1985 г. специалисты из Британской Антарктической Службы исследования атмосферы сообщили о совершенно неожиданном факте: весеннее содержание озона в атмосфере над станцией Халли-Бей в Антарктиде уменьшилось за период с 1977 по 1984 г. на 40%.
Вскоре это подтвердили другие исследователи, показавшие, что область пониженного содержания озона уходит за пределы Антарктиды и по высоте охватывает слой от 12 до 24 км, т.е. значительную часть нижней стратосферы. Наиболее подробным исследованием озонного слоя над Антарктидой был международный Самолетный Антарктический Озоновый Эксперимент. В течение эксперимента ученые из четырех стран несколько раз поднимались в область пониженного содержания озона и собрали детальные сведения о ее размерах и химические процессы, которые там вибуваються. Фактически это означало, что в полярной атмосфере имеется озоновая "дыра". В начале 1980-х, по измерениям со спутника «Нимбус-7», аналогичная дыра была обнаружена и в Арктике, правда, она охватывала значительно меньшую площадь и падение уровня озона в ней было не так - около 9%. В среднем на Земле с 1979 по 1990 г. содержание озона снизился на 5%.
Уменьшение концентрации озона на 1% приводит в среднем к увеличению интенсивности жесткого ультрафиолета у поверхности Земли на 2%. Эта оценка подтверждается измерениями, проведенными в Антарктиде (правда, из-за низкого положения Солнца интенсивность ультрафиолета в Антарктиде все еще ниже, чем в средних широтах). По своему воздействию на живые организмы жесткий ультрафиолет подобный ионизирующего излучений, однако, из-за большей, чем в Ц-излучения, длину волны он не способен проникать глубоко в ткани, и поэтому поражает только поверхностные органы. Жесткий ультрафиолет обладает достаточной энергией для разрушения ДНК и других органических молекул, вызывает рак кожи, особенно мимолетные злокачественную меланому, катаракту и иммунную недостаточность. Естественно, жесткий ультрафиолет способен вызывать и обычные ожоги кожи и роговицы. Уже сейчас во всем мире заметно увеличение заболевания раком кожи, однако множество других факторов (например, популярность загара возросла, и это привело к тому, что люди больше времени проводят на солнце, таким образом получая большую дозу УФ-облучения) не позволяет однозначно утверждать, что это повлекло уменьшение содержания озона. Жесткий ультрафиолет плохо поглощается водой и поэтому представляет большую опасность для морских экосистем. Эксперименты показали, что планктон, обитающий в приповерхностном слое, при увеличении интенсивности жесткого УФ может серьезно пострадать и даже погибнуть полностью. Планктон является основой пищевых цепочек практически всех морских экосистем, поэтому без украшений можно сказать, что практически вся жизнь приповерхностных слоев морей и океанов может исчезнуть. Растения менее чувствительны к жесткому УФ, но при увеличении дозы могут пострадать и они. Если содержание озона в атмосфере значительно уменьшится, человечество легко найдет средство защиты от жесткого УФ-излучения, но при этом рискует умереть от голода. Впервые мысль об опасности разрушения озонного слоя была высказана еще в конце 1960-х годов. Тогда считалось, что основную опасность для атмосферного озона представляют выбросы водяного пара и оксидов азота (NOX) из двигателей сверхзвуковых транспортных самолетов и ракет. Однако сверхзвуковая авиация развивалась значительно менее бурными темпами, чем предполагалось. Сейчас в коммерческих целях используется только "Конкорд", совершающий несколько рейсов в неделю между Америкой и Европой, из военных самолетов в стратосфере летают практически только сверхзвуковые стратегические бомбардировщики, такие как В1-В или Ту-160, и разведывательные самолеты типа SR-71 . Такая нагрузка вряд ли представляет серьезную угрозу для озонового слоя. Выбросы оксидов азота с поверхности Земли в результате сжигания ископаемого топлива, массового производства и применения азотных удобрений также представляет определенную опасность для озонового слоя, но оксиды азота нестойки и легко разрушаются в нижних слоях атмосферы. Запуски ракет также происходят не очень часто, однако хлоратни твердые топлива используемые в современных космических системах, например в твердотопливных ускорителях "Спейс-Шаттл» или «Ариан», могут наносить серьезный локальной вред озоновому слою в районе запуска.
1974 p. М. Молина и Ф. Роуленд из Калифорнийского университета в Ирвине показали, что хлорфлуорвуглеци (ХФУ) могут разрушать озон. С тех пор так называемая хлорфлуорвуглецева проблема стала одной из основных в исследованиях на загрязнение атмосферы. Хлорфлуорвуглеци уже более 60 лет используются как «хладагенты» в холодильниках и кондиционерах, пропеллент для аэрозольных смесей, пенообразующие агенты в огнетушителях, очистители для электронных приборов, в химической чистке одежды, производстве пенопластиков. Когда-то они рассматривались как идеальные для практического применения химические вещества, поскольку очень стабильными и неактивными, а следовательно, нетоксичными. Как это ни паро-доксально, но именно инертность этих соединений делает их опасными для атмосферного озона. ХФУ не распадаются быстро в тропосфере (нижнем слое атмосферы, который имеет границы от поверхности Земли до высоты 10 км), как это происходит с большинством оксидов азота, и в конце концов проникают в стратосферу, верхняя граница которой располагается на высоте около 50 км. Когда молекулы ХФУ поднимаются до высоты примерно 25 км, где концентрация озона максимальна, они подвергаются интенсивному воздействию ультрафиолетового излучения, которое не проникает на меньшие высоты из-за экранирующего действия озона. Ультрафиолет разрушает устойчивые в обычных условиях молекулы ХФУ, которые распадаются на компоненты, обладающие высокой реакционной способностью, в частности атомный хлор. Таким образом, ХФУ переносит хлор с поверхности Земли через тропосферу и нижние слои атмосферы, где менее инертные соединения хлора разрушаются, в стратосферу, к слою с наибольшей концентрацией озона. Очень важно, что хлор при разрушении озона действует подобно катализатора: в ходе химического процесса его количество не уменьшается.
Вследствие этого один атом хлора может разрушить до 100000 молекул озона, прежде чем будет деактивирован или вернется в тропосферу. Сейчас выброс ХФУ в атмосферу оценивается миллионами тонн, но нужно отметить, что даже в гипотетическом случае полного прекращения производства и использования ХФУ немедленного результата достичь не удастся: действие ХФУ, уже попавших в атмосферу, продлится несколько десятилетий. Считается, что время жизни в атмосфере для двух ХФУ - фреона-11 (CFC13) и фреона-12 (CF2C12) - составляет 75 и 100 лет соответственно.
Принимая во внимание эти аргументы, 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. В сентябре 1987 г. 23 наиболее развитые 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, огнеопасны. Однако такие аэрозоли уже используют во многих странах мира. Сложнее с холодильными установками - вторым потребителем фреонов. Дело в том, что из-за полярности молекулы ХФУ имеют высокую теплоту испарения, а это 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 флуорованих углеводородов. Во многих странах ведутся разработки новых заменителей и уже достигнуты неплохие практические результаты, но полностью эта проблема еще не решена.
К особо опасных врагов атмосферы, кроме хладонов, принадлежит также цели л бромид. Этот газ используется в сельском хозяйстве как средство защиты растений. Но метилбромид хорошо уничтожает не только вредителей в почве, но и озон в воздухе. Причем даже в высших слоях атмосферы.
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.
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
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
– 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.
Жизнь на нашей планете начала стремительно развиваться только после того, как в стратосфере образовался озоновый слой, защищающий от губительного воздействия слишком высокого уровня солнечного света. Борьба за восстановление этой, поддерживающей жизнь, системы далека от завершения. Из трех стихий, окружающих человека - тверди, воды и воздуха, --последняя, является самой уязвимой. И не случайно именно в атмосфере появился первый реальный сигнал бедствия. Этот сигнал - озоновая дыра как вестник возможного глобального уменьшения защитного слоя озона в результате антропогенных загрязнении. Интерес к озону существенно возрос, после того, как выяснилась его распространенность в земной атмосфере и та особая роль, которую он играет в защите всего живого от воздействий опасного ультрафиолетового излучения.
Озон - это газообразное вещество с характерным запахом, состоящее из трёх атомов кислорода, образующих молекулу. Озоновым слоем называют область его наибольшего скопления в атмосфере, которая приходится на стратосферную зону. Здесь скорости образования озона и его разрушения уравновешиваются, и концентрация озона более или менее постоянна, за исключением тех случаев, когда оказывают влияние не обычные природные процессы, чаще всего связанные с деятельностью человека. Жизнь на Земле возникла только потому, что в стратосфере появился озоновый экран, который поглощает до 99% коротковолновой ультрафиолетовой радиации, поступающей от Солнца. Если бы все солнечные лучи, падая на Землю, достигали ее поверхности, то растения и животные просто поджарились бы, как на гигантской сковородке. Нам доступно менее одного процента ультрафиолета, что, однако, вызывает много проблем для организма: болезненный загар, рак кожи, проблемы со зрением, например развитие катаракты.
Различные причины приводят к истощению озонового слоя. Среди них есть естественные, как, например, извержения вулканов. Известно, например, что при этом происходят выбросы газов, содержащих соединения серы, которая реагирует с находящимися в воздухе другими газами, образуя сульфаты, разрушающие озоновый слой. Но гораздо большее влияние на стратосферный озон оказывают антропогенные воздействия, т.е. деятельность человека. И она многообразна. Использование в хозяйственной деятельности таких соединений, как ХФУ, бромистый метил, галоны, растворители, разрушающие озон, также приводят к истощению озонового слоя. В последнее время также стали учитывать влияния авиации, космических ракет. Окись азота, выбрасываемая сверхзвуковыми самолетами, также влияет на стратосферный озон. Сниженная концентрация озона уже не так хорошо поглощает ультрафиолетовые лучи солнца, которые начинают проникать на поверхность Земли и угнетать жизненные процессы у всего живого на Земле. То есть это и есть те самые «озоновые дыры», о которых сейчас так много пишут и говорят.
Договор об охране озонового слоя, защищающего все живое на Земле от смертельных доз ультрафиолетового излучения, занял ведущее место в истории международных экологических соглашений. Монреальский протокол: первое глобальное экологическое соглашение, достигшее всеобщей ратификации и всемирного участия 196 стран. К концу 2009 года деятельность, осуществленная в рамках Монреальского протокола привела к выводу из обращения 98% веществ, разрушающих озоновый слой. Другое важное достижение Монреальского протокола - в ближайшем будущем страны должны были прекратить производство и потребление хлорфторуглеродов, галонов, четырёххлористого углерода и других гидрогенизованных соединений, разрушающих озоновый слой. Все эти вещества объединяются под единым названием - озоноразрушающие вещества. Без Монреальского протокола и Венской конвенции, содержание ОРВ в атмосфере повысилось бы в 10 раз к 2050, что привело бы к 20 миллионам случаев рака кожи и 130 миллионам случаев катаракты глаза, не говоря об ущербе, нанесенном иммунной системе человека, фауне и сельскому хозяйству. Даже при быстрых и решительных действиях правительств согласно Монреальскому протоколу, полное восстановление защитного слоя Земли займет еще 40-50 лет.
Специально к Международному дню охраны озонового слоя
Фото italianestro/Shutterstock.com
Тонкий озоновый слой, который находится в верхних слоях атмосферы, является определяющим фактором существования жизни на нашей планете. Его функция крайне важна - задерживать ультрафиолетовое излучение, исходящее от Солнца. Без этого защитного слоя уровень радиации был бы настолько высоким, что ни один живой организм не смог бы выжить.
Планета в опасности
Ни для кого не станет новостью, что необдуманная деятельность человека привела к значительному истощению озонового слоя. Впервые об этой проблеме заговорили в 80-х годах прошлого века, а уже сегодня мы столкнулись с ее тяжелыми последствиями. Именно с ослаблением защитного слоя врачи связывают увеличение заболеваемости раком кожи и катарактой. Также большие дозы ультрафиолета не лучшим образом влияют на наш иммунитет и другие системы организма.
Мы не будем продолжать пугать вас глобальным изменением климата, которое, кстати, тоже является следствием разрушения озонового слоя, лучше поговорим о том, что каждый из нас может сделать для спасения нашей планеты.
5 способов сохранить озоновый слой
Существует много простых способов защитить озоновый слой. Вот некоторые из них.
- Старайтесь реже пользоваться аэрозолями или же покупайте спреи нового поколения, на которых написано «Не разрушает озоновый слой» (или Ozone friendly). Эта надпись гарантирует, что продукт не содержит хлорфторуглероды, разрушающие озоновый слой над нашей планетой.
- Хотя бы на один день откажитесь от использования личного авто , а для поездок по городу воспользуйтесь общественным транспортом или велосипедом.
- Задайтесь целью раз в год высаживать хотя бы одно дерево. Деревья, цветы и прочая растительность не только украшают нашу жизнь, но и выполняют множество важных функций: вырабатывают необходимый для жизни кислород, поглощают пыль и вредные выбросы, регулируют температурный режим и т. д.
- При покупке холодильника, кондиционера и других бытовых приборов выбирайте энергосберегающие модели. Более того, вся перечисленная техника должны быть полностью исправной. В противном случае эти полезные в быту приборы могут служить причиной утечки хладагента в атмосферу.
- Обратите внимание, какой огнетушитель висит у вас на работе или дома. По возможности откажитесь от использования огнетушителей, в заряд которых входят галогенированные углеводороды. Безопасная для природы альтернатива: углекислотные или воздушно-пенные огнетушители.
Что выделаете для сохранения озонового слоя на Земле? Расскажите нам в комментариях!
Читайте другие интересные статьи