"Du kan kanskje si at hensikten med mennesket så å si er å ødelegge sitt slag, etter å ha gjort kloden ubeboelig."

J.B. Lamarck.

Siden dannelsen av et høyt industrialisert samfunn har den farlige menneskelige inngripen i naturen økt dramatisk, den har blitt mer mangfoldig og truer med å bli en global fare for menneskeheten. En reell trussel om en global økologisk krise, forstått av hele jordens befolkning, henger over verden. Det virkelige håpet for forebygging ligger i kontinuerlig miljøopplæring og opplysning av mennesker.

Vi kan trekke frem hovedårsakene som fører til en økologisk katastrofe:

forurensing

miljøforgiftning;

uttømming av atmosfæren med oksygen;

Dannelse av ozon "hull".

Denne rapporten oppsummerer noen litteraturdata om årsakene og konsekvensene av ødeleggelsen av ozonlaget, samt måter å løse problemet med dannelsen av "ozonhull".

Kjemiske og biologiske egenskaper ved ozon

Ozon er en allotrop modifikasjon av oksygen. Naturen til kjemiske bindinger i ozon forårsaker dets ustabilitet (etter en viss tid omdannes ozon spontant til oksygen: 2O 3 → 3O 2) og høy oksidasjonsevne. Den oksidative effekten av ozon på organiske stoffer er assosiert med dannelsen av radikaler: RH + O 3 → RO 2. +OH.

Disse radikalene setter i gang radikale kjedereaksjoner med bioorganiske molekyler (lipider, proteiner, nukleinsyrer), som fører til celledød. Bruken av ozon for å sterilisere drikkevann er basert på dets evne til å drepe bakterier. Ozon er heller ikke likegyldig for høyere organismer. Langvarig eksponering for et miljø som inneholder ozon (som fysioterapi og kvartsbestrålingsrom) kan forårsake alvorlig skade på nervesystemet. Derfor er ozon i store doser en giftig gass. Dens maksimalt tillatte konsentrasjon i luften i arbeidsområdet er 0,1 mg / m 3.

Det er veldig lite ozon, som lukter så fantastisk under et tordenvær, i atmosfæren - 3-4 ppm (ppm) - (3-4) * 10 -4%. Men for planetens flora og fauna er dens tilstedeværelse ekstremt viktig. Tross alt var livet som oppsto i havdypet i stand til å "krype ut" på land først etter at ozonskjoldet ble dannet for 600–800 millioner år siden. Ved å absorbere biologisk aktiv solar ultrafiolett stråling, sikret den sitt sikre nivå på overflaten av planeten. Livet på jorden er utenkelig uten ozonlaget, som beskytter alle levende ting mot den skadelige ultrafiolette strålingen fra solen. Forsvinningen av ozonosfæren ville føre til uforutsigbare konsekvenser - et utbrudd av hudkreft, ødeleggelse av plankton i havet, mutasjoner av flora og fauna. Derfor er det så viktig å forstå årsakene til "ozonhullet" over Antarktis og nedgangen i ozoninnholdet på den nordlige halvkule.

Ozon dannes i den øvre stratosfæren (40-50 km) under fotokjemiske reaksjoner som involverer oksygen, nitrogen, hydrogen og klor. Atmosfærisk ozon er konsentrert i to områder - stratosfæren (opptil 90%) og troposfæren. Når det gjelder laget av troposfærisk ozon fordelt i en høyde på 0 til 10 km, er det nettopp på grunn av ukontrollerte industrielle utslipp at det blir mer og mer. I den nedre stratosfæren (10-25 km), hvor det er mest ozon, spilles hovedrollen i sesongmessige og langsiktige endringer i konsentrasjonen av prosessene med luftmasseoverføring.

Tykkelsen av ozonlaget over Europa avtar i et raskt tempo, noe som ikke kan annet enn å begeistre hodet til forskere. I løpet av det siste året har tykkelsen på ozon-"belegget" gått ned med 30%, og forringelseshastigheten av det naturlige beskyttelseslaget har nådd det høyeste nivået de siste 50 årene. Det er fastslått at kjemiske reaksjoner som ødelegger ozon skjer på overflaten av iskrystaller og andre partikler som har falt ned i de høye stratosfæriske lagene over polarområdene. Hvilken fare utgjør dette for mennesker?

Det tynne ozonlaget (2-3 mm når det er fordelt rundt om på kloden) er ikke i stand til å hindre inntrengning av kortbølgede ultrafiolette stråler, som forårsaker hudkreft og er farlige for planter. Derfor, i dag, på grunn av solens høye aktivitet, har soling blitt mindre nyttig. Faktisk bør økologisentre gi anbefalinger til befolkningen om hvordan de skal opptre avhengig av solens aktivitet, men det er ikke noe slikt senter i vårt land.

Klimaendringer er assosiert med utarming av ozonlaget. Det er klart at endringer ikke bare vil finne sted i territoriet som ozonhullet er "strukket over". Kjedereaksjonen vil medføre endringer i mange av de dype prosessene på planeten vår. Dette betyr ikke at rask global oppvarming vil begynne overalt, ettersom de skremmer oss i skrekkfilmer. Likevel er det for komplisert og langvarig prosess. Men andre katastrofer kan oppstå, for eksempel vil antallet tyfoner, tornadoer, orkaner øke.

Det er fastslått at «hull» i ozonlaget oppstår over Arktis og Antarktis. Dette skyldes det faktum at det dannes sure skyer ved polene som ødelegger ozonlaget. Det viser seg at ozonhull ikke oppstår fra solens aktivitet, slik det er vanlig å tro, men fra de daglige aktivitetene til alle innbyggerne på planeten, inkludert oss. Da flyttes «syregapene», og oftest til Sibir.

Ved hjelp av en ny matematisk modell var det mulig å koble sammen data fra bakkebaserte, satellitt- og luftbårne observasjoner med nivåene av sannsynlige fremtidige utslipp av ozonnedbrytende forbindelser til atmosfæren, tidspunktet for transport til Antarktis og været i sørlige breddegrader. Ved hjelp av modellen ble det innhentet en prognose om at ozonlaget over Antarktis vil gjenopprette seg i 2068, og ikke i 2050, slik man trodde.

Det er kjent at for tiden er nivået av ozon i stratosfæren over territorier fjernt fra polene under normen med omtrent 6 %. Samtidig, i vårperioden, kan ozoninnholdet over Antarktis avta med 70 % i forhold til gjennomsnittlig årsverdi. Den nye modellen gjør det mulig å mer nøyaktig forutsi nivåene av ozonnedbrytende gasser over Antarktis og deres tidsmessige dynamikk, som bestemmer størrelsen på ozon-"hullet".

Bruken av ozonreduserende stoffer er begrenset av Montreal-protokollen. Man trodde at dette ville føre til en rask «stramming» av ozonhullet. Nye studier har imidlertid vist at nedgangen i virkeligheten vil bli merkbar først fra 2018.

Historien om ozon

De første observasjonene av ozon dateres tilbake til 1840, men problemet med ozon utviklet seg raskt på 1920-tallet, da spesielle bakkestasjoner dukket opp i England og Sveits.

Luftbårne sonderinger av atmosfærisk ozon og utslipp av ozonsonder åpnet for en ekstra måte å studere forholdet mellom ozontransport og atmosfærisk lagdeling. Den nye æraen er preget av utseendet til kunstige jordsatellitter som observerer atmosfærisk ozon og gir en enorm mengde informasjon.

I 1986 ble Montreal-protokollen signert for å begrense produksjon og forbruk av ozonnedbrytende stoffer som bryter ned ozonlaget. Til dags dato har 189 land sluttet seg til Montreal-protokollen. Det er også fastsatt frister for å avslutte produksjonen av andre ozonreduserende stoffer. I følge modellprognoser, hvis protokollen overholdes, vil nivået av klor i atmosfæren reduseres innen 2050 til nivået i 1980, noe som kan føre til at det antarktiske "ozonhullet" forsvinner.

Årsaker til dannelsen av "ozonhullet"

Om sommeren og våren øker konsentrasjonen av ozon. Den er alltid høyere over de polare områdene enn over de ekvatoriale. I tillegg endres den i henhold til en 11-års syklus, sammenfallende med syklusen av solaktivitet. Alt dette var velkjent allerede på 1980-tallet. Observasjoner har vist at en langsom, men jevn nedgang i konsentrasjonen av stratosfærisk ozon skjer over Antarktis fra år til år. Dette fenomenet ble kalt "ozonhullet" (selv om det selvfølgelig ikke var noe hull i den riktige betydningen av dette ordet).

Senere, på 90-tallet av forrige århundre, begynte den samme nedgangen å skje over Arktis. Fenomenet med det antarktiske "ozonhullet" er ennå ikke klart: om "hullet" oppsto som et resultat av menneskeskapt forurensning av atmosfæren, eller om det er en naturlig geoastrofysisk prosess.

Blant versjonene av dannelsen av ozonhull er:

· påvirkning av partikler som slippes ut under atomeksplosjoner;

flyvninger med raketter og fly i stor høyde;

· reaksjoner med ozon av enkelte stoffer produsert av kjemiske anlegg. Dette er først og fremst klorerte hydrokarboner og spesielt freoner - klorfluorkarboner, eller hydrokarboner der alle eller de fleste hydrogenatomene er erstattet med fluor- og kloratomer.

Klorfluorkarboner er mye brukt i moderne husholdnings- og industrikjøleskap (derfor kalles de "freoner"), i aerosolbokser, som rensemidler, for slukking av branner i transport, som skummende midler, for syntese av polymerer. Verdensproduksjonen av disse stoffene har nådd nesten 1,5 millioner tonn/år.

Siden de er svært flyktige og ganske motstandsdyktige mot kjemiske angrep, kommer klorfluorkarboner inn i atmosfæren etter bruk og kan forbli i den i opptil 75 år, og når ozonlagets høyde. Her, under påvirkning av sollys, dekomponerer de, og frigjør atomisk klor, som fungerer som den viktigste "forstyrrende" i ozonlaget.

Den utbredte bruken av fossile ressurser er ledsaget av utslipp til atmosfæren av store masser av ulike kjemiske forbindelser. De fleste antropogene kilder er konsentrert i byer som bare okkuperer en liten del av planeten vår. Som et resultat av bevegelsen av luftmasser fra lesiden av store byer, dannes en flere kilometer lang forurensningssky.

Kilden til luftforurensning er:

1) Veitransport. Det kan antas at transportens bidrag til luftforurensning vil øke med en økning i antall biler.

2) Industriell produksjon. De grunnleggende produktene til den viktigste organiske syntesen er etylen (nesten halvparten av alle organiske stoffer produseres på basis), propylen, butadien, benzen, toluen, xylener og metanol. Utslipp fra kjemisk og petrokjemisk industri inneholder et bredt spekter av forurensninger: råstoffkomponenter, mellomprodukter, biprodukter og målsynteseprodukter.

3) Aerosoler. Fluorklorhydrokarboner (freoner) er mye brukt som flyktige komponenter (drivmidler) i aerosolpakker. Til disse formålene ble ca. 85% av freoner brukt og bare 15% - i kjøle- og kunstige klimainstallasjoner. Spesifisiteten til bruken av freoner er slik at 95% av mengden deres kommer inn i atmosfæren 1-2 år etter produksjon. Det antas at nesten all mengde freoner som produseres før eller senere må komme inn i stratosfæren og inkluderes i den katalytiske syklusen av ozonødeleggelse.

Jordskorpen inneholder forskjellige gasser i fri tilstand, sorbert av forskjellige bergarter og oppløst i vann. Noen av disse gassene når jordoverflaten gjennom dype forkastninger og sprekker og diffunderer ut i atmosfæren. Eksistensen av hydrokarbon-respirasjon av jordskorpen er bevist av det økte innholdet av metan i overflateluften over olje- og gassbassengene sammenlignet med den globale bakgrunnen.

Studier har vist at gassene fra vulkaner i Nicaragua inneholder betydelige mengder HF. Analyse av luftprøver tatt fra krateret til Masaya-vulkanen viste også tilstedeværelsen av freoner i dem sammen med andre organiske forbindelser. Halogenerte hydrokarboner er også tilstede i gassene fra hydrotermiske kilder. Disse dataene krevde bevis på at de oppdagede fluorkarbonene ikke er av menneskeskapt opprinnelse. Og slike bevis ble innhentet. KFK er funnet i luftbobler fra 2000 år gammel is i Antarktis. NASA-eksperter foretok en unik studie av luft fra en hermetisk forseglet blykiste funnet i Maryland og pålitelig datert til 1600-tallet. Freoner ble også funnet i den. En annen bekreftelse på eksistensen av en naturlig kilde til freoner ble "hevet" opp fra havbunnen. CFCl 3 ble funnet i vann utvunnet i 1982 fra et dyp på mer enn 4000 meter i den ekvatoriale delen av Atlanterhavet, på bunnen av Aleutian Trench og på en dybde på 4500 meter utenfor kysten av Antarktis.

Misoppfatninger om "ozonhull"

Det er flere utbredte myter om dannelsen av ozonhull. Til tross for deres uvitenskapelige natur, dukker de ofte opp i media – noen ganger av uvitenhet, noen ganger støttet av konspirasjonsteoretikere. Noen av dem er listet opp nedenfor.

1) Freoner er de viktigste ødeleggerne av ozon. Denne uttalelsen gjelder for mellom- og høye breddegrader. I resten er klorsyklusen ansvarlig for bare 15-25 % av ozontapet i stratosfæren. Det skal bemerkes at 80 % av klor er av menneskeskapt opprinnelse. Det vil si at menneskelig inngripen i stor grad øker bidraget til klorsyklusen. Før menneskelig inngripen var prosessene med ozondannelse og dens ødeleggelse i likevekt. Men freoner som slippes ut av menneskelig aktivitet har forskjøvet denne balansen mot en reduksjon i ozonkonsentrasjon. Mekanismen for ozonødeleggelse i de polare områdene skiller seg i prinsippet fra høyere breddegrader; nøkkelstadiet er omdannelsen av inaktive former for halogenholdige stoffer til oksider, som forekommer på overflaten av partikler av polare stratosfæriske skyer. Og som et resultat blir nesten all ozon ødelagt i reaksjoner med halogener (klor er ansvarlig for 40-50% og brom er omtrent 20-40%).

2) Freoner er for tunge til å nå stratosfæren .

Noen ganger hevdes det at siden Freon-molekyler er mye tyngre enn nitrogen og oksygen, kan de ikke nå stratosfæren i betydelige mengder. Imidlertid blandes atmosfæriske gasser fullstendig, i stedet for stratifisert eller sortert etter vekt. Estimater av nødvendig tid for diffusjonsseparasjon av gasser i atmosfæren krever tider i størrelsesorden tusenvis av år. Selvfølgelig er dette ikke mulig i en dynamisk atmosfære. Derfor er til og med tunge gasser som inerte eller freoner jevnt fordelt i atmosfæren, og når blant annet stratosfæren. Eksperimentelle målinger av deres konsentrasjoner i atmosfæren bekrefter dette. Hvis gassene i atmosfæren ikke blandet seg, ville så tunge gasser fra sammensetningen som argon og karbondioksid danne et lag flere titalls meter tykt på jordoverflaten, noe som ville gjøre jordens overflate ubeboelig. Heldigvis er dette ikke tilfelle.

3) Hovedkildene til halogener er naturlige, ikke menneskeskapte

Kilder til klor i stratosfæren

Det antas at naturlige kilder til halogener, som vulkaner eller hav, er mer betydningsfulle for prosessen med ozonnedbrytning enn menneskeskapte. Uten å stille spørsmål ved bidraget fra naturlige kilder til den totale balansen av halogener, bør det bemerkes at de vanligvis ikke når stratosfæren på grunn av det faktum at de er vannløselige (hovedsakelig kloridioner og hydrogenklorid) og vaskes ut av atmosfære, faller som regn på bakken.

4) Ozonhullet må være plassert over kildene til freon

Dynamikk av endringer i størrelsen på ozonhullet og ozonkonsentrasjonen i Antarktis gjennom årene.

Mange forstår ikke hvorfor ozonhullet dannes i Antarktis, når hovedutslippene av freoner skjer på den nordlige halvkule. Faktum er at freoner er godt blandet i troposfæren og stratosfæren. På grunn av deres lave reaktivitet blir de praktisk talt ikke konsumert i de nedre lagene av atmosfæren og har en levetid på flere år eller tiår. Derfor når de lett den øvre atmosfæren. Det antarktiske "ozonhullet" eksisterer ikke permanent. Det vises på senvinteren - tidlig på våren.

Årsakene til at ozonhullet dannes i Antarktis er knyttet til det lokale klimaet. De lave temperaturene på den antarktiske vinteren fører til dannelsen av polarvirvelen. Luften inne i denne virvelen beveger seg for det meste i lukkede baner rundt Sydpolen. På dette tidspunktet er ikke polområdet opplyst av solen, og ozon forekommer ikke der. Med sommerens ankomst øker mengden ozon og når igjen sin tidligere norm. Det vil si at svingninger i ozonkonsentrasjonen over Antarktis er sesongmessige. Men hvis vi sporer dynamikken til endringer i ozonkonsentrasjonen og størrelsen på ozonhullet i gjennomsnitt i løpet av et år de siste tiårene, så er det en strengt definert trend mot en nedgang i ozonkonsentrasjonen.

5) Ozon brytes kun ned over Antarktis

Utviklingen av ozonlaget over Arosa, Sveits

Dette er ikke sant, ozonnivået synker også i hele atmosfæren. Dette viser resultatene av langtidsmålinger av ozonkonsentrasjonen i ulike deler av planeten. Du kan se på grafen over ozonkonsentrasjonen over Arosa (Sveits).

Måter for problemløsning

For å starte en global utvinning er det nødvendig å redusere tilgangen til atmosfæren for alle stoffer som ødelegger ozon veldig raskt og lagres der i lang tid. Folk bør forstå dette og hjelpe naturen med å sette i gang prosessen med å gjenopprette ozonlaget, spesielt er det behov for nye skogplantasjer.

For å gjenopprette ozonlaget, må det mates. Til å begynne med, for dette formålet, skulle det lage flere bakkebaserte ozonfabrikker og "kaste" ozon inn i den øvre atmosfæren på lastefly. Imidlertid ble dette prosjektet (sannsynligvis det første prosjektet som "behandlet" planeten) ikke implementert. En annen måte er foreslått av det russiske konsortiet "Interozone": å produsere ozon direkte i atmosfæren. I nær fremtid planlegges det, sammen med det tyske selskapet Daza, å heve ballonger med infrarøde lasere til en høyde på 15 km, ved hjelp av hvilken ozon kan oppnås fra diatomisk oksygen. Hvis dette eksperimentet viser seg å være vellykket, planlegges det i fremtiden å bruke erfaringen fra den russiske orbitalstasjonen "Mir" og lage flere romplattformer med energikilder og lasere i en høyde av 400 km. Laserstråler vil bli rettet mot den sentrale delen av ozonlaget og vil hele tiden mate det. Energikilden kan være solcellepaneler. Astronauter på disse plattformene vil kun være nødvendig for periodiske inspeksjoner og reparasjoner.

Om det grandiose fredsprosjektet vil gå i oppfyllelse, vil tiden vise.

Gitt at situasjonen haster, synes det nødvendig:

Å utvide komplekset av teoretiske og eksperimentelle studier om problemet med å bevare ozonlaget;

Etablere et internasjonalt fond for bevaring av ozonlaget med aktive midler;

Organisere en internasjonal komité for å utvikle en strategi for menneskehetens overlevelse under ekstreme forhold.

Bibliografi

1. (ru -).

2. ((siter web - | url = http://www.duel.ru/200530/?30_4_2 - | title = "Duell" Er det verdt det? - | accessdate = 3.07.2007 - | lang = ru - ) )

3. I.K.Larin. Ozonlaget og jordens klima. Sinnets feil og deres korreksjon ..

4. National Academy of Sciences Halokarboner: Effekter på stratosfærisk ozon. - 1976.

5. Babakin B. S. Kjølemidler: historie med utseende, klassifisering, bruk.

6. Tidsskrift "Økologi og liv". Artikkel av E.A. Zhadina, kandidat for fysiske og matematiske vitenskaper.

Ozon finnes i avfallsgasser som slippes ut av bedrifter og er et farlig kjemikalie. Det er et veldig aktivt element og kan forårsake korrosjon av strukturelle elementer i forskjellige strukturer. Men i atmosfæren forvandles ozon til en uvurderlig assistent, uten hvilken livet på jorden rett og slett ikke kunne eksistere.

Stratosfæren kalles som følger den vi lever i. Dens øvre del er dekket med ozon, innholdet i dette laget er 3 molekyler per 10 millioner andre luftmolekyler. Til tross for at konsentrasjonen er veldig lav, utfører ozon den viktigste funksjonen - det er i stand til å blokkere banen til ultrafiolette stråler som kommer fra verdensrommet samtidig med sollys. Ultrafiolette stråler påvirker strukturen til levende celler negativt og kan forårsake utvikling av sykdommer som øyegrå stær, kreft og andre alvorlige plager.

Grunnlaget for beskyttelse er følgende prinsipp. I øyeblikket når oksygenmolekyler møtes på banen til ultrafiolette stråler, oppstår reaksjonen av deres splittelse i 2 oksygenatomer. De resulterende atomene kombineres med ikke-delte molekyler, og skaper ozonmolekyler som består av 3 oksygenatomer. Når de møtes med ozonmolekyler, ødelegger sistnevnte dem til tre oksygenatomer. Øyeblikket for splitting av molekyler er ledsaget av frigjøring av varme, og de når ikke lenger jordens overflate.

Ozonhull

Prosessen med å omdanne oksygen til ozon og omvendt kalles oksygen-ozon-syklusen. Dens mekanisme er balansert, men dynamikken endres avhengig av intensiteten av solstråling, årstiden og naturkatastrofer, spesielt konkluderte forskerne at menneskelig aktivitet negativt påvirker tykkelsen. Nedbrytningen av ozonlaget er registrert mange steder de siste tiårene. I noen tilfeller forsvant det helt. Hvordan redusere den negative effekten av en person på denne syklusen?

Ozonhull oppstår på grunn av at prosessen med ødeleggelse av det beskyttende laget er mye mer intens enn dens generering. Dette skyldes det faktum at atmosfæren i menneskelivsprosessen er forurenset av forskjellige ozonnedbrytende forbindelser. Disse er for det første klor, brom, fluor, karbon og hydrogen. Forskere mener at KFK er den største trusselen mot ozonlaget. De er mye brukt i kjøling, industrielle løsemidler, klimaanlegg og aerosolbokser.

Klor, som når ozonlaget, samhandler med. Den kjemiske reaksjonen produserer også et oksygenmolekyl. Når kloroksid møter et fritt oksygenatom, oppstår en annen interaksjon, som et resultat av at klor frigjøres, og et oksygenmolekyl vises. I fremtiden gjentas kjeden, fordi klor ikke er i stand til å gå utover atmosfærens grenser eller synke til bakken. Ozonhull er en konsekvens av det faktum at konsentrasjonen av dette elementet avtar på grunn av dets akselererte spaltning når fremmedlegemer vises i laget.

Steder for lokalisering

De største ozonhullene er funnet over Antarktis. Deres størrelse tilsvarer praktisk talt området på selve kontinentet. Dette området er praktisk talt ubebodd, men forskere uttrykker bekymring for at gapet kan spre seg til andre områder av planeten, tett befolket. Dette er fylt med jordens død.

For å forhindre reduksjon av ozonlaget er det først og fremst nødvendig å redusere mengden skadelige stoffer som slippes ut i atmosfæren. I 1987 ble Montreal-traktaten undertegnet i 180 land, som sørger for reduksjon av utslipp av klorholdige stoffer i etappevis. Nå krymper ozonhullene allerede, og forskerne uttrykker håp om at situasjonen vil bli fullstendig bedre innen 2050.

Jordens atmosfære inneholder flere lag som ligger i forskjellige høyder. En av de viktigste er ozonlaget, som ligger i stratosfæren. For å finne ut hva ozonhullet er, må du forstå funksjonen til dette laget og betydningen av dets eksistens for livet på planeten.

Beskrivelse

Høyden på ozonlaget varierer avhengig av temperaturregimet til et bestemt område, for eksempel i tropene er det i området mellom 25 og 30 km, og ved polene - fra 15 til 20 km. Ozon er en gass som produseres av solstråling på oksygenmolekyler. Prosessen med ozondissosiasjon fører til absorpsjon av det meste av den farlige ultrafiolette strålingen som sendes ut av solen.
Lagets tykkelse måles vanligvis i Dobson-enheter, som hver tilsvarer et ozonlag på 10 mikrometer, under normal trykk og temperatur. Minimumstykkelsen som laget slutter å eksistere under er 220 enheter. Dobson. Tilstedeværelsen av ozonlaget ble etablert av de franske fysikerne Charles Fabry og Henri Buisson på begynnelsen av 1900-tallet ved hjelp av spektroskopisk analyse.

Ozonhull

Det er mange versjoner om hva som eksakt provoserer uttynningen av planetens ozonlag. Noen forskere legger skylden på antropogene faktorer for dette, mens andre anser det som en naturlig prosess. Ozonhull er reduksjon eller fullstendig forsvinning av en gitt gass fra stratosfæren. For første gang dette fenomenet ble registrert i 1985, var det lokalisert på et område på rundt 1 tusen kvadratkilometer i den antarktiske regionen.
Utseendet til dette hullet var syklisk, det dukket opp i august og forsvant i desember. Samtidig dukket det opp et annet litt mindre hull i den arktiske regionen. Med utviklingen av teknologien har det blitt mulig å registrere dannelsen av ozonlagbrudd i sanntid, og nå kan forskere med sikkerhet si at det er flere hundre av dem på planeten. De største ligger ved polene.

Årsaker og konsekvenser av ozonhull

Det er en teori om at ozonhull oppstår av naturlige årsaker. I følge den, siden omdannelsen av oksygen til ozon skjer som et resultat av eksponering for solstråling, produseres ikke denne gassen i fraværet av den polare vinteren. I løpet av en lang natt går det allerede dannede ozonet, på grunn av sin store masse, ned i de nedre lagene av atmosfæren, hvor det blir ødelagt av trykk. Denne versjonen forklarer perfekt utseendet til hull over polene, men avklarer ikke dannelsen av deres storskala kolleger over territoriene til Kasakhstan og Russland, der polare netter ikke observeres.
Nylig har det vitenskapelige miljøet blitt enige om at det er både naturlige og menneskeskapte årsaker til ozonnedbryting. Den menneskeskapte faktoren inkluderer en økning i konsentrasjonen av visse kjemikalier i jordens atmosfære. Ozon ødelegges ved reaksjoner med klor, hydrogen, brom, hydrogenklorid, nitrogenmonoksid, metan, samt freon og dets derivater. Årsakene til og konsekvensene av ozonhull er ennå ikke fullt ut fastslått, men nesten hvert år bringer det nye funn i dette området.

Hvorfor er ozonhull farlige?

Ozon absorberer ekstremt farlig solstråling, og hindrer den i å nå overflaten av planeten. Når laget av denne gassen blir tynnere, blir alt på jorden utsatt for vanlig radioaktiv bestråling. Dette provoserer veksten av kreft, hovedsakelig lokalisert på huden. For planter er forsvinningen av ozon også skadelig; forskjellige genetiske mutasjoner og en generell reduksjon i vitalitet forekommer i dem. De siste årene har menneskeheten blitt bedre klar over hvor farlige ozonhull er for livet på jorden.

Konklusjon

Det internasjonale samfunnet er klar over faren for ozonødeleggelse, og har tatt en rekke tiltak for å redusere den negative påvirkningen på atmosfæren. I 1987 ble en protokoll signert i Montreal, som forplikter å minimere bruken av freon i industrien, siden det er denne gassen som provoserer utseendet til hull utenfor polarområdene. Det vil imidlertid ta omtrent hundre år før freonet som allerede er sluppet ut i atmosfæren, brytes ned, så antallet ozonhull i jordens atmosfære vil neppe avta i nær fremtid.

Dette enorme hullet i jordens ozonlag ble oppdaget i 1985, det dukket opp over Antarktis. I diameter er det mer enn tusen kilometer, og i areal - omtrent ni millioner kvadratkilometer.

Hvert år i august måned forsvinner hullet og det skjer som om dette enorme ozongapet aldri har eksistert.

Ozonhull - definisjon

Et ozonhull er en reduksjon eller fullstendig fravær av ozonkonsentrasjon i jordens ozonlag. I følge rapporten fra Verdens meteorologiske organisasjon og teorien som er generelt akseptert i vitenskapen, er en betydelig reduksjon i ozonlaget forårsaket av en stadig økende menneskeskapt faktor - frigjøring av brom og klorholdige freoner.

Det er en annen hypotese, ifølge hvilken selve prosessen med dannelse av hull i ozonlaget er naturlig og på ingen måte forbundet med resultatene av aktiviteten til den menneskelige sivilisasjonen.

En reduksjon i konsentrasjonen av ozon i atmosfæren forårsaker en kombinasjon av faktorer. En av de viktigste er ødeleggelsen av ozonmolekyler under reaksjoner med forskjellige stoffer av naturlig og menneskeskapt opprinnelse, samt fravær av sollys og stråling under den polare vinteren. Dette inkluderer den polare virvelen, som er spesielt stabil og hindrer penetrasjon av ozon fra breddegradene i polområdet, og de resulterende stratosfæriske polare skyene, hvis overflate fungerer som en katalysator for ozonnedbrytningsreaksjonen.

Disse faktorene er typiske for Antarktis, og i Arktis er polarvirvelen mye svakere på grunn av at det ikke er noen kontinental overflate. Temperaturen her er en viss mengde høyere, i motsetning til Antarktis. Polare stratosfæriske skyer er mindre vanlige i Arktis og har en tendens til å bryte opp tidlig på høsten.

Hva er ozon?

Ozon er et giftig stoff som er skadelig for mennesker. I små mengder har den en veldig behagelig lukt. For å bli overbevist om dette kan du ta en tur i skogen i et tordenvær - på den tiden vil vi nyte den friske luften, men senere vil vi føle oss veldig uvel.

Under normale forhold er det praktisk talt ingen ozon under jordens atmosfære - dette stoffet er tilstede i store mengder i stratosfæren, starter et sted rundt 11 kilometer over jorden og strekker seg opp til 50-51 kilometer. Ozonlaget ligger like på toppen av steinbiten, det vil si omtrent 51 kilometer over jorden. Dette laget absorberer de dødelige solstrålene og beskytter dermed våre og ikke bare våre liv.

Før oppdagelsen av ozonhull ble ozon ansett som et stoff som forgiftet atmosfæren. Man trodde at atmosfæren var fylt med ozon og at det var han som var hovedskyldige i "drivhuseffekten", som noe måtte gjøres med.

I nåtiden, tvert imot, prøver menneskeheten å ta skritt for å gjenopprette ozonlaget, ettersom ozonlaget blir tynnere over hele jorden, og ikke bare over Antarktis.

Det er mange hypoteser som prøver å forklare nedgangen i ozonkonsentrasjonen. Årsakene til svingningene i jordens atmosfære er relatert til:

• · med dynamiske prosesser som skjer i jordens atmosfære (interne gravitasjonsbølger, Azorene antisyklon, etc.);
• Med påvirkning av solen (svingninger i aktiviteten);
• · med vulkanisme som en konsekvens av geologiske prosesser (utstrømning av freoner fra vulkaner involvert i ødeleggelsen av ozonlaget, variasjoner i jordens magnetfelt, etc.);
• · med naturlige prosesser som forekommer i de øvre skjellene på jorden, inkludert aktiviteten til nitrogenproduserende mikroorganismer, havstrømmer (El Niño-fenomenet), skogbranner, etc.;
• · med den menneskeskapte faktoren knyttet til menneskelig økonomisk aktivitet, når betydelige mengder ozonreduserende forbindelser produseres i atmosfæren.

De siste tiårene har virkningen av menneskeskapte faktorer økt dramatisk, noe som førte til fremveksten av miljøproblemer som uventet ble omgjort til globale av folk selv: drivhuseffekten, sur nedbør, ødeleggelse av skog, ørkenspredning av territorier, forurensning av miljø med skadelige stoffer, reduksjon av det biologiske mangfoldet på planeten.

Noen forskere mener at det var menneskelig økonomisk aktivitet som i stor grad økte andelen av halogenbanen til stratosfærisk ozonforfall, noe som provoserte fremveksten av ozonhull.

Montreal-protokollen fra 1987 forbød produksjon av kjølemedier, som i det siste halve århundret tillot mat å bli konservert og dermed ikke bare gjorde menneskelivet mer behagelig, men også reddet livet til mange millioner mennesker som led av matusikkerhet. Ettersom billige kjølemedier ble forbudt, klarte ikke underutviklede land å kjøpe dyre kjøleskap. Derfor kan de ikke lagre landbruksproduktene sine. Dyrt importert utstyr, utviklet i landene til initiativtakerne til "kampen mot ozonhull", gir dem betydelige inntekter. Forbudet mot kjølemedier bidro til økt dødelighet i de fattigste landene.

I dag kan vi med sikkerhet si at det ikke er noen strengt vitenskapelig bevist bevis for den ødeleggende effekten av kunstig skapte klorfluorkarbonmolekyler på planetens ozonlag. Men i det vitenskapelige samfunnet råder synspunktet, ifølge hvilket årsaken til nedgangen i tykkelsen av ozonlaget i andre halvdel av 1900-tallet er den menneskeskapte faktoren, som i form av frigjøring av klor- og bromholdige freoner, førte til en betydelig uttynning av ozonlaget.

Freoner er fluorholdige derivater av mettede hydrokarboner (hovedsakelig metan og etan) som brukes som kjølemedier i kjøleskap. I tillegg til fluoratomer inneholder freonmolekyler vanligvis kloratomer, sjeldnere bromatomer. Mer enn 40 forskjellige freoner er kjent. De fleste av dem er produsert av industrien.

Freon 22 (Freon 22) - refererer til stoffer i 4. fareklasse. Under påvirkning av temperaturer over 400°C kan det dekomponere med dannelse av svært giftige produkter: tetrafluoretylen (fareklasse 4), hydrogenklorid (fareklasse 2), hydrogenfluorid (fareklasse 1).

Dermed styrket de innhentede data konklusjonen til mange (men ikke alle!) forskere om at det observerte tapet av ozon på middels og høye breddegrader hovedsakelig skyldes menneskeskapte klor- og bromholdige forbindelser.

Men ifølge andre ideer er dannelsen av "ozonhull" i stor grad en naturlig, periodisk prosess, ikke utelukkende forbundet med de skadelige effektene av menneskelig sivilisasjon. Ikke mange mennesker deler dette synspunktet i dag, ikke bare på grunn av mangel på argumenter, men fordi det viste seg å være mer lønnsomt å følge i kjølvannet av "globale utopier". Mange forskere, i mangel av midler til vitenskapelig forskning, har blitt og blir ofre for bevilgninger for å underbygge ideene om "global miljøsjåvinisme" og skylden for fremskritt i dette.

Som G. Kruchenitsky, A. Khrgian, Russlands ledende ozonspesialist, påpeker, var han praktisk talt den første som gjorde oppmerksom på det faktum at dannelsen og forsvinningen av ozonhull på den nordlige halvkule korrelerer med atmosfærisk-dynamisk, og ikke kjemisk, prosesser. Ozoninnholdet kan endres med flere titalls prosent i løpet av to til tre dager. Det vil si at poenget ikke ligger i ozonreduserende stoffer, men i selve atmosfærens dynamikk.

E. Borisenkov, en fremtredende spesialist innen atmosfæriske studier, basert på behandling av data fra ni vesteuropeiske stasjoner over tjuetre år, etablerte en korrelasjon mellom 11-års sykluser av solaktivitet og ozonendringer i jordens atmosfære.

Årsakene til ozonhull er for det meste assosiert med menneskeskapte kilder til forbindelser som trenger inn i det stratosfæriske laget av jordens atmosfære. Det er imidlertid en hake. Den består i at hovedkildene til ozonnedbrytende forbindelser ikke er lokalisert på de polare (sørlige og nordlige) breddegrader, men er konsentrert nærmere ekvator og er nesten utelukkende lokalisert på den nordlige halvkule. Mens de hyppigste fenomenene med forekomsten av tynning av ozonlaget (det faktiske utseendet av ozonhull) er observert i Antarktis (sørlige halvkule) og sjeldnere i den arktiske sonen.

Det vil si at kildene til ozonreduserende forbindelser må raskt og godt blandes i jordens atmosfære. Samtidig forlater de raskt de nedre lagene av atmosfæren, hvor deres reaksjoner med deltakelse av ozon også bør observeres. For rettferdighets skyld bør det bemerkes at det er mye mindre ozon i troposfæren enn i stratosfæren. I tillegg kan "levetiden" til disse forbindelsene nå flere år. Derfor kan de nå stratosfæren under forhold med dominerende vertikale bevegelser av luftmasser og varme. Men her kommer vanskeligheten. Siden hovedbevegelsene knyttet til varme og masseoverføring (varme + transportert luftmasse) utføres nøyaktig i troposfæren. Og siden lufttemperaturen allerede i en høyde på 11-10 km er konstant og er ca -50°C, bør denne varme- og masseoverføringen fra troposfæriske laget til stratosfæren bremses. Og deltakelsen av menneskeskapte kilder som ødelegger ozonlaget er kanskje ikke så betydelig som det er antatt så langt.

Det neste faktum som kan redusere rollen til den menneskeskapte faktoren i ødeleggelsen av jordens ozonlag er utseendet av ozonhull, for det meste om våren eller vinteren. Men dette motsier for det første antagelsen om muligheten for rask blanding av ozonnedbrytende forbindelser i jordens atmosfære og deres penetrering i stratosfæriske laget med høy ozonkonsentrasjon. For det andre er den menneskeskapte kilden til ozonreduserende forbindelser permanent. Følgelig er det vanskelig å forklare årsaken til oppkomsten av ozonhull om våren og vinteren, og til og med på polare breddegrader, av en menneskeskapt årsak. På den annen side forklarer tilstedeværelsen av polare vintre og den naturlige nedgangen i solstråling om vinteren den naturlige årsaken til forekomsten av ozonhull over Antarktis og Arktis på en tilfredsstillende måte. For eksempel varierer ozonkonsentrasjonene i jordens atmosfære om sommeren fra 0 til 0,07 %, og om vinteren fra 0 til 0,02 %.

I Antarktis og Arktis er mekanismen for ozonnedbrytning fundamentalt forskjellig fra høyere breddegrader. Her skjer hovedsakelig omdannelsen av inaktive former for halogenholdige stoffer til oksider. Reaksjonen finner sted på overflaten av partikler av polare stratosfæriske skyer. Som et resultat blir nesten all ozon ødelagt i reaksjoner med halogener. Samtidig er klor ansvarlig for 40-50% og brom er ca. 20-40%.

Med ankomsten av polarsommeren øker mengden ozon og når igjen sin tidligere norm. Det vil si at svingninger i ozonkonsentrasjonen over Antarktis er sesongmessige. Alle kjenner igjen dette. Men hvis tidligere tilhengere av menneskeskapte kilder til ozonnedbrytende forbindelser likevel var tilbøyelige til å hevde at det i løpet av året var en jevn nedgang i ozonkonsentrasjonen, så viste denne dynamikken seg senere å være motsatt. Ozonhullene begynte å krympe. Selv om restaureringen av ozonlaget etter deres mening bør ta flere tiår. Siden det ble antatt at en enorm mengde freoner fra menneskeskapte kilder hadde samlet seg i atmosfæren, som hadde en levetid på titalls, og til og med hundrevis av år. Derfor bør innstrammingen av ozonhullet ikke forventes før 2048. Som du kan se, gikk ikke denne spådommen i oppfyllelse. På den annen side ble innsatsen for å redusere produksjonsvolumet av freon gjort kardinal.

organisme ultrafiolett ozon marine