Захист озоновий шар - збережи життя на Землі! Презентація "Збережемо озоновий шар землі!" Проекти щодо збереження озонового поясу землі
Озоновий шар- Найтонша оболонка планети, яка знаходиться в стратосфері на висоті 20-40 км. Тут зосереджено 90% всього озону атмосфери. Утворюється озон (Про 3) при дії ультрафіолетового випромінювання ( hv) на кисень (Про 2).
Значення озонового шару
Вчені вважають, що завдяки озоновому шару стало можливим поширення життя з води на сушу. Це не дивно, оскільки вона поглинає небезпечний для живих організмів ультрафіолет. А саме ультрафіолетове випромінювання в тому діапазоні, в якому воно викликає засмагу і рак шкіри, майже повністю поглинається озоном. До поверхні Землі доходить лише невелика кількість такого ультрафіолету.
Освіта та руйнація
Озоновий шарнастільки тонкий, що якщо його стиснути під нормальним тиском при температурі 0°, висота шару становитиме всього 3 мм проти 8 км стиснутої за тих самих умов атмосфери. Його так мало тому, що в процесі поглинання ультрафіолетових променів, 3 назад розкладається до 2 і атомарного кисню (О). Утворення та руйнування озону в атмосфері пояснює механізм Чепмена.
Освіта озону:
Про 2+ hv =2О
О 2 +О=О 3
Руйнування озону:
Про 3+ hv=Про 2 +О
Про 3 +О=2О 2
Зі схеми рівняння видно, що озон також витрачається при взаємодії з атомарним киснем.
Що таке озонові дірки
Озонові дірки - це зниження концентрації 3 в озоновому шарі. Виникають вони під впливом низки антропогенних та природних факторів.
Аерозолі містять у собі фреони, які руйнують озоновий шар.
Основними простими речовинами, які руйнують озоновий шар, є водень, хлор та бром. Згубний вплив надають хлороводень HCl, монооксид азоту NO, метан CH 4 , а також ті фреони, які містять та виділяють хлор та бром. У той же час важко уявити своє життя без використання фреонів. Вони застосовуються у виробництві та функціонуванні холодильних установок, газових балончиків, різних аерозолів, у пожежогасінні електростанцій та багато іншого. Оскільки повністю відмовитися від фреонів неможливо, міжнародні протоколи обмежують їхнє використання. Також їх замінюють фторвмісними фреонами, які не є небезпечними для озонового шару.
Полярна ніч може спричинити утворення озонової діри. Ви здивуєтеся, але є місця на планеті, де озонові діривиникають посезонно, і це не залежить від діяльності людини. Як відомо, для утворення озону необхідний кисень та ультрафіолетове випромінювання, головним джерелом якого є сонячне світло. Так ось над Антарктикою (Південний полюс) та Арктикою (Північний полюс), де можлива Полярна ніч,внаслідок чого довгий час немає сонячного світла, озонові дірки природно утворюються на деякий час. Але після завершення полярної ночі, шар відновлюється. Найбільша і найнебезпечніша діра за відомістю вчених розташована над Антарктидою в Південній півкулі.
Зберегти озоновий шар
На сьогоднішній день утворилося багато озонових дірок. Процес відновлення шару ускладнюється тим, що в атмосфері накопичилася незліченна кількість речовин, що його руйнують. А це сприяє проникненню сонячної радіаціїна поверхню Землі, підвищує ризик виникнення раку шкіри у людей, а також призводить до загибелі морських тварин та рослин. Щоб долучитися до захисту озонового шару, проста людина може скоротити використання аерозолів, знайти їм альтернативну заміну, а також цікавитися у виробників, які саме фреони входять до складу холодильників і кондиціонерів, що купуються. Міжнародний день охорони озонового шарубуло встановлено Генеральною асамблеєю ООН у 1994 р. та відзначається щорічно 16 вересня.
За матеріалами з Вікіпедії
Багато країн світу розробляють та здійснюють заходи щодо виконання Віденських конвенцій про охорону озонового шару та Монреальського протоколу щодо речовин, що руйнують озоновий шар.
У чому полягає конкретність заходів щодо збереження озонового шару над Землею?
Відповідно до міжнародних угод промислово розвинуті країниповністю повинні припинити виробництво фреонів та тетрахлориду вуглецю, які також руйнують озон.
Другим етапом має стати заборона на виробництво метилбромідів та гідрофреонів. Рівень виробництва перших у промислово розвинених країнах з 1996 р. заморожений, гідрофреони повністю знімаються з виробництва до 2030 р. Проте країни, що розвиваються, досі не взяли на себе зобов'язань щодо контролю над цими хімічними речовинами.
Останнім часом з'явилося кілька проектів відновлення озонового шару. Так, відновити озоновий шар над Антарктидою за допомогою запуску спеціальних повітряних кульіз установками для виробництва озону сподівається англійська група захисників навколишнього середовища, яка називається «Допоможіть озону». Один із авторів цього проекту заявив, що озонатори, які працюють від сонячних батарей, будуть встановлені на сотнях куль, наповнених воднем або гелієм.
Кілька років тому було розроблено технологію заміни фреону спеціально підготовленим пропаном. Нині промисловість вже на третину скоротила випуск аерозолів із використанням фреонів. У країнах ЄЕС намічено повне припинення використання фреонів на заводах побутової хімії тощо.
Руйнування озонового шару пов'язують із глобальною зміною клімату на нашій планеті. Наслідки цього явища, названого «парниковим ефектом», дуже складно прогнозувати. Згідно з песимістичними прогнозами вчених очікуються зміни кількості опадів, перерозподіл їх між зимою та влітку; говорять про перспективу перетворення родючих регіонів на посушливі пустелі, підвищення рівня Світового океану внаслідок танення полярних льодів.
Зростання згубного впливу ультрафіолетового випромінювання викликає деградацію екосистем та генетичні зміни у флори та фауни, знижує врожайність сільськогосподарських культур та продуктивність Світового океану.
До ультрафіолетових променів дуже чутливі хвойні дерева та злаки, овочі, баштанні культури, цукрова тростина та бобові. Дані експериментів свідчать, що зростання деяких рослин стримується існуючим рівнем радіації.
Екологічний паспорт підприємства
Екологічний паспорт підприємства- Це комплексний документ, що містить характеристику взаємовідносин підприємства з довкіллям.
Екологічний паспорт підприємства складається із двох частин. Перша частина містить загальні відомостіпро підприємство, що використовується сировина, опис технологічних схем виробітку основних видів продукції, схем очищення стічних водта викидів в атмосферу, їх характеристики після очищення, дані про тверді та інші відходи, а також відомості про наявність у світі технологій, що забезпечують досягнення найкращих питомих показників з охорони природи. Друга частина паспорта містить перелік запланованих заходів, спрямованих на зниження навантаження на навколишнє середовище, із зазначенням термінів, обсягів витрат, питомих та загальних обсягів викидів шкідливих речовин до та після здійснення кожного заходу.
В екологічному паспорті підприємства знаходять відображення три групи показників:
- § показники впливу підприємства на стан навколишнього середовища;
- § показники організаційно-технічного рівня природоохоронної діяльності підприємства;
- § загальні та приватні показники аналізу витрат на природоохоронну діяльність.
До першої групи належать такі показники:
- § екологічність продукції, що випускається;
- § вплив на водні ресурси;
- § вплив на атмосферне повітря;
- § вплив на матеріальні ресурси та відходи виробництва;
- § вплив на земельні ресурси.
До другої групи показників відносяться такі, як:
- § оснащеність джерел забруднення очисними пристроями;
- § пропускна здатністьнаявних очисних споруд;
- § прогресивність застосовуваного очисного обладнання;
- § можливість контролю за функціонуванням очисного обладнання;
- § раціональність існуючої організаційної структури природоохоронної діяльності підприємства;
- § питомі показники організаційно-технічного рівня природоохоронної діяльності підприємства.
До 25-річчя від дня прийняття Монреальського протоколу щодо речовин, що сприяють руйнуванню озонового шару.
16 вересня – це щорічний Міжнародний день охорони озонового шару, який було проголошено Генеральною асамблеєю ООН у 1994 році. Девізом Міжнародного дня охорони озонового шару стали слова: «Збережи небо: захисти себе – захисти озоновий шар». Дата Міжнародного дня обрана на згадку про день підписання Монреальського протоколу в 1987 році за речовинами, що руйнують озоновий шар. Протоколом було визначено заходи, які зобов'язують учасників обмежити, а потім повністю припинити виробництво та споживання окремих видівозоноруйнівних речовин.
Озоновий шар – це частина стратосфери на висоті від 12 до 50 км. Відкривачами озонового шару були французькі фізики Шарль Фабрі та Анрі Буіссон. У 1912 році їм вдалося за допомогою спектроскопічних вимірювань ультрафіолетового випромінювання довести існування озону у віддалених від Землі шарах атмосфери. А у 80-ті роки 20 століття вчені зробили відкриття: у районі Антарктиди загальний вміст озону зменшився у 2 рази. Саме тоді з'явилася назва «озонова діра». Це тим, що у полярних областях повітря малорухливий, унаслідок чого, зникнення там озону не компенсується його занесенням з інших широт, і полярні «озонні дірки», особливо у Південному полюсі, дуже стійкі.
Проблема збереження озонового шару належить до першочергових всім країн світу. Оскільки озоновий шар оберігає Землю від жорсткого ультрафіолетового випромінювання, підвищена доза якого призводить до захворювань шкіри, ушкодження очей та ослаблення імунної системи. Крім того, ультрафіолетове випромінювання згубно для планктону, загибель якого тягне за собою вимирання морських тварин, що їм харчуються. Більше того, якби не озоновий шар, то життя не змогло б взагалі вибратися з океанів і високорозвинені форми життя типу ссавців, включаючи людину, не виникли б. Отже навіть незначне скорочення рівня озону викликає закономірну тривогу. Процес руйнування озонового шару в стратосфері нашої планети безпосередньо залежить від використання у виробництві та побуті хімічних речовин, Що містять хлор. Ці речовини знайшли дуже широке застосування в сільському господарствіта у багатьох інших галузях народного господарства. Також в атмосферу хлорні сполуки, що руйнують озон, надходять з поверхні Землі безперервно з мільйонів аерозольних упаковок, побутових холодильників, рефрижераторів, в результаті викидів хімічних заводів. Тому збереження озонового шару безпосередньо залежить від нашої діяльності. Це ж нам жити на цій планеті, нашим дітям та нашим нащадкам! То навіщо ж ми свідомо позбавляємо нашу багатостраждальну планету, цю чарівну блакитну кульку, такого необхідного покриву? Без озонового шару життя на Землі неможливе. І наше з вами завдання захистити озоновий шар та зберегти життя на Землі.
Співробітник відділу природи Північно-Казахстанського
обласного історико-краєзнавчого музею
Лисеня Ганна
Коментарі
Вам буде також цікаво
Сонце випалило життя на Землі 12 тисяч років тому
Наприкінці останнього льодовикового періоду наша планета пережила загадковий катаклізм, що призвів до раптового зникнення багатьох видів тварин. У Північної Америкивимерло 95% мегафауни, переважно ссавців, що мають вагу тіла від 25 до 50 кілограмів. Дрібні тварини також постраждали, зокрема, зникли понад 10 видів птахів.
Опис презентації з окремих слайдів:
1 слайд
Опис слайду:
2 слайд
Опис слайду:
1994 року Генеральна Асамблея ООН своєю резолюцією (A/RES/49/114) проголосила 16 вересня Міжнародним днем охорони озонового шару (International Day for the Preservation of the Ozone Layer). День встановлено на згадку про підписання Монреальського протоколу щодо речовин, що руйнують озоновий шар. Девізом Міжнародного дня охорони озонового шару стали слова: «Збережи небо: захисти себе – захисти озоновий шар».
3 слайд
Опис слайду:
У посланні Генерального секретаря ООН Пан Гі Муна до Міжнародному днюохорони озонового шару говориться таке: «У недалекому минулому людство з власної вини опинилося на межі катастрофи. Застосування озоноруйнівних речовин, таких як хлорфторвуглеці (ХФУ), призвело до утворення діри в озоновому шарі, що захищає нас від згубної дії ультрафіолетового випромінювання Сонця.
4 слайд
Опис слайду:
Стратосферний озоновий шар, який є вразливою газову оболонку, захищає Землю від шкідливого впливу ультрафіолетового сонячного випромінювання Виснаження озонового шару планети та подальше підвищення ультрафіолетового випромінювання ведуть до зниження якості. атмосферного повітря, ослаблення імунної системи організму, різке збільшення очних і ракових захворювань, до пригнічення росту рослин, негативного впливу на водні організми, підвищення окисної здатності атмосфери, корозії та руйнування деяких видів матеріалів і т.д.
5 слайд
Опис слайду:
Монреальський протокол – одна з найуспішніших природоохоронних угод у світі – дозволив захистити стратосферний озоновий шар та не допустити зростання УФ-випромінювання, що досягає поверхні Землі. Дії, що вживаються в рамках Монреальського протоколу щодо речовин, що руйнують озоновий шар, дозволяють відновити озоновий шар до контрольних рівнів 1980 року.
6 слайд
Опис слайду:
ЩО ТАКЕ ОЗОН? Озон - це газ із характерним різким запахом, активна формакисню, що утворюється в природних умовпід впливом ультрафіолету та електричних розрядів.
7 слайд
Опис слайду:
ОСНОВНІ ВЛАСТИВОСТІ ОЗОНУ. активізація метаболізму; Антисептичне; Протизапальне; Знеболювальне; Дезінтоксикаційна; Імуномодулююче.
8 слайд
Опис слайду:
ОСВІТА ОЗОНУ У природі озон інтенсивно утворюється під час грози. І це справді так. Але існує ще одне вкрай важливе джерело утворення цього дивовижного газу. Його породжує сонячне світло, яке в стратосфері перетворює кисень на озон. Завдяки безперервній освітіСтратосферного озону все живе на землі знаходиться під постійним захистом від згубної дії жорсткого ультрафіолетового випромінювання.
9 слайд
Опис слайду:
Озоновий шар - найважливіший компонент атмосфери, що захищає життя на планеті від надмірних доз ультрафіолетового випромінювання Сонця. На жаль, озон – триатомна молекула кисню – досить неміцна. хімічне з'єднання, що розкладається під дією багатьох речовин, у тому числі широко відомих хлорфторвуглеців - сполук, що широко використовувалися в промисловості та в побуті.
10 слайд
Опис слайду:
ОЗОНОВА ДІРА Локальне падіння концентрації озону в озоновому шарі Землі. Чітко встановлено, що на вміст озону впливають азотовмісні забруднювачі повітряного середовища, які з'являються як внаслідок природних процесів, так і внаслідок антропогенних забруднень.
11 слайд
Опис слайду:
До зменшення концентрації озону в атмосфері веде сукупність факторів, головними з яких є: загибель молекул озону в реакціях з різними речовинамиантропогенного та природного походження, відсутність сонячного випромінювання протягом полярної зими, особливо стійкий полярний вихор, який перешкоджає проникненню озону з приполярних широт, утворення полярних стратосферних хмар (ПСО), поверхня частинок якого каталізують реакції розпаду озону. Ці чинники особливо притаманні Антарктики.
12 слайд
Опис слайду:
ОЗОНОВА ДІРА В АНТАРКТИЦІ досягла рекордних розмірів. Наразі її площа становить близько 28.3 мільйонів квадратних кілометрів – утричі більше, ніж площа США, і це абсолютний рекорд площі озонової діри за 30 років – за весь час спостереження за станом озонового шару над Південним полюсом.
13 слайд
Опис слайду:
ЧОМУ РУШУЄТЬСЯ ОЗОНОВИЙ ШАР Причиною цього є: забруднення повітря, кислотні дощі, парниковий ефект, потрапляння в стратосферу речовин, вступаючи в реакцію з якими хімічно нестабільні молекули озону розпадаються (водень, атоми кисню, хлору, брому, неорганічні (хлороводень, моноксид азоту) та органічні сполуки(метан, фторхлор- та фтор бром фреони, які виділяють атоми хлору та брому).
14 слайд
Опис слайду:
АНТРОПОГЕННІ ЗАБРУДНЕННЯ NО утворюється в двигунах внутрішнього згоряння. Відповідно запуск ракет і понад звукові літаки призводить до руйнування озонового шару. Джерелом NО у стратосфері служить також газ N2О, який у стратосфері розпадається під дією жорсткого ультрафіолетового випромінювання. Другим за потужністю джерелом антропогенних органічних забруднювачів є промислове виробництво. У викидах підприємств хімічної та нафтохімічної промисловостіЄ широкий асортимент забруднювачів: компоненти вихідної сировини, проміжні, побічні та цільові продукти синтезу.
15 слайд
Вступ……………………………………………………………… | …...3 |
З історії……………………………………………………………. | …...4 |
Розташування та функції озонового шару………………………. | …...5 |
Причини ослаблення озонового щита……………………………… | …...6 |
Озон і клімат у стратосфері………………………………………... | …...8 |
Руйнування озонового шару землі хлорфторвуглеводнями……. | …...9 |
Що було зроблено в галузі захисту озонового шару……………… | ….11 |
Факти говорять самі за себе…………………………………………. | ….12 |
Заключение…………………………………………………………… | ….14 |
Список використаних джерел……………………………….. | ….15 |
Вступ
Кінець ХХ століття характеризується потужним ривком науково технічного прогресузростанням соціальних протиріч, різким демографічним вибухом, погіршенням стану навколишньої людиниприродного середовища.
Воістину, наша планета ніколи раніше не зазнавала таких фізичних і політичних навантажень, які вона відчуває на рубежі ХХ-ХХІ століть. Людина ніколи раніше не стягувала з природи стільки данини і не виявлялася такою вразливою перед могутністю, яку сама ж і створила.
XX століття принесло людству чимало благ, пов'язаних із бурхливим розвитком науково-технічного прогресу, і в той же час поставив життя на Землі на межу екологічної катастрофи. Зростання населення, інтенсифікація видобутку та викидів, що забруднюють Землю, призводять до корінних змін у природі і відбиваються на самому існуванні людини. Частина таких змін надзвичайно сильна і настільки поширена, що виникають глобальні екологічні проблеми. Є серйозні проблеми забруднення (атмосфери, вод, ґрунтів), кислотних дощів, радіаційного ураження території, а також втрати окремих видів рослин і живих організмів, збіднення біоресурсів, знеліснення та опустелювання територій.
Проблеми виникають внаслідок такої взаємодії природи та людини, при якій антропогенне навантаження на територію (її визначають через техногенне навантаження та щільність населення) перевищує екологічні можливості цієї території, зумовлені головним чином її природно-ресурсним потенціалом та загальною стійкістю природних ландшафтів (комплексів, геосистем) до антропогенних впливів.
З історії
З початку 20 століття вчені спостерігають стан озонового шару атмосфери. Зараз уже всі розуміють, що стратосферний озон є свого роду природним фільтром, який перешкоджає проникненню в нижні шари атмосфери жорсткого космічного випромінювання – ультрафіолету-В.
16 вересня 1987 р. було прийнято Монреальський протокол щодо речовин, що руйнують озоновий шар. Згодом з ініціативи ООН цей день став відзначатись як День захисту озонового шару.
З кінця 70-х років вчені стали відзначати неухильне виснаження озонового шару. Причиною цього стало проникнення у верхні шари стратосфери озоноруйнівних речовин (ОРВ), що використовуються в промисловості, молекули яких містять хлор або бром. Хлорфторвуглеці (ХФУ) або інші ОРВ, випущені людиною в атмосферу, досягають стратосфери, де під дією короткохвильового ультрафіолетового випромінювання Сонця їх молекули втрачають атом хлору. Агресивний хлор починає розбивати одну за одною молекули озону, сам при цьому не зазнаючи жодних змін. Термін існування різних ХФУ в атмосфері від 74 до 111 років. Розрахунковим шляхом доведено, що цей час один атом хлору здатний перетворити на кисень 100 000 молекул озону.
На думку лікарів, кожен втрачений відсоток озону в масштабах планети викликає до 150 тисяч додаткових випадків сліпоти через катаракту, на 2,6 відсотка збільшується кількість ракових захворювань шкіри, значно зростає кількість хвороб, спричинених ослабленням імунної системи людини. Найбільшого ризику схильні жителі північної півкулі зі світлою шкірою. Але страждають не лише люди. УФ-В випромінювання, наприклад, дуже шкідливо для планктону, мальків, креветок, крабів, водоростей, що мешкають на поверхні океану.
Озонова проблема, спочатку піднята вченими, незабаром стала предметом політики. Усі розвинені країни, крім Східної Європиі колишнього СРСР, До кінця 1995 р. в основному завершили поетапне скорочення виробництва та споживання озоноруйнівних речовин. З метою надання допомоги іншим державам було створено Глобальний екологічний фонд (ГЕФ).
За даними ООН, завдяки злагодженим зусиллям світової спільноти, зробленим в останнє десятиліття, виробництво п'яти основних видів ХФУ скоротилося більш ніж удвічі. Темпи приросту озоноруйнівних речовин у атмосфері зменшилися.
Розташування та функції озонового шару
У повітрі завжди є озон, концентрація якого біля земної поверхні становить у середньому 10-6%. Озон утворюється у верхніх шарах атмосфери з атомарного кисню внаслідок хімічної реакції під впливом сонячної радіації, що викликає дисоціацію молекул кисню.
Озоновий «екран» розташований у стратосфері, на висотах від 7-8 км на полюсах, 17-18 кілометрів на екваторі та приблизно до 50 кілометрів над земною поверхнею. Найчастіше озон у шарі 22 – 24 кілометрів над Землею.
Шар озону напрочуд тонкий. Якби цей газ зосередити біля Землі, він утворив би плівку лише 2-4 мм товщиною (мінімум – у районі екватора, максимум – біля полюсів). Однак і ця плівка надійно захищає нас, майже повністю поглинаючи небезпечні ультрафіолетові промені. Без неї життя збереглося б лише в глибинах вод (глибше 10 м) і в тих шарах ґрунту, куди не проникає сонячна радіація. Озон поглинає деяку частину інфрачервоного випромінювання Землі. Завдяки цьому він затримує близько 20% випромінювання Землі, підвищуючи дію атмосфери, що опалює.
Озон - активний газ і може несприятливо діяти на людину. Зазвичай його концентрація в нижній атмосфері незначна і не надає шкідливого впливу на людину. Великі кількостіозону утворюються в великих містахз інтенсивним рухом автотранспорту внаслідок фотохімічних перетворень вихлопних газів автомашин.
Озон також регулює жорсткість космічного випромінювання. Якщо цей газ хоча б частково знищується, то, природно, жорсткість випромінювання різко зростає, а, отже, відбуваються реальні зміни рослинного і тваринного світу.
Вже доведено, що відсутність або мала концентрація озону може або призводить до ракових захворювань, що найгіршим чином впливає на людство та його здатність до відтворення.
Причини ослаблення озонового щита
Озоновий шар захищає життя Землі від шкідливого ультрафіолетового випромінювання Сонця. Виявлено, що протягом багатьох років озоновий шар зазнає невеликого, але постійного ослаблення деяких районів. Земної кулі, включаючи густо населені райони середніх широтах Північної півкулі. Над Антарктикою виявлено широку "озонову дірку".
Руйнування озону відбувається через вплив ультрафіолетової радіації, космічних променів, деяких газів: сполук азоту, хлору та брому, фторхлорвуглеців (фреонів). Діяльність людини, що веде до руйнування озонового шару, викликає найбільшу тривогу. Тому багато країн підписали міжнародну угоду, яка передбачає скорочення виробництва озоно-руйнівних речовин.
Передбачається безліч причин ослаблення озонового щита.
По-перше, це запуски космічних ракет. Паливо, що згорає, «випалює» в озоновому шарі великі дірки. Колись передбачалося, що ці «дірки» затягуються. Виявилося, що ні. Вони є досить довго.
По-друге, літаки. Особливо, що летять на висотах 12-15 км. Пар, що викидається ними, та інші речовини руйнують озон. Але, в той же час, літаки, що літають нижче 12 км. Дають збільшення озону. У містах він – один із складових фотохімічного смогу. В – третіх, це хлор та її сполуки з киснем. Величезна кількість (до 700 тисяч тонн) цього газу надходить в атмосферу насамперед від розкладання фреонів. Фреони – це гази, що не вступають у поверхні Землі в жодні хімічні реакції, киплячі при кімнатній температурітому різко збільшують свій обсяг, що робить їх хорошими розпилювачами. Оскільки при їх розширенні знижується їхня температура, фреони широко використовують у холодильній промисловості.
Щороку кількість фреонів у земній атмосферізбільшується на 8-9%. Вони поступово піднімаються нагору, в стратосферу та під впливом сонячних променів стають активними – вступають у фотохімічні реакції, виділяючи атомарний хлор. Кожна частка хлору здатна зруйнувати сотні та тисячі молекул озону.
9 лютого 2004 року на сайті Інституту Землі НАСА з'явилася новина про те, що вчені Гарвардського Університету знайшли молекулу, яка руйнує озон. Вчені назвали цю молекулу "димер одноокису хлору", тому що вона складена з двох молекул одноокису хлору. Дімер існує тільки в особливо холодній стратосфері над полярними регіонами, коли рівні оксиду хлору відносно високі. Ця молекула походить з хлорфторвуглеців. Димер викликає руйнування озону, поглинаючи сонячне світло і розпадаючись на два атоми хлору та молекулу кисню. Вільні атоми хлору починають взаємодіяти з молекулами озону, що призводить до зменшення його кількості.
Озон та клімат у стратосфері
Озон та клімат впливають один на одного. Вплив озону на клімат проявляється насамперед у зміні температури. Чим більше озону в цьому обсязі повітря, тим більше тепла він утримує. Озон є джерелом тепла в стратосфері, поглинаючи ультрафіолетове випромінювання сонця і інфрачервоне випромінювання від тропосфери. Отже, зменшення кількості озону у стратосфері призводить до зниження температури. А це, у свою чергу, призводить до виснаження озону.
виснаження озону - веде до зниження температури - веде до полярних стратосферних хмар - веде до виснаження озону
Найбільші втрати озону в Арктиці та Антарктиці відбуваються взимку та на початку весни, коли полярні стратосферні вихори ізолюють повітря у своїх межах. Коли температура повітря падає нижче -78 ° С, формуються хмари, що складаються з льоду, азотної та сірчаної кислот. В результаті хімічних реакцій на поверхні крижаних кристалів у хмарах виділяються хлорфторвуглеці. Через вплив ХФУ починається виснаження озону, і з'являється озонова "дірка". Навесні температура повітря підвищується, крига випаровується, і озоновий шар починає відновлюватися.
Руйнування озонового шару землі хлорфторвуглеводнями
У 1985 р. фахівці з дослідження атмосфери з Британської Антарктичної Служби повідомили про несподіваний факт: весняний вміст озону в атмосфері над станцією Халлі-Бей в Антарктиді зменшився за період з 1977 по 1984 р. на 40%. Невдовзі цей висновок підтвердили інші дослідники, які також показали, що область зниженого вмісту озону простягається межі Антарктиди і за висотою охоплює шар від 12 до 24 км, тобто. значну частину нижньої стратосфери.
Найбільш докладним дослідженням озонного шару над Антарктидою був міжнародний Літак Антарктичний Озонний Експеримент. У його ході вчені з 4 країн кілька разів піднімалися в область зниженого вмісту озону і зібрали детальні відомості про її розміри і проходять в ній. хімічних процесах. Фактично це означало, що в полярній атмосфері є озонна "дірка". На початку 80-х за вимірами з супутника "Німбус-7" аналогічна дірка була виявлена і в Арктиці, правда вона охоплювала значно меншу площу і падіння рівня озону в ній було не таке велике - близько 9%. У середньому Землі з 1979 по 1990 р. вміст озону впав на 5%.
Це відкриття стурбувало як вчених, так і широку громадськість, оскільки з нього випливало, що шар озону, що оточує нашу планету, перебуває у більшій небезпеці, ніж раніше. Витончення цього шару може призвести до серйозних наслідків людства. Вміст озону в атмосфері менше 0.0001%, однак саме озон повністю поглинає жорстке ультрафіолетове випромінювання сонця з довжиною хвилі l
За своїм впливом на живі організми жорсткий ультрафіолет близький до іонізуючих випромінювань, однак через більшу, ніж у g-випромінювання довжини хвилі він не здатний проникати глибоко в тканини, і тому вражає тільки поверхневі органи. Жорсткий ультрафіолет має достатню енергію для руйнування ДНК та інших органічних молекул, що може викликати рак шкіри, особливо швидкоплинну злоякісну меланому, катаракту та імунну недостатність. Звичайно, жорсткий ультрафіолет здатний викликати і звичайні опіки шкіри та рогівки. Вже зараз у всьому світі помітно збільшення числа захворювання на рак шкіри, проте, значно кількість інших факторів (наприклад, популярність засмаги, що зросла, що призводить до того, що люди більше часу проводять на сонці, таким чином, отримуючи велику дозу УФ опромінення) не дозволяє однозначно стверджувати , що у цьому має бути зменшення вмісту озону. Жорсткий ультрафіолет погано поглинається водою і тому становить велику небезпеку для морських екосистем. Експерименти показали, що планктон, який мешкає в приповерхневому шарі, зі збільшенням інтенсивності жорсткого УФ може серйозно постраждати і навіть загинути повністю. Планктон знаходиться в основі харчових ланцюжків практично всіх морських екосистем, тому без перебільшення можна сказати, що практично все життя в шарах приповерхневих морів і океанів може зникнути. Рослини менш чутливі до жорсткого УФ, але при збільшенні дози можуть постраждати і вони. Якщо вміст озону в атмосфері значно зменшиться, людство легко знайде спосіб захиститися від жорсткого УФ-випромінювання, але при цьому ризикує померти від голоду.
Що було зроблено в галузі захисту озонового шару
Під тиском цих аргументів багато країн почали вживати заходів, спрямованих на скорочення виробництва та використання ХФУ. З 1978 р. у США було заборонено використання ХФУ в аерозолях. На жаль, використання ХФУ в інших областях не було обмежено. Повторю, що у вересні 1987 р. 23 провідні країни світу підписали в Монреалі конвенцію, яка зобов'язує їх знизити споживання ХФУ. Згідно з досягнутою домовленістю розвинені країни повинні до 1999 р. знизити споживання ХФУ до половини рівня 1986 р. Для використання як палива в аерозолях вже знайдено непоганий замінник ХФУ - пропан-бутанова суміш. За фізичними параметрами вона мало поступається фреонам, але, на відміну них, вогненебезпечна. Тим не менш, такі аерозолі вже виробляються в багатьох країнах, у тому числі й у Росії. Складніша ситуація з холодильними установками - другим за величиною споживачем фреонів. Справа в тому, що через полярність молекули ХФУ мають високу теплоту випаровування, що є дуже важливим для робочого тіла в холодильниках і кондиціонерах (див. «Причини ослаблення озонового щита»). Кращим відомим на сьогодні замінником фреонів є аміак, але він токсичний і все ж таки поступається ХФУ за фізичними параметрами. Непогані результати отримані повністю фторованих вуглеводнів. У багатьох країнах ведуться розробки нових замінників і вже досягнуто непоганих практичних результатів, але повністю ця проблема ще не вирішена.
Використання фреонів продовжується і поки що далеко навіть до стабілізації рівня ХФУ в атмосфері. Так, за даними мережі Глобального моніторингу змін клімату, у фонових умовах – на берегах Тихого та Атлантичного океаніві островах, далеко від промислових і густонаселених районів - концентрація фреонів -11 і -12 нині зростає зі швидкістю 5-9% на рік. Вміст у стратосфері фотохімічно активних сполук хлору нині у 2-3 разу вище проти рівнем 50-х, на початок швидкого виробництва фреонів.
Факти говорять самі за себе
Разом з тим, ранні прогнози, що передбачають, наприклад, що при збереженні сучасного рівня викиду ХФУ до середини XXI ст. вміст озону в стратосфері може впасти вдвічі, можливо, були занадто песимістичні. По-перше, дірка над Антарктидою багато в чому є наслідком метеорологічних процесів. Утворення озону можливе лише за наявності ультрафіолету і під час полярної ночі не відбувається. Взимку над Антарктикою утворюється стійкий вихор, що перешкоджає притоку багатого озоном повітря із середніх широт. Тому до весни навіть невелика кількість активного хлору здатна завдати серйозної шкоди озоновому шару. Такий вихор практично відсутній над Арктикою, тому у північній півкулі падіння концентрації озону значно менше.
Багато дослідників вважають, що на процес руйнування озону впливають полярні стратосферні хмари. Ці висотні хмари, які набагато частіше спостерігаються над Антарктикою, ніж над Арктикою, утворюються взимку, коли за відсутності сонячного світла та за умов метеорологічної ізоляції Антарктиди температура в стратосфері знижується нижче -80°С. Можна припустити, що сполуки азоту конденсуються, замерзають і залишаються пов'язаними з хмарними частинками і тому втрачають можливість вступити в реакцію з хлором. Можливо також, що хмарні частинки здатні каталізувати розпад озону та резервуарів хлору.
Все це говорить про те, що ХФУ здатні викликати помітне зниження концентрації озону тільки в специфічних атмосферних умовах Антарктиди, а для помітного ефекту в середніх широтах концентрація активного хлору повинна бути набагато вищою. По-друге, при руйнуванні озонного шару жорсткий ультрафіолет почне глибше проникати в атмосферу. Але це означає, що утворення озону відбуватиметься, як і раніше, але лише трохи нижче, в області з великим вмістом кисню. Правда, в цьому випадку озонний шар буде більшою мірою схильний до дії атмосферної циркуляції.
Хоча перші похмурі оцінки було переглянуто, це в жодному разі не означає, що проблеми немає. Швидше стало зрозуміло, що немає серйозної негайної небезпеки. Навіть найбільш оптимістичні оцінки передбачають при сучасному рівнівикиду ХФУ в атмосферу серйозні біосферні порушення у другій половині ХХІ ст., тому скорочувати використання ХФУ, як і раніше, необхідно.
Висновок
Можливості впливу людини на природу постійно зростають і вже досягли такого рівня, коли можна завдати біосфері непоправної шкоди. Вже не вперше речовина, яка довгий час вважалася абсолютно невинною, виявляється насправді вкрай небезпечною. Років двадцять тому навряд чи хтось міг припустити, що звичайний аерозольний балончик може становити серйозну загрозу для планети в цілому. На жаль, далеко не завжди вдається вчасно передбачити, як те чи інше з'єднання впливатиме на біосферу. Потрібна була досить серйозна демонстрація небезпеки ХФУ для того, щоб було вжито серйозних заходів у світовому масштабі. Слід зазначити, що навіть після виявлення озонної діри ратифікація Монреальської конвенції у свій час перебувала під загрозою.
Розуміння взаємодій між озоном та зміною клімату, і передбачення наслідків зміни потребує величезних обчислювальних потужностей, надійних спостережень та здорових діагностичних здібностей. Здібності спільноти науки швидко розвинулися за минулі десятиліття, але все ж таки деякі фундаментальні механізми роботи атмосфери все ще не зрозумілі. Успіх майбутнього дослідження залежить від загальної стратегії з реальною взаємодією між спостереженнями вчених та математичними моделями.
Нам потрібно все знати про світ, який оточує нас. І, занісши ногу для чергового кроку, слід уважно подивитись, куди наступиш. Провалля і топкі болота фатальних помилок вже не прощають людству бездумного життя.
Список літератури.
- Нікітін Д.П., Новяков Ю.В. Довкіллята людина. Навчальний посібникдля студентів ВНЗ. - М.: вища школа, 1980 р.
- Відгук. Випуск 8/Упоряд. Л. Єгорова - М.: Молода гвардія, 1990 р.
- Реймерс Н.Ф. «Екологія (торія, закони, правила, принципи та гіпотези). - М.: Журнал "Росія Молода", 1994 р.
- Петров С.П. Чому змінюється клімат Землі?
- Інтерв'ю із В. Павловим. /Краєва незалежна газета «Вільний курс» м. Барнаул, 13.09.98
- Global Environmental Facility (russian): збереження озонового шару.