„Можете да кажете, че целта на човека е да унищожи вида си, след като преди това направи земното кълбо необитаемо.

Дж. Б. Ламарк.

След формирането на силно индустриализирано общество, опасната човешка намеса в природата се е увеличила драстично, тя е станала по-разнообразна и заплашва да се превърне в глобална опасност за човечеството. Реална заплаха от глобална екологична криза, разбирана от цялото население на планетата, е надвиснала над света. Истинската надежда за предотвратяването му е в непрекъснатото екологично образование и просвета на хората.

Можем да посочим основните причини, водещи до екологична катастрофа:

замърсяване

отравяне на околната среда;

изчерпване на атмосферата с кислород;

Образуване на озонови „дупки“.

Този доклад обобщава някои литературни данни за причините и последствията от разрушаването на озоновия слой, както и начините за решаване на проблема с образуването на „озонови дупки“.

Химични и биологични характеристики на озона

Озонът е алотропна модификация на кислорода. Естеството на химичните връзки в озона причинява неговата нестабилност (след определено време озонът спонтанно се трансформира в кислород: 2O 3 → 3O 2) и висока окислителна способност. Окислителният ефект на озона върху органичните вещества е свързан с образуването на радикали: RH + O 3 → RO 2. +OH.

Тези радикали инициират радикални верижни реакции с биоорганични молекули (липиди, протеини, нуклеинови киселини), което води до клетъчна смърт. Използването на озон за стерилизиране на питейната вода се основава на способността му да убива микробите. Озонът не е безразличен и към висшите организми. Продължителното излагане на среда, съдържаща озон (като стаи за физиотерапия и кварцово облъчване) може да причини сериозно увреждане на нервната система. Следователно озонът в големи дози е токсичен газ. Максимално допустимата му концентрация във въздуха на работната зона е 0,1 mg / m 3.

Има много малко озон, който мирише толкова прекрасно по време на гръмотевична буря, в атмосферата - 3-4 ppm (ppm) - (3-4) * 10 -4%. Въпреки това за флората и фауната на планетата присъствието му е изключително важно. В крайна сметка животът, възникнал в океанските дълбини, успя да „изпълзи“ на сушата едва след образуването на озоновия щит преди 600–800 милиона години. Поглъщайки биологично активната слънчева ултравиолетова радиация, тя осигурява безопасното си ниво на повърхността на планетата. Животът на Земята е немислим без озоновия слой, който предпазва всички живи същества от вредното ултравиолетово лъчение на слънцето. Изчезването на озоносферата би довело до непредвидими последици - избухване на рак на кожата, унищожаване на планктона в океана, мутации на флората и фауната. Ето защо е толкова важно да се разберат причините за озоновата „дупка“ над Антарктика и намаляването на съдържанието на озон в Северното полукълбо.

Озонът се образува в горната стратосфера (40-50 km) по време на фотохимични реакции, включващи кислород, азот, водород и хлор. Атмосферният озон е концентриран в две области – стратосферата (до 90%) и тропосферата. Що се отнася до слоя тропосферен озон, разпределен на височина от 0 до 10 км, именно поради неконтролираните промишлени емисии той става все повече и повече. В долната стратосфера (10-25 km), където има най-много озон, основна роля в сезонните и по-дългосрочни промени в концентрацията му играят процесите на пренос на въздушна маса.

Дебелината на озоновия слой над Европа намалява с бързи темпове, което не може да не вълнува умовете на учените. През последната година дебелината на озоновото „покритие“ е намаляла с 30%, а скоростта на влошаване на естествения защитен слой е достигнала най-високото ниво за последните 50 години. Установено е, че на повърхността на ледените кристали и всякакви други частици, които са попаднали във високите стратосферни слоеве над полярните области, протичат химични реакции, които разрушават озона. Каква опасност крие това за хората?

Тънкият озонов слой (2-3 мм, когато е разпределен по земното кълбо) не е в състояние да предотврати проникването на късовълнови ултравиолетови лъчи, които причиняват рак на кожата и са опасни за растенията. Ето защо днес, поради високата активност на слънцето, слънчевите бани станаха по-малко полезни. Всъщност екологичните центрове трябва да дават препоръки на населението как да действат в зависимост от активността на слънцето, но у нас няма такъв център.

Изменението на климата е свързано с изчерпването на озоновия слой. Ясно е, че промените ще настъпят не само на територията, върху която е „разтегната” озоновата дупка. Верижната реакция ще доведе до промени в много от дълбоките процеси на нашата планета. Това не означава, че бързото глобално затопляне ще започне навсякъде, тъй като те ни плашат във филмите на ужасите. Все пак това е твърде сложен и дълъг процес. Но могат да възникнат други катаклизми, например броят на тайфуните, торнадото, ураганите ще се увеличи.

Установено е, че "дупки" в озоновия слой се появяват над Арктика и Антарктида. Това се дължи на факта, че на полюсите се образуват киселинни облаци, които разрушават озоновия слой. Оказва се, че озоновите дупки възникват не от дейността на слънцето, както се смята, а от ежедневните дейности на всички жители на планетата, включително и на нас. Тогава „киселинните пропуски“ се изместват и най-често към Сибир.

С помощта на нов математически модел беше възможно да се свържат заедно данните от наземни, сателитни и въздушни наблюдения с нивата на вероятните бъдещи емисии на озоноразрушаващи съединения в атмосферата, времето на транспортирането им до Антарктика и времето в южните ширини. С помощта на модела е получена прогноза, според която озоновият слой над Антарктида ще се възстанови през 2068 г., а не през 2050 г., както се смяташе.

Известно е, че в момента нивото на озона в стратосферата над територии, отдалечени от полюсите, е под нормата с около 6%. В същото време през пролетния период съдържанието на озон над Антарктика може да намалее със 70% спрямо средната годишна стойност. Новият модел дава възможност да се предскажат по-точно нивата на озоноразрушаващи газове над Антарктика и тяхната времева динамика, която определя размера на озоновата „дупка“.

Използването на озоноразрушаващи вещества е ограничено от Монреалския протокол. Смятало се, че това ще доведе до бързо „затягане“ на озоновата дупка. Нови проучвания обаче показват, че в действителност темпът на намаляването му ще стане забележим едва от 2018 г.

История на озона

Първите наблюдения на озона датират от 1840 г., но проблемът с озона се развива бързо през 20-те години на миналия век, когато в Англия и Швейцария се появяват специални наземни станции.

Сондирането на атмосферния озон и изпусканията на озонови сонди откриха допълнителен начин за изследване на връзката между транспортирането на озона и стратификацията на атмосферата. Новата ера е белязана от появата на изкуствени спътници на Земята, които наблюдават атмосферния озон и предоставят огромно количество информация.

През 1986 г. е подписан Монреалският протокол за ограничаване на производството и консумацията на озоноразрушаващи вещества, които разрушават озоновия слой. Към днешна дата 189 държави са се присъединили към Монреалския протокол. Установени са и сроковете за прекратяване на производството на други озоноразрушаващи вещества. Според прогнозите на модела, ако се спазва протоколът, нивото на хлора в атмосферата ще намалее до 2050 г. до нивото от 1980 г., което може да доведе до изчезването на антарктическата „озонова дупка“.

Причини за образуването на "озоновата дупка"

През лятото и пролетта концентрацията на озон се увеличава. Той винаги е по-висок над полярните райони, отколкото над екваториалните. Освен това се променя според 11-годишен цикъл, съвпадащ с цикъла на слънчевата активност. Всичко това беше добре известно още през 80-те години на миналия век. Наблюденията показват, че бавно, но постоянно намаляване на концентрацията на стратосферния озон се случва над Антарктика от година на година. Това явление беше наречено „озонова дупка“ (въпреки че, разбира се, нямаше дупка в правилното значение на тази дума).

По-късно, през 90-те години на миналия век, същото намаление започва да се наблюдава и над Арктика. Феноменът на антарктическата „озонова дупка“ все още не е ясен: дали „дупката“ е възникнала в резултат на антропогенно замърсяване на атмосферата, или това е естествен геоастрофизичен процес.

Сред версиите за образуване на озонови дупки са:

· влиянието на частиците, излъчени при атомни експлозии;

полети на ракети и самолети на голяма надморска височина;

· реакции с озон на някои вещества, произведени от химически заводи. Това са предимно хлорирани въглеводороди и особено фреони - хлорфлуоровъглеводороди, или въглеводороди, в които всички или повечето от водородните атоми са заменени с флуорни и хлорни атоми.

Хлорофлуоровъглеводородите се използват широко в съвременните битови и промишлени хладилници (поради това се наричат ​​"фреони"), в аерозолни кутии, като препарати за химическо чистене, за гасене на пожари в транспорта, като пенообразуватели, за синтез на полимери. Световното производство на тези вещества е достигнало почти 1,5 милиона тона/годишно.

Тъй като са силно летливи и доста устойчиви на химическа атака, хлорофлуоровъглеводородите влизат в атмосферата след употреба и могат да останат в нея до 75 години, достигайки височината на озоновия слой. Тук под действието на слънчевата светлина те се разлагат, отделяйки атомен хлор, който служи като основен „нарушител“ в озоновия слой.

Широкото използване на изкопаемите ресурси е придружено от изпускане в атмосферата на големи маси от различни химични съединения. Повечето антропогенни източници са съсредоточени в градове, които заемат само малка част от територията на нашата планета. В резултат на движението на въздушните маси от подветрената страна на големите градове се образува многокилометров шлейф от замърсяване.

Източниците на замърсяване на въздуха са:

1) Автомобилен транспорт. Може да се предположи, че приносът на транспорта към замърсяването на въздуха ще се увеличава с увеличаване на броя на автомобилите.

2) Индустриално производство. Основните продукти на основния органичен синтез са етилен (почти половината от всички органични вещества се произвеждат на негова основа), пропилен, бутадиен, бензол, толуен, ксилени и метанол. Емисиите от химическата и нефтохимическата промишленост съдържат широк спектър от замърсители: компоненти на суровината, междинни продукти, странични продукти и продукти от целеви синтез.

3) Аерозоли. Флуорохлоровъглеводородите (фреони) се използват широко като летливи компоненти (пропеланти) в аерозолни опаковки. За тези цели са използвани около 85% от фреоните и само 15% - в хладилни и изкуствени климатични инсталации. Спецификата на използването на фреоните е такава, че 95% от количеството им влиза в атмосферата 1-2 години след производството. Смята се, че почти цялото количество произведени фреони трябва рано или късно да влезе в стратосферата и да бъде включено в каталитичния цикъл на разрушаване на озона.

Земната кора съдържа различни газове в свободно състояние, сорбирани от различни скали и разтворени във вода. Някои от тези газове достигат земната повърхност през дълбоки разломи и пукнатини и дифундират в атмосферата. Наличието на въглеводородно дишане на земната кора се доказва от повишеното съдържание на метан в приземния въздух над нефтените и газовите басейни в сравнение с глобалния фон.

Проучванията показват, че газовете на вулканите в Никарагуа съдържат значителни количества HF. Анализът на въздушните проби, взети от кратера на вулкана Масая, също показа наличието на фреони в тях заедно с други органични съединения. Халогенирани въглеводороди също присъстват в газовете от хидротермални източници. Тези данни изискват доказателства, че откритите флуоровъглеводороди не са от антропогенен произход. И такива доказателства бяха получени. CFC са открити във въздушни мехурчета на 2000-годишен антарктически лед. Експертите на НАСА предприеха уникално изследване на въздуха от херметически затворен оловен ковчег, открит в Мериленд и надеждно датиран от 17-ти век. В него са открити и фреони. Още едно потвърждение за съществуването на естествен източник на фреони беше „издигнато“ от морското дъно. CFCl 3 е открит във вода, извлечена през 1982 г. от дълбочина над 4000 метра в екваториалната част на Атлантическия океан, на дъното на Алеутския ров и на дълбочина 4500 метра край бреговете на Антарктида.

Погрешни схващания за озоновите „дупки“

Има няколко широко разпространени митове за образуването на озонови дупки. Въпреки ненаучния си характер, те често се появяват в медиите – понякога от незнание, понякога подкрепяни от привърженици на конспиративни теории. Някои от тях са изброени по-долу.

1) Фреоните са основните разрушители на озона.Това твърдение е вярно за средните и високите ширини. В останалата част цикълът на хлора е отговорен само за 15-25% от загубата на озон в стратосферата. Трябва да се отбележи, че 80% от хлора е от антропогенен произход. Тоест човешката намеса значително увеличава приноса на цикъла на хлора. Преди човешката намеса процесите на образуване на озон и неговото разрушаване са били в равновесие. Но фреоните, излъчвани от човешката дейност, изместиха този баланс към намаляване на концентрацията на озон. Механизмът на разрушаване на озона в полярните райони се различава по принцип от по-високите ширини; ключовият етап е превръщането на неактивните форми на халоген-съдържащи вещества в оксиди, което се случва на повърхността на частици от полярните стратосферни облаци. И в резултат на това почти целият озон се унищожава при реакции с халогени (хлорът е отговорен за 40-50%, а бромът е около 20-40%).

2) Фреоните са твърде тежки, за да достигнат до стратосферата .

Понякога се твърди, че тъй като молекулите на фреон са много по-тежки от азота и кислорода, те не могат да достигнат до стратосферата в значителни количества. Въпреки това, атмосферните газове се смесват напълно, а не стратифицирани или сортирани по тегло. Оценките на необходимото време за дифузионно отделяне на газовете в атмосферата изискват времена от порядъка на хиляди години. Разбира се, това не е възможно в динамична атмосфера. Следователно дори такива тежки газове като инертни или фреони са равномерно разпределени в атмосферата, достигайки, наред с други неща, стратосферата. Експерименталните измервания на техните концентрации в атмосферата потвърждават това. Ако газовете в атмосферата не се смесват, тогава такива тежки газове от нейния състав като аргон и въглероден диоксид биха образували слой с дебелина няколко десетки метра върху земната повърхност, което би направило земната повърхност необитаема. За щастие това не е така.

3) Основните източници на халогени са естествени, а не антропогенни

Източници на хлор в стратосферата

Смята се, че естествените източници на халогени, като вулкани или океани, са по-значими за процеса на разрушаване на озона, отколкото тези, създадени от човека. Без да поставяме под съмнение приноса на природните източници към общия баланс на халогените, трябва да се отбележи, че те обикновено не достигат до стратосферата поради факта, че са водоразтворими (главно хлоридни йони и хлороводород) и се отмиват от атмосфера, падаща като дъжд на земята.

4) Озоновата дупка трябва да се намира над източниците на фреон

Динамика на промените в размера на озоновата дупка и концентрацията на озон в Антарктика през годините.

Мнозина не разбират защо озоновата дупка се образува в Антарктида, когато основните емисии на фреони се случват в Северното полукълбо. Факт е, че фреоните са добре смесени в тропосферата и стратосферата. Поради ниската си реактивност те практически не се консумират в долните слоеве на атмосферата и имат живот от няколко години или дори десетилетия. Следователно те лесно достигат до горните слоеве на атмосферата. Антарктическата „озонова дупка“ не съществува постоянно. Появява се в края на зимата - началото на пролетта.

Причините за образуването на озоновата дупка в Антарктида са свързани с местния климат. Ниските температури на антарктическата зима водят до образуването на полярния вихър. Въздухът вътре в този вихър се движи предимно по затворени пътища около Южния полюс. По това време полярната област не е осветена от Слънцето и озонът не се среща там. С настъпването на лятото количеството озон се увеличава и отново достига предишната си норма. Тоест, колебанията в концентрацията на озон над Антарктика са сезонни. Ако обаче проследим динамиката на промените в концентрацията на озон и размера на озоновата дупка, осреднени през годината през последните десетилетия, тогава има строго определена тенденция към намаляване на концентрацията на озон.

5) Озонът се разпада само над Антарктида

Еволюцията на озоновия слой над Ароза, Швейцария

Това не е вярно, нивото на озона също спада в цялата атмосфера. Това показват резултатите от дългосрочни измервания на концентрацията на озон в различни части на планетата. Можете да разгледате графиката на концентрацията на озон над Arosa (Швейцария).

Начини за решаване на проблеми

За да започне глобално възстановяване, е необходимо да се намали достъпът до атмосферата на всички вещества, които много бързо разрушават озона и се съхраняват там за дълго време. Хората трябва да разберат това и да помогнат на природата да включи процеса на възстановяване на озоновия слой, по-специално са необходими нови горски насаждения.

За да възстановите озоновия слой, той трябва да бъде подхранван. Първоначално за тази цел е трябвало да се създадат няколко наземни озонови фабрики и да се „хвърли“ озон в горните слоеве на атмосферата на товарни самолети. Този проект обаче (вероятно това беше първият проект за "лекуване" на планетата) не беше реализиран. Друг начин е предложен от руския консорциум "Интерозон": да се произвежда озон директно в атмосферата. В близко бъдеще съвместно с немската компания Daza се планира издигане на балони с инфрачервени лазери на височина от 15 км, с помощта на които да се получава озон от двуатомен кислород. Ако този експеримент се окаже успешен, в бъдеще се планира да се използва опита на руската орбитална станция "Мир" и да се създадат няколко космически платформи с енергийни източници и лазери на височина 400 км. Лазерните лъчи ще бъдат насочени към централната част на озоновия слой и постоянно ще го захранват. Източникът на енергия могат да бъдат слънчеви панели. Астронавтите на тези платформи ще се изискват само за периодични проверки и ремонти.

Дали грандиозният мирен проект ще се сбъдне, времето ще покаже.

Предвид спешността на ситуацията изглежда необходимо:

Разширяване на комплекса от теоретични и експериментални изследвания по проблема за опазване на озоновия слой;

Създаване на Международен фонд за опазване на озоновия слой с активни средства;

Организирайте Международен комитет за разработване на стратегия за оцеляване на човечеството в екстремни условия.

Библиография

1. (ru -).

2. ((цитиране на уеб - | url = http://www.duel.ru/200530/?30_4_2 - | title = "Дуел" Заслужава ли си? - | accessdate = 3.07.2007 - | lang = ru - ) )

3. И.К.Ларин. Озоновият слой и климатът на Земята. Грешки на ума и тяхното коригиране ..

4. Национална академия на науките Халокарбони: Ефекти върху стратосферния озон. - 1976 г.

5. Бабакин Б. С. Хладилни агенти: история на появата, класификация, приложение.

6. Списание „Екология и живот”. Статия от E.A. Жадина, кандидат физико-математически науки.

Озонът се намира в отпадъчните газове, отделяни от предприятията, и е опасен химикал. Той е много активен елемент и може да причини корозия на конструктивни елементи на различни конструкции. В атмосферата обаче озонът се превръща в безценен помощник, без който животът на Земята просто не би могъл да съществува.

Стратосферата се нарича, която следва тази, в която живеем. Горната му част е покрита с озон, съдържанието му в този слой е 3 молекули на 10 милиона други въздушни молекули. Въпреки факта, че концентрацията е много ниска, озонът изпълнява най-важната функция - той е в състояние да блокира пътя на ултравиолетовите лъчи, идващи от космоса, едновременно със слънчевата светлина. Ултравиолетовите лъчи влияят негативно върху структурата на живите клетки и могат да причинят развитието на заболявания като очна катаракта, рак и други сериозни заболявания.

Основата на защитата е следният принцип. В момента, когато молекулите на кислорода се срещнат по пътя на ултравиолетовите лъчи, настъпва реакцията на тяхното разделяне на 2 кислородни атома. Получените атоми се комбинират с неразделени молекули, създавайки озонови молекули, състоящи се от 3 кислородни атома. При среща с молекули на озона, последните ги разрушават на три кислородни атома. Моментът на разделяне на молекулите е придружен от отделяне на топлина и те вече не достигат повърхността на Земята.

Озонови дупки

Процесът на превръщане на кислорода в озон и обратно се нарича кислородно-озонов цикъл. Механизмът му е балансиран, но динамиката варира в зависимост от интензивността на слънчевата радиация, сезона и природните бедствия, по-специално учените стигнаха до извода, че човешката дейност се отразява негативно на дебелината му. Разрушаването на озоновия слой е регистрирано през последните десетилетия на много места. В някои случаи изчезва напълно. Как да намалим негативното въздействие на човек върху този цикъл?

Озоновите дупки възникват поради факта, че процесът на разрушаване на защитния слой е много по-интензивен от неговото генериране. Това се дължи на факта, че в процеса на човешкия живот атмосферата се замърсява от различни озоноразрушаващи съединения. Това са преди всичко хлор, бром, флуор, въглерод и водород. Учените смятат, че CFC са основната заплаха за озоновия слой. Те намират широко приложение в хладилни, промишлени разтворители, климатици и аерозолни кутии.

Хлорът, достигайки до озоновия слой, взаимодейства с. Химическата реакция също произвежда кислородна молекула. Когато хлорният оксид срещне свободен кислороден атом, възниква друго взаимодействие, в резултат на което се отделя хлор и се появява кислородна молекула. В бъдеще веригата се повтаря, тъй като хлорът не е в състояние да излезе извън границите на атмосферата или да потъне на земята. Озоновите дупки са следствие от факта, че концентрацията на този елемент намалява поради ускореното му разделяне, когато в слоя му се появят външни чужди компоненти.

Места на локализация

Най-големите озонови дупки са открити над Антарктида. Техният размер на практика съответства на площта на самия континент. Тази област е практически необитаема, но учените изразяват опасения, че пропастта може да се разпространи и в други райони на планетата, силно населени. Това е изпълнено със смъртта на Земята.

За да се предотврати намаляването на озоновия слой, е необходимо преди всичко да се намали количеството на вредните вещества, изхвърляни в атмосферата. През 1987 г. е подписан Монреалският договор в 180 държави, който предвижда поетапно намаляване на емисиите на вещества, съдържащи хлор. Сега озоновите дупки вече се свиват и учените изразяват надежда, че ситуацията ще се подобри напълно до 2050 г.

Земната атмосфера съдържа няколко слоя, разположени на различни височини. Един от най-важните е озоновият слой, разположен в стратосферата. За да разберете какво представлява озоновата дупка, трябва да разберете функцията на този слой и значението на съществуването му за живота на планетата.

Описание

Височината на озоновия слой варира в зависимост от температурния режим на дадена област, например в тропиците е в диапазона между 25 и 30 km, а на полюсите - от 15 до 20 km. Озонът е газ, произведен от действието на слънчевата радиация върху кислородните молекули. Процесът на дисоциация на озона води до поглъщане на по-голямата част от опасното ултравиолетово лъчение, излъчвано от Слънцето.
Дебелината на слоя обикновено се измерва в единици на Добсън, всяка от които е равна на озонов слой от 10 микрометра, при нормално налягане и температура. Минималната дебелина, под която слоят престава да съществува, е 220 единици. Добсън. Наличието на озоновия слой е установено от френските физици Чарлз Фабри и Анри Бюисон в началото на 20-ти век с помощта на спектроскопски анализ.

Озонови дупки

Има много версии за това какво точно провокира изтъняването на озоновия слой на планетата. Някои учени обвиняват за това антропогенни фактори, докато други го смятат за естествен процес. Озоновите дупки са намаляването или пълното изчезване на даден газ от стратосферата. За първи път този феномен е регистриран през 1985 г., той се намира на площ от около 1 хиляда квадратни километра в района на Антарктида.
Появата на тази дупка беше циклична, появи се през август и изчезна през декември. В същото време в района на Арктика се появи още една малко по-малка дупка. С развитието на технологиите стана възможно да се записва образуването на счупвания на озоновия слой в реално време и сега учените могат уверено да кажат, че на планетата има няколкостотин от тях. Най-големите са разположени на полюсите.

Причини и последици от озоновите дупки

Има теория, че озоновите дупки възникват по естествени причини. Според него, тъй като превръщането на кислорода в озон става в резултат на излагане на слънчева радиация, то при липсата му през полярната зима този газ не се произвежда. По време на дълга нощ образувалият се вече озон, поради голямата си маса, се спуска в долните слоеве на атмосферата, където се разрушава от налягане. Тази версия отлично обяснява появата на дупки над полюсите, но не изяснява образуването на техните мащабни аналози над териториите на Казахстан и Русия, където не се наблюдават полярни нощи.
Наскоро научната общност се съгласи, че има както естествени, така и създадени от човека причини за разрушаването на озона. Антропогенният фактор включва повишаване на концентрацията на определени химикали в земната атмосфера. Озонът се разрушава при реакции с хлор, водород, бром, хлороводород, азотен монооксид, метан, както и фреон и неговите производни. Причините и последствията от озоновите дупки все още не са напълно установени, но почти всяка година носи нови открития в тази област.

Защо озоновите дупки са опасни?

Озонът абсорбира изключително опасна слънчева радиация, предотвратявайки достигането й до повърхността на планетата. Когато слоят от този газ стане по-тънък, всичко на Земята е изложено на обикновено радиоактивно облъчване. Това провокира растежа на ракови заболявания, локализирани предимно по кожата. За растенията изчезването на озона също е пагубно, в тях се появяват различни генетични мутации и общо намаляване на жизнеността. През последните години човечеството все по-добре осъзнава колко опасни са озоновите дупки за живота на Земята.

Заключение

Осъзнавайки опасността от унищожаване на озона, международната общност предприе редица мерки, насочени към намаляване на негативното въздействие върху атмосферата. През 1987 г. в Монреал е подписан протокол, който задължава да се сведе до минимум използването на фреон в промишлеността, тъй като именно този газ провокира появата на дупки извън полярните региони. Въпреки това ще са необходими около сто години, докато вече изпуснатият в атмосферата фреон се разложи, така че броят на озоновите дупки в земната атмосфера е малко вероятно да намалее в близко бъдеще.

Тази огромна дупка в озоновия слой на земята е открита през 1985 г., тя се появи над Антарктида. В диаметър той е повече от хиляда километра, а по площ - около девет милиона километра на квадрат.

Всяка година през месец август дупката изчезва и това се случва, сякаш тази огромна озонова празнина никога не е съществувала.

Озонова дупка - определение

Озоновата дупка е намаляване или пълно отсъствие на концентрация на озон в озоновия слой на Земята. Според доклада на Световната метеорологична организация и общоприетата в науката теория, значително намаляване на озоновия слой се дължи на все по-нарастващия антропогенен фактор – отделянето на бром и хлорсъдържащи фреони.

Има и друга хипотеза, според която самият процес на образуване на дупки в озоновия слой е естествен и по никакъв начин не е свързан с резултатите от дейността на човешката цивилизация.

Намаляването на концентрацията на озон в атмосферата причинява комбинация от фактори. Едно от основните е разрушаването на молекулите на озона при реакции с различни вещества от естествен и антропогенен произход, както и отсъствието на слънчева светлина и радиация през полярната зима. Това включва полярния вихър, който е особено стабилен и предотвратява проникването на озон от географските ширини на полярния регион, и получените стратосферни полярни облаци, чиято повърхност на частиците действа като катализатор за реакцията на разпадане на озона.

Тези фактори са типични за Антарктида, а в Арктика полярният вихър е много по-слаб поради факта, че няма континентална повърхност. Температурата тук е по-висока с известно количество, за разлика от Антарктида. Полярните стратосферни облаци са по-рядко срещани в Арктика и са склонни да се разпадат в началото на есента.

Какво е озон?

Озонът е отровно вещество, което е вредно за хората. В малки количества има много приятна миризма. За да се убедите в това, можете да се разходите в гората в гръмотевично поле – по това време ще се насладим на чист въздух, но по-късно ще се почувстваме много зле.

При нормални условия под земната атмосфера практически няма озон - това вещество присъства в големи количества в стратосферата, като започва някъде около 11 километра над земята и се простира до 50-51 километра. Озоновият слой се намира точно на върха на сома, тоест на приблизително 51 километра над земята. Този слой поглъща смъртоносните лъчи на слънцето и така защитава нашия и не само нашия живот.

Преди откриването на озонови дупки, озонът се смяташе за вещество, което отравя атмосферата. Смятало се, че атмосферата е изпълнена с озон и че именно той е главният виновник за „парниковия ефект“, с който трябва да се направи нещо.

В настоящето, напротив, човечеството се опитва да предприеме стъпки за възстановяване на озоновия слой, тъй като озоновият слой става по-тънък по цялата земя, а не само над Антарктида.

Има много хипотези, които се опитват да обяснят спада в концентрацията на озон. Причините за неговите колебания в земната атмосфера са свързани с:

• · с динамични процеси, протичащи в земната атмосфера (вътрешни гравитационни вълни, Азорски антициклон и др.);
• С влиянието на Слънцето (колебания в неговата активност);
• · с вулканизъм като следствие от геоложки процеси (изтичане на фреони от вулкани, участващи в разрушаването на озоновия слой, вариации в магнитното поле на Земята и др.);
• · с естествени процеси, протичащи в горните черупки на Земята, включително дейността на азот-продуциращи микроорганизми, морски течения (феноменът Ел Ниньо), горски пожари и др.;
• · с антропогенния фактор, свързан с човешката икономическа дейност, когато в атмосферата се отделят значителни количества озоноразрушаващи съединения.

През последните десетилетия въздействието на антропогенните фактори нарасна драстично, което доведе до появата на екологични проблеми, които неочаквано бяха превърнати в глобални от самите хора: парников ефект, киселинни дъждове, обезлесяване, опустиняване на територии, замърсяване на околната среда с вредни вещества, намаляване на биологичното разнообразие на планетата.

Някои учени смятат, че човешката икономическа дейност до голяма степен е увеличила дела на халогенния път на стратосферния озон, което е провокирало появата на озонови дупки.

Протоколът от Монреал от 1987 г. забрани производството на хладилни агенти, което през последния половин век позволяваше да се съхранява храната и по този начин не само направи живота по-удобен за хората, но и спаси живота на много милиони хора, страдащи от недостиг на храна. Тъй като евтините хладилни агенти бяха забранени, слабо развитите страни не бяха в състояние да закупят скъпи хладилници. Поради това те не могат да съхраняват своите селскостопански продукти. Скъпото вносно оборудване, разработено в страните на инициаторите на "борбата срещу озоновите дупки", им носи значителни приходи. Забраната на хладилните агенти допринесе за увеличаване на смъртността в най-бедните страни.

Днес можем с увереност да кажем, че няма строго научно доказани доказателства относно разрушителния ефект на изкуствено създадените хлорфлуоровъглеродни молекули върху озоновия слой на планетата. Но в научната общност преобладава гледната точка, според която през втората половина на 20-ти век причината за намаляването на дебелината на озоновия слой е антропогенният фактор, който под формата на освобождаване на фреони, съдържащи хлор и бром, доведе до значително изтъняване на озоновия слой.

Фреоните са флуорсъдържащи производни на наситени въглеводороди (главно метан и етан), използвани като хладилни агенти в хладилници. В допълнение към флуорните атоми, фреоновите молекули обикновено съдържат хлорни атоми, по-рядко бромни атоми. Известни са повече от 40 различни фреона. Повечето от тях се произвеждат от индустрията.

Фреон 22 (фреон 22) - се отнася до вещества от 4-ти клас на опасност. Под действието на температури над 400°C може да се разложи с образуването на силно токсични продукти: тетрафлуоретилен (клас на опасност 4), хлороводород (клас на опасност 2), флуороводород (клас на опасност 1).

Така получените данни затвърдиха заключението на много (но не всички!) изследователи, че наблюдаваната загуба на озон в средните и високите географски ширини се дължи главно на антропогенни хлор- и бром-съдържащи съединения.

Но според други идеи, образуването на "озонови дупки" до голяма степен е естествен, периодичен процес, който не е свързан изключително с вредното въздействие на човешката цивилизация. Не много хора споделят тази гледна точка днес, не само поради липсата на аргументи, но и защото се оказа по-изгодно да се следва след „глобалните утопии”. Много учени, при липсата на средства за научни изследвания, станаха и стават жертви на безвъзмездни средства за обосноваване на идеите за „глобален екологичен шовинизъм“ и вината за напредъка в това.

Както посочва Г. Крученицки, А. Хргян, водещ експерт в Русия по озон, той на практика беше първият, който обърна внимание на факта, че образуването и изчезването на озоновите дупки в северното полукълбо е свързано с атмосферно-динамични, а не с химически процеси . Съдържанието на озон може да се промени с няколко десетки процента в рамките на два до три дни. Тоест въпросът не е в озоноразрушаващите вещества, а в динамиката на самата атмосфера.

Е. Борисенков, изтъкнат специалист в областта на атмосферните изследвания, въз основа на обработка на данни от девет западноевропейски станции за двадесет и три години, установи връзка между 11-годишните цикли на слънчева активност и промените в озона в земната атмосфера.

Причините за озоновите дупки са свързани най-вече с антропогенни източници на съединения, проникващи в стратосферния слой на земната атмосфера. Има обаче една уловка. Състои се във факта, че основните източници на озоноразрушаващи съединения не са разположени в полярните (южни и северни) ширини, а са концентрирани по-близо до екватора и почти изцяло са разположени в северното полукълбо. Докато най-честите явления на поява на изтъняване на озоновия слой (действителната поява на озонови дупки) се наблюдават в Антарктида (южното полукълбо) и по-рядко в Арктическата зона.

Тоест източниците на озоноразрушаващи съединения трябва бързо и добре да се смесват в земната атмосфера. В същото време те бързо напускат долните слоеве на атмосферата, където трябва да се наблюдават и техните реакции с участието на озона. Честно казано, трябва да се отбележи, че в тропосферата има много по-малко озон, отколкото в стратосферата. В допълнение, "животът" на тези съединения може да достигне няколко години. Следователно те могат да достигнат до стратосферата при условия на доминиращи вертикални движения на въздушните маси и топлина. Но тук идва трудността. Тъй като основните движения, свързани с преноса на топлина и маса (топлина + транспортирана въздушна маса), се извършват именно в тропосферата. И тъй като температурата на въздуха вече на височина 11-10 km е постоянна и е около - 50 ° C, този пренос на топлина и маса от тропосферния слой към стратосферния трябва да се забави. А участието на антропогенни източници, които разрушават озоновия слой, може да не е толкова значимо, колкото се смята досега.

Следващият факт, който може да намали ролята на антропогенния фактор за разрушаването на озоновия слой на Земята е появата на озонови дупки, предимно през пролетта или зимата. Но това, първо, противоречи на предположението за възможността за бързо смесване на озоноразрушаващи съединения в земната атмосфера и тяхното проникване в стратосферния слой с висока концентрация на озон. Второ, антропогенният източник на озоноразрушаващи съединения е постоянен. Следователно е трудно да се обясни причината за появата на озонови дупки през пролетта и зимата, а дори и в полярните ширини, с антропогенна причина. От друга страна, наличието на полярни зими и естественото намаляване на слънчевата радиация през зимата задоволително обясняват естествената причина за появата на озонови дупки над Антарктида и Арктика. Например, концентрациите на озон в земната атмосфера през лятото варират от 0 до 0,07%, а през зимата от 0 до 0,02%.

В Антарктида и Арктика механизмът на разрушаване на озона е коренно различен от по-високите географски ширини. Тук основно се осъществява превръщането на неактивни форми на халоген-съдържащи вещества в оксиди. Реакцията протича на повърхността на частици от полярни стратосферни облаци. В резултат на това почти целият озон се унищожава при реакции с халогени. В същото време хлорът е отговорен за 40-50%, а бромът е около 20-40%.

С настъпването на полярното лято количеството на озона се увеличава и отново достига предишната си норма. Тоест, колебанията в концентрацията на озон над Антарктика са сезонни. Всеки признава това. Но ако все пак по-ранните привърженици на антропогенните източници на озоноразрушаващи съединения са били склонни да твърдят, че през годината има постоянно намаляване на концентрацията на озон, то по-късно тази динамика се оказва обратната. Озоновите дупки започнаха да се свиват. Въпреки че, според тях, възстановяването на озоновия слой трябва да отнеме няколко десетилетия. Тъй като се смяташе, че в атмосферата се е натрупало огромно количество фреони от антропогенни източници, които са имали живот от десетки и дори стотици години. Следователно затягането на озоновата дупка не трябва да се очаква преди 2048 година. Както виждате, тази прогноза не се сбъдна. От друга страна, усилията за намаляване на обемите на производството на фреон бяха кардинални.

организъм ултравиолетов озон морски