К 25-летию со дня принятия Монреальского протокола по веществам, способствующим разрушению озонового слоя.
16 сентября — это ежегодный Международный день охраны озонового слоя, который был провозглашен Генеральной ассамблеей ООН в 1994 году. Девизом Международного дня охраны озонового слоя стали слова: «Сохрани небо: защити себя — защити озоновый слой». Дата Международного дня выбрана в память о дне подписания Монреальского протокола в 1987 году по веществам, разрушающим озоновый слой. Протоколом были определены меры, обязывающие участников ограничить, а затем полностью прекратить производство и потребление отдельных видов озоноразрушающих веществ.
Озоновый слой — это часть стратосферы на высоте от 12 до 50 км. Открывателями озонового слоя были французские физики Шарль Фабри и Анри Буиссон. В 1912 году им удалось с помощью спектроскопических измерений ультрафиолетового излучения доказать существование озона в отдаленных от Земли слоях атмосферы. А в 80-е годы 20 века ученые сделали открытие: в районе Антарктиды общее содержание озона уменьшилось в 2 раза. Именно тогда появилось название «озоновая дыра». Это объясняется тем, что в полярных областях воздух малоподвижен, вследствие чего, исчезновение там озона не компенсируется его заносом из других широт, и полярные «озонные дыры», особенно на Южном полюсе, весьма устойчивы.
Проблема сохранения озонового слоя относится к числу первостепенных для всех стран мира. Поскольку озоновый слой предохраняет Землю от жесткого ультрафиолетового излучения, повышенная доза которого приводит к заболеваниям кожи, повреждению глаз и ослаблению иммунной системы. Кроме того, ультрафиолетовое излучение губительно для планктона, гибель которого влечет за собой вымирание питающихся им морских животных. Более того, если бы не озоновый слой, то жизнь не смогла бы вообще выбраться из океанов и высокоразвитые формы жизни типа млекопитающих, включая человека, не возникли бы. Следовательно, даже незначительное сокращение уровня озона вызывает закономерную тревогу. Процесс разрушения озонового слоя в стратосфере нашей планеты напрямую зависит от использования в производстве и в быту химических веществ, содержащих хлор. Эти вещества нашли очень широкое применение в сельском хозяйстве и во многих других областях народного хозяйства. Также в атмосферу разрушающие озон хлорные соединения поступают с поверхности Земли непрерывно из миллионов аэрозольных упаковок, бытовых холодильников, рефрижераторов, в результате выбросов химических заводов. Поэтому, сохранение озонового слоя напрямую зависит от нашей деятельности. Это же нам жить на этой планете, нашим детям и нашим потомкам! Так зачем же мы сознательно лишаем нашу многострадальную планету, этот очаровательный голубой шарик, столь необходимого покрова? Без озонового слоя жизнь на Земле невозможна. И наша с вами задача защитить озоновый слой и сохранить жизнь на Земле.
Сотрудник отдела природы Северо-Казахстанского
областного историко-краеведческого музея
Лысенок Анна
Комментарии
Вам будет также интересно
Солнце выжгло жизнь на Земле 12 тысяч лет назад
В конце последнего ледникового периода наша планета пережила загадочный катаклизм, который привел к внезапному исчезновению многих видов животных. В Северной Америке вымерло 95% мегафауны, преимущественно млекопитающих, имеющих вес тела от 25 до 50 килограммов. Мелкие животные также пострадали, в частности исчезли более 10 видов птиц.
Классный час « Сохраним озоновый слой Земли!» Составители: Учащаяся 8 в класса Зайцева Виктория Пономарева Н.Д., учитель географии МБОУ «Чернянская средняя общеобразовательная школа 1 с углубленным изучением отдельных предметов» Чернянского района, Белгородской области
16 сентября Международный день охраны озонового слоя «Генеральная Ассамблея, учитывая настоятельную необходимость сохранения озонового слоя, который фильтрует солнечные лучи и предупреждает пагубное воздействие ультрафиолетового излучения на поверхность Земли, тем самым сохраняя жизнь на планете, подчеркивая важность осуществления Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой, подписанного 16 сентября 1987 года в Монреале 1. провозглашает 16 сентября Международным днем охраны озонового слоя, который будет отмечаться, начиная с 1995 года в память о том дне в 1987 году, когда был подписан Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой; ». Резолюция A/RES/49/114Резолюция A/RES/49/114
Характерные особенности Озон очень недолговечен он живет не более получаса. Летучесть этого вещества обусловлена самой его структурой: его молекула, образованная тремя атомами кислорода, имеет одну свободную химическую связь, которая и обеспечивает озону большую активность в присоединении к живым клеткам и высокую способность к окислению. Озон это поистине защитник жизни на земле. Озоновый слой стратосферы надежно защищает все живое от опасных ультрафиолетовых лучей. Также природа создала его, как мощный антисептик, по силе с которым не может сравниться ни один антибиотик.
Открытие озона Открытие озона принадлежит физику Мартину Ван-Маруму, который в 1785 году обнаружил, что кислород под действием электрических искр приобретает особый запах и новые химические свойства. Схема образования озона такова: под действием электрического разряда молекула кислорода распадается на атомы. Атомарный кислород соединяется с молекулярным кислородом и образует озон.
В природе озон интенсивно образуется во время грозы. И это действительно так. Но существует и еще один крайне важный источник образования этого удивительного газа. Его порождает солнечный свет, который в стратосфере превращает кислород в озон. Благодаря непрерывному образованию стратосферного озона все живое на земле находится под постоянной защитой от пагубного действия жесткого ультрафиолетового излучения.
Что происходит с озоновым слоем Земли? Озо́новая дыра́ локальное падение концентрации озона в озоновом слое Земли. По общепринятой в научной среде теории, во второй половине XX века всё возрастающее воздействие антропогенного фактора в виде выделения хлор- и бром содержащих фреонов привело к значительному утончению озонового слоя, см. например доклад Всемирной метеорологической организацииозонаозоновом слоеЗемлиантропогенного факторафреонов
История Озоновая дыра диаметром свыше 1000 км впервые была обнаружена в 1985 году, на Южном полушарии, над Антарктидой, группой британских учёных: Дж. Шанклин (англ.), Дж. Фармен (англ.), Б. Гардинер (англ.). Каждый август она появлялась, а в декабре январе прекращала своё существование. Над Северным полушарием в Арктике образовывалась другая дыра, но меньших размеров. На данном этапе развития человечества на Земле существует громадное количество озоновых дыр. Но наиболее опасная и крупная расположена над Антарктикой.1985 годуЮжном полушарииАнтарктидойДж. Шанклинангл.Дж. Фарменангл.Б. Гардинерангл.Северным полушарием
Причины образования озоновых дыр К уменьшению концентрации озона в атмосфере ведёт совокупность факторов, главными из которых является гибель молекул озона в реакциях с различными веществами антропогенного и природного происхождения, отсутствие солнечного излучения в течение полярной зимы, особо устойчивый полярный вихрь, который препятствует проникновению озона из приполярных широт, и образование полярных стратосферных облаков (ПСО), поверхность частиц которого катализируют реакции распада озона. Эти факторы особенно характерны для Антарктики.полярный вихрь
Что разрушает озон? Главными веществами, вносящими вклад в разрушение молекул озона, являются простые вещества (водород, атомы кислорода, хлора, брома), неорганические (хлороводород, моноксид азота) и органические соединения (метан, фторхлор- и фтор бром фреоны, которые выделяют атомы хлора и брома). В отличие, например от гидро фтор фреонов, которые распадаются до атомов фтора, которые, в свою очередь, быстро реагируют с водой образуя стабильный фтороводородпростые веществаводородкислородахлорабромахлороводородмоноксид азотаорганические соединенияметанбромафтораводойфтороводород
Последствия….. Кроме того, истощение озонового слоя может непредсказуемо изменить климат Земли. Ведь озоновый слой задерживает тепло, рассеивающееся с поверхности Земли. По мере уменьшения количества озона в атмосфере T° воздуха снижается, изменяется направление господствующих ветров и меняется погода.
Восстановление озонового слоя Хотя человечеством были приняты меры по ограничению выбросов хлор- и бром содержащих фреонов путём перехода на другие вещества, например фторсодержащие фреоны, процесс восстановления озонового слоя займёт несколько десятилетий. Прежде всего, это обусловлено огромным объёмом уже накопленных в атмосфере фреонов, которые имеют время жизни десятки и даже сотни лет. Поэтому затягивание озоновой дыры не стоит ожидать ранее 2048 года
Верно ли, что основными разрушителями озона являются фреоны? Это утверждение справедливо для средних и высоких широт. В остальных хлорный цикл ответственен только за 1525 % потерь озона в стратосфере. При этом необходимо отметить, что 80 % хлора имеет антропогенное происхождение.
Также….. Есть мнение, что природные источники галогенов, например вулканы или океаны, более значимы для процесса разрушения озона, чем произведённые человеком. Не подвергая сомнению вклад природных источников в общий баланс галогенов, необходимо отметить, что в основном они не достигают стратосферы ввиду того, что являются водорастворимыми и вымываются из атмосферы, выпадая в виде дождей на землю..галогеноввулканыокеаны
Меры по охране озона С 1985 года охрана озонового слоя стала одним из важных направлений деятельности для многих стран мира. Поиски консенсуса в ходе продолжительных и трудных переговоров и консультаций завершились 16 сентября 1987 года, когда тридцать шесть стран подписали документ, получивший название «Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой». В последующие годы были приняты четыре поправки к Монреальскому протоколу, скорректировавшие (в сторону ужесточения) обязательства, вытекающие из этого международного документа.«Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой»
Меры по защите Монреальский протокол учитывает технологический и экономический уровни различных стран. Поскольку принятие мер по защите озонового слоя (прежде всегоотказ от ОРВ), требовало много времени и средств, развивающимся странам была предоставлена отсрочка. Тем не менее, вещества с наибольшим озон разрушающим потенциалом (ОРП) – хлор фтор углероды (ХФУ) и галлоны (бром хладоны) – практически полностью выведены из обращения.
Меры по защите озона в России В рамках Проекта ЮНИДО/ГЭФ – Минприроды России предполагается оказать содействие ряду промышленных предприятий по выводу ГХФУ из оборота и переходу на безопасные для озонового слоя и климата планеты природные вещества. Для этого потребуется реализация целого комплекса мер: конверсия предприятий, обучение и сертификация монтажников и специалистов, создание предприятий для сбора, регенерации и утилизации ГХФУ и других видов ОРВ.
Введение……………………………………………………………… | …...3 |
Из истории……………………………………………………………. | …...4 |
Местоположение и функции озонового слоя………………………. | …...5 |
Причины ослабления озонового щита……………………………… | …...6 |
Озон и климат в стратосфере………………………………………... | …...8 |
Разрушение озонового слоя земли хлорфторуглеводородами……. | …...9 |
Что было сделано в области защиты озонового слоя……………… | ….11 |
Факты говорят сами за себя…………………………………………. | ….12 |
Заключение…………………………………………………………… | ….14 |
Список используемых источников……………………………….. | ….15 |
Введение
Конец ХХ века характеризуется мощным рывком научно технического прогресса, ростом социальных противоречий, резким демографическим взрывом, ухудшением состояния окружающей человека природной среды.
Поистине, наша планета никогда раньше не подвергалась таким физическим и политическим перегрузкам, какие она испытывает на рубеже ХХ –ХХI веков. Человек никогда ранее не взимал с природы столько дани и не оказывался столь уязвимым перед мощью, которую сам же и создал.
XX век принес человечеству немало благ, связанных с бурным развитием научно-технического прогресса, и в то же время поставил жизнь на Земле на грань экологической катастрофы. Рост населения, интенсификация добычи и выбросов, загрязняющих Землю, приводят к коренным изменениям в природе и отражаются на самом существовании человека. Часть из таких изменений чрезвычайно сильна и настолько широко распространена, что возникают глобальные экологические проблемы. Имеются серьезные проблемы загрязнения (атмосферы, вод, почв), кислотных дождей, радиационного поражения территории, а также утраты отдельных видов растений и живых организмов, оскудения биоресурсов, обезлесения и опустынивания территорий.
Проблемы возникают в результате такого взаимодействия природы и человека, при котором антропогенная нагрузка на территорию (ее определяют через техногенную нагрузку и плотность населения) превышает экологические возможности этой территории, обусловленные главным образом ее природно-ресурсным потенциалом и общей устойчивостью природных ландшафтов (комплексов, геосистем) к антропогенным воздействиям.
Из истории
С начала 20 века ученые наблюдают за состоянием озонового слоя атмосферы. Сейчас уже все понимают, что стратосферный озон является своего рода естественным фильтром, препятствующим проникновению в нижние слои атмосферы жесткого космического излучения – ультрафиолета-В.
16 сентября 1987 г. был принят Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой. Впоследствии по инициативе ООН этот день стал отмечаться как День защиты озонового слоя.
С конца 70-х годов ученые стали отмечать неуклонное истощение озонового слоя. Причиной тому стало проникновение в верхние слои стратосферы озоноразрушающих веществ (ОРВ), используемых в промышленности, молекулы которых содержат хлор или бром. Хлорфторуглероды (ХФУ) или другие ОРВ, выпущенные человеком в атмосферу, достигают стратосферы, где под действием коротковолнового ультрафиолетового излучения Солнца их молекулы теряют атом хлора. Агрессивный хлор начинает разбивать одну за другой молекулы озона, сам при этом не претерпевая никаких изменений. Срок существования различных ХФУ в атмосфере от 74 до 111 лет. Расчетным путем доказано, что за это время один атом хлора способен превратить в кислород 100 000 молекул озона.
По мнению врачей, каждый потерянный процент озона в масштабах планеты вызывает до 150 тысяч дополнительных случаев слепоты из-за катаракты, на 2,6 процента увеличивается количество раковых заболеваний кожи, значительно возрастает число болезней, вызванных ослаблением иммунной системы человека. Наибольшему риску подвержены жители северного полушария со светлой кожей. Но страдают не только люди. УФ-В излучение, к примеру, крайне вредно для планктона, мальков, креветок, крабов, водорослей, обитающих на поверхности океана.
Озоновая проблема, первоначально поднятая учеными, вскоре стала предметом политики. Все развитые страны, за исключением Восточной Европы и бывшего СССР, к концу 1995 г. в основном завершили поэтапное сокращение производства и потребления озоноразрушающих веществ. С целью оказания помощи остальным государствам был создан Глобальный экологический фонд (ГЭФ).
По данным ООН, благодаря согласованным усилиям мирового сообщества, предпринятым в последнее десятилетие, производство пяти основных видов ХФУ сократилось более чем вдвое. Темпы прироста озоноразрушающих веществ в атмосфере уменьшились.
Местоположение и функции озонового слоя
В воздухе всегда присутствует озон, концентрация которого у земной поверхности составляет в среднем 10-6%. Озон образуется в верхних слоях атмосферы из атомарного кислорода в результате химической реакции под влиянием солнечной радиации, вызывающей диссоциацию молекул кислорода.
Озоновый «экран» расположен в стратосфере, на высотах от7-8 км на полюсах, 17-18 километров на экваторе и примерно до 50 километров над земной поверхностью. Гуще всего озон в слое 22 – 24 километров над Землей.
Слой озона удивительно тонок. Если бы этот газ сосредоточить у поверхности Земли, то он образовал бы пленку лишь в 2-4 мм толщиной (минимум – в районе экватора, максимум – у полюсов). Однако и эта пленка надежно защищает нас, почти полностью поглощая опасные ультрафиолетовые лучи. Без нее жизнь сохранилась бы лишь в глубинах вод (глубже 10 м) и в тех слоях почвы, куда не проникает солнечная радиация. Озон поглощает некоторую часть инфракрасного излучения Земли. Благодаря этому он задерживает около 20% излучения Земли, повышая отепляющее действие атмосферы.
Озон – активный газ и может неблагоприятно действовать на человека. Обычно его концентрация в нижней атмосфере незначительна и он не оказывает вредного влияния на человека. Большие количества озона образуются в крупных городах с интенсивным движением автотранспорта в результате фотохимических превращений выхлопных газов автомашин.
Озон, также, регулирует жесткость космического излучения. Если этот газ хотя бы частично уничтожается, то, естественно жесткость излучения резко возрастает, а, следовательно, происходят реальные изменения растительного и животного мира.
Уже доказано, что отсутствие или малая концентрация озона может или приводит к раковым заболеваниям, что самым наихудшим образом отражается на человечестве и его способностью к воспроизводству.
Причины ослабления озонового щита
Озоновый слой защищает жизнь на Земле от вредного ультрафиолетового излучения Солнца. Обнаружено, что в течение многих лет озоновый слой претерпевает небольшое, но постоянное ослабление над некоторыми районами Земного шара, включая густо населенные районы в средних широтах Северного полушария. Над Антарктикой обнаружена обширная "озоновая дыра".
Разрушение озона происходит из-за воздействия ультрафиолетовой радиации, космических лучей, некоторых газов: соединений азота, хлора и брома, фторхлоруглеродов (фреонов). Деятельность человека, приводящая к разрушению озонового слоя, вызывает наибольшую тревогу. Поэтому многие страны подписали международное соглашение, предусматривающее сокращение производства озоно-разрушающих веществ.
Предполагается множество причин ослабления озонового щита.
Во-первых, – это запуски космических ракет. Сгорающее топливо «выжигает» в озоновом слое большие дыры. Когда-то предполагалось, что эти «дыры» затягиваются. Оказалось, нет. Они существуют довольно долго.
Во-вторых, самолеты. Особенно, летящие на высотах в 12-15 км. Выбрасываемый ими пар и другие вещества разрушают озон. Но, в то же время самолеты, летающие ниже 12 км. Дают прибавку озона. В городах он – один из составляющих фотохимического смога. В – третьих, это хлор и его соединения с кислородом. Огромное количество (до 700 тысяч тонн) этого газа поступает в атмосферу, прежде всего от разложения фреонов. Фреоны – это не вступающие у поверхности Земли ни в какие химические реакции газы, кипящие при комнатной температуре, а потому резко увеличивающие свой объем, что делает их хорошими распылителями. Поскольку при их расширении снижается их температура, фреоны широко используют в холодильной промышленности.
Каждый год количество фреонов в земной атмосфере увеличивается на 8-9%. Они постепенно поднимаются наверх, в стратосферу и под воздействием солнечных лучей становятся активными – вступают в фотохимические реакции, выделяя атомарный хлор. Каждая частица хлора способна разрушить сотни и тысячи молекул озона.
9 февраля 2004 года на сайте Института Земли НАСА появилась новость о том, что учёные Гарвардского Университета нашли молекулу, разрушающую озон. Учёные назвали эту молекулу "димер одноокиси хлора", потому что она составлена из двух молекул одноокиси хлора. Димер существует только в особенно холодной стратосфере над полярными регионами, когда уровни одноокиси хлора относительно высоки. Эта молекула происходит из хлорфторуглеродов. Димер вызывает разрушение озона, поглощая солнечный свет и распадаясь на два атома хлора и молекулу кислорода. Свободные атомы хлора начинают взаимодействовать с молекулами озона, приводя к уменьшению его количества.
Озон и климат в стратосфере
Озон и климат воздействуют друг на друга. Воздействие озона на климат проявляется прежде всего в изменении температуры. Чем больше озона в данном объёме воздуха, тем больше тепла он удерживает. Озон является источником тепла в стратосфере, поглощая ультрафиолетовое излучение солнца и восходящее инфракрасное излучение от тропосферы. Следовательно, уменьшение количества озона в стратосфере приводит к понижению температуры. А это в свою очередь приводит к истощению озона.
истощение озона - ведёт к снижению температуры – ведёт к полярным стратосферным облакам – ведёт к истощению озона
Самые крупные потери озона в Арктике и Антарктике происходят зимой и в начале весны, когда полярные стратосферные вихри изолируют воздух в своих пределах. Когда температура воздуха падает ниже -78°С, формируются облака, состоящие из льда, азотной и серной кислот. В результате химических реакций на поверхности ледяных кристаллов в облаках выделяются хлорфторуглероды. Из-за воздействия ХФУ начинается истощение озона, и появляется озоновая "дыра". Весной температура воздуха повышается, лед испаряется, и озоновый слой начинает восстанавливаться.
Разрушение озонового слоя земли хлорфторуглеводородами
В 1985 г. специалисты по исследованию атмосферы из Британской Антарктической Службы сообщили о совершенно неожиданном факте: весеннее содержание озона в атмосфере над станцией Халли-Бей в Антарктиде уменьшилось за период с 1977 по 1984 г. на 40%. Вскоре этот вывод подтвердили другие исследователи, показавшие также, что область пониженного содержания озона простирается за пределы Антарктиды и по высоте охватывает слой от 12 до 24 км, т.е. значительную часть нижней стратосферы.
Наиболее подробным исследованием озонного слоя над Антарктидой был международный Самолетный Антарктический Озонный Эксперимент. В его ходе ученые из 4 стран несколько раз поднимались в область пониженного содержания озона и собрали детальные сведения о ее размерах и проходящих в ней химических процессах. Фактически это означало, что в полярной атмосфере имеется озонная "дыра". В начале 80-х по измерениям со спутника "Нимбус-7" аналогичная дыра была обнаружена и в Арктике, правда она охватывала значительно меньшую площадь и падение уровня озона в ней было не так велико - около 9%. В среднем по Земле с 1979 по 1990 г. содержание озона упало на 5%.
Это открытие обеспокоило как ученых, так и широкую общественность, поскольку из него следовало, что слой озона, окружающий нашу планету, находится в большей опасности, чем считалось ранее. Утончение этого слоя может привести к серьезным последствиям для человечества. Содержание озона в атмосфере менее 0.0001%, однако, именно озон полностью поглощает жесткое ультрафиолетовое излучение солнца с длиной волны l
По своему воздействию на живые организмы жесткий ультрафиолет близок к ионизирующим излучениям, однако, из-за большей, чем у g-излучения длины волны он не способен проникать глубоко в ткани, и поэтому поражает только поверхностные органы. Жесткий ультрафиолет обладает достаточной энергией для разрушения ДНК и других органических молекул, что может вызвать рак кожи, в особенности быстротекущую злокачественную меланому, катаракту и иммунную недостаточность. Естественно, жесткий ультрафиолет способен вызывать и обычные ожоги кожи и роговицы. Уже сейчас во всем мире заметно увеличение числа заболевания раком кожи, однако, значительно количество других факторов (например, возросшая популярность загара, приводящая к тому, что люди больше времени проводят на солнце, таким образом, получая большую дозу УФ облучения) не позволяет однозначно утверждать, что в этом повинно уменьшение содержания озона. Жесткий ультрафиолет плохо поглощается водой и поэтому представляет большую опасность для морских экосистем. Эксперименты показали, что планктон, обитающий в приповерхностном слое, при увеличении интенсивности жесткого УФ может серьезно пострадать и даже погибнуть полностью. Планктон находится в основании пищевых цепочек практически всех морских экосистем, поэтому без преувеличения можно сказать, что практически вся жизнь в приповерхностных слоях морей и океанов может исчезнуть. Растения менее чувствительны к жесткому УФ, но при увеличении дозы могут пострадать и они. Если содержание озона в атмосфере значительно уменьшится, человечество легко найдет способ защититься от жесткого УФ излучения но при этом рискует умереть от голода.
Что было сделано в области защиты озонового слоя
Под давлением этих аргументов многие страны начали принимать меры направленные на сокращение производства и использования ХФУ. С 1978 г. в США было запрещено использование ХФУ в аэрозолях. К сожалению, использование ХФУ в других областях ограничено не было. Повторю, что в сентябре 1987 г. 23 ведущих страны мира подписали в Монреале конвенцию, обязывающую их снизить потребление ХФУ. Согласно достигнутой договоренности развитые страны должны к 1999 г. снизить потребление ХФУ до половины уровня 1986 г. Для использования в качестве пропеллента в аэрозолях уже найден неплохой заменитель ХФУ - пропан-бутановая смесь. По физическим параметрам она практически не уступает фреонам, но, в отличие от них, огнеопасна. Тем не менее, такие аэрозоли уже производятся во многих странах, в том числе и в России. Сложнее обстоит дело с холодильными установками - вторым по величине потребителем фреонов. Дело в том, что из-за полярности молекулы ХФУ имеют высокую теплоту испарения, что очень важно для рабочего тела в холодильниках и кондиционерах (см. «Причины ослабления озонового щита»). Лучшим известным на сегодня заменителем фреонов является аммиак, но он токсичен и все же уступает ХФУ по физическим параметрам. Неплохие результаты получены для полностью фторированных углеводородов. Во многих странах ведутся разработки новых заменителей и уже достигнуты неплохие практические результаты, но полностью эта проблема еще не решена.
Использование фреонов продолжается и пока далеко даже до стабилизации уровня ХФУ в атмосфере. Так, по данным сети Глобального мониторинга изменений климата, в фоновых условиях - на берегах Тихого и Атлантического океанов и на островах, вдали от промышленных и густонаселенных районов - концентрация фреонов -11 и -12 в настоящее время растет со скоростью 5-9% в год. Содержание в стратосфере фотохимически активных соединений хлора в настоящее время в 2-3 раза выше по сравнению с уровнем 50-х годов, до начала быстрого производства фреонов.
Факты говорят сами за себя
Вместе с тем, ранние прогнозы, предсказывающие, например, что при сохранении современного уровня выброса ХФУ, к середине XXI в. содержание озона в стратосфере может упасть вдвое, возможно были слишком пессимистичны. Во-первых, дыра над Антарктидой во многом является следствием метеорологических процессов. Образование озона возможно только при наличии ультрафиолета и во время полярной ночи не идет. Зимой над Антарктикой образуется устойчивый вихрь, препятствующий притоку богатого озоном воздуха со средних широт. Поэтому к весне даже небольшое количество активного хлора способно нанести серьезный ущерб озоновому слою. Такой вихрь практически отсутствует над Арктикой, поэтому в северном полушарии падение концентрации озона значительно меньше.
Многие исследователи считают, что на процесс разрушения озона оказывают влияние полярные стратосферные облака. Эти высотные облака, которые гораздо чаще наблюдаются над Антарктикой, чем над Арктикой, образуются зимой, когда при отсутствии солнечного света и в условиях метеорологической изоляции Антарктиды температура в стратосфере падает ниже -80°С. Можно предположить, что соединения азота конденсируются, замерзают и остаются связанными с облачными частицами и поэтому лишаются возможности вступить в реакцию с хлором. Возможно также, что облачные частицы способны катализировать распад озона и резервуаров хлора.
Все это говорит о том, что ХФУ способны вызвать заметное понижение концентрации озона только в специфических атмосферных условиях Антарктиды, а для заметного эффекта в средних широтах, концентрация активного хлора должна быть намного выше. Во-вторых, при разрушении озонного слоя жесткий ультрафиолет начнет проникать глубже в атмосферу. Но это означает, что образование озона будет происходить по-прежнему, но только немного ниже, в области с большим содержанием кислорода. Правда, в этом случае озонный слой будет в большей степени подвержен действию атмосферной циркуляции.
Хотя первые мрачные оценки были пересмотрены, это ни в коем случае не означает, что проблемы нет. Скорее стало ясно, что нет серьезной немедленной опасности. Даже наиболее оптимистичные оценки предсказывают при современном уровне выброса ХФУ в атмосферу серьезные биосферные нарушения во второй половине XXI в., поэтому сокращать использование ХФУ по-прежнему необходимо.
Заключение
Возможности воздействия человека на природу постоянно растут и уже достигли такого уровня, когда возможно нанести биосфере непоправимый ущерб. Уже не в первый раз вещество, которое долгое время считалось совершенно безобидным, оказывается на самом деле крайне опасным. Лет двадцать назад вряд ли кто-нибудь мог предположить что обычный аэрозольный баллончик может представлять серьезную угрозу для планеты в целом. К несчастью, далеко не всегда удается вовремя предсказать, как то или иное соединение будет воздействовать на биосферу. Потребовалась достаточно серьезная демонстрация опасности ХФУ для того, чтобы были приняты серьезные меры в мировом масштабе. Следует заметить, что даже после обнаружения озонной дыры, ратифицирование Монреальской конвенции одно время находилось под угрозой.
Понимание взаимодействий между озоном и изменением климата, и предсказание последствий изменения требует громадных вычислительных мощностей, надежных наблюдений, и здравых диагностических способностей. Способности сообщества науки быстро развились за прошлые десятилетия, но все же некоторые фундаментальные механизмы работы атмосферы все еще не ясны. Успех будущего исследования зависит от общей стратегии, с реальным взаимодействием между наблюдениями ученых и математическими моделями.
Нам нужно все знать о мире, который нас окружает. И, занеся ногу для очередного шага, следует внимательно посмотреть, куда наступишь. Пропасти и топкие болота роковых ошибок уже не прощают человечеству бездумной жизни.
Список литературы.
- Никитин Д.П., Новяков Ю.В. Окружающая среда и человек. Учебное пособие для студентов вузов. – М.: Высшая школа, 1980 г..
- Отклик. Выпуск 8 / Сост. Л. Егорова – М.: Молодая гвардия,1990 г.
- Реймерс Н.Ф. «Экология (тория, законы, правила, принципы и гипотезы). – М.: Журнал «Россия Молодая», 1994 г.
- Петров С.П. Почему меняется климат Земли.
- Интервью с В. Павловым. /Краевая независимая газета «Свободный курс» г. Барнаул, 13.09.98
- Global Environmental Facility (russian): сохранение озонового слоя.
Второй (после потепления климата) глобальной экологической проблемой, связанной с антропогенным загрязнением атмосферы, является истощение озонового слоя Земли. Жаркие дебаты ведутся по этой проблеме последние два десятилетия.
Доля озона в атмосфере крайне мала - всего несколько десятимиллионных долей от объема атмосферы, но он играет защитную роль, поглощая опасное для всего живого жесткое ультрафиолетовое излучение Солнца. Озоносфера представляет собой слой озона в пределах стратосферы (на высоте 10-50 км), отличающийся повышенным содержанием озона, причем его максимальная концентрация наблюдается на высоте 20-25 км, где озона в 10 раз больше, чем у земной поверхности. Наиболее опасными для человека последствиями истощения озонового слоя является увеличение числа заболеваний раком кожи и катарактой глаз.
Согласно официальным данным ООН, сокращение озонового слоя всего на 1 % означает появление в мире 100 тыс. новых случаев катаракты и 10 тыс. случаев рака кожи. По оценкам американских ученых, каждый процент снижения содержания озона в атмосфере может привести к увеличению заболеваемости, прежде всего в экваториальной зоне, на 4-5 %, снижению иммунитета как у человека, так и у животных. В США за последние 7 лет количество случаев заболевания одним из самых опасных видов рака кожи, ме- ланомой, возросло на 3-7 %. Есть также данные о том, что истощение озонового слоя ведет к усилению парникового эффекта, снижению урожайности, деградации почв, общему загрязнению окружающей среды.
Основным антропогенным фактором, разрушающим озон, в настоящее время считают фреоны (хладоны)6, . К ним относятся хлорфторуглероды, широко используемые как газы-носители (пропилленты) в различного рода баллончиках, холодильных установках и т. п. Благодаря своей высокой устойчивости (живут более 100 лет) фреоны оказались способными достигать озонового слоя и высвобождать там атомы хлора. Один атом хлора как катализатор способен разрушить до 100 тысяч атомов озона.
Учитывая важность проблемы и ее глобальный характер, в 1985 г. в Вене была принята Конвенция об охране озонового слоя, а в 1987 г. в Монреале подписан международный Протокол о сокращении выбросов озоноразрушающих веществ, прежде всего фрео- нов. Однако даже в случае полной ратификации протокола, которая пока не обеспечена даже главными странами ЕЭС, он охватит лишь 2/3 общемирового потребления фреонов.
Озоновый слой – тончайшая оболочка планеты, которая находится в стратосфере на высоте 20-40 км. Здесь сосредоточено 90% всего озона атмосферы. Образуется озон (О 3) при воздействии ультрафиолетового излучения (hv ) на кислород (О 2).
Значение озонового слоя
Учёные считают, что благодаря озоновому слою, стало возможным распространение жизни из воды на сушу. Это неудивительно, поскольку он поглощает опасный для живых организмов ультрафиолет. А именно, ультрафиолетовое излучение в том диапазоне, в котором оно вызывает загар и рак кожи, почти полностью поглощается озоном. До поверхности Земли доходит лишь небольшое количество такого ультрафиолета.
Образование и разрушение
Озоновый слой настолько тонок, что если его сжать под нормальным давлением при температуре 0°, высота слоя составит всего 3 мм против 8 км сжатой при тех же условиях атмосферы. Его так мало потому, что в процессе поглощения ультрафиолетовых лучей, О 3 обратно разлагается до О 2 и атомарного кислорода (О). Образование и разрушение озона в атмосфере объясняет механизм Чепмена.
Образование озона:
О 2 +hv =2О
О 2 +О=О 3
Разрушение озона:
О 3 + hv =О 2 +О
О 3 +О=2О 2
Из схемы уравнения видно, что озон также израсходуется при взаимодействии с атомарным кислородом.
Что такое озоновые дыры
Озоновые дыры — это снижение концентрации О 3 в озоновом слое. Возникают они под воздействием ряда антропогенных и природных факторов.
Аэрозоли содержат в себе фреоны, которые разрушают озоновый слой.
Основными простыми веществами, которые разрушают озоновый слой, являются водород, хлор и бром. Пагубное воздействие оказывают хлороводород HCl, монооксид азота NO, метан CH 4 , а также те фреоны , которые содержат и выделяют хлор и бром. В то же время, сложно представить свою жизнь без использования фреонов. Они применяются в производстве и функционировании холодильных установок, газовых баллончиков, различных аэрозолей, в пожаротушении электростанций и многом другом. Поскольку, полностью отказаться от фреонов невозможно, международные протоколы ограничивают их использование. Также их заменяют фторсодержащими фреонами, которые не опасны для озонового слоя.
Полярная ночь может стать причиной образования озоновой дыры. Вы удивитесь, но есть места на планете, где озоновые дыры возникают посезонно, и это никак не зависит от деятельности человека. Как известно, для образования озона необходим кислород и ультрафиолетовое излучение, главным источником которого является солнечный свет. Так вот над Антарктикой (Южный полюс) и Арктикой (Северный полюс), где возможна полярная ночь, вследствие чего долгое время отсутствует солнечный свет, озоновые дыры естественно образовываются на некоторое время. Но по завершению полярной ночи, слой восстанавливается. Самая большая и опасная дыра по сведению учёных расположена над Антарктидой в Южном полушарии.
Сохранить озоновый слой
На сегодняшний день образовалось много озоновых дыр. Процесс восстановления слоя усложняется тем, что в атмосфере накопилось несчётное количество разрушающих его веществ. А это способствует проникновению солнечной радиации на поверхность Земли, повышает риск возникновения рака кожи у людей, а также приводит к гибели морских животных и растений. Чтобы приобщиться к защите озонового слоя, простой человек может сократить использование аэрозолей, найти им альтернативную замену, а также интересоваться у производителей, какие именно фреоны входят в состав покупаемых холодильников и кондиционеров. Международный день охраны озонового слоя был установлен Генеральной ассамблеей ООН в 1994 г. и отмечается ежегодно 16 сентября.
По материалам из Википедии