Что разрушает озоновый слой – CGI script error

Содержание

6. Разрушение озонового слоя Земли.

Одной из глобальных экологических проблем, требующих своего кардинального решения, является разрушение озонового слоя. Этот термин принят для обозначения пика концентрации озона в стратосфере, который служит в качестве эффективного экрана, разрушающего ультрафиолетовое излучение. Озон представляет собой разновидность кислорода, он образуется при воздействии на газообразный кислород ультрафиолетового света в верхних слоях атмосферы. Озоновый слой, находящийся примерно на высоте 24 км, защищает земную поверхность от губительных ультрафиолетовых лучей Солнца.

Обеспокоенность состоянием озонового слоя была впервые высказана в 1974 г., когда было установлено, что фторуглеводороды могут разрушать озоновый слой, защищающий Землю от ультрафиолетового излучения. Выбрасываемые в атмосферу фторированные и хлорированные углеводороды (ФХУ) и галогенные соединения (галоны) разрушают хрупкую структуру этого слоя. Озоновый слой истощается, что обусловливает появление так называемых «озоновых дыр». Проникающие ультрафиолетовые лучи солнца опасны для всего живого на Земле. Особенно отрицательно они воздействуют на здоровье человека, его имунную и генную системы, вызывая рак кожи и катаракту. Разрушение озонового слоя ведет к росту ультрафиолетового излучения, что в свою очередь приведет к росту инфекционных заболеваний.

Ультрафиолетовые лучи могут уничтожить планктон — крошечные организмы, составляющие основу цепи питания в океане. Они также опасны для растительного мира на суше, в том числе для сельскохозяйственных культур. По оценкам, уменьшение озона на 25% приводит к потерям 10% основных веществ в освещенном, теплом и биологически богатом верхнем слое океана и к потерям в 35% — вблизи поверхности воды. Так как планктон составляет основу цепи питания в море, изменения его количества и видового состава будут оказывать влияние на добычу рыбы и моллюсков. Потери такого рода будут оказывать прямое влияние на снабжение продуктами питания. То есть изменение уровня ультрафиолетового излучения в результате истощения озонового слоя Земли может оказать существенное влияние на производство продуктов питания. Как показывают исследования Королевской Академии наук Швеции, в результате влияния данного фактора урожайность сои уменьшилась на 20—25% при уменьшении озона на 25%. Также снижается содержание белка и масла в бобах. Леса также оказались уязвимыми, особенно хвойные породы деревьев.

Этапы разрушения озонового слоя:

1)Эмиссии: в результате деятельности человека, а также в результате природных процессов на Земле эмитируются (высвобождаются) газы, содержащие галогены (бром и хлор), т.е. вещества, разрушающие озоновый слой.

2)Аккумулирование (эмитированные газы, содержащие галогены, аккумулируются (накапливаются) в нижних атмосферных слоях, и под воздействием ветра, а также потоков воздуха перемещаются в регионы, которые не находятся в прямой близости с источниками такой эмиссии газов).

3)Перемещение (аккумулированные газы, содержащие галогены, с помощью потоков воздуха перемещаются в стратосферу).

4)Преобразование (бóльшая часть газов, содержащих галогены, под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца в стратосфере преобразуется в легко реагирующие галогенные газы, в результате чего в полярных регионах Земного шара разрушение озонового слоя происходит сравнительно активнее).

5)

Химические реакции (легко реагирующие галогенные газы вызывают разрушение озона стратосферы; фактор, способствующий реакциям – полярные стратосферные облака).

6)Удаление (под воздействием воздушных потоков легко реагирующие галогенные газы возвращаются в тропосферу, где из-за присутствующей в облаках влажности и дождей разделяются, и таким образом из атмосферы полностью удаляются).

7. Загрязнение вод

Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических свойств (нарушение прозрачности, окраски, запахов, вкуса), увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода воздуха, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей.

Главные загрязнители вод. Установлено, что более 400 видов веществ могут вызвать загрязнение вод. В случае превышения допустимой нормы хотя бы по одному из трех показателей вредности: санитарно-токсикологическому, общесанитарному или органолептическому, вода считается загрязненной.

Различают химические, биологические и физические загрязнители (П. Бертокс, 1980). Среди химических

загрязнителей к наиболее распространенным относят нефть и нефтепродукты, СПАВ (синтетические поверхностно-активные вещества), пестициды, тяжелые металлы, диоксины и др. (табл. 14.1). Очень опасно загрязняют воду биологические загрязнители, например вирусы и другие болезнетворные микроорганизмы, и физические — радиоактивные вещества, тепло и др.

Основные виды загрязнения вод. Наиболее часто встречается химическое и бактериальное загрязнение. Значительно реже наблюдается радиоактивное, механическое и тепловое загрязнение.

Химическое загрязнение — наиболее распространенное, стойкое и далеко распространяющееся. Оно может быть органическим (фенолы, нафтеновые кислоты, пестициды и др.) и неорганическим (соли, кислоты, щелочи), токсичным (мышьяк, соединения ртути, свинца, кадмия и др.) и нетоксичным. При осаждении на дно водоемов или при фильтрации в пласте вредные химические вещества сорбируются частицами пород, окисляются и восстанавливаются, выпадают в осадок, и т.д., однако, как правило, полного самоочищения загрязненных вод не происходит. Очаг химического загрязнения подземных вод в сильно проницаемых грунтах может распространяться до 10 км и более.

Бактериальное загрязнение выражается в появлении в воде патогенных бактерий, вирусов (до 700 видов), простейших, грибов и др. этот вид загрязнений носит временный характер.

Весьма опасно содержание в воде, даже при очень малых концентрациях, радиоактивных веществ, вызывающих радиоактивное загрязнение

Механическое загрязнение характеризуется попаданием в воду различных механических примесей (песок, шлам, ил и др.). Механические примеси могут значительно ухудшать органолептические показатели вод.

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

обусловленное антропогенной деятельностью ухудшение качества подземных вод (по физическим, химическим или биологическим показателям) по сравнению с их естественным состоянием, что приводит или может привести к невозможности их использования в заданных целях

Проблема загрязнения подземных вод усугубляется тем, что в условиях характерной для подземных горизонтов анаэробной восстановительной среды, постоянно низких температур, отсутствия солнечного света процессы самоочищения резко замедлены.

основные виды источников загрязнения подземных вод .Промышленные площадки предприятий

, связанных с получением или использованием в качестве сырья веществ, способных мигрировать с подземными водами.Места хранения и транспортировки промышленной продукции и отходов производства.

Особенно большую опасность для загрязнения подземных вод представляют хранилища пестицидов, в том числе запрещенных к употреблению, а также недействующие скважины на животноводческих фермах.

Особенности загрязнения подземных вод связаны с тем, что при низких температурах, отсутствии солнечного света, недостатке или отсутствии кислорода процессы самоочищения протекают крайне замедленно, нередко развиваются вторичные процессы, усиливающие эффект загрязнения.

8. АНТРОПОГЕННОЕ ЭВТРОФИРОВАНИЕ.

Хотя эвтрофирование водоемов является природным процессом и его развитие оценивается в рамках геологических масштабов времени, однако за несколько последних веков человек существенно увеличил использование биогенных веществ, особенно в сельском хозяйстве в качестве удобрений и детергентов. Во многих водоемах в течение нескольких последних десятилетий наблюдается возрастание трофии, сопровождающееся резким увеличением обилия фитопланктона, зарастания водной растительностью прибрежных мелководий и изменение качества воды. Этот процесс стали называть антропогенным эвтрофированием.

Шилькрот Г.С. (1977) определяет антропогенное эвтрофирование как увеличение первичной продукции водоема и связанного с этим изменение ряда его режимных характеристик в результате возрастающей добавки в водоем минеральных питательных веществ. На Международном симпозиуме по вопросам эвтрофирования поверхностных вод (1976) принята следующая формулировка - "антропогенное эвтрофирование - это увеличение поступления в воду питательных для растений веществ вследствие деятельности человека в бассейнах водных объектов и вызванное этим повышение продуктивности водорослей и высших водных растений".

Антропогенное эвтрофирование водоемов стали рассматривать как самостоятельный процесс, принципиально отличающийся от естественного эвтрофирования водоемов.

Естественное эвтрофирование - процесс очень медленный во времени (тысячи, десятки тысяч лет), развивается главным образом вследствие накопления донных отложений и обмеления водоемов.

Антропогенное эвтрофирование - процесс очень быстрый (годы, десятки лет), отрицательные последствия его для водоемов проявляются зачастую в очень резкой и уродливой форме.

ПОСЛЕДСТВИЯ ЭВТРОФИРОВАНИЯ

К числу наиболее наглядных проявлений последствий эвтрофирования относится "цветение" воды. В пресных водах оно обусловлено массовым развитием сине-зеленых водорослей, в морских - динофлагеллятами. Продолжительность цветения воды колеблется от нескольких дней до 2-х месяцев. Периодическая смена максимумов численности отдельных массовых видов планктонных водорослей в водоемах представляет закономерное явление, обусловленное сезонными колебаниями температуры, освещенности, содержания биогенных элементов, а также генетически детерминированными внутриклеточными процессами. Среди водорослей, образующих многочисленные популяции до масштабов "цветения" воды наибольшую роль по темпам размножения, образуемой биомассе и экологическим последствиям играют сине-зеленые из родов Microcystis, Aphanizomenon, Anabaena, Oscillatoria. Научное изучение этого явления началось в 19 веке, а рациональное объяснение и анализ механизмов массового размножения сине - зеленых были даны только в сер. 20 века в США лимнологической школой Дж. Хатчинсона. Аналогичные исследования проводились в ИБВВ РАН (Борок) Гусевой К.А. и в 60-70-е годы коллективом Института гидробиологии (Украина), в конце 70-х - Институтом Великих озер (США).

Водоросли, вызывающие "цветение" воды, принадлежат к числу видов, способных к предельному насыщению своих биотопов. В водохранилищах Днепра, Волги и Дона в основном доминируют Microcystis aeruginosa, M. wesenbergii, M. holsatica, Oscillatoria agardhii, Aphanizomenoen flos-aquae, виды рода Anabaena.

Установлено, что исходный биофонд Microcystis зимой находится в поверхностном слое иловых отложений. Microcystis зимует в виде ослизненных колоний, внутри которых скопления мертвых клеток покрывают единственную живую. По мере повышения температуры центральная клетка начинает делиться, причем на первом этапе источником пищи являются мертвые клетки. После распада колоний клетки начинают утилизировать органические и биогенные вещества ила.

Aphanizomenon и Anabaena зимуют в виде спор, пробуждающихся к активной жизни при повышении температуры до +6 С<sup>0</sup>. Другим источником биофонда сине - зеленых водорослей является их скопления, выброшенные на берега и зимующие в слое сухих корок. Весной они отмокают и начинается новый цикл вегетации.

Первоначально водоросли питаются осмотически и биомасса накапливается медленно, затем всплывают и начинают активно фотосинтезировать. За короткий срок водоросли могут захватывать всю толщу воды и формируют сплошной ковер. В мае обычно доминируют Anabaena, в июне - Aphanizomenon, с конца июня -июль-август - Microcystis и Aphanizomenon. Механизм взрывного характера размножения водорослей был раскрыт работами Института Великих озер (США). Учитывая колоссальный потенциал размножения сине - зеленых водорослей (до 10<sup>20</sup> потомков одной клетки за сезон), можно отчетливо представить масштабы, которые принимает этот процесс. Поэтому фактором первичного эвтрофирования водохранилищ является обеспеченность их фосфором за счет залития плодородных пойменных земель и разложения растительности. Фактором вторичного эвтрофирования - процесс заиления, поскольку илы - идеальный субстрат для водорослей.

После интенсивного размножения под действием стягивающих электростатических сил начинается формирование колоний, стягивание колоний в агрегаты и слияние их в пленки. Образуются "поля" и "пятна цветения", мигрирующие по акватории под воздействием течений и сгоняемые к берегам, где образуются разлагающиеся скопления с огромной биомассой `- до сотен кг/м<sup>3</sup>.

Разложение сопровождается рядом опасных явлений: дефицитом кислорода, выделением токсинов, бактериальным загрязнением, образованием ароматических веществ. В этот период могут возникать помехи в водоснабжении вследствие забивания фильтров на водопроводных станциях, становится невозможной рекреация, возникают заморы рыб. Вода, насыщенная продуктами метаболизма водорослей, аллергенна, токсична и непригодна для питьевых целей.

Она может вызывать свыше 60 заболеваний, особенно желудочно-кишечного тракта, подозревается, хотя и не доказана, ее онкогенность. Воздействие метаболитов и токсинов сине - зеленых вызывает у рыб и теплокровных животных "гаффскую болезнь", механизм действия которой сводится к возникновению B<sub>1</sub> авитоминоза.

При массовом отмирании сине - зеленых происходит быстрый распад и лизис колоний, особенно в ночные часы. Предполагается, что причиной массового отмирания может быть массовое отравление собственными токсинами, а толчком - симбиотические вирусы, которые не способны разрушать клетки, но способные ослабить их жизнедеятельность.

Нагонные разрушающиеся массы сине-зеленых водорослей приобретают неприятную желто-бурую окраску и в виде дурно пахнущих скоплений разносятся по акватории, постепенно разрушаясь к осени. Весь этот комплекс явлений получил название "биологического самозагрязнения". Незначительное количество ослизненных колоний оседает на дно и перезимовывает. Этот резерв вполне достаточен для воспроизводства новых генераций.

Сине-зеленые водоросли - это древнейшая группа организмов, обнаруживаемая даже в архейских отложениях. Современные условия и антропогенная нагрузка лишь вскрыли их потенции и дали им новый импульс для развития.

Сине-зеленые подщелачивают воду и создают благоприятные условия для развития патогенной микрофлоры и возбудителей кишечных заболеваний, в том числе холерного вибриона. Отмирая и переходя в состояние фитодетрита, водоросли влияют на кислород глубинных слоев воды. Сине-зеленые в период цветения сильно поглощают коротковолновую часть видимого света, разогреваются и являются источником ультракороткого излучения, что может влиять на термический режим водоема. Уменьшается величина поверхностного натяжения, что может вызывать отмирание гидробионтов, обитающих в поверхностной пленке. Образование поверхностной пленки, экранизирующей проникновение в толщу воды солнечной радиации, вызывает световое голодание у других водорослей, замедляет их развитие.

Например, суммарная биомасса сине - зеленых водорослей, продуцирующих за период вегетации в водохранилищах Днепра, достигает величин порядка 10<sup>6</sup> т (в сухой массе). Это соответствует массе тучи саранчи, которую В.И. Вернадский назвал "горной породой в движении" и сравнивал с массой меди, свинца и цинка, добытых в течение 19 века во всем мире.

Последствия эвтрофирования для фитопланктона

Антропогенное эвтрофирование приводит к изменению характера сезонной динамики фитопланктона. По мере увеличения трофии водоемов увеличивается число пиков в сезонной динамике его биомассы. В структуре сообществ роль диатомовых и золотистых водорослей снижается, а увеличивается - сине - зеленых и динофитовых. Динофлагелляты характерны для стратифицированных глубоководных озер. Также увеличивается роль хлорококковых зеленых и эвгленовых водорослей.

Последствия эвтрофирования для зоопланктона. Преобладание видов с коротким жизненным циклом (ветвистоусых рачков и коловраток), преобладание мелких форм. Высокая продукция, небольшая доля хищников. Упрощается сезонная структура сообществ - одновершинная кривая с максимумом летом. Меньшее число доминирующих видов.

Последствия эвтрофирования для фитобентоса. Усиленное развитие нитчатых водорослей. Исчезновение харовых водорослей, которые не выносят высокие концентрации биогенов, особенно фосфора. Характерный признак - расширение площадей зарастания тростника обыкновенного, рогоза широколистного и манника, рдеста гребенчатого.

Последствия эвтрофирования для зообентоса.

Нарушение кислородного режима в придонных слоях приводит к изменению в составе зообентоса. Важнейшим признаком эвтрофирования является снижение личинок поденок гексании в оз. Эри - важный кормовой объект лососевых рыб в озере. Менее чувствительные к дефициту кислорода личинки некоторых двукрылых насекомых приобретают все большее значение. Возрастает плотность популяций малощетинковых червей. Бентос становится беднее и однообразнее. В составе преобладают организмы, приспособленные к пониженному содержанию кислорода. На поздних этапах эвтрофирования в глубинной области водоемов остаются немногие организмы, приспособленные к условиям анаэробного обмена.

Последствия эвтрофирования для ихтиофауны.

Эвтрофирование водоемов оказывает влияние на рыбное население в 2-х основных формах:

прямое влияние на рыб

прямое влияние относительно редко. Оно проявляется как единичная или массовая гибель икры и молоди рыб в береговой зоне и происходит при поступлении стоков, содержащих летальные концентрации минеральных и органических соединений. Такое явление обычно носит локальный характер и не охватывает водоем в целом.

опосредованное влияние, проявляющееся через разнообразные изменения водных экосистем

опосредованное влияние наиболее распространено. При эвтрофировании может возникать зона с пониженным содержанием кислорода и даже заморная зона. В этом случае сокращается сфера обитания рыб, уменьшается доступная для них кормовая база. Цветение воды создает неблагоприятный гидрохимический режим. Смена растительных ассоциаций в прибрежье, нередко сопровождающаяся усилением процессов заболачивания, приводит к сокращению площадей нерестилищ и мест нагула личинок и молоди рыб.

Изменения в ихтиофауне водоемов под влиянием эвтрофирования проявляется в следующих формах:

- снижение численности, затем исчезновение наиболее требовательных к качеству воды видов рыб (стенобионтов).

- изменение рыбопродуктивности водоема или отдельных его зон.

- переход водоема их одного рыбохозяйственного типа в другой по схеме:

лососево-сиговый → лещево-судачий → лещево-плотвичный → плотвично-окуневый-карасевый.

Это схема аналогична преобразованию озерных ихтиоценозов в ходе исторического развития водных экосистем. Однако под влиянием антропогенного эвтрофирования она совершается в течение нескольких десятилетий. В результате сначала исчезают сиговые рыбы (а в редких случаях лососи). Вместо них ведущими становятся карповые (лещ, плотва, и др.) и в меньшей степени окуневые (судак, окунь). Причем из карповых лещ постепенно вытесняется плотвой, из окуневых господствует окунь. В предельных случаях водоемы переходят в заморное состояние и населяется преимущественно карасем.

На рыбах подтверждаются общие закономерности в изменении в структуре сообществ - длинноцикловые виды замещаются короткоцикловыми. Отмечается рост рыбопродуктивности. Однако при этом ценные сиговые виды замещаются видами, обладающими невысокими товарными качествами. Сначала крупночастиковые - лещ, судак, затем мелкочастиковые - плотва, окунь.

Часто последствия для рыбного населения носят необратимый характер. При возвращении уровня трофии к исходному состоянию исчезнувшие виды появляются далеко не всегда. Их восстановление возможно лишь при наличии доступных путей расселения из соседних водоемов. Для ценных видов (сиг, ряпушка, судак) вероятность такого расселения невелика.

ПОСЛЕДСТВИЯ ЭВТРОФИРОВАНИЯ ВОДОЕМОВ ДЛЯ ЧЕЛОВЕКА

Основным потребителем воды является человек. Как известно, при избыточной концентрации водорослей происходит ухудшение качества воды.

Особое внимание заслуживают токсические метаболиты, в частности сине-зеленых водорослей. Альготоксины проявляют значительную биологическую активность по отношению к различным гидробионтам и теплокровным животным. Альготоксины относятся к высокотоксичным соединениям. Токсин сине - зеленых действует на центральную нервную систему животных, что приявляется в возникновении параличей задних конечностей, десинхронизации ритма центральной нервной системы. При хронических отравлениях токсин угнетает окислительно-восстановительные ферментативные системы, холинэстеразу, повышает активность альдолазы, в результате чего нарушается углеродный и белковый обмен, а во внутренних средах организма накапливаются недоокисленные продукты углеводного обмена. Уменьшение количества эритроцитов, угнетение тканевого дыхания вызывает гипоксию смешанного типа. В результате глубокого вмешательства в обменные процессы и тканевое дыхание теплокровных животных токсин сине - зеленых имеет широкий спектр биологического действия и может быть отнесен к числу протоплазматических ядов высокой биологической активности. Все это свидетельствует о недопустимости использования в питьевых целях воды из мест скопления водорослей и водоемов, подверженных сильному цветению, поскольку токсическое вещество водорослей не обезвреживается системами обычной водоочистки и может попадать в водопроводную сеть как в растворенном виде, так и вместе с отдельными клетками водорослей, не задерживаемыми фильтрами.

Загрязнение и ухудшение качества воды может отражаться на здоровье человека через ряд трофических звеньев. Так загрязнение воды ртутью явилось причиной ее накопления в рыбе. Употребление в пищу такой рыбы вызвало в Японии весьма опасное заболевание - болезнь Минимата, в результате которой отмечены многочисленные смертельные случаи, а также рождение слепых, глухих и парализованных детей.

Установлена связь между возникновением детской метгемоглобинемии и содержанием нитратов в воде, в результате чего более чем в 2 раза повысилась смертность маленьких девочек, родившихся в те месяцы, когда уровень нитратов был высоким. Отмечено высокое содержание нитратов в кукурузном поясе США в колодцах. Часто подземные воды не пригодны для питья. Возникновение менингоэнцефалита у подростков связывают после продолжительного купания в пруду или в реке в теплый летний день. Предполагается связь между заболеванием асептическим менингитом, энцефалитом и купанием в водоемах, что связано с усилением вирусного загрязнения воды.

Широкую известность приобрели инфекционные заболевания за счет микроскопических грибов, попадающих из воды в раны, вызывающие у человека сильное поражение кожи.

Контакт с водорослями, употребление воды из водоемов, подверженных цветению или рыбы, питающейся токсическими водорослями, вызывает "гаффскую болезнь", коньюктивиты и аллергии.

Часто в последние годы вспышки холеры приурочивают к периоду " цветения".

Массовое развитие водорослей в водоеме наряду с помехами водоснабжении и ухудшении качества воды значительно затрудняет рекреационное использование водного источника, а также является причиной помех в техническом водоснабжении. На стенках трубок водоводов и систем охлаждения усиливается развитие биообрастаний. При подщелачивании среды в следствие развития водорослей происходит образование твердых карбонатных отложений, а из-за оседания частиц и водорослей снижается теплопроводность трубок теплообменных устройств.

Таким образом, избыточное накопление водорослей в период интенсивного " цветения" воды является причиной биологического загрязнения водоемов и значительного ухудшения качества природных вод.

studfiles.net

Катастрофическое разрушение озонового слоя

Все мы живем на земле под лучами теплого солнца, однако все ли нам известно о воздействии этих лучей на человеческий организм?

Вся жизнь на Земле напрямую зависит от энергии Солнца. Именно ультрафиолетовое и инфракрасное излучение являются источником этой бесценной энергии. Однако воздействие ультрафиолета на живые организмы зачастую приводит к неизбежному нарушению структур нуклеиновых кислот и белков, и, как следствие, приводит к гибели клеток.

Сама природа создала надежную защиту - озоновый слой Земли, который служит барьером для вредоносных ультрафиолетовых лучей. В воздухе, на высоте 20-50 км содержится огромное количество озона, который создает своеобразный щит, защищающий всю биосферу и человечество.

Организм человека умеет защищаться за счет синтеза темного пигмента (меланина), который мы называем не иначе, как загар. Но  при этом в весенний период, когда кожа содержит малое количество меланина, человек не может пребывать длительное время на солнце: кожа может быстро покраснеть, а через несколько часов может подняться общая температура тела и появиться головная боль.

Всем давно известно, что ученые наблюдают методичное разрушение озонового слоя. В атмосфере значительно снизилось содержание озона, более того, была обнаружена так называемая «дыра», которая располагается над Антарктидой. К сожалению, площадь этой дыры увеличивается с каждым годом, и на сегодняшний момент ее площадь превышает по размерам саму Антарктиду.

Разрушение озонового слоя не проходит незаметно для человечества, так, например, в странах, которые находятся в непосредственной близости к материку, наблюдается рост заболеваний. В основном это заболевания, связанные с повышенным УФ-фоном, такие как катаракта, рак кожи и др.

Ученые из северного полушария также наблюдают снижение содержания в атмосфере озона и сообщают о возникновении озоновой «дыры» над Шпицбергеном.

Чем грозит разрушение озонового слоя Земли? Последствия могут быть самыми ужасающими, в первую очередь, это отражается на сборе урожая, который в значительной мере уменьшается. Далее наблюдаются мутации растений и животных, а также рост заболеваний. Страшно подумать, что озоновый слой может исчезнуть совсем, ведь это неизбежным образом может привести к гибели фауны и флоры.

Основные причины разрушения озонового слоя таятся в деятельности человека. Стремясь обеспечить свое комфортное существование, человек создает и использует различные промышленные технологии. Всевозможные аэрозольные разбрызгиватели, которые содержат фреоны (хлорфторметаны), являются безопасными для человека, но при этом сохраняются в атмосфере более 70 лет.

Дело в том, что в атмосфере накапливаются вещества, которые приводят к разрушению озона. Деятельность химической промышленности весьма способствует попаданию в воздух таких веществ. В первую очередь, разрушение озонового слоя происходит под влиянием хлора, один атом которого разлагает 100 тысяч молекул озона.

Способствует разрушению нашего «щита» и военная деятельность. Двигатели баллистических ракет, которые используются военными, выбрасывают в атмосферу огромнейшее количество вредных оксидов азота. Каждый запуск одной такой ракеты в космос образует огромную «дыру» в озоновом слое. Спустя только несколько часов такая «дыра» затягивается.

Еще в 70-е годы над далеким и безлюдным островом американские военные рассеяли в стратосфере химические вещества, которые способствовали образованию «дыры», которая затянулась только спустя много часов. Разрушение озонового слоя над островом привело к тому, что значительная часть наземных обитателей острова была просто уничтожена. Животные, растения, микроорганизмы – все погибли. Смогли уцелеть только несколько крупных черепах, которые спаслись благодаря толстому костяному панцирю. Однако эти черепахи ослепли, потому что сетчатка глаз была сожжена ультрафиолетом.

fb.ru

Ученые говорят, что озоновый слой восстанавливается

Защитный атмосферный слой над нашей планетой, названный озоновым, понемногу восстанавливается. Еще 40 лет назад ученые были обеспокоены появившейся дырой в озоновом слое и предрекали ее пагубное влияние на здоровье людей и животных, а также существование некоторых видов растений.

Что такое озоновый слой

Озоновый слой — это верхняя часть стратосферы Земли, которая содержит наибольшее количество озона – аллотропного газа, состоящего из молекул кислорода. Этот газ способен поглощать ультрафиолетовое солнечное излучение, тем самым защищая Землю от его пагубного влияния.

Фактически озоновый слой является защитным прозрачным одеялом, без которого риск заболевания раком кожи увеличился бы многократно. И вредные ультрафиолетовые лучи опасны не только для людей, но и для животных и растений. Сильная солнечная радиация способна уничтожить многочисленные виды морских обитателей.

История возникновения озоновых дыр

Впервые ученые заметили снижение толщины озонового слоя над территорией Антарктиды в 70-х годах XX столетия. К разрушению молекул озона приводит их взаимодействие с другими газами, такими как хлор, бром, фтор и хлороводород. Причиной резкого исчезновения защитного газа стал антропогенный фактор. В промышленности стали интенсивно использоваться такие газы, как хлорфторуглероды и галоны. Они используются в производстве морозильной техники и аэрозолей.

В 1985 году впервые была найдена сезонная озоновая дыра – территория стратосферы, не защищенная озоновым слоем. Это очень напугало не только ученых, но и мировых лидеров. Прогнозы обещали до 30% роста заболеваний раком кожи, огромные материальные убытки в сфере агрикультуры, а также пагубное влияние на экологию планеты. Политики вынуждены были принять глобальное решение по сокращению использования разрушающих озон химических элементов.

Монреальский договор

В 1987 году мировые руководители решили провести совместную кампанию по защите озонового слоя от негативного влияния человека. Монреальский протокол подписали 200 стран, обязавшиеся ограничить использование или полностью заменить вредные химические элементы.

На протяжении 90-х годов площадь дыры продолжала увеличиваться и толщина общего слоя снижаться, даже появились новые озоновые дыры небольшой площади. Ситуация оставалась неизменной на протяжении нулевых годов нового века.

Сейчас, благодаря глобальным усилиям и сотрудничеству государств, картина стала меняться к лучшему. Разрушающие озон химические элементы перестали поступать в атмосферу в большом количестве и защитный слой стал восстанавливаться.

Если бы Монреальский протокол не прошел ратификацию, к 2050 году количество хлорфторуглеродов и других вредных озоноразрушающих элементов в атмосфере привело бы к практическому уничтожению озона. Теперь, если страны, подписавшие Монреальский протокол, продолжат придерживаться правил и запретов, к 2050 году толщина озона восстановится до исторического уровня 80-х годов.

Сегодня слой на 6 сантиметров тоньше, а озоновая дыра над южным континентом сравнительно велика из-за остатка вредных газов. Ее площадь – 20 миллионов квадратных километров. Этого достаточно, чтобы через нее прошла луна, однако, в недалеком 2006 году площадь дыры была на 10 миллионов кв. км больше. К 2075 году ожидается полное восстановление защитного слоя над Антарктидой.

Улучшение состояния озонового слоя

Несколько последних десятилетий были сложным периодом для экологии планеты. Общая картина окружающей среды выглядит все так же удручающе, но среди туч появился луч солнца и, к счастью, без ультрафиолетового излучения. Благодаря глобальным усилиям по защите экологии человечеству удалось избежать угрозы потери озонового слоя.

Почти 300 ученых из разных стран и университетов приняли участие в создании детального отчета о состоянии верхнего слоя стратосферы на сегодняшний день и о прогнозах на будущее. Ученые и политики называют улучшение состояния озонового слоя историей успеха мирового сотрудничества в сфере охраны окружающей среды. Осталось только следовать установленной традиции и общими силами бороться с глобальным потеплением и вызывающими его парниковыми газами.

fb.ru

Что такое озоновый слой и почему его разрушение вредно?

Функции озонового слоя

В 20 - 50 километрах над поверхностью Земли в атмосфере находится слой озона. Озон — это особая форма кислорода. Большинство молекул кислорода воздуха состоит из двух атомов. Молекула же озона состоит из трех атомов кислорода. Озон образуется под действием солнечного света. При столкновении фотонов ультрафиолетового света с молекулами кислорода от них отщепляется атом кислорода, который, присоединившись к другой моле куле 02, образует Оз (озон). Озоновый слой атмосферы очень тонок. Если всем имеющимся в наличии озоном атмосферы равномерно покрыть участок площадью в 45 квадратных километров, то получится слой толщиной в 0,3 сантиметра. Немного озона проникает с потоками воздуха в нижние слои атмосферы. Когда лучи света реагируют с веществами, содержащимися в выхлопных газах и промышленных дымах, тоже образуется озон.

Ученые подсчитали, что увеличение площади озоновой дыры на 1 процент вызывает увеличение заболеваемости раком кожи на 3 - 6 процентов

Жарким туманным днем в загазованной местности уровень озона может достигнуть угрожающих величин. Дыхание озоном очень опасно, так как этот газ (трехатомный кислород) разрушает легкие. Пешеходы, вдыхающие большое количество озона, начинают задыхаться и ощущать боль в груди. Деревья и кусты, обрамляющие загазованные магистрали, при высоких концентрациях озона в воздухе перестают нормально расти. Но если озон находится там, где ему положено быть — на большой высоте, то он очень даже полезен для здоровья. Озон поглощает ультрафиолетовые лучи. Это те самые лучи, от которых кожа становится загорелой. Но если на кожу падает избыток ультрафиолетового излучения, то можно получить солнечный ожог или заболеть раком кожи.

Об озоновом слое атмосферы ученые узнали в 70  годы. Было сделано открытие, что производные хлор фтор углерода (фреоны) — соединения, применяющиеся в холодильниках, кондиционерах и аэрозольных баллонах — уничтожают озон. Фреоны выделяются в атмосферу при каждом использовании баллончика с дезодорантом или лаком для волос. Поднимаясь в верхние слои атмосферы, молекулы фреонов взаимодействуют с молекулами озона. Под действием солнечной радиации фреоны выделяют хлор, который расщепляет озон с образованием обычного кислорода. В месте такого взаимодействия озоновый слой разрушается - исчезает.

В 1978 году, основываясь на данных о действии фреонов на озоновый слой атмосферы, правительство Соединенных Штатов Америки (США) запретило производство и продажу аэрозолей, содержащих фреоны. Правда, производители аэрозолей, а вместе с ними и многие ученые, считают неубедительной теорию разрушения озонового слоя. В 1985 году английские ученые сделали поразительное открытие. Они обнаружили над Антарктидой огромную «дыру» в озоновом слое. Это отверстие площадью с США появляется ежегодно весной. Когда меняется направление господствующих ветров, озоновая дыра заполняется молекулами озона из рядом расположенных участков атмосферы, при этом количество озона в соседних участках снижается. Например, зимой 1992 года слой озона над Европой и Канадой стал на 20 процентов тоньше.

Как выяснили ученые, в небе над Антарктидой очень высока концентрация ангидрида хлорной кислоты — соединения, образующегося в момент разрушения молекулы озона хлором. Открытие англичан подтверждает, что распространенное использование фреонов действительно создает проблему озоновых дыр. Ученые подсчитали, что уменьшение содержания озона в верхних слоях атмосферы на 1 процент вызывает увеличение заболеваемости раком кожи на 3- 6 процентов, так как на 2 процента увеличивается проницаемость атмосферы для ультрафиолетовых лучей. Ультрафиолетовые лучи, кроме того, оказывают повреждающее действие на иммунную систему организма, делая нас более восприимчивыми к инфекционным заболеваниям, например малярии. Ультрафиолетовые лучи разрушают и клетки растений — от деревьев до злаков.

Каждой весной над Антарктидой в озоновом слое появляется «дыра» площадью с Соединенные Штаты Америки

Еще более тревожит то, что истощение озонового слоя может непредсказуемо изменить климат Земли.Озоновый слой задерживает тепло, рассеивающееся с поверхности Земли. По мере уменьшения количества озона в атмосфере температура воздуха снижается, изменяется направление господствующих ветров и меняется погода. Результатом могут стать засухи, неурожаи, нехватка продовольствия и голод. Некоторые ученые подсчитали, что даже если будут приняты меры и прекратится всякая деятельность, разрушающая озоновый слой, то на восстановление его в полном объеме уйдет 100 лет.

webznayka.ru

Разрушение озонового слоя

Зачем нужен озоновый слой?

В 1912 году французские физики Шарль Фабри и Анри Буиссон открыли существование озонового слоя. Учёные доказали, что в отдалённых слоях атмосферы сконцентрированы молекулы озона, которые задерживают короткие волны солнечного спектра и практически не пропускают на Землю ультрафиолетовое излучение.

Шарль Фабри
французский физик
(1867 — 1945)
Анри Буиссон
французский физик
(1873 — 1944)

Дальнейшее изучение соединений озона в атмосфере показало, что озоновый слой также удерживает и солнечное тепло, что позволяет сохранить на нашей планете пригодную для жизни температуру. Более того, соединения озон способен превращать некоторые вредные химические вещества (например, метан, оксиды азота) в безвредные для окружающей среды соединения.

Защитная функция озонового слоя
по силе сравнима с металлическим щитом

Хотя количество соединений озона в атмосфере относительно невелико, защитная функция так называемого «озонового слоя» по силе сравнима с металлическим щитом. Если бы озонового слоя не существовало, Земля подвергалась бы постоянной солнечной радиации и другим губительным воздействиям из космоса. Есть основания полагать, что без существования озонового слоя, на Земле так и не возникла бы жизнь в том виде, в котором мы наблюдаем её сейчас.

Как «работает» озоновый слой?

Соединения озона в атмосфере в большинстве сконцентрированы в стратосфере – на расстоянии от 10 до 50 км от Земли. Всего в атмосфере находится около трёх тысяч тонн молекул озона. В масштабах объёма всего атмосферного воздуха это совсем немного. Если собрать все молекулы озона вместе и равномерно распределить их вокруг Земли, толщина такого слоя будет всего 3—5 миллиметра. А если представить, что все молекулы озона можно сконцентрировать в одном месте, то мы получим газообразный шар диаметром всего 14 км. Для сравнения: такой шар, вмещающий весь атмосферный воздух, имел бы диаметр 2001 км.

Познакомиться с озоновым слоем «поближе» можно через просмотр наглядного видеоролика «Бесценный газ. Сколько озона в атмосфере?» (на белорусском языке).

Даже относительно небольшое количество озона в атмосфере творит чудеса. Кроме защиты нашей планеты от опасного солнечного излучения, озоновый слой делает Землю уникальной планетой, создавая так называемую температурную инверсию. Нормальным ходом температуры считается понижение температуры атмосферы с удалением от Земли: чем выше — тем холоднее. Однако озоновый слой создаёт барьер, который нарушает нормальный ход температуры. Там, где располагается озоновый слой, температура вдруг опять начинает повышаться.

Содержание озонового слоя в атмосфере и температурная инверсия

Температурная инверсия, создаваемая озоновым слоем, делит атмосферу на две части – тропосферу и всё, что выше. Благодаря этому разделению, в тропосфере могут формироваться погодные условия, пригодные для жизни. Другим планетам повезло меньше (ну, или больше) – там нет озонового слоя, а, следовательно, и температурной инверсии, которая бы создала пригодные условия для жизни человека.

Почему озон разрушается?

К 70-ым годам XXвека учёные всего мира стали замечать уменьшение коцентрации молекул озона в атмосфере. Этот факт занимал умы множества физиков и химиков по всему миру, учёные выдвигали самые разные гипотезы о причинах таких изменений. Решающим стало изучение химиками Франком Шервудом Роуландом и Марио Молиной воздействия хлорфторуглеродов (ХФУ) на атмосферу Земли. В 1973 году химики предположили, что молекулы хлора, которые появляются в резуальтате распада ХФУ под ультрафиолетовыми лучами, могут вызывать разрушение больших количество озона в атмосфере.

Одна молекула хлора способна разрушить до 200 тысяч молекул озона

Выводы американских учёных были подкреплены аналогичными работами учёных Пауля Джозефа Крутцена и Харольда Джонстоуна. С тех пор такая гипотеза о таком явлении, как разрушение озонового слоя, является общепринятой в научном мире.

Так выглядит схема разрушения молекулы озона под воздействием хлорфторуглерода. Под действием ультрафиолета высвобождается атомарный хлор, который разрушает связи внутри молекулы озона

Открытие Молины и Рауланда позволило не только объяснить процесс истончения озонового слоя, но и сделать важный вывод о том, что разрушение озонового слоя происходит под воздействием жизнедеятельности человека. Ведь основными “поставщиками” хлорфторуглерода в атмосферу являются фроены — те, вещества, которые используются для создания искусственного холода в наших холодильниках, кондиционерах и прочих бытовых и промышленных приборах. Опасные для озона вещества также содержатся в некоторых аэрозолях, огнетушителях, изоляционных плитах и растворителях.

Впоследствии в 1995 году учёным Молине, Роуланду и Крутцену была присуждена Нобелевская премия по химии за работу над проблемами разрушения озона.

Для того, чтобы уберечь озоновый слой от разрушения, экологи советуют придерживаться нескольких простых советов в быту.

  • Не разбирайте и не ремонтируйте самостоятельно старые холодильники — в окружающую среду могут попасть озоноразрушающие фреоны.
  • Сдавайте старые холодильники и кондиционеры на переработку.
  • Выбирайте технику (особенно холодильники и кондиционеры) без содержания озоноразрушающих веществ. Об этом должно быть указание на упаковке.
  • Выбирайте аэрозоли, которые безопасные для озонового слоя. Они обычно имеют маркировку «безвредно для озона», “ozone friendly”, “ozone free”.

Примеры “озонобезопасной” маркировки

Существуют ли озоновые дыры?

Как объясняет научный сотрудник Национального центра мониторинга озоносферы при Белорусском государственном университете, исследователь стратосферного озона в Антарктиде Илья Бручковский, в научном мире понятия «озоновая дыра» не существует, но есть «озоновая аномалия».

По сути, озоновые аномалии представляют собой участки очень низкого содержания озонового слоя в атмосфере. Так, если нормальное содержание озона в атмосфере составляет 300 единиц Добсона, то внутри озоновой аномалии наблюдается около 180 единиц. И действительно одна такая аномалия существует и находится над Антарктидой.

Динамика содержания озона в атмосфере в области озоновой аномалии над Антарктикой с 1957 по 2001 годы. Источник: commons.wikimedia.org

Природа озоновой аномалии остаётся до конца неизвестной: в научной среде существует множество гипотез, почему именно над Антарктидой озоновый слой «истончился» (в других участках атмосферы наблюдаются лишь непостоянные озоновые аномалии).

Однако большинство учёных придерживаются мнения о том, что вследствие атмосферного вихря в этих широтах, атмосфера с низкой концентрацией озона не может перемешаться с теми участками атмосферы, где концентрация озона высокая или нормальная – в результате образуется устойчивый участок с недостаточным содержанием озона. Это и есть постоянная озоновая «дыра», о которой многие из нас слышали.

Есть ли озоновые дыры над Беларусью?

Над Беларусью периодически случаются временные озоновые аномалии. Если внутри известной озоновой аномалии над Антарктидой наблюдается концентрация озона на уровне 180 единиц Добсона (при норме в 300 единиц), в Беларуси снижение плотности озонового слоя доходит до 260–280 единиц.

Продолжительность таких локальных образований с дефицитом озона, которые проходят над Беларусью, в среднем колеблется от двух до трех суток. Эти образования достаточно велики и, как правило, захватывают сразу всю Беларусь. Значит, нельзя сказать, что в одно и то же время над Гомелем озоновая дыра есть, а над Минском – нет.

В Минске при Белорусском государственном университете работает Центр мониторинга озоносферы, который целенаправленно занимается изучением концентрации озона в атмосфере над Европой и, в частности, над Беларусью.

Если озоновые аномалии случаются в Беларуси зимой или поздней осенью, никаких поводов для беспокойства у населения быть не должно. В это время небо покрыто достаточно плотной облачностью: путь, который проходит солнечное излучение, достаточно длинный, поэтому основное количество вредного ультрафиолетового излучения задерживается атмосферой. Однако если такая «дыра» образовалась весной, в летние месяцы, то солнце становится опасным для тех людей, которые находятся на открытом воздухе. Например, для тех, кто принимает солнечные ванны или работает на улице. Лучше всего в такие дни прикрыть тело одеждой, голову — широкополой шляпой, глаза — качественными солнечными очками.

Особенно нужно беречь детей: не оставляйте их под прямыми солнечными лучами. Если есть сильная необходимость, ограничьте время их пребывания на солнце периодом до 11 часов или после 16 часов. Взрослым можно немного расширить этот временной диапазон.

Чем опасно разрушение озонового слоя?

Снижение концентрации озона в атмосфере ведёт к прямому воздействию солнечной радиации на все живые организмы. В местах, где озоновый слой “истончился”, наблюдается угнетание роста растений, увеличение частоты специфических заболеваний животных и людей. Некоторые учёные также указывают на связь между разрушением озонового слоя с изменением климата.

Самые опасные последствия разрушения озона для человека – это различные заболевания кожи и глаз, в том числе онкологические. Считается, что такие заболевания как катаракта, а также рак и меланома кожи, вызваны, как правило, незащищённым солнечным облучением человека.

Увеличение площади озоновой дыры на один процент вызывает увеличение заболеваемости раком кожи на 3– 6 процентов

Самый «легкий» вред для здоровья – это солнечные ожоги. Однако важно понимать, что степень вредного воздействия УФ-излучения зависит не только от уровня облучения, но и от особенностей организма человека и типа кожи. Например, наиболее подвержены вредного воздействию УФ-излучения люди со светлой кожей, с русыми и рыжими волосами, с голубыми и серыми глазами, веснушчатые. Их организм вырабатывает меньше меланина, который способен защищать от воздействия ультрафиолета.

Риск получения солнечных ожогов и рака кожи в зависимости от типа кожи

Люди со смуглой кожей, черными волосами, темными глазами – в более выгодном положении в данной ситуации, как правило, они получают красивый бронзовый загар, практически никогда не обгорают.

Необходимо помнить, что содержание озона в атмосфере постоянно колеблется, что значительно повышает риск опасного солнечного облучения нашего организма. На всякий случай, лучше перестраховаться и самому защитить себя от солнца, следуя этим простым правилам.

  • Старайтесь долго не находится на открытом солнце, особенно летом. Самое опасное время – с 11.00 до 15.00 часов.
  • Летом пользуйтесь солнцезащитным кремом с высокой защитой.
  • Если вы оказались под ярким солнцем, обязательно покройте голову и открытые участки тела.
  • Носите качественные солнцезащитные очки. Лучше выбирать очки из стекла, которые являются естественным УФ-фильтром. На пластиковых очках должна быть маркировка «UVB»или «UVA-Protection».

ozone.ecoidea.by

Что такое озоновый слой и почему его разрушение вредно?

В 20 - 50 километрах над поверхностью Земли в атмосфере находится слой озона. Озон — это особая форма кислорода. Большинство молекул кислорода воздуха состоит из двух атомов. Молекула же озона состоит из трех атомов кислорода. Озон образуется под действием солнечного света. При столкновении фотонов ультрафиолетового света с молекулами кислорода от них отщепляется атом кислорода, который, присоединившись к другой моле куле 02, образует Оз (озон). Озоновый слой атмосферы очень тонок. Если всем имеющимся в наличии озоном атмосферы равномерно покрыть участок площадью в 45 квадратных километров, то получится слой толщиной в 0,3 сантиметра. Немного озона проникает с потоками воздуха в нижние слои атмосферы. Когда лучи света реагируют с веществами, содержащимися в выхлопных газах и промышленных дымах, тоже образуется озон.

Ученые подсчитали, что увеличение площади озоновой дыры на 1 процент вызывает увеличение заболеваемости раком кожи на 3 - 6 процентов.

Жарким туманным днем в загазованной местности уровень озона может достигнуть угрожающих величин. Дыхание озоном очень опасно, так как этот газ (трехатомный кислород) разрушает легкие. Пешеходы, вдыхающие большое количество озона, начинают задыхаться и ощущать боль в груди. Деревья и кусты, обрамляющие загазованные магистрали, при высоких концентрациях озона в воздухе перестают нормально расти. Но если озон находится там, где ему положено быть — на большой высоте, то он очень даже полезен для здоровья.Озон поглощает ультрафиолетовые лучи. Это те самые лучи, от которых кожа становится загорелой. Но если на кожу падает избыток ультрафиолетового излучения, то можно получить солнечный ожог или заболеть раком кожи.

Об озоновом слое атмосферы ученые узнали в 70  годы. Было сделано открытие, что производные хлор фтор углерода (фреоны) — соединения, применяющиеся в холодильниках, кондиционерах и аэрозольных баллонах — уничтожают озон. Фреоны выделяются в атмосферу при каждом использовании баллончика с дезодорантом или лаком для волос. Поднимаясь в верхние слои атмосферы, молекулы фреонов взаимодействуют с молекулами озона. Под действием солнечной радиации фреоны выделяют хлор, который расщепляет озон с образованием обычного кислорода. В месте такого взаимодействия озоновый слой исчезает.

В 1978 году, основываясь на данных о действии фреонов на озоновый слой атмосферы, правительство Соединенных Штатов Америки (США) запретило производство и продажу аэрозолей, содержащих фреоны. Правда, производители аэрозолей, а вместе с ними и многие ученые, считают неубедительной теорию разрушения озонового слоя. В 1985 году английские ученые сделали поразительное открытие. Они обнаружили над Антарктидой огромную «дыру» в озоновом слое. Это отверстие площадью с США появляется ежегодно весной. Когда меняется направление господствующих ветров, озоновая дыра заполняется молекулами озона из рядом расположенных участков атмосферы, при этом количество озона в соседних участках снижается. Например, зимой 1992 года слой озона над Европой и Канадой стал на 20 процентов тоньше.

Как выяснили ученые, в небе над Антарктидой очень высока концентрация ангидрида хлорной кислоты — соединения, образующегося в момент разрушения молекулы озона хлором. Открытие англичан подтверждает, что распространенное использование фреонов действительно создает проблему озоновых дыр. Ученые подсчитали, что уменьшение содержания озона в верхних слоях атмосферы на 1 процент вызывает увеличение заболеваемости раком кожи на 3- 6 процентов, так как на 2 процента увеличивается проницаемость атмосферы для ультрафиолетовых лучей. Ультрафиолетовые лучи, кроме того, оказывают повреждающее действие на иммунную систему организма, делая нас более восприимчивыми к инфекционным заболеваниям, например малярии. Ультрафиолетовые лучи разрушают и клетки растений — от деревьев до злаков.

Каждой весной над Антарктидой в озоновом слое появляется «дыра» площадью с Соединенные Штаты Америки.

 

Еще более тревожит то, что истощение озонового слоя может непредсказуемо изменить климат Земли. Озоновый слой задерживает тепло, рассеивающееся с поверхности Земли. По мере уменьшения количества озона в атмосфере температура воздуха снижается, изменяется направление господствующих ветров и меняется погода. Результатом могут стать засухи, неурожаи, нехватка продовольствия и голод. Некоторые ученые подсчитали, что даже если будут приняты меры и прекратится всякая деятельность, разрушающая озоновый слой, то на восстановление его в полном объеме уйдет 100 лет.

Рекомендуем:

allsozvezdia.ru

Где находится озоновый слой? Что такое озоновый слой и почему его разрушение вредно?

Озоносфера — слой атмосферы нашей планеты, задерживающий наиболее жесткую часть ультрафиолетового спектра. Некоторые виды солнечных лучей губительно действуют на живые организмы. Периодически озоносфера истончается, в ней появляются бреши разной величины. Через возникшие отверстия на поверхность Земли могут свободно проникать опасные лучи. Где находится озоновый слой? Что можно сделать для его сохранения? Обсуждению этих проблем географии и экологии Земли посвящена предлагаемая статья.

Что такое озон?

Кислород на Земле существует в виде двух простых газообразных соединений, входит в состав воды и очень большое число других распространенных неорганических и органических веществ (силикатов, карбонатов, сульфатов, белков, углеводов, жиров). Одно из более известных аллотропных видоизменений элемента — простое вещество кислород, его формула — О2. Вторая модификация атомов - О (озон). Формула этого вещества — О3. Трехатомные молекулы образуются при избытке энергии, например, в результате грозовых разрядов в природе. Далее мы выясним, что такое озоновый слой Земли, почему его толщина постоянно изменяется.

Озон при обычных условиях — газ синего цвета, обладающий резким, специфическим ароматом. Молекулярный вес вещества составляет 48 (для сравнения — Mr(возд.) = 29). Запах озона напоминает о грозе, ведь после этого природного явления молекул О3 в воздухе становится больше. Концентрация увеличивается не только там, где находится озоновый слой, но и близко к поверхности Земли. Это химически активное вещество является токсичным для живых организмов, но быстро диссоциирует (распадается). В лаборатории и промышленности созданы специальные приборы - озонаторы - для пропускания электрических разрядов через воздух или кислород.

Молекулы О3 обладают высокой химической и биологической активностью. Присоединение третьего атома к двухатомному кислороду сопровождается повышением запаса энергии и нестабильностью соединения. Озон легко распадается на молекулярный кислород и активную частицу, которая энергично окисляет другие вещества и убивает микроорганизмы. Но чаще вопросы, связанные с пахнущим соединением, касаются его скопления в атмосфере над Землей. Что такое озоновый слой и почему его разрушение вредно?

Непосредственно у поверхности нашей планеты всегда присутствует некоторое количество молекул О3, но с высотой концентрация соединения возрастает. Образование этого вещества происходит в стратосфере благодаря ультрафиолетовому излучению Солнца, несущему большой запас энергии.

Озоносфера

Существует область пространства над Землей, где озона намного больше, чем у поверхности. Но в целом оболочка, состоящая из молекул О3, — тонкая и прерывистая. Где находится озоновый слой Земли или озоносфера нашей планеты? Непостоянство толщины этого экрана не раз приводило в замешательство исследователей.

В атмосфере Земли всегда присутствует некоторое количество озона, наблюдаются значительные колебания его концентрации с высотой и по годам. Разберемся в этих проблемах после того, как выясним точное расположение защитного экрана из молекул О3.

Где находится озоновый слой Земли?

Заметное повышение содержания молекул озона начинается на расстоянии 10 км и сохраняется до 50 км над Землей. Но то количество вещества, которое имеется в тропосфере, — это еще не экран. По мере удаления от земной поверхности возрастает плотность озона. Максимальные значения приходятся на стратосферу, ее область на высоте от 20 до 25 км. Здесь молекул О3 содержится в 10 раз больше, чем у поверхности Земли.

Но почему толщина, целостность слоя озона вызывает беспокойство ученых и простых людей? Бум по поводу состояния защитного экрана разразился в минувшем столетии. Исследователи обнаружили, что озоновый слой атмосферы над Антарктидой стал тоньше. Была установлена основная причина явления — диссоциация молекул О3. Разрушение происходит в результате совместного воздействия ряда факторов, ведущим среди них считается антропогенный, связанный с деятельностью человечества.

Озоновые дыры

В последние 30–40 лет ученые отмечают появление брешей в защитном экране над поверхностью Земли. Тревогу научного сообщества вызвали сообщения о том, что озоновый слой — щит Земли — интенсивно деградирует. Все СМИ в середине 1980 годов напечатали сообщения о «дыре» над Антарктидой. Исследователи обратили внимание, что эта брешь в слое озона увеличивается в весенний период. Основной причиной роста повреждения были названы искусственные и синтетические вещества — хлорфторуглероды. Наиболее распространенные группы этих соединений — фреоны или хладогены. Известно более 40 веществ, относящихся к данной группе. Они поступают из многих источников, потому что области применения включают в себя пищевую, химическую, парфюмерную и другие отрасли.

В состав фреонов, кроме углерода и водорода, входят галогены: фтор, хлор, иногда бром. Большое количество подобных веществ используется в качестве хладогентов в холодильниках, кондиционерах. Сами по себе фреоны устойчивы, но при высоких температурах и в присутствии активных химических агентов вступают в реакции окисления. Среди продуктов реакции могут быть соединения, токсичные для живых организмов.

Фреоны и озоновый экран

Хлорфторуглероды взаимодействуют с молекулами О3 и разрушают защитный слой над поверхностью Земли. Сначала истончение озоносферы приняли за естественное колебание ее толщины, что происходит постоянно. Но со временем отверстия, подобные «дыре» над Антарктидой, были замечены по всему Северному полушарию. Количество таких брешей увеличилось со времени первого наблюдения, но по размерам они меньше, чем над ледяным материком.

Первоначально ученые сомневались, что именно фреоны вызывают процесс разрушения озона. Это вещества с большой молекулярной массой. Как они могут достичь стратосферы, где находится озоновый слой, если намного тяжелее кислорода, азота и углекислого газа? Наблюдения за восходящими потоками в атмосфере во время грозы, а также проведенные эксперименты доказали возможность проникновения разных частиц с воздухом на высоту 10–20 км над Землей, где находится граница тропосферы и стратосферы.

Многообразие разрушителей озона

В зону озонового экрана также поступают оксиды азота, возникающие в результате сгорания топлива в двигателях сверхзвуковых самолетов и разных типов космических аппаратов. Дополняют список веществ, от которых разрушаются атмосфера, озонный слой, выбросы земных вулканов. Иной раз потоки газов и пыли достигают высоты 10–15 километров и разносятся на сотни тысяч километров.

Смог над крупными промышленными центрами и мегаполисами тоже вносит свою лепту в диссоциацию молекул О3 в атмосфере. Причиной увеличения размеров озоновых дыр также считается возрастание концентраций так называемых парниковых газов в атмосфере, где находится озоновый слой. Таким образом, глобальная экологическая проблема климатических изменений непосредственно связана с вопросами по поводу разрушения озона. Дело в том, что парниковые газы содержат вещества, вступающие в реакцию с молекулами О3. Озон диссоциирует, атом кислорода вызывает окисление других элементов.

Опасность потери озонового щита

Были ли бреши в озоносфере до полетов в космос, появления фреонов и других загрязнителей атмосферы? Перечисленные вопросы являются дискуссионными, но вывод напрашивается один: озоновый слой атмосферы необходимо изучать и сохранять от разрушения. Наша планета без экрана из молекул О3 лишается своей защиты от жестких космических лучей определенной длины, поглощаемых слоем активного вещества. Если озоновый экран тонкий или отсутствует, то основные жизненные процессы на Земле подвергаются опасности. Чрезмерное ультрафиолетовое излучение повышает риск мутаций в клетках живых организмов.

Охрана озонового слоя

Отсутствие данных о толщине защитного экрана в прошлые столетия и тысячелетия затрудняет прогнозы. Что произойдет, если озоносфера разрушится полностью? Несколько десятилетий медики отмечают рост числа людей, пораженных раком кожи. Это одно из заболеваний, к которому приводит чрезмерное ультрафиолетовое облучение.

В 1987 году несколько стран присоединились к Монреальскому протоколу, который предусматривал сокращение и полный запрет на производство хлорфторуглеродов. Это была только одна из мер, которые помогут сохранить озоновый слой — ультрафиолетовый щит Земли. Но фреоны по-прежнему вырабатываются промышленностью и поступают в атмосферу. Тем не менее соблюдение Монреальского протокола привело к сокращению озоновых дыр.

Что может сделать каждый для сохранения озоносферы?

Исследователи предполагают, что на полное восстановление защитного экрана потребуется еще несколько десятилетий. Это в том случае, если прекратится его интенсивное разрушение, что вызывает немало сомнений. Парниковые газы продолжают поступать в атмосферу, производятся запуски ракет и других космических аппаратов, растет парк воздушных судов в разных странах. Это означает, что ученым еще предстоит разработать эффективные пути охраны озонового щита от разрушения.

На бытовом уровне каждый человек тоже может внести свой вклад. Озон меньше будет подвергаться разложению, если воздух станет чище, будет меньше содержать пыли, сажи, токсичных выхлопов автотранспорта. Для охраны тонкой озоносферы необходимо прекратить сжигание отходов, наладить повсеместно их безопасную утилизацию. Транспорт нужно переводить на более экологически чистые виды топлива, повсеместно экономить разные виды энергоресурсов.

fb.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *