第十章全球變化及對策

第二節臭氧層破壞問題

臭氧層概說

臭氧層破壞的現狀

臭氧層破壞的原因

臭氧層破壞的危害

臭氧層破壞的對策

內容提要第十章全球變化及對策

第二節臭氧層破壞問題1一、臭氧層概說（一）臭氧層的范圍O3O2+O集中了大氣臭氧的90%一、臭氧層概說（一）臭氧層的范圍O3O2+O集中了大2（二）臭氧的度量及正常含量

Dobson（陶普生）單位：在標準大氣壓下，底為1cm2的大氣柱內的O3平鋪在地表，其厚度1mm被定義為100Dobson。

在正常情況下，全球平均O3含量約300Dobson，變化于230—500Dobson之間。（三）臭氧的作用

強烈吸收紫外線，尤其是吸收200—280nm之間的紫外線。這是平流層增溫的主要機制。

對地面生物具有保護作用。

對近地面氣候具有穩定作用。（二）臭氧的度量及正常含量（三）臭氧的作用3二、臭氧層破壞現狀

自20世紀70年代以來，全球大氣中的O3含量不斷下降，出現多個臭氧空洞，并且越來越嚴重。

全球臭氧減少的情況①期間臭氧全球平均減少3%；②年遞減率約為0.2%；③南半球減少大于北半球；④高緯度減少大于低緯度二、臭氧層破壞現狀①期間臭氧全球4

南極上空臭氧減少情況

1985年首次發現南極上空春季（10月份）出現大范圍臭氧含量下降（臭氧洞）以來，范圍不斷擴大，程度越來越嚴重，引起了全球的廣泛關注。1993年10月8日觀測到南極臭氧空洞中心最低為85Dobson,僅相當于正常值的1/4。2000年9月南極空洞面積達2930萬平方公里，相當于非洲大陸的面積。南極上空臭氧減少情況1993年10月8日觀測到南極臭氧空5南極臭氧洞Nimbus-7衛星圖像南極臭氧洞Nimbus-7衛星圖像6

我國青藏高原臭氧空洞情況

我國科學家1995年報道，青藏高原上空每年6—9月份也存在臭氧含量明顯下降，臭氧空洞業已形成。其空洞中心臭氧含量比周圍低約11%，并且目前仍以0.375%的速度在發展。除此之外，還在北極和歐洲上空發現了臭氧空洞我國青藏高原臭氧空洞情況我國科學家1995年報道，青藏高7三、臭氧層破壞的原因臭氧耗竭物質人類活動氯氟烷烴（氟利昂CFCs)溴化物（溴甲烷和哈龍類物質）氮氧化物（主要是N2O)破壞臭氧分子三、臭氧層破壞的原因臭氧耗竭物質人類活動氯氟烷烴溴化物（溴甲8（一）氯氟烷烴對臭氧的破壞機理

來源：是一類人工合成的含氯和氟的化合物（CFCs），包括CFC-11（CFCl3）和CFC-12(CF2Cl2)等，廣泛應用于制冷劑、清洗劑。

破壞臭氧的機理：CFCl3→·CFCl2+Cl·Cl·+O3→ClO·+O2ClO·+O3→Cl·+2O2形成催化循環一個氟利昂分子可以破壞成千上萬個臭氧分子，因此，氟利昂被稱為臭氧的第一殺手或元兇。（一）氯氟烷烴對臭氧的破壞機理CFCl3→·CFCl29大氣中氟利昂濃度的變化大氣中氟利昂濃度的變化10（二）溴化物破壞臭氧的機理

來源：大氣中的溴化物主要是溴甲烷和哈龍（Halon）類（同時含有F和Br的化合物）。海洋是溴化物的天然來源，人類工業活動是哈龍的主要來源。

溴化物破壞臭氧的機理：BrO+ClO→Br·+Cl·+O2Br·+O3→BrO+O2Cl·+O3→ClO+O2形成催化反應循環一個溴化物分子可以破壞生前上萬個臭氧分子。（二）溴化物破壞臭氧的機理BrO+ClO→Br·+11（三）氮氧化物破壞臭氧的機理

來源：土壤是氮氧化物的天然來源，人工來源包括工業活動、汽車尾氣和燃燒等。

大氣中氮氧化物濃度的變化：（三）氮氧化物破壞臭氧的機理大氣中氮氧化物濃度的變化：12

氮氧化物破壞臭氧的機理N2OUV<337nmN2+ON2O<250nmUVNO+NN2O+O→2NONO+O3→NO2+O2NO2+O→NO+O2該反應也形成催化循環，一個氧化亞氮分子也能破壞成千上萬個臭氧分子。氮氧化物破壞臭氧的機理N2OUV<337nmN2+O13四、臭氧層破壞的危害（一）對人類健康的危害

皮膚癌和各種皮膚病患病率增加據聯合國環境規劃署（UNEP）預測，臭氧層臭氧含量減少10%，皮膚病患病率將上升26%。

白內障患病率增加南極周圍海域的魚類有很多盲魚，阿根廷和新西蘭牧區出現很多盲羊。

人體免疫機能下降，易患多種傳染性疾病四、臭氧層破壞的危害（一）對人類健康的危害14因臭氧層破壞導致的皮膚癌鱗片細胞癌基部細胞癌惡性黑瘤因臭氧層破壞導致的皮膚癌鱗片細胞癌基部細胞癌惡性黑瘤15（二）使作物產量下降

經實驗研究，臭氧層破壞導致的地面紫外線強度增加，會損傷植物生長激素和葉綠素，影響植物正常生長發芽。經紫外線敏感性實驗，有2/3的作物發生了敏感性反應，使作物產量下降。

（三）使海洋生態系統破壞

強烈的紫外線照射，對海洋表層的藻類生長帶來巨大威脅。由于海洋藻類是海洋生態系統，特別是遠洋生態系統的初級生產者，所以大量的藻類死亡可能導致整個海洋生態系統的崩潰，形成所謂“海洋荒漠”。（二）使作物產量下降16五、臭氧層破壞的對策

逐漸減少和終止臭氧耗竭物質的使用和排放

1977年聯合國通過了《臭氧層行動世界計劃》，并成立了“國際臭氧層協調委員會”。1985年簽署了《保護臭氧層維也納公約》，1987年簽署了《消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》。規定：發達國家2000年全面停止氟利昂的使用，發展中國家在2016年凍結使用，2040年淘汰使用。

加速氟利昂替代品的研制與開發

目前已研制生產出多種氟利昂替代品，其中最主要的是

HCFCs和HFCs兩個系列。他們都不含破壞臭氧的Cl原子和Br原子，但都具有制冷劑和清洗劑的功能。五、臭氧層破壞的對策逐漸減少和終止臭氧耗竭物質的使用和排17人類最終能夠解決臭氧層破壞問題！Doyouhaveanyquestiontoask??人類最終能夠解決Doyouhaveany?18臭氧層破壞及對策課件19關于南極臭氧洞形成問題科學問題：

北半球中緯度地帶是氟利昂生產和消費的主要地區，為什么在南極上空大量消耗臭氧，形成強大的臭氧空洞？

南極臭氧洞為什么在春季（10月份）最為強大？形成假說：◆奇氮理論

◆涌井流理論◆多項反應假說

◆氯溴協同相互作用假說◆太陽黑子假說