臭氧对生态环境的影响精选课件.ppt
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1、关于臭氧对生态环境的影响第一页,本课件共有45页臭氧层与地球环境生态臭氧层与地球环境生态第二页,本课件共有45页 臭氧对人类和地球环境既有害又有益,这取决臭氧对人类和地球环境既有害又有益,这取决于他在大气层中存在的位置。接近地面时,臭氧于他在大气层中存在的位置。接近地面时,臭氧作为一种强氧化剂,损害人类的健康;在作为一种强氧化剂,损害人类的健康;在101050km50km高度,臭氧起着温室气体的作用;而平流层高度,臭氧起着温室气体的作用;而平流层中的臭氧层有过滤有害的紫外线辐射的作用,它中的臭氧层有过滤有害的紫外线辐射的作用,它环绕地球形成了一个防护罩。环绕地球形成了一个防护罩。第一节第一节
2、引言引言第三页,本课件共有45页 如今,人类活动造成了这一如今,人类活动造成了这一“防护罩防护罩”的削的削弱,已导致了许多严重的后果,危及着植物和动弱,已导致了许多严重的后果,危及着植物和动物的生存。最近南极臭氧洞的变化,引起了多方物的生存。最近南极臭氧洞的变化,引起了多方的关注;保护臭氧层的关注;保护臭氧层保护我们的地球已经成保护我们的地球已经成为世界各国关注的焦点。为世界各国关注的焦点。第四页,本课件共有45页第五页,本课件共有45页第六页,本课件共有45页第七页,本课件共有45页第二节第二节 臭氧层的变化与臭氧洞的形成臭氧层的变化与臭氧洞的形成 大气中对流层和平流层以及中层低部都有臭氧大
3、气中对流层和平流层以及中层低部都有臭氧存在。在距地面存在。在距地面1010公里到公里到3030公里这一区域内有一公里这一区域内有一臭氧浓度峰值出现,这一区域称为臭氧层。臭氧浓度峰值出现,这一区域称为臭氧层。第八页,本课件共有45页 臭氧在大气中的分布,平流层中的臭氧吸收臭氧在大气中的分布,平流层中的臭氧吸收掉太阳放射出的大量对人类、动物及植物有害掉太阳放射出的大量对人类、动物及植物有害波长的紫外线辐射(波长的紫外线辐射(240240329329纳米,称为纳米,称为UVUVB B波长),为地球提供了一个防止紫外辐射有害效应波长),为地球提供了一个防止紫外辐射有害效应的屏障。但另一方面,臭氧遍布整
4、个对流层,也起的屏障。但另一方面,臭氧遍布整个对流层,也起着温室气体的不利作用。着温室气体的不利作用。第九页,本课件共有45页第十页,本课件共有45页第十一页,本课件共有45页 此外,此外,19831983年,瑞士、西德、加拿大和美年,瑞士、西德、加拿大和美国的科学家都观察到在北半球上空臭氧层浓度降国的科学家都观察到在北半球上空臭氧层浓度降低约低约5 57%7%,并且在北极附近也观测到臭氧层浓,并且在北极附近也观测到臭氧层浓度降低的现象。度降低的现象。“臭氧洞臭氧洞”的形成和臭氧层浓度降低有许多种的形成和臭氧层浓度降低有许多种说法,其中主要有下述几种:说法,其中主要有下述几种:第十二页,本课件
5、共有45页(1 1)气相中的氧原子引起臭氧分子消失)气相中的氧原子引起臭氧分子消失 大气中的氧分子经波长小于大气中的氧分子经波长小于242nm242nm的太阳短波的太阳短波紫外辐射,可光解产生紫外辐射,可光解产生O O,O O(O O),并进一步反),并进一步反应生成应生成O3O3,温暖和热带区上空的平流层主要为,温暖和热带区上空的平流层主要为O O与与O3O3反应而使臭氧消失。另外,尚有三组反应而使臭氧消失。另外,尚有三组HOXHOX、NOXNOX、CIOXCIOX循环链式反应可导致臭氧消失。循环链式反应可导致臭氧消失。第十三页,本课件共有45页(2)CIO自由基引起臭氧分子的消失自由基引起
6、臭氧分子的消失 氯原子与氯原子与O3作用可生成作用可生成CIO。随即。随即CIO与与HO2、BrO、CIO等形成循环链式反应,而消除等形成循环链式反应,而消除臭氧。臭氧。第十四页,本课件共有45页(3 3)异相化学反应)异相化学反应 在平流层模式中曾引入许多气相化学反应,但在平流层模式中曾引入许多气相化学反应,但是都不能预测南极低温下大气臭氧层浓度大幅度下是都不能预测南极低温下大气臭氧层浓度大幅度下降的事实。因为降的事实。因为Rowland等在模式中引入异相化学等在模式中引入异相化学反应,在冬季南极旋涡中有极地平流层云(反应,在冬季南极旋涡中有极地平流层云(PSCPSC),),温度约为温度约为
7、-80C-80C,实际为许多冰粒。在冰粒表面,实际为许多冰粒。在冰粒表面可进行许多反应,发现这些化合物在冰表面,形可进行许多反应,发现这些化合物在冰表面,形成酸性物,在冰表面进行催化反应成酸性物,在冰表面进行催化反应Molina等研究等研究了下列反应。了下列反应。第十五页,本课件共有45页第十六页,本课件共有45页 第三节第三节 大气臭氧层破坏对环境生态的影响大气臭氧层破坏对环境生态的影响 伴随着大气臭氧层的破坏,到达地球表面的伴随着大气臭氧层的破坏,到达地球表面的太阳紫外辐射线特别是太阳紫外辐射线特别是UVUVB B会迅速增加,由于会迅速增加,由于UVUVB B会直接作用于细胞中的脱氧糖核酸
8、(会直接作用于细胞中的脱氧糖核酸(DNADNA)使之形成腺嘧啶二聚物而阻止使之形成腺嘧啶二聚物而阻止DNADNA双螺旋体分离,双螺旋体分离,引起细胞死亡。因此,紫外辐射的增加会给地球上引起细胞死亡。因此,紫外辐射的增加会给地球上的生命系统带来极其严重的伤害,并破坏地球生命的生命系统带来极其严重的伤害,并破坏地球生命系统和人类生态环境间的平衡,从而造成一系列灾系统和人类生态环境间的平衡,从而造成一系列灾难性的影响。难性的影响。第十七页,本课件共有45页臭氧层破坏的危害臭氧层破坏的危害对人体健康的影响对人体健康的影响对陆生植物的影响对陆生植物的影响对水生生态系统的影响对水生生态系统的影响对生物化学
9、循环的影响对生物化学循环的影响对材料的影响对材料的影响对对流层大气组成和空气质量的影响对对流层大气组成和空气质量的影响第十八页,本课件共有45页 紫外辐射的增强会改变植物的叶面结构、生紫外辐射的增强会改变植物的叶面结构、生理功能、芽苞发育过程等,对小麦、稻米、大理功能、芽苞发育过程等,对小麦、稻米、大豆、大麦、土豆等主要农作物产生有害影响,豆、大麦、土豆等主要农作物产生有害影响,降低农作物的产量,并对森林生态系统也有相降低农作物的产量,并对森林生态系统也有相当大的破坏;当大的破坏;第十九页,本课件共有45页 对鱼类、虾、蟹、浮游动植物和构成水生对鱼类、虾、蟹、浮游动植物和构成水生食物链的植物有
10、害。食物链的植物有害。紫外辐射对人类健康最直接的危害是破坏脱氧紫外辐射对人类健康最直接的危害是破坏脱氧核糖核酸(即核糖核酸(即DNADNA),而),而DNA DNA 损伤则会导致癌症。损伤则会导致癌症。在和紫外辐射有关的诸多病症中,尤为引人注在和紫外辐射有关的诸多病症中,尤为引人注意的是晒斑,它被认为是引起皮肤癌的主要原因。意的是晒斑,它被认为是引起皮肤癌的主要原因。第二十页,本课件共有45页 根据美国国家环保局的统计,高层大气中臭氧根据美国国家环保局的统计,高层大气中臭氧量每减少量每减少1%1%,非黑瘤皮肤癌的发病率就增加,非黑瘤皮肤癌的发病率就增加2%2%5%5%,也就是说仅美国每年就增加
11、两万名皮肤癌患,也就是说仅美国每年就增加两万名皮肤癌患者。然而在接近地面的地方,臭氧却是一种危险者。然而在接近地面的地方,臭氧却是一种危险的污染物。的污染物。第二十一页,本课件共有45页 然而在接近地面的地方,臭氧却是一种危险然而在接近地面的地方,臭氧却是一种危险的污染物。汽车和工厂排放的废气在阳光下进行的污染物。汽车和工厂排放的废气在阳光下进行复杂化学反应,所形成的二次污染物称为光化学复杂化学反应,所形成的二次污染物称为光化学烟雾,臭氧就是光化学烟雾中危害最大的成分之烟雾,臭氧就是光化学烟雾中危害最大的成分之一,会影响植物生长。由于空气污染物的传输和一,会影响植物生长。由于空气污染物的传输和
12、积聚,乡村地区的臭氧污染可能比城市更严重。积聚,乡村地区的臭氧污染可能比城市更严重。第二十二页,本课件共有45页 农作物受臭氧损害的程度不同,例如葡萄园农作物受臭氧损害的程度不同,例如葡萄园基本不受影响,小麦、土豆、豆类则受到明显损基本不受影响,小麦、土豆、豆类则受到明显损害。欧洲农业因臭氧污染造成的损失中,大约有害。欧洲农业因臭氧污染造成的损失中,大约有三分之一来自小麦,五分之一来自土豆。此外,三分之一来自小麦,五分之一来自土豆。此外,臭氧对畜牧草场的损害也很严重,如果考虑到这臭氧对畜牧草场的损害也很严重,如果考虑到这导致的肉类和牛奶产量下降等间接损失,臭氧污导致的肉类和牛奶产量下降等间接损
13、失,臭氧污染给欧洲农业造成的损失可能还要增加染给欧洲农业造成的损失可能还要增加4040亿欧亿欧元。元。第二十三页,本课件共有45页(1 1)对人类健康的影响)对人类健康的影响 UV UVB B对人类健康的影响主要表现在对人体裸对人类健康的影响主要表现在对人体裸露部分如皮肤、眼睛的损伤上,经露部分如皮肤、眼睛的损伤上,经UVUVB B辐射后,辐射后,人类皮肤的急性反应包括太阳烁伤、表皮增厚、色人类皮肤的急性反应包括太阳烁伤、表皮增厚、色素沉着等。皮肤若长期反复接受这种辐射,其弹性素沉着等。皮肤若长期反复接受这种辐射,其弹性组织就会发生变化,严重者则导致皮肤质层发生病组织就会发生变化,严重者则导致
14、皮肤质层发生病变,进而导致黑色素瘤、鳞状细胞癌等癌症。此外,变,进而导致黑色素瘤、鳞状细胞癌等癌症。此外,紫外辐射还能诱发并恶化一些遗传性皮肤病如干皮紫外辐射还能诱发并恶化一些遗传性皮肤病如干皮病、白化病等。病、白化病等。第二十四页,本课件共有45页 另外,紫外辐射还会直接伤害人体免疫系统,另外,紫外辐射还会直接伤害人体免疫系统,从而导致红斑狼疮、天疱疹等恶性疾病的患者人数增从而导致红斑狼疮、天疱疹等恶性疾病的患者人数增多。紫外辐射对眼睛的伤害则主要表现在对结膜、角多。紫外辐射对眼睛的伤害则主要表现在对结膜、角膜的损伤。膜的损伤。紫外辐射不仅能引起结膜及角膜发炎靡紫外辐射不仅能引起结膜及角膜发
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