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1、人们为什么关注臭氧第1页，共23页，编辑于2022年，星期四人们为什么关注臭氧207宿舍第2页，共23页，编辑于2022年，星期四uu臭氧uu臭氧层uu臭氧层与人的关系uu大家来讨论第3页，共23页，编辑于2022年，星期四臭氧uu臭氧是氧的同素异形体，在常温下，它是一种有特殊臭味的蓝色气体。第4页，共23页，编辑于2022年，星期四臭氧层uu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
2、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2050千米的高空。臭氧层中的臭氧主要是紫外线制造。第5页，共23页，编辑于2022年，星期四uu大气臭氧层主要有三个作用。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uu中的波长306.3nm以 下的紫外线，主要是一部分UVB(波长290300nm)和全部的UVC(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。第6页，共23页，编辑于2022年
3、，星期四uu补充：UV是紫外线的缩写 uuUVA波长范围是 320390nm 长波黑斑效长波黑斑效 应紫外线应紫外线uuUVB波长范围是 280320nm 中波红斑效应中波红斑效应 紫外线紫外线uuUVC波长范围是 280nm以下 短波灭菌紫外线短波灭菌紫外线uuUVD波长范围是 100200nm 真空紫外线第7页，共23页，编辑于2022年，星期四uu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1550km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
4、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第8页，共23页，编辑于2022年，星期四臭氧层的破坏uu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，人类过多地使用为，人类过多地使用氯氟烃氯氟烃类化学物质（用类化学物质（用CFCsCFCs表示）是破坏臭氧表示）是破坏臭氧层的主要原因。氯氟
5、烃是一种人造化学物质，层的主要原因。氯氟烃是一种人造化学物质，19301930年由美国的年由美国的杜杜邦公司邦公司投入生产。在投入生产。在第二次世界大战第二次世界大战后，尤其是进入后，尤其是进入6060年以后，开始年以后，开始大量使用，主要用作气溶胶、大量使用，主要用作气溶胶、制冷剂制冷剂、发泡剂、化工溶剂等。另外，、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。哈龙类物质（用于灭火器）、氮氧化物也会造成臭氧层的损耗。uu如上文说述，在平流层内离地面如上文说述，在平流层内离地面20203030千米的地方是臭氧的集中千米的地方是臭氧的集中层带，在这个臭氧层中存
6、在着氧原子（层带，在这个臭氧层中存在着氧原子（OO）、氧分子（）、氧分子（O2O2）和臭氧）和臭氧（O3O3）的动态平衡。但是）的动态平衡。但是氮氧化物氮氧化物、氯氯、溴溴等活性物质及其他活等活性物质及其他活性基团会破坏这个平衡，使其向着臭氧分解的方向转移。而性基团会破坏这个平衡，使其向着臭氧分解的方向转移。而CFCsCFCs物物质的非同寻常的稳定性使其在大气质的非同寻常的稳定性使其在大气同温层同温层中很容易聚集起来，其影响中很容易聚集起来，其影响将持续一个世纪或更长的时间。在强烈的紫外辐射作用下它们光解将持续一个世纪或更长的时间。在强烈的紫外辐射作用下它们光解出氯原子和溴原子，成为破坏臭氧的
7、催化剂（一个氯原子可以破坏出氯原子和溴原子，成为破坏臭氧的催化剂（一个氯原子可以破坏1010万个臭氧分子）。万个臭氧分子）。第9页，共23页，编辑于2022年，星期四臭氧空洞 ozone hole uu人类生产生活中向大气排放的氯氟烃等化学物质在扩散至平流层后与臭氧发生化学反应，导致臭氧层反应区产生臭氧含量降低的现象。第10页，共23页，编辑于2022年，星期四由来及进展uu1984年，英国科学家首次发现南极上空出现臭氧洞。uu由于臭氧层中臭氧的减少，照射到地面的太阳光紫外线增强，其中波长为240329纳米的紫外线对生物细胞具有很强的杀伤作用，对生物圈中的生态系统和各种生物，包括人类，都会产生
8、不利的影响。第11页，共23页，编辑于2022年，星期四南极臭氧层空洞的研究uu经过跟踪、监测，科学家们找到了臭氧空洞的成因：臭氧层损耗。一种大量用作制冷剂、喷雾剂、发泡剂等化工制剂的氟氯烃是导致臭氧减少的“罪魁祸首”。另外，寒冷也是臭氧层变薄的关键，这就是为什么首先在地球南北极最冷地区出现臭氧空洞的原因了。第12页，共23页，编辑于2022年，星期四三种解释uu对南极臭氧洞形成原因的解释有三种，即大气化学过程解释，太阳活动影响和大气动力学解释。第13页，共23页，编辑于2022年，星期四uu大气化学规程解释大气化学规程解释大气化学过程解释，认为臭氧层中可以产生某种大气化学反应，将3个氧原子含
9、量的臭氧（O3）分解为分子氧（O2）和原子氧（O），从而破坏了臭氧层；uu太阳活动影响解释太阳活动影响解释太阳活动影响解释，认为当太阳活动峰年（即太阳活动强烈的时期）前后，宇宙射线明显增强，促使双电子氮化物（如NO2）与O3发生化学反应，使得奇电子氮化物（如NO3）增加，O3转换为O2；第14页，共23页，编辑于2022年，星期四uu大气动力学解释大气动力学解释大气动力学解释认为，初春，极夜结束，太阳辐射加热空气，产生上升运动，将对流层臭氧浓度低的空气输入平流层，使得平流层臭氧含量减小，容易出现臭氧洞。第15页，共23页，编辑于2022年，星期四北极呢？uu20112011年，据国家卫星气象中
10、心监测数据显示，风云三号卫星臭氧总量探年，据国家卫星气象中心监测数据显示，风云三号卫星臭氧总量探测仪在北极上空监测到一个明显的臭氧低值区，在该低值区内臭氧总量是测仪在北极上空监测到一个明显的臭氧低值区，在该低值区内臭氧总量是正常情况下平均值的一半左右，部分地区的臭氧总量达到了臭氧洞的标准正常情况下平均值的一半左右，部分地区的臭氧总量达到了臭氧洞的标准(220DU)(220DU)。虽然没有形成南极上空那样规模的臭氧洞，但由于北半球。虽然没有形成南极上空那样规模的臭氧洞，但由于北半球人口密度远高于南半球，臭氧低值区覆盖的范围内紫外线对人类健康的人口密度远高于南半球，臭氧低值区覆盖的范围内紫外线对人
11、类健康的影响比南极臭氧洞更重要。导致北极臭氧洞形成的主要原因是今年春季影响比南极臭氧洞更重要。导致北极臭氧洞形成的主要原因是今年春季极寒冷的极涡内生成了极地平流层云，在太阳紫外线的作用下释放出破极寒冷的极涡内生成了极地平流层云，在太阳紫外线的作用下释放出破坏臭氧的卤素原子坏臭氧的卤素原子 uu卫星近年来同期监测到的北半球臭氧总量分布，可以看出：一般情况卫星近年来同期监测到的北半球臭氧总量分布，可以看出：一般情况下在三月份北极地区的臭氧含量很高，大部分地区范围在下在三月份北极地区的臭氧含量很高，大部分地区范围在400DU400DU以上，以上，其中接近或大于其中接近或大于500DU500DU的区域
12、占很大比例。而今年的区域占很大比例。而今年3 3月份北极圈内的月份北极圈内的大部分地区臭氧总量降到了大部分地区臭氧总量降到了200200300DU300DU，部分地区达到了臭氧洞，部分地区达到了臭氧洞的标准。的标准。第16页，共23页，编辑于2022年，星期四单位解释uuDUuu臭氧浓度单位 1DU=10-3 大气厘米uu这是为了纪念英国科学家Dobson而命名的uuppm是体积比浓度：是体积比浓度：Parts per millionuuppm是浓度（溶质质量分数）的一种表示方法，ppm表示百万分之一。uu第17页，共23页，编辑于2022年，星期四uu对于溶液：即对于溶液：即1 1升水溶液中
13、有升水溶液中有1/10001/1000毫升的溶质，则其浓度（溶质质量分毫升的溶质，则其浓度（溶质质量分数）为数）为1ppm1ppm。uu对于气体：对环境大气（空气）中污染物浓度的表示方法之一。对于气体：对环境大气（空气）中污染物浓度的表示方法之一。uu体积浓度表示法：一百万体积的空气中所含污染物的体积数，体积浓度表示法：一百万体积的空气中所含污染物的体积数，即即ppm ppm uu大部分气体检测仪器测得的气体浓度都是体积浓度（大部分气体检测仪器测得的气体浓度都是体积浓度（ppmppm）。）。而按我国规定，特别是环保部门，则要求气体浓度以质量浓度的单位（如：而按我国规定，特别是环保部门，则要求气
14、体浓度以质量浓度的单位（如：mg/m3mg/m3）表示，我们国家的标准规范也都是采用质量浓度单位（如：）表示，我们国家的标准规范也都是采用质量浓度单位（如：mg/m3mg/m3）表示。）表示。uuppmppm与与mg/m3mg/m3的换算：的换算：uumg/m3=(m/M)*22.4ppmmg/m3=(m/M)*22.4ppm（273/273/（273+T273+T）P/101325 P/101325 uu其中，其中，MM为气体分子量，为气体分子量，T T为温度，为温度，P P为压力。为压力。mm为气体质量（单位为气体质量（单位mg)mg)第18页，共23页，编辑于2022年，星期四臭氧与人的
15、关系臭氧的益处与危害大气中臭氧层对地球生物的保护作用现已广为人知大气中臭氧层对地球生物的保护作用现已广为人知它吸收太阳释放出来的绝大部分紫外线，使动植物免遭这种射线的危害。为了弥补日渐稀薄的臭氧层乃至臭氧层空洞，人们想尽一切办法，比如推广使用无氟制冷剂，以减少氟利昂等物质对臭氧的破坏。世界上还为此专门设立国际保护臭氧层日。由此给人的印象似乎是受到保护的臭氧应该越多越好，其实不是这样，如果大气中的臭氧，尤其是地面附近的大气中的臭氧聚集过多，对人类来说臭氧浓度过高反而是个祸害。臭氧也是一种温室气体，能够臭氧也是一种温室气体，能够导致更严重的温室效应。导致更严重的温室效应。第19页，共23页，编辑于
16、2022年，星期四 臭氧的功用uu1 1、食物净化：、食物净化：由表及里的降解果蔬、粮食中残留的化肥、由表及里的降解果蔬、粮食中残留的化肥、农药等有毒物质，清除肉、蛋中的抗生素、化学添加剂、激素等农药等有毒物质，清除肉、蛋中的抗生素、化学添加剂、激素等有害物质，杀灭海鲜中容易引起中毒的嗜盐性菌，把住病从口入有害物质，杀灭海鲜中容易引起中毒的嗜盐性菌，把住病从口入关。关。uu2 2、饮用水净化：、饮用水净化：自来水经臭氧处理后是一种优质的生饮水。自来水经臭氧处理后是一种优质的生饮水。每升水只需通入每升水只需通入 O3 2 O3 2 分钟即可去除水中的余氯，杀菌、消毒、分钟即可去除水中的余氯，杀菌
17、、消毒、去味、去除重金属，防止致癌物质三氯甲烷的生成，增加水中含去味、去除重金属，防止致癌物质三氯甲烷的生成，增加水中含氧量，自制理想纯净的饮用水。氧量，自制理想纯净的饮用水。uu3 3、消毒灭菌：、消毒灭菌：将清洗后的餐饮用具放入水中通入将清洗后的餐饮用具放入水中通入 O3 20 O3 20 分分钟，可去除洗涤剂残留物，杀灭细菌、病毒，替代电子消毒柜，避钟，可去除洗涤剂残留物，杀灭细菌、病毒，替代电子消毒柜，避免餐饮用具传染疾病。还可对衣物、毛巾、抹布、袜子等进行水介免餐饮用具传染疾病。还可对衣物、毛巾、抹布、袜子等进行水介质消毒、除味。质消毒、除味。4 4、空气净化、空气净化 5 5、果蔬
18、保鲜、防霉、果蔬保鲜、防霉6 6、洗浴、美容、保健、洗浴、美容、保健 7 7、养鱼、浇花、养鱼、浇花8 8、除臭、除臭第20页，共23页，编辑于2022年，星期四臭氧对人体有危害uu空气中臭氧浓度引起人员一定反应的浓度为空气中臭氧浓度引起人员一定反应的浓度为0.5-1ppm0.5-1ppm，时间长了会感到口干等不适，浓度在1-4ppm会会引起人员咳嗽。原因就在于，引起人员咳嗽。原因就在于，作为强氧化剂，臭氧几乎能作为强氧化剂，臭氧几乎能与任何生物组织反应。当臭氧被吸入呼吸道时，就会与呼与任何生物组织反应。当臭氧被吸入呼吸道时，就会与呼吸道中的细胞、流体和组织很快反应，导致肺功能减弱和吸道中的细
19、胞、流体和组织很快反应，导致肺功能减弱和组织损伤组织损伤。对那些患有气喘病、肺气肿和慢性支气管。对那些患有气喘病、肺气肿和慢性支气管炎的人来说，臭氧的危害更为明显。炎的人来说，臭氧的危害更为明显。刺激和損害深部呼吸道，並可損害中樞神經系統，對眼睛有輕度的刺激作用。第21页，共23页，编辑于2022年，星期四总结uu从臭氧的性质来看，它既可助人又会害人，它既是上天赐与人类的一把保护伞，有时又像是一剂猛烈的毒药。目前，对于臭氧的正面作用以及人类应该采取哪些措施保护臭氧层，人们已达成共识并做了许多工作。但是，对于臭氧的负面作用，人们虽然已有认识，但目前除了进行大气监测和空气污染预报外，还没有真正切实可行的方法加以解决。第22页，共23页，编辑于2022年，星期四大家来讨论u谢谢！第23页，共23页，编辑于2022年，星期四