Содержание

Разрушение озонового слоя: причины и последствия

Озоновый слой — это часть стратосферы Земли, защищающая планету от воздействия космической радиации. Причины и возможные последствия разрушения озонового слоя недостаточно изучены, но изменения в стратосфере определённо вызваны деятельностью человека.

Образование и функции озонового слоя

Формирование защитного слоя началось 1,85 млрд лет назад и медленно продолжается до сих пор. Фотоны (частицы электромагнитного излучения Солнца) сталкиваются с молекулами кислорода в атмосфере. В результате молекула теряет атом кислорода, который затем присоединяется к другой молекуле О2. Озон (O3) в нормальном состоянии представляет собой голубоватый газ. Он ослабляет воздействие солнечной радиации на поверхность планеты в 6500 раз.

Расположение и расстояние до планеты

Озоновый слой находится в диапазоне от 20 (полярные широты) до 30 км (тропики) от уровня моря.

Если при давлении в 1 атмосферу обернуть им земной шар, его толщина составит не более 3 мм.

Так как воздух в стратосфере разрежен, давление там низкое, поэтому формально толщина озонового слоя измеряется километрами.

Озоновые дыры

Под действием природных и антропогенных факторов антирадиационная защита планеты слабеет в некоторых районах. Молекулы озоны в них не исчезают, но происходит истощение озонового слоя. На поверхность Земли проникает больше солнечной радиации.

История обнаружения

В 1840 году немец X. Ф. Шёнбейн описал новое вещество — озон. Существование слоя из этого вещества доказали в 1912 году, проведя спектроскопические измерения атмосферы. Истончения озонового слоя обнаружили только в 1970-х годах. С тех пор проблема разрушения естественной антирадиационной защиты стала обсуждаться в научных кругах.

Механизм образования

Из-за выбросов ТЭЦ, заводов и фабрик в воздух попадают разрушающие озоновый слой вещества:

  • азот и его окислы;
  • фреон;
  • бром;
  • хлор.

Полёт самолётов на высоте 12-16 километров (нижняя граница слоя) также влияет на состав атмосферы.

Крайне негативно на естественный защитный экран планеты повлияли ядерные испытания в середине XX века, так как взрывы подняли в атмосферу огромное количество пыли.

Антарктическая озоновая дыра

Эта аномалия диаметром до 1000 км стала первой и самой крупной обнаруженной озоновой дырой. Истончение наблюдается не постоянно: в период полярной ночи поступления ультрафиолета нет, поэтому измерения не проводятся. По состоянию на 2019 год аномалия достигла минимальных за 37 лет наблюдений размеров, уменьшившись на 2,5 млн км2.

Наличие дыры над Южным полюсом, а не над Северным, где содержание фреона в атмосфере выше, вызвано более сильным полярным вихрем. Вихрь сильнее из-за наличия в Антарктике континента, в то время как в районе Северного полюса преобладают ровные ледовые поля. В составе полярного вихря есть фреоны, на разрушение влияет и содержащаяся в полярных облаках азотная кислота.

Распространенные мифы об озоновых дырах

В жёлтой прессе озоновые дыры порой называют одной из главных угроз существования жизни. Иногда высказывается прямо противоположное мнение. Истончение антирадиационного экрана называют сугубо природным явлением, а шумиху вокруг него и фреона считают хитрым маркетинговым ходом производителей дорогих хладагентов.

Противоречивое отношение появляется из-за непонимания механизма формирования дыр и недостаточной изученности вопроса.

Есть 4 главных мифа об озоне:
  1. «Главный виновник — используемый в холодильниках фреон». На самом деле он лишь одно из веществ, влияющих на разрушения слоя. Если убрать фреон, угроза останется из-за окислов азота, соединений хлора и прочих опасных субстанций, попадающих в атмосферу из выхлопных труб автомобилей, реактивных двигателей самолётов и труб ТЭЦ.
  2. «Природные факторы преобладают над антропогенными». Естественное истончение озонового слоя возможно (например, полярными ночами), но затем он восстанавливается до нормальных значений. Главная угроза — это промышленные выбросы опасных веществ (фреонов, окислов азота и т. д.) в атмосферу.
  3. «Фреоны слишком тяжёлые, поэтому не могут влиять на атмосферу». В атмосфере все вещества перемешиваются, и тяжесть молекул фреона не играет большой роли. Углекислый газ тоже тяжелее воздуха, но он поднимается в атмосферу, доказательством чего служит парниковый эффект.
  4. «Единственный проблемный регион — Антарктида». Концентрация газа падает во всей атмосфере, в Антарктиде это просто заметнее всего.

Причины разрушения озонового слоя

Несмотря на непродолжительный период наблюдений и недостаток информации, учёные выделили две группы факторов, влияющих на истончение антирадиационной защиты Земли. Ведутся споры о том, какая группа оказывает большее негативное влияние.

Естественные факторы

Для образования озона необходимо солнечное излучение. Следовательно, во время полярных ночей процесс прекращается, но естественные факторы, влияющие на разрушение, сохраняются. Из-за полярных вихрей и азотнокислых полярных стратосферных облаков слой истончается. В умеренных, тропических и экваториальных широтах процесс менее заметен.

Во время извержений вулканов в атмосферу попадают тысячи тонн пепла, в составе которого есть соединения, способствующие распаду молекул озона.

Антропогенные факторы

Основной причиной истончения антирадиационного слоя считают хлорфторуглероды (ХФУ). Эти вещества стабильны и не представляют опасности для человека, но при взаимодействии с воздухом способствуют распаду молекул озона.

Антропогенные причины разрушения озонового слоя

Выбросы фреона в атмосферу

Ярчайший пример хлорфторуглеродов — фреоны, которые могут быть в агрегатном состоянии жидкости или газа. Их используют как дешёвый хладагент в холодильниках, они содержатся в аэрозольных баллончиках. Ранее фреоны считали главным виновником разрушения озонового слоя. Сейчас учёные склоняются к мнению, что их влияние переоценено.

Запуск спутников и ракет

При прохождении ракеты-носителя через стратосферу её двигатели выбрасывают колоссальное количество газов (оксидов азота, двуокиси углерода). По оценкам некоторых исследователей, 300 запусков шаттла хватило бы для полного истощения озонового слоя.

Твердотопливные ракетные двигатели опаснее жидкостных ракетных двигателей, так как выбрасывают соединения хлора.

Использование авиатранспорта на больших высотах

Гражданская авиация летает на высотах до 13 км. Военные самолёты могут подниматься выше, в стратосферу. При работе реактивный или ракетный двигатель выделяет окиси азота.

Так как полёт проходит на высоте формирования озонового слоя, окись азота немедленно вступает в реакцию с молекулами озона и разрушает их.

Применение азотных удобрений

Азотные удобрения используются с конца XIX века, но сейчас масштабы их применения представляют угрозу для атмосферы. Обычно используют следующие вещества:

  • аммофос и диаммофос;
  • хлористый аммоний;
  • карбонат аммония;
  • сульфид аммония;
  • сульфат аммония.

При их разложении выделяются окислы азота, которые в атмосфере вступают в реакцию с молекулами озона и разрушают их.

Другие причины

Исследования в данной области продолжаются, и не исключено выявление новых факторов, сопутствующих истончению озонового слоя Земли. Истинное положение дел остаётся предметом споров. Не до конца ясно, насколько существенно влияние на природный антирадиационный экран современных хладагентов и аэрозолей.

Возможные последствия истончения озонового слоя

Учёные сходятся во мнении относительно негативных последствий изменений, происходящих в стратосфере. Сейчас они не выражены ярко, но по самым пессимистичным прогнозам ситуация станет критической в конце XXI века.

Воздействие на человека

Истончение озонового слоя на 1% увеличивает риск развития рака кожи на 3% (это примерно 7 000 новых заболеваний раком ежегодно). На открытом воздухе становится проще получить солнечные ожоги.

Воздействие на экологию

Так как планета — сбалансированная система, повреждение одного элемента влечёт перемены во всех других. Дальнейшее истончение антирадиационной защиты и повышение интенсивности УФ-излучения приведёт к потеплению и вымиранию некоторых видов.

Жёсткое ультрафиолетовое излучение убивает вовлечённый в процесс фотосинтеза фитопланктон. Он является кормовой базой для китов и других морских обитателей. Удаление этого звена из пищевой цепочки вызовет изменения всей водной биосистемы.

Если озоновый слой разрушится полностью

Полное разрушение защитного экрана невозможно, так как он постоянно восстанавливается. Если бы концентрация молекул озона приблизилась к нулю, на Земле из-за высокого уровня радиации исчезли бы большинство форм жизни. Возросла бы средняя температура.

Меры по восстановлению озонового слоя

Когда данные о дыре над Антарктидой подтвердились, в 1985 году провели Венскую конвенцию по охране озонового слоя. Спустя два года был подготовлен Монреальский протокол. Этот документ стал основой законодательного регулирования воздействия на озоновый слой.

Монреальский протокол

Договор соблюдается 197 странами. Государства-участники обязались сократить объёмы производства хлорфторуглеродов. Изначально предполагалась заморозка производства ХФУ на уровне 1986 года. К 1993 году планировали сократить их производство на 20%, а к 1998 году — на 30%. Вводились ограничения на импорт и экспорт разрушающих озоновый слой веществ.

Для развивающихся стран были предусмотрены субсидии и послабления для облегчения перехода промышленности на экологически безопасные технологии.

По итогам первых лет действия договора выяснилось, что он не точен. Были внесены поправки расчётных коэффициентов вывода опасных веществ из производства.

Варианты с производством озона

Генераторы этого вещества называются озонаторами. Теоретически возможно замедлить разрушение озонового слоя, запустив множество озоновых фабрик по всему земному шару. Озон вырабатывают различными способами:

  • воздействием искусственного ультрафиолета;
  • направленными электрическими разрядами;
  • электролизом, где электролитом служит раствор хлорной кислоты;
  • химической реакцией, например, окислением пинена.

Недостатки этих способов — малая производительность, дороговизна, высокое энергопотребление. По некоторым оценкам, для реализации этого проекта в мировом масштабе понадобится минимум 10 гигаватт энергии, что эквивалентно 1/3 мощности атомной электростанции.

Использование экологически чистого топлива

Работающие на переработанной нефти ДВС способствуют увеличению концентрации в воздухе веществ, разрушающих озоновый слой. Повсеместное внедрение электротяги (особенно создание пассажирских электролётов) уменьшит негативное влияние на атмосферу.

Перспективные разработки вроде биодизелей и двигателей, работающих на отходах жизнедеятельности — потенциальный ключ к решению проблемы.

Их выбросы менее токсичны, чем продукты, образующиеся после сгорания бензина или солярки. Чтобы решить проблему, подобные разработки следует внедрить и на предприятиях.

Использование экологически безопасного топлива в ракетах-носителях пока остаётся фантастикой. Современные технологии не позволяют выводить на орбиту аппараты, не прибегая к сжиганию десятков тонн токсичного горючего.

Высадка лесов

Создание зелёных насаждений в городах и на месте вырубок — перспективный способ борьбы не только с разрушением озонового слоя, но и с загрязнением атмосферы.

Деревья выделяют кислород, который затем под воздействием УФ-излучения Солнца превращается в озон.

Прочие методы борьбы с проблемой

Существует проект по выводу на орбиту 20-30 оснащённых лазерными излучателями спутников. Каждый аппарат представляет собой солнечный конвектор массой в 80-100 тонн. Он должен накапливать солнечную энергию и превращать её в электрическую. Электричество пойдёт на питание лазеров. Свет лазеров послужит катализатором реакции образования озона.

Защита озонового слоя в России

Россия как правопреемник Советского Союза соблюдает предписания Монреальского протокола. В стране действует закон «Об охране окружающей среды», его 54 статья касается охраны озонового слоя. В соответствии с законом действующие на территории страны предприятия не должны выбрасывать в атмосферу больше озоноразрушающих веществ, чем дозволено в специальном перечне. За невыполнение этого условия производство могут приостановить или закрыть.

Разрушение озонового слоя: причины и последствия | Helperia.ru

Озоновый слой — один из самых верхних слоев атмосферы нашей планеты. Несмотря на его незначительную толщину (его часто сравнивают с одной книжной страницей по отношению к целой библиотеке), он защищает флору и фауну Земли от вредоносных коротковолновых ультрафиолетовых лучей, исходящих от Солнца. Но это не значит, что он полностью отражает солнечные лучи, он ослабляет радиацию примерно в 6500 раз, делая их относительно безвредными.

Без озонового слоя уничтожению подлежали бы многие важные для экосистемы микроорганизмы, флора и фауна была бы подвержена мутации, сильно пострадало бы зрение животных и человека.

Примечательно, что сам озон также является опасным веществом, в больших объемах негативно влияющим на здоровье человека. Он способствует разрушительным процессам в легких человека, преждевременному старению тканей и т. д. Но его доля в атмосфере крайне мала, она составляет около 0,0001%. Запах озона можно услышать после сильной грозы.

Разрушение озонового слоя представляет собой образование озоновых дыр, через которые проникает ультрафиолетовое излучение.

Причины разрушения озонового слоя

Деятельность человека сильно влияет на истощение озонового слоя и появление в нем дыр. Например, они образуются при запуске ракет. Самолеты, летающие на высоте 12-16 также способствую разрушению слоя. В том числе и парниковый эффект, массовое скотоводство, производственные выбросы вредных веществ и т.п.

Выброс фреонов в атмосферу. Если говорить о веществах, способствующих разрушению озонового слоя, то фреоны — самые «действенные» из них. Фреоны – это газы, не вступающие у поверхности планеты ни в какие химические реакции. Долгое время они использовались в аэрозолях-распылителях, сейчас обрели популярность в промышленном производстве.

Поднимаясь в верхние слои атмосферы, фреон вступает в химическую реакцию, превращая озон в кислород, таким образом расщепляя озоновый экран.

Также опасен для озонового экрана метан. Как бы ни удивительно это звучало, но основным «производителем» метана являются многочисленные скотоводческие фермы. Подробнее об этом можно прочитать в данной статье.

Разрушение озонового слоя: пути решения проблемы

Так как причины образования озоновых дыр кроются в невнимательном отношении человека к природе, способ решения проблемы очевиден — переход на более экологичный образ жизни.

Если удастся на мировом уровне сократить число транспорта, использующего в качестве топлива бензин, а вместо этого увеличить производство электроавтомобилей; сократить площади скотоводческих ферм; решить проблему парникового эффекта; установить очистительные технологии на территории заводов, загрязняющих своими отходами воздух, то, безусловно, проблема дыр в озоновом экране будет решена.

Однако, проблема разрушения озонового слоя не единственная глобальная экологическая проблема. О других опасностях, серьезно угрожающих нашей планете, можно почитать здесь.

Нынешняя озоновая дыра над Антарктикой – самая крупная за последние несколько лет

В этом году озоновая дыра в Южном полушарии росла наиболее быстро с середины августа и уже к началу октября достигла своего пика в 24 миллиона квадратных километров, что больше среднего показателя за последние десять лет. Сейчас она простирается почти над всей территорией Антарктиды.  

 

Озоновая дыра – область озонового слоя, в которой содержание озона находится ниже отметки 220 единиц Добсона, – образуется над Антарктидой ежегодно. Но каждый год ее размеры и время появления меняются. 

 

В этом году самое низкое содержание озона – 95 единиц Добсона – было зафиксировано 1 октября. Ученые считают, что к этому моменту истощение озонового слоя по масштабам достигло своего пикового значения в 2020 году.   

 

«Озоновая дыра 2020 года похожа на ту, что мы наблюдали в 2018 году – она также была довольно крупной…», – сообщил директор Службы мониторинга атмосферы «Коперник» Винсент-Анри Пех. Он добавил, что в связи с наступлением светлого времени года на Южном полюсе в последние недели наблюдается дальнейшее истощение озонового слоя.  

 

«После необычайно небольшого и кратковременного сокращения озонового слоя в 2019 году, вызванного особыми метеорологическими условиями, в этом году мы снова зарегистрировали довольно крупную дыру, что подтверждает необходимость строгого соблюдения Монреальского протокола», — добавил Винсент-Анри Пех. 

 

Монреальский протокол запрещает производство и использование целого ряда озоноразрушающих химикатов. На сегодняшний день в «черный список» включено уже более 100 таких веществ, в том числе хлорфторуглероды. Но поскольку они остаются в атмосфере в течение нескольких десятилетий, их концентрация все еще достаточно высока, и это продолжает приводить к разрушению озона.  

 

В 2018 году ученые пришли к выводу, что озоновый слой планеты восстанавливается, и это может замедлить глобальное потепление. Они отметили, что скорость его восстановления составляет 1-3 процента за десять лет и что при таких темпах он должен полностью восстановиться над Северным полушарием к 2030-м годам, над Южным — к 2050-м, а над полюсами – к 2060 году.  

 

Эксперты считают, что крупная озоновая дыра в 2020 году над Антарктидой была вызвана сильным, стабильным и холодным полярным вихрем. 

 

Озоновый слой защищает Землю от солнечной радиации, а ультрафиолетовое излучение является основной причиной меланомы и других раковых заболеваний кожи.  

Разрушение озонового слоя: Экологические проблемы

Озоновый слой расположен в стратосфере на высоте от 12 до 50 км (наибольшая плотность на высоте около 23км). И, несмотря на то, что концентрация озона в атмосфере меньше 0.0001%, озоновый слой полностью поглощает губительное для всего живого коротковолновое ультрафиолетовое излучение. Долгое время озоновый слой стремительно истощался из-за деятельности человека. Вот основные причины его истончения:
1) Во время запуска космических ракет в озоновом слое буквально «выжигаются» дыры. И вопреки старому мнению о том, что они сразу же затягиваются, эти дыры существуют довольно долгое время.
2)Самолеты летающие на высотах в 12-16 км. также приносят вред озоновому слою, тогда как летающие ниже 12 км. напротив способствуют образованию озона.
3) Выброс в атмосферу фреонов.

Разрушение озонового слоя фреонами

Самой главной причиной разрушения озонового слоя является хлор и его водородные соединения. Огромное количество хлора попадает в атмосферу, в первую очередь от разложения фреонов. Фреоны – это газы, не вступающие у поверхности планеты ни в какие хим. реакции. Фреоны закипают и быстро увеличивают свой объем при комнатной температуре, и потому являются хорошими распылителями. Из-за этой особенности фреоны долгое время использовались в изготовлении аэрозолей. И так-как, расширяясь, фреоны охлаждаются, они и сейчас очень широко используются в холодильной промышленности. Когда фреоны поднимаются в верхние слои атмосферы, от них под действием ультрафиолетового излучения отщепляется атом хлора, который начинает одну за другой превращать молекулы озона в кислород. Хлор может находиться в атмосфере до 120 лет, и за это время способен разрушить до 100 тысяч молекул озона. В 80-ых годах мировое сообщество начало принимать меры по сокращению производства фреонов. В сентябре 1987 года 23 ведущими странами мира была подписана конвенция, согласно которой, страны к 1999 году должны были снизить потребление фреонов в два раза. Уже найден практически не уступающий заменитель фреонов в аэрозолях – пропан-бутановая смесь. Она почти не уступает фреонам по параметрам, единственным ее минусом является то, что она огнеопасна. Такие аэрозоли уже достаточно широко используются. Для холодильных установок дела обстоят несколько хуже. Лучшим заменителем фреонов сейчас является аммиак, однако он очень токсичен и все же значительно хуже их по физ. параметрам. Сейчас достигнуты неплохие результаты по поиску новых заменителей, но пока проблема окончательно не решена.

Благодаря совместным усилиям мирового сообщества, за последние десятилетия производство фреонов сократилось более чем в два раза, но их использование все еще продолжается и по оценкам ученых, до стабилизации озонового слоя должно пройти еще как минимум 50 лет.

Мы почти справились с озоновыми дырами. Почему с другими проблемами не разобраться так же?

В 1970-х годах добраться из Лондона в Нью-Йорк можно было намного быстрее, чем сейчас: за три с половиной часа. Правда, удовольствие было не из дешевых. Чтобы позавтракать в Европе, а пообедать на другом берегу Атлантического океана, нужно было купить билет на рейс «Конкорда». Даже спустя полвека этот самолет с его узким фюзеляжем и дельтовидными крыльями выглядит так, будто прибыл из будущего, а тогда — тем более. «Конкорд» нес предпринимателей, звезд и просто богачей с немыслимой скоростью около 2,2 тыс. км/ч, обгоняя звук. Для этого его поднимали вдвое выше обычного на высоту 20 км, где сопротивление воздуха ниже, — в стратосферу. Именно в разреженной стратосфере содержится большая часть озона.

Озон образуется, когда к двум атомам кислорода — кислороду, которым мы дышим, — присоединяется третий. Необходимый для этого атом высвобождается при расщеплении молекулы кислорода ультрафиолетовыми (УФ) лучами Солнца. Но УФ-радиация разрушает и озон — тогда снова получается кислород. Превращения одного в другое происходят постоянно, а поглощенное излучение не достигает поверхности планеты.

На эту тему

Если бы в превращениях кислорода и озона участвовали только эти газы и солнечные лучи, то, согласно первым расчетам, озона должно быть больше, чем на самом деле. Тогда ученые подумали, что разрушению озона способствуют другие вещества. В 1970 году нидерландец Пауль Крутцен показал, что среди этих веществ — оксиды азота. Еще через год американец Гарольд Джонсон предположил, что сверхзвуковые самолеты могут истончить озоновый слой, выбрасывая оксиды азота прямо в стратосферу (такие самолеты больше не летают, но главным образом из-за нерентабельности и кошмарного шума; тем не менее критики новых разработок приводят довод об озоновом слое).

В 1974 году вышла эпохальная статья Марио Молины и Шервуда Роуленда, где они рассуждали об опасности хлорфторуглеродов (фреонов) — газов, которые применялись в баллончиках с распылителем, холодильниках и кондиционерах, разных пенах, то есть в вещах, которыми, в отличие от сверхзвуковых самолетов, почти все пользуются каждый день. Фреоны считались химически инертными, нетоксичными и слишком тяжелыми, чтобы подняться далеко ввысь. Но оказалось, что они есть в стратосфере, где солнечные лучи отщепляют от них хлор, а хлор разрушает озон. Из расчетов Молины и Роуленда следовало, что всего за несколько десятилетий дело примет угрожающий оборот.

Не все согласились с этими выводами, а последующие исследования дали противоречивые результаты. Тем не менее в США, где в 1970-х «зеленые» движения собирали на улицах по 20 млн человек, вскоре на всякий случай частично запретили использовать хлорфторуглероды. Однако во многих странах решили не торопиться и подождать.

В 1977 году под эгидой Программы ООН по окружающей среде состоялась первая международная встреча, где обсуждали истончение озонового слоя. В тот раз участники договорились получше изучить проблему. Следующая встреча прошла в 1985 году в Австрии, где была принята Венская конвенция по защите озонового слоя. Впрочем, этот договор также не обязывал страны ограничивать производство и использование вредных веществ. Политикам все еще не хватало убедительных данных — и они их получили всего через пару месяцев.

В мае 1985 года ученые из Великобритании переполошили весь мир результатами наблюдений в Антарктиде. Запустив метеорологические зонды с измерительной аппаратурой, они обнаружили, что весной концентрация озона над материком стремительно падает, а летом воздушные массы направляются на север, понижая уровень газа и там. В обиходе это явление стали называть озоновой дырой.

На эту тему

Образ ползущей дыры захватил умы. «Истощение озонового слоя грозило раковыми заболеваниями здесь и сейчас, а не через 30 или 100 лет. Неминуемая угроза пугала», — говорит Екатерина Близнецкая, преподаватель кафедры международных комплексных проблем природопользования и экологии МГИМО. Также избыток УФ-лучей вызывает болезни глаз, вредит иммунной системе, губителен для растений, животных, других организмов и даже материалов, приводя к преждевременному износу. Кроме того, озоновый слой нагревает стратосферу, что способствует ее циркуляции.

В чем суть Монреальского протокола и что он дал

Уже в 1987 году, то есть всего через 14 лет после публикации статьи Молины и Роуленда, был принят Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой. Его суть заключается в том, чтобы сначала заменить самые опасные вещества менее вредными, а со временем отказаться и от этих заменителей. «Протокол был основан на принципе общей, но дифференцированной ответственности, которая предполагала, что развивающиеся страны могут начать вывод из обращения определенных веществ с десятилетней отсрочкой. Плюс развитые страны создали Многосторонний фонд, из которого финансировались проекты в развивающихся странах», — уточняет Екатерина Близнецкая.

Это сработало. К 2011 году страны, ратифицировавшие Монреальский протокол, снизили использование вредных веществ примерно на 98%. Данные, полученные NASA за последнее время, показывают, что дыра над Антарктидой затягивается. В холодные годы она может снова увеличиться, но, по расчетам, примерно к 2040 году хлора в воздухе останется так мало, что низкие температуры в стратосфере не будут сказываться на озоновом слое так же заметно, как несколько десятилетий назад.

При чем тут холод? В обеих приполярных областях образуется стратосферный вихрь. Когда температура воздуха в вихре опускается слишком низко, образуются стратосферные облака, в которых оседают и распадаются вредные вещества, а продукты химических реакций разрушают озон.

Долго казалось, что разрушение озонового слоя — это проблема только Южного полушария, но в 2011 и 2020 годах в Арктике тоже зафиксировали сильное истончение озонового слоя. Озон разрушается весной, а в это время Солнце не поднимается высоко, так что УФ мало. Впрочем, если сильные аномалии будут возникать часто, то озоновый слой может не восстановиться до лета, а это уже опасно.

На эту тему

Проблема в том, что стратосферные вихри усиливаются из-за глобального потепления в нижних слоях атмосферы, а этот процесс пока не удалось остановить (интересно, что без Монреальского протокола климат менялся бы быстрее: разрушающие озон вещества — это мощные парниковые газы, и если бы их применяли, как раньше, то средняя глобальная температура, по некоторым оценкам, была бы выше на 0,6–1 градус).

Однако борьба с глобальным потеплением не была задачей Монреальского протокола: климат упоминается там всего один раз, в преамбуле, где сказано, что регулируемые вещества потенциально могут на него воздействовать. Задача была именно спасти озоновый слой, а это вызов другого порядка, чем замедление роста температур (и решение большинства других проблем окружающей среды).

Образец, который трудно воспроизвести

«Протокол направлен на вывод из обращения веществ. Их список небольшой, они производились в основном в развитых странах, в них же было сосредоточено потребление. Найти замену хлорфторуглеродам, особо опасным галонам и т.д. с технической и экономической точек зрения было несложно. Чтобы решить проблему истощения озонового слоя, не надо перестраивать всю экономику, а чтобы не горели пожары, были чистая вода и чистый воздух — надо», — объясняет Екатерина Близнецкая.

Социологи Брайан Гаро и Кристина Люсье смотрят на проблему шире. В статье, опубликованной в журнале Environmental Sociology, они пишут, что Монреальский протокол разрабатывался на принципах предосторожности, жесткого регулирования, всеобщей кооперации и социальной справедливости. Хотя благополучие химической промышленности тоже бралось в расчет, без этих принципов новые правила игры могли бы быть мягче. Но в середине 1980-х годов в мире происходил так называемый неолиберальный разворот: послевоенные государства всеобщего благосостояния демонтировались, регулирование ослабевало, а на передний план выдвинулись принципы свободной торговли. Стремление к выгоде победило предосторожность, а благополучие людей было подчинено краткосрочным экономическим интересам.

Гаро и Люсье показывают это на клубнике. Монреальский протокол с самого начала позволял странам попросить дополнительную отсрочку, например, если вредные вещества требовались в ингаляторах для астматиков: от них зависит здоровье и жизни. В исключительных случаях можно было применять и бромистый метил, но так, чтобы расход не превышал 30% от уровня 1990 года. В 2006 году для США на время установили лимит в 32% от уровня 1991-го — и почти вся квота досталась пролоббировавшим эту просьбу фермерам Калифорнии и Флориды, которые выращивают клубнику — продукт люксовый и не слишком важный для большинства людей.

На эту тему

По мнению Гаро и Люсье, неолиберализация разъедает международные природоохранные договоры, и даже лучшие из них со временем работают все хуже. Впрочем, в рецензии на книгу Гаро о Монреальском протоколе специалист по природоохранной политике Дэвид Дауни указывает, что экономические интересы всегда мешали защите окружающей среды, и допускает, что возможность попросить об исключениях, заложенная в договор, — это цена за то, чтобы этот договор вообще был ратифицирован и в конце концов принес пользу.

Но рассуждения Дауни тоже не внушают оптимизма. Взять Парижское соглашение по климату. Подписавшие его страны поддержали намерение остановить рост средней глобальной температуры на два градуса выше, чем было в доиндустриальную эпоху. Однако страны сами решают, на сколько им сокращать выбросы парниковых газов. Если они не выполнят эти добровольные обязательства, то их не накажут. А главное — даже если им это удастся, то, скорее всего, средняя температура вырастет больше, чем на два градуса: обязательства не слишком обременительны для экономики в краткосрочной перспективе, но их недостаточно, чтобы осуществился самый благоприятный сценарий из возможных.

Чтобы решить или хотя бы сгладить проблемы окружающей среды, нужны новые экономические стимулы. Если не придумать их самим, то ответы подскажут стихийные бедствия. Но эти подсказки никому не понравятся.

Марат Кузаев

Российский ученый объяснил возникновение озоновой дыры над Арктикой | Новости | Известия

Причины сильного истончения озонового слоя в Арктике совпадают с причинами теплой зимы в России. Такое мнение выразил в беседе с «РИА Новости» доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Института вычислительной математики РАН Евгений Володин.

По его словам, явление такого масштаба всегда связано с аномалиями в атмосфере, причем они являются глобальными. Процесс образования озоновой дыры состоит в том, что более сильный западный ветер дует в умеренных широтах на всех высотах, на поверхность земли он приносит более теплый атлантический воздух, а в стратосфере он блокирует поступление теплого воздуха в Арктику. В связи с тем, что воздух из тропиков в Арктику не проникает, она охлаждается и появляются условия для разрушения озонового слоя Земли.

Также ученый рассказал, что именно сильный и продолжительный поток атлантического воздуха является причиной сильного истончения озонового слоя и экстремально теплой российской зимы. Володин напомнил, что похожая ситуация была в 2011 году, когда можно было наблюдать теплую зиму и образование большой дыры.

Также ученый пояснил, что зима начинается в стратосфере Арктики в октябре, что совпадает с началом полярной ночи. Тогда снижается температура в стратосфере и формируется устойчивый стратосферный полярный вихрь, скорость ветра в котором иногда может превышать 100 м/с, а температура внутри него может опускаться ниже -78 градусов.

В этих условиях начинают формироваться полярные стратосферные облака, в которых начинают активизироваться соединения, разрушающие озоновый слой. В феврале-марте в Арктике наблюдалось внезапное стратосферное потепление. Володин заключил, что в связи с глобальным изменением климата возникновение аномальных озоновых дыр в Арктике увеличится незначительно.

6 апреля Европейское космическое агентство (ЕКА) сообщило, что озоновая дыра, образовавшаяся над Арктикой из-за низких температур в стратосфере закроется к середине апреля.

В 2018 году ученые сообщили, что озоновый слой Земли с 2000 года восстанавливается на 1–3% в десятилетие. Эксперты утверждают, что такими темпами в Северном полушарии озоновый слой полностью восстановится к 2030-м годам, а на всей планете — к 2060 году.

Отмечается, что такого результата удалось добиться благодаря Монреальскому протоколу, который запрещает производство озоноразрушающих соединений.

Истощение озонового слоя впервые было обнаружено в конце 1970-х годов. К началу нулевых оно остановилось, что также связывают с глобальным потеплением и увеличением концентрации углекислого газа в атмосфере.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Озоновый слой разрушается под действием. Разрушение озонового слоя, причины, последствия и мероприятия по его уменьшению. Досадное открытие ученых – озоновая дыра над Антарктидой

наступившая эра активного исследования космоса, а именно запуски космических ракет . Вещества, из которых состоит истекающая реактивная струя (за счет которой движется ракета), интенсивно разрушают озон. Таким образом, в месте запуска ракеты-носителя в озоновом слое появляется большая «дыра», которая, как выяснилось, затягивается очень долго. И с каждым годом таких «просверленных в атмосфере дырочек» становится все больше и больше. Что неизбежно ведет к истощению озонового слоя Земли.

Вторая причина разрушения озонового слоя Земли —

интенсивное развитие высотной авиации (самолеты, летающие на высоте свыше 12 км). Продукты сгорания топлива этих машин также разрушают молекулы озона, приводя к истощению озонового слоя Земли. Озоноактивными компонентами выхлопных газов являются оксиды азота и в меньшей степени оксид углерода. Учеными проанализированы пути снижения оксида азота в продуктах сгорания реактивного топлива. Однако, на сегодняшний день результаты исследований неутешительны. Снижение оксида азота, разрушающего стратосферный озон, невозможно ни путем модернизации существующих двигателей, ни переходом на «экологически чистые» виды топлива (сжиженный природный газ и сжиженный или сжатый водород). Снижение эмиссии веществ, разрушающих озоновый слой Земли, будет возможно только с созданием принципиально новых двигателей. Но до этого еще далеко…

Третья причина разрушения озонового слоя Земли —

применение в сельском хозяйстве азотных удобрений. Разлагаясь, они выделяют окислы азота, которые поднимаются в стратосферу и… разрушают молекулы озона, вызывая истощение озонового слоя Земли, конечно же.

Четвертая причина разрушения озонового слоя Земли —

широкое применение в хозяйственной деятельности человека фреонов (в качестве распылителей, в холодильной промышленности). У поверхности земли эти газы практически безвредны, так как не вступают ни в какие химические реакции. Но, оказавшись в стратосфере, фреоны под воздействием солнечного излучения вступают в фотохимические реакции, выделяя атомарный хлор. А один атом хлора, как уже было сказано выше, за время своей долгой жизни способен уничтожить до ста тысяч молекул озона. Вот такой вот один воин в поле. А количество фреонов в атмосфере растет год от года, увеличиваясь примерно на 8-9% ежегодно.

Мы рассмотрели причины разрушения озонового слоя Земли. Грустно подытожим: деятельность человека губит планету. Как раз пора перейти к следующему пункту этой статьи. Чем же нам грозит истощение озонового слоя Земли?

Последствия разрушения и истощения озонового слоя Земли.

Разрушение озонового слоя усиливает поток солнечной радиации на Землю.

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.

Но страдают не только люди. Ультрафиолетовое излучение также крайне вредно для планктона, мальков, креветок, крабов, водорослей, обитающих на поверхности океана, и других организмов биосферы.

Проблема разрушения озонового слоя была обнаружена давно, но к 1980-м годам ученые забили тревогу. Если озон значительно сократится в атмосфере, земля утратит нормальный температурный режим и перестанет охлаждаться. В результате было подписано огромное количество документов и соглашений в различных странах, чтобы сократить изготовление фреонов. Кроме того, была изобретена замена фреонам – пропан-бутан. По своим техническим параметрам это вещество имеет высокие показатели, может использоваться там, где и применяются фреоны.

Сегодня проблема разрушения озонового слоя является весьма актуальной. Несмотря на это, продолжается использование технологий с применением фреонов. В данный момент люди думают, как сократить количество выбросов фреонов, ведут поиски заменителей, чтобы сохранить и восстановить озоновый слой.

20. Кислотные дожди: причины, механизмы возникновения, влияние на растительный и животный мир, строения.

Кислотными дождями принято называть любые атмосферные осадки (дождь, снег, град), содержащие какое-либо количество кислот. Наличие кислот приводит к снижению уровня рН. Водородный показатель (рН) – величина, отображающая концентрацию ионов водорода в растворах. Чем ниже уровень рН, тем больше ионов водорода в растворе, тем более кислой является среда.

Для дождевой воды среднее значение рН равно 5,6. В случае, когда рН осадков меньше 5,6 – говорят о кислотных дождях. Соединениями, приводящими к снижению уровня рН осадков, являются оксиды серы, азота, хлористый водород и летучие органические соединения (ЛОС).

Причины кислотных дождей

Кислотные дожди по природе своего происхождения бывают двух типов: естественные (возникают в результате деятельности самой природы) и антропогенные (вызываются деятельностью человека).

Естественные кислотные дожди

Причин возникновения кислотных дождей естественным путем немного:

деятельность микроорганизмов, вулканическая деятельность, грозовые разряды, горение древесины и другой биомассы.

Антропогенные кислотные дожди

Основной причиной кислотных дождей является загрязнение атмосферы. Если лет тридцать назад в качестве глобальных причин, вызывающих появление в атмосфере соединений, «окисляющих» дождь, назывались промышленные предприятия и тепловые электростанции, то сегодня этот список дополнился автомобильным транспортом.

Теплоэлектростанции и металлургические предприятия «дарят» природе около 255 млн. тонн оксидов серы и азота.

Твердотопливные ракеты также внесли и вносят немалый вклад: запуск одного комплекса «Шаттл» приводит к выбросу в атмосферу более 200 тонн хлористого водорода, около 90 тонн оксидов азота.

Антропогенными источниками оксидов серы являются предприятия, производящие серную кислоту и перерабатывающие нефть.

Выхлопные газы автомобильного транспорта – 40% оксидов азота, попадающего в атмосферу.

Основным источником ЛОС в атмосфере, конечно, являются химические производства, нефтехранилища, бензозаправки и бензоколонки, а также различные растворители, применяемые как в промышленности, так и в быту.

Итоговый результат следующий: человеческая деятельность поставляет в атмосферу более 60% соединений серы, около 40-50% соединений азота и 100% летучих органических соединений.

Оксиды, попадая в атмосферу, реагируют с молекулами воды, образуя кислоты. Оксиды серы, попадая в воздух, образуют серную кислоту, оксиды азота – азотную. Следует учитывать и такой факт, что в атмосфере над крупными городами всегда содержатся частицы железа и марганца, выступающие катализаторами реакций. Поскольку в природе существует круговорот воды, то вода в виде осадков рано или поздно попадает на землю. Вместе с водой попадает и кислота.

Последствия кислотных дождей

Окисление водных ресурсов. Наиболее чувствительными оказываются реки и озера. Происходит гибель рыб. Несмотря на то, что некоторые виды рыб могут выдерживать незначительное подкисление воды, они тоже погибают из-за утраты кормовых ресурсов. В тех озерах, где уровень рН менее 5,1, не было поймано ни одной рыбы. Объясняется это не только тем, что погибают взрослые экземпляры рыб – при рН равном 5,0, большинство не может вывести мальков из икринок, в результате происходит сокращение числового и видового состава популяций рыб.

Вредное воздействие на растительность. Кислотные дожди действуют на растительный покров прямо и косвенно. Прямое воздействие происходит в высокогорных районах, где кроны деревьев оказываются в прямом смысле погруженными в кислотные облака. Излишне кислая вода разрушает листья и ослабляет растения. Косвенное воздействие происходит за счет снижения уровня питательных веществ в почве и, как следствие, увеличение доли токсичных веществ.

Разрушение творений рук человека. Фасады зданий, памятники культуры и архитектуры, трубопроводы, машины – все подвергается воздействию кислотных дождей. Было проведено много исследований, и все они говорят об одном: за последние три десятилетия процесс воздействия кислотных дождей значительно вырос. В результате под угрозой оказываются не только мраморные скульптуры, витражные стекла старинных зданий, но и изделия из кожи и бумаги, имеющие историческую ценность.

Здоровье человека. Сами по себе кислотные дожди не оказывают непосредственного воздействия на здоровье человека – попав под такой дождь или поплавав в водоеме с подкисленной водой, человек ничем не рискует. Угрозу для здоровья представляют соединения, которые образуются в атмосфере из-за попадания в нее оксидов серы и азота. Образующиеся сульфаты переносятся воздушными потоками на значительные расстояния, вдыхаются многими людьми, и, как показывают исследования, провоцируют развитие бронхитов и астмы. Другим моментом является то, что человек питается дарами природы, гарантировать нормальный состав продуктов питания могут не все поставщики.

21. Смоги: виды, механизм образования

Смог – это смесь дыма, тумана и некоторых загрязняющих веществ.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

ГОУ ВПО «Сибирский государственный аэрокосмический университет

имени академика М.Ф. Решетнева»

По курсу: «Экология»

На тему: «Разрушение озонового слоя. Методы борьбы»

Выполнил: студент гр. ИУЗУ -04

Федоров А.В.

Железногорск 2014 г.

Введение

Роль озона и озонового экрана для жизни нашей планеты

Экологические проблемы атмосферы

1 Уменьшение озонового слоя и факторы, влияющие на него

2 Озоноразрушающие вещества и механизм их действия

3 Производство озоноразрушающих веществ в России

4 «Озоновые дыры»

Влияние уменьшения озонового слоя на жизнь на Земле

Как можно помочь своей планете

1 Принимаемые меры по защите озонового слоя

2 Проекты восстановления озонового слоя

Роль ионизаторов в жизни человека

Заключение

Список литературы

Введение

В ХХ веке появились признаки изменения климата. На Земле стало теплее. Последнее столетие было самым тёплым из тысячелетия. С чем это связано? К каким последствиям это может привести? Нас давно интересуют проблемы окружающей среды. О проблемах атмосферы, о роли озона и озонового экрана в конце прошлого века много писали и спорили в научных кругах, это широко освещалось в прессе. Поэтому, мы имели об этом представление. Но в процессе работы над темой «Проблемы атмосферы: озон» мы несколько изменили наше мнение о проблеме атмосферы и состоянии озонового слоя Земли. Человек ли и его влияние стали главными в появлении этой проблемы? Тема эта актуальна и важна сегодня, как и раньше.

Цель: Изучение проблем озонового слоя;

Задачи: Выяснить влияние деятельности человека на изменение климата планеты;

Гипотеза: Человек лишь отчасти виновен в появлении этой проблемы;

Объект исследования: Озоновый слой;

Предмет исследования: Озоновый слой как условие жизни на Земле и разрушающие его факторы.

Работая над темой, мы изучали и анализировали литературу: учебники, журнальные статьи, справочники и аналитический ежегодник « Россия в окружающем мире». Выполняя эту работу, мы хотели выразить своё видение этой проблемы, её возможные последствия для окружающей среды и возможности человека повлиять на решение этой проблемы.

1. Роль озона и озонового экрана для жизни нашей планеты

Озон — трёхатомный кислород (О3), газ довольно редкого интенсивного синего цвета, при низких температурах (-112о С) превращается в темно-синюю жидкость, а при более низком охлаждении образует темно — фиолетовые кристаллы. Озон чрезвычайно ядовит (даже больше, чем угарный газ), предельно допустимая концентрация его в воздухе 0.00001 %. Отчасти голубой цвет атмосферы Земли обязан озону. Озон присутствует в атмосфере над Землёй от 15 до 50км, очень в незначительной концентрации — даже до высоты 70 км. Максимальная его концентрация находится на высоте около 40 км над поверхностью Земли.

Озоновая среда — агрессивная среда, коррозирующая железо, разъедающая органические соединения, является дезинфицирующим раствором (в жидкостях).

Большая часть озона образуется в верхних слоях атмосферы под действием ультрафиолетового излучения. Его концентрация зависит от интенсивности ультрафиолетового излучения Солнца в различных длинах волн. Ультрафиолетовое излучение Солнца с длиной волны менее 230 нм приводит к увеличению озона. Возрастание излучения в волнах с большей длиной вызывает повышение температуры и, наоборот, разрушает озон.

Ультрафиолет разбивает на атомы молекулы обыкновенного кислорода, и эти свободные атомы присоединяются к молекулам кислорода, образуя полезный озон в несколько миллиметров на высоте от 19 до 40 км над поверхностью Земли. Немного озона проникает с потоками воздуха в нижние слои атмосферы.

Об озоновом слое атмосферы учёные узнали в 70 — е годы ХХ столетия. Наряду с видимым светом, Солнце излучает ультрафиолетовые волны. Особую опасность представляет коротковолновая часть жёсткого ультрафиолетового излучения. Всё живое на Земле защищено от агрессивного воздействия ультрафиолетового излучения, обладающего высокой биологической активностью, т.к. свыше 90% его поглощается озоновым слоем, так называемым озоновым экраном. (По материалам «Cправочника по охране геологической среды»)

Озоновый экран — слой атмосферы, близко совпадающий со стратосферой, лежащий между 7-8 км (на полюсах) и 17-18км (на экваторе) и 50 км над поверхностью планеты и отличающийся повышенной концентрацией озона, отражающий жёсткое коротковолновое /ультрафиолетовое/ космическое излучение, опасное для живых организмов. Основная масса озона находиться в стратосфере. Толщина стратосферного озонового слоя, приведенная к нормальным условиям давления атмосферы (101.3 Мпа) и температуры (0о С) на поверхности Земли, составляет около 3 мм. Но реальное количество озона зависит от времени года, от широты, долготы и многого другого. Этот слой защищает людей и живую природу так же и от мягкого рентгеновского излучения. Благодаря озону стало возможно возникновение на Земле жизни и её последующая эволюция. Озон сильно поглощает солнечную радиацию в различных участках спектра, но особенно интенсивно — в ультрафиолетовой части (с длиной волн менее 400 нм), а с большей длиной волн (более 1140 нм) — значительно меньше.

Озон, образуемый близко от поверхности Земли, называют вредным. В приземных слоях озон образуется под действием случайных факторов. Он возникает во время грозы, при ударе молнии, работе рентгеновского оборудования, его запах можно ощутить возле работающей копировальной техники. В загрязнённом оксидами озона воздухе под действием солнечных лучей образуется озон, способствующий образованию опасного явления, называемого фотохимическим смогом. Когда лучи света реагируют с веществами, содержащимися в выхлопных газах и промышленных дымах, тоже образуется озон. Жарким туманным днём в загазованной местности уровень озона может достигнуть угрожающих величин. Дыхание озоном очень опасно, так как он разрушает лёгкие. Пешеходы, вдыхающие большое количество озона, задыхаются и ощущают боль в груди. Деревья и кусты, растущие у загазованных магистралей, при высоких концентрациях озона перестают нормально расти.

К счастью, природа наградила человека обонянием. Концентрация 0.05 мг\л, которая намного меньше предельно допустимой концентрации, прекрасно ощущается человеком, и он может почувствовать опасность. Запах озона — это запах кварцевой лампы.

Но если озон находится на большой высоте, то он очень даже полезен для здоровья. Озон поглощает ультрафиолетовые лучи. До поверхности земли доходит всего 47% солнечной радиации, около 13% солнечной энергии поглощает озоновый слой в стратосфере, остальное поглощают облака (по материалам справочной и учебной литературы).

озон ионизатор экологический атмосфера

2. Экологические проблемы атмосферы

1 Уменьшение озонового слоя и факторы, влияющие на него

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.

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.

2 Озоноразрушающие вещества и механизм их действия

Впервые фреоны начали применять в 20-х годах прошлого века. Фреоны — инертные, негорючие, несложные в производстве вещества, получили широкое распространение в аэрозолях как растворители, их используют в огнетушителях, при эксплуатации холодильного оборудования в качестве охлаждающих жидкостей, при изготовлении одноразовой посуды из полистирола и упаковок для фасовки и хранения продуктов.

3 Производство озоноразрушающих веществ в России

Механизм действия фреонов таков: попадая в верхние слои атмосферы, они преображаются. Молекулярные связи разрушаются. В результате выделяется хлор, который при соединении с озоном разрушает его:

О3 + Cl2 O2 + O + Cl2

Одной молекулы хлора хватает, чтобы разрушить десятки тысяч молекул озона и тем самым уменьшить его количество в атмосфере. В мире ежегодно производится более миллиона тонн фреонов. Фреоны летучи и поднимаются в стратосферу. Озон вступает в активные фотохимические реакции с фреонами, оксидами азота. Фреоны разлагаются, высвобождая атомарный хлор, который разрушает озоновый слой. В месте такого взаимодействия озоновый слой исчезает.

Темпы загрязнения атмосферы некоторыми озоноразрушающими веществами начали замедляться. К 2030г их производство должно быть полностью прекращено. За последние 15 лет количество фреоновых выбросов резко сократилось: с 1,1 млн. тонн до 160 тыс. тонн на сегодняшний день. Фреоны очень медленно выводятся из атмосферы и живут в ней десятки лет, (а некоторые — и 139 лет!) /по материалам аналитического ежегодника «Россия в окружающем мире»/

4 «Озоновые дыры»

В «озоновой дыре» содержание озона меньше, чем в самом экране. Здесь содержание этого газа ниже нормы на 30 — 50 %. Защитные свойства этого озонового слоя уменьшаются. Более 2000 лет общее количество озона менялось незначительно. Об этом свидетельствует реконструкция газового состава атмосферы, сделанная по результатам анализа пузырьков воздуха из Антарктических ледовых кернов.

В 1974 г американские учёные Ш. Роуланд, М. Молина обнаружили, что озоновый слой Земли разрушается под воздействием хлора, который содержится в фреонах. С этих пор научный мир раскололся на две части. Одни полагают, что колебания в толщине озонового слоя вполне закономерны и регулируются вполне закономерными, естественными природными процессами; другие считают, что в озоновых страданиях виноваты люди с их техническим воздействием на окружающую среду.

В 1995 году ученые Роуланд, Молина и немецкий ученый П. Крутцен были удостоены Нобелевской премии за исследования в области образования и распада озона в земной а атмосфере. Концентрация озона обычно повышена в полярных и приполярных областях. Исследуя концентрацию озона в атмосфере с помощью спутниковых наблюдений, ученые обратили внимание, что общее содержание стратосферного озона каждой весной уменьшается: в 1986 — 1991г.г. его количество над Антарктидой было на 30 — 40% ниже, чем в 19967 -1971 г.г., а в1993 году общее содержание стратосферного озона уменьшилось на 60%, и 1987 — 1994 г. г. его малое количество оказалось рекордным: почти в четыре раза меньше нормы. В 1994г в течение шести весенних недель над Антарктидой озон полностью исчез в нижних слоях стратосферы.

Так значительное истощение озона каждой весной было установлено сначала над Антарктидой, а затем над Арктикой. Площадь каждой дыры составляет около 10 млн. км2. В настоящее время выяснено, как образуется антарктическая озоновая дыра: это происходит в результате сочетания многих процессов в атмосфере Антарктики. Решающую роль здесь играют фреоны, доставляющие хлор и его окислы, и так называемые полярные стратосферные облака, образующиеся в период полярной ночи в очень холодной стратосфере. Таким образом, если выбросы фреонов будут продолжаться, можно ожидать расширения «дыр» над полюсами.

Размеры озоновой дыры, также как и содержание озона в ней, может меняться в значительных пределах. Когда меняется направление господствующих ветров, озоновая дыра заполняется молекулами озона из рядом расположенных участков атмосферы, при этом количества озона в соседних участках снижается. Дыры могут даже перемещаться. Например, зимой 1992 г слой озона над Европой и Канадой стал на 20% тоньше.

Сейчас в мире работает более 120 озонометрических станций, 40 из них — на территории России. Измерение общего содержания озона с Земли обычно производятся с помощью спектрофотометра Добсона. Точность таких измерений составляет +1-3%. В России для измерения общего содержания озона чаще используют фильтровые озонометры, точность их измерений несколько ниже. Распределение озона в атмосфере изучают и с помощью приборов, установленных на спутниках (в России -спутник « Метеор», в США — спутник « Нимбус»).

Озоновая дыра образуется над теми территориями, где сосредоточены предприятия, производящие озоноразрушающие вещества. В 70-80-х гг снижение концентрации озона над территорией России было эпизодическим. Но со 2-ой половины 90-х гг в зимнее время это явление стало наблюдаться над обширными районами России уже регулярно. Озоновые дыры в последние годы образуются над Сибирью и Европой, что ведёт к увеличению заболеваемости раком кожи у людей и другими заболеваниями. Это непременно отразится также и на других обитателях планеты (по материалам сайта www.nature.ru).

3. Влияние уменьшения озонового слоя на жизнь на Земле

Уменьшение содержания озона в верхних слоях атмосферы всего на 1% в масштабах планеты вызывает увеличение заболеваемости раком кожи на 3-6 % у людей и животных, до 150 тысяч случаев катаракты, так как на 2% увеличивается проницаемость атмосферы для ультрафиолетовых лучей. Ультрафиолетовые лучи, кроме того, оказывают повреждающее действие на иммунную систему организма, делая его более восприимчивым к инфекционным заболеваниям, (например, к малярии). Ультрафиолетовые лучи разрушают и клетки растений — от деревьев до злаков, снижают скорость роста фитопланктона, ускоряют вымирание животных морских и океанических форм жизни из-за уменьшения количества растительной пищи. Прорыв через озоновую дыру солнечных рентгено- и ультрафиолетовых лучей, энергия фотонов которых превышает энергию лучей видимого спектра в 50 — 100 раз, увеличивает число лесных пожаров.

4. Как можно помочь своей планете

1 Принимаемые меры по защите озонового слоя

Международное сообщество, озабоченное этой тенденцией, уже ввело ограничения на выброс фреонов. В 1985 г в Вене (Австрия) была принята Венская конвенция об охране озонового слоя Земли. Основными положениями этой конвенции стали:

сотрудничество в области исследования веществ и процессов, которые влияют на изменения в озоновом слое;

создание альтернативных веществ и технологий;

наблюдение за озоновым слоем;

сотрудничество в области разработки и применения мер, контролирующих деятельность, приводящих к неблагоприятным воздействиям в озоновом слое;

сотрудничество в разработке и передаче технологий и научных знаний.

В 1987 г правительство 56 стран (в том числе и СССР), подписали Монреальский протокол, по которому производство фторхлоруглеродов должно уменьшиться вдвое уже к началу ХХI века. Более поздние соглашения — 1990г в Лондоне, 1992г — в Копенгагене, содержат призыв полностью прекратить производство этих веществ.

Легче всего было решить проблему замены фреонов на другие вещества в аэрозолях — их заменяют на углеводордные пропелелленты типа пропана или бутана. В Росcии аэрозоли с углеводородным пропеллентом с 1994г выпускает АО « Хитон» в Казани.

Внедрение озонобезопасных веществ вызывает наибольшие трудности в производстве холодильной техники. Новые, не разрушающие озон, хладагенты уже существуют, такие как хладоны R-134А, R-404A, R-407C, R-507 и некоторые другие. Их изготавливают, правда, не в России. Они очень дороги. Производители новых хладонов не скрывают, что на смену этим новым хладонам придут другие, ещё лучшие (одним из ведущих производителей их является американская корпораця «Дюпон»). Существующие сегодня новые хладоны долго не задержатся на рынке.

Фактически взят курс на замену хладагента каждые 5-6 лет (а вместе с этим масла, запчастей, если не всего оборудования). То, что стало нормой на Западе в бытовой технике, переносится на промышленный холод. Какой потребитель это выдержит? Тем более в России и на просторах СНГ. Всё это связано с огромными затратами. Экономические трудности здесь велики, поэтому в холодильном оборудовании до сих пор в основном используются фреоны. Только в России для разовой заправки всего холодильного оборудования потребовалось бы 30-35 тыс.тонн фреонов. Ежегодное его количество для дозаправки составляет 4,5 тыс тонн.

Фреоновый кризис заставил разрабатывать новые перспективные способы получения холода. Компрессорные холодильные машины доживают последние десятилетия. Скорее всего, основным источником холода в промышленных холодильных установках станут идущие с поглощением тепла эндотермические химические реакции. Согласно теоретическим оценкам, энергетическая эффективность таких охладителей ожидается в 1,5 — 2 раза выше, чем у компрессорных систем (по материалам книги Киселёва В.Н. «Основы экологии» и аналитического ежегодника «Россия в окружающем мире»)

2 Проекты восстановления озонового слоя

По материалам сайта www.natura.ru, по расчётам физиков, очистить атмосферу от фреонов можно всего за год, имея в качестве источника энергии один энергоблок атомной электростанции мощностью в 10 гВт. Известно, что солнце производит в секунду 5-6 т озона, но разрушение идёт быстрее. Для восстановления озонового слоя его нужно постоянно подпитывать. Одним из первых проектов лечения нашей планеты был, но так и остался неосуществлённым, такой проект: на земле должно было быть создано несколько « озоновых» фабрик, а грузовые самолёты должны были «забрасывать» озон в верхние слои атмосферы.

В настоящее время есть и другие проекты: получать искусственно озон в стратосфере. Для этого на орбиту Земли нужно вывести 20 — 30 спутников, оснащённые лазерами. Каждый спутник представляет собой космическую платформу весом 80 — 100т, несущую солнечный конвектор — «тепловую ловушку», накапливающую солнечную энергию и преобразующую тепло в электричество. Лазерные лучи должны « раскачать» молекулы озона, а дальше, с помощью Солнца, процесс пойдёт своим ходом. Идея этого проекта состоит в том, чтобы создать 20 тысяч тонн озона и поддерживать это число до тех пор, пока люди не придумают что-либо лучшее.

Из уже действующих программ защиты озона можно назвать российско — американский проект « Метеор 3 — ТОМС». Ещё один путь предлагает российский консорциум « Интерозон»: производить озон непосредственно в атмосфере. В скором времени совместно с немецкой фирмой « Даза» планируется поднять на высоту 15 км аэростаты с инфракрасными лазерами, с помощью которых получать озон из двухатомного кислорода. С помощью МКС возможно создать на высоте около 400км несколько космических платформ с источниками энергии и лазерами. Лучи лазеров будут направлены в центральную часть озонового слоя и станут постоянно подпитывать его. Источником энергии в этом проекте могут быть солнечные батареи. Космонавты на этих платформах нужны были бы лишь для их периодических осмотров и ремонта. Да, для восстановления озонового слоя проекты существуют, но все они требуют огромных финансовых затрат, и будут ли они осуществлены, покажет время (из книги Яншина А.Д. «Научные проблемы охраны природы и экологии»).

5. Роль ионизаторов в жизни человека

Ионы воздуха бывают положительными и отрицательными. Процесс образования заряда на молекуле называется ионизацией, а заряженная молекула — ионом или аэроионом. Если ионизированная молекула осела на частице или пылинке, то такой ион называется тяжелым.

Тяжелые ионы вредны для здоровья человека, а легкие, особенно отрицательные, обладают благоприятным и целительным действием. Отрицательные аэроионы снимают утомляемость, усталость, сокращают заболевания, усиливают иммунитет. В горном воздухе число аэроионов обоих зарядов доходит до 800-1000 штук на кубический сантиметр. А на некоторых курортах их число поднимается до нескольких тысяч. В воздухе городов число легких ионов может упасть до 50-100, а тяжелых возрасти до десятков тысяч на кубический сантиметр.

Сделать воздух «живым» — это значит создать в воздухе ионы кислорода в такой концентрации, какая существует в воздухе горных курортов. Это призваны делать ионизаторы воздуха.

Ионизаторы воздуха предназначены для создания в помещении отрицательных аэроионов. Производители ионизаторов так обеспокоены напряжением на электродах своих аппаратов. Почему? Ответ прост! Потому, что чем выше напряжение, тем больше дальность распространения аэроионов. Это известно всем изготовителям и даже многим потребителям. Но инженерам, которые разрабатывают данные аппараты, также известно, что предельно допустимая напряженность (ПДН) электромагнитного поля должна быть не более 25 кВ/м.

По сей день, большое распространение получили ионизаторы с напряжением 50кВ; 30кВ; 25кВ.

Если напряжение на электроде ионизатора 50кВ, то чтобы узнать, на каком расстоянии должен находиться человек, необходимо провести несложные вычисления. Разделив напряжение на электроде на ПДН, получим 2 метра (50:25=2). Значит, к данному аппарату нельзя приближаться во время его работы ближе, чем на 2 метра.

Например, ионизатор Мальм-аэрон просчитаем так: 10: 625 = 0.4м

Самые мощные медицинские учреждения страны провели клиническую апробацию современных Люстр Чижевского (ионизаторов) и подтвердили уникальный эффект аэроионотерапии при лечении астмы. Это НИИ им. Склифосовского, Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН и некоторые другие.

Каждому пятому ребенку в Москве ставится диагноз бронхиальная астма. Среди взрослых этой болезнью страдают около 14%. И положение ухудшается. После курса аэронотерапии у 50% пациентов приступы прекращаются на срок до пяти лет. Еще у 40% достигается значительное улучшение, приступы купируются в среднем на год.

Причем улучшение наступает часто уже после 4-5 сеансов вдыхания аэроионов, а приступ прекращается через 3-5 минут после включения ионизатора.

Клинические испытания показали, что в 90% случаев аэроионотерапия полностью и надолго избавляет от проявления бронхиальной астмы, позволяя отказаться от гормональных препаратов. Кроме того, значительно повышает устойчивость организма к аллергенам. Такое эффективное действие ионизатора обусловлено, во-первых, тем, что он очищает воздух от пыли, микробов и аллергенов, и во-вторых, насыщает его целебными аэроионами кислорода.

Испытания в лаборатории бактериологии НИИ СП им. Склифосовского подтвердили, что через 30 минут работы прибора микробная обсемененность воздуха уменьшается в 5 раз. Во столько же раз уменьшается содержание в воздухе пыли и любых аллергенов. Последнее является просто спасением для тех, кто реагирует на домашнюю пыль или пыльцу

Заключение

Во всём мире уже затрачены миллиарды долларов только на то, чтобы не дать озоновому слою прохудиться окончательно. Учёные подсчитали, что даже если будут приняты меры и прекратится всякая человеческая деятельность, разрушающая озоновый слой, то на восстановление его в полном объёме потребуется 100-200 лет.

Многие учёные по — прежнему продолжают считать, что разговоры об «озоновых дырах» — буря в чашке воды. И, возможно, затеяна она несколькими западными компаниями, которые имеют свой очень немалый экономический интерес в этой проблеме. Мы тоже задумались, а только ли человек виноват в уменьшении озонового слоя? Наверное, нет. Возможно, и не фреоны — главные виновники разрушения озона. Российские исследователи с геологического факультета МГУ связывают появление озоновых дыр с выбросами водорода и метана из глубинных океанических разломов, по сравнению с которыми любые человеческие холодильники выглядят жалко. Важны все факторы. Катастрофические извержения вулканов с громадными выбросами загрязняющих веществ в атмосферу, океанические разломы, вызывающие мощные цунами и тайфуны, землетрясения с разломами земной коры вызывают мощные выбросы газов и пыли в атмосферу. На эти факторы человек повлиять не может. Возможно, они имеют гораздо большее значение в нарушении озонового слоя планеты, чем влияние человека. Ведь вулканы извергались всегда и в составе выбросов тоже присутствуют производные фтора и хлора. Камчатские вулканы и вулканы в Индонезии выбрасывают в атмосферу природные газы, сходные по составу с фреоном-11 и фреоном-12. Озоновый слой Земли реставрируется теми же солнечными лучами, которые его и создают. Ничего необратимого не происходит. Главное здесь — периодические колебания. Об этом убедительно говорят спутниковые наблюдения.

Люди знают, что за полным исчезновением озона из атмосферы последует катастрофа: непременная гибель всего живого, включая и человека. Но этого не должно произойти. Мы верим, что человек поможет нашей планете не болеть. Сегодня люди думают и принимают меры, чтобы уменьшить своё отрицательное влияние на изменения в атмосфере и разрушении озонового слоя.

Список литературы

Кароль. И.И., Киселёв А.А. Кто или что разрушает озоновый слой Земли?// Экология и жизнь.- 1998.- № 3 — с.30-33

Киселёв В.Н. Основы экологии — Минск: Унiверсiтэцкае, 1998. — 143-146.

Снакин В. Экология и охрана природы. Словарь — справочник. — Под ред. академика Яншина А.Л.- М.: Akademia. 2000.- 362-363.

Яншин А.Д. Научные проблемы охраны природы и экологии // Экология и жизнь.-1999.-№ 3 -с.8-9.

Россия в окружающем мире. Аналитический ежегодник. Руководитель проекта: Марфенин Н.Н. Под общ. ред.: Моисеева Н.Н., Степанова С.А. — М.: МНЭПУ, 1998.- 67-81

Справочник по охране геологической среды. Т.1./ Г.В. Войткевич, И.В. Голиков и др./ Под ред. Войткевича Г.В. — Ростов-на -Дону: Феникс,1996.

Солнца молекулярный кислород) диссоциирует на атомы, которые затем соединяются с другими молекулами О2, образуя озон (О3). Относительно высокая концентрация озона (около 8 мл/м³) поглощает опасные ультрафиолетовые лучи и защищает всё живущее на суше от губительного излучения

Этапы разрушения озонового слоя:

1) Эмиссии : в результате деятельности человека, а также в результате природных процессов на Земле эмитируются (высвобождаются) газы, содержащие галогены (бром и хлор), т.е. вещества, разрушающие озоновый слой.

2) Аккумулирование (эмитированные газы, содержащие галогены, аккумулируются (накапливаются) в нижних атмосферных слоях, и под воздействием ветра, а также потоков воздуха перемещаются в регионы, которые не находятся в прямой близости с источниками такой эмиссии газов).

3) Перемещение (аккумулированные газы, содержащие галогены, с помощью потоков воздуха перемещаются в стратосферу).

4) Преобразование (бóльшая часть газов, содержащих галогены, под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца в стратосфере преобразуется в легко реагирующие галогенные газы, в результате чего в полярных регионах Земного шара разрушение озонового слоя происходит сравнительно активнее).

5) Химические реакции (легко реагирующие галогенные газы вызывают разрушение озона стратосферы; фактор, способствующий реакциям — полярные стратосферные облака).

6) Удаление (под воздействием воздушных потоков легко реагирующие галогенные газы возвращаются в тропосферу , где из-за присутствующей в облаках влажности и дождей разделяются, и таким образом из атмосферы полностью удаляются).

Причины разрушения ОС:

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, 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 — окислы азота . Их выбрасывают те же самолеты, но больше всего их выделяется с поверхности почвы, особенно при разложении азотных удобрений.

Последствия:

Это негативно сказывается не только на всех живых существах : людях, животных, растениях, тропических лесах, но и на предметах. Например, если озоновый слой станет слишком тонким, резина, используемая в хозяйстве, прослужит намного меньше. Водные организмы, обитающие в верхних слоях воды, прекратят свое существование. Окончательно погибнет фауна амазоских джунглей с питонами и попугаями. Рыбные уловы и сельскохозяйственные урожаи значительно уменьшатся. Несомненно, разрушение озонового слоя отразится и на людях. Человечество станет болеть в два раза больше, потому что иммунитет значительно ослабнет. Вероятность заболевания раком кожи и катарактой увеличится.

Ученые предполагают , что уменьшение озонового слоя на 1% приведет к активному распространению болезней. Например, случаи заболевания раком кожи увеличатся на 10 тысяч раз, а катарактой глаз — на 100 тысяч. Склонность человека к заболеваниям дыхательных путей и легких будет стремительно расти.

Учеными ведутся поиски путей восстановления озонового слоя . Вначале для этой цели предлагалось создание фабрик по производству озона, после чего доставлять оный на самолетах в атмосферу . Другим вариантом является создание аэростатов оснащенных лазерами, имеющих питание от солнечных батарей, которые будут использовать кислород для создания озона. Наиболее же реальным выходом из этой ситуации является сокращение вырубки лесов, и увеличением зеленых насаждений.

Озон – это разновидность кислорода, которая находится в стратосфере, примерно на уровне 12-50 километров от земли. Наибольшая концентрация этого вещества есть на расстоянии приблизительно 23 километров от поверхности. Озон был обнаружен в 1873 году немецким ученым Шенбейном. В последующем данную модификацию кислорода находили в приземных и в верхних слоях атмосферы. В целом озон состоит из трехатомных молекул оксигена. В нормальных условиях это газ голубого цвета, имеющий характерный аромат. При разных факторах озон превращается в жидкость цвета индиго. Когда он становится твердым, приобретает темно-синий оттенок.

Ценность озонового слоя заключается в том, что он выступает своеобразным фильтром, поглощает некоторое количество ультрафиолетовых лучей. Он защищает биосферу и людей от прямого солнечного излучения.

Причины истощения озонового слоя

Много веков люди не подозревали о существовании озона, но их деятельность пагубно повлияла на состояние атмосферы. В данный момент ученые говорят о такой проблеме, как озоновые дыры. Истощение модификации кислорода происходит по множеству причин:

  • запуск ракет и спутников в космос;
  • функционирование авиатранспорта на высоте 12-16 километров;
  • выбросы фреонов в воздух.

Основные разрушители озонового слоя

Самыми большими врагами слоя модификации кислорода являются соединения водорода и хлор. Это происходит из-за разложения фреонов, которые используются в качестве распылителей. При определенной температуре они способны закипать и увеличиваться в объеме, что актуально для изготовления различных аэрозолей. Весьма часто фреоны применяются для морозильного оборудования, холодильников и охладительных агрегатов. Когда фреоны поднимаются в воздух, в атмосферных условиях происходит отщепление хлора, который в свою очередь превращают озон в кислород.

Проблема разрушения озонового слоя была обнаружена давно, но к 1980-м годам ученые забили тревогу. Если озон значительно сократится в атмосфере, земля утратит нормальный температурный режим и перестанет охлаждаться. В результате было подписано огромное количество документов и соглашений в различных странах, чтобы сократить изготовление фреонов. Кроме того, была изобретена замена фреонам – пропан-бутан. По своим техническим параметрам это вещество имеет высокие показатели, может использоваться там, где и применяются фреоны.

Сегодня проблема разрушения озонового слоя является весьма актуальной. Несмотря на это, продолжается использование технологий с применением фреонов. В данный момент люди думают, как сократить количество выбросов фреонов, ведут поиски заменителей, чтобы сохранить и восстановить озоновый слой.

Методы борьбы

Начиная с 1985 года, принимались меры по защите озонового слоя. Первым шагом стало введение ограничений на выброс фреонов. Далее правительство утвердило Венскую конвенцию, положения которой были направлены на охрану озонового слоя и состояли из следующих пунктов:

  • представители разных стран приняли соглашение о сотрудничестве касательно исследования процессов и веществ, влияющих на озоновый слой и провоцирующих его изменения;
  • систематические наблюдения за состоянием озонового слоя;
  • создание технологий и уникальных веществ, помогающих минимизировать наносимый ущерб;
  • сотрудничество в разных областях разработки мер и их применения, а также контроль деятельности, провоцирующей появление озоновых дыр;
  • передача технологий и полученных знаний.

На протяжении последних десятилетий были подписаны протокола, согласно которым производство фторхлоруглеродов должно быть уменьшено, а в некоторых случаях и вовсе прекращено.

Наиболее проблематично было применять озонобезопасные средства в производстве холодильной техники. В этот период наступил настоящий «фреоновый кризис». Кроме того, разработки требовали значительных денежных вложений, что не могло не огорчать предпринимателей. К счастью, решение было найдено и производители вместо фреонов стали использовать другие вещества в аэрозолях (углеводородный пропелеллент типа бутана или пропана). Сегодня же распространено применение установок, способных использовать эндотермические химические реакции, поглощающие тепло.

Также очистить атмосферу от содержания фреонов (как утверждают физики) можно с помощью энергоблока АЭС, мощность которого должна быть не меньше 10 гВт. Данная конструкция послужит отличным источником энергии. Ведь известно, что Солнце способно произвести около 5-6 т озона всего за одну секунду. Увеличивая данный показатель с помощью энергоблоков, можно достичь баланса между разрушением и производством озона.

Многие ученые считают целесообразным создание «озоновой фабрики», которая позволит улучшить состояние озонового слоя.

Помимо этого проекта, существует множество других, среди которых получение озона искусственно стратосфере или производство озона в атмосфере. Главным недостатком всех идей и предложений является их высокая стоимость. Большие финансовые потери отодвигают проекты на дальний план и некоторые из них так и остаются не реализованными.

Пятиминутное видео о защите озонового слоя

Каждый школьник знает, что солнечный ультрафиолетовый луч является источником жизни на Земле. Однако избыток УФ-излучения может стать губительным для всех обитателей планеты.

Баланс между пользой и вредом ультрафиолета возможен исключительно за счёт озонового слоя Земли, который находится в её стратосфере на высоте 12-50 км. Наиболее плотный его пласт расположен на высоте 25 км. Благодаря сложному устройству пятого океана, на землю проникает дозированное количество УФ-излучения. Толщина озонового слоя в общем объёме атмосферы ничтожно мала, но его биолого-экологическая роль бесценна.

Как образуется озон?

Озон – производная кислорода. Находясь в стратосфере, молекула последнего попадает под химическое воздействие УФ-лучей и распадается на свободные атомы. Они, в свою очередь, имеют способность вступать в соединение с его другими молекулами. Такое взаимодействие атомов и молекул кислорода при наличии третьего тела приводит к возникновению нового вещества – озона.

Находясь в стратосфере, он стоит на страже теплового режима Земли и здоровья её обитателей, поглощая излишний ультрафиолет. Попадая в атмосферу нижних слоёв в большом количестве, он является вредоносным для тканей и дыхательных путей человека. Однако образоваться в тропосфере этот газ может в основном при помощи грозовых разрядов, что бывает не так часто.

Неприятное открытие

Разрушение озонового слоя стало предметом для обсуждения учёных всего мира ещё в конце 60-х годов. Тогда экологами начала подниматься проблема извержения в атмосферу реактивными двигателями ракет и самолётов продуктов сгорания в виде водяного пара и оксидов азота.

Тревогу вызвала способность оксида азота, который выбрасывается воздушным транспортом на высоте 25 км, как раз в области распространения щита Земли, уничтожать озон. В 1985-м Британская служба в Антарктике зафиксировала факт уменьшения содержания этого газа в атмосферных слоях на 40 % над станцией под названием «Халли Бей». Эти показатели были опубликованы экологами на основании многолетних исследований, проведённых с 1977 по 1984 гг.

Вслед за британскими учёными эта проблема была освещена группой исследователей из других стран. Они очертили зону пониженного содержания озона уже в более значительной части стратосферы, за границами Антарктиды. В связи с этими событиями стала подниматься проблема озоновых «дыр». Почему «дыр»? Потому что вскоре ещё одна была выявлена спутником Земли уже в зоне Арктики. Правда, она была меньше по размеру, а утечка озона составляла только около 9%.

Позднее выяснилось, что брешь может менять своё место расположения. Так, изучая атмосферу над Австралией, исследователи заметили перманентное возникновение озоновой дыры, вызывающее во время своего появления вспышку такого онкологического заболевания, как рак кожи. В целом принято считать, что с 1979 по 1990 гг. содержание этого газа в атмосфере Земли снизилось приблизительно на 5%.

Чтобы лучше представить себе озоновый щит, его обычно мысленно сжимают до плотности воды и накрывают им землю. Толщина покрова составляет 3-4мм, его максимум ложится на полюса, а минимум на область экватора. Самая большая концентрация газа приходится на 25-й километр стратосферы. Эта область находится над Арктикой. Плотный слой встречается также иногда на высоте 70 км, как правило в зоне тропиков. Тропосфера не имеет большого количества озона, так как она сильнее подвержена сезонным изменениям и загрязнениям различного характера. Стоит концентрации уменьшиться на один процент, как ровно на два процента увеличивается интенсивность агрессивного ультрафиолета возле земной поверхности. Действие жёсткого ультрафиолета на органику планеты можно сравнить с ионизирующими излучениями. Воздействие УФ отличается лишь большей длиной волны, а значит, меньшей глубиной проникновения и повреждения живых тканей.

Разрушение озонового слоя может создать причины для ЧС, связанных с избыточным нагревом, увеличением скорости ветра и циркуляцией воздушных масс, что обычно приводит к образованию новых пустынных областей и снижению урожайности сельского хозяйства.

Недруги озона

Газ, который закрывает в виде щита нашу планету, разрушается, потому что его повреждают вещества, такие как хлорфторуглероды – фреоны, окислы азота, окислы алюминия.

Всё это, как ни грустно, результат технического прогресса. Становится очевидным, что виновником повреждения озонового слоя является человек и его деятельность на земле . Существует, как минимум, три причины возникновения озоновых дыр антропогенного характера:

  • Выброс в воздух хлорфторуглеродов в процессе производства и использования бытовой техники, химических продуктов и косметической продукции.
  • Выброс в стратосфере отработанных газов суперлайнерами и ракетоносителями.
  • Полёты на высоте вредоносны для озона.

Трудно себе представить современную жизнь без холодильников, кондиционеров, огнетушителей, растворителей и очистителей, без косметических средств в виде ароматных дезодорантов в аэрозольных баллончиках. Однако все эти блага цивилизации содержат вещества под названием «фреоны», которые являются причиной истончения и разрыва озонового слоя Земли.

Учёные Калифорнийского университета в 1974 году высказали гипотезу, которая вскоре стала научным фактом. По их мнению, основным разрушителем озонового слоя является хлорфторуглерод. В 1996 году теория подтвердилась. Этот исследовательский труд был отмечен Нобелевской премией. Проблема разрушения озона опасна ещё и тем, что фреоны, попадая в атмосферу, очень долго, в течение десятилетий, взаимодействуют с ультрафиолетом, выделяя при распаде свободный хлор, который и губит молекулы озона. В докладе Гринпис 1995 года внимание общественности было обращено на тот факт, что разрушение озонового слоя есть следствие функционирования 3 развитых экономик мира. Озоновые дыры на 31% создаются промышленностью США, на 12% – Японии и на 9% – Великобритании.

Покорение и изучение космического пространства стало вызовом для человечества и двигателем к прогрессу. Сегодняшний день ставит на одну чашу весов пользу и вред, которые может получить цивилизация, продолжая исследовать неизведанное и, одновременно, создавая проблему для существования жизни на своей родной планете в виде выбросов вредных газов, разрушающих защиту в атмосфере. В течение одного полёта «СпейсШатл», выделяя больше сотни тонн хлора и его соединений, способен уничтожить 10 млн тонн озона. Триста запусков могут совершенно уничтожить весь озоновый слой. Однако следует отметить, что не все ракетные системы одинаково опасны для целостности атмосферы Земли.

Меры для защиты и восстановления озонового слоя

Преобразование климата планеты, потери урожайности в сельском хозяйстве и продуктивности в области животноводства, необратимые изменения на поверхности и уменьшение видового разнообразия Мирового океана, снижение иммунитета людей и распространение онкологических заболеваний – таковыми могут быть последствия разрушения озонового слоя т. е. избыточного жёсткого ультрафиолета,

В результате подтверждения факта, что каждый атом хлора является убивающим для 100 тыс. молекул озона, начались выступления и протесты активных защитников окружающей среды против применения аэрозольных баллончиков, которые выделяют хлофторуглероды.

Это привело к тому, что в 1978 году их производство окончательно запретили. Поисками замены ХФУ учёные занялись, как только была экспериментально доказана их способность распадаться в стратосфере на атомы хлора и разрушительно действовать на озон. Для наполнения аэрозолей уже найдена альтернатива фреону в виде пропан-бутановой смеси. Она не уступает по своим качествам ХФУ, поэтому используется в химической и косметической промышленности многих стран.

Сложнее оказалось выявить вещества для замены фреона в хладоустановках, хотя и эта проблема постепенно находит своё решение. Одним из них является аммиак, несмотря на то, что он уступает ХФУ по физическим показателям.

После официального заявления о нежелательных последствиях для жизнедеятельности планеты по причине разрушения озонового слоя стало понятным, что этой проблемой следует заниматься серьёзно и без международного сотрудничества здесь не обойтись. 1977 год запомнился программой Организации Объединённых Наций относительно защиты окружающей среды. Появился план действий по восстановлению озонового слоя. Составлен список, в котором перечислены вещества агрессивного характера, которых следует избегать в производстве и принимать меры по сокращению их применения.

В 1987 году был подписан протокол в Монреале, согласно которому установили контроль за использованием и производством фреонов, которое к 2010 году предполагалось завершить. И хотя выпуск такого ХФУ, как фреон R12, всё-таки прекратился к 2010 году, это вещество всё ещё способно попадать и сохранять свою вредоносную активность в стратосфере на протяжении ста лет. Максимальная концентрация хлора в атмосфере отмечалась в 1993 году. На протяжении всех последующих лет его содержание снизилось до 15 %. К 1997 году содержание озона в стратосфере постепенно стало увеличиваться.

Мировое сообщество ведёт последовательную борьбу за озоновый слой. Так в 2007 году все подписанты Монреальского протокола проголосовали за ускорение исключения из обращения ХФУ, сокращение производства и применения хлорфторуглеродов до 2015 года на 90%.

Говорить о полном восстановлении озонового слоя ещё преждевременно. Однако при условии участия в устранении этой проблемы стран всего мира перспективы её решения становятся обозримыми в ближайшем будущем.

Защита озонового слоя и предотвращение изменения климата — Европейское агентство по окружающей среде

Многие аэрозольные пропелленты содержали ХФУ до того, как международные соглашения ограничили их использование. Изображение © Скотт Витт

Что такое озоновый слой и как он был поврежден?

Озоновый слой находится в стратосфере на высоте от 15 до 30 км над землей. Он поглощает большую часть солнечного ультрафиолетового излучения (УФ-В), ограничивая количество этого излучения, достигающего поверхности Земли.Поскольку это излучение вызывает рак кожи и катаракту, озоновый слой играет важную роль в защите здоровья человека. Он также предотвращает радиационное повреждение растений, животных и материалов.

В 1970-х годах ученые заметили, что озоновый слой истончается. Исследователи обнаружили доказательства, связывающие истощение озонового слоя с присутствием в стратосфере хлорфторуглеродов (ХФУ) и других газообразных источников галогенов. Озоноразрушающие вещества (ОРВ) представляют собой синтетические химические вещества, которые использовались во всем мире в самых разных промышленных и бытовых целях.В основном эти вещества использовались в холодильном оборудовании и оборудовании для кондиционирования воздуха, а также в огнетушителях. Другие важные области применения включают аэрозольные пропелленты, растворители и пенообразователи для изоляционных пен.

Истощение озонового слоя (синие цвета) в Южном полушарии в 2006 г.

Источник: Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) — Центр космических полетов имени Годдарда 

Международные действия оказались эффективными в защите озонового слоя

Чтобы остановить разрушение озонового слоя, страны всего мира договорились прекратить использование озоноразрушающих веществ. Это соглашение было закреплено в Венской конвенции об охране озонового слоя в 1985 г. и в Монреальском протоколе по веществам, разрушающим озоновый слой, в 1987 г. В 2009 г. Венская конвенция и Монреальский протокол стали первыми договорами в истории ООН для достижения всеобщей ратификации. Вещества, подпадающие под действие протокола, называются «контролируемыми веществами». Основные вещества включают хлорфторуглероды (ХФУ), гидрохлорфторуглероды (ГХФУ), галоны, четыреххлористый углерод, метилхлороформ и метилбромид.Ущерб, наносимый озоновому слою каждым из этих веществ, выражается в их озоноразрушающем потенциале (ODP).

Рисунок 1: Потребление регулируемых озоноразрушающих веществ


2007 г., правительства взяли на себя дополнительное обязательство, согласившись заморозить производство ГХФУ в развивающихся странах к 2013 г. и перенести окончательную дату отказа от этих химических веществ на 2030 г.

Эти международные соглашения помогли значительно сократить глобальное использование озоноразрушающих веществ в Европе и во всем мире (рис. 1).Научный мониторинг показывает признаки того, что озоновый слой начинает восстанавливаться. Ожидается, что полное восстановление произойдет не раньше середины 21 века.

Защита озонового слоя также защищает климат

Сокращение озоноразрушающих веществ также имело положительный побочный эффект. Озоноразрушающие вещества также являются сильнодействующими парниковыми газами, способствуя этому явлению, как и другие вещества, широко известные как вызывающие парниковый эффект, такие как двуокись углерода (CO 2 ), метан (CH 4 ) и закись азота (N 2 ). О).Поэтому, сократив выбросы озоноразрушающих веществ, Монреальский протокол одновременно защитил как озоновый слой, так и климат.

Величина этого преимущества значительна. Сокращение выбросов ОРВ, ожидаемое в результате соблюдения Монреальского протокола, оценивается в глобальном масштабе в 10-12 гигатонн эквивалента CO 2 в период с 1985 по 2010 год (Velders et al. 2007). Напротив, цель сокращения выбросов парниковых газов в соответствии с Киотским протоколом (при условии полного соблюдения всеми развитыми странами) оценивается в 1-2 гигатонны эквивалента CO 2 в среднем в год в период с 2008 по 2012 год по сравнению с выбросы базового года.Таким образом, поэтапный отказ от ОРВ, изменяющих климат, в соответствии с Монреальским протоколом позволил избежать выбросов парниковых газов в количестве, в 5-6 раз превышающем цель Киотского протокола на 2008-2012 годы.

Заменители ОРВ вызывают опасения

Сокращение выбросов ОРВ не всегда является положительной историей. Фактически это косвенно привело к новым проблемам. Фторированные газы (F-газы) были введены в качестве заменителей ОРВ во многих секторах, таких как холодильное оборудование и системы кондиционирования воздуха.К фторсодержащим газам относятся гидрофторуглероды (ГФУ), перфторуглероды (ПФУ) и гексафторид серы (SF 6 ). Эти газы не разрушают озоновый слой, но являются парниковыми газами. Это означает, что эти новые газы также способствуют изменению климата. И что еще хуже, эти F-газы часто оказывают гораздо большее влияние на климат, чем «традиционные» парниковые газы, такие как двуокись углерода (CO 2 ). Например, некоторые F-газы обладают парниковым эффектом, который в 23 000 раз сильнее, чем такое же количество углекислого газа.К счастью, выбросы фторсодержащих газов намного меньше, чем выбросы CO 2 , но использование фторсодержащих газов и их присутствие в атмосфере увеличились с 1990-х годов. В результате значительный вклад Монреальского протокола в борьбу с изменением климата может быть сведен на нет растущим значением выбросов фторсодержащих газов.

Глобальные и европейские соглашения по ограничению выбросов фторсодержащих газов

Выбросы фторсодержащих газов контролируются в соответствии с Рамочной конвенцией Организации Объединенных Наций об изменении климата (РКИК ООН) и Киотским протоколом к ​​ней, но в настоящее время не рассматриваются Монреальским протоколом. Фторированные газы в настоящее время составляют около 2% глобальных выбросов парниковых газов. Несколько стран начали принимать меры в отношении фторсодержащих газов, во главе с Европейским союзом (ЕС), который обязался сократить использование ГФУ, наиболее важных фторсодержащих газов, на 80% к 2030 году по сравнению с сегодняшним уровнем.

Существует два подхода к сокращению выбросов фторсодержащих газов. Первый подход заключается в полном отказе от использования фторсодержащих газов за счет использования газов или технологий, менее вредных для климата. Второй подход заключается в сокращении использования фторсодержащих газов в продуктах и ​​оборудовании.ЕС впервые изложил конкретную политику по сокращению выбросов фторсодержащих газов в 2006 г. с помощью так называемого Регламента 2006 г. по фторсодержащим газам и директивы, ограничивающей использование фторсодержащих газов в автомобильных кондиционерах, так называемой Директивы MAC. Прогнозируется, что в отсутствие этого законодательства выбросы фторсодержащих газов увеличатся (рис. 2, оранжевая линия).

 В 2014 году было принято пересмотренное Положение о фторсодержащих газах 2014 года, которое приведет к значительной дополнительной экономии (рис. 2, синяя линия), в основном благодаря следующим новым мерам:

  • Поэтапный отказ от ГФУ, начиная с 2015 г., путем поэтапного ограничения количества, которое может быть размещено на рынке ЕС.
  • Ряд сопутствующих банов.

Эти новые меры приведут к экономии 70 Мт CO 2 экв. в год, или две трети выбросов 2013 года, к 2030 году. 5 Гт CO 2 к 2050 г.

Рисунок 2: Прогноз эволюции выбросов фторсодержащих газов от всех источников выбросов в ЕС-27 в 1995-2050 гг. в сценарии «без мер» (т.е. без политики ЕС в отношении фторсодержащих газов), сценарии «с мерами» (т.е. первоначальная политика ЕС в отношении фторсодержащих газов) и дополнительные меры (например, новая политика в отношении фторсодержащих газов).

С учетом общих выбросов

Поскольку фторсодержащие газы способствуют изменению климата, в настоящее время предприятия стремятся заменить их другими веществами. В последние годы стали доступны альтернативы, не наносящие вреда озоновому слою и не способствующие изменению климата, в различных областях применения, таких как охлаждение, кондиционирование воздуха, пенообразование и аэрозоли. Многие из этих альтернатив также приводят к более высокой энергоэффективности, что важно, поскольку косвенные выбросы от использования энергии в течение срока службы продукта часто значительно превышают прямые выбросы фторсодержащих газов.

Необходимо провести дальнейшую работу по сокращению ГФУ и ОРВ На ГФУ

приходится 98% выбросов фторсодержащих газов, и их использование продолжает расти, несмотря на то, что существуют экологически безопасные альтернативы ГФУ. Поэтому необходимы меры, которые еще больше ограничивают использование и выбросы ГФУ.

В ЕС критически важно обеспечить полное выполнение нового Регламента по фторсодержащим газам (и, в частности, предусмотренного им поэтапного отказа от ГФУ).

И даже несмотря на то, что большинство ОРВ постепенно выводятся из употребления, Монреальский протокол по-прежнему разрешает производить и использовать некоторое количество ОРВ для определенных нишевых применений (например,грамм. использование сырья). Следует разработать рентабельные альтернативы для этих нишевых приложений.

Кроме того, большое количество ОРВ все еще содержится в старом оборудовании (холодильные системы и кондиционеры) и зданиях (пены) и будет выбрасываться в атмосферу, если не будет должным образом утилизировано и уничтожено. Поэтому меры, обеспечивающие безопасное извлечение оставшихся ОРВ, также имеют важное значение.

Дополнительная информация

ЕАОС поддерживает Европейскую комиссию и государства-члены в ежегодном представлении компаниями информации о производстве и использовании ОРВ и фторсодержащих газов в Европейском Союзе.Представленная информация резюмируется в следующих годовых отчетах ЕАОС:

ЕАОС также публикует два связанных индикатора:

Истощение озонового слоя: причины — Canada.ca

Истощение озонового слоя и его причины

Атмосфера простирается на несколько сотен километров над Землей. Он состоит из слоев, которые окружают Землю подобно кольцам. Однако 99% его общей массы находится в двух регионах в пределах первых 50 километров над поверхностью Земли.Эти две области называются тропосферой и стратосферой. Тропосфера находится ближе всего к Земле. Он простирается на высоту от 6 до 17 километров над поверхностью Земли и имеет наибольшую толщину на экваторе. Стратосфера простирается за пределы тропосферы примерно на 50 километров над Землей. Самый дальний слой, мезосфера, находится примерно на высоте от 50 90 123 км 90 124 до 80 90 123 км 90 124 над уровнем моря.

Истощение озонового слоя — это термин, обычно используемый для описания утончения озонового слоя в стратосфере.Истощение озонового слоя происходит, когда естественный баланс между образованием и разрушением озона в стратосфере смещается в пользу разрушения. Человеческая деятельность является основным фактором, нарушающим этот естественный баланс, в основном из-за выброса в атмосферу искусственных химических веществ, известных как озоноразрушающие вещества (ОРВ). Это устойчивые вещества, которые не разлагаются в нижних слоях атмосферы и содержат либо/и хлор, и/или бром.

Теория разрушения озонового слоя была впервые выдвинута в 1974 году американскими учеными Марио Молиной и Ф.Шервуд Роуленд. Они были обеспокоены воздействием CFC на озоновый слой. Их гипотеза была встречена с большой долей скептицизма, но научная работа в течение следующих 20 лет подтвердила их правильность и побудила к действию почти все страны мира. В 1995 году д-р. Молина и Роуленд были удостоены Нобелевской премии по химии вместе с третьим исследователем озона Полом Крутценом из Нидерландов.

Озоноразрушающие вещества, содержащие хлор, включают хлорфторуглероды (ХФУ), четыреххлористый углерод, метилхлороформ и гидрохлорфторуглероды (ГХФУ).Галоны, бромистый метил и гидробромфторуглероды (ГБФУ) представляют собой ОРВ , которые содержат бром.

Наиболее известными и наиболее распространенными из ОРВ являются ХФУ . Один атом хлора из CFC может разрушить 100 000 или более молекул озона. Истощение озонового слоя останавливается только тогда, когда хлор случайным образом реагирует с другой молекулой, образуя долгоживущее стабильное вещество. В этот момент он больше не может реагировать с озоном.

Узнать о…

Хотя это правда, что вулканы и океаны выделяют большое количество хлора, хлор из этих источников растворяется в воде, поэтому он вымывается из нижних слоев атмосферы дождем. Вулканы могут, в худшем случае, вызвать временную потерю озона.

Состояние разрушения озонового слоя

Измерения озона колеблются изо дня в день, от сезона к сезону и от года к году. Концентрация озона обычно выше весной и ниже осенью. Несмотря на эти колебания, ученые определили на основе данных, собранных с 1950-х годов, что уровни озона были относительно стабильными до конца 1970-х годов. Наблюдения за антарктической озоновой «дырой» [1] и атмосферные данные, указывающие на сезонное снижение глобального уровня озона, дают убедительные доказательства того, что глобальное истощение озона происходит.

Серьезное истощение Антарктики происходит с 1979 года, а общее снижение глобального уровня озона наблюдается с начала 1980-х годов.Весной 2000 года озоновая дыра над Антарктидой достигла рекордных размеров в 28,3 миллиона квадратных километров, а вертикальные профили со станций вблизи Южного полюса показали полное разрушение озона в нижних слоях стратосферы. В течение нескольких дней наблюдалось уменьшение содержания озона на целых 70%.

Серьезное истощение озонового слоя было также измерено над Арктикой. Самые низкие значения над Арктикой наблюдались в 2000 г. к северу от Швеции, когда в некоторых слоях атмосферы было истощено около 60%. Помимо полюсов Земли, истощение озона в настоящее время затрагивает почти всю Северную Америку, Европу, Россию, Австралию, Новую Зеландию и значительную часть Южной Америки.Однако меньшее уменьшение стратосферного озона наблюдалось в средних широтах мира.

Озоновый слой над югом Канады истончился в среднем примерно на 7% с 1980-х годов. В конце 1990-х годов среднее разрушение озона летом над Канадой составляло от 3% до 7%. Истощение озонового слоя в Канаде обычно наиболее сильное в конце зимы и ранней весной. В 1993 году, например, средние значения содержания озона над Канадой с января по апрель были на 14% ниже нормы.

В своей оценке разрушения озонового слоя в 2006 году Группа по научной оценке, группа экспертов, созданная в соответствии с Монреальским протоколом, сделала следующие основные выводы:

  1. Общее содержание антропогенных озоноразрушающих газов в тропосфере продолжает снижаться по сравнению с пиковыми значениями, достигнутыми в период 1992-1994 годов.
  2. Общее содержание антропогенных озоноразрушающих газов в стратосфере имеет тенденцию к снижению по сравнению с пиковыми значениями конца 1990-х годов.
  3. Продолжают появляться большие озоновые дыры в Антарктике. Интенсивность истощения антарктического озона не увеличивалась с конца 1990-х годов, а с 2000 года уровни озона были выше, чем в некоторые предыдущие годы.
  4. Истощение арктического озона характеризуется значительной годовой изменчивостью, обусловленной метеорологическими условиями. За последние четыре десятилетия эти условия способствовали серьезному истощению озонового слоя.
  5. Снижение уровня стратосферного озона над средними широтами (между 60° ю.ш. и 60° с.ш. ), наблюдавшееся в 1990-х годах, не продолжилось.

Восстановление озонового слоя

Никто точно не знает, насколько еще будет происходить истощение озонового слоя. Существует значительный временной лаг между моментом, когда выбросы ОРВ начинают снижаться, и моментом, когда озоновый слой начинает восстанавливаться. ХФУ и другим озоноразрушающим соединениям требуются годы, чтобы достичь стратосферы.Многие из них могут сохраняться в стратосфере веками; некоторые имеют продолжительность жизни от 25 до 400 лет. Почти все когда-либо выпущенные ХФУ и галоны все еще находятся в атмосфере и будут продолжать разрушать озон в течение многих лет.

Несмотря на эти неопределенности и значительный временной лаг, естественный баланс между образованием и разрушением озона можно восстановить, если снизить концентрацию озоноразрушающих химических веществ. Однако для этого может потребоваться полный отказ от химических веществ, разрушающих озоновый слой.Кроме того, есть опасения, что увеличение концентрации парниковых газов может привести к замедлению восстановления озонового слоя. По оценкам ученых, они не смогут измерить какое-либо восстановление до 2030 года.

Важно отметить, что научные знания об атмосфере и процессах, разрушающих озоновый слой, не полны. Внезапное и неожиданное появление антарктической озоновой дыры показывает, что озоновый слой непредсказуемо реагирует на количество промышленных химикатов, которые мы в него сбрасываем.

[1] Термин «озоновая дыра» относится к большому и быстрому уменьшению количества молекул озона, а не к их полному отсутствию. Антарктическая озоновая «дыра» возникает в период южной весны с сентября по ноябрь.

жизненно важных признаков планеты

Изображение общего содержания озона над Антарктическим полюсом в искусственных цветах. Фиолетовый и синий обозначают области с наименьшим содержанием озона, а желтые и красные — с повышенным содержанием озона.Предоставлено: NASA Ozone Hole Watch. И да и нет. Озоновая дыра — это антропогенная дыра в озоновом слое над Южным полюсом весной в Южном полушарии. Озоновый слой, расположенный высоко в атмосфере, защищает нас от вредных ультрафиолетовых (УФ) лучей, исходящих от Солнца. Человеческая деятельность фактически проделала в нем дыру за счет использования таких газов, как хлорфторуглероды (ХФУ) в аэрозольных баллончиках и хладагентах, которые расщепляют молекулы озона в верхних слоях атмосферы.

Хотя некоторые дополнительные УФ-лучи проникают через озоновую дыру, их суммарный эффект заключается в том, что стратосфера охлаждается больше, чем нагревается тропосфера.(Узнайте больше об атмосфере Земли здесь: https://climate.nasa.gov/news/2919/earths-atmosphere-a-multi-layered-cake/.) Таким образом, это увеличение УФ-лучей не может объяснить потепление планеты. поверхность.

Хорошей новостью является то, что многие правительства признали опасность, которую ХФУ представляют для озонового слоя Земли, и в 1980-х годах были заключены международные соглашения и приняты меры по сокращению производства ХФУ. Кроме того, эти химические вещества были заменены гидрофторуглеродами (ГФУ).

С 1990-х годов уровни поверхностного УФ-излучения были относительно стабильными, а восстановление озоновых дыр способствовало уменьшению поверхностного УФ-излучения, чем ожидалось.Однако, хотя ГФУ помогли восстановить озоновый слой, они все еще причиняют некоторый вред, в результате чего область восстанавливается медленнее, чем считалось ранее. Озоновые дыры до сих пор регулярно образуются в Антарктиде.

Хотя ученые ожидают, что озоновая дыра со временем восстановится, на ее развитие все еще влияет множество природных сил. Например, учитывая длительный срок службы озоноразрушающих химических веществ в атмосфере, потребуются десятилетия, чтобы дыра вернулась к доиндустриальному уровню. Последние данные со спутников НАСА показывают, что наш озоновый слой восстанавливается и что кратковременное возобновление выбросов озоноразрушающих загрязнителей в восточном Китае не задержит значительно возрождение защитного «солнцезащитного» слоя Земли.

Таким образом, отрицательные изменения в озоновом слое компенсируются положительными изменениями в поведении человека, что позволяет восстановить озоновый слой. Роль самой озоновой дыры в глобальном потеплении и последующем изменении климата невелика по сравнению с последствиями деятельности человека.

ПОДРОБНЕЕ

7.3: Истощение озонового слоя

Стратосферный озоновый слой Земли играет решающую роль в поглощении ультрафиолетового излучения Солнца. За последние тридцать лет было обнаружено, что стратосферный озон истощается в результате антропогенных загрязнителей. Существует ряд химических реакций, которые могут истощать стратосферный озон; однако некоторые из наиболее важных из них связаны с каталитическим разрушением озона радикалами галогенов, такими как хлор и бром.

Введение

Атмосфера Земли делится на пять слоев. В порядке от ближнего и самого толстого до самого дальнего и самого тонкого слои перечислены следующим образом: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера и экзосфера.Большая часть озона в атмосфере находится в стратосфере, которая простирается от шести миль над поверхностью Земли до 31 мили. Люди в значительной степени полагаются на поглощение ультрафиолетовых В-лучей озоновым слоем, поскольку УФ-В-излучение вызывает рак кожи и может привести к генетическим повреждениям. Озоновый слой исторически защищал Землю от вредных ультрафиолетовых лучей, хотя в последние десятилетия эта защита уменьшилась из-за истощения стратосферного озона.

Рисунок предоставлен НАСА.

Истощение озонового слоя в значительной степени является результатом техногенных веществ. Люди внесли в атмосферу газы и химические вещества, которые за последнее столетие быстро разрушили озоновый слой. Это истощение делает людей более уязвимыми для УФ-В лучей, которые, как известно, вызывают рак кожи, а также другие генетические уродства. Возможность истощения озонового слоя была впервые выдвинута учеными в конце 1960-х годов, когда мечты о сверхзвуковом транспорте начали воплощаться в жизнь. Ученым давно было известно, что оксид азота (NO) может каталитически реагировать с озоном (\(O_3\)) с образованием молекул \(O_2\); однако молекулы \(NO\), образующиеся на уровне земли, имеют слишком короткий период полураспада, чтобы попасть в стратосферу.Только с появлением коммерческих сверхзвуковых реактивных самолетов (которые летают в стратосфере и на высоте, намного превышающей обычные реактивные самолеты) возможность реакции \(NO\) со стратосферным озоном стала возможной. Угроза разрушения озонового слоя коммерческим сверхзвуковым транспортным средством была настолько велика, что ее часто называют основной причиной, по которой федеральное правительство США прекратило поддержку его разработки в 1971 году. что хлорфторуглероды могут фотолизоваться фотонами высокой энергии в стратосфере.Они обнаружили, что этот процесс может высвобождать радикалы хлора, которые каталитически реагируют с \(O_3\) и разрушают молекулу. Этот процесс называется теорией истощения \(O_3\) Роуленда-Молина.

Цикл Чепмена

Стратосфера находится в постоянном круговороте молекул кислорода и их взаимодействия с ультрафиолетовыми лучами. Этот процесс считается циклом из-за его постоянного превращения между различными молекулами кислорода. Озоновый слой образуется, когда ультрафиолетовые лучи реагируют с молекулами кислорода (O 2 ) с образованием озона (O 3 ) и атомарного кислорода (O)..\]

Важно иметь в виду, что озон постоянно образуется и разрушается в результате цикла Чепмена и что эти реакции являются естественными процессами, происходящими в течение миллионов лет. .. \rightarrow 2O_2 \tag{Общая реакция}\]

Хлор способен разрушить так много озона, потому что действует как катализатор. Хлор инициирует расщепление озона и соединяется с освобожденным кислородом, образуя две молекулы кислорода. После каждой реакции хлор снова начинает разрушительный цикл с очередной молекулой озона. Таким образом, один атом хлора может разрушить тысячи молекул озона. Поскольку молекулы озона разрушаются, они не могут поглощать ультрафиолетовый свет, поэтому мы испытываем более интенсивное ультрафиолетовое излучение на поверхности земли.

Рисунок предоставлен NOAA.

С 1985 по 1988 год исследователи, изучающие свойства атмосферы над южным полюсом, постоянно отмечали значительное снижение концентрации озона непосредственно над Антарктидой. В течение трех лет предполагалось, что данные по озону неверны и связаны с какой-то неисправностью прибора. В 1988 году исследователи наконец осознали свою ошибку и пришли к выводу, что над Антарктидой действительно образовалась огромная дыра в озоновом слое. Изучение спутниковых данных НАСА позже показало, что дыра начала развиваться в середине 1970-х годов.

Озоновая дыра над Антарктидой образовалась из-за множества уникальных атмосферных условий над континентом, которые в совокупности создают идеальные условия для разрушения озона.

  • Поскольку Антарктида окружена водой, ветры над континентом дуют в уникальном направлении по часовой стрелке, создавая так называемый «полярный вихрь», который эффективно удерживает единую статическую воздушную массу над континентом. В результате воздух над Антарктидой не смешивается с воздухом в остальной земной атмосфере.
  • В Антарктиде самые низкие зимние температуры на Земле, часто достигающие -110 F. Эти низкие температуры приводят к образованию полярных стратосферных облаков (PSC), которые представляют собой конгломерат замороженных H 2 O и HNO 3 . Из-за своих чрезвычайно низких температур PSC образуют электростатическое притяжение с молекулами CFC, а также с другими галогенсодержащими соединениями
  • .

С приходом весны в Антарктиду PSC тают в стратосфере и высвобождают все галогенированные соединения, которые ранее были поглощены облаком.Летом в Антарктике фотоны высокой энергии способны фотолизовать галогенсодержащие соединения, высвобождая радикалы галогенов, которые затем каталитически разрушают O 3 . Поскольку Антарктида постоянно окружена полярным вихрем, радикальные галогены не могут быть разбавлены по всему земному шару. В результате этого процесса образуется озоновая дыра.

Недавние исследования показывают, что сила полярного вихря в любой данный год напрямую связана с размером озоновой дыры.В годы с сильным полярным вихрем озоновая дыра увеличивается в диаметре, тогда как в годы с более слабым полярным вихрем озоновая дыра уменьшается

Вещества, разрушающие озоновый слой

Следующие вещества перечислены как вещества, разрушающие озоновый слой, в соответствии с разделом VI Закона США о чистом воздухе:

Таблица \(\PageIndex{1}\): Вещества, разрушающие озоновый слой, и их озоноразрушающий потенциал. Взято непосредственно из Закона о чистом воздухе от июня 2010 г.
Вещество Озоноразрушающий потенциал
хлорфторуглерод-11 (ХФУ-11)  1.0 
хлорфторуглерод-12 (ХФУ-12)  1.0 
хлорфторуглерод-13 (ХФУ-13)  1.0 
хлорфторуглерод-111 (CFC-111)  1.0 
хлорфторуглерод-112 (CFC-112)  1.0 
хлорфторуглерод-113 (CFC-113)  0,8 
хлорфторуглерод-114 (CFC-114)  1. 0 
хлорфторуглерод-115 (CFC-115)  0,6 
хлорфторуглерод-211 (CFC-211)  1.0 
хлорфторуглерод-212 (CFC-212)  1.0 
хлорфторуглерод-213 (CFC-213)  1.0 
хлорфторуглерод-214 (CFC-214)  1.0 
хлорфторуглерод-215 (CFC-215)  1.0 
хлорфторуглерод-216 (CFC-216)  1. 0 
хлорфторуглерод-217 (CFC-217)  1.0 
галон-1211  3.0 
галон-1301 10,0 
галон-2402  6.0 
четыреххлористый углерод  1.1 
метилхлороформ  0.1 
гидрохлорфторуглерод-22 (ГХФУ-22)  0,05
гидрохлорфторуглерод-123 (ГХФУ-123)  0,02
гидрохлорфторуглерод-124 (ГХФУ-124)  0,02
гидрохлорфторуглерод-141(b) (ГХФУ-141(b))  0,1 
гидрохлорфторуглерод-142(b) (ГХФУ-142(b))  0. 06

Каталожные номера

  1. Десслер, Эндрю. Химия и физика стратосферного озона. Сан-Диего, Калифорния: Academic Press, 2000
  2. Хоффман, Мэтью Дж. Истощение озонового слоя и изменение климата. Олбани, Нью-Йорк: Государственный университет Нью-Йорка, 2005 г.
  3. .
  4. Парсон, Эдвард А. Защита озонового слоя: наука и стратегия . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета, 2003.
  5. .
  6. Петруччи, Ральф Х., Уильям С.Харвуд и Джефф Э. Херринг. Общая химия : принципы и современные приложения . 9-е изд. Река Аппер-Сэдл: Прентис-холл, 2006 г.
  7. .
  8. Вароцос, Костас, Кирилл Я. Кондратьев. Изменчивость атмосферного озона: последствия для изменения климата, здоровья человека и экосистем. Чичестер, Великобритания: Praxis Publishing Ltd, 2000
  9. Годиш, Тэд. Качество воздуха . 4-е изд. Флорида: CRC Press LLC, 2004.
  10. .
  11. Закон США о чистом воздухе: от 3 июня 2010 г.

Общие вопросы

  • Каковы причины истощения нашего озонового слоя?
    • выделение свободных радикалов, использование фреонов, чрезмерное сжигание ископаемого топлива
  • Какая химическая реакция показывает, как образуется озон?
    • УФ + O 2 -> 2O + тепло, O 2 + O -> O 3 , O 3 + O -> 2O 2
  • Какие реакции свидетельствуют о разрушении озонового слоя?
    • Cl + O 3 ——> ClO + O 2 и ClO + O ——> Cl + O
  • Как фреоны разрушают озоновый слой?
    • атомарный хлор, высвобожденный из CFC, вступает в каталитическую реакцию с озоном и атомарным кислородом с образованием большего количества молекул кислорода
  • Почему сейчас должны применяться правила в отношении загрязнения и вредных химических веществ?
    • без регулирования производство и использование химикатов выйдут из-под контроля и нанесут необратимый ущерб стратосфере
  • Какой тип атома в молекуле CFC является наиболее разрушительным для озона?
  • В каком слое атмосферы находится озоновый слой?
    • стратосфера, вторая по близости к поверхности Земли
  • Какой цикл отвечает за образование озона в стратосфере?
  • Какой фактор отвечает за разрушение стабильных молекул?
    • ультрафиолетовые лучи солнца

Авторы

  • Кэролайн Трэн, Дэн Чонг, Энн Кейт, Джордан Шивли

Причины, следствия и решения истощения озонового слоя

Озоновый слой представляет собой глубокое покрывало в стратосфере, состоящее из сравнительно высокой концентрации озона. Из-за своего химического состава озон считается особым типом кислорода, так как он содержит три молекулы кислорода (O 3 ) вместо обычных двух молекул кислорода (O 2 ).

Озоновый слой окружает землю и возникает естественным образом. В основном он встречается в нижней части стратосферы, примерно на высоте от 15 до 30 километров (от 9 до 18 миль) над землей. Озон представляет собой чрезвычайно реактивный слой и действует как щит от вредного ультрафиолетового В-излучения, испускаемого солнцем.Озоновый слой постоянно образуется и разрушается в результате нескольких атмосферных процессов и химических реакций. Это приводит к тому, что толщина озонового слоя меняется географически и в зависимости от сезона.

Изменение климата и разрушение озонового слоя — две глобальные проблемы, которые отличаются друг от друга, но имеют много общего. В случае истощения озонового слоя нам удалось эффективно работать с лицами, принимающими решения, так что было достигнуто международное соглашение под названием Монреальский протокол, которое по существу решило проблему истощения озонового слоя.
~Марио Дж. Молина

Согласно Википедии,

» Озоновый слой или озоновый щит представляет собой область стратосферы Земли, которая поглощает большую часть ультрафиолетового (УФ) излучения Солнца. Он содержит высокие концентрации озона (O3) по сравнению с другими частями атмосферы, хотя и небольшие по сравнению с другими газами в стратосфере. Озоновый слой содержит менее 10 частей на миллион озона, а средняя концентрация озона в атмосфере Земли в целом составляет около 0.3 части на миллион. »

Преимущества озонового слоя

  1. Защита от рака и катаракты

Озон очень эффективно поглощает солнечное ультрафиолетовое (УФ) излучение даже в очень малых количествах. По этой причине озоновый слой защищает землю, блокируя вредное ультрафиолетовое (УФ) излучение, которое может вызывать рак кожи и катаракту у людей.

  1. Защита окружающей среды и экосистем

Ультрафиолетовое (УФ) излучение солнца очень вредно и может быть разрушительным для наших природных экосистем и окружающей среды. УФ-излучение влияет на плодовитость некоторых животных и влияет на выживание их потомства. Растения также подвержены влиянию УФ-излучения, так как оно негативно влияет на их способность правильно развиваться и расти.

Кроме того, УФ-излучение определяет химическую реакцию и нарушение различных атмосферных процессов, которые могут способствовать катастрофическим изменениям в водной среде и других земных экосистемах в целом. Например, изменения уровня УФ-излучения влияют на рост и развитие фитопланктона.Таким образом, озоновый слой играет важную роль, препятствуя проникновению вредных УФ-излучений в нижние слои атмосферы Земли (тропосферу).

Причины разрушения озонового слоя

Было несколько опасений по поводу разрушения озонового слоя. Проблемы и причины, связанные с истощением озонового слоя, возникают в результате деятельности человека. В отличие от загрязнения, которое имеет несколько причин, существует одно конкретное химическое соединение, ответственное за разрушение озонового слоя.

Эти химические соединения присутствуют во многих промышленных продуктах и ​​аэрозолях.Тем не менее, после открытия разрушения озонового слоя был принят Монреальский протокол для регулирования производства и использования этих химических соединений. Ниже приводится подробный отчет о химических веществах, ответственных за разрушение озонового слоя.

  1. Хлорфторуглероды (ХФУ)

Хлорфторуглероды (ХФУ) являются основной причиной разрушения озонового слоя. Хлорфторуглероды (ХФУ) используются в промышленных продуктах, включая растворители, мыло, распыляемые аэрозоли, изоляционные пены, контейнеры «на вынос» и охлаждающие устройства, такие как холодильники и кондиционеры.Со временем эти вещества накапливаются в атмосфере и выносятся ветром в стратосферу.

Когда хлорфторуглероды (ХФУ) попадают в стратосферу, их молекулы разрушаются ультрафиолетовым излучением солнца, которое высвобождает атомы хлора. Атомы хлора реагируют с озоном, запуская химический цикл, разрушающий хороший озон. По оценкам Агентства по охране окружающей среды США (EPA), один атом хлора может разрушить более 100 000 молекул озона.

  1. ОРВ

Существуют и другие химические вещества, которые обычно относят к озоноразрушающим веществам (ОРВ). Примерами являются использование бромистого метила в пестицидах, метилхлороформ, используемый для изготовления промышленных растворителей, и галоны, используемые в огнетушителях. Так же, как хлорфторуглероды (ХФУ), эти вещества также химически реагируют с озоном, который запускает химический цикл, разрушающий хороший озон.

  1. Прочие химикаты

Другие химические вещества, которые естественным образом дают аналогичные реакции с хорошим озоном, включают Clx, Hox и Noy, которые относятся к семействам хлора, водорода и азота соответственно.

Последствия истощения озонового слоя

Истощение озонового слоя может иметь серьезные последствия для здоровья человека, растений, морских экосистем, биогеохимических циклов и окружающей среды Земли. Давайте рассмотрим каждый из них подробно.

  1. Влияние на здоровье человека

С истощением озонового слоя мы, люди, более подвержены воздействию УФ-лучей, достигающих поверхности Земли. Исследования показывают, что высокие уровни УФ-лучей вызывают немеланомный рак кожи и играют важную роль в развитии злокачественной меланомы.Прямое воздействие УФ-лучей может привести к развитию катаракты, которая затуманивает хрусталик глаза.

Постоянное воздействие УФ-лучей также может привести к ослаблению реакции иммунной системы и даже в некоторых случаях к необратимому повреждению иммунной системы.

Старение кожи – еще одна проблема, из-за которой вы будете выглядеть старше, чем есть на самом деле. Интенсивное воздействие УФ-лучей может привести к ускорению процесса старения кожи.

  1. Воздействие на растения

Еще одной жертвой радиационного воздействия УФ-лучей становятся растения.Помимо роста, сильно страдают физиологические процессы и процессы развития растений. Некоторые другие изменения, вызванные УФ-излучением, включают способ формирования растений, сроки развития и роста, распределение питательных веществ в растении и обмен веществ и т. д.

  1. Воздействие на морские экосистемы

УФ-лучи также оказывают неблагоприятное воздействие на морские экосистемы. Это плохо влияет на планктон, который составляет основу водных пищевых сетей.Фитопланктон растет близко к поверхности воды и играет жизненно важную роль в пищевой цепи и круговороте углерода в океане. Известно, что изменения уровней УФ-излучения влияют как на ориентацию, так и на подвижность фитопланктона. Это снижает выживаемость и скорость роста этих организмов.

Также известно, что ультрафиолетовые лучи

влияют на стадии развития рыб, креветок, крабов, амфибий и других морских животных. Когда это происходит, это затрагивает всю морскую пищевую цепочку, так как животные в верхней пищевой цепи, которые питаются этими рыбами, также страдают.

  1. Влияние на биогеохимические циклы

Повышение уровня УФ-излучения изменяет как источники, так и поглотители парниковых газов в биосфере, например: двуокиси углерода, монооксида углерода, карбонилсульфида, озона и, возможно, других газов. Изменения уровней УФ-излучения будут способствовать обратным связям между биосферой и атмосферой , которые смягчают или усиливают концентрацию этих газов в атмосфере.

Решения по разрушению озонового слоя

Истощение озонового слоя не влияет на регион или страну.На самом деле весь мир уязвим перед его последствиями. Повышение уровня УФ-лучей приводит к высокому уровню рака кожи и проблемам с глазами. Давайте посмотрим на некоторые решения проблемы истощения озонового слоя .

  1. Избегайте продуктов, разрушающих озоновый слой

Если вы отправляетесь за покупками, не покупайте аэрозольные продукты с хлорфторуглеродами. Обязательно проверьте свои огнетушители, если основным ингредиентом является «галон» или «галогенированный углеводород». Утилизируйте старые кондиционеры, холодильники, в которых для работы используется хлорфторуглерод. Это может привести к выбросу токсичных химических веществ в атмосферу.

  1. Адвокат по защите озона

Удобрения и пестициды широко используются в сельском хозяйстве, а также являются источником образования закиси азота, которая является основной причиной разрушения озонового слоя. Поощряйте местных политических представителей к проведению кампании по выдвижению законов, регулирующих использование удобрений.

  1. Поговорите с семьей, друзьями, коллегами

Истощение озонового слоя может оказаться опасным для всего человечества. Поговорите со своими друзьями, членами семьи, коллегами и посоветуйте им меньше ездить за рулем, питаться местной едой, утилизировать огнетушители и кондиционеры, содержащие ОРВ (вещества, разрушающие озоновый слой).

Ссылки: National Geographic, EPA
Фото: Джонатас

Истощение озонового слоя и Монреальский протокол

Заархивированное содержимое

Информация, идентифицированная как заархивированная, предоставляется для справочных, исследовательских или учетных целей. На него не распространяются веб-стандарты правительства Канады, и он не изменялся и не обновлялся с момента архивирования. Пожалуйста, свяжитесь с нами, чтобы запросить формат, отличный от доступных.

Озоновый слой является важной частью глобальной атмосферы и климатической системы. Он ограничивает количество ультрафиолетового (УФ) излучения солнца до необходимого уровня. для жизни на Земле. Истощение озонового слоя может привести к серьезным последствиям в том числе более высокие показатели солнечных ожогов, рака кожи, повреждения глаз и других заболеваний, а также замедление роста растений.

Производимые химические соединения являются основной причиной разрушения озонового слоя. Это, среди прочего, такие соединения, как хлорфторуглероды (ХФУ) и галоны. В прошлом эти соединения обычно использовались в холодильниках, кондиционерах и огнезащитные химикаты. В общем, когда атмосферный озон падает на 1%, эквивалентно увеличению УФ-излучения на 1–2 %. излучения на уровне земли.

Состояние озонового слоя

С 1979 года содержание стратосферного озона уменьшилось по всему земному шару — между 4% и 6% за десятилетие в средних широтах и ​​от 10% до 12% за десятилетие в более высокие южные широты.Уровни упали до рекордно низкого уровня после июньского 1991 г. извержение вулкана Гора Пинатубо на Филиппинах. Однако последствия этого стихийного бедствия уменьшились, и уровни вернулся к значениям, более близким к долгосрочному нисходящему тренду.

Возможные последствия разрушения озонового слоя

Истощение стратосферного озона приводит к увеличению УФ излучения, достигающего земной поверхности. Высокий уровень УФ Известно, что радиация замедляет рост растений.Они также могут привести к раку кожи, катаракта и иммунодепрессивные заболевания у людей и других животных. В средних широтах — для например, где находится Торонто — при ясном небе снижение на 1% толщина стратосферного озонового слоя составляет примерно от 1,1% до 1,4% увеличение УФ-В на уровне земли. Этот варьируется в зависимости от сезона. В Канаде около 200 видов сельскохозяйственных культур и деревья в некоторой степени чувствительны к повышенному уровню УФ-В.

ответов

Как одна из первоначальных сторон Монреальского протокола 1987 года, Канада взял на себя ведущую роль как в понимании науки, стоящей за разрушением озонового слоя и в действиях по устранению его причин.Производство озоноразрушающих веществ (ОРВ) в Канаде снизился с 27,8 килотонн в 1987 году до 1,0 килотонны. в 1996 г. На мировом уровне производство ХФУ в 1995 г. был на 77% ниже своего пика в 1988 году. На долю Канады приходилось менее 1% мирового производство.

Несмотря на этот прогресс, проблемы все еще есть. Во-первых, ученые не могут уверены, что даже при текущих целях ликвидации ОРВ, озоновый слой вернется к своей прежней толщине.Концентрация известные ОРВ в стратосфере уменьшается, хотя могут быть и другие вещества, которые способствуют истощение озонового слоя. Во-вторых, развивающиеся страны в настоящее время представляют наибольшую угрозу к восстановлению озонового слоя, как их производство и использование ХФУ в последние годы вырос. В-третьих, в развитых стран, включая Канаду, из-за того, что проблема было решено. В отчете Генерального аудитора Канады за 1997 год указано, что текущие запасы ОРВ, находящиеся в существующем оборудовании и в количествах, хранящихся для будущего использования, подвержены риску выпуска в атмосферу.Это может произойти, если не будут проведены более строгие проверки. и гарантии этих запасов улучшают восстановление озонового слоя на более чем 10%.

Проблема истощения озонового слоя стала заметной в 1980-х годах. Научный измерения начали показывать значительное глобальное уменьшение содержания озона. Несколько из следуют общие результаты.

  • Для средних широт, Европы и Северной Америки ежегодные потери озона составляют от 2% до Сообщалось о 4% за 1980-е годы.
  • Для Австралии потери озона в 1980-х годах колебались от 0. от 5% до 5%.
  • Для Антарктиды озоновая дыра стала обычным явлением южной полушарии с общими потерями озона от 60% до 70%, о которых сообщалось каждую весну с 1985.

Серьезность проблемы привела к глобальному соглашению по сокращению и контролю производство ОРВ. В 1987 году 149 стран собрались в Монреале и подписали соглашение о сократить использование ОРВ. Принятые решения были следующими:

  • Замораживание потребления ХФУ-11 на уровне 1986 года к 1989 году.
  • Сокращение потребления ХФУ-12 на 20% к 1 июля 1993 г.
  • Приложите усилия, чтобы выполнить цели Монреаля, как показано ниже.
Таблица 1: Вещества, разрушающие озоновый слой
 
Галоны от 3,0 до 10,0 1 января 1994 г. до 65 лет
Четыреххлористый углерод 1,1 янв. 1, 1995 до 42 лет
ХФУ от 0,6 до 1,0 1 января 1996 г. от 50 до 1700 лет
Метилхлороформ 0,1 1 января 1996 г. 6 лет
Метилбромид 0,6 Январь 1, 2005 2 до 2 лет
ГХФУ 3 0.от 001 до 0,52 1 января 2020 г. до 19 лет

Истощение стратосферного озона | СпрингерЛинк

‘) var head = document. getElementsByTagName(«head»)[0] вар скрипт = документ.создатьЭлемент(«скрипт») script.type = «текст/javascript» script.src = «https://buy.springer.com/assets/js/buybox-bundle-52d08dec1e.js» script.id = «ecommerce-scripts-» ​​+ метка времени head.appendChild (скрипт) var buybox = document.querySelector(«[data-id=id_»+ метка времени +»]»).parentNode ;[].slice.call(buybox.querySelectorAll(«.вариант-покупки»)).forEach(initCollapsibles) функция initCollapsibles(подписка, индекс) { var toggle = подписка.querySelector(«.Цена-варианта-покупки») подписка.classList.remove(«расширенный») var form = подписка.querySelector(«.форма-варианта-покупки») если (форма) { вар formAction = form.getAttribute(«действие») document. querySelector(«#ecommerce-scripts-» ​​+ timestamp).addEventListener(«load», bindModal(form, formAction, timestamp, index), false) } var priceInfo = подписка.селектор запросов(«.Информация о цене») var PurchaseOption = toggle.parentElement если (переключить && форма && priceInfo) { toggle.setAttribute(«роль», «кнопка») toggle.setAttribute(«tabindex», «0») toggle.addEventListener («щелчок», функция (событие) { var expand = toggle.getAttribute(«aria-expanded») === «true» || ложный переключать.setAttribute(«расширенная ария», !расширенная) form.hidden = расширенный если (! расширено) { покупкаOption.classList.add(«расширенный») } еще { покупкаOption. classList.remove(«расширенный») } priceInfo.hidden = расширенный }, ложный) } } функция bindModal (форма, formAction, метка времени, индекс) { var weHasBrowserSupport = окно.выборка && Array.from функция возврата () { var Buybox = EcommScripts ? EcommScripts.Buybox : ноль var Modal = EcommScripts ? EcommScripts.Modal : ноль if (weHasBrowserSupport && Buybox && Modal) { var modalID = «ecomm-modal_» + метка времени + «_» + индекс var modal = новый модальный (modalID) модальный.domEl.addEventListener(«закрыть», закрыть) функция закрыть () { form. querySelector(«кнопка[тип=отправить]»).фокус() } вар корзинаURL = «/корзина» var cartModalURL = «/cart?messageOnly=1» форма.setAttribute( «действие», formAction.replace(cartURL, cartModalURL) ) var formSubmit = Buybox.перехват формы отправки ( Buybox.fetchFormAction(окно.fetch), Buybox.triggerModalAfterAddToCartSuccess(модальный), функция () { form.removeEventListener («отправить», formSubmit, false) форма.setAttribute( «действие», formAction.replace(cartModalURL, cartURL) ) форма. представить() } ) form.addEventListener («отправить», formSubmit, ложь) document.body.appendChild(modal.domEl) } } } функция initKeyControls() { document.addEventListener («нажатие клавиши», функция (событие) { если (документ.activeElement.classList.contains(«цена-варианта-покупки») && (event.code === «Пробел» || event.code === «Enter»)) { если (document.activeElement) { событие.preventDefault() документ.activeElement.click() } } }, ложный) } функция InitialStateOpen() { var buyboxWidth = buybox. смещениеШирина ;[].slice.call(buybox.querySelectorAll(«.опция покупки»)).forEach(функция (опция, индекс) { var toggle = option.querySelector(«.цена-варианта-покупки») var form = option.querySelector(«.форма-варианта-покупки») var priceInfo = option.querySelector(«.Информация о цене») если (buyboxWidth > 480) { переключить.щелчок() } еще { если (индекс === 0) { переключать.щелчок() } еще { toggle.setAttribute («ария-расширенная», «ложь») form.hidden = «скрытый» priceInfo.hidden = «скрытый» } } }) } начальное состояниеОткрыть() если (window.