2017年高考地理必考知識點：臭氧層的破壞與保護

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▲高考地理必考知識點：臭氧層

臭氧層是指大氣層的平流層中臭氧濃度相對較高的部分，其主要作用是吸收短波紫外線。大氣層的臭氧主要以紫外線打擊雙原子的氧氣，把它分為兩個原子，然后每個原子和沒有分裂的氧合并成臭氧。臭氧分子不穩(wěn)定，紫外線照射之后又分為氧氣分子和氧原子，形成一個繼續(xù)的過程臭氧氧氣循環(huán)，如此產生臭氧層。自然界中的臭氧層大多分布在離地20—50千米的高空。臭氧層中的臭氧主要是紫外線制造。

▲高考地理必考知識點：臭氧層的作用

大氣臭氧層主要有三個作用。

其一為保護作用，臭氧層能夠吸收太陽光中的波長306.3nm以下的紫外線，主要是一部分UV—B(波長290～300nm)和全部的UV—C(波長<290nm=，保護地球上的人類和動植物免遭短波紫外線的傷害。只有長波紫外線UV-A和少量的中波紫外線UV-B能夠輻射到地面，長波紫外線對生物細胞的傷害要比中波紫外線輕微得多。所以臭氧層猶如一件保護傘保護地球上的生物得以生存繁衍。

其二為加熱作用，臭氧吸收太陽光中的紫外線并將其轉換為熱能加熱大氣，由于這種作用大氣溫度結構在高度50km左右有一個峰，地球上空15～50km存在著升溫層。正是由于存在著臭氧才有平流層的存在。而地球以外的星球因不存在臭氧和氧氣，所以也就不存在平流層。大氣的溫度結構對于大氣的循環(huán)具有重要的影響，這一現(xiàn)象的起因也來自臭氧的高度分布。

其三為溫室氣體的作用，在對流層上部和平流層底部，即在氣溫很低的這一高度，臭氧的作用同樣非常重要。如果這一高度的臭氧減少，則會產生使地面氣溫下降的動力。因此，臭氧的高度分布及變化是極其重要的。

流層中的臭氧吸收掉太陽放射出的大量對人類、動物及植物有害波長的紫外線輻射（240－329納米，稱為UV-B波長），為地球提供了一個防止紫外輻射有害效應的屏障。但另一方面，臭氧遍布整個對流層，卻起著溫室氣體的不利作用。在平流層中臭氧耗損，主要是通過動態(tài)遷移到對流層，在那里得到大部分具有活性催化作用的基質和載體分子，從而發(fā)生化學反應而被消耗掉。臭氧主要是與HOX、NOX、ClOX和BrOX中含有的活潑自由基發(fā)生同族氣相反應。

▲高考地理必考知識點：臭氧層的影響

1、健康的影響

陽光紫外線UV-B的增加對人類健康有嚴重的危害作用。潛在的危險包括引發(fā)和加劇眼部疾病、皮膚癌和傳染性疾病。對有些危險如皮膚癌已有定量的評價，但其他影響如傳染病等仍存在很大的不確定性。實驗證明紫外線會損傷角膜和眼晶體，如引起白內障、眼球晶體變形等。據分析，平流層臭氧減少1%，全球白內障的發(fā)病率將增加0.6-0.8%，全世界由于白內障而引起失明的人數將增加10,000到15,000人；如果不對紫外線的增加采取措施，到2075年，UV-B輻射的增加將導致大約1800萬例白內障病例的發(fā)生。

紫外線UV-B段的增加能明顯地誘發(fā)人類?；嫉娜N皮膚疾病。這三種皮膚疾病中，巴塞爾皮膚瘤和鱗狀皮膚瘤是非惡性的。利用動物實驗和人類流行病學的數據資料得到的最新的研究結果顯示，若臭氧濃度下降10%，非惡性皮膚瘤的發(fā)病率將會增加26%。另外的一種惡性黑瘤是非常危險的皮膚病，科學研究也揭示了UV-B段紫外線與惡性黑瘤發(fā)病率的內在聯(lián)系，這種危害對淺膚色的人群特別是兒童期尤其嚴重；

人體免疫系統(tǒng)中的一部分存在于皮膚內，使得免疫系統(tǒng)可直接接觸紫外線照射。動物實驗發(fā)現(xiàn)紫外線照射會減少人體對皮膚癌、傳染病及其他抗原體的免疫反應，進而導致對重復的外界刺激喪失免疫反應。人體研究結果也表明暴露于紫外線B中會抑制免疫反應，人體中這些對傳染性疾病的免疫反應的重要性還不十分清楚。但在世界上一些傳染病對人體健康影響較大的地區(qū)以及免疫功能不完善的人群中，增加的UV-B輻射對免疫反應的抑制影響相當大。

2、對植物的影響

臭氧層損耗對植物的危害的機制尚不如其對人體健康的影響清楚，但研究表明，在已經研究過的植物品種中，超過50%的植物有來自UV-B的負影響，比如豆類、瓜類等作物，另外某些作物如土豆、番茄、甜菜等的質量將會下降；植物的生理和進化過程都受到UV-B輻射的影響，甚至與當前陽光中UV-B輻射的量有關。植物也具有一些緩解和修補這些影響的機制，在一定程度上可適應UV-B輻射的變化。不管怎樣，植物的生長直接受UV-B輻射的影響，不同種類的植物，甚至同一種類不同栽培品種的植物對UV-B的反應都是不一樣的。在農業(yè)生產中，就需要種植耐受UV-B輻射的品種，并同時培養(yǎng)新品種。對森林和草地，可能會改變物種的組成，進而影響不同生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性分布。

3、對生態(tài)的影響

世界上30%以上的動物蛋白質來自海洋，滿足人類的各種需求。在許多國家，尤其是發(fā)展中國家，這一百分比往往還要高。因此很有必要知道紫外輻射增加后對水生生態(tài)系統(tǒng)生產力的影響。此外，海洋在與全球變暖有關的問題中也具有十分重要的作用。海洋浮游植物的吸收是大氣中二氧化碳的一個重要去除途徑，它們對未來大氣中二氧化碳濃度的變化趨勢起著決定性的作用。海洋對CO2氣體的吸收能力降低，將導致溫室效應的加劇。

4、對空氣的影響

平流層臭氧的變化對對流層的影響是一個十分復雜的科學問題。一般認為平流層臭氧的減少的一個直接結果是使到達低層大氣的UV-B輻射增加。由于UV-B的高能量，這一變化將導致對流層的大氣化學更加活躍。首先，在污染地區(qū)如工業(yè)和人口稠密的城市，即氮氧化物濃度較高的地區(qū)，UV-B的增加會促進對流層臭氧和其它相關的氧化劑如過氧化氫（H2O2）等的生成，使得一些的城市地區(qū)臭氧超標率大大增加。而與這些氧化劑的直接接觸會對人體健康、陸生植物和室外材料等產生各種不良影響。在那些較偏遠的地區(qū)，即NOx的濃度較低的地區(qū)，臭氧的增加較少甚至還可能出現(xiàn)臭氧減少的情況。但不論是污染較嚴重的地區(qū)還是清潔地區(qū)，H2O2和OH自由基等氧化劑的濃度都會增加。其中H2O2濃度的變化可能會對酸沉降的地理分布帶來影響，結果是污染向郊區(qū)蔓延，清潔地區(qū)的面積越來越少。

其次，對流層中一些控制著大氣化學反應活性的重要微量氣體的光解速率將提高，其直接的結果是導致大氣中重要自由基濃度如OH基的增加。OH自由基濃度的增加意味著整個大氣氧化能力的增強。由于OH自由基濃度的增加會使甲烷和CFC替代物如HCFCs和HFCs的濃度成比例的下降，從而對這些溫室氣體的氣候效應產生影響。

▲高考地理必考知識點：臭氧層破壞的威脅

臭氧層耗竭，會使太陽光中的紫外線大量輻射到地面。紫外線輻射增強，對人類及其生存的環(huán)境會造成極為不利的后果。有人估計，如果臭氧層中臭氧含量減少10%，地面不同地區(qū)的紫外線輻射將增加19%~22%，由此皮膚癌發(fā)病率將增加15%~25%.另據美國環(huán)境局估計，大氣層中臭氧含量每減少1%，皮膚癌患者就會增加10萬人，患白內障和呼吸道疾病的人也將增多。系外線輻射增強，對其他生物產生的影響和危害也令人不安。有人認為，臭氧層被破壞，將打亂生態(tài)系統(tǒng)中復雜的食物鏈，導致一些主要生物物種滅絕。臭氧層的破壞，將使地球上三分之二的農作物減產，導致糧食危機。紫外線輻射增強，還會導致全球氣候變暖。

▲高考地理必考知識點：臭氧層保護的方法

1、消費者購買帶有"無氯氟化碳"標志的產品；合理處理廢舊冰箱和電器，在廢棄電器之前，除去其中的氟氯化碳和氟氯烴制冷劑；

2、不用含甲基溴的殺蟲劑，在有關部門的幫助下，選用適合的替代品，如果還沒有使用甲基溴殺蟲劑就不要開始使用它；

3、確保維護期間從空調、冰箱或冷柜中回收的冷卻劑不會釋放到大氣中，做好常規(guī)檢查和修理泄漏；

4、現(xiàn)有設備如空調、清洗劑、滅火劑、涂改液、海綿墊中那些使用了消耗臭氧層的物質，并制定適當的計劃，淘汰它們，用替換物品換掉它們。

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