Знищення озонного кулі землі

Знищення озонного кулі Землі

Реферат виконав студент I-го курсу 17гр. 6104 ФЕФ Юмашев Володомир.

Міністерство освіти України.

Київський Національний Економічний Університет (Кафедра екології).

Київ 1999р.

У 1985 р. фахівці із дослідження атмосфери Британської Антарктичної Служби повідомили про абсолютно несподіваний факт: весняний вміст озону в атмосфері над станцією Халлі-Бей в Антарктиді зменшився за період із 1977 по 1984 р. на 40%. Незабаром цей висновок підтвердили й інші дослідники, що показали також, що область зниженого змісту озону тягнеться за межі Антарктиди й по висоті охоплює кулю від 12 до 24 км, тобто значну частину нижньої стратосфери. Фактично це означало, що в полярній атмосфері є озонова «діра ». Найбільш докладним дослідженням озонового кулі над Антарктидою був міжнародний Самолетний Антарктичний Озонний Експеримент. У його ході вчені із 4 країн декілька разів підіймалися до області зниженого змісту озону й збирали детальні відомості про розміри «діри «й проходячі в ній хімічні процеси. На початку 80-х років по вимірюваннях зі супутника «Німбус-7 «аналогічна «діра «був виявлена й в Арктиці, щоправда вон охоплювала значно меншу площу й падіння рівня озону в ній було б інакшим значним — біля 9%. У середньому по землі із 1979 по 1990 р. зміст озону впало на 5%.

Вперше думка про небезпеку руйнування озонового кулі був висловлена ще в кінці 1960;х років, тоді вважалось, що основну небезпеку для атмосферного озону представляють викиди водяної парі й оксидів азоту із двигунів надзвукових транспортних літаків й ракет. Однак, надзвукова авіація розвивалася значно менш бурхливими темпами, ніж передбачається. У цей одну годину на комерційних цілях використовується лише «Конкорд », що здійснює декілька рейсів в тиждень між Америкою й Європою, із військових літаків в стратосфері літають практично лише надзвукові стратегічні бомбардувальники, такі, як B1-B чи Ту-160 й розвідувальні літаки типу SR-71. Таке навантаження навряд чи представляє серйозну загрозу для озонового кулі. Викиди оксидів азоту із поверхні землі внаслідок спалення викопного палива й масового виробництва й застосування азотних добрив також представляє певну небезпеку для озонного озонного кулі, але й оксиди азоту нестійки й легко руйнуються в нижніх кулях атмосфери. Запуски ракет також відбуваються не дуже часто, проте, тверде паливо, що використовується в сучасних космічних системах, наприклад в твердопаливних прискорювачах «Спейс-Шаттл «чи «Аріан », може наносити серйозний збиток озонному кулі в районі запуску.

У 1974 р. вчені М. Моліна й Ф. Роуленд із Каліфорнійського університету в Ірвіне показали, що хлорфторвуглероди (ХФУ) можуть спричиняти руйнування озону. Починаючи із цого години, так кликана, хлорфторвуглеродна проблема стала однією із основних в дослідженнях по забрудненню атмосфери. Хлорфторвуглероди уже понад за 60 років використовуються як хладогенти в холодильниках й кондиціонерах, пропілленти для аерозольних сумішей, пінообразуючі агенти у вогнегасниках, очищувачі для електронних приладів, при хімічному чищенні одягу, при виробництві пінопластиків. Колись смердоті розглядалися, як ідеальні для практичного застосування хімічні речовини, оскільки смердоті дуже стабільні й неактивні, а, означати, не токсичні. як це ані парадоксально, але й саме інертність цих із «єднань робить їхнього небезпечною для атмосферного озону. ХФУ не розпадаються швидко в тропосфері (нижньому шарі атмосфери, який тягнеться від поверхні землі до висоти 10 км), як це відбувається, наприклад, із переважно оксидів азоту, й, зрештою, проникають в стратосферу, верхній кордон якої розташовується на висоті біля 50 км. Колі молекули ХФУ підіймаються до висоти приблизно 25 км, де концентрація озону максимальна, смердоті зазнають інтенсивного впливу ультрафіолетового випромінювання, який не проникає на менші висоти через екрануючу дію озону. Ультрафіолет руйнує стійкі в звичайних умовах молекули ХФУ, котрі розпадаються на компоненти, що володіють високою реакційною здатністю, зокрема атомний хлор. Таким чином, ХФУ переносити хлор із поверхні землі через тропосферу й нижні шари атмосфери, де менш інертні із «єднання хлору руйнуються, в стратосферу, до кулі із найбільшою концентрацією озону. Дуже важливо, що хлор при руйнуванні озону діє подібно каталізатору: в ході хімічного процесу його кількість не меншає. У наслідок цого один атом хлору може зруйнувати до 100 000 молекул озону, перш ніж якщо дезактивірован чи повернеться в тропосферу. Зараз викид ХФУ у повітря обчислюється мільйонами тонн, але й, навіть у гіпотетичному разі повного припинення виробництва й використання ХФУ, негайного результату досягнути не вдасться: дія що уже потрапили у повітря ХФУ якщо продовжуватися декілька десятиріч. Вважається, що годину життя в атмосфері для двох ХФУ фреон-11, що найбільш широко використовуються й фреон-12 становить 75 й 100 років відповідно.

Це відкриття стурбувало як вчених, то й широку громадськість, оскільки із нього слідувало, що кулю озону, навколишній нашу планету, знайдеться в більшій небезпеці, ніж вважався раніше. Потоншення цого кулі може привести до серйозних наслідків для людства. Вміст озону в атмосфері менше за 0.0001%, однак, саме озон повністю поглинає жорстке ультрафіолетове випромінювання сонця, що завдає серйозних поразок кліткам живих організмів. Падіння концентрації озону на 1% приводити, в середньому, до збільшення інтенсивності жорсткого ультрафіолету у поверхні землі на 2%. Ця оцінка підтверджується вимірюваннями, проведеними в Антарктиді (щоправда, через низьке положення сонця, інтенсивність ультрафіолету в Антарктиді все ще нижче, ніж в середніх широтах). По своєму впливу на живі організми жорсткий ультрафіолет близький до іонізуючих випромінювань, однак, через більші, ніж у g-випромінюванні довжини хвилі, він не здатний проникати глибоко в тканині, й тому вражає лише поверхневі органи. Жорсткий ультрафіолет володіє достатньою енергією для руйнування ДНК й інших органічних молекул, що може викликати раку шкіри, катаракту й імунну недостатність. Природно, жорсткий ультрафіолет здатний викликати й звичайні опіки шкіри й рогівки. Вже тепер у всьому світі помітно збільшення числа захворювання на рак шкіри, однак, значна кількість інших чинників (наприклад, популярність засмазі, що зросла, що приводити доти, що люди понад години проводять на сонці, отримуючи велику дозу УХ опромінення) неоднозначно затверджувати, що в цьому винне зменшення змісту озону. Жорсткий ультрафіолет зле поглинається водою й тому представляє велику небезпеку для морських екосистем. Експерименти показали, що планктон, що мешкає в приповерховому шарі, при збільшенні інтенсивності жорсткого УХ опромінення може серйозно постраждати й навіть загинути повністю. Планктон знаходиться в основі харчових ланцюжків практично всіх морських екосистем, тому без перебільшення можна сказати, що практично всі у приповерхових кулях морів й океанів може зникнути. Рослини менш чутливі до жорсткого УХ опроміненню, але й при збільшенні дози можуть постраждати й смердоті. Якщо вміст озону в атмосфері значно поменшає, людство легко знайде спосіб захиститися від жорсткого УХ випромінювання, але й при цьому ризикує померти від голоду.

Під тиском цих аргументів багато котрі країни почали вживати заходів, направлені на скорочення виробництва й використання ХФУ. З 1978 р. США було б заборонене використання ХФУ в аерозолях. На шкода, використання ХФУ в інших областях обмежене не було б. У вересні 1987 р. 23 ведучих країни світу підписали в Монреалі конвенцію, що вол «язує їхнього знизити споживання ХФУ. Згідно із досягнутою домовленістю, розвинені країни повинні до 1999 р. знизити споживання ХФУ до половини рівня 1986 р. Для використання в якості пропеллента в аерозолях уже знайдений непоганий замінник ХФУ — пропан-бутановий суміш. По фізичних параметрах вон практично не поступається фреонам, але й, на відміну від них, вогненебезпечна. Проте, такі аерозолі уже проводяться в багатьох країнах, до того числі й в Росії. Складніше йде справа із холодильними установками — іншим по величині споживачем фреонів. Праворуч до того, що через полярність молекули ХФУ мають високу теплоту випаровування, що дуже важливо для робочого агрегату в холодильниках й кондиціонерах. Кращим відомим на сьогодні замінником фреонів є аміак, але й він токсичний й усе ж таки поступається ХФУ по фізичних параметрах. Непогані результати отримані для повністю фторированих вуглеводородів. У багатьох країнах ведуться розробки нових замінників, й уже досягнуті непогані практичні результати, але й повністю ця проблема ще не вирішена.

Використання фреонів продовжується, й поки далеко навіть до стабілізації рівня ХФУ в атмосфері. Так, за даними мережі Глобального моніторинга змін клімату, в фонових умовах — на берегах Тихого й Атлантичного океанів й на островах, вдалині від промислових й густонаселених районів — концентрація фреонів -11 й -12 за годину зростає із швидкістю 5−9% в рік. разом із тім, ранні прогнози, що кажуть про ті, що при збереженні сучасного рівня викиду ХФУ, до середини XXI ст. кількість озону в стратосфері може впасти вдвічі, можливо були дуже песимістичні. Бо, як із «ясувалося, діра над Антарктидою багато в чому є слідством метеорологічних процесів. Утворення озону можливо лише при наявності ультрафіолета й под годину полярної ночі не йде. Взимку над Антарктикою утвориться стійкий вихор, перешкоджаючий притоці багатого озоном повітря зі середніх широт. Тому до весни навіть невелику кількість активного хлору здібно завдати серйозний збиток озонному кулі. Такий вихор практично відсутній над Арктикою, тому в північній півкулі падіння концентрації озону значно менше. Багато котрі дослідники вважають, що на процес руйнування озону впливають полярні стратосферні хмари. Ці висотні хмари, котрі набагато частіше спостерігаються над Антарктикою, чим над Арктикою, утворяться взимку, коли при відсутності сонячного світла, в умовах метеорологічної ізоляції Антарктиди, температура в стратосфері падає нижче мінус 800С. Можливо, що частки цих хмар здатні катализувати розпад озону. Усі це говорити про ті, що ХФУ здатні викликати помітне пониження концентрації озону лише в специфічних атмосферних умовах Антарктиди, яку для середніх широт не характерне в наслідок інших кліматичних умів, а це одразу зменшує площу озонного кулі, Яка може піддертися розпабу.

Хоч Перші похмурі оцінки були переглянені, це ані не означає, що проблеми немає. Швидше, зрозуміли, що немає негайної серйозної небезпеки. Навіть найбільш оптимістичні оцінки передбачають при сучасному рівні викиду ХФУ у повітря серйозні біосферні порушення у другій половині XXI в., тому скорочувати використання ХФУ, як й раніше, необхідно.

Можливості впливу людини на природу постійно зростають й уже досягли такого рівня, коли можливо завдати біосфері непоправний збиток. Вже над перший раз речовина, який довгий годину вважався абсолютно нешкідливим, виявляється, на самом деле, надто небезпечним. Років двадцять тому навряд чи хто-небудь міг передбачити, що звичайний аерозольний балончик може представляти серйозну загрозу для планети загалом. До нещастя, далеко ще не завжди вдається вчасно передбачити, яким чином ті чи інше із «єднання якщо впливати на біосферу. Однак, у випадку із ХФУ така можливість був. Алі навіть после того, як проблема ХФУ був 1974;го р. сформульована дуже небагато країн прийняли заходь по захисту природи від ХФУ, але й ці заходь були недостатні. Була потрібна досить серйозна демонстрація небезпеки ХФУ у тому, щоб були прийняті серйозні заходь в світовому масштабі. Потрібно помітити, що навіть после виявлення озонной діри, ратифікування Монреальської конвенції одну годину знаходилося под загрозою. Бути може, проблема ХФУ навчить із великою увагою й опаскою відноситись до всіх речовин, що попадають в біосферу внаслідок діяльності людства.