环境生态学导论结课论文

湖南大学

环境生态学导论结课论文题目：保护臭氧层，人人可参与

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摘要--------------------------------------------2

关键词------------------------------------------2

正文部分：

第一节：臭氧层的介绍----------------------------3

第二节：臭氧层的破坏----------------------------3 2.1、臭氧层破坏的原因-------------------3 2.2、臭氧层破坏的机理-------------------4 2.3、臭氧层破坏的影响-------------------7 2.4、臭氧层破坏的现状-------------------8

第三节：臭氧层的保护----------------------------9 3.1、各国在行动-------------------------9

3.2、人人可参与-------------------------10 参考文献----------------------------------------11

摘要：本文通过上网查资料，图书馆阅读大量文献等方法，阐述了近些年臭氧层近些年的变化及臭氧层空洞的形成机理与扩大原理，论证了臭氧层破坏对地球的负面影响巨大，并且在研究中发现臭氧层空洞的根源在于使用氟利昂作制冷剂及在其他方面使用，呼吁人类应该逐渐停止使用氟利昂。

臭氧层损耗是当前又一个人们普遍关注的全球性大气环境问题，因为它同样直接关系到生物圈的安危与人类的生存，需要全世界共同采取行动。

关键词：臭氧破坏原因破坏机理破坏影响现状保护措施

第一节．臭氧层的介绍

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。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。一些过敏体质的人，长时间暴露在臭氧含量超过180微克/立方米的环境，会出现皮肤刺痒、呼吸不畅、咳嗽及鼻炎等症状。

地球上的一切生物离开太阳光就没有生命。太阳光是由可见光、紫外线、红外线三部分组成。进入大气层的太阳光（包括紫外线）有55%可穿过大气层照射到大地与海洋，其中40%为可见光，它是绿色植物光合作用的动力；5%是波长100～400纳米的紫外线，而紫外线又分为长波、中波、短波紫外线，长波紫外线能够杀菌。但是波长为200～315纳米的中短波紫外线对人体和生物有害。当它穿过平流层时，绝大部分被臭氧层吸收。因此，臭氧层就成为地球一道天然屏障，使地球上的生命免遭强烈的紫外线伤害。然而，近10多年来，地球上的臭氧层正在遭到破坏。

第二节．臭氧层的破坏

2.1、臭氧层的破坏原因

对于大气臭氧层破坏的原因，科学家中间有多种见解。但是大多数人认为，人类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。

氟利昂作为氯氟烃物质中的一类，是一种化学性质非常稳定，且极难被分解、不可燃、

无毒的物质，被广泛应用于现代生活的各个领域。清洁溶剂、制冷剂、保温材料、喷雾剂、发泡剂等中都使用了氟利昂。氟利昂在使用中被排放到大气后，其稳定性决定它将长时间滞留于此达数十年至100年。由于氟利昂不能在对流层中自然消除，只能缓慢地从对流层流向平流层，在那里被强烈的紫外线照射后分解。分解后产生的原子氯将会破坏臭氧层。研宪表明，臭氧层被破坏后，紫外线会通过大气层长驱直入。强烈的紫外线照射会抑制人的免疫力，会使白内障和皮肤癌患者增加。如果臭氧层的总量减少1％的话，UV-B就将增加2％，其结果是使皮肤癌发病率提高2－4％。此外，紫外线的增强还会影响农作物的生长，并通过对海洋中的藻类产生的影响破坏整个水生生态系统。据统计，目前全世界氟利昂的年使用量超过1O0万吨，迄今为止向大气中排放的氟利昂总量达2000万吨，大部分仍停留在对流层中，只有10％左右到达了平流层。

2.2臭氧层破坏的机理

一、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 → 2O

O2+O+M+O3→ M

O3+hυ → J[10]O2+O

O3+O → 2O2

M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+O2

XO+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。

在平流层中，臭氧的生成和消亡处于动态平衡，正常情况下维持一定的浓度，此种动态平衡亦可用下图表示。