3. Сохранение озонового слоя

Определенное влияние на климат нашей планеты оказывает существование в стратосфере на высоте 25-30 км озонового слоя. Озон образуется в верхних слоях атмосферы при реакции молекулярного кислорода с атомарным, являясь продуктом диссоциации молекулярного кислорода под действием ультрафиолетового излучения Солнца. Озоновый слой удивительно тонок. Если бы весь озон, содержащийся в атмосфере, сосредоточить у поверхности Земли, то он образовал бы пленку толщиной от 2 мм у экватора до 4 мм у полюсов. Однако и существующее количество озона надежно защищает живые организмы от жесткого ультрафиолетового излучения Солнца.

Вся жизнь на Земле зависит от энергии Солнца, которая поступает в виде лучей видимого света, длинноволновые (инфракрасные и тепловые) и коротковолновые (ультрафиолетовые). Последние имеют наибольшую энергию и действуют на живую природу. Их действие зависит от длины волн (чем она меньше, тем выше энергия) и проявляется в разрыве молекул белков, неблагоприятных мутаций. До Земли доходит три вида ультрафиолетовых излучений: УФ-А (длина волн 400- 315 нм), УФ-В (315-280 нм) и УФ-С (280 и ниже). Наиболее опасны УФ-В и УФ-С. Вот озоновый шар и защищает нас и всю биосферу от губительного действия коротковолнового ультрафиолетового облучения Солнца.

Газ-озон известен ученым по тому, например, что он образуется во время грозы. Являясь сильнейшим окислителем, этот газ широко применяется в технике (например, для обеззараживания воды). Образовался озон в атмосфере за счет молекул обыкновенного двухатомного кислорода О 2 . Энергия коротковолнового ультрафиолетового облучения поглощается О 2 и используется им на фотохимическую реакцию образования озона из кислорода. Поэтому до поверхности Земли доходят только длинноволновые облучения УФ-А, от действия которых наш организм уже приспособился защищаться, синтезируя в коже слой темного вещества - меланина (загар).

Основной причиной разрушения озонового слоя является попадание в стратосферу фреонов и оксида азота в результате промышленной деятельности человека. Фреоны - полностью замещенные фторхлорпроизводные углеводородов, широко используются в качестве хладоагентов, распылителей в аэрозольных упаковках, а также получаются как побочные продукты, например при электролизе металлов на графитовых анодах из расплавов фторидов и хлоридов. Наиболее распространены фреон-11 (CFC1 3) и фреон-12 (CF 2 C1 2). По имеющимся оценкам в атмосферу с 1958 по 2000 гг. выброшено около 2,9-10 6 т фреона-11, фреона-12. Оксиды азота попадают в стратосферу, например, при запусках ракет. На высоте озонового слоя молекулы фреонов под действием ультрафиолетового излучения подвергаются разложению с образованием атомарного хлора. Следует отметить, что озон поглощает и некоторую часть, до 20%, инфракрасного излучения Земли, благодаря чему он оказывает, как и углекислый газ, существенное влияние на тепловой баланс планеты.

Ученые обеспокоены тем, что в последние годы резко уменьшился озоновый слой над Антарктидой до такой степени, что образовалась дыра, содержания озона которой на 40-50% меньше обычного. Появляется эта дыра антарктической зимой (с августа по октябрь), а потом уменьшается в размерах. Сегодня констатируется факт, что она не затягивается летом и ее площадь превышает площадь материка Антарктида. В то же время отмечается повышение ультрафиолетового фона в странах; расположенных в южном полушарии ближе к Антарктиде, где врачи констатируют рост заболеваний, вызываемых УФ-облучением (рак кожи, катаракта глаз).

Недавно выявлена озоновая дыра и в Северном полушарии (над Шпицбергеном, правда, меньшая по размерам. Появление и увеличение площади озоновых дыр и уменьшения содержания озона в атмосфере может привести к: уменьшению урожаев сельскохозяйственных культур, заболеванию людей и животных, увеличению опасных мутаций, а с ростом этих факторов и к ликвидации жизни на Земле.

В 1985 году в Монреале правительства большинства стран мира подписали протокол по охране атмосферного озона, где обязали все страны к началу XXI века уменьшить употребление фреонов на 50% с тем, чтобы в дальнейшем совсем отказаться от них. Согласно закону Украины «Об охране окружающей природной среды», все предприятия должны были сократить и в последующем полностью прекратить производство и использование озоноразрушающих веществ. Но даже при выполнении этих требований следует продолжать защищать людей от УФ-излучения, так как хлоруглероды могут сохраняться в атмосфере сотни лет.

Заключение

В начале XXI столетия, когда человечество переживает чрезвычайно сложный период угрожающего разрастания глобального экологического кризиса и необходимо заботиться о ее нейтрализации и ликвидации, переходить к новой политике природопользования и новой философии жизни, Внедрять новые технологии, реализовывать новые программы нужно постепенно, осторожно, с учетом уже допущенных ошибок и возможностей их исправления с использованием мирового опыта. Новое общество обязано принимать далеко идущие решения, которые обеспечивают долгосрочное постоянство развития. В ближайшие 20-30 лет на человечество ожидают огромные трудности, и есть надежда, что они будут преодолены: уже делаются первые попытки предотвратить разрастание экологического кризиса, появляется первый позитивный опыт реализации новой экологической политики, все больше стран переводят проблему охраны природы с ранга сохранения биосферы в ранг самых приоритетных, актуальных, таких, что нуждаются в немедленном решении. Пример этого - всплеск природоохранной активности во всем мире за последние 20 лет - от поражающих докладов Римского клуба и судьбоносных международных экологических форумов до выработки десятков локальных, региональных и международных программ сохранения и возобновления природных ресурсов, ландшафтов, территорий и акваторий, развития экологического воспитания и образования, появление многочисленных экологических материалов в средствах массовой информации, возникновения сотен «зеленых движений» и организаций во всех уголках мира.

С 1990 г. во многих странах мира (с 1991 г. - в Украине) принимаются новые законы об охране окружающей природной среды, ужесточается контроль за соблюдением природоохранного законодательства.

Следовательно, новый подход современной экополитики к проблеме сохранения биосферы и стабильного развития нашего общества, новый взгляд на биосферу базируются на принципах современной и будущей человеческой деятельности: этических и эколого-экономических.

Литература

1. Білявський Г.О., Бутченко Л.І. Основи екології: теорія та практикум. К.: Лібра, 2007. – 368с.

2. Білявський Г.О. та ін. Основи екології. – К.: Либідь, 2008. – 408с.

3. Даценко И.И., Банас О.С., Баранский Р.И. Химическая промышленность и охрана окружающей среды. К.: В.ш., 2006. – 176с.

4. Скалкин Ф.В. и др. Энергетика и окружающая среда. – Л.: Энергоиздат, 2007. – 280с.

5. Батлук В.А. Основы экологии и охрана окружающей природной среды. Л.: Афиша, 2001. – 335с.

6. Концепции современного естествознания. С.Х. Карпенков.

7. Т.Я. Кубницкая. Концепции современного естествознания.

Инерциальных системах отсчета. Пространственно-временной континуум – неразрывная связь пространства и времени и их зависимость от системы отсчета. Тема 11. Основные концепции химии 1. Химия как наука, ее предмет и проблемы Важнейшим разделом современного естествознания является химия. Она играет большую роль в решении наиболее актуальных и перспективных проблем современного общества. К...

Как государственных, так и частных - открыты факультеты и кафедры психологии. Заключение В результате проделанной работы были рассмотрены особенности современного состояния и тенденции развития отечественной психологии. При рассмотрении данного вопроса были решены следующие задачи: Рассмотрены предпосылки современного состояния российской психологии; Охарактеризовано современное состояние...

Вещей (»арден 1987: 53-68, Назаретян 1991: 60, Абдеев 1994: 150- 160). Атрибутивная концепция информации - информация как мера упорядоченности структур и их взаимодействий на всех стадиях организации материи (Абдеев 1994: 162). Одна из самых сложных проблем современного естествознания - функционирование отражения в неживом мире (существует ли в неживом мире опосредующее звено между...

И социальных процессов. Поэтому с целью системного и интенсивного исследования механизма коэволюционного процесса, на современном этапе развития науки необходимо достигнуть органического единства и постоянного взаимовлияния природно-научных и гуманитарных знаний. 4. Современное естествознание характеризуется изменением характера объекта исследования и усилением роли комплексного подхода в его...

МОУ Сухобезводненская средняя общеобразовательная школа

Районный конкурс исследовательских и проектных работ

«Юный исследователь»

Номинация «Прикладная экология»

https://pandia.ru/text/77/498/images/image002_32.jpg" width="1026" height="723">

I. Введение. «Современное состояние экологии: причины и перспективы предотвращения экологической катастрофы»………………………………3

II. Основная часть.

§ 1. Как образуется озон………………………………………………………4

1. Атмосфера.

2. Атмосферные слои.

§ 2. Защитная роль озонового слоя…………………………………………. 8

1. Химические и биологические свойства.

2. Условия образования озона.

§ 3. Устойчивость «озонового щита»………………………………………..9

1. Что будет, если озон исчезнет?

2. Истощение озонового слоя.

3. Понятие «озоновая дыра».

§ 4. Причины разрушения «озонового щита»………………………………11

1. Влияние результатов человеческой деятельности (антропогенные источники).

2. Природные факторы (геологические источники).

3. Защита озонового слоя.

III. Заключение. «Пути решения проблемы»……………………………………14

IV. Литература…………………………………………………………………….15

V. Рецензия……………………………………………………………………….16

VI. Тезисы доклада………………………………………………………………..17

VII. Приложение……………………………………………………………………18

I. Введение

«Можно, пожалуй, сказать, что назначение

человека как бы заключается в том, чтобы

уничтожить свой род, предварительно сделав

земной шар непригодным для обитания».

Как не прискорбны слова Ламарка, но они отражают современное опасное вмешательство высокоиндустриального общества в природу. С возникновением человеческой цивилизации появился новый фактор, влияющий на судьбу живой природы. Пять миллиардов наших современников оказывают на природу такое же по масштабам воздействие, какое могли оказать люди каменного века, если бы их численность составила 50 миллиардов человек.

Опасность вмешательства в природу заключается:

1. Биосфера Земли подвергается нарастающему антропогенному воздействию.

2. Повышается расход невозобновляемого сырья.

3. Выбывают из экономики пахотные земли из-за строительства ГЭС, городов, заводов.

4. Прогрессирует накопление углекислого газа в атмосфере ð повышение среднегодовой температуры на планете.

В результате перед обществом возникла дилемма:

– либо бездушно катиться к неизбежной гибели в надвигающейся

экологической катастрофе;

– либо сознательно использовать могучие силы науки и техники для

защиты природы и самого человека.

Угроза экологического кризиса требует непрерывного экологического образования и просвещения людей. Мы должны знать, что оказывает существенное влияние на наше здоровье:

Динамика факторов к 2008 году:

Характеризуя современное состояние экологии, как критическое, можно выделить главные причины, которые ведут к экологической катастрофе:

§ Загрязнение, отравление среды обитания.

§ Обеднение атмосферы кислородом; озоновые дыры.

Целью нашего исследования является обобщение литературных данных о причинных и последствиях разрушения озонового слоя, являющегося «щитом» Земли, а также способах решения проблемы образования «озоновых дыр».

Результатом исследования данной проблемы является распространение экологической информации среди учащихся, выступление на научном обществе нашей школы.

II. Основная часть

§ 1. Как образуется озон

Фраза, ставшая крылатой – «Солнце светит и греет», содержит описание некоторых воздействий солнечного излучения на нас. Это: 1) электромагнитное излучение: рентгеновское, ультрафиолетовое, видимое и 2) солнечный ветер: протоны и электроны.

Части солнечного излучения – РГ, УФ, ВИ отличаются друг от друга энергиями фотонов

При воздействии излучения Солнца на атмосферу энергия фотонов передается атомам и молекулам атмосферных газов. Результат воздействия зависит от того, насколько велика энергия фотона по сравнению с энергией, необходимой для реакции: диссоциации, ионизации, ядерных.

1. Атмосфера

Атмосфера – внешняя оболочка биосферы , масса ее ничтожна – всего лишь одна миллионная массы Земли. Однако ее роль в природных процессах биосферы огромна. Современный газовый состав атмосферы – результат длительного исторического развития земного шара: смесь компонентов: азот – 78,09%, кислород – 20,95%. Газы: аргон – 0,93%, углекислый газ – 0,03%, инертные газы (неон, гелий, криптон, ксенон), аммиак , метан, озон, диоксиды серы и др. Твердые частицы – продукты горения, вулканической деятельности, частицы почвы, космическая пыль. Водяной пар, продукты растительного, животного и микробного происхождения. Наибольшее значение для различных экосистем имеют три газа: кислород, углекислый газ и азот.

2. Атмосферные слои

Атмосферные слои – результат воздействия излучения Солнца на атмосферу.

а) Ионосфера –это верхний слой атмосферы, от 50–809 км до 1000 км, характеризующийся значительным содержанием атмосферных ионов и свободных электронов. Причина существования ионосферы – разложение на ионы и электроны (ионизация) молекул атмосферных газов под действием РГ и УФ.

б) Стратосферный озоновый слой –слой на высоте 10–15 км, отличающийся повышенной концентрацией озона. Озон образуется при поглощении кислородом УФ излучения.

Часть двухатомных молекул кислорода разлагается на атомы:

О2 + h g ð О +О, которые присоединяются к сохранившимся молекулам:

О + О2 ðО3 и образуется трехатомная молекула озона.

Одновременно происходит обратный процесс превращения озона в кислород:

О + О3 ð 2О2 ; О3 + h g ð О2 + О. Поэтому усредненная концентрация озона в течение длительного времени остается постоянной.

в) Тропосфера – слой вблизи поверхности Земли отличается повышенной концентрацией озона. Основной причиной образования озона является распад на атомы молекул газов, образующихся при сгорании топлива с последующим образованием озона под воздействием видимого излучения, при разряде молнии. Тропосферный озон характеризуется термином «плохой» озон, так как озон в больших количествах вреден для дыхания. В образовании озона в тропосфере участвуют оксиды озона:

NО2 + h g ð NО + О (400 км)

Наиболее типичным и основным по массе органических загрязнителей атмосферы является СН4. Окисление СН4 под действием ОН протекает сопряжено с окислением NО. В результате реакция окисления СН4 в присутствии NО как катализатора и при воздействии солнечного света с длиной волны 300-400 нм запишется в виде

СН4 +4О2 ðСН2О+Н2О+2О3

То есть окисление метана и других органических веществ приводит к образованию тропосферного озона. Скорость этого процесса зависит от концентрации NО, антропогенный выброс которого удваивает приземную концентрацию О3, а рост утечки СН4 еще больше увеличивает О3.

Вода питьевая" href="/text/category/voda_pitmzevaya/" rel="bookmark">питьевой воды основано на его способности убивать микробы. Озон не безразличен и для высших организмов.

Длительное пребывание в атмосфере, содержащей озон (кабинет физиотерапии , кварцевании) может вызвать тяжелые нарушения нервной системы. Поэтому, озон в больших дозах является токсичным газом (допустимая доза в рабочем помещении – 0,0001 мг/литр).

2. Условия образования озона

Известно, что основная часть природного озона сосредоточена в стратосфере на высоте от 15 до 50 км над поверхностью Земли.

Процесс образования и разложения озона называют циклом Чемпена. Результатом процессов в цикле является переход солнечной энергии в теплоту. Озоновый цикл ответственен за повышение температуры на высоте 15 км.

В слое ниже 15 км озон заносится из вышележащих слоев при перемешивании воздуха. Возрастание содержания озона с высотой практически не сказывается на доле азота и кислорода, так как в сравнении с ними озона в верхних слоях очень мало. Если бы можно было сосредоточить весь атмосферный озон под нормальным давлением, он образовал бы слой только толщиной 3 мм, хотя общее его количество составляет 3 млрд. тонн.

Озон поглощает часть УФ излучения Солнца: причем широкая полоса его поглощения (длина волны 200 – 300 нм) включает и губительное для всего живого на Земле излучение. Это защитное свойство озона было изучено уже в начале XX века, в 50-е годы, когда ученые активно изучали атмосферу.

Было выяснено, озон сам является климатообразующим фактором. Поскольку прогревает стратосферу, являющуюся «крышкой котла», в котором «варится» погода. Если озона мало, «крышка поднимается», и меняется климат. Есть еще одна функция озонового слоя: передавать слабые космические воздействия – солнечный «ветер», изменения магнитного поля и т. д. – через озон на Землю. Все это влияет на климат.

§ 3. Устойчивость «озонового щита»

Ученые выяснили, что защитная система планеты очень «нежна и хрупка». Причем реставрация озонового слоя происходит крайне медленно. Он уязвим перед природными воздействиями и антропогенными факторами.

1. Если озон исчезнет

Излучение, которое задерживается озоном, достигнет Земли. И человечество получило бы большую дозу облучения. Невосполнимый ущерб наносился бы и окружающей среде. УФ излучение вредно для планктона, мальков, креветок, обитающих на поверхности океана. Даже пластмасса портится от УФ излучения. По мнению врачей, каждый потерянный процент озона в масштабах планеты вызывает до 150 тыс. дополнительных случаев слепоты из-за катаракты, на 2,6 процента увеличивается количество раковых заболеваний кожи (меланома).

Значительно возрастает количество болезней, вызванных ослаблением иммунной системы человека.

Так как озон, поглощая солнечную радиацию, повышает температуру тех слоев атмосферы, в которых он находится, то его исчезновение приведет к понижению температуры атмосферы. Исчезновение озона обострит проблему «загрязнения» солнечного спектра жесткими, вредными для всего живого УФ лучами.

2. Истощение озонового слоя

В последние годы ученые все с большей тревогой отмечают истощение «озонового щита».

https://pandia.ru/text/77/498/images/image008_20.jpg" align="left" width="288 height=215" height="215">Эта область простирается за пределы Антарктиды и на высоте охватывает слой от 12 до 24 км, то есть значительную часть нижней стратосферы. Фактически это означало, что в полярной атмосфере имеется «озоновая дыра».

В начале 80-х аналогичная дыра была обнаружена и в Арктике, правда, она охватывала меньшую площадь, и падение уровня озона невелико – 9%.

Это открытие обеспокоило ученых, поскольку из него следовало, что защитный озон Земли находится в большой опасности.

Феномен Антарктической «озоновой дыры» пока не понятен: то ли «дыра» возникла в результате антропогенного загрязнения атмосферы, то ли это естественный геоастрофизический процесс.

3. Понятие озоновой дыры

Прежде всего следует уяснить, что озоновая дыра – это не брешь в атмосфере.

В 1985 году британские ученые на Южном полюсе обнаружили, что во время антарктической весны уровень озона в атмосфере ниже нормы. Ежегодно в одно и то же время количество озона уменьшается в разной степени.

Подобные, но не столь ярко выраженные озоновые дыры, появлялись также над Северным полюсом во время арктической весны.

Ученые выяснили, отчего появляется озоновая дыра. В долгую полярную ночь происходит резкое падение температуры и образуются высокие стратосферные облака, содержащие кристаллики льда.

Их появление вызывает серию сложных химических реакций, приводящих к накоплению молекулярного хлора.

Весной под действием УФ Солнца происходит разрыв внутримолекулярных связей и в атмосферу устремляется поток атомов хлора. Эти атомы выступают в роли катализаторов реакций превращения озона в простой кислород:

Cl + O3 ðClO + O2 и ClO + O ðCl + O2

Причем исходные атомы хлора остаются в свободном состоянии и снова участвуют в этом процессе: одна молекула хлора разрушает миллион молекул озона. Поэтому озон начинает исчезать из атмосферы над Антарктидой, образуя озоновую дыру.

§ 4. Причины разрушения озонового слоя

Различные точки зрения на происхождение «озоновых дыр» говорят о том, что причины их возникновения до конца не выяснены.

1. Результаты человеческой деятельности

Есть множество причин ослабления озонового щита.

1. Это запуски космических ракет. Сгорающее топливо «выжигает» в озоновом слое большие дыры. Предполагалось, что они затягиваются, но оказалось нет.

2. Самолеты, летающие на высоте 12–15 км. Выбрасываемый ими пар и другие вещества разрушают озон. Но в то же время самолеты, летающие ниже 12 км, дают прибавку озона.

3. Оксиды азота. Их выбрасывают самолеты, но больше всего их выделяется с поверхности почвы, особенно при разложении азотных удобрений.

4. Хлор и его соединения. До 700 тысяч тонн этого газа поступает в атмосферу прежде всего от разложения фреонов (хлорфторуглероды или углеводороды, в которых атомы водорода заменены фтором и хлором).

Фреоны – это не вступающие у поверхности Земли ни в какие химические реакции газы, кипящие при комнатной температуре, а поэтому резко увеличивающие свой объем, что делает их хорошими распылителями.

При расширении снижается температура фреонов, поэтому их широко используют в холодильниках и кондиционерах. Аэрозольные баллончики, как средства химической чистки, тушение пожаров, на транспорте, как пенообразователи – мировое производство этих веществ достигло почти 1,5 млн. т.

Будучи легколетучими и довольно устойчивыми к химическим воздействиям, фреоны после использования попадают в атмосферу и могут там находиться до 75 лет, достигая высоты озонового слоя. Здесь под действием солнечного света они разлагаются, выделяя атомарный хлор, который и служит «разрушителем» озона. Один атом хлора способен превратить в кислород 100000 молекул озона, причем сам хлор не уничтожается.

Предполагается, что из-за разрушительного действия хлора и аналогичного действия брома к концу 1990-х годов концентрация озона в стратосфере снизилась на 10%.

Озоноразрушающий потенциал некоторых веществ

Если кондиционер работает, он не разрушает озон. Но когда при ремонте загрязненный фреон выпускают, он попадет в атмосферу – это называется вторичным загрязнением. 85% всего фреона приходится на аэрозольные упаковки, 15% в холодильниках и кондиционерах. Использование фреонов таково, что 95% их попадает а атмосферу через 1–2 года после производства. Это 5,27 млн. т. + 7,75 млн. т. в 1981 г. рано или поздно должно поступить в стратосферу и включиться в цикл разрушения озона.

2. Природные факторы истощения озонового слоя

Ученые считают, что сильное извержение вулканов влияет на уменьшение содержания озона. В 1982 г. в Мексике сильное извержение вулкана Эль-Чичон вызвало в Северном полушарии падение содержания озона на 10%.

В 1992 г. на Филиппинах произошло одно из мощных в XX веке извержение вулкана Пинатубо. Выброшенный пепел выпал на большой площади, а мельчайшие его частицы образовали огромное облако, опоясавшее весь земной шар по экватору. В его центральной части содержалось мало озона, а по краям – много диоксида серы, которого при извержении было выброшено более 20 млн. тонн.

Пепловое облако вулкана Пинатубо, как и вулкана Кракатау в 1883 году привело к некоторому понижению температуры, так как пепловые частицы образуют экран, задерживающий солнечный свет.

С комических спутников было зарегистрировано присутствие в атмосфере соединений хлора в больших концентрациях и других «неполезных» газов.

Проведенные исследования показали наличие фреонов в пробах воздуха над вулканом Масайя, в пузырьках воздуха антаркитческого льда возрастом 2000 лет, в воде, извлеченной в 1982 г. с глубины 4000 метров в экваториальной части Атлантического океана, у дна Алеутской впадины и на глубине 4500 м у берегов Антарктиды. Эти факты свидетельствуют о геологическом источнике разрушения озонового слоя.

Было установлено, что химические реакции, разрушающие озон, происходят на поверхности ледяных кристаллов и любых других частиц, попавших в высокие стратосферные слои над полярными районами. Эти частицы вулканического происхождения придают хлору большую эффективность в процессе разрушения ими озона.

3. Защита озонового слоя

16 сентября – День защиты озонового слоя. В этот день в 1985 году передовые страны, обеспокоенные истощением озонового слоя, приняли Венскую конвенцию о его защите.

По данным исследователей, без принятия мер по Венской конвенции об охране окружающей среды и Монреальскому протоколу по веществам, разрушающим озоновый слой, к 2050 году истощение озонового слоя достигло бы 50% в средних широтах и 70% в северных. Это примерно в десять раз хуже текущего состояния.

Редкий случай! Это единственные экологические соглашения, где все страны были едины, несмотря на то, что проблема не так уж очевидна для неспециалистов. Тем не менее, совсем недавно в Монреале 200 стран, почти все члены ООН, что невиданно, подписали поправку к Монреальскому протоколу о том, что надо ускорить процесс вывода из обращения озоноопасных веществ. Кстати, в этом вопросе США, где производилось 25% всех фреонов в мире, оказались в «одной упряжке» вместе со всеми.

III. Заключение: Пути решения проблемы

§ Чтобы начать глобальное восстановление нужно уменьшить доступ в атмосферу всех веществ, которые очень быстро уничтожают озон и долго там хранятся.

§ Все люди должны понимать и помочь природе включить процесс восстановления озонового слоя. Нужны новые посадки лесов, хватит вырубать лес для других стран, которые почему-то не хотят вырубать свой, а делают на нашем лесе деньги.

§ Для восстановления озонового слоя нужно его подпитывать. Российский консорциум «Интерозон» предлагает производить озон непосредственно в атмосфере. Планируется поднять на высоту 15 км аэростаты с инфракрасными лазерами для получения озона из двухатомного кислорода. В дальнейшем предполагается на высоте 400 км использовать космические платформы с источниками энергии и лазерами, лучи которых будут направлены в центр озонового слоя и станут постоянно его подпитывать. Осуществится ли грандиозный проект – покажет время.

§ Принимая во внимание чрезвычайность ситуации необходимо расширить экспериментальные исследования по проблеме сохранения озонового слоя.

IV. Литература

1. , «Экология».

– «Дрофа», 1995 год.

2. «Органические вещества атмосферы». Саровский образовательный журнал, 1998 г. №4.

3. Страны и народы: Земля и человечество. Глобальные проблемы.

М.: Мысль, 1982 г.

4. «Окружающая среда и человек».

5. Популярный научный сайт http:/ www. .

6. Интернет-журнал www. .

7. Информационный бюллетень Нижегородского регионального отделения

Ядерного общества. Выпуски с №29 1991г. по №г.

V. Рецензия

Данная проектная работа посвящена актуальной теме сохранения озонового слоя. Так как озон в атмосфере находится в неустойчивом состоянии и концентрация его подвержена значительным колебаниям (в большей мере уменьшению), то исследования в этой области очень актуальны и своевременны.

Проанализировав обширный материал по состоянию озона в атмосфере, юные исследователи пришли к неожиданному выводу: жизнь любого человека, даже ребенка, влияет на состояние озона и каждый человек должен знать это и не пытаться навредить себе. Так как уничтожив свой «озоновый щит», человек уничтожит себя.

Работа интересна не только актуальностью проблемы сохранения озонового слоя, но интегративный характер изысканий позволяет исследовать поставленные вопросы максимально объемно. В рамках одного исследования объединены учебные предметы как естественно-научной направленности так и этической.

VI. Тезисы

§ С возникновением человеческой цивилизации появился новый фактор, влияющий на судьбу живой природы. Пять млрд. наших современников оказывают на природу такое же воздействие какое могли оказать люди каменного века численностью 50 млрд. человек.

§ В ряде регионов России предполагается следующая динамика факторов, влияющих на здоровье человека: роль экологии до 40%, генетический фактор до 30%, уменьшается возможность поддержать здоровье за счет образа жизни до 25%, снижается роль медицины до 5%.

§ Целью настоящей работы является обобщение литературных данных о причинах и последствиях разрушения озонового слоя, а также способах решения проблемы образования «озоновых дыр».

§ Озон является аллотропной модификацией кислорода. Характер химических связей в озоне обуславливает его неустойчивость, через определенное время озон переходит в кислород 2О3 ð3О2.

§ Озон образуется в атмосфере под действием УФ Солнца из молекулы кислорода. Озоновый слой начинается на высотах около 8 км над полюсами и простирается вверх до 50 км. Больше всего озона в 5-ти км слое на высоте от 20 до 25 км.

§ Летом и весной концентрация озона повышается. Над полярными областями она всегда выше, чем над экваториальными. Она меняется по 11-летнему циклу, совпадающему с циклом солнечной активности. Существует устойчивое снижение концентрации стратосферного озона. Это явление получило название «озоновое дыра».

§ Окислительное действие озона на органические вещества связано с образование радикалов RH + O3 ðRO2 + OH, которые инициируют цепные реакции с биоорганическими молекулами, что приводит к гибели клеток.

§ Озон не безразличен для высших организмов. Длительное пребывание в кабинетах физиотерапии и кварцевого облучения вызывает тяжелое нарушение нервной системы. Поэтому допустимая концентрация его в воздухе – 0,0001 мг/литр.

§ Озон поглощает часть УФ Солнца (длина волны 200-300 нм), причем включает и губительное для всего живого на Земле излучение.

§ Антропогенные источники, влияющие на истощение озонового слоя, сконцентрированы в городах: промышленность, автомобильный транспорт. В результате в стратосферу выбрасываются 95% использованных фреонов в течение 1-2 лет, которые включаются в каталитический цикл разрушения озона.

§ Для преодоления опасности истощения озонового слоя необходимы согласованные действия всех развитых стран по разработке новых, безопасных для озонового слоя технологий промышленности, транспорта.

Озоновый слой – тончайшая оболочка планеты, которая находится в стратосфере на высоте 20-40 км. Здесь сосредоточено 90% всего озона атмосферы. Образуется озон (О 3) при воздействии ультрафиолетового излучения (hv ) на кислород (О 2).

Значение озонового слоя

Учёные считают, что благодаря озоновому слою, стало возможным распространение жизни из воды на сушу. Это неудивительно, поскольку он поглощает опасный для живых организмов ультрафиолет. А именно, ультрафиолетовое излучение в том диапазоне, в котором оно вызывает загар и рак кожи, почти полностью поглощается озоном. До поверхности Земли доходит лишь небольшое количество такого ультрафиолета.

Образование и разрушение

Озоновый слой настолько тонок, что если его сжать под нормальным давлением при температуре 0°, высота слоя составит всего 3 мм против 8 км сжатой при тех же условиях атмосферы. Его так мало потому, что в процессе поглощения ультрафиолетовых лучей, О 3 обратно разлагается до О 2 и атомарного кислорода (О). Образование и разрушение озона в атмосфере объясняет механизм Чепмена.

Образование озона:

О 2 +hv =2О

О 2 +О=О 3

Разрушение озона:

О 3 + hv =О 2 +О

О 3 +О=2О 2

Из схемы уравнения видно, что озон также израсходуется при взаимодействии с атомарным кислородом.

Что такое озоновые дыры

Озоновые дыры — это снижение концентрации О 3 в озоновом слое. Возникают они под воздействием ряда антропогенных и природных факторов.

Аэрозоли содержат в себе фреоны, которые разрушают озоновый слой.

Основными простыми веществами, которые разрушают озоновый слой, являются водород, хлор и бром. Пагубное воздействие оказывают хлороводород HCl, монооксид азота NO, метан CH 4 , а также те фреоны , которые содержат и выделяют хлор и бром. В то же время, сложно представить свою жизнь без использования фреонов. Они применяются в производстве и функционировании холодильных установок, газовых баллончиков, различных аэрозолей, в пожаротушении электростанций и многом другом. Поскольку, полностью отказаться от фреонов невозможно, международные протоколы ограничивают их использование. Также их заменяют фторсодержащими фреонами, которые не опасны для озонового слоя.

Полярная ночь может стать причиной образования озоновой дыры.

Вы удивитесь, но есть места на планете, где озоновые дыры возникают посезонно, и это никак не зависит от деятельности человека. Как известно, для образования озона необходим кислород и ультрафиолетовое излучение, главным источником которого является солнечный свет. Так вот над Антарктикой (Южный полюс) и Арктикой (Северный полюс), где возможна полярная ночь, вследствие чего долгое время отсутствует солнечный свет, озоновые дыры естественно образовываются на некоторое время. Но по завершению полярной ночи, слой восстанавливается. Самая большая и опасная дыра по сведению учёных расположена над Антарктидой в Южном полушарии.

Сохранить озоновый слой

На сегодняшний день образовалось много озоновых дыр. Процесс восстановления слоя усложняется тем, что в атмосфере накопилось несчётное количество разрушающих его веществ. А это способствует проникновению солнечной радиации на поверхность Земли, повышает риск возникновения рака кожи у людей, а также приводит к гибели морских животных и растений. Чтобы приобщиться к защите озонового слоя, простой человек может сократить использование аэрозолей, найти им альтернативную замену, а также интересоваться у производителей, какие именно фреоны входят в состав покупаемых холодильников и кондиционеров. Международный день охраны озонового слоя был установлен Генеральной ассамблеей ООН в 1994 г. и отмечается ежегодно 16 сентября.

По материалам из Википедии

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

На тему:

Озоновый слой и его сохранение

План

Введение

1. Озоновый слой

2.Воздействие УФ

3. Из истории.

4. Причины ослабления озонового щита

5. Авиация НАТО разрушает озоновый слой Земли

6. Озоновый щит и парниковый эффект

6.1 Климат

6.2 Так ли всесилен парниковый эффект?

6.3 Изучение проблемы озонового слоя

6.4 Страна озоновой аномалии

7. Что было сделано в области защиты озонового слоя

Заключение

Введение

Конец ХХ века характеризуется мощным рывком научно-технического прогресса, ростом социальных противоречий, резким демографическим взрывом, ухудшением состояния окружающей человека природной среды.

XX век принес человечеству немало благ, связанных с бурным развитием научно-технического прогресса, и в то же время поставил жизнь на Земле на грань экологической катастрофы. Рост населения, интенсификация добычи и выбросов, загрязняющих Землю, приводят к коренным изменениям в природе и отражаются на самом существовании человека. Часть из таких изменений чрезвычайно сильна и настолько широко распространена, что возникают глобальные экологические проблемы. Имеются серьезные проблемы загрязнения (атмосферы, вод, почв), кислотных дождей, радиационного поражения территории, а также утраты отдельных видов растений и живых организмов, оскудения биоресурсов, обезлесения и опустынивания территорий.

Проблемы возникают в результате такого взаимодействия природы и человека, при котором антропогенная нагрузка на территорию (ее определяют через техногенную нагрузку и плотность населения) превышает экологические возможности этой территории, обусловленные главным образом ее природно-ресурсным потенциалом и общей устойчивостью природных ландшафтов (комплексов, геосистем) к антропогенным воздействиям.

Одной из экологических проблем является проблема сохранения озонового слоя Земли.

1 . Озоновый слой

Озоновый слой - это полоса газа на расстоянии десятков километров над Землей. Хорошо известны опасности, грозящие в случае его разрушения, и возможность принятия мер для его защиты является предметом горячих дискуссий.

Озон -- голубоватый газ, каждая молекула которого состоит из трех атомов кислорода (О 3). Обычно молекулы кислорода состоят из двух атомов (О 2).

В воздухе всегда присутствует озон, концентрация которого у земной поверхности составляет в среднем 10 -6 %. Озон образуется в верхних слоях атмосферы из атомарного кислорода в результате химической реакции под влиянием солнечной радиации, вызывающей диссоциацию молекул кислорода.

Озоновый «экран» расположен в стратосфере, на высотах от 7-8 км на полюсах, 17-18 километров на экваторе и примерно до 50 километров над земной поверхностью. Гуще всего озон в слое 22 - 24 километров над Землей.

Слой озона удивительно тонок. Если бы этот газ сосредоточить у поверхности Земли, то он образовал бы пленку лишь в 2-4 мм толщиной (минимум - в районе экватора, максимум - у полюсов). Однако и эта пленка надежно защищает нас, почти полностью поглощая опасные ультрафиолетовые лучи. Без нее жизнь сохранилась бы лишь в глубинах вод (глубже 10 м) и в тех слоях почвы, куда не проникает солнечная радиация.

Озон поглощает некоторую часть инфракрасного излучения Земли. Благодаря этому он задерживает около 20% излучения Земли, повышая отепляющее действие атмосферы.

Озон - активный газ и может неблагоприятно действовать на человека. Обычно его концентрация в нижней атмосфере незначительна и он не оказывает вредного влияния на человека. Большие количества озона образуются в крупных городах с интенсивным движением автотранспорта в результате фотохимических превращений выхлопных газов автомашин.

Озон также регулирует жесткость космического излучения. Если этот газ хотя бы частично уничтожается, то, естественно, жесткость излучения резко возрастает, а, следовательно, происходят реальные изменения растительного и животного мира.

Уже доказано, что отсутствие или малая концентрация озона может приводить к раковым заболеваниям, что самым наихудшим образом отражается на человечестве и его способности к воспроизводству.

С начала 20 века ученые наблюдают за состоянием озонового слоя атмосферы. Сейчас уже все понимают, что стратосферный озон является своего рода естественным фильтром, препятствующим проникновению в нижние слои атмосферы жесткого космического излучения - ультрафиолета-В.

2 . Воздействие УФ

Незначительное количество ультрафиолета заставляет кожу человека вырабатывать большее количество защитного пигмента меланина, вызывая появление загара. Более высокие уровни этого излучения вызывают различные формы рака кожи, катаракту глаз, приводящую к слепоте, и воздействуют на иммунную систему, уменьшая сопротивляемость организма. Слишком большой его уровень оказывает также губительное воздействие на растения (в том числе посевы) и мельчайшие водные организмы, образующие морской планктон -- основу всех пищевых цепочек в океане. Нарушение экологического равновесия в океанах -- перспектива, о которой не хочется даже думать.

Количество различных газов в озоновом слое колеблется с изменениями температуры, временем суток и года. Однако до недавнего времени, возможно, в течение многих миллионов лет, существовало долговременное устойчивое равновесие.

3. Из истории

16 сентября 1987 г. был принят Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой. Впоследствии по инициативе ООН этот день стал отмечаться как День защиты озонового слоя.

С конца 70-х годов ученые стали отмечать неуклонное истощение озонового слоя. Причиной тому стало проникновение в верхние слои стратосферы озоноразрушающих веществ (ОРВ), используемых в промышленности, молекулы которых содержат хлор или бром. Хлорфторуглероды (ХФУ) или другие ОРВ, выпущенные человеком в атмосферу, достигают стратосферы, где под действием коротковолнового ультрафиолетового излучения Солнца их молекулы теряют атом хлора. Агрессивный хлор начинает разбивать одну за другой молекулы озона, сам при этом не претерпевая никаких изменений. Срок существования различных ХФУ в атмосфере от 74 до 111 лет. Расчетным путем доказано, что за это время один атом хлора способен превратить в кислород 100 000 молекул озона.

По мнению врачей, каждый потерянный процент озона в масштабах планеты вызывает до 150 тысяч дополнительных случаев слепоты из-за катаракты, на 2,6 процента увеличивается количество раковых заболеваний кожи, значительно возрастает число болезней, вызванных ослаблением иммунной системы человека. Наибольшему риску подвержены жители северного полушария со светлой кожей. Но страдают не только люди. Ультрафиолетовое излучение, к примеру, крайне вредно для планктона, мальков, креветок, крабов, водорослей, обитающих на поверхности океана.

Озоновая проблема, первоначально поднятая учеными, вскоре стала предметом политики.

Все развитые страны, за исключением Восточной Европы и бывшего СССР, к концу 1995 г. в основном завершили поэтапное сокращение производства и потребления озоноразрушающих веществ. С целью оказания помощи остальным государствам был создан Глобальный экологический фонд (ГЭФ).

По данным ООН, благодаря согласованным усилиям мирового сообщества, предпринятым в последнее десятилетие, производство пяти основных видов ХФУ сократилось более чем вдвое. Темпы прироста озоноразрушающих веществ в атмосфере уменьшились. Однако на ближайшие годы придется пик истощения озоносферы, а после этого, возможно, озоновый слой начнет медленно восстанавливаться.

4. Причины ослабления озонового щита

Озоновый слой защищает жизнь на Земле от вредного ультрафиолетового излучения Солнца. Обнаружено, что в течение многих лет озоновый слой претерпевает небольшое, но постоянное ослабление над некоторыми районами Земного шара, включая густонаселенные районы в средних широтах Северного полушария. Над Антарктикой обнаружена обширная "озоновая дыра".

Разрушение озона происходит из-за воздействия ультрафиолетовой радиации, космических лучей, некоторых газов: соединений азота, хлора и брома, фторхлоруглеродов (фреонов). Деятельность человека, приводящая к разрушению озонового слоя, вызывает наибольшую тревогу. Поэтому многие страны подписали международное соглашение, предусматривающее сокращение производства озоноразрушающих веществ. Однако озоновый слой разрушает также реактивная авиация и некоторые пуски космических ракет.

Предполагается множество причин ослабления озонового щита.

Во-первых, - это запуски космических ракет. Сгорающее топливо «выжигает» в озоновом слое большие дыры. Когда-то предполагалось, что эти «дыры» затягиваются. Оказалось, нет. Они существуют довольно долго.

Во-вторых, самолеты. Особенно летящие на высотах в 12-15 км. Выбрасываемый ими пар и другие вещества разрушают озон. Но в то же время самолеты, летающие ниже 12 км, дают прибавку озона. В городах он - один из составляющих фотохимического смога.

В- третьих - окислы азота. Их выбрасывают те же самолеты, но больше всего их выделяется с поверхности почвы, особенно при разложении азотных удобрений.

В - четвертых, это хлор и его соединения с кислородом. Огромное количество (до 700 тысяч тонн) этого газа поступает в атмосферу, прежде всего от разложения фреонов. Фреоны - это не вступающие у поверхности Земли ни в какие химические реакции газы, кипящие при комнатной температуре, а потому резко увеличивающие свой объем, что делает их хорошими распылителями. Поскольку при их расширении снижается их температура, фреоны широко используют в холодильной промышленности.

Каждый год количество фреонов в земной атмосфере увеличивается на 8-9%. Они постепенно поднимаются наверх, в стратосферу и под воздействием солнечных лучей становятся активными - вступают в фотохимические реакции, выделяя атомарный хлор. Каждая частица хлора способна разрушить сотни и тысячи молекул озона.

5. Авиация НАТО разрушает озоновый слой Земли

Во время Югославской войны авиация НАТО делала по 400-500 вылетов ежедневно. Это гигантская концентрация авиации на сравнительно малой площади. Авиация выбрасывает в атмосферу соединения азота и серы, непрерывно бомбит и обстреливает. Суммарная мощность использованных боеприпасов в несколько раз превысила мощность атомной бомбы, взорванной над Хиросимой. Действия авиации вызвало многочисленные пожары, в том числе пожары нефтеперерабатывающих и химических заводов.

Выбросы авиации, азотосодержащие взрывчатые вещества, пожары создают химические соединения, способные разрушать озоновый слой. Эти соединения способны накапливаться в атмосфере и воздействовать на озоновый слой в течение длительного времени. Становится вероятной экологическая катастрофа в Европе.

Качественный анализ данных со спутника Earth Probe/TOMS показывает, что с начала апреля 1999 г. над районом Косово появилось образование, которое условно можно квалифицировать как озоновая "мини-дыра". Сравнение со спутниковыми данными за тот же период 1998 г. показало, что в 1998 г. в этом районе не было признаков озоновой мини-дыры.

Судя по этим данным, озоновая мини-дыра перемещается, в основном, на восток, но и перемещения в других направлениях представляются возможными. По сравнению с 1998г. над районом Косово содержание озона уменьшилось на 8-10%.

6 . Озоновый щит и парников ый эффект

6.1 Климат

ОКОЛО ста лет назад шведский ученый Аррениус предположил, что рост сжигания ископаемого топлива вызовет увеличение содержания углекислого газа СО2 в атмосфере. Это усилит парниковый эффект, и произойдет сильное потепление климата. Данный прогноз в той его части, что касается климата, пока работает слабо. Однако научное и практическое обслуживание этой гипотезы развилось практически в самостоятельную отрасль. Во многих странах принимаются меры по ограничению эмиссии СО2. На этом фоне проблема спасения разрушающегося озонового слоя выглядит пасынком. Не странно ли это?

6.2 Так ли всесилен парниковый эффект?

Когда в апрельские холода 1997 г. в Москве людей удивляли сводки о жаре на юге Сибири, в газетах проскочило сообщение, что это является частью новых завоеваний всемогущего парникового эффекта. Да, да, именно того, созданного людьми явления, которое стало угрожать цивилизации после превращения атмосферы Земли в "свалку" газообразных и аэрозольных отходов.

Экологическим врагом номер один для цивилизации объявлен излишек углекислого газа. Сжигая ископаемое топливо и сводя леса, люди увеличивают его содержание в атмосфере. И эта прибавка разогревает Землю больше, чем все прочие парниковые газы, такие, как метан, окись азота, фреоны. Такова официальная версия Всемирной метеорологической организации, поддержанная ООН и ее специализированными организациями.

В 1988 г. из-за засухи и жары урожай зерновых в США впервые в истории оказался ниже уровня потребления. Засушливое лето и снижение урожая отмечались в странах-производителях зерна и в предшествовавший год. Эти события, видимо, добавили уверенности сторонникам идеи антропогенного перегрева Земли. В 1992 г. на Международной конференции ООН по окружающей среде в Рио-де-Жанейро борьба с потеплением климата объявлена одним из трех главнейших приоритетов; в 1994 г. Россия, вслед за многими развитыми странами, ратифицировала рамочную конвенцию об изменении климата, обязывающую снизить выбросы парниковых газов до уровня 1990 г.

Правда, до сих пор нет никаких подтверждений тому, что людям под силу изменить климат благоприятным для себя образом. Незапланированная попытка такого рода уже была предпринята во время энергетического кризиса в 1970-е годы. Тогда снижение и последующая стабилизация потребления ископаемого топлива почти не сказались на процессе роста СО2 в воздухе. Кроме того, до сих пор неизвестно, какую часть прироста среднепланетарной температуры за последние 120 лет обеспечила цивилизация, а какую - природные причины. Общий прирост составляет около 0,45 градуса Цельсия. Таким образом, ранее сделанные прогнозы о потеплении к 2000 г. в среднем на 1 градус оказались ошибочными.

Хорошее финансирование на Западе проектов по борьбе с потеплением климата позволяет определенным образом ориентировать широкие круги общественности: мол, крупные современные аномалии в системе "атмосфера - земная поверхность" - это результат подогрева Земли антропогенными выбросами парниковых газов.

В действительности списывать все на их действие не следует. Климат Земли поддерживается всей той долей солнечной энергии, которая перехватывается планетой и затем расходуется на нагревание атмосферы и подстилающей поверхности, а также на испарение и ряд других процессов. Мощность процессов в климатической системе огромна. Она почти в сто тысяч раз превосходит мощность всех энергопотоков, создаваемых людьми. Люди могут влиять на климат, только расшатывая природные связи, что и происходит. Но от дестабилизации климатических процессов до управления климатом на глобальном уровне - "дистанция огромного размера".

В последние 12 тыс. лет каждые 900-950 лет потепления сменялись похолоданиями. Полный цикл 1850 лет (цикл Шнитникова) содержит внутри более короткие. Природное похолодание, именуемое малым ледниковым периодом, закончилось в XIX веке. Оно как раз замыкало цикл Шнитникова. Дальнейший прирост среднепланетарной температуры сторонники "рукотворного" потепления отнесли на счет цивилизации. Никто даже не пытался доказать, что не природная изменчивость, а человек оборвал малую ледниковую эпоху. Современное потепление рассматривается только как реакция на прирост в воздухе содержания парниковых газов. Роль антипарниковых факторов оценивается как малосущественная.

Многие ученые возражают против столь однобокой оценки отклика климатической системы на антропогенную нагрузку. Другие занимают выжидательную позицию. Между тем суть решений международных организаций по климату не меняется, хотя прогнозные оценки снижаются, а сроки климатической катастрофы отодвигаются на более отдаленный период.

Раньше, как уже упоминалось, обещали к 2000 г. потепление на один градус, а к 2025 г. - уже на целых три. Теперь - к 2065 г. прочат подъем среднеглобальной температуры на полтора градуса по сравнению со второй половиной XIX века. По другим расчетам, на три градуса теплее станет через сто лет при ошибке прогноза в 50% в обе стороны. Но и в это верится с трудом, ибо тогда потепление в ближайшие два-три года должно сделать рывок и идти без сбоев с учетверенной или еще большей скоростью, и никакие природные причины не в силах будут что-то изменить.

Не проще ли признать, что пока современные модели просто не в состоянии учесть все природные и антропогенные воздействия на климатическую систему?

Конечно, перспектива дальнейшего потепления климата существует, и риск возникновения неблагоприятных процессов надо учитывать. Но следует признать очевидную раздутость проблемы в отношении роли парниковых газов, в особенности применительно к СО2. А вот по отношению к озону ситуация диаметрально противоположна

6.3 Изучение проблемы озонового слоя

В изучении проблемы озонового слоя наука оказалась удивительно недальновидной. Еще с 1975 г. содержание стратосферного озона над Антарктидой в весенние месяцы стало заметно падать. В середине 1980-х годов его концентрация снизилась уже на 40%. Вполне можно было говорить об образовании озоновой дыры. Ее размеры достигли примерно площади США. Тогда же появились еще слабовыраженные - со снижением концентрации озона на 1,5-2,5% - дыры вблизи Северного полюса и южнее. Край одной из них зависал даже над Санкт-Петербургом.

Однако еще в первой половине 1980-х некоторые ученые продолжали рисовать радужную перспективу, предвещая убыль стратосферного озона лишь на 1-2% и то чуть ли не через 70-100 лет.

В 1985 г. принята Венская конвенция по защите озонного слоя Земли, которая потом дополнялась Монреальским протоколом в 1987 г. и поправками к нему Лондонской (1990 г.) и Копенгагенской (1992 г.) конференций. Ныне производство агрессивных, по отношению к озоновой оболочке, фреонов запрещено. Однако время пребывания в атмосфере уже попавших туда фреонов оценивается от 60 до 400 лет. По некоторым экспертным оценкам, озона в атмосфере Земли стало меньше на 8%, а скорость убыли ныне достигла 0,5% в год.

Современное ослабление озонового щита планеты выражается в образовании, по меньшей мере, двух гигантских сезонных озоновых дыр. Они разверзаются не только над полюсами и в высоких широтах, но часто достигают и средних.

Нет ничего удивительного в том, что в 1990-е годы природная защита от жесткого ультрафиолетового излучения оказалась существенно ослабленной почти над всей территорией бывшего СССР. Так, в 1995 г. со второй половины января над районами Сибири начала развиваться озоновая аномалия, которая в феврале-марте захватила территорию от Крыма до Камчатки. Для многих сибирских и якутских метеорологических станций в этот период зарегистрированы рекордно низкие среднемесячные значения. В отдельные дни над этими районами понижение концентрации озона достигало 40%. Согласно некоторым источникам в марте 1995 г. озоновый слой в Арктике был истощен на 50%.

Даже если причины возникновения озоновых дыр в Северном полушарии другие, нежели в Антарктиде, то вряд ли от этого легче тем, кто страдает от связанных с ними последствий. Известно, что от избыточной ультрафиолетовой радиации (УФР) растет число людей, болеющих раком кожи, меланомой, катарактой и просто испытывающих ослабление иммунной системы. Избыток УФР негативно влияет на океанические экосистемы.

6.4 Страна озоновой аномалии

Нельзя забывать и о других последствиях разрушения озонового слоя над Россией, да и над Землей в целом.

Стратосферный озоновый слой защищает Землю от перегрева. По данным доктора физико-математических наук Ракиповой, количество тепла, поглощаемого озоном (3% приходящей солнечной радиации), - это больше, чем вклад озона в парниковый эффект. В основном озон - антипарниковый газ. Районы в Северном полушарии, где содержание озона максимально, практически совпадают в холодное время года с основными очагами холода в Канаде и Восточной Сибири.

Негативные изменения в стратосфере в последние 15-20 лет не могли не привести к снижению эффективности природного компенсатора парникового эффекта - стратосферного озона. Территория России в силу ее географического положения и размеров страдает больше, чем любая другая страна от перипетий с озоном.

Вот уже не первый год на юге Сибири, а иногда и в центральной части фиксируются необычно ранние волны теплой и жаркой погоды. Их причину ищут в усилении парникового эффекта. Но не парниковый эффект, а ослабление антипарниковой функции озонового слоя больше ответственно за происходящее. Например, можно с большой долей вероятности утверждать, что необычно ранняя сверхтеплая погода на юге Сибири весной 1997 г. - отклик на осязаемое и чрезвычайно неприятное событие.

В случае с озоновым слоем Россия щедро платит, как это ни парадоксально, за техническое несовершенство и экологическую безграмотность наиболее продвинутых в промышленном отношении стран. Вполне может быть выявлена мера ответственности конкретных государств. Медвежью услугу человечеству, особенно России, оказали научные круги, явно раздувавшие опасность грядущего потепления климата. Ныне каждый школьник в Европе и, по-видимому, в США и Японии уверен, что приоритет экологической геополитики состоит в воздействии на климат.

Чрезмерная забота о климате, а точнее, о парниковых газах и в особенности о контроле над СО2, оттеснили на второй план проблему стратосферного озона. Ее явно запоздалое осознание бумерангом ударило по природе.

Похоже на то, что международная наука выпустила пар в гудок по поводу грядущей мезозойской жары. Из-за этого мы прозевали куда более серьезную опасность, связанную с разрушением озонового слоя. А рассчитываться за это больше всех придется, по-видимому, нашей стране.

7. Что было сделано в области защиты озонового слоя

Под давлением этих аргументов многие страны начали принимать меры направленные на сокращение производства и использования ХФУ. С 1978 г. в США было запрещено использование ХФУ в аэрозолях. К сожалению, использование ХФУ в других областях ограничено не было. Повторю, что в сентябре 1987 г. 23 ведущих страны мира подписали в Монреале конвенцию, обязывающую их снизить потребление ХФУ. Согласно достигнутой договоренности развитые страны должны к 1999 г. снизить потребление ХФУ до половины уровня 1986 г. Для использования в качестве пропеллента в аэрозолях уже найден неплохой заменитель ХФУ - пропан-бутановая смесь. По физическим параметрам она практически не уступает фреонам, но, в отличие от них, огнеопасна. Тем не менее, такие аэрозоли уже производятся во многих странах, в том числе и в России. Сложнее обстоит дело с холодильными установками - вторым по величине потребителем фреонов. Дело в том, что из-за полярности молекулы ХФУ имеют высокую теплоту испарения, что очень важно для рабочего тела в холодильниках и кондиционерах. Лучшим известным на сегодня заменителем фреонов является аммиак, но он токсичен и все же уступает ХФУ по физическим параметрам. Неплохие результаты получены для полностью фторированных углеводородов. Во многих странах ведутся разработки новых заменителей и уже достигнуты неплохие практические результаты, но полностью эта проблема еще не решена.

Использование фреонов продолжается и пока далеко даже до стабилизации уровня ХФУ в атмосфере. Так, по данным сети Глобального мониторинга изменений климата, в фоновых условиях - на берегах Тихого и Атлантического океанов и на островах, вдали от промышленных и густонаселенных районов - концентрация фреонов -11 и -12 в настоящее время растет со скоростью 5-9% в год. Содержание в стратосфере фотохимически активных соединений хлора в настоящее время в 2-3 раза выше по сравнению с уровнем 50-х годов, до начала быстрого производства фреонов.

Вместе с тем, ранние прогнозы, предсказывающие, например, что при сохранении современного уровня выброса ХФУ, к середине XXI в. содержание озона в стратосфере может упасть вдвое, возможно были слишком пессимистичны. Во-первых, дыра над Антарктидой во многом является следствием метеорологических процессов. Образование озона возможно только при наличии ультрафиолета и во время полярной ночи не идет. Зимой над Антарктикой образуется устойчивый вихрь, препятствующий притоку богатого озоном воздуха со средних широт. Поэтому к весне даже небольшое количество активного хлора способно нанести серьезный ущерб озонному слою. Такой вихрь практически отсутствует над Арктикой, поэтому в северном полушарии падение концентрации озона значительно меньше.

Многие исследователи считают, что на процесс разрушения озона оказывают влияние полярные стратосферные облака. Эти высотные облака, которые гораздо чаще наблюдаются над Антарктикой, чем над Арктикой, образуются зимой, когда при отсутствии солнечного света и в условиях метеорологической изоляции Антарктиды температура в стратосфере падает ниже -80°. Можно предположить, что соединения азота конденсируются, замерзают и остаются связанными с облачными частицами и поэтому лишаются возможности вступить в реакцию с хлором. Возможно также, что облачные частицы способны катализировать распад озона и резервуаров хлора.

Все это говорит о том, что ХФУ способны вызвать заметное понижение концентрации озона только в специфических атмосферных условиях Антарктиды, а для заметного эффекта в средних широтах, концентрация активного хлора должна быть намного выше. Во-вторых, при разрушении озонного слоя жесткий ультрафиолет начнет проникать глубже в атмосферу. Но это означает, что образование озона будет происходить по-прежнему, но только немного ниже, в области с большим содержанием кислорода. Правда, в этом случае озонный слой будет в большей степени подвержен действию атмосферной циркуляции.

Хотя первые мрачные оценки были пересмотрены, это ни в коем случае не означает, что проблемы нет. Скорее стало ясно, что нет серьезной немедленной опасности. Даже наиболее оптимистичные оценки предсказывают при современном уровне выброса ХФУ в атмосферу серьезные биосферные нарушения во второй половине XXI в., поэтому сокращать использование ХФУ по-прежнему необходимо.

По сведениям очень популярной газеты «Комсомольская правда», на центральной аэрологической станции сообщили, что озоновая дыра перестала расти уже несколько лет назад. К тому же над территорией Северного полушария обстановка лучше, нежели над Южным. По прогнозам специалистов, в сентябре там ожидается значительное понижение уровня озона. Над Россией все в норме, за исключением Красноярского края и Якутии. Там наблюдается очень высокая и опасная солнечная активность.

Заключение

Возможности воздействия человека на природу постоянно растут и уже достигли такого уровня, когда возможно нанести биосфере непоправимый ущерб. Уже не в первый раз вещество, которое долгое время считалось совершенно безобидным, оказывается на самом деле крайне опасным. Лет двадцать назад вряд ли кто-нибудь мог предположить что обычный аэрозольный баллончик может представлять серьезную угрозу для планеты в целом. К несчастью, далеко не всегда удается вовремя предсказать, как то или иное соединение будет воздействовать на биосферу. Однако в случае с ХФУ такая возможность была: все химические реакции, описывающие процесс разрушения озона ХФУ крайне просты и известны довольно давно. Потребовалась достаточно серьезная демонстрация опасности ХФУ для того, чтобы были приняты серьезные меры в мировом масштабе. Следует заметить, что даже после обнаружения озонной дыры, ратифицирование Монреальской конвенции одно время находилось под угрозой. Быть может, проблема ХФУ научит с большим вниманием и опаской относиться ко всем веществам, попадающим в биосферу в результате деятельности человечества.

парниковый эффект озоновый слой

Список литературы

Никитин Д.П., Новяков Ю.В. Окружающая среда и человек. Учебное пособие для студентов вузов. - М.: Высшая школа, 1980 г.

Реймерс Н.Ф. «Экология (тория, законы, правила, принципы и гипотезы). - М.: Журнал «Россия Молодая», 1994 г.

Интервью с В. Павловым. /Краевая независимая газета «Свободный курс» г. Барнаул, 13.09.98

Ко дню защиты озонового слоя. Самарский виртуальный центр экологической информации. По материалам специального выпуска газеты «Экоинформ».1998 г.

Миронов Л.В. Разрушение озонного слоя земли хлорфторуглеводородами.1998г.

Виктория Кузьмина. Как поживает озоновая дыра? «Комсомольская правда», 14.10.99 г.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Защита климата и озонового слоя атмосферы как одна из наиболее острых глобальных экологических проблем современности. Суть и причины возникновения парникового эффекта. Состояние озонового слоя над Россией, уменьшение содержания озона ("озоновая дыра").

реферат , добавлен 31.10.2013


Из истории. Местоположение и функции озонового слоя. Причины ослабления озонового щита. Озон и климат в стратосфере. Разрушение озонового слоя земли хлорфторуглеводородами. Что было сделано в области защиты озонового слоя. Факты говорят сами за себя.

реферат , добавлен 14.03.2007


Озоновая дыра как локальное падение озонового слоя. Роль озонового слоя в атмосфере Земли. Фреоны - основные разрушители озона. Методы восстановления озонового слоя. Кислотные дожди: сущность, причины появления и негативное воздействие на природу.

презентация , добавлен 14.03.2011


Понятие и местоположение озонового слоя, его функциональные особенности и оценка значения для биосферы Земли. Структура и элементы озонового слоя, причины его ослабления в последние десятилетия, негативные последствия данного процесса и его замедление.

презентация , добавлен 24.02.2013


Влияние теплового режима поверхности Земли на состояние атмосферы. Защита планеты от ультрафиолетовой радиации озоновым экраном. Загрязнение атмосферы и разрушение озонового слоя как глобальные проблемы. Парниковый эффект, угроза глобального потепления.

реферат , добавлен 13.05.2013


Изучение химических особенностей, реакций синтеза и распада озона. Характеристика основных соединений, приводящих к изменению текущего состояния озонового слоя. Влияние ультрафиолета на человека. Международные соглашения в области охраны озонового слоя.

реферат , добавлен 24.01.2013


Воздействие человека на окружающую среду. Основы экологических проблем. Парниковый эффект (глобальное потепление климата): история, признаки, возможные экологические последствия и пути решения проблемы. Кислотные осадки. Разрушение озонового слоя.

курсовая работа , добавлен 15.02.2009


Теории образования озоновых дыр. Спектр озонового слоя над Антарктидой. Схема реакции галогенов в стратосфере, включающая их реакции с озоном. Принятие мер по ограничению выбросов хлор- и бромсодержащих фреонов. Последствия разрушения озонового слоя.

презентация , добавлен 14.05.2014


Озон - атмосферный газ, разновидность кислорода: свойства, защитные функции. Промышленные и бытовые атмосферные загрязнители как причина образования озоновых дыр над Антарктикой. Механизм разрушения озонового слоя; меры по защите, способы восстановления.

реферат , добавлен 21.12.2011


Роль озона и озонового экрана для жизни планеты. Экологические проблемы атмосферы. Озоноразрушающие вещества и механизм их действия. Влияние уменьшения озонового слоя на жизнь на Земле. Меры, принимаемые по его защите. Роль ионизаторов в жизни человека.

Инструкция

Наиболее опасными для озонового слоя являются фреоны, которых приводит к образованию «озоновых дыр». Потому, покупая кондиционер или , обратите внимание, на чем компрессор. Фреон R-22 с 2010 года запрещен во многих странах, поэтому приобретая устаревшую технику, вы заведомо наносите вред атмосфере.

Огромный вред наносят озоновому слою земли всевозможные спреи и аэрозоли. Старайтесь сократить до минимума использование химических средств в баллончиках, таких как дезодоранты, лаки для волос, освежители воздуха, полироли и т.д.

Не секрет, что одним из основных загрязнителей являются выхлопные газы автомобилей. Старайтесь поменьше ездить на личном автотранспорте, предпочитая ему общественный или, что еще лучше, велосипед. По возможности вообще откажитесь от автомобиля.

Зеленый насаждения обогащают воздух кислородом и препятствуют разрушению озонового слоя. Поэтому посадите дерево или несколько деревьев возле дома, в саду, на даче. Участвуйте в озеленении собственного города.

Сократите количество отходов и мусора, ведь их переработка нанесет непоправимый вред атмосфере. Поэтому пользуйтесь экологически чистыми сумками, отказавшись от полиэтилена. Отдавайте предпочтение развесному, а не упакованному товару. Выбирайте товар, содержащий экологическую маркировку. Установите фильтр для воды, отказавшись, таким образом, от покупки бутилированной. Старую обувь, одежду и другие вещи старайтесь раздавать или продавать, воспользовавшись специальными ресурсами, а не отправлять на свалку.

Видео по теме

Обратите внимание

Озон представляет собой газообразное вещество, которое состоит из трех атомов кислорода.

Полезный совет

Обратите внимание на то, что помимо всего прочего огромный вред озоновому слою наносят ракетное и самолетное топлива.

В верхней части стратосферы Земли, на высоте от 20 до 50 км, находится слой озона – трехатомного кислорода. Под воздействием ультрафиолетового излучения молекула обычного кислорода (О2) присоединяет еще один атом, и в результате образуется молекула озона (О3).

Защитный слой планеты

Разрушение озонового слоя

В 70 годах во время исследований было замечено, что газ фреон, применяющийся в кондиционерах, холодильниках и , с огромной скоростью уничтожает озон. Поднявшись в верхние слоя атмосферы, фреоны выделяют хлор, который раскладывает озон на обычный и атомарный кислород. В месте таких взаимодействий образуется озоновая дыра.

От чего защищает озоновый слой

Озоновые дыры распространены повсеместно, но с изменением множества факторов они перекрываются озоном из соседних слоев атмосферы. Те, в свою очередь, становятся еще более тонкими. Озоновый слой выступает единственной преградой на пути разрушающего ультрафиолетового и радиационного излучения солнца. Без озонового слоя иммунная