Решение проблемы истощения озонового слоя – Разрушение озонового слоя: причины, вещества, последствия

Один из распространенных путей решения проблемы предусматривает подъем на 20-30 км состава, содержащего синтезированный в искусственных условиях озон. На высоте он распыляется, способствуя восстановлению. Вместо синтезированного озона в стратосферу могут доставлять смесь кислорода и водорода. Под действием ультрафиолета соединение распадается, влага испаряется, а оставшиеся молекулы кислорода соединяются в трехатомный элемент.

Последствия истощения озонового слоя

Концентрация озона в верхних слоях атмосферы постепенно уменьшается. Согласно результатам исследований, озон истощен на 2-10%, в зависимости от региона. В наибольшей мере это заметно на южном полюсе, так как образовавшаяся озоновая дыра над Антарктидой является крупнейшей.

Проблема истощения озонового слоя влияет на все сферы экологии. В некоторых местах возникают блуждающие озоновые дыры, где концентрация трехатомного кислорода падает на 20-40%. Они регистрируются, преимущественно, в регионах с резкими перепадами температур, например в пустынях.

Воздействие на здоровье людей и животных

Из-за разрушения озона в стратосфере нарушается защитная функция атмосферы. Увеличивается проникающая способность ультрафиолета, из-за чего он способен нанести вред здоровью. Повышенная концентрация ультрафиолетового излучения приводит к развитию болезней кожи, в том числе онкологического характера.

Увеличение потока УФ-лучей снижает иммунные функции организма, негативно влияет на зрение. Отмечается рост частоты катаракты в регионах, где озоновый слой тоньше нормы всего лишь на 1% или более.

Воздействие на наземные растения

Рост концентрации солнечной радиации негативно отражается на растительных клетках. Несмотря на то, что для большинства растений солнечный свет является необходимым для выработки питательных веществ при фотосинтезе, избыток ультрафиолета губителен.

Растения, подвергающиеся воздействию УФ-лучей, хуже растут. Развитие приостанавливается, масса растения падает. Плодовитость полезных культур сокращается. Из-за истощения в определенных регионах отмечается повышение температуры. Нарушение климатических условий может привести к гибели некоторых видов, если они не приспособлены к изменениям температур.

Воздействие на водные экосистемы

Увеличивающийся поток солнечной радиации неминуемо влияет на состояние водных ресурсов. Вода способна защитить от УФ-излучения те виды флоры и фауны, которые живут на глубине. Но для поверхностных видов рыб и растений избыток ультрафиолета губителен.

В регионах, над которыми обнаружено озоновое истощение, отмечается повышенная смертность среди морской рыбы и растений. Из-за избытка ультрафиолета сокращается количество кислорода, необходимого для дыхания водной фауне. Ультрафиолетовое излучение усиливает испарение жидкости, что приводит к обмельчанию водоемов и гибели рыб.

Воздействие на биохимические циклы

Озоновые дыры оказывают негативное влияние на протекающий круговорот веществ. Из-за избытка ультрафиолета происходит ускоренное разрушение кислорода. Кроме этого, под действием УФ-излучения ускоряются окислительные процессы в почве, которые также затрачивают кислород.

Согласно результатам исследования, для восстановления атмосферного воздуха, при условии исключения техногенных факторов, требуется до 2 тыс. лет.

Воздействие на качество воздуха

Воздух представляет собой смесь газов. Он включает кислород и азот, незначительную долю озона, других химических элементов и соединений. Воздух необходим для дыхания живых организмов, так как с его помощью осуществляется окисление питательных веществ и выработка энергии, посредством которой поддерживается жизнедеятельность.

Рост уровня солнечной радиации на фоне истощения озонового слоя приводит к изменению свойств и состава воздуха. В совокупности с химическим загрязнением, этот фактор оказывает крайне вредное воздействие на все организмы, для выживания которых необходим воздух.

Воздействие на металлы

Озон характеризуется окисляющем эффектом. Он способен окислять все металлы, кроме золота и платины. Истощение слоя влияет на окислительные процессы, из-за чего естественные функции атмосферных слоев нарушаются. Это может повлиять на свойства элементов-металлов и иных веществ.

Озоновый слой считается своеобразной защитной мембраной, защищающей поверхность планеты от солнечной радиации. Истощение – процесс разрушения озонового слоя, влияющий на экологическую ситуацию и способен спровоцировать глобальную экологическую катастрофу. Используются разные способы восстановления верхних слоев атмосферы, что позволяет предотвратить образование новых озоновых дыр и стабилизировать показатели на ранее поврежденных участках.

bezotxodov.ru

1.4. Проблемы истощения озонового слоя.

1. 4. 1. Роль озонового слоя.

Атмосфера Земли состоит из ряда слоев, в которых происходят различные природные явления. Ближайший к Земле слой-тропосфера, температура в нем уменьшается с высотой (до 20 км). Следующий слой-стратосфера, располагается на высоте порядка 20-50 км. В нем как раз и располагается озоновый слой, который поглощает УФ-излучение Солнца, а температура начинает расти с высотой (до 50 км). Следующий слой- мезосфера, где температура вновь начинает падать. Верхнюю границу атмосферы образует ионосфера. .Озоновый слой (протяженностью по высоте порядка 30 км) полностью поглощает поток коротковолновых ультрафиолетовых лучей Солнца с длиной волны 200-280 нм и около 90% УФ-излучения с длиной волны 280-320 нм. Если бы излучения данного диапазона достигали поверхности Земли, они неизбежно привели бы к сильным изменениям в биосфере.

УФ-излучение этого диапазона обладает наибольшей биологической активностью (УФИ-Б): разрушает нуклеиновые кислоты и вызывает мутации в клетках живых организмов. Оно губительно действует на человеческий организм, приводя к злокачественным новообразованиям на открытых участках кожи, к ослаблению иммунной системы, повреждая сетчатку глаз. УФИ-Б нарушает процесс фотосинтеза растений, поражает фитопланктон Мирового океана, что через цепи питания уменьшает популяции рыб и китообразных.

1. 4. 2. Естественные процессы образования и разрушения озона в стратосфере.

Общее количество озона в атмосфере очень невелико-в среднем 4х10^-6% (по объему) или 7х10^-5% (по массе), что составляет 3х10¹² кг. Если все молекулы озона при температуре 15⁰С и давлении 10⁵ Па равномерно распределить над поверхностью Земли, то толщина слоя составит всего 3 мм. Все другие газы, входящие в состав воздуха земной атмосферы образуют слой толщиной 8 км.

Фотохимия образования озона в стратосфере была теоретически разработана, а затем подтверждена лабораторными и натурными исследованиями в 70-е гг, существенно уточнив прежнюю схему, созданную в 20-е гг. прошедшего столетия. Образование озона связано с фотодиссоциацией молекулярного кислорода, происходящей под действием жесткого коротковолнового солнечного излучения с длиной волны менее 242 нм: О₂ +hy = О + О.

Взаимодействие атомарного и молекулярного кислорода в присутствии третьей частицы М (молекулы любого газа, входящего в состав воздуха, участвующей в реакции без изменения своих свойств и воспринимающей избыток образующейся при реакции энергии) приводит к образованию озона :

О + О₂ + М = О₃ + М

Область максимальной концентрации озона- всего 8 p.p.m (8 частей на миллион частей воздуха)- получила название

Модельные реконструкции газового состава прошлых эпох по результатам анализов антарктических ледовых кернов показали, в частности, что содержание озона в атмосфере изменялось очень незначительно. Систематические измерения содержания озона в атмосфере, начавшиеся с 20-х гг. прошлого столетия с помощью спектрофотометра Добсона также свидетельствует о том, что содержание озона относительно стабильно. Модифицированные варианты прибора Добсона до сих пор широко применяют на всех озонометрических станциях, которых в мире около 120, благодаря высокой точности измерения-1-2%. Спектрофотометр Добсона измеряет обшее количество озона в столбе атмосферы единичного сечения, которое выражается в единицах Добсона (Dobson units)-D.u., при этом !D.u.=2,7х10

Одновременно с образованием озона идет процесс его непрерывного разрушения под действием внешнего солнечного излучения О₃+hy=О₂ +О, а также в результате реакции О+О₃ =2О₂. Схема этого естественного процесса разрушения озона была впервые предложена в 1930 г. английским ученым Сиднеем Чэпменом и получила название цикла Чэпмена.

studfiles.net

17. Каковы причины, негативные последствия и пути предотвращения разрушения озонового слоя?

Нарушение озонового слоя

Озоновый слой (озоносфера) охватывает весь земной шар и располагается на высотах от 10 до 50 км с максимальной кон­центрацией озона на высоте 20—25 км. Насыщенность атмо­сферы озоном постоянно меняется в любой части планеты, дос­тигая максимума весной в приполярной области.

Впервые истощение озонового слоя привлекло внимание широкой общественности в 1985 г., когда над Антарктидой бы­ло обнаружено пространство с пониженным (до 50%) содержа­нием озона, получившее название «озоновой дыры». С тех пор результаты измерений подтверждают повсеместное уменьше­ние озонового слоя практически на всей планете. Так, напри­мер, в России за последние 10 лет концентрация озонового слоя снизилась на 4—6% в зимнее время и на 3% — в летнее.

В настоящее время истощение озонового слоя признано все­ми как серьезная угроза глобальной экологической безопасности. Снижение концентрации озона ослабляет способность атмосфе­ры защищать все живое на Земле от жесткого ультрафиолетового излучения (УФ-радиация). Живые организмы весьма уязвимы для ультрафиолетового излучения, ибо энергии даже одного фотона из этих лучей достаточно, чтобы разрушить химические связи в большинстве органических молекул. Не случайно поэтому в рай онах с пониженным содержанием озона многочисленны солнеч­ные ожоги, наблюдается рост заболеваемости людей раком кожи и др. Так, например, по мнению ряда ученых-экологов, к 2030 г. в России при сохранении нынешних темпов истощения озонового слоя заболеют раком кожи дополнительно 6 млн человек. Кроме кожных заболеваний возможно развитие глазных болезней (ката­ракта и др.), подавление иммунной системы и т. д.

Установлено также, что растения под влиянием сильного ультрафиолетового излучения постепенно теряют свою способ­ность к фотосинтезу, а нарушение жизнедеятельности планк­тона приводит к разрыву трофических цепей биоты водных эко­систем, и т. д.

Наука еще до конца не установила, каковы же основ: процессы, нарушающие озоновый слой. Предполагается как естественное, так и антропогенное происхождение «озон дыр». Последнее, по мнению большинства ученых, более веро­ятно и связано с повышенным содержанием хлорфторуглеро-дов (фреонов). Фреоны широко применяются в промышленном производстве и в быту (хладоагрегаты, растворители, распы­лители, аэрозольные упаковки и др.). Поднимаясь в атмосфе­ру, фреоны разлагаются с выделением оксида хлора, губитель­но действующего на молекулы озона.

По данным международной экологической организации «Гринпис», основными поставщиками хлорфторуглеродов (фре­онов) являются США — 30,85%, Япония — 12,42; Великобри­тания — 8,62 и Россия — 8,0%. США пробили в озоновом слое «дыру» площадью 7 млн км², Япония — 3 млн км², что в семь раз больше, чем площадь самой Японии. В последнее время в США и ряде западных стран построены заводы по производст­ву новых видов хладореагентов (гидрохлорфторутлеродов) с низ­ким потенциалом разрушения озонового слоя.

Согласно протоколу Монреальской конференции (1987 г.), пересмотренному затем в Лондоне (1991 г.) и Копенгагене (1992 г.), предусматривалось снижение выбросов хлорфторуг­леродов к 1998 г. на 50%. В соответствии с Законом РФ «Об охране окружающей среды» (2002) охрана озонового слоя ат­мосферы от экологически опасных изменений обеспечивается посредством регулирования производства и использования веществ, разрушающих (озоновый слой атмосферы, на основе международных договоров Российской Федерации и ее законодательства. В будущем необходимо продолжать решать проблему защиты людей от УФ-радиации, поскольку многие из хлорфторуглеродов могут сохраняться в атмосфере сотни лет. Ряд ученых продолжают настаивать на естественном проис­хождении «озоновой дыры». Причины ее возникновения одни ви­дя] в ecтественной изменчивости (озоносферы, циклической ак­тивности Солнца, другие связывают эти процессы с рифтогенезом и дегазацией Земли, т. е. с прорывом глубинных газов (водо­род, метан, азот и др.) через рифтовые разломы земной коры.

studfiles.net

Глобальная проблема истощения озонового слоя. — КиберПедия

К разрушению озонового слоя приводят различные химические вещества. Такие как фреоны, использующиеся в холодильной промышленности и в аэрозолях. Окислы азота, которые образуются при ядерных взрывах и в камерах сгорания реактивных самолётов и ракет. Причём последнее особенно вредно, так как на больших высотах окислы азота живут очень долго. Применение большого количества минеральных удобрений тоже вредит озоновому слою. Дымовые газы электростанций вырабатывают миллионы тонн закиси азота в год.

Таким образом, большая часть воздействия на озоновый слой планеты связана с хозяйственной деятельностью человечества. Поэтому быстрого изменения ситуации ждать не стоит. Ведь человечество не может взять и отказаться от использования минеральных удобрений или быстро перейти на новые технологии производства холодильных установок.

О нарушении озонового слоя свидетельствовали озоновые дыры появлявшиеся весной над Антарктикой. Там благодаря особой циркуляции воздуха в атмосфере в зимние и весенние месяцы, присутствующие в стратосфере химические вещества, такие как хлор, фтор, азот, метан и др., преобразуются в активные, которые быстро разрушают озон. Измерения показали, что в такие периоды концентрация окиси хлора в 100-500 раз больше чем в средних широтах. То есть вредные вещества, которые попадают в атмосферу переносятся движением воздуха на все широты, но только в Антарктике в конце зимы и весной, благодаря особым природным условиям они эффективно разрушают стратосферный озон. Но это не значит что проблема озоновой дыры в Антарктике региональная, а не глобальная.

Весь озон на планете находится как бы в сообщающихся сосудах, в одних районах он образуется регулярно, а в других плохо, где-то он живёт годы, а где-то секунды. Соответственно если он исчезнет без компенсации в одном месте, то общий объём озона в мире уменьшится. Но в нашем техногенном мире, перекись азота, поступающая в приземной воздух больших городов в составе автомобильных выхлопных газов реагирует при ультрафиолетовом облучении с ненасыщенным углеводородом, тем самым, формируя в больших городах озоновый смог. В приземном слое воздуха озон не только образуется, но и разлагается. Разложение происходит за счёт растений, животных и промышленных выбросов.

Что такое озон и его роль в атмосфере

В принципе озон это разновидность кислорода. Озон был открыт в 1839 году немецким химиком Шенбейном, а в 1873г. его обнаружили в приземной атмосфере. Спустя 8 лет английский химик Гартли обнаружил озон в верхних слоях атмосферы.

Озоновый слой в стратосфере важен тем, что он поглощает определённый диапазон солнечного излучения. Сама земля тоже испускает излучение в инфракрасном спектре. Так вот часть этого излучения тоже задерживается озоном, тем самым, предохраняя планету от охлаждения. Главной функцией озона является защита человека и всей биосферы планеты от жёсткого ультрафиолетового излучения с длинами волн от 250 до 320 нм.

Что приводит к разрушению озонового слоя

К разрушению озонового слоя приводят многочисленные факторы:

В первую очередь это, конечно же, фреоны.

Ещё один фактор, приводящий к уменьшению озонового слоя. Это высотные самолёты и запуски космических кораблей. Высокая температура в камерах сгорания реактивных двигателей, приводит к образованию окислов азота из находящихся там азота и кислорода. Причём скорость образования азота на прямую зависит от температуры, то есть мощности двигателя. Но ещё и очень важно, на какой высоте находится двигатель и выпускает в атмосферу разрушающие озон окислы азота. Чем выше, тем хуже для озона.

Теперь рассмотрим действие минеральных удобрений на разрушение озонового слоя. Озон может уменьшаться за счёт того, что в стратосферу попадает закись азота N2 O, которая образуется при денитрификации связанного почвенными бактериями азота. Такую же денитрификацию связанного азота производят и микроорганизмы в верхних слоях океанов и морей. Эти процессы напрямую связаны с содержанием азота. Таким образом, можно быть уверенным, что с ростом количества минеральных удобрений вносимых в почву будет также и расти количество закиси азота. Далее образующиеся из закиси азота, окислы азота приводят к разрушению озонового слоя.

Ядерные взрывы тоже способствуют истощению озонового слоя. При сильном нагреве, а температура ядерного взрыва около 6000°С. Происходят такие преобразования химических веществ, которые при нормальных условиях протекают вяло или вообще не протекают. Излучение при взрыве приводит к образованию окиси азота, а происходит это, прежде всего, потому что излучение производит ионизацию атомов и молекул атмосферного газа. Затем образованные ионы вступают в реакции с другими составляющими атмосферы и образуют окислы азота.

Закись азота обнаруживается также и в дымовых газах электростанций. Это очень сильный источник влияния на атмосферу.

Очень важную роль в разрушении озона играет пар. Эта роль реализуется через молекулы гидроксила OH, которые рождаются из молекул воды и в конце превращаются в них. Поэтому от количества пара в стратосфере зависит скорость разрушения озона.

Методы по защиты озонового слоя

В марте 1985 года появилась Венская конвенция, результатом которой было подписание Монреальского протокола. Под ним, подписались около 150 стран, Россия в то числе. Основой его содержания было то, что человечество должно смирится с экономическими потерями ради дальнейшей жизни на земле. Его результатом было соглашение о постепенном выводе фреонов из промышленного оборота. Так в холодильных установках идёт процесс постепенного перехода на более дорогие фреоны, такие как фторуглеводороды (CHF2CHF2,Ch4CF3), фторхлорметаны. Хорошим подспорьем в сохранении озонового слоя стало запрещение наземных атомных взрывов. Только при проведении подземных взрывов, всё равно, какая то часть окислов азота попадает в атмосферу. Эта мера будет действенна только после того, как все страны откажутся от проведения ядерных испытаний. Хотя токая тенденция наметилась.

В освоении космоса тоже наметились перемены. Так при запусках «шатлов» их боковые ускорители отрегулированы таким образом, что бы их мощность снижалась при прохождении озонового слоя.

В самолётостроении новые конструкции двигателей уменьшили образование окислов азота.

cyberpedia.su

6.2. Проблема «озонового слоя»

Слой атмосферы, непосредственно прилегающий к поверхности Земли, называется тропосферой. Высота тропосферы над экватором 16-18 км, в умеренных широтах 10-12 км и над полюсами 7-8 км. Тропосфера характеризуется градиентным изменением температуры с высотой, которая понижается примерно на 6,5^оС на каждый километр (рис. 6.1). По величине вертикального градиента можно рассчитать температуру воздуха T_h на любой высоте тропосферы по формуле:

T_h = Т_о – 0,01 h,

где Т_о — температура у земли,  = 0,65 — вертикальный температурный градиент, h – высота, для которой рассчитывается температура, м.

В тропосфере сосредоточено ~ 80% массы всей атмосферы и 90% водяных паров. Для солнечной радиации тропосфера практически прозрачна, поэтому прогревание воздушных масс в ней происходит от поверхности Земли, поглощающей тепловую энергию Солнца, что и является основной причиной уменьшения температуры воздуха с увеличением высоты. Таким образом, температура тропосферы определяется в основном конвекцией.

Выше тропосферы до высот порядка 50 км располагается стратосфера, где сконцентрировано ~ 19 % массы всей атмосферы. Состав воздуха в стратосфере отличается от тропосферного главным образом ничтожно малым количеством водяного пара и наличием большого количества озона (О₃): на высоте 20…30 км сконцентрировано до 80% всего планетарного озона. Максимальная концентрация озона наблюдается на высоте ~ 25 км. В определенных местах атмосферы содержание озона уменьшается на 40…50 %. Эти места озоносферы называют с легкой руки журналистов «озоновыми дырами».

Образование молекул озона и их взаимодействие с атомами и молекулами кислорода и «посредника» описывается циклом Чепмена:

О₂ + h (квант света с 0,24 мкм) = О + О

О₂ + О +М = О₃ + М

О₃ + h (квант света с 0,38 мкм) = О₂ + О

О₃ + О = 2О₂

О + О + М = О₂ + М

где М – атом или молекула «посредника» (например, кислорода, азота), участвующего в энергетическом балансе реакции.

До 85-90 % атмосферного О₃ – антропогенного происхождения. На концентрацию О₃ в атмосфере оказывают влияние температура, сила и направленность ветра, топографические особенности и др.

Озон зачислен в «парниковые» газы, поскольку его молекула имеет полосы поглощения в длинноволновом участке спектра, следовательно, возвращает к земной поверхности часть теплового излучения. Его вклад в общий парниковый эффект атмосферы, по оценкам, составляет до 3 % коротковолнового излучения Солнца и его влияние на термический режим является определяющим.

Стратосферный озоновый слой защищает людей и живую природу от жесткого (с длиной волны менее 0,3 мкм) ультрафиолетового и мягкого рентгеновского излучения в ультрафиолетовой части солнечного спектра. Каждый потерянный процент озона в масштабах планеты вызывает до 150 тыс. дополнительных случаев слепоты из-за катаракт, на 2,6% уве­личивает число раковых заболеваний кожи. Установлено, что жесткий ультрафиолет подавляет иммунную систему организма.

Взаимодействие озона с атомами и молекулами атмосферы и ее техногенными загрязнениями в присутствии солнечной радиации приводит к разрушению озонового слоя.

Запуск мощных ракет, ежедневные полеты реактивных самолетов в высоких слоях атмосферы, испытания ядерного и термоядерного оружия, ежегодное уничтожение природного озонатора — миллионов гектаров леса — пожарами и хищнической рубкой, массовое применение фреонов в технике, парфюмерной и химической продукции в быту — главные факторы, разрушающие озоновый экран Земли.

В последние годы над Северным и Южным полюсами возникли «озоновые дыры» площадью свыше 10 млн. км² каждая, появились громадные «озоновые дыры» над многими странами Европы и Россией. Разрушение озонового экрана Земли сопровождается рядом опасных явных и скрытых негативных воздействий на человека и живую природу.

Прорыв через «озоновые дыры» солнечных рентгено- и ультрафиолетовых лучей, энергия фотонов которых превышает энергию лучей видимого спектра в 50…100 раз, увеличивает число мощных лесных пожаров.

В 1996 г. Нобелевской премией по химической экологии удостоены ученые-химики Шервуд Роуланд, Марио Малина из Калифорнийского университета в Беркли (США) и Поль Крутцен из Германии за научную гипотезу, выдвинутую ими еще в 1974 г. Их догадка состоит в том, что разрушителями озона являлись синтезированные человеком химические вещества, получившие название хлорфторуглероды (ХФУ).

Озоноразрушающие вещества (ОРВ) — инертные, негорючие, неядовитые, несложные в производстве, получили широкое распространение — в баллончиках с аэрозолями различного назначения, а так же как охлаждающие жидкости в холодильниках и кондиционерах, как растворители (тетрахлорметан, метилхлороформ, бромистый метил), в производстве пестицидов. Бромистый метил используется в качестве дезинфицирующего вещества для почв и товаров (включая карантинную обработку некоторых продуктов, предназначенных для международной торговли), применяется в качестве добавки к автомобильному топливу. Из бромистого метила высвобождается бром, который в 30…60 раз разрушительнее для озона, чем хлор. Другие химические соединения, разрушающие озоновый слой, используются в баллонах для тушения пожара, при изготовлении полистироловых стаканчиков и современных упаковок для фасовки продуктов и полуфабрикатов.

Механизм действия фреонов таков: попадая в верхние слои атмосферы, эти вещества, инертные у земной поверхности, преображаются. Под воздействием ультрафиолетового излучения, присутствующего за озоновым слоем, химические связи в молекулах ХФУ нарушаются. В результате выделяется хлор, который при столкновении с молекулой озона вы­бивает из нее один атом. Озон превращается в обычный кислород О₂ и атомарный кислород О. Хлор же, соединившись временно с атомарным кислородом, вскоре опять оказывается свободным и «пускается в погоню» за следующей «жертвой». Его активности хватает, чтобы разрушить десятки тысяч молекул озона. Каталитическая цепная реакция имеет вид:

Сl + О₃ = СlO + O₂

СlO + O = Сl + O₂

По данным российских ученых, «озоновые дыры» над арктическими и антарктическими полюсами нашей планеты создают газы, законсервированные в вечной мерзлоте. Об этом свидетельствуют результаты научной экспедиции Владивостокских и московских ученых на гидрографическом судне «Николай Коломейцев» в 2000 г. Одна из основных задач состоявшейся экспедиции — оценка влияния деградации вечной мерзлоты на биохимические циклы прибрежной зоны арктического шельфа. Здесь происходят очень сложные процессы. Когда наступает лето, принося с собой плюсовую температуру, нагревшиеся морские волны растопляют у берега вечную мерзлоту и «съедают» сушу со скоростью 5…7 м за сезон. За несколько лет эти расстояния значительно увеличиваются.

Так, подсчитано, что 10 тыс. лет назад арктическое побережье нынешней России было на 200 км ближе к Северному полюсу. При этом происходят нежелательные процессы: разрушаясь, вечная мерзлота отдает «законсервированные» в ней органические вещества, причем с большой скоростью — в 10…20 раз быстрее, чем они выделяются в зимнее время. Происходит буквально фонтанный выброс в атмосферу, в частности, двуокиси углерода СО₂. Скапливаясь над побережьем шельфа, двуокись углерода еще и ускоряет таяние вечной мерзлоты, способствует выбросу других веществ, в том числе метана.

При таянии вечной мерзлоты выделяется большое количество активных веществ, так называемых радикалов, которые, поднимаясь на большую высоту, и разрушают озоновый слой. Именно поэтому озоновые дыры появляются над полюсами — только здесь мерзлота выделяет радикалы. И разрушение озонового слоя шло бы гораздо интенсивнее, если бы на пути гидроксильных радикалов не встал бы метан. При недостатке кислорода вследствие парникового эффекта метан окисляется, забирая на себя радикалы, и замедляет разрушение озонового слоя.

С одной стороны, метан усиливает вредный парниковый эффект, с другой — спасает от разрушения озоновый слой. Теперь понятно, почему озоновые дыры то появляются, то исчезают и постоянно меняют размеры. Все зависит от климата.

По данным Центральной аэрологической обсерватории Росгидромета, в середине августа 2000 г. озоновая дыра над Антарктидой начала расти. В результате ее размер достиг рекордных размеров 28,3 млн. км², что в 3 раза больше территории США. Для сравнения — еще 10—15 лет назад она составляла 22 млн. км². В октябре 2000 г. она приблизилась к значениям 1999 г. и составила 23—24 млн км², а минимальное значение содержания озона составило 100 единиц Добсона, что в 3 раза меньше нормы.

Если так будет продолжаться и дальше, то уже к середине XXI столетия человечество может оказаться на пороге глобальной экологической катастрофы с непредсказуемыми тяжелыми последствиями. Расчеты ученых показывают, что при продолжении массовых выбросов ХФУ озоновый слой еще при жизни нынешнего поколения истончится на 20%. Одно из последствий этого иллюстрирует такой пример: всего 1%-ное сокращение озона вызывает 4%-ный скачок в распространении рака кожи. Только в США этим недугом ежегодно заболевают около 200 тыс. человек. Вызывая рак кожи, ультрафиолетовые лучи одновременно подавляют иммунную систему, снижают сопротивляемость организма.

По данным Мексиканского университета (штат Сонора), самыми распространенными недугами, появляющимися у людей в результате воздействия ультрафиолетовых лучей в связи с разрушением озонового слоя, являются катаракты, ухудшение состояния сетчатки и глазного дна, различные наросты и новообразования. И если в случае катаракт и новообразований может помочь постоянно развивающаяся хирургия глаза, то процесс ухудшения состояния (износа) сетчатки и глазного дна практически необратим.

Раньше подобные заболевания проявлялись к старости, однако сегодня первые признаки этих тяжелых недугов демонстрируют все больше юношей и девушек в возрасте от 20 до 25 лет. К первым признакам медики относят, прежде всего, утомляемость глаз при отсутствии видимой нагрузки, раздражения конъюнктивы, появление красного пятна на глазном дне после нагрузки на глаза, к примеру чтения или просмотра телепередач.

Но этим губительное воздействие ультрафиолетового излучения не ограничивается. Повышение его уровня способно вызвать деградацию экосистем и генофонда флоры и фауны, снижение урожайности сельскохозяйственных культур и продуктивности Мирового океана. К ультрафиолетовым лучам очень чувствительны хвойные деревья и злаки, овощи и бахчевые культуры, сахарный тростник и бобовые. Данные экспериментов свидетельствуют, что рост некоторых растений сдерживается уже нынешним уровнем радиации.

Накопленные новые экспериментальные материалы позволяют судить об ингибирующем воздействии УФ-радиации на фитобактерии и зоопланктон, а также организмы нейстона. Отмечена неодинаковая устойчивость морских организмов к повреждающему действию УФ-радиации. Показано, что при снижении содержания озона в озоновом слое на 16,5% (в результате усиления антропогенного воздействия) первичная продуктивность в Мировом океане может уменьшиться на 5% по сравнению с современным уровнем. Необходимо отметить, что любые глобальные изменения в биомассе или в продукции планктонных организмов могут привести к изменению биохимического цикла углерода в океане и нарушению баланса окиси углерода между океаном и атмосферой.

Воздействие УФ-излучения приводит к мутациям на генном уровне. Главной мишенью излучения становятся молекулы ДНК — носители генетической информации организма. До 90% всех повреждений возникает при облучении светом длиной волны около 300 нм. Этот показатель быстро снижается при увеличении или уменьшении длины волны. Именно в этой области длин волн лежат и границы проникаемости озонового слоя атмосферы Земли. По оценкам американских исследователей, уменьшение озонового слоя на 50% приведет к возрастанию повреждений ДНК в 2,5 раза, что в свою очередь может повлечь за собой увеличение частоты заболеваний раком кожи в 8 раз.

Мероприятия по защите озонового слоя.

В 1995 г. в Токио был опубликован доклад международной экологической организации, в котором были названы 25 стран (в том числе Россия) виноватые за образование «озоновых дыр» над Антарктидой. В списке основных озоновых «вредителей», бесспорный приоритет принадлежит США, Японии и Великобритании. Признано, что из всех промышленных корпораций самый большой вред озоновому слою (13,7% мировых озоновых повреждений) нанесла американская компания «Дюпон».

В 1987 г. правительства 56 стран, в том числе и СССР, подписали Монреальский протокол, по которому обязались в ближайшее десятилетие вдвое сократить производство хлорфторуглеродов и других веществ, разрушающих озоновый слой. Более поздние соглашения (в 1990 г. в Лондоне и в 1992 г. в Копенгагене) содержали призыв постепенно прекратить производство таких веществ.

К 1996 г. промышленно развитые страны полностью прекратили производство фреонов, а также разрушающих озон галлонов и тетрахлорида углерода. Развивающиеся страны сделают это только к 2010 г. Россия — один из крупнейших производителей и потребителей ОРВ (в 1990 г. она выпустила 205 тыс. т этих веществ, что составило около 20% мирового объема) — из-за тяжелого финансово-экономического положения попросила отсрочку на 5 лет.

Следующим этапом должен стать запрет на производство метилбромидов и гидрофреонов. Уровень производства первых в промышленно развитых странах заморожен с 1996 г. Гидрофреоны полностью будут сняты с производства к 2030 г. Развивающиеся страны до сих пор не взяли на себя обязательств по контролю над этими химическими веществами.

Глобальный экологический фонд (ГЭФ) предоставил Москве безвозмездную помощь в размере 60 млн. долларов для поэтапного сокращения потребления ОРВ. Деньги направлены предприятиям, производящим аэрозоли и холодильную технику, для перехода к использованию углеродного аэрозольного пропеллента (УАП). Первым технологию с использование УАП внедрило Невинномысское акционерное общество, выпускающее до 40 млн. аэрозольных упаковок в год.

В 2005…2006 гг. Россия должна была прекратить производство ОРВ. Хотя по условиям международного соглашения она обязана была сделать это еще в 2000 году.

Обеспокоенные этим обстоятельством 10 стран, включая США, Великобританию и Японию, приняли решение выделить России по линии Глобального экологического фонда грант на финансирование мероприятий по прекращению производства ОРВ.

Средства, предоставленные по линии гранта, направлены на прекращение производства ОРВ на семи российских предприятиях. Самыми крупными из них являются «Каустик» и «Химпром», расположенные в Волгограде, и «Галоген» в Перми.

Список химических веществ и отходов производства, вредно воздействующих на состояние озонового слоя атмосферы, утверждается специально уполномоченными государственными организациями РФ в области охраны окружающей среды.

В промышленности уже принимаются достаточно эффективные меры для выполнения правительственной программы. Так, производители холодильной техники приступили к замене фреонов на озонобезопасные вещества: пропанбутановую смесь, вспениватель с циклопентаном, хладоагент ГРУ-134а. С 1996 г. российские холодильники «Бирюса» выпускаются с новыми хладореагентами, не вызывающими разрушения озонового слоя.

Новая холодильная установка, обходящаяся без фреона или какого-либо иного хладона, испытана в 1996 г. во Всероссийском институте легких сплавов (ВИЛС). Экологически чистого производства холода удалось добиться благодаря использованию эффекта Пельте. Этот французский ученый установил, что при пропускании электрического тока через полупроводниковую систему на одной обкладке кристалла возникает тепло, а на другой — холод. При этом, чем интенсивнее сбрасывается тепло, тем быстрее растет холод. Впервые этот эффект был применен в военной технике (в системах наведения боевых ракет) и в космонавтике (охлаждение устройств наведения лазера), но позже был использован в больших холодильниках. В новом агрегате нет ни электродвигателя, ни компрессора, что позволяет вдвое экономить электричество, а долговечность полупроводниковых элементов повышает его надежность. Установка, не имеющая аналогов в мире, прошла испытания на Смоленском заводе холодильных машин. Агрегат, созданный в ВИЛСе, может стать первой ласточкой серийного выпуска экологически чистой холодильной техники среднего класса, существенно уменьшающей угрозу уничтожения озонового слоя.

Физики Института общей физики РАН предложили уничтожать сам источник разрушения озона, организовать глобальную очистку атмосферы от фреонов, воздействуя на нее микроволновым разрядом. Образовавшаяся плазма избирательно очистит атмосферу от фреонов, не нанося вреда каким-либо другим ее компонентам, не повышая температуру и не вызывая обновления новых соединений. Расчеты показали: создание необходимого для уничтожения фреона количества плазмы требует относительно малых энергетических затрат, так как плазма создается импульсами продолжительностью всего в миллиардные доли секунды, а между импульсами установка не работает.

Для создания в атмосфере плазмы экономически и экологически выгодно использовать мощные микроволновые пушки, уже выпускаемые оборонной промышленностью. По замыслу исследователей, два источника микроволнового излучения устанавливаются на Земле на некотором расстоянии друг от друга, и посылаемые ими импульсы сталкиваются в атмосфере. При столкновении и образуется плазма, а, поворачивая излучатели каждый раз под разным углом, можно охватить огромную область. Пока еще не разработана технологическая схема применения этого метода, но вариантов много. Можно, например, устанавливать источники микроволнового излучения не на Земле, а на искусственных спутниках и действительно штопать «озоновую дыру».

По расчетам физиков, очистить атмосферу от фреона можно всего за один год, имея в качестве энергетического источника один блок АЭС мощностью в 10 гигаватт.

Известно, что Солнце производит в одну секунду 5…6 т озона. Но процесс его разрушения идет быстрее. Оказывается, этот газ в стратосфере можно получать искусственно. Консорциум «Интерозон», в который входят такие всемирно известные фирмы, как НПО «Энергия», ПАГИ, ЛИИ, выдвинул оригинальный проект искусственного получения озона в стратосфере. На земную орбиту выводится 20…30 спутников, оснащенных лазерами. Каждый спутник представляет собой космическую платформу массой от 80 до 100 т, несущую солнечный конвектор — «тепловую ловушку», которая, накапливая энергию солнечного излучения, преобразует тепло в электричество, а электроэнергию в химическую энергию. Лазерные лучи на высоте от 25 до 30 км «раскачают» молекулы кислорода, а дальше с помощью Солнца процесс выработки озона пойдет естественным путем. Идея состоит в том, чтобы произвести 20 млн. тонн озона — столько, сколько уничтожает техногенная цивилизация. Таким путем можно обеспечить нормальное существование планеты в течение 20 лет — срока, наверное, достаточного для того, чтобы возникла цивилизация природоохранительного типа.

Разработчиками предусмотрена и дальнейшая судьба летающих платформ. Эти системы могут быть использованы для других нужд человечества, например, для экономически выгодного производства электроэнергии, которую можно передавать через атмосферу на земные приемники, можно также подпитывать в воздухе крупные транспортные самолеты.

Из уже действующих международных программ защиты озонового слоя можно назвать совместный российско-американский проект «Метеор-3-ТОМС». С космодрома Плесецк нашим носителем выведен на орбиту метеорологический спутник «Метеор-4», на котором кроме штатной научно-исследовательской аппаратуры установлен спектрометр «ТОМС», созданный в НАСА (США) для изучения и составления глобальных карт распределения озона над планетой, а также для слежения за его изменчивостью.

В Физическом институте им. П. Н. Лебедева РАН разработан метод всепогодного и круглосуточного мониторинга озоносферы, основанный на использовании миллиметровых волн ее теплового излучения. Озонометр (и спектрорадиометр), улавливающий эти волны, успешно прошел испытания. Измерено содержание озона на высоте от 35 до 50 км в слое, особенно чувствительном к воздействию химически активных загрязнителей. Зарегистрировано наличие озона на гораздо больших высотах — вплоть до 70 км. Получены данные о содержании в атмосфере озона в зависимости от высоты, времени и солнечных возмущений.

Установлено, что тем же методом с помощью миллиметрового излучения можно определять другие газы, составляющие атмосферу, в том числе окиси хлора. Это особенно важно, поскольку окись хлора участвует в каталитических реакциях, разрушающих озон. Постоянные наблюдения за составом атмосферы позволят лучше понять и даже прогнозировать происходящие в ней процессы, но для этого потребуется целая сеть наземных станций, оборудованных современными приборами.

В 1996 г. Центральная аэрологическая обсерватория (ЦАО) в городе Долгопрудном под Москвой приступила к составлению и регулярной публикации карт концентрации озона над европейской частью России и рядом стран СНГ. Карты помогают следить за вредоносным жестким излучением Солнца. При изучении воздействия ультрафиолета учитывается, что суммарная ультрафиолетовая радиация у поверхности Земли определяется не только надежностью озоновой защиты, но и плотностью облаков, высотой Солнца над горизонтом, степенью отражения его лучей от поверхности Земли.

Измерения производят более 40 метеостанций на территории СНГ (30 из них в России) прибором М-124, сконструированным в Главной геофизической обсерватории в Санкт-Петербурге (ГГО им. Воейкова).

Производство и потребление озоноразрушающих веществ (ОРВ) и содержащей их продукции быстро сокращается, происходит замена ОРВ на озонобезопасные соединения. Скорейшее внедрение альтернативных веществ поможет ускорить восстановление озонового слоя.

График сокращения производства и потребления ОРВ в рамках Монреальского протокола, касающегося веществ, разрушающих озоновый слой, выполняется в соответствии с намеченными сроками. Более 80% производства и потребления ОРВ уже прекращено, а оставшаяся часть должна уменьшаться, так как развивающиеся страны приступили к реализации первой меры, предусмотренной Монреальским протоколом, — замораживания производства и потребления хлорфторуглеродов с 1 июля 1999 г.

Финансовая помощь Многостороннего фонда Монреальского протокола, составляющая около 900 млн. долларов, позволила развивающимся странам приступить к осуществлению большого числа проектов, охватывающих различные секторы промышленности в этих странах. Глобальный экологический фонд (ГЭФ) также выделил 110 млн. долларов РФ и странам Восточной Европы. Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП) выступает в качестве исполнительной организации по этим программам и оказывает помощь в их институционной поддержке, организации сети, обучении, подготовке национальных программ и обмена информации. Программа развития Организации Объединенных Наций (ПООН), Организация Объединенных Наций по промышленному развитию (ЮНИДО) и Всемирный банк помогают в реализации инвестиционных проектов. Но озоновый слой все еще остается истонченным в связи с продолжительным временем жизни (в атмосфере) ОРВ, произведенных за прошлые пять десятилетий, и продолжающимся использованием этих веществ. Кроме того, изменение климата, вызванное парниковыми газами, способствует усилению истощения озона. Восстановление озонового слоя, как ожидается, произойдет к середине XXI века в том случае, если все согласованные меры Монреальского протокола будут полностью осуществлены. Международное сообщество должно оставаться бдительным до тех пор, пока не будет полностью прекращено производство и потребление ОРВ.

studfiles.net

10.1.11. Экологические последствия истощения озонового слоя Земли

Несмотря на ограничительные меры, предпринятые мировым сообществом в рамках Венской конвенции об охране озонового слоя (1985 г.) и Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой (1987 г.), он продолжает разрушаться с более высокой интенсивностью, чем предполагали ученые. Это уменьшение оценивается в пределах 0.5-0.7 % в год от общего содержания озона.

В отдельных географических регионах уменьшение содержания озона составляет еще большую величину. В Антарктиде за период с 1979 по 1992 год количество озона в стратосфере уменьшилось примерно на 50 % (1 % уменьшения его содержания приводит к увеличению интенсивности УФ-излучения у поверхности Земли приблизительно на 1.5 %) [23].

По данным Всемирной метеорологической организации (ВМО) размер озоновой дыры над Южным полушарием в 1995 году составил 10 млн. км², что по площади равно Европе и в два раза больше размеров озоновой дыры, существовавшей в 1993-1994 гг. Максимальное уменьшение содержания озона на высоте 15-18 км составило более 50 %, а скорость такого уменьшения в период с июля по сентябрь доходила до 1 % в день. Над Северным полушарием в 1995 году впервые наблюдалось истощение озонового слоя, по своим характеристикам напоминающее озоновую дыру над Южным полушарием. За период с января по март 1995 года уменьшение озонового слоя на высоте 15-28 км над Северным полушарием составило 50 % [29].

По данным Центральной аэрологической обсерватории Роскомгидромета в феврале 1995 года над всем Северным полушарием, а особенно над рядом районов Восточной Сибири, вплоть до Урала, зарегистрировано рекордное уменьшение концентрации озона — до 40 %, сохранявшееся в течение 25 суток. К середине марта уменьшение концентрации озона в отдельных районах достигло 50 %.

Таким образом, в 1995 году наблюдался рекордный дефицит озона за все годы наблюдений.

Основной причиной снижения концентрации озона в стратосфере считается антропогенное загрязнение атмосферы веществами, содержащими атомы фтора, хлора, брома, йода. Кроме этих веществ в разрушении озона участвуют метан, окислы азота, серы, углерода и др.

Опасность ситуации усугубляется тем, что во многих странах, в том числе и России, полная и своевременная реализация Монреальского протокола сопряжена с большими финансовыми трудностями, обусловленными сложным экономическим положением и высокими затратами на переход промышленных предприятий к использованию новых озоносберегающих технологий и альтернативных озононеразрушающих веществ. Кроме того, некоторые ученые считают, что количество выброшенных в атмосферу разрушающих озон веществ таково, что даже при полном прекращении их производства ранее накопленных запасов достаточно для интенсивного разрушения озонового слоя еще 50-70 лет. Другие ученые полагают, что при выполнении всех положений Монреальского протокола и поправок к нему, внесенных в 1990 и 19992 годах, разрушенный озоновый слой, начиная с 1996 года, станет постепенно восстанавливаться и через 50 лет достигнет своего первоначального (до истощения) уровня.

В соответствии с Монреальским протоколом периодически проводится статистическая оценка научной, технической, экономической и экологической информации, касающейся озонового слоя Земли. Известно, что его истощение приводит к росту проникновения к земной поверхности солнечного ультрафиолетового (УФ) излучения с длиной волны от 290 до 315 наннометров. В 1994 году был составлен долгосрочный (на несколько десятилетий) прогноз этого влияния на различные аспекты функционирования биосферы: на здоровье человека и животных, на рост и развитие растений, на биохимические циклы, на качество воздуха, материалов и т.д.

Воздействие на здоровье людей и животных.

Прямое воздействие на здоровье людей и животных УФ-облучение оказывает через не защищенные от света органы: глаза и кожу. Поглощение УФ-излучения вызывает в организме изменения, которые могут оказаться как полезными (образование на коже витамина D), так и вредными (катаракта, ожоги, рак кожи, повреждение иммунной системы). Усиление УФ-облучения кожи стимулирует размножение ее клеток и выработку пигмента, эффективно защищающего от ожогов. Но слишком интенсивное размножение клеток кожи может сделать ее более восприимчивой к раку[25].

УФ-излучение повреждает роговицу и хрусталик глаза, а хроническое облучение, приводящее к высокой суммарной дозе, увеличивает риск заболевания катарактой. Количественно влияние истощения стратосферного озона на рост таких заболеваний оценивается приблизительно в 0.5 % при снижении озона на 1 %.

Для людей с чувствительной к свету кожей длительное УФ-облучение — основной фактор риска развития немеланомного рака кожи. Снижение стратосферного озона на 1 % приводит к росту числа случаев проявления этого заболевания примерно на 2-3 %. Иммунная система, поскольку в коже присутствуют некоторые ее компоненты, также чувствительна к УФ-радиации. Это облучение снижает иммунитет в отношении рака кожи, возбудителей инфекционных заболеваний и других антигенов, и может привести к иммуннологической ареактивности на повторные случаи.

Воздействие на наземные растения.

Солнечное УФ-излучение влияет на физиологические и эволюционные процессы в растениях. Но у растений есть механизм для снижения этого влияния и восстановления нарушенных процессов, т.е. они способны до некоторой степени адаптироваться к повышенному уровню УФ-радиации. Однако он может значительно замедлять рост растений.

Реакция на УФ-облучение различна у разных видов и даже культур одного и того же вида. В природных условиях УФ-излучение приводит к изменениям видовых составов, создает предпосылки для биологического разнообразия в различных экосистемах.

Косвенные изменения, вызываемые УФ-радиацией (такие как изменения в растительной форме, в распределении биомассы в частях растений, во временных соотношениях фаз развития и во вторичном метаболизме), могут иметь иногда и большее значение, чем прямое разрушение. Они способны привести к нарушению равновесия в растительных биоценозах, что привело бы к серьезным последствиям для травоядных. Возможны и глобальные нарушения биохимических циклов.

Воздействие на водные экосистемы.

Более 30 % мирового животного белка, потребляемого человеком, поступает из моря, поэтому важно, как уровень солнечного УФ-излучения влияет на продуктивность водных систем.

Морской планктон, как основной поглотитель атмосферного диоксида углерода, оказывает определяющее влияние на его концентрацию в атмосфере. Кроме того, он же образует основу водных трофических связей и при этом неравномерно распределен по океанам: наивысшая его концентрация приходится на высокие широты, а в тропиках и субтропиках она в 10-100 раз меньше. Рост и без того высокого уровня солнечного УФ-излучения для тропиков и субтропиков может отрицательно сказаться на распределении фитопланктона. Усиленное облучение фитопланктона солнечной УФ-радиацией влияет на его подвижность и механизмы ориентации и приводит к снижению выживаемости. Проведенные в антарктических водах измерения показали прямую связь фитопланктона с истощением озона. Так, его продуктивность над озоновой дырой в Антарктиде снижена на 6-12 % по сравнению с продуктивностью в соседних водах.

Солнечная УФ-радиация вызывает снижение способности к размножению и нарушение развития личинок рыб, креветок, крабов, земноводных и других животных. Уже при обычных условиях солнечная УФ-радиация является сдерживающим фактором, и даже небольшое увеличение ее интенсивности может привести к существенному сокращению численности этих организмов.

Воздействие на биохимические циклы.

Увеличение интенсивности солнечного УФ-излучения воздействует на наземные и водные биохимические циклы, влияя как на источники, так и потребителей химически значимых газов (например, диоксида углерода, озона). Цепи обратных связей между биосферой и атмосферой таковы, что баланс между образованием и уходом из атмосферы этих газов может нарушиться даже при незначительных внешних воздействиях.

В наземных экосистемах УФ-излучение влияет на образование и разложение растительной биомассы. С ростом УФ-воздействия продуктивность различных видов (а также отдельных культур) может снижаться в различной степени. Процессы разложения могут усиливаться при фоторазрушении поверхностной подстилки под действием УФ-излучения или ослабляться при угнетении жизнедеятельности соответствующих живых организмов.

Существенно влияние солнечной УФ-радиации и на водные экосистемы. Снижение ее уровня приводит к увеличению первичной продукции, а увеличение интенсивности УФ-излучения (в условиях антарктической озоновой дыры) — к снижению продуктивности. Солнечная УФ-радиация, замедляя развитие фито- и бактериопланктона в верхних слоях океана, существенно влияет на морские биохимические циклы. Она стимулирует разрушение органических веществ в водных растворах, приводящее к потере или способности поглощать УФ-излучение и к образованию моноксида углерода и органических веществ, которые легко минерализуются или поглощаются водными организмами. УФ-излучение влияет на круговорот водного азота, подавляя активность нитрофицирующих бактерий и вызывая фоторазложение простых неорганических веществ, таких как нитраты.

Воздействие на качество воздуха.

Истощение стратосферного озона и соответствующее увеличение УФ-радиации, проникающей в нижние слои атмосферы, приводит к повышению интенсивности фотодиссоциации основных газов, определяющих химическую активность атмосферы. Это может вызвать как образование, так и разрушение озона и связанных с ним окислителей, таких как перекись водорода и гидроксильная группа в составе ряда соединений. Перекись водорода, как известно, оказывает вредное воздействие на здоровье человека, на наземные растения и не защищенные материалы. Изменения концентрации гидроксильной группы в атмосферном воздухе способны повлиять на долговечность климатически важных газов, например, метана.

На основе спутниковых измерений интенсивности фотодиссоциации тропосферного озона (в период с 1979 по 1992 гг.) построены модели химических изменений тропосферы. Согласно моделям, в загрязненных районах (где высокий уровень оксидов азота) по мере истощения стратосферного озона количество тропосферного озона должно расти, быстро достигая концентраций, потенциально опасных из-за соответствующего образования окислителей в количествах, превышающих стандартные уровни. В более чистых районах (с низким уровнем оксидов азота) рост концентрации озона может быть незначительным и даже отрицательным. Другие окислители, такие как перекись водорода и гидроксильная группа, будут расти как в чистых, так и загрязненных регионах. Изменение концентрации перекиси водорода может оказывать воздействие на географическое распределение выпадения кислотных осадков.

Воздействие на металлы.

Синтетические полимеры, биоматериалы природного происхождения и ряд материалов, представляющих коммерческий интерес, испытывают вредное воздействие солнечной УФ-радиации. Основная причина фоторазрушения — от обесцвечивания до потери механической прочности от коротковолновой части УФ-спектра. Любое увеличение допустимого УФ-излучения ускоряет фоторазложение этих материалов, ограничивая сроки их службы.

В целом, влияние УФ-излучения на многие функции биосферы остаются пока еще очень неопределенными. Поэтому количественный прогноз пока невозможен, для этого необходимы дальнейшие исследования.

Острота проблемы истощения озонового слоя Земли вызвала необходимость энергичного поиска альтернативных путей защиты и сохранения озонового слоя за счет активного воздействия на стратосферу химическими и физико-химическими методами. Путь восстановления и сохранения озонового слоя с применением активных воздействий на стратосферу возможно окажется более радикальным методом для сохранения цивилизации независимо от естественного или антропогенного характера истощения озонового слоя.

В 1998 году Всемирный банк принял решение о предоставлении Украине безвозмездной ссуды на сумму $ 23.3 млн. для борьбы с истощением озонового слоя в рамках проекта на общую сумму $ 32.7 млн.

Эта программа осуществляется в рамках соглашения, направленного на предотвращение глобального изменения климата Земли, подписанного 160 странами в японском городе Киото в декабре 1997 года.

Средства, представленные Всемирным банком, пойдут на замену оборудования украинских компаний, отрицательно воздействующего на озоновый слой. Так, предприятия по производству холодильников используют фреон, чрезвычайно опасный для атмосферного озона.

Истощение озонового слоя приводит к увеличению заболеваемости раком кожи, ухудшению зрения людей, живущих в зоне истощения озона, снижению урожайности сельскохозяйственных культур.

studfiles.net