Озоновый слой. Для чего он нужен?
Озоновый слой. Для чего он нужен?
В 20-50 км над поверхностью Земли в атмосфере находится слой озона — особой формы кислорода. Под действием солнечного ультрафиолетового излучения молекула атмосферного кислорода (О2) присоединяет третий атом кислорода, и получается озон (О3). Чем больше озона в атмосфере — тем больше УФ излучения он поглощает. Однако озоновый слой атмосферы очень тонок. Если всем озоном атмосферы равномерно покрыть площадь в 45 квадратных километров, то получится слой толщиной всего в 0,3 см. Немного озона проникает с потоками воздуха в нижние слои атмосферы.
Когда лучи света реагируют с веществами, содержащимися в выхлопных газах и промышленных выбросах, то в результате фотохимических реакций образуется так называемый приземный озон. Обычно такая ситуация складывается в больших городах при антициклональном типе погоды. Дыхание таким озоном очень опасно, так как этот газ разрушает лёгкие. Пешеходы, вдыхающие большое количество озона, начинают задыхаться, ощущать боль в груди. Страдают также деревья и кусты вдоль дорог.
Но озон на большой высоте очень даже полезен для человека. Озон поглощает ультрафиолетовые лучи, которые в больших дозах могут вызывать солнечные ожоги и даже рак кожи.
Об озоновом слое учёные узнали в 70-е годы прошлого столетия.
В то же время было сделано открытие, что фреоны, применяющиеся в холодильниках, кондиционерах, аэрозольных баллончиках, уничтожают озон. Поднимаясь в верхние слои атмосферы, молекулы фреонов взаимодействуют с молекулами озона. Под действием солнечной радиации фреоны выделяют хлор, который расщепляет озон с образованием атомарного и обычного кислорода. В месте такого взаимодействия озоновый слой исчезает.
В 1985 году английскими учёными было сделано открытие. Они обнаружили над Антарктидой огромную «дыру» в озоновом слое размером с площадью США. Как выяснилось, в небе над Антарктидой высока концентрация соединения, образующегося в момент разрушения молекулы озона хлором.
Это подтвердило тот факт, что использование фреонов создаёт проблему озоновых дыр. Именно поэтому в 1985 г. представителями 44 государств была принята Конвенция об охране озонового слоя, а в 1986 году был подписан Монреальский протокол по ограничению производства и потребления озоноразрушающих веществ.
Озоновая дыра не существует постоянно — с изменением ряда факторов она заполняется молекулами озона из рядом расположенных участков атмосферы, но при этом количество содержания озона на соседних участках значительно уменьшается.
Учёные подсчитали, что уменьшение содержания озона в верхних слоях атмосферы на 1% вызывает увеличение заболеваемости раком кожи на 3-6%. УФ лучи оказывают повреждающее действие на иммунную систему организма, делая нас более восприимчивыми к инфекционным заболеваниям, а также разрушают и клетки растений.
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.
Анализ данных общего содержания озона подтвердил тенденцию уменьшения атмосферного озона, отмеченную в обзорах Всемирной метеорологической организации еще в 1995 года. С 1979 года по настоящее время годовое содержание озона понизилось на 4-5% глобально и примерно на 7% в средних широтах обоих полушарий. В последние десятилетия значительное уменьшение содержания озона, ранее наблюдавшееся в основном над Антарктидой, стало заметно проявляться в районах Арктики и в прилегающих к ним районах Северного полушария.
Исследовательские работы, проведенные в последнее время российскими учёными, установили, что если в период 1979-1993 г.г. происходило уменьшение среднегодового содержания озона, то в дальнейшем ситуация стабилизировалась. Кроме того, с увеличением объема наблюдений, позволяющих все более подробно описывать состояние озонового слоя, появляются новые свидетельства того, что происходящие изменения связаны не только с антропогенными воздействиями, но, и в значительной степени, с изменениями циркуляции атмосферы.
class-fizika.ru
Что такое озоновые дыры?
Для того, чтобы понять, что такое озоновые дыры, нужно сначала разобраться, что такое озоновый слой. А он представляет собой слой газа, который находится в верхней части атмосферы. Эта «защитная плёнка» предотвращает вредное воздействие солнечных лучей на земную поверхность.Зачем нужен озоновый слой?
Ультрафиолетовые лучи, которые излучает солнце, очень вредны для людей, животных и растений. Они способствуют появлению и развитию рака кожи у человека, а также негативно влияют на его глаза. Поэтому очень важно сохранить целостность озонового слоя, который сводит к минимуму это отрицательное воздействие солнца.
А, между тем, установлено, что эта защитная плёнка разрушается под воздействием газообразных веществ, которые называют хлорированными углеводородами и фреонами. Применяются эти вещества в холодильниках, в аэрозольных баллончиках и для тушения огня. Вредными для этой защитной оболочки являются различные ароматические вещества, которые добавляются в средства по уходу за телом и волосами.
Озоновыми дырами называют «прохудившееся» участки озоновой оболочки Земли. Это участки, где озоновый слой очень тонкий или вовсе отсутствует. В 1985 году учёные открыли озоновые дыры над Северным и Южным полюсами. Для того, чтобы газовый слой в этих местах восстановился, по подсчётам исследователей, потребуется около пятидесяти лет при условии, что люди будут тщательно контролировать использование средств, разрушающих озоновый слой.
Влияние Солнца
Другим фактором, влияющим на состояние озоновой плёнки, является нестабильная солнечная активность. Солнечный свет это волновой поток световых частиц. Этот поток то ослабляется, то резко усиливается. По мнению исследователей, это способствует разрастанию озоновых дыр.
Особые опасения связаны с озоновой дырой, которая находится над Антарктидой. Её площадь – около 26 миллионов квадратных километров. И предпосылок для её уменьшения сейчас пока нет. Опасность в том, что солнечные лучи нагревают льды Антарктиды. Льды тают. В результате поднимается уровень мирового океана. Вода затапливает сушу. Под воду могут уйти целые города.
Поделиться ссылкой
sitekid.ru
Зачем нужен озоновый слой в атмосфере
Проблема озонового экрана. Важнейшей составной частью атмосферы, влияющей на климат и защищающей все живое на Земле от ультрафиолетового излучения солнца, является озоновый слой. Основная масса озона находится на высотах от 10 до 50 км, а его максимальная плотность наблюдается на высоте 16-26 км. Озон поглощает эти радиоактивные лучи или отражает их, создавая так называемый озоновый экран.
В последние годы населения планеты тревожит истощение и разрушение озонового слоя. Главная причина этого явления – антропогенный фактор. В 1996 году группе ученых, американским исследователям М. Малину и другим работающим в области химической экологии, была присуждена Нобелевская премия. Они выявили причины истощения озонового слоя. Как оказалось, к разрушению озонового слоя привело широкое использование в промышленности и быту хлорсодержащих хладонов. Эти химические соединения, называемые фреонами, содержатся в промышленных отходах, в выхлопных газах автомобилей и ракет. В быту применяются в холодильниках, аэрозолях, пенообразователях, растворителях и т.д. Фреоны поднимаются в верхние слои атмосферы, там под воздействием ультрафиолетовых лучей разрушаются и выделяют хлор, который разрушает молекулы озона. Одна молекула хлора может уничтожить 10 тыс. молекул озона.
Области влияния озонового слоя
Проблема «кислотных» дождей приобретает все более серьезный характер. Около 26 тыс.т. оксидов серы и азота ежегодно выбрасывается в атмосферу предприятиями и теплоэлектростанциями, они выпадают вместе с атмосферными осадками в виде ядовитых «кислых» дождей. На суше общие потери углеводородов слагаются из выбросов в атмосферу в результате несовершенной технологии продуктов сгорания в факелах, газов, ожога и обжига, утечек в грунт, потерь со сточными водами. На типовом заводе, перерабатывающем 12 млн.т. нефти в год, абсолютные потери составляют 180 тыс.т. Если эту цифру принять за 100%, то она складывается из следующих видов потерь — 40% приходится на резервуары, в которых нефть и продукты ее переработки должны надежно храниться. Часть потерь при хранении объясняется «дыханием» емкостей. При повышении давления избыток выходит наружу, а при понижении приходится выпускать наружный воздух. Это происходит при изменении температуры, например, при смене дня и ночи, при резком изменении барометрического атмосферного давления и т.п. Так как такой процесс повторяется ежегодно, то приводит к большим потерям топлива. За одно «дыхание» из емкости 5000 м3 уходит в атмосферу около 35 кг, бензина, а за год это составляет 12,8т.
Установлено, что при заполнении резервуара на 80% годовые потери составляют 8%, а при его использовании лишь на 20% возрастают до 14%. Около 1/5 всех потерь уносится при испарении с поверхности жидкостей, загрязненных нефтепродуктами.
Ощутимый вклад вносят операции «налива-слива». В этих случаях происходит и испарение и утечка. В летнее время при закачке теряется 0,56 кг. на каждый километр продукта, а при скачке — 0,1кг. Представьте себе, сколько на планете различного рода топливных емкостей, резервуаров, цистерн, бензоколонок и баков; Земля давно была бы окутана густым паром летучих углеводородов, если бы они не испарялись в верхние слои атмосферы. Когда условий для их испарения нет , то наступает смог, однако улетают они не все. По данным ученых, 100% потерь распределяются так: 85% попадает в атмосферу, а 15% загрязняют почву и водоемы. Химики здесь видят один рациональный путь — сделать атмосферу источником сырья и использовать находящиеся в ней вредные газы как компоненты химического синтеза полезных продуктов, список возможных органических производных уже сейчас достаточно велик и включает в себя полимеры, искусственное топливо, метиловый спирт, альдегиды, органические кислоты и другие, ценные для народного хозяйства соединения.
Парниковый эффект
За первыми признаками нарушения равновесия в природе встает грозное предупреждение: природа не в силах больше безболезненно выдерживать, ее способность к самоочищению исчерпана! Переступив черту, мы вызовем более опасные последствия, которые необходимо предвидеть и своевременно запланировать борьбу с ними. При расширении производства одновременно с увеличением потерь теплоты возрастает количество углекислого газа в атмосфере. В 20 веке его количество в атмосфере увеличилось почти на 9%, что составляет 2*1011. Вместе теплота и углекислый газ изменяют теплоотдачу земной поверхности и создают нежелательный «парниковый эффект». Суть его состоит в следующем: в парниках пленка или стекло пропускает солнечный свет, но задерживает теплоту, идущую от нагретой почвы, и тем самым повышает температуру в теплицах. Там этот эффект желателен и заранее запланирован, а в масштабах Земли он приводит к нарушению баланса.
Подъем температуры у поверхности Земли вызывает таяние ледников, льдов полярных морей и океанов. Это вызовет подъем воды на десятки метров с затоплением миллионов квадратных километров суши новым «всемирным потопом». Климат изменится от экватора до полюсов, а это не может не отразиться на нашем с вами «житье».
Сжигание горючего создает еще одну грозящую человеку опасность — кислородное голодание. Дело в том, что свободный кислород на нашей планете был не всегда, а «приобретен» в процессе существования Земли как побочный продукт жизнедеятельности первичных организмов. Первичные формы жизни были анаэробными, т.е. обходились без кислорода. Он накапливался как продукт их деятельности в результате освобождения из оксидов и других соединений, в которых находился в связанной форме.
По абсолютному выбросу газов автомобиль стоит на первом месте; он источник почти половины загрязнителей воздуха, зарегистрированных в некоторых странах. Главный вред причиняет угарный газ. Выделяемый в основном автомобилями, он почти равен всем другим главным загрязнителям воздуха вместе взятым. При определении негативного влияния автомобилей на качество воздуха, следует учитывать и выброс азота и фотохимических окислителей.
Среди источников загрязнения, отрицательно влияющих на здоровье человека, автомобиль играет значительную, но не главную роль. Окись углерода становится опасной при высокой концентрации, но измерения концентрации на больших площадях и в любое время суток показывают, что ее влияние на организм человека, вероятно, не столь велико по сравнению с другими более редкими загрязнителями.
Судя по тому, что известно об их распределении и вредном эффекте, окислы серы и разнообразные мелкие частицы , по-видимому, вызывают даже больше болезней, чем выхлопные газы автомобилей. Эти загрязнения поступают первоначально от объектов, именуемых «постоянными источниками» — электростанций, заводов и жилых домов. Окислы серы и тонкие частицы пыли обычно концентрируются в местах наиболее интенсивного сжигания угля и главным образом опасны зимой, когда для обогрева приходится сжигать большие топлива. Фотохимический смог, наоборот, бывает более плотным в летнее время.
Помимо основных загрязнителей, в тех или иных местах в воздухе циркулируют различные вредные вещества, самый распространенный из токсичных тяжелых материалов — свинец — обычная составная часть бензина. Переносимые по воздуху никель, ртуть относительно редки, но в некоторых работах они представляют собой прямую угрозу. Канцерогенные волокна асбеста обнаружены в городском воздухе повсеместно. И, наконец, часть радиоактивных осадков — последствие испытаний ядерного оружия — выпадает на Землю вместе с дождем.
В атмосферу попадают токсичные вещества от тех предметов, которые мы каждый день держим в руках, и не представляем вред, который они могут нанести. Например, сухая батарейка, содержащая ртуть, покупается, используется по назначению и «выбрасывается». Но что происходит с ней дальше? Сначала она попадает в мусорный контейнер. Затем контейнер отвозят на мусоросжигательную станцию. Здесь ртуть нагревается, она образует ртутные пары, которые выбрасываются через трубу. Ртутные пары токсичны. Ветер подхватывает их, и, в конце концов, они оказываются в атмосфере, конечно, потом токсичные пары осаждаются на Землю с дождем или снегом.
Нужна активная борьба со смогом. Он состоит из двух частей: дыма и пыли от заводов и выхлопных газов автомашин. Уменьшить долю смога, создаваемую промышленностью, можно с помощью пылеуловителей, если оборудовать ими предприятия. Далеко не всегда это удается. Промышленника в первую очередь волнуют вопросы: принесет ли это прибыль и сколько? Вырастет ли доходность предприятия? Сколько нужно заплатить и сколько можно получить? При таком подходе к проблеме видишь, что ее корни не только технического, но и социального характера.
Автомобиль почти ровесник века. Он был изобретен, чтобы облегчить жизнь людей, но постепенно превратился в источник опасности. Принимаются специальные меры для снижения этой опасности. Грузовой транспорт в городах движется только по отделенным для него магистралям, по кольцевым дорогам в объезд городов. В самом городе строятся подземные переходы и тоннели для машин. Над тротуарами возникли автомобильные эстакады. Все менее токсичным стараются сделать горючее для автомашин. К бензину добавляют различные добавки, снижающие токсичность выхлопных газов, делаются смеси из воды, спирта и бензина. Водяные пары способствуют более полному сгоранию топлива. Присутствие спиртов в горючем снижает содержание угарного газа в выхлопах. На улицах городов появились в большом количестве автомобили, работающие на природном газе. Их двигатель дает меньше вредных выбросов. К тому же газ примерно в 2 раза дешевле бензина.
Полностью решить проблему загрязнения воздуха можно только при перестройке технологий действующих и вновь строящихся предприятий, путем организации безотходного производства. Постепенно появляется все большее количество заводов, работающих по замкнутому циклу. Создание безотходного производства во всех отраслях промышленности требует решения ряда сложных инженерно- технологических задач, огромных капиталовложений.
Долгое время загрязнения воздуха связывали с Экономическим благосостоянием и ростом городов; сегодня эти связи не находят полного оправдания. Но наиболее интенсивное загрязнение воздуха, как и прежде, отмечается в крупных районах, где циркуляция воздуха задерживается и невелика.
В атмосферу ежегодно выбрасываются сотни миллионов тонн различных веществ. Вот сколько их: твердых веществ — 130млн. тонн, двуокиси серы — 180-200; окиси углерода — 350-400; окислов азота — 60-65; углеводородов — 80-90 млн. тонн. Выходит, что вся наша атмосфера представляет собой аэрозоль, так как содержит массу взвешенных частиц. Массу аэрозольных частиц поставляют химические предприятия в процессе превращения газов в твердые тела. Так, при образовании сульфатов из двуокиси серы в воздух за тот же срок уходят 150 млн. тонн частиц. Всего из-за деятельности человека в год в атмосферу вносится 350-400 млн. тонн пыли.
Загрязнение воздуха в ЗКО. В Западно-Казахстанской области достаточно источников, которые загрязняют или могут загрязнять воздушный бассейн. Это Карачаганакское месторождение газового конденсата, строительные организации в городе Уральске, автомобильные дороги, трассы газы и нефтепроводов, скотопрогоны, участки пастбищ, на которых был допущен перевыпас.
Загрязнение атмосферы оксидами серы, азота, углерода, углеводородном стало, происходит после того, как в 1984 году началось использование Карачаганакского газоконденсатного месторождения, но технический процесс газодобывающего производства в то время еще не соответствовал экологическим требованиям.
Пример: В 1999 году, добывая каждый день по 70 тыс. м3 газового конденсата, Карачаганак – Газпром загрязнял окружающую среду – почвы, воздух, воды.
Ежегодно в факелах сжигались 7 млн. м3 газа, бесполезные потери составлял 2 тыс. тонн конденсата.
В 1999 году в воздушный бассейн Западно-Казахстанской области было выброшено 22,6 тыс. тонн вредных веществ, а в 1997 году – всего 14,1 тыс. тонн при этом 1\5 часть составляют твердые вещества и 4\5 – газообразные и жидкие. Пригороды Уральска характеризуются по своим природным условиям как благоприятные для жизни населения, и по уровню техногенного загрязнения атмосферы Уральск среди городов республики занимают одно из последних мест. Это связано с относительно небольшим воздействием на атмосферу промышленного производства, имеющегося в городе. Основным загрязнителем воздуха в городе, Уральске является транспорт, на который приходится 70% всех газовых выбросов. Большую роль в очищении воздуха от вредных веществ играют зеленые растения, особенно деревья: 1 га зеленых насаждений очищает воздух от 30 до 70 тонн вредных веществ и снижает загрязненность воздушного бассейна на 10-35%.
Особую роль зеленые насаждения в виде парков, скверов и бульваров имеют в городах, которые представляет собой очаги высокого загрязнения атмосферы. Над городами, в том числе и над Уральском, образуется как бы купол из вредных газов и пыли, через который свежий воздух не может проникнуть в город и обтекает его.
Каковы же меры по защите атмосферного воздуха от загрязнений? Это – применение научно обоснованных условий сжигания топлива, создание санитарно-защитных зон вблизи крупных ТЭЦ, использование фильтров для улавливания пылевидных частиц и т.д.
В ходе проверок выявлено 1074 факта нарушения природоохранного законодательства. По сравнению с 2005 г. количество выявленных нарушений уменьшилось на 15,4%. Особое внимание в ходе инспекций уделяется контролю соблюдения экологических требований и норм природоохранного законодательства при ведении проверок текущего года на КПО Б. В. Как юридическое лицо наложено 33 административных штрафа на общую сумму 235,5 млн. тенге. Предъявлено 4 претензии по возмещению экологического ущерба, нанесенного окружающей среде, в сумме 426,8 млн. тенге за самовольные выбросы в атмосферу.
Производственный мониторинг за окружающей средой организован на 30-ти крупных предприятиях области, в их числе КПО Б. В., АО «Конденсат», ТОО «Жайыкмунай», ОАО «Жайыктеплоэнерго», ГКП «Аксайжылуэнерго», ГКП «Спецавтобаза», УМГ «Уральск», Уральское нефтепроводное управление и др. По результатам производственного мониторинга в 2006 г. существенных превышений загрязнения окружающей среды не выявлено.
Воздушный бассейн г. Уральска по сравнению с другими областными центрами РК оценивается как относительно чистый и занимает по чистоте одно из первых мест в республике.
www.microarticles.ru
Для чего планетам нужен озоновый слой
Внеземной озон
Космический обстрел приводит к образованию монооксидов азота и сокращению верхнего озонового слоя. Возрастает лучевое воздействие на поверхность планеты, что делает её менее пригодной для жизни. У Земли, которая имеет сильное магнитное поле, было бы в два раза больше озона, если бы не было космического излучения.Однако Грисмейер отметил, что отсутствие озона не обязательно означает, что экзопланета является стерильной. Озон считается «биомаркером», то есть свидетельствует о возможности жизни, которая способна к фотосинтезу, так как многие простейшие могут использовать углекислый газ и солнечный свет для получения энергии и так же, как водоросли и растения производить кислород. Благодаря сильному излучению, из него возникает в верхних слоях атмосферы озон. Но атмосферы с большим количеством кислорода не стабильны, если газ постоянно не пополняется живыми организмами.
Частоту образования озона исследовал с помощью компьютерного моделирования Джон Ли Гринфел (John Lee Grenfell) из Центра астрономии и астрофизики в Берлинском техническом университете. При этом учитывалась не только атмосферная химия, но и климат. Это, в свою очередь, дает хорошие прогнозы для планет типа Земли, вращающихся вокруг разных звезд. Таким путём астрономы смогут точнее узнать , что они должны искать.
«Важно связать климат и химию», — заявил Гринфил. Он говорил также о «плохом» озоне, образующемся близко к земле, как в земном «смоге». Это может быть, например, на планетах, вращающихся вокруг звёзд класса M. Такие звезды холоднее, чем Солнце, и их свет слабее. Некоторые внеземные «умники» загрязняют свой родной мир ядовитыми газами так же, как человек. А поскольку запасная Земля ещё не найдена, мы должны лучше следить за нашей родной планетой.
nepoznan-mir.ru
Где находится озоновый слой? Что такое озоновый слой и почему его разрушение вредно?
Озоносфера — слой атмосферы нашей планеты, задерживающий наиболее жесткую часть ультрафиолетового спектра. Некоторые виды солнечных лучей губительно действуют на живые организмы. Периодически озоносфера истончается, в ней появляются бреши разной величины. Через возникшие отверстия на поверхность Земли могут свободно проникать опасные лучи. Где находится озоновый слой? Что можно сделать для его сохранения? Обсуждению этих проблем географии и экологии Земли посвящена предлагаемая статья.
Что такое озон?
Кислород на Земле существует в виде двух простых газообразных соединений, входит в состав воды и очень большое число других распространенных неорганических и органических веществ (силикатов, карбонатов, сульфатов, белков, углеводов, жиров). Одно из более известных аллотропных видоизменений элемента — простое вещество кислород, его формула — О2. Вторая модификация атомов — О (озон). Формула этого вещества — О3. Трехатомные молекулы образуются при избытке энергии, например, в результате грозовых разрядов в природе. Далее мы выясним, что такое озоновый слой Земли, почему его толщина постоянно изменяется.
Озон при обычных условиях — газ синего цвета, обладающий резким, специфическим ароматом. Молекулярный вес вещества составляет 48 (для сравнения — Mr(возд.) = 29). Запах озона напоминает о грозе, ведь после этого природного явления молекул О3 в воздухе становится больше. Концентрация увеличивается не только там, где находится озоновый слой, но и близко к поверхности Земли. Это химически активное вещество является токсичным для живых организмов, но быстро диссоциирует (распадается). В лаборатории и промышленности созданы специальные приборы — озонаторы — для пропускания электрических разрядов через воздух или кислород.
Молекулы О3 обладают высокой химической и биологической активностью. Присоединение третьего атома к двухатомному кислороду сопровождается повышением запаса энергии и нестабильностью соединения. Озон легко распадается на молекулярный кислород и активную частицу, которая энергично окисляет другие вещества и убивает микроорганизмы. Но чаще вопросы, связанные с пахнущим соединением, касаются его скопления в атмосфере над Землей. Что такое озоновый слой и почему его разрушение вредно?
Непосредственно у поверхности нашей планеты всегда присутствует некоторое количество молекул О3, но с высотой концентрация соединения возрастает. Образование этого вещества происходит в стратосфере благодаря ультрафиолетовому излучению Солнца, несущему большой запас энергии.
Озоносфера
Существует область пространства над Землей, где озона намного больше, чем у поверхности. Но в целом оболочка, состоящая из молекул О3, — тонкая и прерывистая. Где находится озоновый слой Земли или озоносфера нашей планеты? Непостоянство толщины этого экрана не раз приводило в замешательство исследователей.
В атмосфере Земли всегда присутствует некоторое количество озона, наблюдаются значительные колебания его концентрации с высотой и по годам. Разберемся в этих проблемах после того, как выясним точное расположение защитного экрана из молекул О3.
Где находится озоновый слой Земли?
Заметное повышение содержания молекул озона начинается на расстоянии 10 км и сохраняется до 50 км над Землей. Но то количество вещества, которое имеется в тропосфере, — это еще не экран. По мере удаления от земной поверхности возрастает плотность озона. Максимальные значения приходятся на стратосферу, ее область на высоте от 20 до 25 км. Здесь молекул О3 содержится в 10 раз больше, чем у поверхности Земли.
Но почему толщина, целостность слоя озона вызывает беспокойство ученых и простых людей? Бум по поводу состояния защитного экрана разразился в минувшем столетии. Исследователи обнаружили, что озоновый слой атмосферы над Антарктидой стал тоньше. Была установлена основная причина явления — диссоциация молекул О3. Разрушение происходит в результате совместного воздействия ряда факторов, ведущим среди них считается антропогенный, связанный с деятельностью человечества.
Озоновые дыры
В последние 30–40 лет ученые отмечают появление брешей в защитном экране над поверхностью Земли. Тревогу научного сообщества вызвали сообщения о том, что озоновый слой — щит Земли — интенсивно деградирует. Все СМИ в середине 1980 годов напечатали сообщения о «дыре» над Антарктидой. Исследователи обратили внимание, что эта брешь в слое озона увеличивается в весенний период. Основной причиной роста повреждения были названы искусственные и синтетические вещества — хлорфторуглероды. Наиболее распространенные группы этих соединений — фреоны или хладогены. Известно более 40 веществ, относящихся к данной группе. Они поступают из многих источников, потому что области применения включают в себя пищевую, химическую, парфюмерную и другие отрасли.
В состав фреонов, кроме углерода и водорода, входят галогены: фтор, хлор, иногда бром. Большое количество подобных веществ используется в качестве хладогентов в холодильниках, кондиционерах. Сами по себе фреоны устойчивы, но при высоких температурах и в присутствии активных химических агентов вступают в реакции окисления. Среди продуктов реакции могут быть соединения, токсичные для живых организмов.
Фреоны и озоновый экран
Хлорфторуглероды взаимодействуют с молекулами О3 и разрушают защитный слой над поверхностью Земли. Сначала истончение озоносферы приняли за естественное колебание ее толщины, что происходит постоянно. Но со временем отверстия, подобные «дыре» над Антарктидой, были замечены по всему Северному полушарию. Количество таких брешей увеличилось со времени первого наблюдения, но по размерам они меньше, чем над ледяным материком.
Первоначально ученые сомневались, что именно фреоны вызывают процесс разрушения озона. Это вещества с большой молекулярной массой. Как они могут достичь стратосферы, где находится озоновый слой, если намного тяжелее кислорода, азота и углекислого газа? Наблюдения за восходящими потоками в атмосфере во время грозы, а также проведенные эксперименты доказали возможность проникновения разных частиц с воздухом на высоту 10–20 км над Землей, где находится граница тропосферы и стратосферы.
Многообразие разрушителей озона
В зону озонового экрана также поступают оксиды азота, возникающие в результате сгорания топлива в двигателях сверхзвуковых самолетов и разных типов космических аппаратов. Дополняют список веществ, от которых разрушаются атмосфера, озонный слой, выбросы земных вулканов. Иной раз потоки газов и пыли достигают высоты 10–15 километров и разносятся на сотни тысяч километров.
Смог над крупными промышленными центрами и мегаполисами тоже вносит свою лепту в диссоциацию молекул О3 в атмосфере. Причиной увеличения размеров озоновых дыр также считается возрастание концентраций так называемых парниковых газов в атмосфере, где находится озоновый слой. Таким образом, глобальная экологическая проблема климатических изменений непосредственно связана с вопросами по поводу разрушения озона. Дело в том, что парниковые газы содержат вещества, вступающие в реакцию с молекулами О3. Озон диссоциирует, атом кислорода вызывает окисление других элементов.
Опасность потери озонового щита
Были ли бреши в озоносфере до полетов в космос, появления фреонов и других загрязнителей атмосферы? Перечисленные вопросы являются дискуссионными, но вывод напрашивается один: озоновый слой атмосферы необходимо изучать и сохранять от разрушения. Наша планета без экрана из молекул О3 лишается своей защиты от жестких космических лучей определенной длины, поглощаемых слоем активного вещества. Если озоновый экран тонкий или отсутствует, то основные жизненные процессы на Земле подвергаются опасности. Чрезмерное ультрафиолетовое излучение повышает риск мутаций в клетках живых организмов.
Охрана озонового слоя
Отсутствие данных о толщине защитного экрана в прошлые столетия и тысячелетия затрудняет прогнозы. Что произойдет, если озоносфера разрушится полностью? Несколько десятилетий медики отмечают рост числа людей, пораженных раком кожи. Это одно из заболеваний, к которому приводит чрезмерное ультрафиолетовое облучение.
В 1987 году несколько стран присоединились к Монреальскому протоколу, который предусматривал сокращение и полный запрет на производство хлорфторуглеродов. Это была только одна из мер, которые помогут сохранить озоновый слой — ультрафиолетовый щит Земли. Но фреоны по-прежнему вырабатываются промышленностью и поступают в атмосферу. Тем не менее соблюдение Монреальского протокола привело к сокращению озоновых дыр.
Что может сделать каждый для сохранения озоносферы?
Исследователи предполагают, что на полное восстановление защитного экрана потребуется еще несколько десятилетий. Это в том случае, если прекратится его интенсивное разрушение, что вызывает немало сомнений. Парниковые газы продолжают поступать в атмосферу, производятся запуски ракет и других космических аппаратов, растет парк воздушных судов в разных странах. Это означает, что ученым еще предстоит разработать эффективные пути охраны озонового щита от разрушения.
На бытовом уровне каждый человек тоже может внести свой вклад. Озон меньше будет подвергаться разложению, если воздух станет чище, будет меньше содержать пыли, сажи, токсичных выхлопов автотранспорта. Для охраны тонкой озоносферы необходимо прекратить сжигание отходов, наладить повсеместно их безопасную утилизацию. Транспорт нужно переводить на более экологически чистые виды топлива, повсеместно экономить разные виды энергоресурсов.
fb.ru
Озоновый слой атмосферы | Озонаторы «Экоозон»
20-50 км над поверхностью Земли в атмосфере находится слой озона — особой формы кислорода. Под действием солнечного ультрафиолетового излучения молекула атмосферного кислорода (О2) присоединяет третий атом кислорода, и получается озон (О3). Чем больше озона в атмосфере — тем больше УФ излучения он поглощает. Однако озоновый слой атмосферы очень тонок. Если всем озоном атмосферы равномерно покрыть площадь в 45 квадратных километров, то получится слой толщиной всего в 0,3 см. Немного озона проникает с потоками воздуха в нижние слои атмосферы.
Когда лучи света реагируют с веществами, содержащимися в выхлопных газах и промышленных выбросах, то в результате фотохимических реакций образуется так называемый приземный озон. Обычно такая ситуация складывается в больших городах при антициклональном типе погоды. Дыхание таким озоном очень опасно, так как этот газ разрушает лёгкие. Пешеходы, вдыхающие большое количество озона, начинают задыхаться, ощущать боль в груди. Страдают также деревья и кусты вдоль дорог.
Но озон на большой высоте очень даже полезен для человека. Озон поглощает ультрафиолетовые лучи, которые в больших дозах могут вызывать солнечные ожоги и даже рак кожи.
Об озоновом слое учёные узнали в 70-е годы прошлого столетия.
В то же время было сделано открытие, что фреоны, применяющиеся в холодильниках, кондиционерах, аэрозольных баллончиках, уничтожают озон. Поднимаясь в верхние слои атмосферы, молекулы фреонов взаимодействуют с молекулами озона. Под действием солнечной радиации фреоны выделяют хлор, который расщепляет озон с образованием атомарного и обычного кислорода. В месте такого взаимодействия озоновый слой исчезает.
В 1985 году английскими учёными было сделано открытие. Они обнаружили над Антарктидой огромную «дыру» в озоновом слое размером с площадью США. Как выяснилось, в небе над Антарктидой высока концентрация соединения, образующегося в момент разрушения молекулы озона хлором. Это подтвердило тот факт, что использование фреонов создаёт проблему озоновых дыр. Именно поэтому в 1985 г. представителями 44 государств была принята Конвенция об охране озонового слоя, а в 1986 году был подписан Монреальский протокол по ограничению производства и потребления озоноразрушающих веществ.
Озоновая дыра не существует постоянно — с изменением ряда факторов она заполняется молекулами озона из рядом расположенных участков атмосферы, но при этом количество содержания озона на соседних участках значительно уменьшается.
Учёные подсчитали, что уменьшение содержания озона в верхних слоях атмосферы на 1% вызывает увеличение заболеваемости раком кожи на 3-6%. УФ лучи оказывают повреждающее действие на иммунную систему организма, делая нас более восприимчивыми к инфекционным заболеваниям, а также разрушают и клетки растений.
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.
Анализ данных общего содержания озона подтвердил тенденцию уменьшения атмосферного озона, отмеченную в обзорах Всемирной метеорологической организации еще в 1995 года. С 1979 года по настоящее время годовое содержание озона понизилось на 4-5% глобально и примерно на 7% в средних широтах обоих полушарий. В последние десятилетия значительное уменьшение содержания озона, ранее наблюдавшееся в основном над Антарктидой, стало заметно проявляться в районах Арктики и в прилегающих к ним районах Северного полушария.
Исследовательские работы, проведенные в последнее время российскими учёными, установили, что если в период 1979-1993 г.г. происходило уменьшение среднегодового содержания озона, то в дальнейшем ситуация стабилизировалась. Кроме того, с увеличением объема наблюдений, позволяющих все более подробно описывать состояние озонового слоя, появляются новые свидетельства того, что происходящие изменения связаны не только с антропогенными воздействиями, но, и в значительной степени, с изменениями циркуляции атмосферы.
Источник: www.gismeteo.ru
www.ekoozon.ru
Что такое озоновый слой
Озоновый слой является самым тонким и одновременно легким слоем в атмосфере, который находится приблизительно на высоте в 50 километров над нашей планетой. Как утверждают специалисты, на разных шротах Земли он имеет совершенно отличную толщину и общее расположение. Однако в целом концентрация данного вещества в атмосфере на настоящий момент ничтожна мала. К примеру, если собрать всю субстанцию в один пласт и покрыть им нашу планету, то толщина озонового слоя будет равняться десятым долям миллиметра.
Что представляет собой озоновый слой
Вещество под названием озон представляет собой одну из многих разновидностей молекул кислорода, которая состоит из трех атомов (О³). Данное вещество образуется в средних слоях стратосферы. Именно здесь под действием ультрафиолетового солнечного излучения молекулы кислорода распадаются на два атома, которые впоследствии вступают в более сложные реакции с другими молекулами, а в результате образуется трехатомный О³.О чем следует знать
Озоновый слой, как известно, играет важнейшую роль в обеспечении благоприятных условий для проживания на Земле. Именно благодаря нему, так сказать, блокируется пагубное для всех живых организмов излучение Солнца. Всем известно, что ультрафиолетовые лучи способны снижать иммунитет, вызывать ожоги и даже приводить к таким опасным заболеваниям, как рак. Для растений и животных такого рода влияние также неблагоприятно. С другой стороны, если бы такого рода защита отсутствовала, то, как утверждают ученые, жизнь на планете была бы возможно исключительно в морях и океанах, где под толщей воды организмы скрывались бы от пагубного воздействия Солнца. Таким образом, можно точно утверждать, что озоновый слой является настоящим щитом для планеты, который ее оберегает на протяжении многих тысяч лет. Специалисты не могут, к сожалению, точно сказать, когда он был сформирован. Однако по последним данным концентрация этого вещества в атмосфере за последние несколько лет резко снизилась, что привело к образованию так называемых озоновых дыр. Самая большая такая дыра находится в зоне над Антарктидой.
Причины образования озоновых дырСпециалисты считают, что основной причиной такого положения дел является, прежде всего, промышленная деятельность человека. Все дело в том, что сейчас наблюдаются огромные по своему масштабу выбросы вредных химических веществ в атмосферу. Даже если сейчас человечество прекратит всю свою деятельность, в полной мере субстанция будет восстановлена только через 50 лет.
Венская конвенция об охране озонового слоя
Первая совместная попытка государств по защите озонового слоя была предпринята в 1985 году, когда страны подписали так называемую Венскую конвенцию. В этом городе была официально провозглашена концепция по сохранению данного участка статосферы, которую и подписали многие страны. В обязательства этих государств входило формирование такой национальной политики и последующая реализация мер, которые будут направлены на снижение негативного воздействия на атмосферу планеты. Важно заметить, что данная конвенция не предусматривала определенных сроков реализации принятой программы или каких-либо санкций для стран, не соблюдающих ее основные положения.
fb.ru