臭氧层的破坏与保护..

• 氟利昂( freon)是氟氯代甲烷和氟氯代乙烷的总称， 因此又称“氟氯烷”或“氟氯烃”，可用符号“CFC”表示，
其通式为：
CnH2n+2-x-yFxCly
(x+y≤2n+2)
• 氟利昂包括二十多种化合物，其中最常用的是氟利昂12(化学式CCl2F2)和氟利昂-11(化学式CCl3F)。氟 里昂是一种性能优良的冷冻剂，在家用电冰箱和空调 机中广泛使用。
臭氧空洞示意图
南极臭氧洞变化情况
• 空洞面积在2002年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，今年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。
1.2 臭氧层的作用
• 臭氧对太阳光中紫外线有极强的吸收作用，从而阻挡 了太阳光紫外线对地球生物的伤害。
紫外线A （UV-A） 波长长于320纳米，对人类是 有益。例如，可以杀菌以及使人体内转化合成维生素D，防 止佝偻病等。 紫外线B （UV-B） 波长290-320纳米，可以严重 损伤地球生命，但其中波长最短的有害部分基本上也被臭 氧层所吸收。 紫外线C （UV-C） 波长短于290纳米，可以杀死 地面上一切生命，这部分紫外线被高空臭氧层完完全全地 吸收掉了。
名称由来：80年代观测发现，自每年9月份下旬开始， 南极洲上空的臭氧总量迅速减少一半左右，极地上空 臭氧层的中心地带，近90％臭氧被破坏，若从地面向 上观测，高空臭氧层已极其稀薄，与周围相比象是形 成了一个直径上千公里的洞。 • 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33%的区域。卫 星观测表明，臭氧洞的持续时间,面积逐年增加
• ③ 对城市空气质量影响。增强的紫外线使城市中汽车 尾气的氮氧化物分解，在较高气温下产生以臭氧为主 要成分的光化学烟雾。美国环保局估计，如高空臭氧 层耗减25％，城市光化学烟雾频率将增加30％。
• ④ 过量紫外线还能加速建筑物、绘画、雕塑、橡胶制 品、塑料的老化过程，降低质量，缩短寿命。尤其使 聚合物材料降解和老化变质。
臭氧层的破坏与保护
报告人:史吉航
2006.4.4
目录
• • • • • 1 2 3 4 5 臭氧层及其作用 臭氧层空洞及其危害 ODS及其对臭氧层的破坏作用 臭氧层的保护 结语
1.1 臭氧层简介
• 臭氧—O3 O2的同素异形体;天然大气的微量组分，含量约为1/108。 • 臭氧层--Ozone Layer 地球大气圈的平流层离地面20--25千米，大气中臭氧的90% 都集中在这里，形成一个小圈层环绕着地球，称为"臭氧层"。 (对流层臭氧仅占10%) • 浓度表示方法 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300D.U.。
臭氧层(图)
• 平流层足由于臭氧吸收了200—320nm的阳光紫外 辐射而得以加热的，臭氧是其主要的热源，因此，臭 氧在平流层的垂直分布对平流层的温度结构和大气运 动起决定性的作用。
• 臭氧浓度的变化不仅影响到平流层大气的温度和运动， 也影响了全球的热平衡和全球的气候变化。
2.1 臭氧层空洞
• 臭氧洞
• ⑤ 改变大气结构。臭氧层耗损将导致平流层下部气温 变冷和对流层变热。臭氧层的破坏会导致原有的臭氧 纵向分布的改变，破坏地球的辐射收支平衡，加剧对 流层中二氧化碳、臭氧这些温室气体量的增加，成为 影响气候变化的一个重要因素。
3.1 ODS
• 许多科学研究证明，工业上大量生产和使用的氟氯烷烃等物 质，当它们被释放并上升到平流层时，受到强烈的太阳紫外 线UV-C的照射，分解出Cl·自由基和Br·自由基，这些自由 基很快地与臭氧进行连锁反应，每一个Cl·自由基可以摧毁1 0万个臭氧分子。人们把这些破坏大气臭氧层、危害人类生存 环境的物质称为“消耗臭氧层物质”，简称ODS。 • 目前认为ODS包括下列物质：CFCs、哈龙、四氯化碳、甲基氯 仿、溴甲烷以及HCFC、HBFC 等。
主要ODS简介
• 氯氟烷烃（CFCs）。此类化合物自1928年人类首次合成 后被以多种方式使用，冰箱、空调制冷剂、气雾剂制品中的 推进剂、软发泡剂、印刷线路板和其它设备的清洗剂等。 • 含氢氯氟烷烃（HCFC）。此类物质是CFCs的一种过渡 性替代品，HCFC因为含有H，使得它在底层大气易于分解， 对O3层的破坏能力低于CFCs，但长期和大量使用对O3层 危害也很大。
北极臭氧层变化
• 1996年2月至3月间，有几天北纬地区的臭氧层浓度 下降了45％，达到了危险的地步。这次臭氧层浓度下 降是前所未有的，柱浓度ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ一次降至200D.U.以下。
• 受这次臭氧层密度下降影响最严重的地区有格陵兰岛、 俄罗斯北极地区西部和斯堪的纳维亚国家。
臭氧层破坏日趋严重
• 全球不同地区臭氧总量呈不断下降的趋势，相比七十 年代各地区臭氧总量下降如下： 北半球中纬度地区冬/春季减少了6%； 北半球中纬度地区夏/秋季减少了3%； 南半球中纬度地区全年平均减少了5%； 南极地区春季减少了50%； 北极地区春季减少了15%。
2.2 臭氧层空洞的危害
• ① 对人类健康的影响。皮肤发生癌变; 透发白内障以 至失明。据估计，臭氧每减少1％，皮肤癌发病率将增 加2％-4％，白内障患者将增加0.3％-0.6％。
• ② 破坏地球生态平衡。也会使动物产生白内障。过量 紫外线会使浮游生物，鱼苗、虾、蟹幼体和贝类大量 死亡，会造成某些生物灭绝。强烈的紫外线还会使农 作物和植物受到损害。UV-B辐射效应对长寿命植具 有积累效果,严重影响森林的生态。对海洋微生物产量 的影响将加重的温室效应。
• 在工程和生产中作为溶剂的四氯化碳（CCl4）和甲基氯仿 （CH3CCl3）同样具有很大的破坏O3层的潜值。 • 溴氟烷烃主要是哈龙：哈龙1211（CF2BrCl）、哈龙1310 （CF3Br）、哈龙2420（C2F4Br2），这些物质一般用 作特殊场合的灭火剂。此类物质对臭氧层最具破坏性，比 CFCs高3～10倍，1994年发达国家已经停止这3种哈龙 的生产。