2017年高考地理必考知識點(diǎn)：臭氧層的破壞與保護(hù)

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▲高考地理必考知識點(diǎn)：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(chǎn)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(diǎn)：臭氧層的作用

大氣臭氧層主要有三個作用。

其一為保護(hù)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(hù)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(xì)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(hù)傘保護(hù)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(zhuǎn)換為熱能加熱大氣，由于這種作用大氣溫度結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(chǎn)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(yīng)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(zhì)和載體分子，從而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)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(yīng)。

▲高考地理必考知識點(diǎn)：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(yán)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(nèi)障、眼球晶體變形等。據(jù)分析，平流層臭氧減少1%，全球白內(nèi)障的發(fā)病率將增加0.6-0.8%，全世界由于白內(nèi)障而引起失明的人數(shù)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(dǎo)致大約1800萬例白內(nèi)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(xué)的數(shù)據(jù)資料得到的最新的研究結(jié)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(xué)研究也揭示了UV-B段紫外線與惡性黑瘤發(fā)病率的內(nèi)在聯(lián)系，這種危害對淺膚色的人群特別是兒童期尤其嚴(yán)重；

人體免疫系統(tǒng)中的一部分存在于皮膚內(nèi)，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(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致對重復(fù)的外界刺激喪失免疫反應(yīng)。人體研究結(jié)果也表明暴露于紫外線B中會抑制免疫反應(yīng)，人體中這些對傳染性疾病的免疫反應(yīng)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(yīng)的抑制影響相當(dāng)大。

2、對植物的影響

臭氧層損耗對植物的危害的機(jī)制尚不如其對人體健康的影響清楚，但研究表明，在已經(jīng)研究過的植物品種中，超過50%的植物有來自UV-B的負(fù)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(zhì)量將會下降；植物的生理和進(jìn)化過程都受到UV-B輻射的影響，甚至與當(dāng)前陽光中UV-B輻射的量有關(guān)。植物也具有一些緩解和修補(bǔ)這些影響的機(jī)制，在一定程度上可適應(yīng)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(yīng)都是不一樣的。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(jìn)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(zhì)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(chǎn)力的影響。此外，海洋在與全球變暖有關(guān)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(dǎo)致溫室效應(yīng)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(fù)雜的科學(xué)問題。一般認(rèn)為平流層臭氧的減少的一個直接結(jié)果是使到達(dá)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(dǎo)致對流層的大氣化學(xué)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(jìn)對流層臭氧和其它相關(guān)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(biāo)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(chǎn)生各種不良影響。在那些較偏遠(yuǎn)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(yán)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(jié)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(xué)反應(yīng)活性的重要微量氣體的光解速率將提高，其直接的結(jié)果是導(dǎo)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(qiáng)。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(yīng)產(chǎn)生影響。

▲高考地理必考知識點(diǎn)：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(qiáng)，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(jù)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(nèi)障和呼吸道疾病的人也將增多。系外線輻射增強(qiáng)，對其他生物產(chǎn)生的影響和危害也令人不安。有人認(rèn)為，臭氧層被破壞，將打亂生態(tài)系統(tǒng)中復(fù)雜的食物鏈，導(dǎo)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(nóng)作物減產(chǎn)，導(dǎo)致糧食危機(jī)。紫外線輻射增強(qiáng)，還會導(dǎo)致全球氣候變暖。

▲高考地理必考知識點(diǎn)：臭氧層保護(hù)的方法

1、消費(fèi)者購買帶有"無氯氟化碳"標(biāo)志的產(chǎn)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(guān)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(hù)期間從空調(diào)、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(shè)備如空調(diào)、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(zhì)，并制定適當(dāng)?shù)挠媱?，淘汰它們，用替換物品換掉它們。

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