2.使水体酸化,造成鱼虾死亡和灭绝,影响水生植物的生长。酸雨可使水体化学特性发生变化,使水体底部的有毒金属变成可溶性物质而释放出来,对水生生物产生毒害。
酸雨是由于大气中的SO2和氮氧化物在强光照射下,进行光化学氧化作用,并和水蒸气结合而形成。酸雨中所含的酸主要是硫酸和硝酸,这些强酸在水中解离,使雨雪的酸碱度下降,一般pH值小于5.6的雨水被称为酸雨。
酸雨的形成主要是工业上无节制的燃烧化石燃料,如煤、石油、天然气等,排出大量的SO2和氮氧化物。目前全世界每年排放的SO2量为1.51×1010t。世界各地和我国南方城市都普遍出现了酸雨现象。
酸雨的危害大致有:
1.危害人体健康。硫酸雾和硫酸盐雾的毒性比SO2更强,会引起肺水肿和肺硬化等疾病,导致死亡。
(二)气候变暖给人类带来的影响
气候变暖会给人类带来许多灾难。首先,气候变暖将会使冰川融化,海平面升高,人口稠密的沿海城市,象我国的上海、意大利的威尼斯、泰国的曼谷等海滨城市及地势低洼的孟加拉国、荷兰等国将会遭受到灭顶之灾,到2100年时,全球海平面将会升高144-217cm,海岸线退缩,将使许多人无家可归。由于气候的变化,也改变了降水和蒸发体制,影响农业和粮食资源的生产。降雨量的变化使部分地区更加干旱,或更加雨涝,并使病虫害增加。气候变化还能改变大气环流,进而影响海洋水流,导致富营养地区的迁移、海洋生物的再分布和一些商业捕鱼区的消失,所以,气候变暖将影响整个全球生态系统。
温室效应和全球气候变暖已引起了世界各国的普遍关注,目前正在推进制定国际气候变化公约,减少CO2等主要温室气体的排放已成大势所趋。减少CO2排放的途径主要有两条,一是改进能源结构,二是提高能源利用效率。提倡植树种草,保护和发展森林资源,提高森林覆盖面积,增强对CO2的吸收能力,同时也能明显的改善生态环境。
(一)温室效应的形成
二氧化碳和悬浮粒子是决定地球温度以至气候的关键因素。当太阳辐射向大气层时,只有穿透大气层的辐射才是实际参加到地球能量平衡的,有一部分则反射回太空,因此大气层反射越多,地球接收的能量越少。光辐射是从云的上表面、烟雾层、尘埃粒子等物质上反射去的,因而悬浮粒子越多,反射作用越大,地球上获得能量越少,温度越低。
CO2是影响地球能量平衡的另一方面,即吸收太阳辐射的红外线。当太阳光照射到地球表面时,使地球变暖,这种热能又以红外线的形式向太空辐射,再次被CO2吸收,从而使大气成为地面的保温层,起到保温作用,这就是温室效应。能生成温室效应的气体称为温室气体,包括CO2、NO2、CH4、O2、氟氯烃等,但主要是CO2,约占60%以上。除去大气中的CO2,地球每年平均气温将下降32℃。
大气中CO2增加的主要原因有二::-是工厂、家庭、汽车、轮船、飞机等的化石燃料的燃烧,释放大量的CO2。全世界化石燃料燃烧消耗量占一次能量消耗的78%,每年排出大气中的CO2达50×108t,并逐年递增。19世纪中叶大气中的CO2含量为260-280ppm。CO2浓度巨增的原因之二是森林的毁坏。森林植被的光合作用可吸收CO2,放出O2,对CO2的浓度起调节作用,但是由于热带森林主要集中在近赤道地区的发展中国家,由于人口增加,不适当的毁林开荒,使森林面积逐年下降。同时,在烧毁森林时,还向大气释放出大量的CO2。
(三)臭氧层的保护
1.加强国际环保合作,切实保护臭氧层:国际上保护臭氧层的行动已持续了20多年,从1982年至今先后通过“关于臭氧层行动计划”,“保护臭氧层维也纳公约”,“消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书”,联合国大会规定每年9月16日为“国际保护臭氧层日”。上述活动使保护臭氧层国际的行动,完成了舆论准备、确定原则到签订协议、采取联合行动的完整过程,为国际环保合作开创了先例。我国也正为实现“协议书”规定的指标而努力,限制和废除破坏臭氧层物质的生产和使用,限制氯氟烃的排放,研制开发和利用替代物,减少由于臭氧耗竭对人类带来的危害。
2.提高对保护臭氧层的认识,牢固树立环境意识:要强调人与自然的和谐统一发展,认识臭氧层的作用,增强环保意识,共同维护地球的生态平衡。
(二)破坏臭氧层的因素
平流层中的臭氧,本来处于一种平衡状态,即在同一时间里,太阳光把分子氧(O2)光解成氧原子(O)和臭氧(O3)的数量,与臭氧经过一系列化学反应又重新合成为分子氧的数量是相等的。破坏臭氧层的自然平衡状态的原因有以下几方面:
1.各类化合物产生的释放物如CCL4,氟里昂(CCL2F2)等。这些物质进入平流层中,被紫外线照射发生降解:产生Cl原子,Cl原子通过下述方式与臭氧发生反应:Cl+O3→ClO+O2 ClO+O→Cl+O2 该反应重新产生的Cl原子仍可继续与O3发生反应。连续反应的结果,一个氯原子就可破坏10万个臭氧分子。有的科学家估计,由于这种原因到2050年可能导致臭氧减少10%。
2.飞机飞行和使用化肥产生的氧化氮气体:氧化氮与臭氧的化学反应式如下 NO+O3→NO2+O2 NO2+O3→NO+O2 可见,飞机飞行和化肥使用产生的大量氧化氮使大气中臭氧含量大量减少。
3.核试验、风速、森林火灾、极地低温等也与臭氧层空洞的形成有关。
(一)臭氧层的作用
臭氧层的存在是紫外线促使形成的,它使一些氧分子裂解为游离的氧原子,并和另一些氧分子结合成臭氧,同样臭氧裂变成氧气,氧和臭氧在平流层内保持平衡(O2+O
O3)。因此臭氧是太阳紫外线的一种“过滤器”,能够滤掉70%-90%的太阳紫外线,从而防止地球生物和人免受过量紫外线的伤害,并能帮助调节地球气候。
1.臭氧层对人类的防护作用:臭氧层具有非常强烈的吸收太阳紫外线的功能,可以吸收太阳紫外线中对人类有害的部分(UV-B,280-320nm)。臭氧层破坏后,太阳紫外线长驱直入,UV-B辐射增强,会导致眼损伤,尤其是白内障;UV-B能损坏蛋白质和DNA,引起细胞死亡或改变遗传信息,进而导致皮肤癌; UV-B水平增加抑制人体免疫系统的功能,可能增加人体皮肤的传染病。
2.臭氧层对生物的防护作用:臭氧层吸收太阳辐射,它起着保护地球表面生物,使之免受破坏性紫外线的照射。UV-B能损伤植物激素和叶绿素,使光合作用降低,从而影响农作物的产量,也可能导致某些生物物种的突变。UV-B辐射对地球生态系统有破坏作用,使处于食物链底层的浮游生物的生产力下降,从而严重改变食物链结构。
3.臭氧对地球气候的调节:臭氧也一种温室气体,如低层大气中的臭氧浓度增高,也会吸收地球表面反射回宇宙空间的红外辐射,导致地球增温变暖。大气层上部的臭氧吸收紫外线的过程也可帮助调节地球气候。
在地球上空约10-50km的大气层中(尤其是离地面25km左右高空中),含较多的臭氧,我们称这个臭氧较集中的气层为臭氧层,厚约3mm它跨经平流层和中间层,集中了地球上90%的臭氧气体。1985年人们发现南极上空的臭氧层出现了一个相当于美国陆地面积的空洞,局部空间已损耗了90%;1986年人们发现北极上空有一个面积相当于格陵兰岛的臭氧空洞;最近我国气象学家发现西藏高原上空也有一个臭氧空洞。臭氧层的破坏,降低了对紫外线的阻挡,而地面上的紫外线辐射对人造成的损害非常严重,甚至致死。因此,必须从保护全球的大气环境出发,控制破坏臭氧层物质的生产,保护臭氧层。
生物圈是我们每一个人的家,而且是所有生物共同的家园,如果生物圈遭到了破坏,就很难恢复,那么地球上的生物也就无法生存了。所以我们要记住一句话:地球不仅是我们人类的,它也是那些美丽植物和可爱动物的共同家园。
(四)、 保护我们的生物圈
1.①学生交流:从自身做起,如何保护我们的生物圈。
②学生以组为单位,在组内交流讨论,制定保护校园的方案和实施计划。
2. ①教师向学生介绍一些国内外保护环境的例子,并让学生想想我们应如何做?
②教师引导学生保护环境,从校园开始,帮助学生制定计划,鼓励学生在课下实施。
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