Тест по экологии «Антропогенный фактор» с ответами

1. Экологический фактор, обусловленный различными формами воздействия человека на природу и ведущий к количественным и качественным изменениям ее составляющих:
а) антропогенный фактор +
б) ограничивающий фактор
в) абиотический фактор

2. Уменьшение толщины озонового слоя связано с деятельностью:
а) животных
б) человека +
в) микроорганизмов

3. Среди перечисленных факторов, влияющих на обитателей экосистемы луга, укажите антропогенный:
а) заболачивание местности
б) зарастание луга кустарником
в) выпас скота +

4. Какой антропогенный фактор может привести к увеличению численности популяции зайцев в лесу:
а) отстрел волков +
б) рубка деревьев
в) разведение костров

5. Пример антропогенного фактора:
а) вымерзание всходов при весенних заморозках
б) уничтожение вредителей сельского хозяйства птицами
в) уплотнение почвы автомобильным транспортом +

6. Распашка целины в целях выращивания зерновых культур — пример действия фактора:
а) биотического
б) антропогенного +
в) абиотического

7. Взаимоотношения общества и природы — это воздействие:
а) биотических факторов
б) абиотических факторов
в) антропогенных факторов +

8. Какой антропогенный фактор может привести к увеличению численности популяции зайцев в лесу:
а) отстрел лисиц +
б) рубка деревьев
в) разведение костров

9. Деструктивное воздействие:
а) точечное
б) кратковременное
в) разрушительное +

10. В целях устойчивого развития и сохранения биосферы человек:
а) полностью уничтожает хищников в экосистемах
б) регулирует численность популяций отдельных видов +
в) увеличивает численность насекомых-вредителей

11. Антропогенный экологический фактор:
а) биологическая защита растений +
б) землетрясение
в) наводнение

12. Подкармливание копытных животных в зимний период в целях сохранения численности их популяций относят к факторам:
а) физиологическим
б) антропогенным +
в) эволюционным

13. Антропогенный фактор:
а) промышленное загрязнение +
б) сезонные колебания температуры
в) интенсивное ультрафиолетовое излучение

14. Человеческая деятельность , ведущая к утрате природной средой своих полезных человеку качеств оказывает такое воздействие:
а) динамическое
б) статическое
в) разрушительное +

15. Опасность воздействия человека на биосферу состоит в том, что в ней:
а) нарушаются процессы саморегуляции, поддерживающие ее целостность +
б) чрезмерно увеличивается разнообразие домашних животных
в) круговорот веществ и энергии становится более полным

16. Человеческая деятельность , направленная на восстановление природной среды оказывает такое воздействие:
а) стабилизируещее
б) конструктивное +
в) статическое

17. Человеческая деятельность , направленная на замедление деструкции природной среды оказывает такое воздействие:
а) химическое
б) конструктивное
в) стабилизирующее +

18. Изменения природы в результате прямого воздействия хозяйственной деятельности человека на природные объекты – это …. воздействие:
а) косвенное
б) непосредственное +
в) стабилизирующее

19. Изменение природы в результате цепных реакций оказывает такое воздействие:
а) непосредственное
б) прямое
в) опосредованное +

20. Совокупность геохимических процессов , вызванных производственно-хозяйственной деятельностью человека:
а) экологическая катастрофа
б) техногенез +
в) экологический кризис

21. Происходит ли тепловое загрязнение биосферы:
а) да +
б) неизвестно
в) нет

22. Что привело к возникновению кризиса редуцентов:
а) загрязнение почв
б) большое количество отходов +
в) уничтожение лесов

23. Кто сформулировал принцип экологической индивидуальности видов:
а) Дарвин
б) Ламарк
в) Раменский +

24. Выброс в биосферу химических веществ приводит к:
а) изменению литосферы
б) ухудшению работоспособности +
в) изменению состояния биоты

25. Выброс в биосферу инертного материала приводит к:
а) нарушению озонового слоя
б) изменению прозрачности атмосферы
в) изменению природы и климата +

26. Прямой нагрев биосферы приводит к:
а) нарушению озонового слоя
б) изменению небиологических процессов +
в) изменению погоды

27. Сколько основных причин ухудшения природной среды:
а) 2 +
б) 5
в) 4

28. Расширение использования природных ресурсов приводит к:
а) изменению небиологических процессов
б) нарушению озонового слоя
в) их истощению +

29. Биологическое воздействие ведет к:
а) изменению продолжительности жизни +
б) генетическим изменениям
в) ущербу благосостояния

30. Глобальное загрязнение среды и угрозы истощения ресурсов – это кризис:
а) консументов
б) редуцентов +
в) продуцентов

Озоновый слой Земли, что это такое, зачем он нужен, причины и последствия разрушения

Ученые предполагают, что возникновение озонового экрана Земли произошло четыреста миллионов лет назад. Именно этот процесс, по их мнению, позволил микроорганизмам подняться со дна океана и выйти на сушу. Так на Земле появилась жизнь.

Что такое озоновый слой

Озоновый слой — это самый легкий и тонкий слой в атмосфере, который содержит относительную концентрацию озона (до 0,001%). Озоновый слой защищает нашу планету от опасного ультрафиолетового излучения, которое способно причинить значительный ущерб жизни на Земле.

Однако озоновый слой не только покрывает нашу планету. Его также можно найти и на поверхности земли — он используется для таких целей, как отбеливание бумажной целлюлозы, обеззараживание питьевой воды и удаление неприятных запахов из продуктов.

Как образуется озоновый слой

Озон — это аллотропная модификация кислорода. Ультрафиолетовые лучи расщепляют молекулы кислорода, превращая О2 в О+О. После расщепления О присоединяется к другим молекулам кислорода, образуя озон (О3=О+О2).

Аллотропными модификациями называют вещества, сходные по составу, но отличающиеся по химическому строению и, соответственно, физическим свойствам.

О3 и молекулы кислорода «поглощают» около 97–99% вредного ультрафиолетового излучения, преобразовывая его в тепло.

Где находится озоновый слой

Озоновый слой находится на высоте от 10 до 50 км над поверхностью Земли, в верхних слоях атмосферы. Озоносфера (или озоновый экран) в разных широтах планеты находится на разных уровнях. В тропических широтах озоновый слой находится на расстоянии от 25 до 30 км, в умеренных — от 20 до 25 км, в полярном круге расстояние еще меньше — от 15 до 25 км.

Толщина озонового слоя

Озоновый слой считается самым тонким в атмосфере. Концентрация озона в верхних слоях измеряется в единицах Добсона. Одна единица Добсона составляет 10 микрометров чистого озона при температуре 0 °C и стабильном атмосферном давлении. Нормальной концентрацией озона считается 300 единиц. Отсюда следует, что толщина озонового слоя составляет всего 3 000 микрометров (3 миллиметра).

Гордон Миллер Борн Добсон — британский физик и метеоролог XX века. Он посвятил свою жизнь изучению озона в атмосфере и сконструировал первый озоновый спектрометр.

Озоновый слой и УФ-излучение

Главная задача озонового слоя — оберегать планету от опасной солнечной радиации.

УФ-излучение в малых дозах полезно для человеческого организма, потому что напрямую связано с выработкой витамина D.

В современной медицине это излучение используется для лечения псориаза, остеопороза, желтухи, экземы и рахита. При лечении также учитывается риск негативного воздействия, поэтому любое использование данного излучения происходит под четким медицинским наблюдением.

Долгосрочное воздействие солнечного ультрафиолетового излучения на человека может спровоцировать развитие острых и хронических заболеваний кожи, глаз и иммунной системы.

Солнечные ожоги случаются в результате долгого влияния УФ-излучения на кожу. Оно способно вызвать дегенеративные изменения клеток кожи, фиброзной ткани и кровеносных сосудов. Рак кожи и катаракта — самые серьезные и нередкие последствия облучения ультрафиолетом.

Озоновый слой служит естественным щитом Земли и спасает человечество от ультрафиолетовой радиации, которая также вызывает мутации ДНК.

Мощность ультрафиолетового излучения Солнца чаще всего делят на три категории:

  1. УФ-А (от 320 до 400 нанометров): не поглощаемая озоном длина, так как находится на безопасном расстоянии.
  2. УФ-В (от 280 до 320 нанометров): большая часть поглощается озоном, но данная длина излучения может быть вредна для чувствительной кожи.
  3. УФ-С (менее 280 нанометров): полностью поглощается озоном. Наиболее опасная длина, потому что она самая короткая и может уничтожить добрую часть нашей экосистемы.

Разрушение озонового слоя

Годы изучения защитного экрана показали, что над поверхностью Земли в некоторых районах озоновый слой начал истончаться. Первую «брешь» обнаружили над Антарктидой.

Причиной повреждения и истончения озоносферы Земли были признаны синтетические и искусственные вещества, образованные в результате промышленной деятельности.

Причина разрушения озона — хлорфторуглерод, группа органических соединений, включающих атомы фтора, хлора и углерода. Эти соединения не токсичны, стабильны и, взаимодействуя с воздухом, не образуют взрывоопасных веществ.

Фреон (хладагент) — яркий представитель этих соединений и включает в себя более 40 различных веществ. Область применения фреона захватывает практически все сферы жизнедеятельности человека. Впервые хлорфторуглероды стали использовать в работе холодильных устройств (холодильники, кондиционеры), заменив ими токсичные и взрывоопасные аммиак и сернистый газ. Позже хлорфторуглероды стали широко эксплуатировать в аэрозольных баллонах, вспенивателях, растворителях, а также в пищевой и парфюмерной отраслях.

Однако сейчас известно, что под воздействием солнечной радиации хлорфторуглероды разлагаются в атмосфере и образуют вещества, которые эффективно разрушают молекулы озона. И если на Земле фреон не представляет опасности для жизни, в стратосфере он активно разрушает защитную систему нашей планеты.

Монреальский протокол

В 1987 году Всемирная Метеорологическая Организация и Программа ООН по окружающей среде собрали вместе ученых, дипломатов, защитников окружающей среды, членов правительства, представителей промышленности и коммерческие организации для заключения соглашения о поэтапном отказе от химических веществ. В январе 1989 года вступил в силу Монреальский протокол, первое в мире международное соглашение о регулировании химических загрязнителей.

В рамках протокола было решено постепенно сокращать производство и использование озоноразрушающих химических веществ, в первую очередь был введен запрет на использование ХФУ (хлорфторуглерод) в распылительных аэрозольных баллончиках.

Озоновые дыры

В 1985 году над Антарктидой обнаружили озоновую «дыру» диаметром более 1 000 км. По сей день она является самой большой и занимает площадь чуть меньше 20 млн кв. км.

К счастью, как таковой дыры нет. На самом деле, когда ученые и популярные средства массовой информации ссылаются на дыру в озоновом слое, речь идет об области с низкой концентрацией озона. Толщина озоновой оболочки в этой местности меняется в зависимости от времени года.

Почему дыра образовалась именно над Антарктидой, если главная причина в опасных выбросах?

Ученые объясняют этот феномен тем, что хлорфторуглероды переносятся в Антарктику воздушными потоками. Особенные климатические условия, а конкретно — крайне низкие температуры (до −80 °C) способствуют формированию стратосферных облаков.

В этих облаках происходит серия химических реакций. Хлор, содержащийся в ХФУ, отделяется от других веществ, кристаллизуется и в течение всего холодного периода сохраняется в таком состоянии. С приходом весны интенсивность ультрафиолетовых лучей усиливается, атомы хлора высвобождаются, разрушая молекулы озона. В итоге образуется озоновая дыра.

Мир без озонового слоя

Озоновая дыра над Антарктидой не единственная. Количество дыр растет с каждым годом по всему миру. Поток солнечной радиации увеличивается и вызывает вспышки раковых заболеваний кожи и катаракту, причем дети этому явлению подвержены сильнее.

Ученые из Центра космических полетов имени Годдарда (НАСА), чтобы доказать значение озонового слоя, смоделировали ситуацию стремительного разрушения защитного экрана Земли.

Группа ученых начала работу с создания модели атмосферной циркуляции земной системы, которая учитывает химические реакции в атмосфере, колебания температуры и ветра, изменения солнечной энергии, а также другие элементы глобального изменения климата. Потери озона изменяют температуру в разных частях атмосферы, и эти изменения способствуют или подавляют химические реакции.

Затем исследователи увеличили выброс ХФУ и подобных соединений на 3% в год, что примерно вдвое меньше, чем в начале 1970-х годов, когда хлорфторуглероды активно использовались в производстве и быту. Ученые позволили моделируемому миру развиваться с 1970 по 2065 год.

Год 2065. Почти две трети озоносферы Земли исчезло. У самой большой озоновой дыры над Антарктидой появился двойник над Северным полюсом. Ультрафиолетовое излучение, падающее на города средних широт (например, Вашингтон), настолько сильное, что способно вызвать солнечный ожог всего за пять минут. Из-за высокого уровня радиации вероятность мутации ДНК увеличивается на 650%.

Усиление ультрафиолетового излучения спровоцирует гибель планктона в океанах и, следовательно, уменьшит рыбные запасы. Также ультрафиолет может оказать неблагоприятное воздействие на рост растений, что приведет к полному увяданию сельского хозяйства.

Решение есть

Увидев мир без озонового слоя, ученые пришли к выводу, что разрушение стратосферного озона можно остановить. Альтернативные вещества, которые не навредят защитному экрану Земли, существуют. К ним относятся углекислый газ, нетоксичный пропан, аммиак и изобутан (природный хладагент).

Как отмечают экологи, озоновый щит планеты уже сейчас восстанавливается на 1–3% в десятилетие. При благоприятных прогнозах озоновые дыры могут исчезнуть по всей планете к 2060 году. Команда ученых НАСА предполагает, что восстановление озонового слоя связано с Монреальским протоколом.

Специалисты из Национального управления океанических и атмосферных исследований США в 2018 году обнаружили крупные выбросы в атмосферу озоноразрушающего газа — трихлорфторметана.

Было установлено, что эпицентр выбросов находится в Восточной Азии, а позже более 18 производственных фабрик в Китае сами признались в незарегистрированном использовании фреона.

Экологи считают, что повлиять на целостность озонового слоя могут сами люди на бытовом уровне. Озоновый экран планеты также подвергается атакам парниковых газов и токсичных выбросов воздушного и наземного транспорта. Использование экологически чистого топлива, сохранение ресурсов земли и правильная утилизация вредных отходов сыграет значительную роль в спасении Земли.

Стоит начать очищение окружающей среды с маленького островка — своей квартиры. Через открытые окна в наше жилище поступает большое количество пыли, вредных испарений, ядовитых выбросов и неприятных запахов. В этой ситуации поможет бризер: благодаря трехступенчатой системе фильтрации устройство препятствует проникновению в комнату вредных веществ, бактерий, аллергенов и вирусов с улицы. Бризер борется с духотой в квартире и создает все условия для комфортной жизни и спокойного сна.

Заключение

Проблема разрушения озонового слоя планеты тесно связана с угрозой глобального потепления. Есть предположение, что восстановление озоновой оболочки замедлит таяние льдов

Правительство и многие крупные промышленные корпорации играют большую роль в том, как мы используем ресурсы Земли. Если сохранение окружающей среды станет первоочередной задачей каждого из государств, возможно, разрушительное влияние на нашу среду обитания достигнет минимума.

Рекордная озоновая дыра 2020 года закрывается

Рекордная антарктическая озоновая дыра 2020 года, наконец, закрылась в конце декабря после исключительного сезона из-за естественных метеорологических условий и продолжающегося присутствия озоноразрушающих веществ в атмосфере.

Антарктическая озоновая дыра 2020 года быстро росла с середины августа и достигла пика примерно в 24,8 миллиона квадратных километров 20 сентября 2020 года, распространившись на большую часть антарктического континента.

Это была самая продолжительная и одна из самых больших и глубоких дыр с тех пор, как 40 лет назад начался мониторинг озонового слоя. Он был вызван сильным, стабильным и холодным полярным вихрем и очень низкими температурами в стратосфере (слой атмосферы на высоте от 10 до 50 км). Те же метеорологические факторы также способствовали образованию рекордной озоновой дыры в Арктике в 2020 году.

Это контрастирует с необычно маленькой и недолговечной озоновой дырой в Антарктике в 2019 году..

«Последние два сезона озоновых дыр демонстрируют годовую изменчивость озоновой дыры и улучшают наше понимание факторов, ответственных за ее образование, масштабы и серьезность», — сказала Оксана Тарасова, руководитель Отдела исследований атмосферной среды ВМО, который курирует сеть станций мониторинга Глобальной службы атмосферы ВМО. «Нам нужны дальнейшие международные действия для обеспечения соблюдения Монреальского протокола по химическим веществам, разрушающим озоновый слой. В атмосфере по-прежнему достаточно озоноразрушающих веществ, чтобы ежегодно вызывать разрушение озонового слоя», — сказала д-р Тарасова.

Программа ВМО «Глобальная служба атмосферы» тесно сотрудничает со Службой мониторинга атмосферы «Коперник», НАСА, Министерством окружающей среды и изменения климата Канады и другими партнерами в целях мониторинга озонового слоя Земли, который защищает нас от вредных ультрафиолетовых лучей Солнца.

Сильный полярный вихрь

Истощение озонового слоя напрямую связано с температурой в стратосфере, которая представляет собой слой атмосферы на высоте от 10 до 50 км над уровнем моря. Это связано с тем, что полярные стратосферные облака, играющие важную роль в химическом разрушении озона, образуются только при температурах ниже -78°C.

Эти полярные стратосферные облака содержат кристаллы льда, которые могут превращать нереакционноспособные соединения в реактивные, которые затем могут быстро разрушать озон, как только становится доступным солнечный свет для запуска химических реакций. Эта зависимость от полярных стратосферных облаков и солнечной радиации является основной причиной того, что озоновая дыра наблюдается только в конце зимы/начале весны.

Во время весеннего сезона в Южном полушарии (август-октябрь) озоновая дыра над Антарктидой увеличивается в размерах, достигая максимума в период с середины сентября по середину октября (изображение NASA Ozone Watch 2020 года на пике озоновой дыры в сентябре, изображенное слева) . Когда в конце весны в Южном полушарии температура высоко в атмосфере (стратосфере) начинает повышаться, истощение озонового слоя замедляется, полярный вихрь ослабевает и, наконец, разрушается, и к концу декабря уровни озона возвращаются к норме.

Однако в 2020 году сильный, стабильный и холодный полярный вихрь поддерживал постоянную низкую температуру озонового слоя над Антарктидой, предотвращая смешивание обедненного озоном воздуха над Антарктидой с богатым озоном воздухом из более высоких широт.

На протяжении большей части сезона 2020 г. концентрации стратосферного озона на высоте от 20 до 25 км (50–100 гПа) достигали почти нулевых значений, а толщина озонового слоя составляла всего 94 единицы Добсона (единица измерения), или приблизительно одна трети своего нормального значения.

Служба атмосферного мониторинга ЕС Copernicus сообщила, что анализ озона показал, что озоновая дыра закрылась 28 декабря.

Каждый сезон за появлением озоновой дыры и ее эволюцией следят с помощью спутников и ряда наземных станций наблюдения. Характеристики озоновой дыры, интерактивные карты, временные ряды, текущее состояние и прогноз готовятся и отслеживаются большим сообществом по озону с помощью услуг различных организаций, таких как Служба мониторинга атмосферы Коперника (CAMS), программа НАСА по наблюдению за озоном, NOAA, KNMI, ЕКЦ и другие.

Монреальский протокол

Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой – это знаковое многостороннее природоохранное соглашение, которое регулирует производство и потребление почти 100 химических веществ, называемых озоноразрушающими веществами (ОРВ). После запрета на галоидоуглероды озоновый слой медленно восстанавливался, и данные ясно показывают тенденцию к уменьшению площади озоновой дыры с учетом годовых колебаний.

Последняя Научная оценка истощения озонового слоя Программы ВМО/ООН по окружающей среде, выпущенная в 2018 году, пришла к выводу, что озоновый слой находится на пути восстановления и к потенциальному возвращению значений озона над Антарктидой до 1980 уровней к 2060 году. Это связано с длительным сроком службы химических веществ в атмосфере.

ESS Тема 6.2: Стратосферный озон

изображение с http://en.wikipedia.org/wiki/Ozone_layer

Озоновый слой представляет собой часть атмосферы Земли, которая содержит относительно высокие концентрации озона (O3). «Относительно высокий» означает несколько частей на миллион, что намного выше, чем концентрации в нижних слоях атмосферы, но все же мало по сравнению с основными компонентами атмосферы. Хотя концентрация озона в озоновом слое очень мала, он жизненно важен для жизни, поскольку поглощает биологически вредное ультрафиолетовое (УФ) излучение Солнца. «Толщина» озонового слоя, то есть общее количество озона в столбе над головой, во всем мире сильно различается: в целом она меньше вблизи экватора и больше по мере продвижения к полюсам. Он также меняется в зависимости от сезона: в целом он толще весной и тоньше осенью.

В этом подразделе мы рассмотрим, как деятельность человека привела к разрушению озонового слоя, а также роль государственных и неправительственных организаций в контроле над веществами, разрушающими озоновый слой.

​Данный блок не менее 2,5 часов.

Важные идеи:

  • Стратосферный озон является ключевым компонентом атмосферной системы, поскольку он защищает живые системы от негативного воздействия ультрафиолетового излучения Солнца.
  • Деятельность человека нарушила динамическое равновесие образования стратосферного озона.
  • Стратегии управления загрязнением используются для сохранения стратосферного озона.

Большие вопросы:

  • В какой степени решения, появившиеся в этой теме, были направлены на предотвращение воздействия на окружающую среду, ограничение степени воздействия на окружающую среду или восстановление систем, в которых воздействие на окружающую среду уже имело место?
  • Каким образом вопросы, рассматриваемые в этой теме, имеют отношение к устойчивости или устойчивому развитию?
  • Каким образом решения, изучаемые в этой теме, после ваших прогнозов состояния человеческого общества и биосферы через несколько десятилетий?
  • Почему Монреальский протокол оказался таким успешным? Будет ли он продолжать быть успешным?
  • Опишите связи между стратосферным озоном и устойчивостью/устойчивым развитием.
  • Каковы самые большие угрозы для стратосферного озона и откуда они могут возникнуть в ближайшие десятилетия?

Знание и понимание

6. 2.U1 Часть ультрафиолетового излучения Солнца поглощается стратосферным озоном, вызывая расщепление молекулы озона. При нормальных условиях молекула озона преобразуется. Это разрушение и преобразование озона является примером динамического равновесия.

[ Использование химических символов, формул или уравнений для разрушения озона не требуется.]

  • Объясните, как при отсутствии загрязнения стратосферный озон представляет собой пример динамического равновесия.
  • Объясните, почему происходят сезонные изменения стратосферного озона над полярными регионами

изображение с сайта www.chemhume.co.uk

Озон   играет ключевую роль в  температурной структуре атмосферы Земли. Без фильтрующего действия озонового слоя больше солнечного УФ-В-излучения проникло бы в атмосферу и достигло бы поверхности Земли. Ультрафиолетовое излучение поглощается при образовании и разрушении озона из кислорода.

Вам не нужно запоминать химические уравнения не требуется.

Стратосферный озон образуется естественным образом в результате химических реакций с участием солнечного ультрафиолетового излучения (солнечного света) и молекул кислорода, которые составляют 21% атмосферы.

  • солнечное ультрафиолетовое излучение расщепляет одну молекулу кислорода (O2) с образованием двух атомов кислорода (2 O) 
  • каждый из этих высокореактивных атомов соединяется с молекулой кислорода с образованием молекулы озона (O3).
  • эти реакции происходят постоянно, когда в стратосфере присутствует солнечное ультрафиолетовое излучение. В результате наибольшее производство озона происходит в тропической стратосфере

с http://www.ucar.edu/learn/1_6_1.htm

Озоновая дыра не существует круглый год: она сезонная. Во время антарктической зимы, когда полярные стратосферные облака становятся широко распространенными, химические реакции превращают менее реакционноспособные формы хлора в большое количество высокореакционноспособных форм.

Эти высокореактивные газы так слабо удерживают атомы хлора, что стабильны только в темноте.

Когда Солнце восходит в конце зимы в Южном полушарии, солнечный свет разлагает эти химически активные газы, высвобождая «свободные радикалы» хлора. Один хлорсодержащий свободный радикал может катализировать разрушение тысяч и тысяч молекул озона. Пик разрушения озона обычно приходится на середину октября. Потери озона уменьшаются поздней весной, когда полярный вихрь ослабевает. Температура повышается, и облаков становится меньше. Богатый озоном воздух из более низких широт снова смешивается с полярной стратосферой, и озоновая дыра исчезает до следующей весны.0003

https://theconversation.com/antarctic-ozone-recovery-will-be-a-long-and-bumpy-road-22429

6.2.U2 Вещества, разрушающие озоновый слой (включая галогенированные органические газы, такие как хлорфторуглероды — CFC) используются в аэрозолях, газораздувных пластмассах, пестицидах, антипиренах и хладагентах. Атомы галогенов (например, хлора) из этих загрязняющих веществ усиливают разрушение озона в повторяющемся цикле, позволяя большему количеству ультрафиолетового излучения достигать Земли.
[ Использование химических символов, формул или уравнений для разрушения озона не требуется.​]​

  • Обсудите угрозы стратосферному озону.
  • Определите единицы измерения стратосферного озона.

Галогенированные органические газы очень стабильны в нормальных условиях, но могут высвобождать атомы галогенов при воздействии ультрафиолетового излучения в стратосфере. Эти атомы реагируют с одноатомным кислородом и замедляют скорость преобразования озона

. Загрязняющие вещества усиливают разрушение озона, тем самым нарушая равновесие системы производства озона

Озоноразрушающие вещества (ОРВ)

  • Хлорфторуглероды (ХФУ или фреоны) – пропелленты в аэрозольных баллончиках, пена, хладагенты
  • Гидрохлорфторуглероды (ГХФУ) – заменители ХФУ
  • Оксиды азота – бактериальное разложение нитритов и нитратов в почве, сверхзвуковые самолеты
  • Четыреххлористый углерод – чистящее вещество

Как ХФУ разрушают озон:

  1. УФ-излучение отрывает атом хлора от молекулы CFC.
  2. Атом хлора атакует молекулу озона (O3), разрывая ее на части и разрушая озон.
  3. В результате получается обычная молекула кислорода (O2) и молекула монооксида хлора (ClO).
  4. Молекула монооксида хлора (ClO) подвергается атаке со стороны свободного атома кислорода, высвобождающего атом хлора и образующего обычную молекулу кислорода (O2).

Теперь атом хлора может атаковать и уничтожить другую молекулу озона (O3). Один атом хлора может повторять этот разрушительный цикл тысячи раз.

изображение с сайта www.esrl.noaa.gov

изображение с сайта kennuncorked.com

Общее количество озона, из которого состоит атмосфера, измеряется в единицах Добсона (DU), которые определяются путем измерения концентрации молекул озона в столбе воздуха, простирающемся от поверхности Земли. поверхности до верхней границы атмосферы.

Считается, что районы со значениями менее 220 единиц Добсона подверглись серьезному разрушению озона. На изображении ниже представлена ​​цветовая шкала для единиц Добсона, которая показывает пороговое значение в 220 единиц, ниже которого концентрация озона признается достаточно низкой, чтобы представлять опасность для здоровья человека. Обратите внимание, какие цвета обозначают высокие концентрации озона, а какие — низкие.

Анимация образования и истощения озона

6.2 U3 Ультрафиолетовое излучение, достигающее поверхности Земли, повреждает живые ткани человека, увеличивая заболеваемость катарактой, мутацией при делении клеток, раком кожи и другими последующими последствиями для здоровья.

  • ​Объясните последствия истощения стратосферного озона.

изображение с сайта www.eoearth.org

Воздействие УФ на живые организмы

  • Повышение частоты мутаций в ДНК, вызывающее рак
  • Может вызывать катаракту глаз
  • Может нарушать способность растений и фитопланктона к фотосинтезу
  • Снижает первичную продукцию и, следовательно, общую продуктивность
  • Повреждение иммунной системы

биологическая продуктивность включает повреждение фотосинтезирующих организмов, особенно фитопланктона, которые составляют основу водных пищевых сетей.

  • ​Объясните последствия истощения стратосферного озона.​

Доказано, что УФ-В излучение вредно для живых организмов, повреждая ДНК, белки, липиды и мембраны. Растения, которые используют солнечный свет для фотосинтеза и не могут избежать воздействия повышенного уровня УФ-В излучения, подвергаются риску. УФ-В ухудшает фотосинтез у многих видов. Чрезмерное воздействие УФ-В снижает размер, продуктивность и качество многих изученных видов сельскохозяйственных культур (среди них многие сорта риса, сои, озимой пшеницы, хлопка и кукурузы). Точно так же чрезмерное воздействие УФ-В снижает продуктивность фитопланктона в водных экосистемах. УФ-В повышает восприимчивость растений к болезням. Эффекты также включают мутацию и последующее воздействие на здоровье и повреждение фотосинтезирующих организмов, особенно фитопланктона и их потребителей, таких как зоопланктон.

6.2.U5 Борьба с загрязнением может быть достигнута за счет сокращения производства и выпуска озоноразрушающих веществ. К методам такого сокращения относятся:

  • переработка хладагентов
  • разработка альтернатив выдуваемым газом пластикам, галогенированным пестицидам, пропеллентам и аэрозолям
  • разработка непропеллентных альтернатив.

​

  • Обсудите подходы, принятые для уменьшения разрушения стратосферного озона.

Изменение деятельности человека

  • Замена пластика, выдуваемого газом
  • Замена старого холодильника на существующую технологию «зеленой заморозки», которая не разрушает озоновый слой
  • Пропан и бутан заменили ХФУ в качестве топлива.
  • Непропеллентные альтернативы 
  • Бромид метила можно заменить другими пестицидами

Контроль выбросов загрязняющих веществ

  • Восстановление и переработка ХФУ
  • Улавливание ХФУ из автомобильных кондиционеров
  • Запрет на производство и использование ОРВ
  • Национальное законодательство
  • Контроль и правоприменение для обеспечения соблюдения и пресечения незаконного использования ОРВ.

Очистка и восстановление

  • Добавление озона в стратосферу или удаление хлора из стратосферы
  • Удаление и уничтожение существующих ОРВ в холодильниках и системах кондиционирования воздуха.

ПРИМЕЧАНИЕ. Третий этап модели управления загрязнением не имеет реального применения, поскольку восстановление зависит от времени после удаления ОРВ

6.2.U6 ЮНЕП играет ключевую роль в предоставлении информации, а также в создании и оценке международных соглашений по защите стратосферного озона.

  • ​Обсудите роль ООН в защите стратосферного озона.

Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде (ЮНЕП) в заключении международных соглашений

  • ITIHC (Международная торговля вредными химическими веществами)
  • загрязнение воздуха
  • Загрязнение международных водных путей
  • Предоставление информации странам и общественности о недостатках загрязнения
  • Совели 24 страны в 1987 году, чтобы подписать начальный протокол Монреаля на веществах, которые истощают Озон Лайер
    99999999999900
    9999999999999999999999999999999999999.

    6.2.U7 Сохраняется нелегальный рынок озоноразрушающих веществ, требующий постоянного мониторинга.

    • Выявление проблем, которые все еще сохраняются с озоноразрушающими веществами

    https://www.researchgate.net/figure/The-illegal-trade-in-ozone-depleting-substances-in-the-Asia-Pacific_fig9_304215688

    Во многих странах с низким уровнем дохода по-прежнему существует значительный спрос на ХФУ, поскольку зависимость от оборудования, использующего эти химические вещества, остается высокой. Проблема усугубляется импортом бывшего в употреблении холодильного оборудования и оборудования для кондиционирования воздуха.

    Черный рынок озоноразрушающих веществ (ОРВ) является прямым следствием международного соглашения о целях по сокращению и поэтапному отказу от производства и потребления таких химикатов. Незаконная торговля ХФУ подрывает «Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой».

    Причины незаконной торговли:

    • Заменители ОРВ часто дороже, чем ХФУ
    • Обновление оборудования для использования альтернативных химикатов стоит дорого
    • Срок службы оборудования, содержащего ХФУ, велик
    • Штрафы во многих странах невелики.

    В результате сокращения производства и использования ХФУ и продолжения производства ХФУ в развивающихся странах соблазн незаконной торговли ХФУ становится очевидным. Сообщалось о значительных объемах незаконного ввоза ХФУ в Западную Европу, несмотря на то, что производство в Западной Европе было прекращено в конце 19 века.94. К сожалению, Монреальский протокол в настоящее время не требует от стран введения мер контроля за нелегальной торговлей, хотя им настоятельно рекомендуется установить программы проверки для сокращения незаконной торговли ODC.

    изображение из Bloomberg

    6.2.U8 Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой (1987 г. ) и последующие обновления – это международное соглашение о сокращении использования озоноразрушающих веществ, подписанное под руководством ЮНЕП. Национальные правительства, соблюдающие соглашение, приняли национальные законы и постановления, чтобы сократить потребление и производство галогенированных органических газов, таких как хлорфторуглероды (ХФУ).

    ​1997 Монреальский протокол 

    • международное соглашение о выбросах озоноразрушающих веществ
    • заморозил производство и потребление ХФУ с целью свести к нулю производство к 2000 году договор
    • Китай и Индия не выполнили свои квоты в рамках МП из-за их быстрого экономического роста и высокого спроса на холодильное оборудование и кондиционеры
    • хороший пример успешных международных совместных усилий по уменьшению воздействия человека на окружающую среду

    Оценить использование озоноразрушающих веществ и изучить относительную эффективность этих соглашений и трудности их выполнения и обеспечения соблюдения. Ознакомьтесь с тем, какие шаги предпринимают национальные правительства для соблюдения этих соглашений.

    Применение и навыки:

    6.2.A1 Оценить роль национальных и международных организаций в сокращении выбросов озоноразрушающих веществ.

    • ​Оценить эффективность Монреальского протокола.

    ЮНЕП (Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде), подделывает международные соглашения, изучает эффективность этих соглашений, а также трудности их реализации и обеспечения соблюдения.

    • Монреальский протокол (1987 г.), представляющий собой международное соглашение о сокращении выбросов озоноразрушающих веществ.
    • Подписавшиеся стороны договорились заморозить производство многих ХФУ и галонов и резко сократить потребление и производство этих веществ к 2000 году. 
    • ​Со всего мира собрались люди самого разного происхождения, включая ученых, промышленников, исследователей, политиков и законодателей, чтобы вместе работать над общим делом.
    • Большинство стран соблюдали правила, но Китай и Индия продолжали производить и использовать огромное количество ХФУ.
    •  Но с тех пор они оба согласились отказаться от использования ХФУ.
    •  Поэтому Монреальский протокол часто используется как пример успешного международного сотрудничества

    Основные термины

    зоопланктон
    фитопланктон
    стратосфера
    слоистая структура
    полярное истончение

    газораздувные пластмассы
    хлорфторуглерод
    состав
    положительная обратная связь
    фотодиссоциация​

    озоноразрушающие вещества (ОРВ)
    галогенированные органические газы
    ультрафиолетовое (УФ) излучение
    неточечный источник

    ЮНЕП
    озон
    скорость утечки
    фреон
    галон

    Монреальский протокол
    бромистый метил
    хлор
    неточечный источник

    Классные материалы

    Лаборатория мониторинга тропосферного озона
    Лаборатория озонового слоя
    Монреальский протокол. в сокращении выбросов озоноразрушающих веществ (например, Монреальский протокол)

​

Изучение озона

Презентация и примечания адаптированы из Brad Kremer and Masfar

​​​​Правильное использование терминологии является ключевым навыком в ESS. Очень важно правильно использовать ключевые термины при выражении своего понимания, особенно в оценках. Используйте карточки-викторины или другие инструменты, такие как изучение, разброс, космическая гонка, правописание и тест, чтобы помочь вам освоить словарный запас.

Полезные ссылки

Образование и разрушение озона, а также его связь с глобальным потеплением  — Dynamic Science
Озон — EPA
Страница Земной обсерватории НАСА по тропосферному озону — НАСА
Онлайн-словарь Вебстера для озона
Процессы тропосферного озона . — Бельгия Институт космической аэрономии
Воздействие УФ-излучения на здоровье  — ВОЗ
Положительное и отрицательное воздействие УФ-излучения  — Science Learn
Конвенция о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния (ТЗВБР), Женева, 1979 г. — Википедия
Венская конвенция об охране озонового слоя , Вена, 1985 г. — Википедия
Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой , Монреаль 1987 г. — Википедия

Times Октябрь 2016 г.
Сделка по выбросам парниковых газов мало что изменит для Запада — Guardian, октябрь 2016 г.
Истощение озонового слоя: ЮАР постепенно отказывается от вредных газов, но изо всех сил пытается найти подходящие альтернативы — Traveller24 октябрь 2016
Озоновая дыра показывает признаки сжимания, говорят ученые — New York Times Jun 2016
Ультрафиолетовое радиация: как это влияет на жизнь на Земле — НАСА · сентября 6 2001

7 . :

  • Истощение озона имеет глобальные последствия для продуктивности океана и производства кислорода.
  • Национальные экономические подходы могут повлиять на международные экологические дискуссии.

TOK

  • Монреальский протокол был международным соглашением, созданным ООН. Может ли одна группа или организация решить, что лучше для остального мира?

Видеоклипы

ХФУ и озон

НАСА отслеживает истончение озонового слоя на южном полюсе почти 20 лет. В этой замедленной анимации вы можете наблюдать средний размер озоновой дыры каждый октябрь.

Ограничения на химические вещества, связанные с усадкой озоновых дыр

Подписание Монреальского протокола в сентябре 1987 года положило начало беспрецедентным глобальным усилиям по защите окружающей среды.