Разрушение озонового слоя загрязнение окружающей среды

Предлагаем ознакомится с материалом в статье: "Разрушение озонового слоя загрязнение окружающей среды". Здесь собрана и обработана информация из авторитетных источников. Если вы все же не найдете ответ на свой вопрос, дочитайте статью до конца, если же и после этого не получите ответ, то обратитесь к дежурному консультанту.

Озоновый слой Земли пронзили озоновые дыры: грозит ли человечеству глобальная катастрофа?

В последнее время газеты и журналы пестрят статьями о роли озонового слоя, в которых людей запугивают возможными в будущем проблемами. От ученых можно услышать о предстоящих климатических изменениях, которые отрицательно повлияют на все живое на Земле. Действительно ли такими ужасающими событиями обернется для всех землян далекая от людей потенциальная опасность? Какие последствия разрушения озонового слоя ожидают человечество?

Процесс формирования и значение озонового слоя

Озон является производной кислорода. Пребывая в стратосфере, молекулы кислорода подвергаются химическому воздействию ультрафиолетового излучения, после чего распадаются на свободные атомы, которые, в свою очередь, обладают способностью соединяться с прочими молекулами. При таком взаимодействии молекул и атомов кислорода с третьими телами происходит возникновение нового вещества — так и образуется озон.

Будучи в стратосфере, он влияет на тепловой режим Земли и здоровье ее население. Являясь планетарным «стражником» озон занимается поглощением излишнего ультрафиолета. Однако при попадании в нижние слои атмосферы в больших количествах, он становится достаточно опасным для человеческого вида.

Что такое озоновые дыры?

Газовая оболочка требуется для обеспечения жизнедеятельности. Это составляющая экосистемы разрушается из-за нагрузки, создаваемой человеком. Разрушение происходит не по всей области земного шара, а локально. Последствия, которые грозят человечеству, заставляют каждого углубиться в исследования.

Озон — голубое газообразное вещество, обладающее специфическим запахом. Он располагается на уровне до 50 км от поверхности земли, но большая часть расположена в пределах 25 км.

Многие полагают, что дыра в стратосфере это некая брешь. Такое рассуждение неправильное. Озоновая дыра — снижение концентрации этого газа. Ощутить запах можно после дождя. Причины возникновения волнует геофизиков на протяжении долгих лет.

История открытия озоновых дыр в атмосфере

Первооткрывателем такого явления, как озоновые дыры заслуженно считают английского ученого Джо Фармена. В 1985 году он установил ее местонахождение в Южной части планеты. Учеными выявлена цикличность появления брешей. Она разрасталась в конце лета — в августе и исчезала к наступлению зимнего сезона, к декабрю. В момент обнаружения концентрация газа упала на 40%. Следом, в 1992 году вторая аномальная зона была зафиксирована в Северной части земного шара.

Наибольший суммарный размер озоновых дыр был зафиксирован в 2000 году

Последствия разрушения озонового слоя Земли

Как уже было сказано, озон – это трехатомный кислород. Газ имеет особенный запах и голубоватый цвет. При некоторых условиях газ становится жидкостью, отличающейся цветом, называемым «индиго». В особых условиях из жидкого состояния озон может перейти в твердое. При этом его цвет станет темно-синим.

Не будет преувеличением сказать, что без наличия озонового слоя жизнь на нашей планете была бы невозможна. По крайней мере, в той форме, которая существует.

Ультрафиолетовое излучение опасно для всего живого. Если оно станет более интенсивным, то под его воздействием начнутся массовые серьезные заболевания. Пострадает зрение. Это и развитие катаракты, и изменения в роговице, и отслаивание сетчатки. Жесткий ультрафиолет оказывает угнетающее воздействие на клеточный иммунитет. Прежде всего, это отразится на коже, выразившись в онкологических заболеваниях. Живые организмы из-за воздействия повышенного излучения в значительно меньшей степени перестанут оказывать сопротивление любым инфекциям.

Интересный факт: Влияние озоновых дыр на человека заключается в росте таких заболеваний, как рак кожи и катаракта.

Озоновые дыры несут угрозу здоровью, 5klass.net

Интенсивное ультрафиолетовое излучение оказывает подавляющее воздействие на фотосинтез. Из-за него происходят изменения в поведении животных. Нарушается их адаптация. Они начинают мигрировать. Ускоряется размножение сине-зеленых водорослей, оказывающих губительное воздействие на обитателей водной среды. Биологические ресурсы мирового океана катастрофически уменьшаются. Излучение поражает мальков рыб и икру.

Происходит снижение плодородия почв. Бактерии, живущие в почве, чувствительные к ультрафиолетовому излучению, отмирают. А как раз им в значительной степени почва обязана плодородием. Если не изменить ситуацию, то конечным результатом станет превращение Земли в безжизненную планету с изменением климата.

Как образуются озоновые дыры?

Изучения естественных процессов выявили 2 гипотезы:

  1. В недрах Земли постоянно происходят процессы, в результате которых через слои почвы пробираются сложные органические соединения. Они разрушают слой, а также являются основным последствием расширения озоновых дыр. В периоды вулканической активности происходят самые объемные выбросы продуктов сгорания. Они разрушают стратосферу.
  2. Также учеными разработана вторая теория. В атмосфере идет постоянный обмен молекулами. Тяжелые молекулы газа опускаются на землю и разрушаются под естественным атмосферным давлением. Далее озон преобразуется из кислорода в тяжелый газ, путем воздействия на него ультрафиолетового излучения от солнца. Но полярная ночь не дает возможности для работы слаженного механизма. Это приводит к образованию дыр. Вторая теория объясняет появление на полюсах.

Последствия озоновых дыр

Солнце — источник тепла и света на планете Земля. Благодаря Солнцу в природе происходит постоянное развитие живого и нового. Но воздействие яркой звезды может стать губительным без озонового слоя.

Основная задача стратосферы — обеспечение защитных функций от негативного ультрафиолетового излучения. Этот слой является фильтром. Расширение озоновых дыр приводит к повышению температуры, что провоцирует парниковый эффект и пагубно влияет на здоровье человека. Многие живые организмы погибнут из-за прямого воздействия лучей солнца.

Разрушение озонового слоя может привести к увеличению числа онкологических заболеваний. Для животных, растений, насекомых и даже бактерий это воздействие окажется не менее губительным. Наиболее страшным последствием образования озоновых дыр является вымирание живых существ и организмов на Земле. Данной участи нельзя избежать и морским обитателям.

Дыра, расположенная над территорией Австралии уже привела к засухе и упадку сельскохозяйственной деятельности.

Разрушение озонового слоя: появление озоновых дыр

Толщина озонового слоя может составлять 3-4мм, его максимальные значения находятся на полюсах, а минимумы располагаются по экватору. Самую большую концентрацию газа можно обнаружить на 25 километре в стратосфере над Арктикой. Плотные слои порой встречаются на высотах до 70 км, обычно в тропиках. Тропосфера не обладает большим количеством озона, поскольку она имеет большую подверженность сезонным изменениям и загрязнениям различного характера.

Как только концентрация газа уменьшается на один процент, тут же на 2% происходит увеличение интенсивности ультрафиолета над земной поверхностью. Влияние ультрафиолетовых лучей на планетарную органику сравнивают с ионизирующим излучением.

Истощение озонового слоя может стать причиной катастроф, которые будут связаны с чрезмерным нагреванием, ростом скорости ветров и циркулирования воздуха, что может привести к возникновению новых пустынных областе, и снизит урожайность в сельском хозяйстве.

Читайте так же:  Судебное постановление об административном правонарушении

Проблема озоновых дыр

Проблему начали обсуждать на мировом уровне, она может привести к экологической катастрофе. Были подписаны соответствующие документы и соглашения. Страны пришли к единому решению о необходимости сокращения изготовления фреонов. Была и найдена замена для них. Ею оказалась пропанобутановая смесь. Ее показатели таковы, что она с успехом может заменить фреоны.

В настоящее время опасность разрушения озонового слоя продолжает оставаться в числе наиболее злободневных. Однако в мире технологии, при которых используются фреоны, продолжают использоваться. Поэтому ученые заняты решением задачи по сокращению выбросов фреонов, стараются найти их более дешевые и удобные в использовании заменители.

Защита озонового слоя

После того как учеными документально было подтверждено, что озоновый слой все-таки разрушается, и возникают озоновые дыры, политики задумались над его сохранением. По всему миру были проведены консультации и совещания по этим вопросам. В них участвовали представители всех государств с хорошо развитой промышленностью.

Так, в 1985 году приняли Конвенцию об охране озонового слоя. Подписались под этим документом представители от сорока четырех государств-участников конференции. Годом позднее подписали еще один немаловажный документ, именуемый Монреальским протоколом. В соответствии с его положениями должно было произойти существенное ограничение мирового производства и потребления веществ, приводящих к нарушению озонового слоя.

Тем не менее, некоторые государства не желали подчиняться таким ограничениям. Тогда для каждого государства определили конкретные квоты по опасным выбросам в атмосферу.

Технический прогресс и озоновые дыры

Наибольший вред озоновому слою наносится соединениями хлора и водорода. Такие соединения образуются при разложении фреонов. Обычно ими пользуются как распылителями. При достижении определенного температурного порога фреоны закипают. При этом объем их увеличивается в несколько раз. Именно такой процесс и требуется при изготовлении аэрозолей.

Озоновые дыры над Антарктидой и Россией на карте, omartasatt.info

Фреоны также используются при изготовлении устройств, обеспечивающих создание низких температур. Они находятся в системах больших и малых морозильных камер, в промышленных и бытовых холодильниках. При утечке фреоны, имея вес менее того, какой существует у атмосферного воздуха, начинают подниматься. В атмосфере хлор отсоединяется и вступает в реакцию с трехатомным кислородом, тем самым разрушая молекулы озона, превращая его в обычный кислород.

Разрушение озонового слоя атмосферы обнаружили довольно давно, однако только к 1980-м годам процессу была реальная оценка. Выяснилось, что при значительном сокращении озона в атмосфере планета перестанет охлаждаться. Температура на ней начнет расти. Причем темпы этого роста превзойдут даже вариант развития парникового эффекта из-за увеличения в атмосфере углекислого газа.

Является ли парниковый эффект причиной разрушения озонового слоя — вопрос для ученых пока спорный.

Причины озоновых дыр

Возникновение озоновых дыр — результат процессов, заложенных в природе.

Антропогенной причиной появления считается ежедневно разрастающееся количество производственных предприятий. Проблема в том, что в результате действий человека в атмосферу постоянно производятся выбросы агрессивных компонентов:

  • хлор;
  • водород;
  • бром;
  • фреон;
  • хлороводород;
  • азотосодержащие вещества;
  • метан и другие газы.

Восстановление стратосферы займёт не один десяток лет. Это объясняется огромным уровнем фреонов которые накопились в природе. Агрессивные компоненты способны существовать десятилетиями, а другие столетиями. Попадая в стратосферу, они контактируют с озоном, вызывая разрушительную реакцию.

Еще один фактор: участившиеся полеты в космос на ракетах и эксплуатация самолетов на большой высоте.

Основные регионы возникновения озоновых дыр

Первые упоминания о природной аномалии появились с момента обнаружения озоновой дыры над Антарктидой, следом ее обнаружили над Арктикой. Эти две озоновые дыры признаны самыми большими и периодически достигают критических отметок. С тех пор геофизики обнаруживают их в разных уголках света.

Особое внимание привлекает озоновая дыра, которая находится над Китаем. Она образовалась и разрастается из-за выбросов четыреххлористого углерода и тетрахлорметана. Установленные стандарты игнорируются страной, а выбросы озоноразрушающих компонентов увеличились. Несмотря на постоянное отслеживание экологической ситуации, еще неизвестно какое предприятие нарушает стандарты.

Значительная по размерам дыра расположилась над Западной Сибирью. Она накрыла Томскую, Омскую, Кемеровскую области, Алтайский край, территорию Хакасии и Тюмени. Снижение уровня озона на сибирской территории достигает 50%.

Следует отметить, что расположение их непостоянно. С течением времени они могут затягиваться и образовываться в совершенно новых местах. Отслеживание их образования стало гораздо более доступным нежели в конце XX века.

Гипотезы о естественном происхождении озоновой дыры

Изучением и сбором доказательной базы о естественном образовании озоновых дыр занимались А.П.Капица и А.А.Гаврилов. Труды ученых изложены в 1999 году в издании «Тайфун». Они доказали, что количество фактов, подтверждающих естественное образование, постоянно возрастает.

Гипотезы подтверждаются фактом образования озоновых дыр в Антарктиде еще задолго до их изучения. Критически низкие значения концентрации озона установлены в 1957-59 годах. Эти факты являются основополагающими для геофизиков при изучении вопроса.

Вещества, разрушающие озоновый слой: действие фреонов

Учеными было доказано, что фреоны, которыми в массовом порядке заряжают холодильники и кондиционеры, а также многочисленные аэрозольные баллончики, становятся причинами разрушения озонового слоя. Таким образом, получается, что практически каждый человек прикладывает руку к разрушению озонового слоя.

Читайте так же:  Проверить штраф административного правонарушения

Причины возникновения озоновых дыр заключаются в том, что молекулы фреона вступают в реакцию с молекулами озона. Солнечная радиация принуждает фреоны к выделению хлора. В результате происходит расщепление озона, вследствие чего образуются атомарный и обычный кислород. В местах, где происходят такие взаимодействия, случается проблема истощения озонового слоя, и возникают озоновые дыры.

Конечно же, наибольший вред озоновому слою приносят промышленные выбросы, но и бытовое использование препаратов, в которых содержится фреон, так или иначе тоже оказывает свое влияние на уничтожение озона.

Можно ли восстановить озоновые дыры?

Чтобы предупредить появление озоновых дыр проще не допустить их появления. Но когда проблема уже существует, то надо принимать меры для восстановления верхних слоев газовой оболочки.

Первым этапом для стабилизации экологической ситуации стало установление в 1985 году Венской конвенции об охране озонового слоя. После этого, в 1987 году утвержден Монреальский протокол. В нем описан перечень озоноразрущающих элементов и рекомендации относительно регулирования выбросов в атмосферу, указана необходимость сокращения количества транспортных средств. Стоит отметить, что Китай в последнем пункте преуспел. Правительство ввело квоты на изготовление и выпуск автотранспортных средств.

Сегодня уже заметно восстановление озонового слоя. Показательным является пример с антарктической озоновой дырой. При обнаружении в 1985 году диаметр превышал 1000 км. После начала восстановительных действий над проблемой в начале 21 века видна положительная динамика в разрешении вопроса. Размер сократился на площадь, сравнимую с территорией Индии.

Ученые разработали план по восстановлению стратосферы. Согласно нему на высоте 12-30 км над уровнем Земли при помощи специального оборудования распыляют кислород или искусственно выработанный озон. Но данный способ требует ощутимых вложений. К тому же сама транспортировка — опасное мероприятие.

Обсуждение проблемы происходит ежегодно в рамках Парижской конференции. Прогнозы ученых звучат оптимистично. По их мнению аномалия над Антарктидой нейтрализуется уже к 2021 году.

Последствия необдуманного воздействия человечества на природу уже сегодня влияют на качество жизни и кроют в себе опасность. Осознав глобальность такого вопроса как “озоновая дыра”, человечество начинает ежедневно оценивать действия и бороться с возможными последствиями. Если о планете заботится только один человек или небольшая группа, то результатов достичь невозможно. Обсуждение проблемы надо поднимать на мировой уровень.

Озоновые дыры: причины и последствия разрушения озонового слоя

Фото: Озоновая дыра над Антарктидой, twimg.com

До открытий, сделанных в прошлом веке, люди просто не знали о той роли, какую играет озон. В конце столетия выяснилось, что из-за ряда причин озоновый слой разрушается, становится в некоторых местах тоньше или просто менее насыщенным озоном. Такое явление было названо озоновыми дырами.

Причины разрушения озонового слоя

Озоном называют трехатомный кислород. Основная его часть находится в верхних слоях атмосферы на высоте от 12 до 50 километров от уровня моря. Самая значительная концентрация сосредоточена на 23-километровой высоте. Этот газ в 1873 году обнаружил в атмосфере немецкий ученый Шенбейн. Позже такая модификация кислорода была найдена ниже названых высот и даже в слоях атмосферы поблизости земной поверхности.

Озоновый слой, tion.ru

Выяснилось, что наибольшую роль в образовании озоновых дыр играют запуски космических ракет, полеты самолетов на высотах от 12 до 16 километров, а также выбросы фреонов.

Впервые озоновая дыра диаметром более 1000 км впервые была обнаружена в 1985 в Южном полушарии над Антарктидой группой учёных из Британии.

Досадное открытие ученых – озоновая дыра над Антарктидой

Процесс разрушения озонового слоя стал предметом многих дискуссий ученых по всему миру, начиная с конца 60-х годов. В те годы экологи стали поднимать проблему выбросов в атмосферу продуктов сгорания в виде водяного пара и оксидов азота, которые производили реактивные двигатели ракет и авиалайнеров. Беспокойство вызвало свойство оксида азота, выбрасываемого воздушными судами на 25-километровой высоте, что является областью формирования земного щита, разрушать озон. В 1985 году Британской антарктической службой было зафиксировано уменьшение на 40 % концентрации озона в атмосфере над их базой «Халли Бей».

После британских ученых эту проблему осветили и многие другие исследователи. Им удалось очертить район с пониженным содержанием озона уже за пределами южного материка. Из-за этого стала подниматься проблема образования озоновых дыр. Вскоре после этого выявили еще одну озоновую дыру теперь уже в Арктике. Однако та была меньше по размерам, с утечкой озона до 9%.

По итогам исследований, ученые подсчитали, что в 1979-1990 годах концентрация этого газа в земной атмосфере снизилась примерно на 5%.

Встреча с озоном в повседневной жизни

Порой после дождя, особенно в летнюю пору, воздух становится необычайно свежим, приятным, а в народе говорят, что «пахнет озоном». Это совершенно не образная формулировка. В действительности, какая-то часть озона степени проходит до нижних слоев атмосферы с потоками воздушных масс. Эта разновидность газа считается так называемым полезным озоном, который и вносит в атмосферу ощущение необыкновенной свежести. В основном такие явления наблюдаются вслед за грозовыми ливнями.

Однако встречается еще и весьма вредоносная, чрезвычайно опасная для людей разновидность озона. Он вырабатывается выхлопными газами и промышленными выбросами, и при попадании под влияние лучей Солнца, вступает в фотохимическую реакцию. Вследствие этого происходит формирование так называемого приземного озона, который чрезвычайно вреден для здоровья людей.

Возможные решения и первые результаты

Следует знать, что озоновые дыры — явление непостоянное. С сокращением количества вредных выбросов в атмосферу начинается постепенное затягивание озоновых дыр — активизируются молекулы озона из соседних участков. Однако при этом происходит зарождение другого фактора риска — соседние участки лишаются значительного количества озона, слои становятся тоньше.

Ученые всего мира продолжают заниматься исследованиями и запугивают безрадостными умозаключениями. Они высчитали, что если наличие озона уменьшится всего лишь на 1% в верхнем слое атмосферы, то произойдет увеличение кожных онкологических заболеваний до 3-6%. Более того, большое количество ультрафиолетовых лучей отрицательно отразится на иммунной системе людей. Они станут более уязвимыми к самым разнообразным инфекциям.

Не исключено, что собственно этим и можно объяснить тот факт, что в XXI веке увеличивается количество злокачественных опухолей. Повышение уровня ультрафиолета к тому же отрицательно влияет и на природу. Происходит разрушение клеток в растениях, начинается процесс мутации, вследствие чего вырабатывается меньшее количество кислорода.

Защита озонового слоя в России

В соответствии с действующим российским законодательством правовая охрана озонового слоя является одним из важнейших и приоритетных направлений. Законодательством, связанным с охраной окружающей среды, регламентируется перечень защитных мероприятий, направленных на охрану этого природного объекта от разного рода повреждений, загрязнений, разрушений и истощений. Так, статья 56 Законодательства описывает некоторые мероприятия, связанные с охраной озонового слоя планеты:

  • Организации наблюдения за эффектом озоновой дыры;
  • Постоянный контроль над изменением климата;
  • Строгое соблюдение нормативной базы по вредным выбросам в атмосферу;
  • Регулирование производства химических соединений, которые разрушают озоновый слой;
  • Применение штрафных санкций и наказаний за нарушение законодательства.
Читайте так же:  Написать жалобу на пристава за неправомерные действия

Справится ли человечество с грядущими вызовами?

Согласно последним статистическим данным статистики, человечеству грозит глобальная катастрофа. Однако наука располагает и оптимистическими докладами. После принятия Конвенции об охране озонового слоя уже все человечество занялось проблематикой сбережения озонового слоя. Вслед за разработкой целого ряд запретительных и предохранительных мер ситуацию удалось немного стабилизировать. Таким образом, некоторые исследователи утверждают, что если все человечество будет заниматься промышленным производством в разумных пределах, проблема озоновых дыр может быть успешно решена.

Урок №47. Проблема разрушения озонового слоя

Тип урока — комбинированный

Методы: частично-поисковый, про­блемного изложения, репродуктивный, объясни­тельно-иллюстративный.

— осознание учащимися значимости всех обсуждаемых вопросов, умение строить свои отношения с природой и обществом на основе уважения к жизни, ко всему живому как уникальной и бесценной части биосферы;

Образовательные: показать множественность факторов, действующих на организмы в природе, относительность понятия «вредные и полезные факторы», многообразие жизни на планете Земля и варианты адаптаций живых существ ко всему спектру условий среды обитания.

Развивающие: развивать коммуникативные навыки, умения самостоятельно добывать знания и стимулировать свою познавательную активность; умения анализировать информацию, выделять главное в изучаемом материале.

Воспитывать культуру поведения в природе, качества толерантной личности, прививать интерес и любовь к живой природе, формировать устойчивое положительное отношение к каждому живому организму на Земле, формировать умение видеть прекрасное.

Личностные: познавательный интерес к экологии.. Понимание не­обходимости получения знаний о многообразии биотических связей в природных со­обществах для сохранения естественных биоценозов. Способность выбирать целевые и смысловые установки в своих действиях и поступках по отношению к живой природе. Потребность в справедливом оценивании своей работы и работы одноклассников

Видео (кликните для воспроизведения).

Познавательные: умение работать с различными источниками информации, пре­образовывать её из одной формы в другую, сравнивать и анализировать информацию, делать выводы, готовить сообщения и презентации.

Регулятивные: умение организовать самостоятельно выполнение заданий, оценивать правильность выполнения работы, рефлексию своей деятельности.

Коммуникативные: участвовать в диалоге на уроке; отвечать на вопросы учителя, товари­щей по классу, выступать перед аудиторией, используя мультимедийное оборудование или другие средства демонстрации

Предметные: знать — понятия «среда обитания», «экология», «экологические факторы» их влияние на живые организмы, «связи живого и неживого»;. Уметь — определять понятие «биотические факторы»; характеризовать биотические факторы, приводить примеры.

Личностные: высказывать суждения, осуществлять поиск и отбор информации; анализировать связи, сопоставлять, находить ответ на проблемный вопрос

Метапредметные: связи с такими учебными дисциплинами как биология, химия, физика, география. Планировать действия с поставленной целью; находить необходимую информацию в учебнике и справочной литературе; осуществлять анализ объектов природы; делать выводы; сформулировать собственное мнение.

Форма организации учебной деятельности – индивидуальная, групповая

Методы обучения: наглядно-иллюстративный, объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый, самостоятельная работа с дополнительной литературой и учебником, с ЦОР.

Приемы: анализ, синтез, умозаключение, перевод информации с одного вида в другой, обобщение.

Изучение нового материала

Проблема разрушения озонового слоя

Важнейшей составной частью атмосферы, влияющей на кли-
мат и защищающей все живое на Земле от избытка ультрафиолетового излучения Солнца, является озоносфера. Озоновый слой образовался на Земле, по современным данным, 570-400 млн. лет назад. Основная масса озона находится на высотах от 10 до 50 км, а его максимум — на высоте 20-25 км. В слое озоносферы озон находится в очень разреженном состоянии. Если бы можно было провести такой фантастический эксперимент и собрать все количество озона, содержащегося в атмосфере, при давлении 760 мм рт. ст. и температуре 20°С, то толщина этого
слоя составила бы всего 2,5-3 мм.

Количество озона в атмосфере определяется балансом реакций его образования и разложения. В среднем в атмосфере Земли ежесекундно образуется и исчезает около

Почему так важно поглощение озоном жесткого ультрафио­летового излучения (УФ)? Даже при небольшом повышении дозы УФ у человека появляются ожоги на коже. Ученые установили, что увеличение числа случаев заболевания раком кожи, а также болезней глаз, приводящих к слепоте, связано с ростом интен­сивности УФ-радиации. Биологическое действие УФ-радиации обусловлено высокой чувствительностью нуклеиновых кислот, которые могут разрушаться, что приводит к гибели клеток или возникновению мутаций. Биологические эффекты, вызывающие изменения на молекулярном, клеточном, тканевом уровнях, пока не до конца изучены, однако имеющиеся данные заставляют от­носиться к проблеме очень серьезно.

Резкое усиление научного и общественного интереса к про­блеме озонового слоя произошло в начале 70-х годов, когда почти одновременно в научных журналах появились статьи аме­риканского ученого Гарольда Джонстона и немецкого — Пауля Крутцена. Тема обеих статей была одинаковой — угроза озоно­вому слою Земли в результате хозяйственной деятельности че­ловека. А уже в 1985 году мир узнал о глобальной экологиче­ской проблеме «озоновых дыр».

В журнале «№1иге» («Природа») появилась статья английского ученого Дж. Фарма- на, в которой он утверждал, что содержание озона над Антарк­тидой систематически уменьшается. Основанием для такого за­ключения послужили наблюдения за общим содержанием озона, проведенные на английской антарктической станции Халли- Бэй.

Читайте так же:  Виды административных правонарушений проступков

В чем же причина появления «озоновых дыр» над Северным и Южным полюсами?

Ответить на этот вопрос не так просто, тем более, что уче­ные узнали о их существовании совсем недавно. Есть разные ва­рианты объяснений и прогнозов, но большинство ученых сходит­ся в одном: главными виновниками являются хлорфтор углеводороды (фреоны).

Попытаемся разобраться в механизме образования и разру­шения озонового слоя.

Образовавшиеся радикалы либо соединяются между собой, образуя снова молекулярный кислород:

либо взаимодействуют с молекулой кислорода, образуя молекулу озона:

Образовавшийся озон под влиянием внешних условий либо разрушается (диссоциирует):

либо, будучи химически активными, радикал кислорода и моле­кула Оз взаимодействуют между собой с образованием молеку­лярного кислорода:

Такую схему поведения азота в естественных условиях пред­ложил в 1930 г. английский геофизик С. Чепмен.

Сезонный характер изменения концентрации озона (по И. Л. Каролю)

Существенное влияние на состояние озона в атмосфере ока­зывает наличие загрязнителей, например, оксидов азота или со­единений хлора и др.

Выделяют три цикла разрушения озона: азотный, водородный и хлорный .

Азотный цикл О + N02 -> 02 +N0 (1)

N0 + Оз ->N02 + 02 (2)

О + Оз —> О2 + О2 (3)

С1 + Оз -> СЮ +02 (1) О + СЮ’ -» С1

Обратите внимание, что в первых двух ре­акциях каждого из циклов (1,2) озон реа­гирует с веществом (частицей), которое в ходе химических реак­ций никуда не исчеза­ет, так как если в пер­вой реакции(1) оно вступает в процесс, то во второй реакции (2) оно образуется в пер­воначальном состоя­нии.

Подобные вещества в науке называются катализаторами: они ускоряют реакцию, при этом сами в ходе реак­ции не расходуются. Отсюда следует, что все реакции разруше­ния озона каталитичелитические. В связи с этим попадание в верхние слои атмосферы даже относительно небольших количеств N02, НО2 и С1 может длительное время влиять на баланс озона.

Механизм разрушения молекул озона

Источниками веществ — виновников разрушения озонового слоя в первую очередь являются все более развивающиеся граж­данская авиация и химические производства. Применение азот­ных удобрений в сельском хозяйстве, хлорирование питьевой во­ды, широкое использование фреонов в холодильных установках, для тушения пожаров, в качестве растворителей и в аэрозолях привело к тому, что миллионы тонн хлорфторметанов поступают в нижние слои атмосферы в виде бесцветного нейтрального газа. Распространяясь вверх, хлорфторметаны под действием УФ-из- лучения разрушаются, выделяя фтор и хлор, которые активно вступают в процессы разрушения озона

Когда фреон впервые был синтезирован свыше 60 лет назад, химики не могли нарадоваться на свое детище: безвредный, не­токсичный, инертный, дешевый газ. Теперь молекулы этого газа называют «убийцами». По данным американских ученых, фреоны в 20 ООО раз превосходят СОг в создании «парникового» эффек­та. Особенно разрушителен для озона хлор: каждый его атом способен уничтожить 100 000- молекул озона! Это при том, что некоторые фреоны-долгожители, попадая в атмосферу, могут су­ществовать в ней 70-100 лет.

Способ измерения общего содержания озона (ОСО) был предложен еще в 20-е годы английским ученым Дж. Добсоном, разработавшим и построившим для этой цели специальный прибор — спектрофотометр, получивший потом его имя. Регу­лярные измерения ОСО спектрофотометром Добсона были на­чаты в конце 20-х годов в отдельных обсерваториях, но широ­кое развитие сеть наземных озонометрических станций полу­чила лишь во время Международного геофизического года в 1957-1958 гг. Исследования ОСО проводятся и в нашей стра­не, например, в Главной геофизической обсерватории, на ее полевой обсерватории в поселке Воейково под Санкт-Петер­бургом.

Наиболее полную картину глобального распределения ОСО дают его измерения со спутников, впервые начатые в 70-е годы прибором ТОМЗ на американском спутнике «Нимбус-7». Благо­даря этому в 80-е годы ученые узнали, как именно распределяет­ся озон над южным полушарием, и прежде всего характер и осо­бенности поведения антарктической «озоновой дыры».

Единица Дж. Добсоном

Выяснилось, в частности, что сезонное изменение концен­трации озона состоит в том, что она максимальна в конце зимы — начале весны, а минимальна осенью.

Существуют ли регулярные изменения содержания озона с периодом больше года? Оказывается, существуют. Ученые наблю­дают изменение содержания озона с периодом 26 месяцев. Не прав да ли, странный период? Его трудно связать с каким-либо при­родным циклом на Земле или на Солнце. И все же 26-месячная периодичность в земной атмосфере существует. Это явление но­сит название квазидвухлетних (от лат. диам — якобы, как будто) колебаний.

Длинноволновая характеристика озоновой проблемы (по И. Л. Каролю)

Более долгопериодные изменения содержания озона, видимо, связаны с солнечной активностью, и в первую очередь с извест­ным 11-летним циклом (часто называемым циклом солнечных пятен).

Важной особенностью озона является его способность по­глощать жесткое ультрафиолетовое излучение Солнца в интерва­ле длин волн 200-320 нм.

Излучение с длиной волны менее 200 нм хорошо поглощает­ся молекулами кислорода, которых, как мы знаем, в атмосфере много, поэтому такое излучение не доходит даже до нижних сло­ев стратосферы. Солнечное излучение с длиной волны от 200 до 320 нм, если бы не озон, проникало бы сквозь тропосферу. На­чиная примерно с длины волны 320 нм, солнечное излучение уже доходит до поверхности Земли.

Область спектра с длиной волны 200-400 нм не зря называ­ется биологически активным, ультрафиолетом (БАУ). Медики установили, что один джоуль БАУ вызовет в человеческом ор­ганизме более сильные изменения, чем, например, тот же джо­уль жесткого излучения (рентгеновского, у-лучей и т. д.). По данным ученых США, в случае истощения озонового слоя чело­вечеству грозит, как минимум, резкий рост заболеваемости ра­ком кожи и глазными болезнями, приводящими к слепоте. Вме­сто 500 тыс. случаев заболевания раком, которые прогнозиру­ются учеными США в ближайшие 50 лет, им могут заболеть 12 млн. человек.

Читайте так же:  Протокол дпс об административном правонарушении

Широкое движение «зеленых» во всем мире, принятие Про­граммы ООН по окружающей среде (ЮНЕП) и действия междуна­родной организации ВМО (Всемирная метеорологическая ассоциа­ция) привели к заключению весной 1985 г. Венской конвенции об охране озонового слоя. В конвенции провозглашалась общая цель участвующих в ней 44 стран: сохранение озонового слоя и консуль­тации по предотвращению действий, наносящих ему ущерб. Кон­кретные мероприятия по защите озонового слоя предусматривались в Протоколе к Конвенции, принятом в сентябре 1987 г. в Монреале (Канада).

В июне 1990 г. в Лондоне.на собрании представителей стран, подписавших Монреальский протокол, были приняты поправки, существенно усилившие ограничения на фреоны.

В 1992 г. представители 91 страны собрались в Копенгагене на очередную конференцию по озоновому слою с целью ускорить полное прекращение производства фреонов. Были приняты ре­шения уже к 1996 г. полностью прекратить производство наибо­лее опасных фреонов, а до 2030 г. — всех остальных. Было также выделено 240 млн. долларов для помощи развивающимся странам с тем, чтобы они прекратили производство фреонов до 2010 г. В случае выполнения принятых решений уже с 2000 г. содержание хлора в стратосфере начнет сокращаться, а около 2040 г. две части на миллиард частей воздуха придут к норме.

Вопросы и задания

1.Какую роль играет озоновый слой в создании благопри­ятных условий для жизнедеятельности организмов на Земле?

2.Объясните химический механизм образования и разру­шения озона.

3.По каким основным направлениям развивается между­народное сотрудничество по защите озонового слоя Земли?

Причины и последствия возникновения озоновых дыр

Земля — особенная планета, с неповторимой природой. От остальных планет Земля отличается тем, что она одна пригодна для жизни людей, животных, насекомых и растений. Сохранение экосистемы считается основной задачей современности. В 90-х годах XX столетия экологи приступили к изучению озоновых дыр. Чтобы осознать насколько глобальная проблема, ее надо изучить со всех сторон.

Способы решения проблемы

Образование озоновых дыр относится к важным экологическим вопросам. Обсуждение темы происходит на мировом уровне. Чтобы действия имели успех нужно изменить подход к научной, производственной и сельскохозяйственной деятельности. Выделяется 3 фактора, которые замедлят губительный процесс в стратосфере:

  • установка очистного оборудования на дымоотводящие трубы;
  • замена удобрений, содержащих химические вещества, на органические;
  • замена традиционного топлива электричеством.

Благотворное влияние на разрешение природной проблемы имеет переход на альтернативные источники питания. Используются сила ветра и солнце.

Пути решения глобальной проблемы озоновых дыр

В 1985 году в мире начали принимать серьезные меры, чтобы защитить озоновый слой. Озоновые дыры стали новой экологической проблемой. Вначале были введены ограничения на выбросы фреонов. Затем правительствами была утверждена Венская конвенция. Она направлена на обеспечение охраны слоя озона в атмосфере. В конвенции сказано, что:

  • Делегации, являющиеся представителями различных государств, принимают соглашение, предусматривающее сотрудничество в области исследований процессов и веществ, оказывающих влияние на озоновый слой и оказывающие провоцирующее воздействие на изменения в нем.
  • Страны обязуются обеспечить систематическое наблюдение за озоновым слоем.
  • В государствах организуется работа над созданием технологий, а также веществ, обладающих уникальными свойствами, помогающими свести к минимуму вред, наносимый озону, находящемуся в атмосфере.
  • Страны обязуются сотрудничать при разработке мер и из использования, а также обеспечивать постоянный контроль за деятельностью, способной провоцировать образование озоновых дыр.
  • Разработанные технологии и полученные знания страны передают друг другу.

В течение времени, прошедшего со дня принятия Венской конвенции, страны подписали много протоколов, предусматривающих снижение выпуска фторхлоруглеродов. При этом оговорены случаи, когда их производство должно быть полностью прекращено.

Восстановление озонового слоя

Причины и последствия разрушения озонового слоя известны. Наибольшей проблемой, влекущей опасность, считается технология, используемая при производстве холодильных установок. Данный отрезок времени порой даже называли фреоновым кризисом. Для новых разработок требовались значительные вложения капиталов. Это отрицательно сказывалось на производствах. Тем не менее, выход удалось найти. Оказалось, фреоны можно заменить другими веществами. Ими помимо газов пропана и бутана оказался углеводородный пропелеллент. В наши дни распространение получают установки, в которых используются эндотермические химические реакции.

Карта озоновых дыр, omartasatt.info. На карте можно заметить истощение озонового слоя в районе экватора, России (голубой цвет).

Идет речь и о восстановлении озонового слоя. По утверждению ученых-физиков, атмосферу планеты можно очищать от фреонов, используя энергоблок АЭС мощностью минимум 10 rBT. По подсчетам Солнце способно производить до 6 тонн озона в секунду, но его разрушение идет быстрее. Если, использовать энергоблоки в качестве озоновых фабрик, то возможно достижение баланса. То есть, озона будет создаваться столько же, сколько его будет разрушаться.

Подпитка озонового слоя

Проект создания озонового производства не единственный. К примеру, по расчетам ученых, в стратосфере озон можно создавать искусственно. Это же можно делать и в атмосфере.

Подпитывать стратосферу озоном, созданным искусственно, предлагается с помощью грузовых самолетов, которые могут распылять этот газ на нужных высотах.

Молекулы озона можно получать из обыкновенного кислорода, используя инфракрасные лазеры. Для этого можно использовать аэростаты.

Если использование платформы с лазерами обеспечат положительный эффект в решении проблемы озоновых дыр, то можно разместить такие устройства на космической станции. В таком случае можно обеспечить постоянную подпитку озоном.

Главный недостаток всех таких разработок – цена. Затраты на реализацию любого проекта слишком велики. Именно из-за этого значительная часть проектов не реализуется.

Заключение

Видео (кликните для воспроизведения).

Затрачены миллиарды долларов на спасение озонового слоя Земли или хотя бы сохранение его в том виде, в котором он находится сейчас. Учёные подсчитали, что если прекратится любая деятельность человека (антропогенные факторы), которая является причиной возникновения озоновых дыр, на восстановление его в прежнем объёме потребуется 100-200 лет.

Источники

Разрушение озонового слоя загрязнение окружающей среды
Оценка 5 проголосовавших: 1

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here