Состояние озонового экрана

Озоновая проблема уже давно беспокоит экологов. Озон — это трехатомная форма молекулярного кислорода (О3). На высоте 25—30 км от поверхности Земли под воздействием ультрафиолетовой радиации Солнца часть молекул кислорода-расщепляется на свободные атомы кислорода. Последние могут вновь вступать в союз с молекулами кислорода и образовывать трехатомную его форму:
О + O2 -> О3.
Это и есть озон. Он играет исключительную роль в жизни нашей планеты. Если кислороду мы обязаны тем, что без него невозможно существование жизни, то озон обеспечивает этой хрупкой земной жизни дальнейшее ее существование. Образуя в верхних слоях атмосферы (стратосфере) тончайший слой — так называемый озоновый экран — молекулы озона защищают все живое на Земле от ультрафиолетового излучения. Тонкий слой озона отфильтровывает вредный компонент солнечного излучения — ультрафиолетовые лучи, прямое влияние которых губительно для всего живого. Не будь озонового экрана, такое излучение могло бы уничтожить жизнь на Земле.


Озоновый экран — слой атмосферы в пределах стратосферы на высоте от 10 до 50 км, с максимальной концентрацией озона на высоте 20—25 км, поглощающего губительное для всех живых организмов ультрафиолетовое излучение.

При свободном попадании на Землю такие лучи способны вызывать у человека рак кожи, а также наносить вред животным и растениям. Жесткий ультрафиолет обладает достаточной энергией для разрушения ДНК и других органических молекул, что может вызвать быстротекущую злокачественную меланому, катаракту и иммунную недостаточность. Естественно, жесткий ультрафиолет (УФ) способен вызывать и обычные ожоги кожи и роговицы. Уже сейчас во всем мире заметно увеличение числа заболевания раком кожи, однако значительно количество других факторов (например, возросшая популярность загара, приводящая к тому, что люди больше времени проводят на солнце, таким образом получая большую дозу УФ облучения) не позволяет однозначно утверждать, что в этом повинно уменьшение содержания озона. Жесткий ультрафиолет плохо поглощается водой и поэтому представляет большую опасность для морских экосистем. Эксперименты показали , что планктон, обитающий в приповерхйбстном слое при увеличении интенсивности жесткого УФ может серьезно пострадать и даже погибнуть полностью. Планктон находится в основании пищевых цепочек практически всех морских экосистем, поэтому без преувеличения можно сказать, что практически вся жизнь в приповерхностных слоях морей и океанов может исчезнуть. Растения менее чувствительны к жесткому УФ, но при увеличении дозы могут пострадать и они.
Ирония состоит в том, что те же самые молекулы озона в тробосфере (нижний слой атмосферы) представляют собой опасные элементы, разрушающие живую ткань, включая легкие человека. Концентрация озона у поверхности Земли в 10 раз меньше, чем в стратосфере.

В 1995 году трем ученым-химикам — американским профессорам Марио Молина и Шервуду Роуланду, а также голландцу Паулю Крутцену была присуждена Нобелевская премия за работы в области химии атмосферы, которые касаются процессов образования и разрушения озонового экрана. Королевская академия наук Швеции отметила, что эти ученые внесли вклад в дело спасения человечества от глобальной экологической катастрофы. В частности, лауреаты выяснили, что озона в атмосфере Земли не та.к уж и много. Если весь его спрессовать при давлении 760 мм рт. ст., то он образует слой всего в три миллиметра толщиной!

К сожалению, в 80-90т-е годы XX века наблюдается негативная тенденция истоньшения и разрушения озонового экрана.
В 1974 году М. Молина и Ф. Роуленд из Калифорнийского университета в Ирвине показали, что различные хлор-фторорганические соединения — хлорфторуглероды (ХФУ) могут вызывать разрушение озона. Начиная с этого времени, так называемая хлорфторуглеродная проблема, стала одной из основных в исследованиях по загрязнению атмосферы. Хлорфторуглероды (фреоны) уже более 60 лет используются как хладагенты в холодильниках и кондиционерах, пропелленты для аэрозольных смесей, пенообразующие агенты в огнетушителях, очистители для электронных приборов, при химической чистке одежды, при производстве пенопластиков.

Когда-то они рассматривались как идеальные для практического применения химические вещества поскольку они очень стабильны и неактивны, а значит не токсичны. ХФУ не распадаются быстро в тропосфере (нижнем слое атмосферы, который простирается от поверхности земли до высоты 10 км), как это происходит, например, с большей частью оксидов азота, и в конце концов проникают в стратосферу, верхняя граница которой располагается на высоте около 50 км. Когда молекулы ХФУ поднимаются до высоты примерно 25 км, где концентрация озона максимальна, они подвергаются интенсивному воздействию ультрафиолетового излучения, которое не проникает на меньшие высоты из-за экранирующего действия озона. Ультрафиолет разрушает устойчивые в обычных условиях молекулы ХФУ, которые распадаются на компоненты, обладающие высокой реакционной способностью, в частности атомный хлор. Таким образом ХФУ переносит хлор с поверхности земли через тропосферу и нижние слои атмосферы, где менее инертные соединения хлора разрушаются, в стратосферу, к слою с наибольшей концентрацией озона. Очень важно, что хлор при разрушении рзона действует подобно катализатору: в ходе химического процесса его количество не уменьшается. Вследствие этого один атом хлора может разрушить до 100 000 молекул озона прежде чем будет дезактивирован или вернется в тропосферу.

Кроме фреонов озоновый экран может разрушаться под действием и других не менее вредных для озона газов. Большую тревогу со стороны экологов вызывает влияние оксидов азота, которые выбрасываются реактивными двигателями сверхзвуковых самолетов. Такие опасения основаны на свойстве оксида азота разрушать озон:
2NO + О3 = N2O+2О2,

В настоящее время отмечено образование так называемых «озоновых дыр» над Антарктикой, Европой, азиатским континентом. В 1985 году специалисты по исследованию атмосферы из Британской Антарктической Службы сообщили о совершенно неожиданном факте: весеннее содержание озона в атмосфере над станцией Халли-Бей в Антарктиде уменьшилось за период с 1977 года по 1984 год на 40%. Вскоре этот вывод подтвердили другие исследователи,, показавшие также, что область пониженного содержания озона простирается за пределы Антарктиды и по высоте охватывает слой от 12 до 24 км, т.е, зна^итед^ную^ часть нижней стратосферы. Фактически это означало, что в полярной атмосфере имеется так называемая озонная «дыра». В начале 80-х по измерениям со спутника «Ним-бус-7» аналогичная дыра была обнаружена и в. Арктике, правда она охващвала значительно меньшую площадь и падение уровня озона в ней было не так велико — около 9%. В среднем по Земле с 1979 года по 1990 год содержание озона упало на 5%.

Обеспокоенные прогнозами ученых представители 93 промышленных стран в 1987 году в Монреале подписали первый глобальный договор по климату. Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой, был подписан 16 сентября 1987 года. Ему предшествовала Венская конвенция, которая была подписана двумя годами раньше. Основной целью этих двух соглашений является предотвращение разрушения озонового слоя в результате антропогенных воздействий. В соответствии с ним предусматривается постепенное снижение выбросов ХФУ и других искусственных химических соединений, которые приводят к разрушению защитного озонового экрана нашей планеты.
Страны, подписавшие договор, обязались сократить вдвое использование озоноразрушаюших ХФУ к 1999-му году. Однако в связи с ухудшающейся ситуацией в 1990-м году в Лондоне были приняты поправки к Монреальскому протоколу. Согласно Лондонским поправкам в список регулируемых ХФУ вошли еще десять веществ и было принято решение прекратить использование ХФУ, галогенов и четырехлористого углерода к 2000-му, а метилхлороформа — к 2005-му году.

16 сентября стал международным денём охраны озонового слоя.

В рамках Монреальского протокола удалось запретить производство и потребление ста видов химикатов, разрушающих озоновый слой. Многие из этих веществ способствуют глобальному потеплению. В целом, мировое потребление таких соединений сократилось более чем на 95%.

Уровни содержания озоноразрушающих веществ в атмосфере Земли снижаются. И налицо первые признаки восстановления этого жизненно важного для нас средства защиты от губительного солнечного ультрафиолетового излучения.

На встречи стран-участниц Монреальского протокола, приуроченной к его 20-й годовщине, было принято решение к 2013 году заморозить производство гидрохлорфторуглерода. Ранее предусматривалось, что промышленно развитые государства полностью свернут его производство к 2030 году, а развивающиеся страны — к 2040. Теперь эти сроки сокращаются на десять лет.

Американские учёные подтвердили что к 2050 году озоновый слой должен восстановиться.

Рубрика: Экологический кризис | 1 отзыв

1 отзыв пока

Комментарии RSS или Трекбек 'Состояние озонового экрана'.

  1. мая 9, 2009 в 12:10

    usual_man пишет:

    огромное спасибо за материал

Ваш отзыв

Будьте вежливы и придерживайтесь темы. Ваш e-mail никогда не будет опубликован.

 

Проверка *

Облако Тегов

CO2 cвалки АЭС Беларусь Беловежская пуща Березинский биосферный заповедник Бескислородные зоны Возобновляемая энергия Глобальное потепление Гринпис Красная книга Красная книга Беларуси МСОП ООН Парниковый эффект Полесье Поозерье Природные ресурсы Солнце ХФУ Энергия автошины азот акция альтернатива атмосфера белок беспозвоночные биомасса биосфера болото браконьерство ветрогенератор ветроустановка ветроэлектростанция ветроэнергоресурсы ветряные электростанции вода возобновляемые источники энергии вторичное сырье вырубка газ геотермальная электростанция геофизика гимн глобальный мониторинг горно-обогатительные фабрики градации двуокись серы демографический взрыв деятельность человека диоксид углерода естественные ресурсы животные журнал Science загрязнение загрязнение закон заменители заповедник засуха зубр изменение климата инфракрасное излучение ископаемые испарение исчерпаемые ресурсы кислотные осадки конвекция лес мертвая зона метан минеральные удобрения млекопитающие многообразие моллюск мониторинг невозобновимым ресурсы недра неисчерпаемые ресурсы нефть озеро озон окружающая среда отходы охрана очистка потепление предприятия природный ландшафт птицы растительность ресурсы рыбы сточные воды сырьё флора химия энергетика ягоды