臭氧层的破坏和温室效应

　　臭氧层的破坏和温室效应

　　一、问题提出

　　大气与人类的生活息息相关，从远古到今天，人们都在努力探索大气的无穷奥秘，企着能预先知道大气的变化，做大自然的主人，21世纪人类将实现这一愿望．

　　从书上我们了解到一些关于大气的知识，但一大堆疑问马上涌入我们心头：什么是温室效应；温室效应的成因是什么；人们是否有修复臭氧层的计划……就这样，经过反复商议，一项以研究温室效应的新课题在我们脑海中形成了。

　　二、探讨目的

　　生物生存离不开环境制约，生物的生存在一定程度上也反映了环境的质量．温室效应的形成及危害就是我们探讨的目的．

　　三、探讨过程

　　进度顺序

　　第一阶段：2001年10月——11月

　　通过相关网站收集，数据和在图书馆查阅。

　　以分工的形式进行（每人至少要准备三种信息资料）

　　第二阶段：2001年12月——2002年2月

　　通过讨论完善修改意见；并用计算机对前期整理好的数据及资料进行处理 。

　　以集体合作讨论的形式进行（可大胆提出个人观点与看法）

　　第三阶段2002年3月

　　在第一和第二阶段实际性探讨的基础上，改进与完善以完成的探讨报告。

　　由组长作综和总结，再由各组员作改进工作

　　四、课题成果

　　*臭氧层破洞 一件千疮百孔的盔甲

　　近几年来南极地区发现大气层中臭氧层的部份出现破洞的消息震惊了许多人，原因在于臭氧层拥有吸收太阳光中紫外线的能力。紫外线是属于肉眼不可见光的一种，但他对于生物体的伤害确是极大，往往在照射过久之后，造成生物体的病变。在过去由于大气层中有一部份是由臭氧所构成的，这一部份将大部份的紫外线吸收，使得直接接触地表的紫外线并不是太多，对生物体的伤害也并不大。 但当南极地区的臭氧层发现破洞，且全球的臭氧层逐渐稀薄之际，这意味了原本地球对生物的保护逐渐消失，紫外线将会因臭氧层的逐渐消失，而直接侵害地球上的生物造成大量病变的发生，甚至引发物种灭绝的情形发生。 臭氧层消失的原因在于大量的氟氯碳化物排放到空中，经由阳光的照射之后，这些氟氯碳化物开始分解，大量的氯释出在空气之中，当遇到臭氧的时候，一连串的化学变化使得臭氧遭到破坏，更严重的是一个氯原子将可以破坏一万个臭氧分子。 这种破坏将使得臭氧层逐渐稀薄甚至消失。而大量的紫外线将可以直接照射地面。这将造成人类得到皮肤癌及白内障的机率大幅度的增加，海洋表面生活的浮游生物，也将发生死亡的危机。农产品也因而发生病虫害病变，导致产量大减。

　　*天空破洞了 臭氧层的破坏

　　原因：地球上有一层保护膜，存在于包围在地球的大气中，就是臭氧层，臭氧层会将紫外线挡在地球外面，保护地球上的生物不会受到伤害。人类制造了大量会破坏臭氧层的物质，是地球南北极的臭氧层受到破坏。

　　影响：臭氧层被破坏造成地球紫外线增加，使人类产生皮肤病变，并增加白内障的发生机会。海洋中的浮游生物受致命的影响，农作物减产并加强温室效应

　　我们应该努力的事：氟氯碳化物的使用，购买冷气、冰箱、汽车、喷雾剂等，应选购不含氟氯碳化物的产品。

　　*如何给地球护肤

　　一九八七年九月，美国及其它二十三个国家签署了《蒙特娄议定书》——一份国际间对臭氧层问题的协议。议定书中规定将氟氯碳化物的生产冻结在一九八六年的规模，并在一九八八年前于工业国家中减少50%的制造，以及冻结海龙的生产。但是一九八八年的春天，美国太空总署发表《全球臭氧趋势报告》，显示出全球的臭氧层并不仅止于在一般宣称的南北极地区的上空有被侵蚀的现象。证实了蒙特娄议定书中对氟氯碳化物的逐步汰换，其实是太少而且太晚了些。 一九八九年的五月，在联合国的发起下，八十个国家代表齐聚赫尔辛基，正式通过一项宣言，其中同意尽早将蒙特娄议定书中列管的化学物质逐步汰换，但是绝不晚于公元两千年。

　　工业界

　　冷媒中主要的臭氧层破坏者CFC-12或许可为HFC-134a取代，但化工工程师说HFC-134a在制造上较为困难，价格也贵于CFC-12，而且较CFC-12更须常更换。而用作塑料发泡剂的CFC-11，暂时所提出的替代品为HCFC-22，此化合物一般家庭的冷气机已有使用，但并没有CFC-11的热绝绿性质，所以其未来的应用将受到更多的限制。 关于清洗电路板环境安全溶剂，将研发一种新且优于CFC-113与其它含氯溶剂的产品。此项产品命名为BIOACT，它包含了一些可由天然植物如柑橘类果皮或树干中萃取的物。只是用项新产品取代FC-113则另外需要新的程序与清洗电路板的装置。氟氯碳化物CFC-11、CFC-12和CFC-113的替代品，仍需长期的研发，因为很多替代品其工业性质均逊于氟氯碳化物，亦较为不耐用，甚至还须设计更多的设备来使用。这些替代品在低压下易于分解，但对臭氧层较不具威胁，但是，人类曝露在这些替代品之下将具有潜在的危险性或引发其它环境问题，例如，酸雨，所以我们亟须研发一个完全安全的替代物，而不是另一种可能对人类有害或使气候突变的危险替代品。

　　个人

　　*停用保丽龙餐具及其它制品，因为保丽龙制作过程用到的发泡剂是氟氯碳化物。

　　*要求以氟氯碳化物或海龙制成的产品必须加上标示，以警告消费者此产品对臭氧层的危害。*终止不必要及浪费的使用。

　　*避免购买含有氟氯碳化物的物品。

　　*要求国会对氟氯碳制造商课征特别税，因为在逐渐禁用的过程，厂商注定获取暴利，如：台湾一直到一九九二年试图成为蒙特娄议定书的协约，当时，汽车冷媒的价格涨了五倍，家电业也跟着涨价。

　　*汽车、冰箱或冷气含有氟氯碳，检查它们是不是泄漏；如果必须重新添加，请找有冷媒回收设备的厂商(国内已开发成功，并推广中)。《看守世界》杂志声明，近来适用的技术和以较严格的标准来管理设备的运作、维修，会降低这种破坏臭氧的化学物质的散逸达90%以上。这篇文章所提示的机会和世界性的关注与合作风潮可能会促使我们立刻采取行动：在家里、在工作中，还有在我们的社区里，帮助拯救这消失中的地球保护膜。

　　*重新认识地球绿色的肺

　　进些年，无论是学术界，还是社会的各个阶层都认为：“森林是地球绿色的肺。”从1993年起，俄罗斯科学院细胞生物物理实验室就对此问题开始进行研究。80年代末到90年代初，科学界积极讨论由于燃烧煤，石油和天然气使大起中co2的含量升高，从而造成地球平均温度升高的问题。既“温室效应”。当时任俄罗斯科学院细胞生物物理研究所研究室主任卡尔纳夫霍夫曾试图就有机燃料的燃烧程度对大气中的CO2水平量的影响问题进行评价。但他的研究成果就表明：从原则上看，人类必须以新的视角去对待温室效应的问题通过对科学书籍中所计录的数据进行分析发现森林是地球的这个传统公式是错误的。

　　*贪吃鬼——二氧化碳的命运

　　卡尔纳夫霍夫强调，要想长期从大气中提取CO2气体，就必须使大部分由于光合作用形成的化合碳不再有氧化的途径，这样的条件只有沼泽地和热带海洋中才具备。

　　令人遗憾的是，地球上的沼泽地面积已缩减了1倍，与此同时，从大气中提取二氧化碳的能力也在日益减弱。

　　在热带海洋生物群落中则以另一种形式来消除大气中进入水里的CO2，它则被当为形成被海洋生物体的建筑材料得以利用。

　　可时至今日，热带海洋中的气候生成生物群落问题没有得到很好的研究，而且还时常能够听到有关珊瑚礁被破坏的消息报道。目前仍没对有孔虫目微浮游生物进行综合的观察和研究。

　　# 背景知识

　　何谓臭氧层

　　有大量的看不见的气体包围着地球，其中有由二个原子键结在一起形成的氧分子，还有极少量的臭氧，是由三个氧原子结合在一起所形成的。大部份大气中的臭氧，不是集中在低气层，而是集中在地球表面七至十五英哩高空的上气层——称之为同温层或臭氧层。

　　臭氧的来源是在臭氧层中，当紫外线把只原子的氧分子分开成两单原子，再分别和双原子的氧分子结合成一个三个氧原子的臭氧。

　　上气层的臭氧大部份是在阳光最强的地方，也就是在赤道上空形成。然后随着全球气流循环，流向南北两极。 臭氧在自然的大气化学反应里生成及摧毁，维持在一个动态且稳定的平衡。单从几个部分来看，平均说来：这少量的臭氧，几百万年来对陆地上的生命演化有着支持的作用。

　　呼吸氧气的生命体，譬如说我们人类，在上气层中薄薄的臭氧层里是无法生存的。然而，臭氧层对地球上生命维持系统来说却是相当关键的。臭氧是大气中唯一能滤除阳光里许多有害波长的气体，其中最具杀伤力的紫外辐射约90%会被臭氧层吸收，臭氧吸收这些电磁波，并把它转化成热和化学能量。臭氧层被比喻成是地球的保护膜、隐形的屏障像扩散的外膜，形成「地球的气息」——功能上，好象是我们地球天然的滤光镜。

　　近年来因为人类长期且大量使用人工合成的化学物质，对于地球生物十分重要的臭氧层遭受到破坏，形成严重问题。

　　何谓温室效应

　　十八世纪中叶工业革命以后，因为工业进步带动了经济繁荣。于是大规模砍伐森林，以取得耕地，大量开采煤、石油和天然气等化石燃料，以取得能源。这些人类活动会使大气中的二氧化碳含量增加，促使大气的温室效应加强，导致全球的温度上升。

　　地球的大气是由氮、氧及一些微量气体组成。太阳辐射进入地球时，大气层几乎可以让它穿透过去；地球也放出长波辐射，但地球的长波辐射却会遭到大气层中某些微量气体的选择吸收。这些微量气体选择吸收了地球的辐射能后，有部分会再反射回到地球，因而使得大气保存了部分辐射能，于是造成地球的温度比其辐射平衡时的温度高，大气中因为有这些微量气体选择吸收了地球的长波辐射，并能够保存部分辐射能，因而可以使地球温度升高，我们称这种作用为大气的温室效应(atmospheric greenhouse effecct)；会吸收地球长波辐射的气体则称为温室效应气体。

　　# 亲自调查 珠海市1997年与2001年某些月份月平均气温温差

　　1月 3月 7月 11月

　　2000年 17度 20度 28度 15度

　　2001年 23度 25度 33度 20度

　　五、感想

　　我们这是第一次进行自主研究性课题的学习，也许会因为经验不足而留下一些漏洞，或所涉及的问题不够全面，或是某些问题探讨的成果存在错误等等。但在这段时间里，我们却学到了不少除了课本以外的知识，而不仅仅指的是这份研究报告，更重要的是我们学会了一种自主学习的方法，使我们在以后的学习生活中又增加了一种自主分析具体问题的思维方式。并且通过此次同学之间的交流，使我们知道了同学之间应该怎麽相处，怎麽沟通。总之，此次的学习让我们受益匪浅。

　　*参考文献资料

　　《百科知识》，《为了地球上的生命》，《我们只有一个地球》。

　　WWW.NEWLONPRESS.COM.

　　WWW.YAHOO.COM.CN.

　　教师点评

　　论文的结构严谨，语言处理得也很恰当，有一定的说服力，且包含了大量的调查资料，可见同学们对于这此的自主研究性学习确实下了不少功夫。

　　虽然是初次进行自主研究学习，经验尚不足，还缺少深入全面的研究，但从此次学习中，能让学生通过主动的探索，发现和体验学会对大量信息进行收集，分析和判断，从而增进自主的思考力和创造力，这才是我所期待达到的目标。

　　在此次初步涉足研究性学习中，除了学会新知识，还应学会与同学之间的沟通方式，学会帮助他人，增进友谊，获得良好的情感体验。