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大気の構造とオゾン層

大気の構造とオゾン層. 紫外線 酸素分子（ O 2 ）　　　 → 　　オゾン（ O 3 ）. オゾン層：　紫外線Ｂの 99% を吸収して熱に変える. 20-40km. 地表. オゾン層とは. 　　　　　　　　 　 紫外線 ● 酸素分子（ O 2 ）　　　 → 　　オゾン（ O 3 ） ● オゾン層：　オゾン濃度が高い領域（成層圏） ● 紫外線Ａ（波長＞ 320nm ）：　無害 ● 紫外線Ｂ（波長＝ 280-320nm ）：　 オゾン層が 99% を吸収； 　 → 　日焼け、皮膚の老化、皮膚ガン

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大気の構造とオゾン層

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Presentation Transcript

  1. 大気の構造とオゾン層 紫外線 酸素分子（O2）　　　 → 　　オゾン（O3） オゾン層：　紫外線Ｂの 99%を吸収して熱に変える 20-40km 地表

  2. オゾン層とは 　　　　　　　　 　 紫外線 ● 酸素分子（O2）　　　 → 　　オゾン（O3） ● オゾン層：　オゾン濃度が高い領域（成層圏） ● 紫外線Ａ（波長＞ 320nm）：　無害 ● 紫外線Ｂ（波長＝ 280-320nm）：　 オゾン層が 99%を吸収； 　 → 　日焼け、皮膚の老化、皮膚ガン ● 紫外線Ｃ（波長＜ 280nm ）：　酸素分子によって吸収

  3. オゾン層の生成 ●34 億年前：　生命が誕生 ●27 億年前：　光合成生物（藍藻類の祖先）の出現 　→　CO2からO2　→　オゾンの生成開始 ● ４億年前：　生物が陸上に進出 （ 30 億年間は、生物は紫外線が遮断される水の中でだけ　←　オゾン層未発達） ●大気中の酸素量増加　→　オゾン量増加　→　オゾン層形成（ O2濃度が現在の 10%程度）　→　紫外線Ｂの大部分が遮断 ●紫外線Ｂ：　有機分子（ＤＮＡ、タンパク質など）を破壊　　　　→　陸上生物に致命的に危険

  4. オゾン層破壊 ●オゾン層破壊の原因物質：　 クロロフルオロカ－ボン（ＣＦＣ）類　（フロンは日本での通称名）： 構成元素：炭素、塩素、フッ素 ● 洗浄剤、発泡剤、冷却剤 、噴射剤として使用　→ 　対流圏では安定 　→ 　成層圏に到達しオゾン層を破壊　→ 　南極上空にオゾンホ－ル ● 先進国ではＣＦＣの使用を禁止　→ 　大気中でのＣＦＣの濃度は低下 ● ＣＦＣの寿命は 70ｰ150 年　→ 　現在もオゾンホ－ル拡大 　　　→ 　オゾンホ－ル消滅は２１世紀中頃（？） ● オゾン層破壊のメカニズム 　　　　紫外線(UV)Cl CFCl3　→ 　　 Cl + CFCl2 ,, O3 → O2 ● １個の塩素原子は十万個のオゾン分子を破壊 ←　触媒作用

  5. 南極大陸でのオゾン破壊量

  6. 南極オゾンホールの年最大面積 南極オゾンホールの面積は、南極大陸の約１．５倍。オゾン層破壊物質の規制により、減少傾向。 気象庁

  7. オゾン層減少の結果 ●紫外線A：　無害　　紫外線B：　大部分をオゾン層が吸収 紫外線C：　酸素が吸収 ●紫外線ＢはＤＮＡやタンパク質を破壊　→ 　 ● オゾン層1%減　→ 　UV-B ２% 増　→ 　皮膚ガン発生率 3-6% 増 ●オゾン層10%減　→ UV-B 20% 増　→ 　皮膚ガン発生率 30ｰ50% 増 ●目の水晶体はタンパク質　→ 　白内障患者増 ●免疫機能低下、皮膚老化、植物の成長抑制 ●日本上空でもオゾン層は減少　→ 　紫外線量が増加中 ●ＣＦＣ代替品：　温室効果がある　→ 　 　　京都議定書での温暖化ガス排出削減対象品目

  8. 環境に関する問題 (1) 酸性雨の影響について知っていることを書け。 (2) クロロフルオロカーボンはなぜオゾン層を破壊するのか。 (3) クロロフルオロカーボンの使用は禁止された。しかし、今も成層圏のオゾン濃度は低下しつつある。なぜか。 (4) 成層圏のオゾン濃度が減少すると、何が起こり、人間と植物にどのような影響があると考えられるか。

  9. 環境に関する問題例(2) ●光合成では酸素が放出される。しかし、ここ数億年間大気中の酸素濃度はあまり変わっていない。なぜか。さらに、大気中の酸素濃度が高まるための条件を述べよ。 ●一定量の植物体が、高等動物の食料になって酸化するときと、微生物による腐敗によって酸化するときと、また燃焼で酸化するときとで酸素消費量を比較せよ。ただし、生物相は定常状態にあると仮定する。（ヒント：化学反応方程式の意味を考えよ。） ● 使用済み食用油の処分法として、燃やす、地面に捨てる、川に流す、石けんにするなどが考えられる。この４つの方法ごとに、最終的な生成物の名称と量を比較せよ（化学反応方程式の意味を考えよ）。また、以上のうちで最も望ましくないものはどれか。そう判断した理由も述べよ。 （ ● 使用済の食用油を河川に流すとどのような測定値がどう変わるか。その測定値の変化は何を意味しているのか。）

  10. 14章　○光合成では・・　　○一定量の・・　　16章　○使用済みの・・　　○使用済み食用油・・　の解答へのヒント 光合成(太陽エネルギー） CO2は炭素原子の大気中で最も安定な形だから、これを他のものに変えるのにはエネルギーが必要。これが、 CO2を処理して除くことを困難にしている。

  11. ●光合成：　１分子のCO２→有機化合物中のC１原子とO2１分子●光合成：　１分子のCO２→有機化合物中のC１原子とO2１分子 ●有機物の酸化（ルートはいろいろ） ：１原子のCと１分子のO2 →１分子のCO2→地上の天然物量が変わらなければ大気中のO2量は変わらない。 ●Cが１原子地中に入る→（石炭、石油、天然ガス等） 　　→ 大気中に１分子のO2が残る。 ●有機物が食用油の場合：　●石けん（有用）にする　→　微生物などの食物連鎖　→　CO2＋　H2O ●燃やす（途中の害が少ない）→　CO2＋　H2O ●地面に撒く　→　土壌微生物　→　　CO2＋　H2O ●川に流す→　水中微生物（酸素欠乏、富栄養化）→　CO2＋　H2O 　　　（いずれの場合でも、二酸化炭素（CO2）の生成量は同じで、差がない。） ●化学反応式の意味：　 　　原料と生成物が決まっていれば、途中の反応経路が異なっても、生成物 　　の量も、最終的なエネルギー変化量も変わらない。 （「物質不滅の法則」「熱化学方程式（ヘスの法則）」）

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