；
第13页，共32页。
臭氧空洞的成因
❖ 臭氧层损耗是臭氧空洞的真正成因。
❖ 臭氧层是如何耗损的呢？是什么原因导致臭氧层的破坏呢？ 科学家认为，臭氧急剧耗损不是由已知的自然现象引起的， 而是人为的活动起决定性的作用。是某些人类活动所散发 的物质进入臭氧层，引起臭氧的损耗。
❖ 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。
地球环境问题：臭氧层的耗损与破坏.doc
地球环境问题：臭氧层的耗损与破坏在离地球表面10~50千米的大气平流层中集中了地球上90%的臭氧气体，在离地面25千米处臭氧浓度最大，形成了厚度约为3毫米的臭氧集中层，称为臭氧层。
它能吸收太阳的紫外线，以保护地球上的生命免遭过量紫外线的伤害，并将能量贮存在上层大气，起到调节气候的作用。
但臭氧层是一个很脆弱的大气层，如果进入一些破坏臭氧的气体，它们就会和臭氧发生化学作用，臭氧层就会遭到破坏。
臭氧层被破坏，将使地面受到紫外线辐射的强度增加，给地球上的生命带来很大的危害。
研究表明，紫外线辐射能破坏生物蛋白质和基因物质脱氧核糖核酸，造成细胞死亡;使人类皮肤癌发病率增高;伤害眼睛，导致白内障而使眼睛失明;抑制植物如大豆、瓜类、蔬菜等的生长，并穿透10米深的水层，杀死浮游生物和微生物，从而危及水中生物的食物链和自由氧的来源，影响生态平衡和水体的自净能力。
地球环境问题：臭氧层的耗损与破坏在离地球表面10~50千米的大气平流层中集中了地球上90%的臭氧气体，在离地面25千米处臭氧浓度最大，形成了厚度约为3毫米的臭氧集中层，称为臭氧层。
它能吸收太阳的紫外线，以保护地球上的生命免遭过量紫外线的伤害，并将能量贮存在上层大气，起到调节气候的作用。
但臭氧层是一个很脆弱的大气层，如果进入一些破坏臭氧的气体，它们就会和臭氧发生化学作用，臭氧层就会遭到破坏。
臭氧层被破坏，将使地面受到紫外线辐射的强度增加，给地球上的生命带来很大的危害。
研究表明，紫外线辐射能破坏生物蛋白质和基因物质脱氧核糖核酸，造成细胞死亡;使人类皮肤癌发病率增高;伤害眼睛，导致白内障而使眼睛失明;抑制植物如大豆、瓜类、蔬菜等的生长，并穿透10米深的水层，杀死浮游生物和微生物，从而危及水中生物的食物链和自由氧的来源，影响生态平衡和水体的自净能力。
地球环境问题：臭氧层的耗损与破坏在离地球表面10~50千米的大气平流层中集中了地球上90%的臭氧气体，在离地面25千米处臭氧浓度最大，形成了厚度约为3毫米的臭氧集中层，称为臭氧层。
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
臭氧层坡坏
臭氧层的形成及其破坏环工091 兰德波200910701110摘要：臭氧层对人类及地球上的生物都是一个很重要的保护层，它使人类可以免遭紫外线的照射和危害，但由于氟利昂的排放，臭氧层空洞，尤其是南极的臭氧层空洞，给人类敲了一个警钟。
人们不断地对臭氧层的形成及其破坏之后对人类的影响有越来越多的研究，去认识臭氧层，了解臭氧层。
关键词：臭氧层形成破坏臭氧层的形成在平流层中，一部分氧气分子可以吸收小于240μm波长的太阳光中的紫外线，并分解形成氧原子。
这些氧原子与氧分子相结合生成臭氧，生成的臭氧可以吸收太阳光而被分解掉，也可与氧原子相结合，再度变成氧分子。
其过程可用下面的化学反应方程式来表示：O2+Hυ→2OO2+O+M+O3 →MO3+hυ→J［10］O2+OO3+O →2O2M为反应第三体，它们是氮气和氧气分子，其作用是与生成的臭氧相碰撞，接受过剩的能量以使臭氧稳定。
臭氧的浓度取决于上述纯氧反应理论生成反应和消除反应的平衡状态，它可以大体上重现出臭氧浓度的高度分布。
但是从定量角度看，这一理论得出的平流层臭氧浓度是实际臭氧浓度的2倍左右。
纯氧理论出现的问题，主要是没有考虑到大气中的微量成份的催化作用，通过链式反应消除臭氧。
其链式反应方程式如下：X+O3→XO+O2XO+O→X+O2合计O+O2→2O2其中X为H，OH，NO，cl。
如果考虑了上述大气中微量成分消除臭氧的反应，再考虑大气运动效果，则大体上可以再现实际的臭氧高度分布。
臭氧层的破坏大气平流层中距地面20-40 公里的范围内有一圈特殊的大气层，这一层大气中臭氧含量特别高。
大气平均臭氧含量大约是0.3ppm，而这里的臭氧含量接近10ppm，高空大气层中90% 的臭氧集中在这里，所以叫它臭氧层。
臭氧层在保护地球方面具有特别的功能：对于太阳光中与生物无害的可见光和A 段紫外线，将它们大部分吸收，小部分放行，让它们到达地面杀菌消毒，又不至于对人体健康造成危害。
臭氧层的破坏和损耗PPT共26页
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
臭氧层的破坏和损耗
31、园日涉以成趣，门虽设而常关。 ห้องสมุดไป่ตู้2、鼓腹无所思。朝起暮归眠。 33、倾壶绝余沥，窥灶不见烟。
34、春秋满四泽，夏云多奇峰，秋月 扬明辉 ，冬岭 秀孤松 。 35、丈夫志四海，我愿不知老。
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臭氧层的破坏和损耗课件
臭氧层
臭 氧 层
紫 外 线
臭氧层功能
臭氧层功能与形成
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
臭 氧 层 损 耗 过 程
三、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
二、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。
四、臭氧空洞成因（机理）
南极臭氧空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。 CFCs与Halons 其他人为原因及公害物质
Cl + O3 →ClO + O2→ClO + O →Cl + O2
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
臭氧层形成与破坏
臭氧层破坏的催化反应机理
• （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→2HO • CH4+O→CH3+HO • H2+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
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，是表征平 流层O3总量的最常用的单位）。
臭氧层在大气中是极其脆弱的一层气体， 如果在0℃下，沿着垂直方向将大气中的臭 氧全部压缩到一个大气压，那么臭氧层的 总厚度只有3mm左右。
分布规律
• 臭氧层总量在地理分布上是不均匀的，其最低值 出现在赤道附近，随着维度的增大，抽样厚度也 逐渐增大。南半球臭氧总量最大值位于南纬 550~650附近；北半球臭氧总量最大值位于北纬 650~750附近。接近两极地区臭氧厚度开始减少。 大气中臭氧总量还呈规律性的季节变化，其最大 值出现在两个半球的春季，最小值出现在秋季。
• ·O + O3 → ·O2 + O2
• ·O2 + O → ·O + O2
• 总反应：
O + O3 → 2O2
（3）天然或人为的氯、溴及其氧化 物的催化作用
• 平流层中ClOx的天然源是海洋生物产生的CH3Cl：
• CH3Cl + h·→ CH3 + Cl(该过程贡献cl很少)
•
ClOx的人为源是制冷剂（主要来源）