3 аргумента за сохранение озонового слоя


Озоновый слой – тонкий экран над поверхностью земли в районе стратосферы, который содержит озон. Образуется он из молекул кислорода благодаря воздействию солнечной радиации.

Этот экран регулирует жесткость космического излучения и защищает нашу планету от вредного воздействия ультрафиолетовых лучей, которое может провоцировать рак кожи и снижает сопротивляемость организма различным видам онкологии.

По наблюдениям ученых, концентрация озона в защитном экране Земли постоянно сокращается, что являеться одной из причин глобального потепления. А в районе Южного полюса образовалась так называемая «озоновая дыра».Почему разрушается озоновый слой? Причиной этого является загрязнение воздуха, кислотные дожди, парниковый эффект, попадание в стратосферу веществ, вступая в реакцию с которыми химически нестабильные молекулы озона распадаются. Существует два источника попадания в стратосферу этих веществ:

 

1. Человеческая деятельность. Здесь тоже можно выделить две причины: В различных холодильных установках активно используются фреоны – соединения хлора, которые также входят в состав теплоизоляционных материалов (например, пенопласта). Авиация и космические полеты также отрицательно влияют на озоновый экран. При космических запусках ракет, а также систем многоразового использования «Шатл», в стратосфере образуются дыры, которые сохраняются длительное время после полета.


2. По мнению российских ученых, озоновый слой может сокращается в результате попадания в стратосферу молекул водорода по природным причинам.

Краткий обзор некоторых факторов воздействия на природную среду показывает, что до сих пор не установлено значение многих химических и биохимических последствий этого воздействия. С другой стороны, уже сегодня можно оценить все угрожающее многообразие антропогенного вмешательства и наносимого им ущерба окружающей среде.

Источниками вмешательства являются:

Постоянное стремление к росту производства и потребления.
Постоянный рост численности населения, который приводит к тому, что даже незначительная нагрузка на природу в каждом отдельном случае в целом превращается в глобальную проблему.
Односторонний подход к техническому прогрессу, который в этом столетии привел к появлению целого потока технических товаров и химических продуктов, чуждых природе, а то и враждебных ей.
Во все звенья природной системы проникли несовместимые с ней чужеродные вещества, угрожающие во многих случаях самому существованию экосистемы. Возникла необходимость принятия срочных мер, чтобы спасти природу, т.е. резко сократить истощение естественных природных ресурсов и ограничить применение вредных для природы веществ


Но это не означает, что техника, химия, хозяйственная деятельность и экономика должны вернуться к каменному веку; наоборот, это означает необходимость продвижения к новым научным достижениям, опирающимся на познание, когда возникает общность с природой, в которой человек обретет долголетие.

Источник: studopedia.ru

Что такое озоновые дыры?

Озоновая дыра представляет из себя зону в стратосфере, в которой уровень озона значительно снижен. В озоновых дырах наблюдается снижение этого вещества на уровне около 30%. В такой зоне лучам ультрафиолета значительно проще проникать к поверхности планеты и оказывать негативное влияние на все живое.

Где расположены озоновые дыры?

Первую озоновую дыру обнаружили в 1985 году над станцией Халли-Бей в Антарктиде. Дыра была огромной — ее диаметр был около 1000 километров. Высота слоя озоновой дыры достигла 24 километров. Ученые отметили тот факт, что она появлялась ежегодно в августе, после чего к началу зимы она исчезала. Тогда ученые установили, что над Антарктидой содержание озона в атмосфере ниже от нормы на 50%. Исследования этой озоновой дыры, проведенные в 2008 году показали, что ее размер увеличился и составлял более 26 миллионов квадратных километров. Эти исследования показали, что атмосфера Земли и все живые существа в большей опасности, чем ученые предполагали изначально.     


Затем еще одну крупную озоновую дыру обнаружили над Арктикой. В настоящее время ученые знают о существовании сотни озоновых дыр, однако та, что возникает над Антарктидой, по-прежнему является самой большой.

Установлено, что начиная с 1971 года, уровень озона в атмосфере снизился на 7%.

Процесс образования озоновых дыр

Ученые отмечают, что начиная с 70-х годов в атмосфере Земли наблюдается снижение уровня озона. Происходит это в результате попадания в верхние слои стратосферы озоноразрушающих веществ, которые образуются в результате вырубки лесов, запуска ракет, из-за выброса промышленных предприятий. Как правило, это вещества бром и хлор. Вещества, которые попадают в атмосферу из-за хозяйственной деятельности человека, достигают стратосферы и под действием солнца распадаются. Выделившийся хлор сжигает молекулы озона. Научно доказано, что одна молекула хлора может находиться в атмосфере от 75 до 111 лет и может сжечь 100 тысяч молекул озона.

.

вия

К примеру, на полюсах нашей планеты наблюдаются полярные ночи, во время которых озон не образуется. Температура здесь резко снижается, в результате чего происходи образование стратосферных облаков, в которых содержатся ледяные кристаллики. Таким образом, в воздухе происходит накапливание молекулярного хлора. С приходом весны и возобновлением солнечного излучения, связи молекулярного хлора разрываются. В результате возникают озоновые дыры. Когда солнечное излучение набирает полную силу, к полюсам Земли начинают поступать массы воздуха, в которых содержится озон. Благодаря такому притоку озона, озоновая дыра затягивается.  

Причины возникновения озоновых дыр

Озоновые дыры возникают по многим причинам. Однако, главная причина – это загрязнение человеком окружающей среды. Молекулы озона разрушаются под воздействием хлора, водорода, кислорода, брома, а также других продуктов горения, которые попадают в атмосферу в результате выброса вредных веществ промышленными предприятиями.


Огромный вред озоновому слою наносят и ядерные испытания, в результате которых происходит выделение огромного количества энергии. Из-за этого происходит образование оксидов азота, которые начинают реагировать с озоном и разрушают его молекулы. Доказано, что в период с 1952 по 1971 годы в результате ядерных испытаний в атмосферу Земли попало около 3 миллионов тонн оксидов азота.

Озоновые дыры: причины возникновения и последствия

Образованию озоновых дыр способствуют и полеты реактивных самолетов. В их двигателях образуются оксиды азота, и чем мощнее двигатель у самолета, тем больше азотных оксидов попадает в атмосферу. Исходя из полученных научных данных, ежегодно в воздух выбрасывается около 1 миллиона тонн азота.

Еще одной причиной появления озоновых дыр являются минеральные удобрения. Когда они попадают в почву, начинается реакция с бактериями почвы. В результате этого в атмосферу попадает закись азота, из которой образуются оксиды.

Последствия от возникновения озоновых дыр


Многие врачи сходятся во мнение, что разрушение озонового слоя и возникновение озоновых дыр приводит к значительному ухудшению здоровья человека. К примеру, уменьшение озона способствует увеличению числа заболевших онкозаболеваниями и развитию катаракты, которая ведет к потере зрения. Также у людей снижается иммунитет, а это, в свою очередь, способствует развитию многих других заболеваний.

От разрушения озонового слоя также страдают представители животного и растительного мира. В первую очередь, это обитатели верхних слоев океана, такие, как крабы, креветки, планктон, водоросли т.д.  

На сегодняшний день уже заключено международное соглашение ООН о сокращении использования озоноразрушающих веществ. Однако, процесс восстановления озонового слоя очень длительный. Даже в том случае, если человечество перестанет использовать озоноразрушающие вещества, понадобится около 100 лет для того, чтобы исчезли все дыры.

Восстановление озоновых дыр

Для сохранения и восстановления озонового слоя, было принято международное решение о регуляции количества выброса озоноразрушающих веществ, которые содержат хлор и бром. Однако, это не поможет решить данную проблему.

Для восстановления озонового слоя ученые предложили использовать летательные аппараты. С их помощью, на высоте 12-30 километров при помощи специального распылителя необходимо выпускать искусственно созданные кислород или озон. Это поможет понемногу восстановить озоновый слой. Однако, такой метод требует существенных финансовых затрат. Кроме того, за одни раз получается выпустить в атмосферу лишь небольшое количество озона, а процесс транспортировки озона считается сложным и опасным.


Перспективы

Сегодня ученые пристально изучают озоновые дыры. Они заметили, что в некоторых странах, особенно в промышленных районах, озоновые дыры то появляются, то исчезают. Однако, нельзя не отметить и положительную динамику: наблюдается сокращение некоторых больших озоновых дыр.

Научное сообщество утверждает, что уровень озона в стратосфере увеличивается. Отчасти, это происходит благодаря тому, что в 1987 году был подписан Монреальский протокол, согласно которому все подписавшие его страны стараются сократить количество транспорта и объемы выброса вредных веществ в атмосферу. Существенную роль в повышении уровня озона в атмосфере играет тот факт, что человечество постепенно начинает использовать альтернативные источники энергии.

Озоновые дыры: причины возникновения и последствия

Влияние озоновых дыр на климат планеты


Озоновые дыры могут привести к катастрофическим изменениям в климате Земли. Озоновый слой способствует удержанию тепла на поверхности планеты. Чем тоньше слой озона, тем меньше тепла он удерживает. Соответственно происходит изменение направления господствующих ветров и погоды. В результате этого могут случаться засухи, которые влекут за собой неурожаи, нехватку продовольствия и голод.

Источник: zen.yandex.ru

 

Озоновой дырой называют падение концентрации озона на конкретном участке атмосферы. Впервые это явление заметили британские учёные Джон Шанклин, Джо Фармен и Брайан Гардинер. В своей статье известному научному журналу Nature они описали свои наблюдения, суть которых заключалась в том, что каждый год (как правило, в августе) над Арктикой появляются многочисленные озоновые дыры общей площадью более двух миллионов квадратных километров. Продолжительность их существования в среднем — семь дней. 


После продолжительных исследований учёные смогли установить причину этого явления. Во время наступления продолжительной «полярной ночи», солнце прячется за горизонт, из-за чего резко падает температура и сокращается поступление ультрафиолета в атмосферу. Как результат — в стратосфере появляются облака, состоящие из кристаллов льда. В таких кристаллах накапливается хлор, который, после череды сложных химических реакций превращает озон (который, как мы помним, лишь модификация кислорода) обратно в кислород. Одна молекула хлора способна уничтожить миллион молекул озона. 

По окончании полярной ночи и наступлении полярного дня, эти дыры затягиваются, ультрафиолет снова начинает взаимодействовать с кислородом и превращать его в озон. 

 

Причины разрушения озонового слоя

 

Вопреки распространённому мнению, человек — не единственный виновник возникновения озоновых дыр, к этому явлению приводят и некоторые природные факторы. Прежде всего — газы, заключённые в земной коре, в породах или в воде, в растворённом виде. Относительно недавно учёные установили, что, к примеру, во время извержения вулкана, из пород поднимается большой объём газа, содержащего фторуглеводороды, расщепляющие озон. 

Современная наука, однако, считает главной причиной появления озоновых дыр всё-таки антропологический фактор, то есть человека. Озон — неустойчивый газ, и он легко разрушается, взаимодействуя со многими веществами, который человек выбрасывает в воздух в результате своей жизнедеятельности: бром, хлор, фреоны, водород. 

Главными источниками подобных выбросов являются:

  • Промышленные предприятия — фабрики и заводы без очистных сооружений;
  • Минеральные удобрения;
  • Теплоэлектростанции;
  • Ядерные взрывы;
  • Запуск ракет в космос;
  • Реактивные самолёты.

Тем не менее, основная причина разрушения озонового слоя — фреоны (хлорфторуглероды или ХФУ), на которых стоит остановиться подробнее. Это целая группа веществ-хладагентов, которые используются, в первую очередь, при изготовлении холодильников и морозильных камер, — раньше для этих задач использовали токсичные вещества вроде аммиака или сернистого газа. Кроме того, хлорфторуглероды используются при изготовлении аэрозолей, растворителей, вспенивателей, а также в парфюмерии и пищевой промышленности.

При всей своей полезности фреоны наносят вред озоновому слою: при воздействии солнечной радиации они разлагаются на вещества, которые расщепляют озон, превращая его в кислород. Когда учёные заметили эту реакцию и забили тревогу, ООН по окружающей среде вместе со Всемирной Метеорологической Организацией организовали подписание так называемого Монреальского протокола. Промышленники, дипломаты, политики и учёные со всего мира собрались в канадском городе Монреаль и подписали договорённость о том, что в их странах начнётся постепенный отказ от фреонов и поиск новых, безопасных ему альтернатив. Протокол был подписан в 1987-м году, начал действовать — два года спустя, в 1989-м.

 

 

Несмотря на то, что истончение озонового слоя — вполне реальная проблема, чреватая реальными проблемами, нужно признать: для многих людей, не проявляющих особенного внимание к науке, она может казаться мифичной и абстрактной. Как результат — множество ненаучных теорий, созданных конспирологами и невнимательными журналистами, охотно их подхватывающих в попытке раздуть «сенсацию». Вот лишь некоторые из подобных теорий: 

1. Фреоны не влияют на образование озоновых дым, потому что они слишком тяжёлые и не могут достичь стратосферы. Да, фреоны действительно тяжелее кислорода и азота, однако нужно понимать, что газы в атмосфере расположены не слоями, а перемешиваются вместе. Как результат — и фреоны, и тяжёлые инертные газы, и прочие загрязняющие вещества равномерно распределяются в атмосфере, достигая и стратосферы, — примерно, за пять лет, как показывают эксперименты и исследования. 

Вот самый очевидный аргумент, с которым сторонники этой теории поспорить не могут: если бы в атмосфере нашей планеты газы не смешивались, входящие в её состав углекислый газ и аргон образовали бы слой толщиной в несколько десятков метров. Такие условия лишили бы Землю возможности стать обитаемой.

2. Урон озоновому слою от хлорфторуглеродов (ХФУ) — вымысел, пролоббированный промышленниками, которым выгодно продавать более дорогие хладагенты. Токсичные хлорфторуглероды — довольно дешёвое вещество, которое активно использовали (а некоторые продолжают использовать) при создании аэрозолей, изоляционных материалов, пенопласта, хладагентов для холодильников. 

Приведённое выше утверждения легко опровергается простой исторической справкой и логикой. В семидесятых были опубликованы первые данные о вредоносном воздействии фреонов на стратосферу нашей планеты. Вскоре, в июле 1975-го года, глава крупной американской компании DuPont написал для журнала Chemical Week статью, в которой резко критиковал приведённые данные, называя теорию о разрушении озонового слоя «научной фантастикой» и «бессмысленным вздором». Нетрудно угадать, что бытовые хладагенты из хлорфторуглеродов изготавливала, в том числе, DuPont.

На самом деле, альтернативой ХФУ стали куда более дешёвые газы природного происхождения, которые не нужно было синтезировать в дорогостоящих лабораторных условиях: в аэрозолях стали использовать бутан и пропан, в качества хладагента для холодильников — углеводород, а для теплоизоляции — циклопентан. 

3. Озоновая дыра должна находиться не над Антарктикой, а над населёнными территориями, — там, где активно используют фреоны. И снова нам стоит вернуться к физическим свойствам атмосферы и вспомнить, что газы в ней перемешиваются. Фреоны перемешиваются вместе с другими газами в стратосфере и тропосфере и из-за низкой реакционной способности могут находиться там годами, а то и десятилетиями, перемещаясь и распространяясь над всей территорией планеты. 

Нужно понимать, что озоновая дыра — это не «дыра» в прямом смысле, у неё нет чётких территориальных границ. Это абстрактное явление, подразумевающее сниженную концентрацию озона. Обычно его замечают в Антарктике, но лишь потому, что только здесь бывает полярная ночь, когда долго нет солнца и тепла, из-за чего уровень озона падает до рекордно низких значений. 

 

 

Как мы уже говорили выше, озон абсорбирует значительную часть ультрафиолетового излучения от солнца. Очевидно, что при снижении концентрации озона в атмосфере человек получает повышенную дозу ультрафиолета. Учёные установили, что это приводит к возникновению рака кожи и злокачественной меланомы, а также к серьёзными заболеваниям глаз — к катаракте и помутнению глазного хрусталика. 

Сниженная концентрация озона в атмосфере — серьёзная проблема для морской фауны. Фитопланктон, важнейшее звено в пищевых цепочках морских обитателей, живёт в верхних слоях водной толщи. Учёными установлено, что чрезмерное солнечное излучение мешает ему ориентироваться в пространстве, и, собственно говоря, жить, — исследования подтвердили зависимость интенсивности ультрафиолетовых лучей и выживаемости фитопланктона. 

Чрезмерное количество ультрафиолета оказывает негативное влияние и на растения, которые обычно куда проще свыкаются с внешними факторами, чем любые другие живые организмы. Ультрафиолет может влиять на форму и размер растений, продолжительность жизни, вторичный метаболизм, изменять способ распределения питательных веществ внутри растения. 

Если бы человечество вовремя не осознало серьёзность такой проблемы как истощение озонового слоя, последствия были бы куда серьёзнее: уже к середине двадцать первого века исчезло бы более 60% озоносферы нашей планеты, в результате чего ультрафиолетовое излучение, достигающее поверхности Земли стало бы таким сильным, что было бы способным вызывать у человека солнечные ожоги за считанные минуты, а вероятность мутации под воздействием солнечной радиации увеличилось бы более, чем в шесть раз.

 

 

К счастью, однако, описанная выше ситуация — это антиутопия, вряд ли ждущая человечество в действительности. Начиная с семидесятых годов, силами активистов и некоммерческих компаний, во всём мире начали активно бороться за защиту озонового слоя. Значительно снижено потребление и производство веществ и соединений, негативно влияющей на озоносферу. Им были найдены безопасные природные альтернативы: пропан, изобутан, аммиак, углекислый газ. Удивительно, но практически все страны мира согласились с необходимостью подобных мер и вот уже несколько десятилетий неукоснительно им следуют. Один из немногих случаев серьёзного нарушения был зафиксирован в 2018-м году в Китае, где 18 фабрик признались в использовании фреонов. 

В России охрана озонового слоя и контроль за его истончением закреплены на законодательном уровне. Регламентированы такие защитные мероприятия по охране озонового слоя:

  • Организация постоянного наблюдения за состоянием озонового слоя;
  • Постоянный контроль за изменениями климата;
  • Контроль за соблюдением промышленными предприятиями нормативов по выбросам вредных веществ в атмосферу;
  • Контроль и регуляция производства химических веществ и соединений, оказывающих вредоносное влияние на озоновый слой;
  • Применение санкций (штрафов и проч.) в случае несоблюдения описанных выше требований.

На самом деле, сделать свой вклад в защиту озонового слоя может каждый из нас, достаточно лишь следовать нескольким простым (и известным) правилам: при возможности — переходить на экологически чистые виды топлива и правильно утилизировать токсичные отходы (батарейки, бытовая химия). Если каждый (или хотя бы большинство) из нас будет помнить, каковы причины и последствия разрушения озонового слоя, а крупные промышленники — следовать международным договоренностям, то уже к 60-м годам 21-го века экологическая проблема истощение озонового слоя может быть закрыта навсегда. 

Источник: airnanny.ru

Об изменении климата, как и о его неутешительных последствиях, было сказано и написано уже немало. Например, многие специалисты считают, что глобальное потепление кардинально изменит 70% земных экосистем. К счастью, в прошлом столетии люди смогли объединиться для решения сложной экологической проблемы. Принятый международными лидерами так называемый Монреальский протокол позволил восстановить озоновый слой, и теперь учёные обнаружили, что этот успех бонусом преподнёс миру ещё один неожиданный подарок. Он уже помог замедлить изменение климата на целых 25%.

Напомним, что озоновый слой защищает всё живое на Земле от опасного ультрафиолетового излучения. В середине 1980-х годов учёные обнаружили огромную дыру в озоновом слое над Антарктидой. В течение нескольких лет почти 200 стран подписали Монреальский протокол, запрещающий использование хлорфторуглеродов (ХФУ). Почему именно их?

Много лет назад два химика из Калифорнийского университета в Ирвайне: Марио Молина и Шервуд Роуленд опубликовали статью, где подробно описали угрозу, которую несут хлорфторуглероды для озонового слоя. Что важно, на то время ХФУ широко использовались в аэрозольных баллончиках и во многих охладительных системах.

Исследователи выяснили, что молекулы ХФУ достаточно стойкие. Постепенно поднимаясь в атмосферу, они попадают в средние слои стратосферы. Там под действием УФ-излучения они распадаются с образованием атомарного хлора.

Роуленд и Молина предположили, что эти атомы хлора могут вызвать разрушение больших количеств озона в стратосфере. Новаторское исследование принесло учёным Нобелевскую премию 1995 года по химии.

После трёх десятилетий изучения этого вопроса специалисты нашли первые следы "исцеления" озонового слоя. Его постепенное восстановление нередко называют результатом успешных действий, предпринятых экологами всего мира.

Недавно же специалисты из Университета Нового Южного Уэльса (UNSW) выяснили, что результат может быть даже лучше, чем считалось.

Исследователи смоделировали различные сценарии глобального климата: один с принятием Монреальского протокола, а другой без него.

Оба прогноза охватывали период с момента принятия протокола в 1987 году и по настоящее время.

В итоге группа учёных пришла к выводу, что Монреальский протокол также помог замедлить глобальное потепление.

Так, к середине столетия средняя глобальная температура будет на один градус по Цельсию ниже, чем это было бы без мер по защите озонового слоя. Положительный эффект наиболее заметен в Арктике, где температура могла бы подняться на 3-4 градуса по Цельсию без принятия мер.

"Большое количество ХФУ является в тысячи раз более мощным парниковым газом по сравнению с CO2, поэтому Монреальский протокол не только помог сохранить озоновый слой, но и смягчил глобальное потепление", – считает ведущий автор работы Ришав Гойал (Rishav Goyal) из UNSW.

Примечательно, продолжает учёный, что Монреальский протокол повлиял на глобальное потепление больше, чем Киотский протокол. Поясним, что последний был разработан и принят многими странами именно с целью сокращения выбросов парниковых газов.

"Меры, принятые в рамках Киотского протокола, приведут к снижению температуры только на 0,12 градуса по Цельсию к середине столетия, по сравнению со снижением температуры на один градус по Цельсию, что станет результатом Монреальского протокола", – добавляет Гойал.

Более того, Монреальский протокол также ослабил негативные последствия изменения климата. Протяжённость арктического летнего морского льда сегодня примерно на 25% выше, благодаря подписанию Монреальского протокола, дают оценку учёные. Таяние ледяного щита Гренландии и повышение уровня моря также происходит медленнее благодаря принятию всё тех же мер.

Полученные результаты дают надежду на решение других экологических проблем. Конечно, это потребует беспрецедентных изменений во всех аспектах жизни общества, но, как выяснилось, это вполне достижимая цель, особенно если человечество начнёт действовать как можно раньше.

"Успех Монреальского протокола великолепно демонстрирует, что международные договоры по ограничению выбросов парниковых газов действительно работают. Они могут повлиять на наш климат благоприятным образом, и они могут помочь нам избежать опасных уровней изменения климата. Монреаль разобрался с ХФУ, следующей большой целью должно быть уменьшение наших выбросов углекислого газа", – заключает соавтор работы профессор Мэттью Ингланд (Matthew England).

Научная статья по итогам работы опубликована в издании Environmental Research Letters.

К слову, недавно специалисты обнаружили новые техногенные газы, разрушающие озоновый слой.

Кроме того, авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о том, как учёные предлагают замедлить глобальное потепление другими способами. В этом помогут известняковый "навес" и экскременты морских птиц.

Писали мы и о том, почему в глобальное потепление верят только те, кто не замерзает зимой.

Источник: www.vesti.ru


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.