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保护地球的宇宙服——臭氧层


保护地球的宇宙服—臭氧层 保护地球的宇宙服 臭氧层

2012-5-17

什么是臭氧层?
? 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。2011 年11月1日,日本气象厅发布的消息说,该
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作用:
主要有三个作用。其一为保护作用,臭氧层能够吸收太阳光 臭 氧层阻挡紫外线中的波长306.3nm以 下的紫外线,主要是一部分UV— B(波长290~300nm)和全部的UV—C(波长<290nm=,保护地球上的人类 和动植物免遭短波紫外线的伤害。只有长波紫外线UV-A和少量的中波 紫外线UV-B能够辐射到地面,长波紫外线对生物细胞的 伤害要比中 波紫外线轻微得多。所以臭氧层犹如一件保护伞保护地球上的生物得 以生存繁衍 。其二为加热作用,臭氧吸收太阳光中的紫外线并将其 转换为热能加热大气,由于这种作用 大气温度结构在高度50km左右 有一个峰,地球上空15~50km存在着升温层。正是由于存在着 臭氧 才有平流层的存在。而地球以外的星球因不存在臭氧和氧气,所以也 就不存在平流层。 大气的温度结构对于大气的循环具有重要的影响, 这一现象的起因也来自臭氧的高度分布。其三为 温室气体的作用, 在对流层上部和平流层底部,即在气温很低的这一高度,臭氧的作用 同样非常重要。如果这一高度的臭氧减少,则会产生使地面气温下降 的动力。因此,臭氧的高度分布及变化是极其重要的。
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破坏的原因:
? 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。 ? 如上文说述,在平流层内离地面20-
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破坏的影响:
? 一.综述。 ? 臭氧层被大量损耗后,吸收紫外辐射的 能力大大减弱,导致到达地球表面的紫外 线B明显增加,给人类健康和生态环境带来 多方面的的危害,目前已受到人们普遍关 注的主要有对人体健康、陆生植物、水生 生态系统、生物化学循环、材料、以及对 流层大气组成和空气质量等方面的影响。

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二.对人体健康的影响 对人体健康的影响
? 1)阳光紫外线UV-B的增加对人类健康有严 重的危害作用。潜在的危险包括引发和加 剧眼部疾病、皮肤癌和传染性疾病。对有 些危险如皮肤癌已有定量的评价,但其他 影响如传染病等目前仍存在很大的不确定 性。实验证明紫外线会损伤角膜和眼晶体, 如引起白内障、眼球晶体变形等。据分析, 平流层臭氧减少1%,全球白内障的发病率 将增加0.6-0.8%,全世界由于白内障而引起 失明的人数将增加10,000到15,000人;如果 不对紫外线的增加采取措施,从现在到

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? 2)已有研究表明,长期暴露于强紫 外线的辐射下,会导致细胞内的DNA 改变,人体免疫系统的机能减退,人 体抵抗疾病的能力下降。这将使许多 发展中国家本来就不好的健康状况更 加恶化,大量疾病的发病率和严重程 度都会增加,尤其是包括麻疹、水痘、 疱疹等病毒性疾病,疟疾等通过皮肤 传染的寄生虫病,肺结核和麻疯病等 细菌感染以及真菌感染疾病等

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? 3)人体免疫系统中的一部分存在于皮肤内, 使得免疫系统可直接接触紫外线照射。动 物实验发现紫外线照射会减少人体对皮肤 癌、传染病及其他抗原体的免疫反应,进 而导致对重复的外界刺激丧失免疫反应。 人体研究结果也表明暴露于紫外线B中会抑 制免疫反应,人体中这些对传染性疾病的 免疫反应的重要性目前还不十分清楚。但 在世界上一些传染病对人体健康影响较大 的地区以及免疫功能不完善的人群中,增 加的UV-B辐射对免疫反应的抑制影响相当 大。
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? 4)紫外线UV-B段的增加能明显地诱发人类 常患的三种皮肤疾病。这三种皮肤疾病中, 巴塞尔皮肤瘤和鳞状皮肤瘤是非恶性的。 利用动物实验和人类流行病学的数据资料 得到的最新的研究结果显示,若臭氧浓度 下降10%,非恶性皮肤瘤的发病率将会增加 26%。另外的一种恶性黑瘤是非常危险的皮 肤病,科学研究也揭示了UV-B段紫外线与 恶性黑瘤发病率的内在联系,这种危害对 浅肤色的人群特别是儿童期尤其严重
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三.对陆生植物的影响 对陆生植物的影响
? 臭氧层损耗对植物的危害的机制目前尚不 如其对人体健康的影响清楚,但研究表明, 在已经研究过的植物品种中,超过50%的植 物有来自UV-B的负影响,比如豆类、瓜类 等作物,另外某些作物如土豆、番茄、甜 菜等的质量将会下降;植物的生理和进化 过程都受到UV-B辐射的影响,甚至与当前 阳光中UV-B辐射的量有关。植物也具有一 些缓解和修补这些影响的机制,在一定程 度上可适应UV-B辐射的变化。不管怎样, 植物的生长直接受UV-B辐射的影响,不同 种类的植物,甚至同一种类不同栽培品种

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四.对水生生态系统的影响 对水生生态系统的影响
? 世界上30%以上的动物蛋白质来自海洋,满 足人类的各种需求。在许多国家,尤其是 发展中国家,这一百分比往往还要高。因 此很有必要知道紫外辐射增加后对水生生 态系统生产力的影响。此外,海洋在与全 球变暖有关的问题中也具有十分重要的作 用。海洋浮游植物的吸收是大气中二氧化 碳的一个重要去除途径,它们对未来大气 中二氧化碳浓度的变化趋势起着决定性的 作用。海洋对CO2气体的吸收能力降低,将 导致温室效应的加剧。 海洋浮游植物并非

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五.对生物化学循环的影响 对生物化学循环的影响
? 阳光紫外线的增加会影响陆地和水体的生 物地球化学循环,从而改变地球--大气这一 巨系统中一些重要物质在地球各圈层中的 循环,如温室气体和对化学反应具有重要 作用的其他微量气体的排放和去除过程, 包括二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)、 氧硫化碳(COS)及O3等。这些潜在的变化 将对生物圈和大气圈之间的相互作用产生 影响。对陆生生态系统,增加的紫外线会 改变植物的生成和分解,进而改变大气中 重要气体的吸收和释放。当紫外线B光降解

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六.对材料的影响 对材料的影响
? 因平流层臭氧损耗导致阳光紫外辐射的增 加会加速建筑、喷涂、包装及电线电缆等 所用材料,尤其是高分子材料的降解和老 化变质。特别是在高温和阳光充足的热带 地区,这种破坏作用更为严重。由于这一 破坏作用造成的损失估计全球每年达到数 十亿美元。无论是人工聚合物,还是天然 聚合物以及其它材料都会受到不良影响。 当这些材料尤其是塑料用于一些不得不承 受日光照射的场所时,只能靠加入光稳定 剂或进行表面处理以保护其不受日光破坏。
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七.对流层大气组成及空气质量的影响 对流层大气组成及空气质量的影响
? 平流层臭氧的变化对对流层的影响是一个 十分复杂的科学问题。一般认为平流层臭 氧的减少的一个直接结果是使到达低层大 气的UV-B辐射增加。由于UV-B的高能量, 这一变化将导致对流层的大气化学更加活 跃。首先,在污染地区如工业和人口稠密 的城市,即氮氧化物浓度较高的地区,UVB的增加会促进对流层臭氧和其它相关的氧 化剂如过氧化氢(H2O2)等的生成,使得 一些的城市地区臭氧超标率大大增加。而 与这些氧化剂的直接接触会对人体健康、 陆生植物和室外材料等产生各种不良影响。 在那些较偏远的地区,即NOx的浓度较低的

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如何保护臭氧层呢?
爱护臭氧层的消费者购买带有"无氯氟化碳 标志的产品 爱护臭氧层的消费者购买带有 无氯氟化碳"标志的产品; 无氯氟化碳 标志的产品; 爱护臭氧层的一家之主合理处理废旧冰箱和电器,在废弃电器之前, 爱护臭氧层的一家之主合理处理废旧冰箱和电器,在废弃电器之前,除去其中的 氟氯化碳和氟氯烃制冷剂; 氟氯化碳和氟氯烃制冷剂; 爱护臭氧层的农民不用含甲基溴的杀虫剂,在有关部门的帮助下, 爱护臭氧层的农民不用含甲基溴的杀虫剂,在有关部门的帮助下,选用适合的替 代品,如果还没有使用甲基溴杀虫剂就不要开始使用它; 代品,如果还没有使用甲基溴杀虫剂就不要开始使用它; 爱护臭氧层的制冷维修师确保维护期间从空调、 爱护臭氧层的制冷维修师确保维护期间从空调、冰箱或冷柜中回收的冷却剂不会 释放到大气中,做好常规检查和修理泄漏; 释放到大气中,做好常规检查和修理泄漏; 爱护臭氧层的办公室员工鉴定公司现有设备如空调、清洗剂、灭火剂、涂改液、 爱护臭氧层的办公室员工鉴定公司现有设备如空调、清洗剂、灭火剂、涂改液、 海绵垫中那些使用了消耗臭氧层的物质,并制定适当的计划,淘汰它们, 海绵垫中那些使用了消耗臭氧层的物质,并制定适当的计划,淘汰它们,用替换物品 换掉它们; 换掉它们; 爱护臭氧层的公司替换在办公室和生产过程中所用的消耗臭氧层物质, 爱护臭氧层的公司替换在办公室和生产过程中所用的消耗臭氧层物质,如果生产 的产品含有消耗臭氧层物质,那么应该用替代物来改变产品的成分; 的产品含有消耗臭氧层物质,那么应该用替代物来改变产品的成分; 爱护臭氧层的教师,告诉你的学生,告诉你的家人、朋友、同事、邻居、 爱护臭氧层的教师,告诉你的学生,告诉你的家人、朋友、同事、邻居、保护环 保护臭氧层的重要性,让大家了解哪些是消耗臭氧层物质。 境、保护臭氧层的重要性,让大家了解哪些是消耗臭氧层物质。 有了科学的方法,再加上我们的实际行动,我相信,在不远的将来, 有了科学的方法,再加上我们的实际行动,我相信,在不远的将来,我们将拥有 一片美丽而完整的蓝天。 一片美丽而完整的蓝天。
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国际保护臭氧层日
? 1995年1月23日,联合国大会通过决议,确 年 月 日 联合国大会通过决议, 定从1995年开始,每年的 月16日为“国际 年开始, 日为“ 定从 年开始 每年的9月 日为 保护臭氧层日” 保护臭氧层日”。旨在纪念1987年9月16日 签署的《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔 议定书》,要求所有缔约国根据“议定书” 及其修正案的目标,采取具体行动纪念这 一特殊的日子。

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最新成果: 最新成果:
研究臭氧层的300多位科学家,在布伊诺斯艾利斯 多位科学家, 研究臭氧层的 多位科学家 举行的国际会议上预测,臭氧层大洞大概会在50年内闭合 年内闭合。 举行的国际会议上预测,臭氧层大洞大概会在 年内闭合。 研究人员说,臭氧层大洞的缩小主要是由于1987年各国开始 研究人员说,臭氧层大洞的缩小主要是由于 年各国开始 采取措施限制向大气中排放氟利昂等到化学物质收到了预期 效果。 效果。 ? 研究人员同时指出, 研究人员同时指出,欧洲科学家在北极释放高空探测气 球对不同高度的去层进行取样分析,并于最近发表报告指出, 球对不同高度的去层进行取样分析,并于最近发表报告指出, 云层会加速臭氧层中臭氧的消耗,加剧臭氧层的破坏, 云层会加速臭氧层中臭氧的消耗,加剧臭氧层的破坏,这是 因为云层中的微粒会激活大气中的含氟化合物。 因为云层中的微粒会激活大气中的含氟化合物。 ? 科学家发现, 科学家发现,云层中的微粒对氯化物的激活作用要比太 阳更为厉害,这些微粒冬天被云层中的冰晶包裹, 阳更为厉害,这些微粒冬天被云层中的冰晶包裹,但到了春 冰晶中的水分会被阳光蒸发, 天,冰晶中的水分会被阳光蒸发,从而导致大量微粒出现在 云层中, 云层中,这是为什么春天大气臭氧层的破坏程度最为严重的 一个原因。 一个原因。

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