"Võite ehk öelda, et inimese eesmärk on hävitada omasugused, kuna ta on varem maakera elamiskõlbmatuks muutnud."

J. B. Lamarck.

Pärast kõrgelt industrialiseeritud ühiskonna kujunemist on inimeste ohtlik sekkumine loodusesse hüppeliselt suurenenud, muutunud mitmekesisemaks ja ähvardab muutuda globaalseks ohuks inimkonnale. Ülemaailmse ökoloogilise kriisi oht, mida mõistab kogu planeedi elanikkond, ripub üle maailma. Tõeline lootus selle ennetamiseks peitub pidevas keskkonnakasvatuses ja inimeste valgustamises.

Võime välja tuua peamised põhjused, mis põhjustavad ökoloogilise katastroofi:

reostus

keskkonnamürgitus;

atmosfääri ammendumine hapnikuga;

Osooni "aukude" tekkimine.

See aruanne võtab kokku mõned kirjanduslikud andmed osoonikihi hävimise põhjuste ja tagajärgede kohta, samuti osooniaukude tekke probleemi lahendamise viiside kohta.

Osooni keemilised ja bioloogilised omadused

Osoon on hapniku allotroopne modifikatsioon. Osooni keemiliste sidemete olemus põhjustab selle ebastabiilsuse (teatud aja möödudes muutub osoon spontaanselt hapnikuks: 2O 3 → 3O 2) ja kõrge oksüdatsioonivõime. Osooni oksüdatiivne toime orgaanilistele ainetele on seotud radikaalide moodustumisega: RH + O 3 → RO 2. +OH.

Need radikaalid käivitavad radikaalseid ahelreaktsioone bioorgaaniliste molekulidega (lipiidid, valgud, nukleiinhapped), mis viib rakusurma. Osooni kasutamine joogivee steriliseerimiseks põhineb selle võimel tappa mikroobe. Osoon pole ükskõikne ka kõrgemate organismide suhtes. Pikaajaline kokkupuude osooni sisaldava keskkonnaga (nagu füsioteraapia ja kvartskiiritusruumid) võib põhjustada tõsiseid närvisüsteemi kahjustusi. Seetõttu on osoon suurtes annustes mürgine gaas. Selle maksimaalne lubatud kontsentratsioon tööpiirkonna õhus on 0,1 mg / m 3.

Osooni, mis äikese ajal nii imeliselt lõhnab, on atmosfääris väga vähe - 3-4 ppm (ppm) - (3-4) * 10 -4%. Planeedi taimestiku ja loomastiku jaoks on selle olemasolu aga äärmiselt oluline. Ookeanisügavustest tekkinud elu suutis ju maismaale “välja roomata” alles pärast osoonikilbi moodustumist 600–800 miljonit aastat tagasi. Neelates bioloogiliselt aktiivset päikese ultraviolettkiirgust, tagas see selle ohutu taseme planeedi pinnal. Elu Maal on mõeldamatu ilma osoonikihita, mis kaitseb kõiki elusolendeid Päikese kahjuliku ultraviolettkiirguse eest. Osonosfääri kadumine tooks kaasa ettearvamatud tagajärjed – nahavähi puhang, planktoni hävimine ookeanis, taimestiku ja loomastiku mutatsioonid. Seetõttu on nii oluline mõista Antarktika kohal tekkiva osooni "augu" ja põhjapoolkera osoonisisalduse vähenemise põhjuseid.

Osoon tekib stratosfääri ülaosas (40-50 km) fotokeemiliste reaktsioonide käigus, milles osalevad hapnik, lämmastik, vesinik ja kloor. Atmosfääriosoon on koondunud kahte piirkonda – stratosfääri (kuni 90%) ja troposfääri. Mis puudutab 0–10 km kõrgusel jaotunud troposfääriosoonikihti, siis just kontrollimatute tööstusheidete tõttu on seda aina rohkem. Alumises stratosfääris (10-25 km), kus osooni on kõige rohkem, mängivad selle kontsentratsiooni hooajalistes ja pikemaajalistes muutustes peamist rolli õhumassi ülekande protsessid.

Osoonikihi paksus Euroopa kohal kahaneb kiires tempos, mis ei saa muud kui teadlaste meelt erutada. Viimase aastaga on osooni "katte" paksus vähenenud 30% ning loodusliku kaitsekihi riknemise kiirus on jõudnud viimase 50 aasta kõrgeima tasemeni. On kindlaks tehtud, et osooni hävitavad keemilised reaktsioonid toimuvad jääkristallide ja mis tahes muude osakeste pinnal, mis on langenud kõrgetesse stratosfäärikihtidesse polaaralade kohal. Millist ohtu see inimesele kujutab?

Õhuke osoonikiht (2-3 mm, kui see levib üle maakera) ei suuda takistada lühilaineliste ultraviolettkiirte läbitungimist, mis põhjustavad nahavähki ja on taimedele ohtlikud. Seetõttu on tänapäeval päikese suure aktiivsuse tõttu päevitamine muutunud vähem kasulikuks. Õigupoolest peaksid ökoloogiakeskused andma elanikele soovitusi, kuidas päikese aktiivsusest lähtuvalt käituda, kuid meie riigis sellist keskust pole.

Kliimamuutusi seostatakse osoonikihi kahanemisega. On selge, et muutused ei toimu mitte ainult territooriumil, mille kohale osooniauk on “venitatud”. Ahelreaktsioon toob kaasa muutusi paljudes meie planeedi sügavates protsessides. See ei tähenda, et kõikjal algab kiire globaalne soojenemine, kuna need hirmutavad meid õudusfilmides. Siiski on see liiga keeruline ja pikk protsess. Kuid võib tekkida muid kataklüsme, näiteks suureneb taifuunide, tornaadode, orkaanide arv.

On kindlaks tehtud, et osoonikihis tekivad "augud" Arktika ja Antarktika kohal. See on tingitud asjaolust, et poolustele tekivad happepilved, mis hävitavad osoonikihti. Selgub, et osooniaugud ei teki mitte päikese aktiivsusest, nagu tavaliselt arvatakse, vaid kõigi planeedi elanike, kaasa arvatud meie, igapäevastest tegemistest. Siis nihutatakse "happevahed" ja kõige sagedamini Siberisse.

Uut matemaatilist mudelit kasutades oli võimalik siduda maapealsete, satelliidi ja õhuvaatluste andmed osoonikihti kahandavate ühendite tõenäolise tulevase atmosfääriheite tasemega, nende Antarktikasse transportimise aja ja ilmaga aastal. lõunapoolsed laiuskraadid. Mudelit kasutades saadi prognoos, mille kohaselt taastub osoonikiht Antarktika kohal 2068. aastal, mitte 2050. aastal, nagu arvati.

On teada, et praegu on osooni tase stratosfääris poolustest kaugemate territooriumide kohal normist umbes 6%. Samas võib kevadperioodil osoonisisaldus Antarktika kohal langeda 70% võrreldes aasta keskmise väärtusega. Uus mudel võimaldab täpsemalt ennustada osoonikihti kahandavate gaaside taset Antarktika kohal ja nende ajalist dünaamikat, mis määrab osooni "augu" suuruse.

Osoonikihti kahandavate ainete kasutamist piirab Montreali protokoll. Usuti, et see toob kaasa osooniaugu kiire "tihenemise". Uued uuringud on aga näidanud, et tegelikkuses hakkab selle vähenemise tempo märgata alles 2018. aastast.

Osooni ajalugu

Esimesed osoonivaatlused pärinevad 1840. aastast, kuid osooniprobleem arenes kiiresti välja 1920. aastatel, kui Inglismaal ja Šveitsis tekkisid spetsiaalsed maapealsed jaamad.

Atmosfääriosooni sondeerimine ja osoonisondide eraldumine õhus avasid täiendava võimaluse osooni transpordi ja atmosfääri kihistumise vahelise seose uurimiseks. Uut ajastut iseloomustab Maa tehissatelliitide ilmumine, mis jälgivad atmosfääri osooni ja annavad tohutul hulgal teavet.

1986. aastal allkirjastati Montreali protokoll osoonikihti kahandavate osoonikihti kahandavate ainete tootmise ja tarbimise piiramiseks. Praeguseks on Montreali protokolliga ühinenud 189 riiki. Kehtestatud on ka muude osoonikihti kahandavate ainete tootmise lõpetamise tähtajad. Mudelprognooside kohaselt langeb protokolli järgimise korral kloori tase atmosfääris aastaks 2050 1980. aasta tasemele, mis võib kaasa tuua Antarktika “osooniaugu” kadumise.

"Osooniaugu" tekkimise põhjused

Suvel ja kevadel osooni kontsentratsioon suureneb. Polaaralade kohal on see alati kõrgem kui ekvatoriaalpiirkondade kohal. Lisaks muutub see vastavalt 11-aastasele tsüklile, mis langeb kokku päikese aktiivsuse tsükliga. Kõik see oli hästi teada juba 1980. aastatel. Vaatlused on näidanud, et Antarktika kohal toimub aastast aastasse aeglane, kuid pidev stratosfääriosooni kontsentratsiooni langus. Seda nähtust nimetati "osooniauguks" (kuigi selle sõna õiges tähenduses auku muidugi polnud).

Hiljem, eelmise sajandi 90ndatel, hakkas samasugune langus toimuma ka Arktika kohal. Antarktika "osooniaugu" fenomen pole veel selge: kas "auk" tekkis atmosfääri inimtekkelise reostuse tagajärjel või on tegemist loodusliku geoastrofüüsikalise protsessiga.

Osooniaukude moodustumise versioonide hulgas on järgmised:

· aatomiplahvatuste käigus eralduvate osakeste mõju;

rakettide ja kõrglennukite lennud;

· mõnede keemiatehaste toodetud ainete reaktsioonid osooniga. Need on peamiselt klooritud süsivesinikud ja eriti freoonid – klorofluorosüsivesinikud ehk süsivesinikud, milles kõik või suurem osa vesinikuaatomitest on asendatud fluori ja kloori aatomitega.

Klorofluorosüsivesinikke kasutatakse laialdaselt tänapäevastes majapidamis- ja tööstuskülmikutes (seetõttu nimetatakse neid "freoonideks"), aerosoolpurkides, keemilise puhastusvahendina, tulekahjude kustutamiseks transpordis, vahuainetena, polümeeride sünteesiks. Nende ainete toodang maailmas on jõudnud peaaegu 1,5 miljoni tonnini aastas.

Kuna klorofluorosüsivesinikud on väga lenduvad ja keemilisele rünnakule üsna vastupidavad, satuvad nad pärast kasutamist atmosfääri ja võivad seal püsida kuni 75 aastat, ulatudes osoonikihi kõrgusele. Siin nad päikesevalguse toimel lagunevad, vabastades aatomi kloori, mis toimib osoonikihi peamise "segajana".

Fossiilsete ressursside laialdase kasutamisega kaasneb mitmesuguste keemiliste ühendite suurte masside sattumine atmosfääri. Enamik inimtekkelisi allikaid on koondunud linnadesse, mis hõivavad vaid väikese osa meie planeedi territooriumist. Õhumasside liikumise tulemusena suurlinnade tuulealuselt küljelt tekib mitme kilomeetri pikkune saastevool.

Õhusaaste allikad on:

1) Maanteetransport. Võib eeldada, et transpordi panus õhusaastesse autode arvu suurenedes suureneb.

2) Tööstuslik tootmine. Peamise orgaanilise sünteesi põhisaadused on etüleen (selle baasil toodetakse peaaegu pool kõigist orgaanilistest ainetest), propüleen, butadieen, benseen, tolueen, ksüleenid ja metanool. Keemia- ja naftakeemiatööstuse heitkogused sisaldavad suurt hulka saasteaineid: lähteaine komponendid, vahesaadused, kõrvalsaadused ja sihtsünteesi tooted.

3) Aerosoolid. Fluoroklorosüsivesinikke (freoone) kasutatakse laialdaselt lenduvate komponentidena (propellentidena) aerosoolpakendites. Nendel eesmärkidel kasutati umbes 85% freoonidest ja ainult 15% - külmutus- ja kunstliku kliimaseadmetes. Freoonide kasutamise eripära on selline, et 95% nende kogusest satub atmosfääri 1-2 aastat pärast tootmist. Arvatakse, et peaaegu kogu toodetud freoonide kogus peab varem või hiljem jõudma stratosfääri ja sisalduma osooni hävitamise katalüütilis tsüklis.

Maakoor sisaldab vabas olekus mitmesuguseid gaase, mis on sorbeeritud erinevate kivimite poolt ja lahustunud vees. Osa neist gaasidest jõuab sügavate pragude ja pragude kaudu Maa pinnale ning hajub atmosfääri. Maakoore süsivesinikhingamise olemasolust annab tunnistust maapealse õhu metaanisisalduse tõus nafta- ja gaasibasseinide kohal võrreldes globaalse taustaga.

Uuringud on näidanud, et Nicaragua vulkaanide gaasid sisaldavad märkimisväärses koguses HF-i. Masaya vulkaani kraatrist võetud õhuproovide analüüs näitas ka freoonide esinemist neis koos teiste orgaaniliste ühenditega. Halogeenitud süsivesinikke leidub ka hüdrotermiliste allikate gaasides. Need andmed nõudsid tõendeid selle kohta, et avastatud fluorosüsivesinikud ei ole inimtekkelist päritolu. Ja sellised tõendid saadi. CFC-sid on leitud 2000 aasta vanuse Antarktika jää õhumullidest. NASA eksperdid viisid läbi unikaalse õhuuuringu Marylandist leitud hermeetiliselt suletud pliikirstust, mis on usaldusväärselt dateeritud 17. sajandisse. Sellest leiti ka freoonid. Veel üks kinnitus freoonide loodusliku allika olemasolu kohta "tõsteti" merepõhjast. CFCl 3 leiti veest, mis kaevandati 1982. aastal enam kui 4000 meetri sügavuselt Atlandi ookeani ekvatoriaalses osas, Aleuudi süviku põhjas ja 4500 meetri sügavuselt Antarktika rannikust.

Valed arusaamad osooni "aukude" kohta

Osooniaukude tekke kohta on laialt levinud mitu müüti. Vaatamata oma ebateaduslikkusele ilmuvad nad sageli meedias – vahel teadmatusest, vahel vandenõuteoreetikute toel. Mõned neist on loetletud allpool.

1) Freoonid on peamised osooni hävitajad. See väide kehtib keskmiste ja kõrgete laiuskraadide kohta. Ülejäänud osas põhjustab klooritsükkel vaid 15–25% osoonikadu stratosfääris. Tuleb märkida, et 80% kloorist on antropogeenset päritolu. See tähendab, et inimese sekkumine suurendab oluliselt klooritsükli panust. Enne inimese sekkumist olid osooni moodustumise ja selle hävimise protsessid tasakaalus. Kuid inimtegevusest eralduvad freoonid on selle tasakaalu nihutanud osoonikontsentratsiooni vähenemise suunas. Osooni hävitamise mehhanism polaaraladel erineb põhimõtteliselt kõrgematest laiuskraadidest, võtmeetapp on halogeeni sisaldavate ainete mitteaktiivsete vormide muundamine oksiidideks, mis toimub polaarsete stratosfääripilvede osakeste pinnal. Selle tulemusena hävib peaaegu kogu osoon reaktsioonides halogeenidega (kloor moodustab 40–50% ja broom umbes 20–40%).

2) Freoonid on stratosfääri jõudmiseks liiga rasked .

Mõnikord väidetakse, et kuna freooni molekulid on palju raskemad kui lämmastik ja hapnik, ei saa nad märkimisväärses koguses stratosfääri jõuda. Kuid atmosfäärigaasid segatakse täielikult, mitte ei kihistatakse või sorteeritakse massi järgi. Gaaside difusiooniliseks eraldumiseks atmosfääris kuluva aja prognoosimiseks on vaja aega tuhandete aastate suurusjärgus. Dünaamilises õhkkonnas pole see muidugi võimalik. Seetõttu on isegi sellised rasked gaasid nagu inertsed või freoonid atmosfääris ühtlaselt jaotunud, jõudes muuhulgas ka stratosfääri. Nende kontsentratsioonide eksperimentaalsed mõõtmised atmosfääris kinnitavad seda. Kui gaasid atmosfääris ei seguneks, siis moodustaksid selle koostisest sellised rasked gaasid nagu argoon ja süsihappegaas Maa pinnale mitmekümne meetri paksuse kihi, mis muudaks Maa pinna elamiskõlbmatuks. Õnneks see nii ei ole.

3) Halogeenide peamised allikad on looduslikud, mitte inimtekkelised

Kloori allikad stratosfääris

Arvatakse, et looduslikud halogeenide allikad, nagu vulkaanid või ookeanid, on osoonikihi kahanemise protsessi jaoks olulisemad kui inimtekkelised. Ilma kahtluse alla seadmata looduslike allikate panust halogeenide üldisesse tasakaalu, tuleb märkida, et nad üldiselt ei jõua stratosfääri, kuna need on vees lahustuvad (peamiselt kloriidioonid ja vesinikkloriid) ja pestakse välja atmosfäär, mis langeb vihmana maapinnale.

4) Osooniauk peab asuma freooniallikate kohal

Osooniaugu suuruse ja osoonikontsentratsiooni muutuste dünaamika Antarktikas aastate jooksul.

Paljud ei saa aru, miks osooniauk tekib Antarktikas, kui põhilised freoonide heitkogused tekivad põhjapoolkeral. Fakt on see, et freoonid on troposfääris ja stratosfääris hästi segunenud. Arvestades nende madalat reaktsioonivõimet, atmosfääri madalamates kihtides neid praktiliselt ei tarbita ja nende eluiga on mitu aastat või isegi aastakümneid. Seetõttu jõuavad nad kergesti ülemistesse atmosfäärikihtidesse. Antarktika "osooniauk" ei eksisteeri püsivalt. See ilmub talve lõpus - varakevadel.

Põhjused, miks Antarktikas osooniauk tekib, on seotud kohaliku kliimaga. Antarktika talve madalad temperatuurid viivad polaarpöörise tekkeni. Õhk selles keerises liigub peamiselt suletud radadel ümber lõunapooluse. Sel ajal Päike polaarala ei valgusta ja osooni seal ei esine. Suve tulekuga suureneb osooni hulk ja saavutab taas oma varasema normi. See tähendab, et osooni kontsentratsiooni kõikumised Antarktika kohal on hooajalised. Kui aga jälgida osoonikontsentratsiooni muutuste dünaamikat ja osooniaugu suuruse keskmist aasta jooksul viimastel aastakümnetel, siis on osoonisisalduse vähenemise trend selgelt määratletud.

5) Osoon laguneb ainult Antarktika kohal

Osoonikihi areng Arosa kohal Šveitsis

See pole tõsi, osoonitase langeb ka kogu atmosfääris. Seda näitavad osoonikontsentratsiooni pikaajaliste mõõtmiste tulemused planeedi eri osades. Saate vaadata osoonikontsentratsiooni graafikut Arosa (Šveits) kohal.

Probleemide lahendamise viisid

Globaalse taastumise alustamiseks on vaja vähendada kõigi osooni väga kiiresti hävitavate ja seal pikka aega säilitatavate ainete juurdepääsu atmosfääri. Inimesed peaksid seda mõistma ja aitama loodusel osoonikihi taastamise protsessi sisse lülitada, eelkõige on vaja uusi metsaistandusi.

Osoonikihi taastamiseks tuleb seda toita. Algul pidi selleks otstarbeks looma mitu maapealset osoonitehast ja kaubalennukitel osooni ülemistesse atmosfäärikihtidesse "viskama". See projekt (ilmselt oli see esimene projekt planeedi "ravimiseks") jäi aga ellu viimata. Vene konsortsium "Interosoon" pakub välja veel ühe võimaluse: toota osooni otse atmosfääri. Lähiajal plaanitakse koos Saksa firmaga Daza tõsta 15 km kõrgusele infrapunalaseritega õhupalle, mille abil saab kaheaatomilisest hapnikust osooni. Kui see katse osutub edukaks, on tulevikus plaanis kasutada Venemaa orbitaaljaama "Mir" kogemust ja luua 400 km kõrgusele mitu energiaallikate ja laseritega kosmoseplatvormi. Laserkiired suunatakse osoonikihi keskossa ja toidavad seda pidevalt. Energiaallikaks võivad olla päikesepaneelid. Nendel platvormidel olevaid astronaude nõutakse ainult perioodiliste ülevaatuste ja remonditööde jaoks.

Kas suurejooneline rahuprojekt teoks saab, näitab aeg.

Arvestades olukorra kiireloomulisust, tundub vajalik:

Laiendada osoonikihi säilimise probleemi teoreetiliste ja eksperimentaalsete uuringute kompleksi;

Asutada aktiivsete vahenditega rahvusvaheline osoonikihi säilitamise fond;

Organiseerida rahvusvaheline komitee, et töötada välja strateegia inimkonna ellujäämiseks äärmuslikes tingimustes.

Bibliograafia

1. (ru -).

2. ((tsiteeri veebi - | url = http://www.duel.ru/200530/?30_4_2 - | title = "Duell" Kas see on seda väärt? - | accessdate = 3.07.2007 - | lang = ru - ) )

3. I.K.Larin. Osoonikiht ja Maa kliima. Mõistuse vead ja nende parandamine ..

4. National Academy of Sciences Halokarbonid: mõju stratosfääri osoonile. - 1976.

5. Babakin B. S. Külmutusagensid: välimus, klassifikatsioon, kasutuslugu.

6. Ajakiri "Ökoloogia ja elu". Artikkel E.A. Zhadina, füüsika- ja matemaatikateaduste kandidaat.

Osooni leidub ettevõtete heitgaasides ja see on ohtlik kemikaal. See on väga aktiivne element ja võib põhjustada erinevate konstruktsioonide konstruktsioonielementide korrosiooni. Atmosfääris muutub osoon aga hindamatuks abiliseks, ilma milleta ei saaks Maal elu lihtsalt eksisteerida.

Stratosfääriks nimetatakse seda, mis järgneb sellele, milles me elame. Selle ülemine osa on kaetud osooniga, selle sisaldus selles kihis on 3 molekuli 10 miljoni muu õhumolekuli kohta. Hoolimata asjaolust, et kontsentratsioon on väga madal, täidab osoon kõige olulisemat funktsiooni - see on võimeline blokeerima päikesevalgusega samal ajal kosmosest tulevate ultraviolettkiirte tee. Ultraviolettkiired mõjutavad negatiivselt elusrakkude struktuuri ja võivad põhjustada selliste haiguste teket nagu silmakae, vähk ja muud tõsised tervisehäired.

Kaitse aluseks on järgmine põhimõte. Sel hetkel, kui hapnikumolekulid ultraviolettkiirte teel kohtuvad, toimub nende jagunemise reaktsioon kaheks hapnikuaatomiks. Saadud aatomid ühinevad lõhenemata molekulidega, luues osoonimolekulid, mis koosnevad 3 hapnikuaatomist. Osoonimolekulidega kohtudes hävitavad viimased need kolmeks hapnikuaatomiks. Molekulide lõhenemise hetkega kaasneb soojuse eraldumine ja need ei jõua enam Maa pinnale.

Osooni augud

Hapniku osooniks muutmise protsessi ja vastupidi nimetatakse hapniku-osooni tsükliks. Selle mehhanism on tasakaalustatud, kuid dünaamilisus muutub sõltuvalt päikesekiirguse intensiivsusest, aastaajast ja loodusõnnetustest, eriti järeldasid teadlased, et inimtegevus mõjutab selle paksust negatiivselt. Osoonikihi kahanemist on viimastel aastakümnetel registreeritud mitmel pool. Mõnel juhul kadus see täielikult. Kuidas vähendada inimese negatiivset mõju sellele tsüklile?

Osooniaugud tekivad seetõttu, et kaitsekihi hävitamise protsess on palju intensiivsem kui selle teke. See on tingitud asjaolust, et inimelu käigus saastub atmosfäär erinevate osoonikihti kahandavate ühenditega. Need on ennekõike kloor, broom, fluor, süsinik ja vesinik. Teadlased usuvad, et CFC-d on osoonikihile peamine oht. Neid kasutatakse laialdaselt külmutusseadmetes, tööstuslikes lahustites, kliimaseadmetes ja aerosoolpurkides.

Osoonikihti jõudev kloor interakteerub. Keemiline reaktsioon tekitab ka hapniku molekuli. Kui klooroksiid kohtub vaba hapnikuaatomiga, tekib teine ​​interaktsioon, mille tulemusena vabaneb kloor ja ilmub hapniku molekul. Edaspidi ahel kordub, sest kloor ei suuda atmosfääri piire ületada ega maapinnale vajuda. Osooniaugud on tingitud asjaolust, et selle elemendi kontsentratsioon väheneb selle kiirenenud lõhenemise tõttu, kui selle kihti ilmuvad kõrvalised võõrkomponendid.

Lokaliseerimiskohad

Suurimad osooniaugud on leitud Antarktika kohalt. Nende suurus vastab praktiliselt mandri enda pindalale. See piirkond on praktiliselt asustamata, kuid teadlased väljendavad muret, et lõhe võib levida ka teistele tihedalt asustatud piirkondadele. See on täis Maa surma.

Osoonikihi vähenemise vältimiseks on vaja eelkõige vähendada atmosfääri paisatavate kahjulike ainete hulka. 1987. aastal sõlmiti 180 riigis Montreali leping, mis näeb ette kloori sisaldavate ainete heitkoguste järkjärgulist vähendamist. Nüüd osooniaugud juba kahanevad ja teadlased avaldavad lootust, et aastaks 2050 olukord paraneb täielikult.

Maa atmosfäär sisaldab mitut erineval kõrgusel paiknevat kihti. Üks olulisemaid on osoonikiht, mis asub stratosfääris. Selleks, et teada saada, mis on osooniauk, peate mõistma selle kihi funktsiooni ja selle olemasolu tähtsust planeedi elu jaoks.

Kirjeldus

Osoonikihi kõrgus varieerub sõltuvalt konkreetse piirkonna temperatuurirežiimist, näiteks troopikas on see vahemikus 25–30 km ja poolustel 15–20 km. Osoon on gaas, mis tekib päikesekiirguse toimel hapniku molekulidele. Osooni dissotsiatsiooniprotsess viib enamiku Päikese poolt kiiratava ohtliku ultraviolettkiirguse neeldumiseni.
Kihi paksust mõõdetakse normaalse rõhu ja temperatuuri tingimustes tavaliselt Dobsoni ühikutes, millest igaüks on võrdne 10 mikromeetrise osoonikihiga. Minimaalne paksus, millest allpool kiht lakkab olemast, on 220 ühikut. Dobson. Osoonikihi olemasolu tegid 20. sajandi alguses spektroskoopilise analüüsi abil kindlaks prantsuse füüsikud Charles Fabry ja Henri Buisson.

Osooni augud

Selle kohta, mis täpselt kutsub esile planeedi osoonikihi hõrenemise, on palju versioone. Mõned teadlased süüdistavad selles antropogeenseid tegureid, teised aga peavad seda loomulikuks protsessiks. Osooniaugud on antud gaasi vähenemine või täielik kadumine stratosfäärist. Esimest korda registreeriti see nähtus 1985. aastal, see asus Antarktika piirkonnas umbes tuhande ruutkilomeetri suurusel alal.
Selle augu välimus oli tsükliline, see tekkis augustis ja kadus detsembris. Samal ajal tekkis Arktika piirkonda veel üks veidi väiksem auk. Tehnoloogia arenguga on saanud võimalikuks osoonikihi purunemiste teket reaalajas fikseerida ja nüüd võivad teadlased kindlalt väita, et neid on planeedil mitusada. Suurimad asuvad poolustel.

Osooniaukude põhjused ja tagajärjed

On olemas teooria, et osooniaugud tekivad looduslikel põhjustel. Selle kohaselt, kuna hapniku muundumine osooniks toimub päikesekiirgusega kokkupuute tagajärjel, siis selle puudumisel polaartalvel seda gaasi ei teki. Juba tekkinud osoon laskub pika öö jooksul oma suure massi tõttu atmosfääri alumistesse kihtidesse, kus see rõhu toimel hävib. See versioon selgitab suurepäraselt aukude tekkimist pooluste kohal, kuid ei selgita nende suuremahuliste kolleegide moodustumist Kasahstani ja Venemaa territooriumil, kus polaarööd ei täheldata.
Hiljuti on teadusringkonnad nõustunud, et osoonikihi kahanemisel on nii looduslikke kui ka inimtegevusest tingitud põhjuseid. Antropogeenne tegur hõlmab teatud kemikaalide kontsentratsiooni suurenemist Maa atmosfääris. Osoon hävib reaktsioonides kloori, vesiniku, broomi, vesinikkloriidi, lämmastikmonooksiidi, metaaniga, aga ka freooni ja selle derivaatidega. Osooniaukude tekkepõhjused ja tagajärjed pole veel täielikult välja selgitatud, kuid peaaegu iga aasta toob selles valdkonnas uusi avastusi.

Miks on osooniaugud ohtlikud?

Osoon neelab üliohtlikku päikesekiirgust, takistades selle jõudmist planeedi pinnale. Kui selle gaasi kiht muutub õhemaks, puutub kõik Maal kokku tavalise radioaktiivse kiirgusega. See kutsub esile vähkkasvajate kasvu, mis paiknevad peamiselt nahal. Taimedele on kahjulik ka osooni kadumine, neis tekivad mitmesugused geneetilised mutatsioonid ja üldine elujõu langus. Viimastel aastatel on inimkond hakanud paremini mõistma, kui ohtlikud on osooniaugud elule Maal.

Järeldus

Mõistes osooni hävimise ohtu, on rahvusvaheline üldsus võtnud mitmeid meetmeid, mille eesmärk on vähendada negatiivset mõju atmosfäärile. 1987. aastal allkirjastati Montrealis protokoll, mis kohustab minimeerima freooni kasutamist tööstuses, kuna just see gaas kutsub esile aukude tekkimise väljaspool polaaralasid. Juba atmosfääri paisatud freooni lagunemiseks kulub aga umbes sada aastat, mistõttu osooniaukude arv Maa atmosfääris lähiajal tõenäoliselt ei vähene.

See tohutu auk maa osoonikihis avastati 1985. aastal, see tekkis Antarktika kohal. Läbimõõt on üle tuhande kilomeetri ja pindala - umbes üheksa miljonit ruutmeetrit.

Igal aastal augustikuus auk kaob ja juhtub, nagu poleks seda tohutut osoonilõhet kunagi olnudki.

Osooniauk – määratlus

Osooniauk on osoonikontsentratsiooni vähenemine või täielik puudumine Maa osoonikihis. Maailma meteoroloogiaorganisatsiooni raporti ja teaduses üldtunnustatud teooria kohaselt põhjustab osoonikihi olulist langust üha suurenev inimtekkeline tegur - broomi ja kloori sisaldavate freoonide eraldumine.

On veel üks hüpotees, mille kohaselt osoonikihi aukude moodustumise protsess on loomulik ega ole kuidagi seotud inimtsivilisatsiooni tegevuse tulemustega.

Osooni kontsentratsiooni langus atmosfääris põhjustab mitmete tegurite kombinatsiooni. Üks peamisi on osoonimolekulide hävimine reaktsioonides erinevate loodusliku ja inimtekkelise päritoluga ainetega, samuti päikesevalguse ja kiirguse puudumine polaartalvel. See hõlmab polaarpöörist, mis on eriti stabiilne ja takistab osooni läbitungimist polaarpiirkonna laiuskraadidelt, ja sellest tulenevaid stratosfääri polaarpilvi, mille osakeste pind toimib osooni lagunemisreaktsiooni katalüsaatorina.

Need tegurid on Antarktikale tüüpilised ja Arktikas on polaarpeeris palju nõrgem tänu sellele, et mandripinda pole. Erinevalt Antarktikast on siin temperatuur teatud määral kõrgem. Polaarsed stratosfääripilved on Arktikas vähem levinud ja kipuvad varasügisel lagunema.

Mis on osoon?

Osoon on mürgine aine, mis on inimestele kahjulik. Väikestes kogustes on sellel väga meeldiv lõhn. Selles veendumiseks võib jalutada metsas äikesepõllul - sel ajal naudime värsket õhku, kuid hiljem tunneme end väga halvasti.

Tavatingimustes Maa atmosfääri all osooni praktiliselt ei leidu – seda ainet leidub stratosfääris suurtes kogustes, alustades kuskil 11 kilomeetri kõrguselt maapinnast ja ulatudes kuni 50-51 kilomeetrini. Osoonikiht asub säga tipus, st umbes 51 kilomeetri kõrgusel maapinnast. See kiht neelab surmavad päikesekiiri ja kaitseb seega meie ja mitte ainult meie elu.

Enne osooniaukude avastamist peeti osooni aineks, mis mürgitab atmosfääri. Usuti, et atmosfäär on täidetud osooniga ja just tema oli "kasvuhooneefekti" peasüüdlane, millega tuli midagi ette võtta.

Praegusel ajal, vastupidi, püüab inimkond astuda samme osoonikihi taastamiseks, kuna osoonikiht muutub õhemaks kogu Maa peal, mitte ainult Antarktika kohal.

Osooni kontsentratsiooni langust püütakse selgitada palju hüpoteese. Selle Maa atmosfääri kõikumiste põhjused on seotud:

• · Maa atmosfääris toimuvate dünaamiliste protsessidega (sisemised gravitatsioonilained, Assooride antitsüklon jne);
• Päikese mõjul (tema aktiivsuse kõikumised);
• · vulkanismiga geoloogiliste protsesside tagajärjel (osoonikihi hävitamisega seotud vulkaanide freoonide väljavool, Maa magnetvälja kõikumised jne);
• · Maa ülemistes kestades toimuvate looduslike protsessidega, sealhulgas lämmastikku tootvate mikroorganismide aktiivsusega, merehoovustega (El Niño nähtus), metsatulekahjudega jne;
• · inimese majandustegevusega seotud inimtekkelise teguriga, kui atmosfääri satub märkimisväärses koguses osoonikihti kahandavaid ühendeid.

Viimastel aastakümnetel on järsult suurenenud inimtekkeliste tegurite mõju, mis on toonud kaasa keskkonnaprobleemide esilekerkimise, mis on inimeste endi poolt ootamatult globaalseteks muutunud: kasvuhooneefekt, happevihmad, metsade hävimine, territooriumide kõrbestumine, looduskeskkonna saastamine. keskkond kahjulike ainetega, planeedi bioloogilise mitmekesisuse vähendamine.

Mõned teadlased usuvad, et just inimeste majandustegevus suurendas suuresti stratosfääri osooni lagunemise halogeenide osa, mis kutsus esile osooniaukude tekke.

1987. aasta Montreali protokoll keelustas külmutusagensi tootmise, mis võimaldas viimase poole sajandi jooksul toitu säilitada ja muutis seeläbi mitte ainult inimeste elu mugavamaks, vaid päästis ka paljude miljonite toidupuuduse käes kannatavate inimeste elu. Kuna odavad külmutusagensid keelustati, ei saanud vähearenenud riigid kalleid külmikuid osta. Seetõttu ei saa nad oma põllumajandussaadusi ladustada. Kallid imporditud seadmed, mis on välja töötatud "osooniaukude vastase võitluse" algatajate riikides, toovad neile märkimisväärset tulu. Külmutusagensi keelamine aitas kaasa suremuse kasvule vaeseimates riikides.

Täna võime kindlalt väita, et kunstlikult loodud klorofluorosüsivesinike molekulide hävitava mõju kohta planeedi osoonikihile pole rangelt teaduslikult tõestatud tõendeid. Kuid teadusringkondades valitseb seisukoht, mille kohaselt on 20. sajandi teisel poolel osoonikihi paksuse vähenemise põhjuseks inimtekkeline tegur, mis eraldumise näol kloori ja broomi sisaldavatest freoonidest, põhjustas osoonikihi olulise hõrenemise.

Freoonid on fluori sisaldavad küllastunud süsivesinike (peamiselt metaan ja etaan) derivaadid, mida kasutatakse külmikutes külmutusagensina. Freooni molekulid sisaldavad lisaks fluoriaatomitele tavaliselt kloori, harvemini broomi aatomeid. Tuntakse üle 40 erineva freooni. Enamikku neist toodab tööstus.

Freon 22 (Freon 22) - viitab 4. ohuklassi ainetele. Üle 400°C temperatuuri mõjul võib see laguneda, moodustades väga mürgiseid tooteid: tetrafluoroetüleen (ohuklass 4), vesinikkloriid (2. ohuklass), vesinikfluoriid (1. ohuklass).

Seega tugevdasid saadud andmed paljude (kuid mitte kõigi!) teadlaste järeldust, et täheldatud osooni kadu keskmistel ja kõrgetel laiuskraadidel on peamiselt tingitud inimtekkeliste kloori- ja broomi sisaldavatest ühenditest.

Kuid teiste ideede kohaselt on "osooniaukude" teke suures osas loomulik, perioodiline protsess, mis ei ole seotud ainult inimtsivilisatsiooni kahjulike mõjudega. Paljud inimesed ei jaga seda seisukohta tänapäeval mitte ainult argumentide puudumise tõttu, vaid ka seetõttu, et „globaalsete utoopiate” taustal osutus seda tulusamaks järgida. Paljud teadlased on teadusuuringuteks raha puudumisel saanud ja on saamas toetuste ohvriteks, et põhjendada "globaalse keskkonnašovinismi" ideid ja selle progressi süüd.

Nagu märgib Venemaa juhtiv osoonispetsialist A. Khrgian G. Kruchenitsky, juhtis ta praktiliselt esimesena tähelepanu tõsiasjale, et osooniaukude teke ja kadumine põhjapoolkeral on korrelatsioonis atmosfääri-dünaamilise, mitte keemilise protsessid. Osoonisisaldus võib kahe-kolme päeva jooksul muutuda mitukümmend protsenti. See tähendab, et asi pole osoonikihti kahandavates ainetes, vaid atmosfääri enda dünaamikas.

Atmosfääriuuringute valdkonna silmapaistev spetsialist E. Borisenkov tuvastas üheksa Lääne-Euroopa jaama andmete töötlemisel kahekümne kolme aasta jooksul korrelatsiooni päikese aktiivsuse 11-aastaste tsüklite ja osoonimuutuste vahel Maa atmosfääris.

Osooniaukude tekkepõhjused on enamasti seotud Maa atmosfääri stratosfäärikihti tungivate ühendite inimtekkeliste allikatega. Siiski on üks konks. See seisneb selles, et osoonikihti kahandavate ühendite peamised allikad ei asu polaarsetel (lõuna- ja põhjapoolsetel) laiuskraadidel, vaid on koondunud ekvaatorile lähemale ja asuvad peaaegu täielikult põhjapoolkeral. Kui osoonikihi hõrenemist (osooniaukude tegelikku tekkimist) täheldatakse kõige sagedamini Antarktikas (lõunapoolkeral) ja harvemini Arktika tsoonis.

See tähendab, et osoonikihti kahandavate ühendite allikad peavad Maa atmosfääris kiiresti ja hästi segunema. Samal ajal lahkuvad nad kiiresti atmosfääri alumistest kihtidest, kus tuleks jälgida ka nende reaktsioone osooni osalusel. Ausalt öeldes tuleb märkida, et troposfääris on palju vähem osooni kui stratosfääris. Lisaks võib nende ühendite "eluiga" ulatuda mitme aastani. Seetõttu võivad nad stratosfääri jõuda õhumasside ja kuumuse domineeriva vertikaalse liikumise tingimustes. Kuid siin tuleb raskus. Kuna peamised soojus- ja massiülekandega seotud liikumised (soojus + transporditav õhumass) viiakse läbi täpselt troposfääris. Ja kuna õhutemperatuur juba 11-10 km kõrgusel on püsiv ja on umbes -50?C, siis tuleks seda soojuse ja massi ülekannet troposfäärikihist stratosfääri pidurdada. Ja osoonikihti hävitavate inimtekkeliste allikate osalus ei pruugi olla nii märkimisväärne, kui seni arvatakse.

Järgmine fakt, mis võib vähendada inimtekkelise teguri rolli Maa osoonikihi hävitamisel, on osooniaukude tekkimine, enamasti kevadel või talvel. Kuid see on esiteks vastuolus oletusega osoonikihti kahandavate ühendite kiire segunemise võimaluse kohta Maa atmosfääris ja nende tungimise kohta kõrge osoonikontsentratsiooniga stratosfäärikihti. Teiseks on osoonikihti kahandavate ühendite antropogeenne allikas püsiv. Järelikult on kevadel ja talvel ning isegi polaarsetel laiuskraadidel osooniaukude tekke põhjust raske inimtekkelise põhjusega seletada. Teisest küljest selgitavad polaartalved ja päikesekiirguse loomulik vähenemine talvel rahuldavalt Antarktika ja Arktika kohal osooniaukude loomulikku põhjust. Näiteks osooni kontsentratsioon Maa atmosfääris varieerub suvel 0–0,07% ja talvel 0–0,02%.

Antarktikas ja Arktikas on osoonikihi kahanemise mehhanism põhimõtteliselt erinev kõrgematest laiuskraadidest. Siin toimub peamiselt halogeeni sisaldavate ainete mitteaktiivsete vormide muundamine oksiidideks. Reaktsioon toimub polaarsete stratosfääripilvede osakeste pinnal. Selle tulemusena hävib peaaegu kogu osoon reaktsioonides halogeenidega. Samal ajal moodustab kloor 40-50% ja broom umbes 20-40%.

Polaarsuve tulekuga osooni hulk suureneb ja saavutab taas oma varasema normi. See tähendab, et osooni kontsentratsiooni kõikumised Antarktika kohal on hooajalised. Kõik tunnistavad seda. Kui aga varasemad osoonikihti kahandavate ühendite inimtekkeliste allikate pooldajad kaldusid väitma, et aasta jooksul toimus osoonikontsentratsiooni pidev langus, siis hiljem osutus see dünaamika vastupidiseks. Osooniaugud hakkasid kahanema. Kuigi nende hinnangul peaks osoonikihi taastamine kestma mitu aastakümmet. Kuna usuti, et atmosfääri oli kogunenud tohutul hulgal inimtekkeliste allikate freoone, mille eluiga oli kümneid ja isegi sadu aastaid. Seetõttu ei tohiks osooniaugu tihenemist oodata enne 2048. aastat. Nagu näha, see ennustus ei täitunud. Teisest küljest muudeti kardinaalseks pingutused freooni tootmismahtude vähendamiseks.

organism ultraviolett-osoon mere