臭氧层破坏—全球环境问题.PDF

一.臭氧层的形成及其作用 一.臭氧层的形成及其作用 第九章 臭氧层破坏—全球环境问题 ozone Depletion-A global Issue ozone Depletion-A global Issue 近30年来，各国科学家经研究发现，在每年的春 季，南极上空臭氧层臭氧的浓度都会明显减 少，而且随着时间的推移，减少程度在逐年加 剧。 南极春季上 空臭氧浓度 的变化 1981-1999 内容提要 内容提要 一. 臭氧层的形成及其作用 二. 臭氧层耗损的发现和研究 三. 臭氧层破坏的原因 四. 保护地球臭氧层的十五年 一. 臭氧层的形成及其作用 —形成与去除机制 O 是大气圈中重要的化学组分，臭氧层是自然演化的产 3 物（大约在16 ∼ 20亿 年前）。在15∼40km上空的O2， 在太阳紫外辐射的作用下，发生着一系列化学和光化学反 应 臭氧层逐渐形成。在海水深处有了生命存在。大约在4亿 年前，生命从海洋登上陆地。先有臭氧层才有陆地上的生 命。 1. 臭氧的一般性质 1849年首次被发现。 是O 的同素异形体，由三个氧原子 2 组成，淡兰色带有刺激气味的气 体，故名臭氧。是一种强氧化剂， 可以和大气中很多物质反应。 O 在近地面大气中的含量极少，大约20-40ppb (v/v)（相 3 3 当于40∼80µg/m ），随纬度季节变化。 对流层O 是一种人为的二次污染物，是光化学烟雾中最有 3 害的物质，可降低大气能见度、损伤植物、引起全球气候变 化并引发健康问题。 O 是平流层最重要的化学组分。 3 在距地表15∼40km的大气层中， O 的浓度最 3 大，约集中了大气中90%的O3。将具有较高浓度臭 氧的这层大气称为“臭氧层” 。 大气臭氧的垂直分布 35 30 平流层臭氧 臭氧层 25 m k / 度 高 20 15 10 光化学烟雾 对流层臭氧 5 生成的臭氧 臭氧浓度 2.臭氧层的形成与去除机制 Sidney Chapman1930年以纯氧体系中氧的光 解离和再结合平衡模型为依据，提出了关于平 流层臭氧的形成理论。 O2 + ｈע( λ＜240nm)→O + O 反应产生的氧原子具有很高的化学活性，很快与 其他O2发生进一步的化学反应，生成臭氧分子： O + O →O 2 3 生成的臭氧分子电离能很低（1.1eV），因而在太阳紫外线照 射下很容易被离解： O3 + ｈע( λ＜320nm)→O + O2 •在15∼40km的大气层，形成了O 层，实际上是O 、O、和 O 达 3 2 3 到动态平衡的一层。