Găurile de ozon sunt „copiii” vortexurilor stratosferice. Ce este o gaură de ozon Gaurile de ozon argumente pro și contra

Introducere

O gaură de ozon cu un diametru de peste 1000 km a fost descoperită pentru prima dată în 1985 în emisfera sudică de un grup de oameni de știință britanici în Antarctica. În fiecare august a apărut, în decembrie sau ianuarie a încetat să mai existe. O altă gaură mai mică se forma peste emisfera nordică din Arctica.

Gaura de ozon- scaderea locala a concentratiei de ozon in stratul de ozon al Pamantului. Conform teoriei general acceptate în comunitatea științifică, în a doua jumătate a secolului XX, impactul din ce în ce mai mare al factor antropic sub forma eliberării de freoni care conțin clor și brom a condus la o subțiere semnificativă a stratului de ozon, vezi, de exemplu, raportul Organizației Meteorologice Mondiale:

Acestea și alte descoperiri științifice recente au întărit concluzia evaluărilor anterioare că ponderea în favoarea dovezilor științifice sugerează că pierderea observată de ozon la latitudini medii și înalte se datorează în principal compușilor antropici care conțin clor și brom.

Potrivit unei alte ipoteze, procesul de formare a „găurilor de ozon” poate fi în mare măsură natural și nu este asociat doar cu efectele nocive ale civilizației umane.

Mecanismul educației

O combinație de factori duce la o scădere a concentrației de ozon din atmosferă, principala fiind moartea moleculelor de ozon în reacțiile cu diverse substanțe de origine antropică și naturală, absența radiației solare în timpul iernii polare, un vârtej polar deosebit de stabil care împiedică pătrunderea ozonului de la latitudini subpolare și formarea norilor stratosferici polari (PSC), a căror suprafață catalizează descompunerea ozonului. reactii. Acești factori sunt tipici în special pentru Antarctica, în Arctica vortexul polar este mult mai slab din cauza lipsei unei suprafețe continentale, temperatura este cu câteva grade mai mare decât în ​​Antarctica, iar PSO-urile sunt mai puțin frecvente și, de asemenea, tind să se spargă. sus la începutul toamnei. Fiind reactive, moleculele de ozon pot reacționa cu mulți compuși anorganici și organici. Principalele substanțe care contribuie la distrugerea moleculelor de ozon sunt substanțele simple hidrogen, atomii de oxigen ai bromului de clor), anorganici (clorhidrat de monoxid de azot) și compușii organici ai metanului, fluorclorul și fluorobromofreonii, care emit atomi de clor și brom). Spre deosebire de, de exemplu, hidrofluorofreonii, care se descompun în atomi de fluor, care, la rândul lor, reacționează rapid cu o boltă pentru a forma fluorură de hidrogen stabilă. Astfel, fluorul nu participă la reacțiile de descompunere a ozonului.De asemenea, iodul nu distruge ozonul stratosferic, deoarece substanțele organice care conțin iod sunt consumate aproape complet chiar și în troposferă. Principalele reacții care contribuie la distrugerea ozonului sunt date în articolul Stratul de proozon.

Efecte

Slăbirea stratului de ozon crește fluxul de radiații solare către pământ și determină o creștere a numărului de cancere de piele la oameni. Plantele și animalele suferă, de asemenea, de niveluri crescute de radiații.

Refacerea stratului de ozon

Deși omenirea a luat măsuri pentru a limita emisiile de freoni care conțin clor și brom prin trecerea la alte substanțe, cum ar fi freonii care conțin fluor , procesul de refacere a stratului de ozon va dura câteva decenii. În primul rând, acest lucru se datorează volumului imens de freoni deja acumulați în atmosferă, care au o durată de viață de zeci și chiar sute de ani. Prin urmare, înăsprirea găurii de ozon nu ar trebui să fie așteptată înainte de 2048.

Concepții greșite despre gaura de ozon

Există mai multe mituri larg răspândite despre formarea găurilor de ozon. În ciuda naturii lor neștiințifice, ele apar adesea în mass-media - uneori din ignoranță, alteori susținute de susținători teorii ale conspirației. Unele dintre ele sunt enumerate mai jos.

Freonii sunt principalii distrugători de ozon.

Această afirmație este valabilă pentru latitudini medii și înalte. În rest, ciclul clorului este responsabil pentru doar 15-25% din pierderile de ozon din stratosferă. De remarcat faptul că 80% din clor este de origine antropică. (pentru mai multe detalii despre contribuția diferitelor cicluri, vezi art. strat de ozon). Adică intervenția umană crește foarte mult aportul ciclului clorului. Și având în vedere tendința de creștere a producției de freoni înainte de intrarea în vigoare Protocolul de la Montreal(10% pe an) 30 până la 50% din pierderea totală de ozon în 2050 s-ar datora expunerii la CFC. Înainte de intervenția umană, procesele de formare a ozonului și distrugerea acestuia erau în echilibru. Dar freonii emiși de activitatea umană au deplasat acest echilibru către o scădere a concentrației de ozon. În ceea ce privește găurile de ozon polar, situația este complet diferită. Mecanismul distrugerii ozonului este fundamental diferit de la latitudinile superioare, etapa cheie este conversia formelor inactive de substanțe care conțin halogen în oxizi, care apare pe suprafața particulelor norilor stratosferici polari. Și ca urmare, aproape tot ozonul este distrus în reacțiile cu halogenii, clorul este responsabil pentru 40-50%, iar bromul este de aproximativ 20-40%.

DuPont a inițiat o interdicție a vechilor și tranziția la noi tipuri de freoni, deoarece brevetul lor expira

DuPont, după publicarea datelor despre participarea freonilor la distrugerea ozonului stratosferic, a luat această teorie cu ostilitate și a cheltuit milioane de dolari într-o campanie de presă pentru a proteja freonii. Președintele DuPont a scris într-un articol din Chemical Week din 16 iulie 1975, că teoria epuizării stratului de ozon era științifico-fantastică, o prostie care nu avea sens. Cu excepția lui DuPont întreaga linie companii din întreaga lume au produs și produce diverse tipuri de freoni fără deduceri de redevențe

Freonii sunt prea grei pentru a ajunge în stratosferă

Uneori se susține că, deoarece moleculele de freon sunt mult mai grele decât azotul și oxigenul, ele nu pot ajunge în stratosferă în cantități semnificative. Cu toate acestea, gazele atmosferice sunt amestecate complet și nu sunt stratificate sau sortate în funcție de greutate. Estimările timpului necesar pentru separarea difuzivă a gazelor în atmosferă necesită timpi de ordinul a mii de ani. Desigur, acest lucru nu este posibil într-o atmosferă dinamică. Procesele verticale de transfer de masă de convecție și turbulență amestecă complet atmosfera de sub turbopauză mult mai rapid. Prin urmare, chiar și astfel de gaze grele precum freonii inerți sunt distribuite uniform în atmosferă, ajungând, printre altele, și în stratosferă. Măsurătorile experimentale ale concentrațiilor lor în atmosferă confirmă acest lucru; Măsurătorile arată, de asemenea, că este nevoie de aproximativ cinci ani pentru ca gazele eliberate pe suprafața Pământului să ajungă în stratosferă, vezi al doilea grafic din dreapta. Dacă gazele din atmosferă nu s-ar amesteca, atunci gaze atât de grele din compoziția sa, precum dioxidul de carbon, ar forma un strat gros de câteva zeci de metri pe suprafața Pământului, ceea ce ar face suprafața Pământului nelocuabilă. Din fericire, nu este cazul. Ikryptonul cu o masă atomică de 84 și heliul cu o masă atomică de 4 au aceeași concentrație relativă, care este aproape de suprafață, care are o înălțime de până la 100 km. Desigur, toate cele de mai sus sunt valabile numai pentru gazele care sunt relativ stabile, cum ar fi freonii sau gazele inerte. Substanțele care intră în reacții și sunt, de asemenea, supuse diferitelor influențe fizice, de exemplu, se dizolvă în apă, au o dependență de concentrare de înălțime.

Principalele surse de halogeni sunt naturale, nu antropice

Se crede că sursele naturale de halogeni, cum ar fi vulcanii și oceanele, sunt mai semnificative pentru procesul de epuizare a ozonului decât cele produse de om. Fără a pune sub semnul întrebării contribuția surselor naturale la echilibrul general al halogenilor, trebuie remarcat că, în general, nu ajung în stratosferă datorită faptului că sunt solubili în apă (în principal ionii de clorură și clorura de hidrogen) și sunt spălați din atmosferă, căzând ca ploaia pe pământ. De asemenea, compușii naturali sunt mai puțin stabili decât freonii, de exemplu, clorura de metil are o durată de viață atmosferică de numai aproximativ un an, comparativ cu zeci și sute de ani pentru freoni. Prin urmare, contribuția lor la distrugerea ozonului stratosferic este destul de mică. Chiar și erupția rară a vulcanului Pinatubo din iunie 1991 a provocat o scădere a nivelului de ozon nu datorită halogenilor eliberați, ci datorită formării unei mase mari de aerosoli de acid sulfuric, a căror suprafață a catalizat reacții de distrugere a ozonului. Din fericire, după trei ani, aproape întreaga masă de aerosoli vulcanici a fost îndepărtată din atmosferă. Astfel, erupțiile vulcanice sunt factori pe termen relativ scurt care afectează stratul de ozon, spre deosebire de freoni, care au durate de viață de zeci și sute de ani.

Gaura de ozon trebuie să fie deasupra surselor de freon

Mulți nu înțeleg de ce se formează gaura de ozon în Antarctica, când principalele emisii de freoni au loc în emisfera nordică. Cert este că freonii sunt bine amestecați în troposferă și stratosferă. Având în vedere reactivitatea lor scăzută, practic nu sunt consumate în straturile inferioare ale atmosferei și au o durată de viață de câțiva ani sau chiar decenii. Prin urmare, ajung cu ușurință în atmosfera superioară. „Gaura de ozon” antarctică nu există permanent. Apare la sfârșitul iernii - primăvara devreme. Motivele pentru care se formează gaura de ozon în Antarctica sunt legate de clima locală. Temperaturile scăzute din iarna antarctică duc la formarea vortexului polar. Aerul din interiorul acestui vârtej se mișcă în mare parte pe căi închise în jurul Polului Sud. În acest moment, regiunea polară nu este iluminată de Soare, iar ozonul nu apare acolo. Odată cu venirea verii, cantitatea de ozon crește și atinge din nou norma anterioară. Adică, fluctuațiile concentrației de ozon peste Antarctica sunt sezoniere. Cu toate acestea, dacă urmărim dinamica modificărilor concentrației de ozon și dimensiunea găurii de ozon în medie pe parcursul unui an în ultimele decenii, atunci există o tendință strict definită către o scădere a concentrației de ozon. ozonul găuriîn atmosferă datorită... Observaţii sistematice ale: i) starea ozon strat (variabilitate spațială și temporală...

Ozon strat (3)

Rezumat >> Biologie

2035. Motive pentru slăbire ozon scut Ozon stratul protejează viața pe... Un extins " ozon gaură". Distrugerea ozonului are loc din cauza... Combustibilul care arde „arde” în ozon strat mare găuri. Se credea odată că...

1. Măsuri de bază pentru protejarea stratului de ozon
2. Regula de complementaritate optimă a componentelor
3. Legea N.F. Reimers despre distrugerea ierarhiei ecosistemelor

Concluzie

Introducere

Atmosfera actuală de oxigen a Pământului este unică printre planete sistem solar, iar această caracteristică este asociată cu prezența vieții pe planeta noastră.

Problema ecologiei pentru oameni este, fără îndoială, cea mai importantă acum. Distrugerea stratului de ozon al Pământului indică realitatea unei catastrofe ecologice. Ozonul - o formă triatomică de oxigen, se formează în atmosfera superioară sub influența radiațiilor ultraviolete dure (cu lungime de undă scurtă) de la soare.

Astăzi, ozonul îngrijorează pe toată lumea, chiar și pe cei care anterior nu bănuiau existența unui strat de ozon în atmosferă și credeau doar că mirosul de ozon este un semn de aer proaspăt. (Nu e de mirare că ozonul în greacă înseamnă „miros”.) Acest interes este de înțeles - vorbim despre viitorul întregii biosfere a Pământului, inclusiv despre omul însuși. În prezent, este necesar să se ia anumite decizii obligatorii pentru tot ceea ce ar face posibilă conservarea stratului de ozon. Dar pentru ca aceste decizii să fie corecte, informatii complete despre acei factori care modifică cantitatea de ozon din atmosfera Pământului, precum și despre proprietățile ozonului, despre cum reacționează exact la acești factori.

1. Găurile de ozon și cauzele lor

Stratul de ozon este o centură atmosferică largă care se extinde de la 10 la 50 km deasupra suprafeței Pământului. Din punct de vedere chimic, ozonul este o moleculă formată din trei atomi de oxigen (o moleculă de oxigen conține doi atomi). Concentrația de ozon din atmosferă este foarte scăzută, iar micile modificări ale cantității de ozon duc la modificări mari ale intensității ultravioletelor care ajung la suprafața pământului. Spre deosebire de oxigenul obișnuit, ozonul este instabil, se transformă cu ușurință într-o formă diatomică, stabilă de oxigen. Ozonul este un agent oxidant mult mai puternic decât oxigenul, ceea ce îl face capabil să omoare bacteriile și să inhibe creșterea și dezvoltarea plantelor. Cu toate acestea, datorită concentrației sale scăzute în straturile de suprafață ale aerului în condiții normale, aceste caracteristici ale acestuia practic nu afectează starea sistemelor vii.

Mult mai importantă este cealaltă proprietate, ceea ce face ca acest gaz să fie absolut necesar pentru toată viața de pe uscat. Această proprietate este capacitatea ozonului de a absorbi radiațiile ultraviolete (UV) dure (unde scurte) de la Soare. Quantele de UV dur au energie suficientă pentru a rupe unele legături chimice, deci se numește radiații ionizante. Ca și alte radiații de acest fel, raze X și radiații gamma, provoacă numeroase tulburări în celulele organismelor vii. Ozonul se formează sub influența radiației solare de mare energie, care stimulează reacția dintre O 2 și atomii liberi de oxigen. Sub influența radiațiilor moderate, se degradează, absorbind energia acestei radiații. Astfel, acest proces ciclic „mâncă” periculoasele ultraviolete.

Moleculele de ozon, precum oxigenul, sunt neutre din punct de vedere electric, adică. nu poartă sarcină electrică. Prin urmare, câmpul magnetic al Pământului în sine nu afectează distribuția ozonului în atmosferă. Stratul superior al atmosferei - ionosfera, aproape coincide cu stratul de ozon.

În zonele polare, unde liniile de forță ale câmpului magnetic al Pământului sunt închise pe suprafața sa, distorsiunea ionosferei este foarte semnificativă. Numărul de ioni, inclusiv oxigenul ionizat, din straturile superioare ale atmosferei din zonele polare este redus. Dar principalul motiv pentru conținutul scăzut de ozon din regiunea polilor este intensitatea scăzută a radiației solare, care cade chiar și în timpul zilei polare la unghiuri mici față de orizont, iar în timpul nopții polare este complet absentă. Zona „găurilor” polare din stratul de ozon este un indicator de încredere al modificărilor ozonului atmosferic total.

Conținutul de ozon din atmosferă fluctuează din cauza multor cauze naturale. Fluctuațiile periodice sunt asociate cu ciclurile activității solare; multe componente ale gazelor vulcanice sunt capabile să distrugă ozonul, astfel încât o creștere a activității vulcanice duce la o scădere a concentrației acestuia. Substanțele care distrug ozonul sunt răspândite pe suprafețe mari din cauza vitezei mari, super-uraganelor, ale curenților de aer din stratosferă. Nu sunt transportați doar degradatorii de ozon, ci și ozonul în sine, astfel încât perturbările de concentrare a ozonului se răspândesc rapid pe suprafețe mari, iar micile „găuri” locale din scutul de ozon, cauzate, de exemplu, de lansarea unei rachete, sunt atrase relativ rapid. Doar în regiunile polare aerul este inactiv, drept urmare dispariția ozonului de acolo nu este compensată de deriva sa de la alte latitudini, iar „găurile de ozon” polare, în special la Polul Sud, sunt foarte stabile.

1.1 Surse de epuizare a stratului de ozon

Printre cei care epuizează stratul de ozon se numără:

1) Freoni.

Ozonul este distrus sub influența compușilor de clor cunoscuți sub numele de freoni, care, distruși și sub influența radiației solare, eliberează clor, care „smulge” „al treilea” atom din moleculele de ozon. Clorul nu formează compuși, dar servește ca catalizator de „ruptură”. Astfel, un atom de clor este capabil să „distrugă” o mulțime de ozon. Se crede că compușii clorului sunt capabili să rămână în atmosferă de la 50 la 1500 de ani (în funcție de compoziția substanței) a Pământului. Observațiile stratului de ozon al planetei au fost efectuate de expediții în Antarctica încă de la mijlocul anilor 1950.

Gaura de ozon din Antarctica, care crește primăvara și scade toamna, a fost descoperită în 1985. Descoperirea meteorologilor a provocat un lanț de consecințe de natură economică. Cert este că existența unei „găuri” a fost pusă pe seama industriei chimice, care produce substanțe care conțin freoni care contribuie la distrugerea ozonului (de la deodorante la unități frigorifice).

Nu există un consens cu privire la întrebarea cât de mult se face o persoană vinovată de formarea „găurilor de ozon”.

Pe de o parte, da, categoric vinovat. Producția de compuși care epuizează stratul de ozon ar trebui redusă la minimum sau, mai bine, oprită cu totul. Adică să abandonăm tot sectorul industriei, cu o cifră de afaceri de multe miliarde de dolari. Și dacă nu refuzați, atunci transferați-l pe o pistă „sigură”, care costă și bani.

Punctul de vedere al scepticilor: influența omului asupra proceselor atmosferice, cu toată distructivitatea ei la nivel local, la scară planetară este neglijabilă. Campania anti-freon a „verzilor” are un fundal economic și politic complet transparent: cu ajutorul ei, marile corporații americane (DuPont, de exemplu) își înăbușă concurenții străini impunând acorduri privind „protecția”. mediu inconjurator„la nivel de stat și introducerea forțată a unei noi revoluții tehnologice, căreia statele mai slabe din punct de vedere economic nu sunt în stare să o reziste.

2) Aeronave de mare altitudine.

Distrugerea stratului de ozon este facilitată nu numai de freonii eliberați în atmosferă și care intră în stratosferă. Oxizii de azot, care se formează în timpul exploziilor nucleare, sunt, de asemenea, implicați în distrugerea stratului de ozon. Dar oxizii de azot se formează și în camerele de ardere ale motoarelor cu turboreacție a aeronavelor de mare altitudine. Oxizii de azot se formează din azotul și oxigenul care se află acolo. Viteza de formare a oxizilor de azot este cu atât mai mare, cu atât temperatura este mai mare, adică cu atât puterea motorului este mai mare.

Nu numai puterea motorului unei aeronave este importantă, ci și altitudinea la care zboară și eliberează oxizi de azot care distrug ozonul. Cu cât se formează mai mult oxidul sau protoxidul de azot, cu atât este mai distructiv pentru ozon.

Cantitatea totală de oxid de azot eliberată în atmosferă pe an este estimată la 1 miliard de tone, iar aproximativ o treime din această cantitate este emisă de aeronave peste nivelul mediu de tropopauză (11 km). În ceea ce privește aeronavele, cele mai nocive emisii sunt aeronavele militare, al căror număr este de zeci de mii. Zboară în principal la înălțimile stratului de ozon.

3) Îngrășăminte minerale.

Ozonul din stratosferă poate scădea și datorită faptului că protoxidul de azot N 2 O pătrunde în stratosferă, care se formează în timpul denitrificării azotului legat de bacteriile din sol. Aceeași denitrificare a azotului legat este efectuată și de microorganismele din stratul superior al oceanelor și mărilor. Procesul de denitrificare este direct legat de cantitatea de azot legat din sol. Astfel, se poate fi sigur că odată cu creșterea cantității de îngrășăminte minerale aplicate solului, în aceeași măsură va crește și cantitatea de protoxid de azot N 2 O formată. În plus, din protoxid de azot se formează oxizi de azot, care conduc la distrugerea ozonului stratosferic.

4) Explozii nucleare.

Exploziile nucleare eliberează multă energie sub formă de căldură. O temperatură egală cu 6000 0 K este setată în câteva secunde după o explozie nucleară. Aceasta este energia mingii de foc. Într-o atmosferă puternic încălzită au loc astfel de transformări ale substanțelor chimice, care fie nu se produc în condiții normale, fie decurg foarte lent. În ceea ce privește ozonul, dispariția lui, cea mai periculoasă pentru el sunt oxizii de azot formați în timpul acestor transformări. Astfel, în perioada 1952-1971, în urma exploziilor nucleare, în atmosferă s-au format circa 3 milioane de tone de oxizi de azot. Soarta lor ulterioară este următoarea: ca urmare a amestecării atmosferei, ei cad la diferite înălțimi, inclusiv în atmosferă. Acolo intră în reacții chimice cu participarea ozonului, ducând la distrugerea acestuia.

5) Arderea combustibilului.

Protoxidul de azot se găsește și în gazele de ardere de la centralele electrice. De fapt, faptul că oxidul și dioxidul de azot sunt prezenți în produsele de ardere este cunoscut de mult timp. Dar acești oxizi mai mari nu afectează ozonul. Ele, desigur, poluează atmosfera, contribuie la formarea smogului în ea, dar sunt îndepărtate rapid din troposferă. Protoxidul de azot, așa cum sa menționat deja, este periculos pentru ozon. La temperaturi scăzute, se formează în următoarele reacții:

N 2 + O + M \u003d N 2 O + M,

2NH 3 + 2O 2 \u003d N 2 O \u003d 3H 2.

Amploarea acestui fenomen este foarte semnificativă. În acest fel, aproximativ 3 milioane de tone de protoxid de azot se formează în atmosferă în fiecare an! Această cifră sugerează că această sursă de epuizare a stratului de ozon este semnificativă.

1.2 Gaură de ozon deasupra Antarcticii

O scădere semnificativă a ozonului total peste Antarctica a fost raportată pentru prima dată în 1985 de British Antarctic Survey, pe baza analizei datelor de la Stația de ozon Halle Bay (76 de grade S). Epuizarea stratului de ozon a fost observată și de acest serviciu în Insulele Argentinei (65 de grade S).

Din 28 august până în 29 septembrie 1987 au fost efectuate 13 zboruri ale aeronavei de laborator deasupra Antarcticii. Experimentul a făcut posibilă înregistrarea originii găurii de ozon. Dimensiunile lui au fost obținute. Studiile au arătat că cea mai mare scădere a cantității de ozon a avut loc la altitudini de 14 - 19 km. Aici instrumentele au înregistrat cea mai mare cantitate de aerosoli (straturi de aerosoli). S-a dovedit că cu cât sunt mai mulți aerosoli la o anumită altitudine, cu atât este mai puțin ozon. Aeronave - laboratorul a înregistrat o scădere a ozonului egală cu 50%. Sub 14 km. schimbările de ozon au fost nesemnificative.

Deja la începutul lunii octombrie 1985, gaura de ozon (cantitatea minimă de ozon) acoperă niveluri de presiune de la 100 la 25 hPa, iar în decembrie intervalul de înălțimi la care se observă se extinde.

În multe experimente, a fost măsurată nu numai cantitatea de ozon și alte componente mici ale atmosferei, ci și temperatura. Cea mai strânsă relație a fost stabilită între cantitatea de ozon din stratosferă și temperatura aerului de acolo. S-a dovedit că natura modificării cantității de ozon este strâns legată de regimul termic al stratosferei de peste Antarctica.

Formarea și dezvoltarea găurii de ozon din Antarctica a fost observată de oamenii de știință britanici în 1987. În primăvară, conținutul total de ozon a scăzut cu 25%.

Cercetătorii americani au măsurat ozonul și alte componente mici ale atmosferei (HC l , HF, NO, NO 2 , HNO 3 , ClONO 2 , N 2 O, CH 4 ) în Antarctica iarna și începutul primăverii anului 1987 folosind un spectrometru special. Datele din aceste măsurători au făcut posibilă delimitarea unei zone din jurul Polului Sud în care cantitatea de ozon este redusă. S-a dovedit că această regiune coincide aproape exact cu vortexul stratosferic polar extrem. La trecerea prin marginea vortexului, nu numai cantitatea de ozon s-a schimbat dramatic, ci și alte componente mici care afectează distrugerea ozonului. În gaura de ozon (sau, cu alte cuvinte, vortexul stratosferic polar), concentrația de HCl, NO 2 și acid azotic a fost mult mai mică decât în ​​afara vortexului. Acest lucru are loc deoarece clorurile din timpul nopții polare reci distrug ozonul în reacțiile corespunzătoare, acționând ca catalizatori în ele. În ciclul catalitic cu participarea clorului are loc principala scădere a concentrației de ozon (cel puțin 80% din această scădere).

Aceste reacții au loc pe suprafața particulelor care alcătuiesc norii polari stratosferici. Aceasta înseamnă că, cu cât suprafața acestei suprafețe este mai mare, adică cu atât mai multe particule de nori stratosferici și, prin urmare, norii înșiși, cu atât ozonul se descompune mai repede, ceea ce înseamnă că gaura de ozon se formează mai eficient.

2. Principalele măsuri de protejare a stratului de ozon

Deoarece cel mai activ distrugător al scutului de ozon al Pământului este clorul, principalele măsuri dezvoltate pentru a reduce epuizarea stratului de ozon sunt reducerea emisiilor de clor și compuși care conțin clor în atmosferă, în primul rând freoni. Una dintre principalele probleme tehnologice, la care se caută soluții în toate țările industrializate, este înlocuirea freonilor cu alți agenți frigorifici care nu conțin clor și, în același timp, nu sunt inferioare freonilor în ceea ce privește proprietățile fizice de bază și inerție chimică.

O altă sarcină care a fost deja rezolvată practic în vehiculul de lansare Energia este transferul tehnologiei rachete și a aeronavelor cu reacție de mare altitudine către combustibili și motoare ecologice.

Reducerea emisiilor de oxizi de azot din sistemele industriale, energetice și de transport terestre este importantă nu numai pentru reducerea acidității precipitațiilor și rezolvarea problemei „ploii acide”. Oxizii de azot nu sunt complet spălați de precipitații, unii dintre ei ajung la înălțimile la care există stratul de ozon și contribuie la epuizarea acestuia.

Deși oxizii de azot sunt de 10.000 de ori mai puțin activi ca distrugători de ozon decât clorul, emisia lor în atmosferă este de multe ori mai mare decât cea a clorului. Acest lucru crește importanța dezvoltării de motoare, centrale electrice, cazane, noi tipuri de combustibil și metode de ardere a acestuia, care ar reduce la minimum formarea și emisia de oxizi de azot în atmosferă.

Prima convenție internațională pentru protecția stratului de ozon a fost încheiată la Viena în 1985. Câteva luni mai târziu, în emisfera sudică a fost descoperită o „gaură de ozon”. După aceea, la Montreal a fost semnat un protocol care obliga țările participante să scape de freonii lor nocivi. În 1990, 1992 și 1997 lista substanțelor distructive a fost completată. În cazul în care toate țările o respectă (și China, de exemplu, și India nu au semnat convenția, argumentând că „nu își pot permite”), meteorologii au promis refacerea stratului de ozon până în 2150. Principalii producători de compuși nocivi pentru ozon (90% din volumul global) sunt numiți țări în curs de dezvoltare (care, de fapt, sunt consumatori de produse învechite din țările „civilizate”) și țările fostei URSS.

Totodată, se afirmă că emisia de freoni în atmosferă în 1986, care a ajuns la 1,1 milioane de tone, până în 1996 a scăzut la 160 de mii de tone. Fără Convenția de la Montreal, până în 2010 am fi avut 8 milioane de tone de emisii anuale.

3. Regula complementarității optime a componentelor

Regula complementarității optime a componentelor spune că niciun ecosistem nu poate exista independent cu un exces sau deficiență creat artificial a uneia dintre componentele ecologice.

„Norma” componentei ecologice trebuie considerată cea care asigură un echilibru ecologic de un anumit tip, permițând funcționarea exactă a ecosistemului care a evoluat și corespunde echilibrului din suprasistemul natural și întregii ierarhii a sistemelor naturale din o anumită unitate de spațiu (într-un anumit biotop).

4. Legea N.F. Reimers despre distrugerea ierarhiei ecosistemelor

Legea N.F. Reimers despre distrugerea ierarhiei ecosistemelor afirmă că distrugerea a mai mult de trei niveluri în ierarhia ecosistemelor este absolut ireversibilă și catastrofală.

Nivelurile ierarhice ale geocorului (biocorului) sunt aranjarea în ordine de la cel mai înalt la cel mai jos. Există cinci niveluri principale de ugeochor și biochor:

• gigahores - principalele elemente ale biosferei și învelișului geografic: oceane și continente, zone bioclimatice și regate biogeografice mai mari de 10 6 km 2;
• megacoruri - unități de zonare natural-economică și biogeografică (fitogeografică) cu dimensiunea de 10 3 -10 5 km 2;
• macrocoruri - teritoriul peisajelor specifice, de 10-10 -2 km 2;
• microcorurile și mezocorile sunt unități morfologice ale peisajului, cu dimensiunea de 10 -1 -10 -2 km 2 și biogeocenozele lor constitutive.

Fiecare subsistem își urmează propriul sistem sau, mai degrabă, dezvoltarea unui supersistem determină multe limitări în dezvoltarea subsistemelor sale. Un astfel de proces de „împingere” a direcției de dezvoltare este caracteristic întregii lumi sistemice atât în ​​perioade super-lungi de timp evolutiv, cât și în perioade relativ scurte de dezvoltare individuală. Peste tot există relații în ierarhia sistemelor – evoluția evoluțiilor și dezvoltarea evoluțiilor. Dacă dezvoltarea este relativ determinată de influența ierarhiei supersistemelor și parțial de subsisteme din trecut (subsistemele, în schimbare, nu pot decât să afecteze întregul, un exemplu în acest sens este mutația), atunci natura proceselor nu se va schimba în viitorul, cel puțin în viitorul apropiat (pe scara timpului caracteristic sistemelor). Și deși principiul „dezvoltarea este mișcarea mișcărilor în întreaga ierarhie a sistemelor semnificative” nu permite crearea unui model non-alternativ, este totuși posibil să se prezică cursul probabil al evenimentelor.

N.F. Reimers (1994) notează că legea dezvoltării neuniforme a sistemelor sau, mai bine, legea dezvoltării (modificării) subsistemelor în sisteme mari în momente diferite poate fi formulată astfel: sisteme de același nivel ierarhic (de regulă). , subsisteme ale unui sistem de un nivel superior de organizare) nu se dezvoltă strict sincron - în timp ce unele dintre ele au atins un nivel superior de dezvoltare, altele rămân încă într-o stare mai puțin dezvoltată.

Concluzie

Toate problemele de mediu globale sunt interdependente și niciuna dintre ele nu trebuie luată în considerare separat de altele.

S-ar părea că cantitatea de ozon din atmosferă este foarte mare - aproximativ 3 miliarde de tone. Aceasta, însă, este o fracțiune nesemnificativă din întreaga atmosferă. Dacă tot ozonul atmosferei se afla în stratul de suprafață al aerului, atunci în „condiții normale” (presiune 1 atmosferă și temperatură 25 grade Celsius), grosimea ecranului de ozon care protejează Pământul de radiațiile UV dure ale Soarelui ar fi doar aproximativ 3 mm. Cu toate acestea, eficacitatea stratului de ozon este foarte mare. În special, experții au calculat că o scădere cu 1% a ozonului duce la o astfel de creștere a intensității iradierii UV a suprafeței, în urma căreia numărul deceselor cauzate de cancer de piele va crește cu 6-7 mii de oameni pe an. .

Este urgent să se ia măsuri pentru protejarea stratului de ozon: să se dezvolte agenți frigorifici inofensivi care să înlocuiască freonii în industrie și viața de zi cu zi, motoare ecologice pentru avioane și sisteme de rachete spațiale, dezvoltarea tehnologiilor care reduc emisiile de oxizi de azot în industrie și transport. Acordurile internaționale existente privind ozonul, Convenția internațională de la Viena pentru protecția stratului de ozon și Protocolul de la Montreal, care obligă statele semnatare să lucreze în domenii specifice, nu sunt încă suficient de eficiente. Pericolul este încă insuficient realizat de oameni, sunt încă puțini cercetători și ingineri talentați care lucrează în acest domeniu. Și timpul nu așteaptă.

Lista literaturii folosite

1. Akimova T.A., Khaskin V.V. Ecologie. - M.: UNITI, 1998. - 455 p.
2. Dedyu I.I. Dicționar enciclopedic ecologic. - Chișinău: Mir, 1990. - 568 p.
3. Knyazeva E.N., Kurdyumov S.P. legile evolutiei si autoorganizarii sistemelor complexe. - M.: Nauka, 1994. - 250 p.
4. Kormilitsin Z.I. Fundamentele ecologiei. - M.: „Interstyle”, 1997. - 364 p.
5. Ecologia generală: interacțiunea dintre societate și natură. - Sankt Petersburg: Chimie, 1997. - 352 p.
6. Sverlova L.I., Voronina N.V. Poluarea mediului natural și potologia ecologică a omului. - Khabarovsk.: KhGAEP, 1995. - 106-108 p.
7. Rozanov S.I. Ecologie generală. - Sankt Petersburg: Editura „Lan”, 2001. - 288 p.

Stratul de ozon este situat la o înălțime de 15 până la 25 de kilometri deasupra suprafeței Pământului. A fost descoperit și descris pentru prima dată de francezi fizicianul Charles Fabryși Henri Buisson. În 1912, ei au reușit să folosească măsurători spectroscopice ale radiațiilor ultraviolete pentru a demonstra existența ozonului în straturile atmosferei îndepărtate de Pământ.

Cum se formează stratul de ozon?

Ozonul (din altă greacă ὄζω - „miros”) este o modificare a oxigenului, constând din molecule triatomice de O3. În condiții normale - gaz albastru.

Ozonul din atmosferă este format de lumina soarelui. Când fotonii luminii ultraviolete se ciocnesc cu moleculele de oxigen (O2), un atom de oxigen este despărțit de ele, care, unindu-se cu o altă moleculă de O2, formează ozon (O3).

De ce este necesar stratul de ozon?

Stratul de ozon absoarbe razele ultraviolete periculoase, protejând astfel întreaga viață de pe Pământ de radiațiile lor dăunătoare. Slăbirea stratului crește fluxul de radiație solară.

Creșterea intensității radiațiilor UV complică procesul de fotosinteză la plante și duce la o scădere a randamentelor culturilor; fitoplanctonul, baza alimentară a locuitorilor Oceanului Mondial, moare din cauza radiațiilor ultraviolete; De asemenea, radiațiile UV intense afectează negativ o persoană - susceptibilitatea la boli crește, structura și pigmentarea pielii se modifică, probabilitatea apariției bolilor oculare, cancerului și deteriorarea moleculelor de ADN crește.

Cât de gros este stratul de ozon?

Stratul de ozon al atmosferei este foarte subțire și are doar 0,3 mm.

De ce se formează găurile de ozon?

Există multe motive pentru apariția găurilor de ozon, dar cea mai importantă dintre ele este poluarea umană. Pe lângă atomii de clor, moleculele de ozon distrug hidrogenul, oxigenul, bromul și alte produse de ardere care intră în atmosferă din cauza emisiilor de la fabrici, uzine, centrale termice cu gaze de ardere.

Testele nucleare nu au un efect mai mic asupra stratului de ozon: exploziile eliberează o cantitate imensă de energie și se formează oxizi de azot, care reacționează cu ozonul și îi distrug moleculele. Se estimează că numai din 1952 până în 1971, aproximativ 3 milioane de tone din această substanță au intrat în atmosferă în timpul exploziilor nucleare. Oamenii de știință notează că unii compuși nocivi, odată eliberați în atmosferă, își pot continua activitatea distructivă acolo timp de 75-100 de ani.

Unde sunt localizate gaurile de ozon?

Prima gaură de ozon mai mare de 1000 km în diametru a fost descoperită peste Antarctica în 1985. Ulterior, peste Arctica a fost descoperită o altă gaură, dar acum oamenii de știință cunosc sute de astfel de fenomene, deși cel mai mare și cel mai periculos este încă cel care a apărut peste Antarctica.

În ciuda faptului că astăzi multe țări ale lumii iau în mod activ măsuri pentru a limita emisiile de substanțe periculoase în atmosferă, procesul de refacere a stratului de ozon va dura câteva decenii. Potrivit prognozelor oamenilor de știință, înăsprirea găurilor de ozon nu ar trebui să fie așteptată înainte de 2048.

Găurile de ozon sunt o problemă importantă de mediu a timpului nostru. Atmosfera previne distrugerea ecosistemului, îl protejează de radiațiile ultraviolete și de resturile din spațiu. Cu toate acestea, la sfârșitul secolului al XX-lea, oamenii de știință au descoperit o gaură de ozon în Antarctica, care era o subțiere a stratului de ozon, atât de necesară pentru a proteja suprafața pământului.

Găurile de ozon, ale căror cauze și consecințe au fost deja bine studiate de experți, amenință viața oamenilor, animalelor și plantelor.

Ce sunt găurile de ozon?

Stratul de ozon face parte din stratosferă. Se răspândește la o altitudine de 12 până la 30 km. Cu cât este mai mare conținutul de ozon, cu atât Pământul este mai protejat de efectele nocive ale razelor solare. Un fapt interesant: pentru prima dată au început să vorbească despre subțierea carcasei de protecție în 1957. Gaura de ozon a devenit o amenințare pentru viața de pe Pământ.

Esența problemei

Sursa de formare a ozonului este oxigenul, care este expus radiațiilor ultraviolete. O astfel de reacție duce la faptul că planeta este învăluită într-un strat de gaz prin care radiația nu pătrunde. Problema subțierii stratului de ozon a fost abordată mare atentieîn anii 80 Secolului 20. J.Farman, un om de știință britanic, este considerat pe bună dreptate descoperitorul fenomenului.

În astfel de locuri, există o scădere a cantității de ozon. Concentrația sa este redusă la 30-35%. Prin aceste zone, razele ultraviolete pătrund liber în atmosferă și ard toată viața de pe planetă.

Locațiile găurilor

J. Farmen, ca parte a unui grup de cercetare, în 1985, a descoperit cel mai mare OD peste Antarctica. Totodată, această anomalie a apărut vara, în august. Iarna, în decembrie-ianuarie, gazul a început să se condenseze și a strâns atât de mult orificiul format vara încât a dispărut complet. Continuând studiul, oamenii de știință au descoperit multe alte OD mici. Găurile au fost localizate peste Arctic, au existat aproximativ 7 zile, după care coaja a fost restaurată.

Acum, harta găurilor de ozon se schimbă constant, din cauza perioadei anului. Cel mai adesea se formează în perioadele calde. Punctele critice în care se observă subțierea cochiliei sunt la o altitudine de 19 km deasupra Pământului.

Cum se formează OD-urile?

Există mai multe motive pentru apariția OD. Una dintre ele, potrivit experților, se datorează fenomenelor naturale care sunt observate la polii Pământului. Justificarea teoretică a prezenței acestei anomalii se reduce la existența nopților polare, în timpul cărora razele solare nu ajung la suprafața Pământului, ceea ce împiedică formarea ozonului. Aceasta duce la apariția norilor stratosferici, cu care sunt transportate mici cristale de gheață care conțin clor. Această substanță are un efect distructiv asupra atmosferei.

Un alt motiv care afectează negativ starea învelișului de protecție sunt perioadele de activitate vulcanică care se observă la suprafața Pământului. În timpul erupțiilor vulcanice au avut loc și încă se produc emisii intense de produse de ardere, care contribuie la distrugerea straturilor stratosferei.

Freonul, care este un grup de hidrocarburi cu atomi de fluor, are, de asemenea, un efect negativ puternic asupra integrității straturilor protectoare.

Gaura de ozon se formează ca urmare a distrugerii ozonului sub influența compușilor chimici eliberați în atmosferă ca urmare a factorilor antropici.

Epuizatori majori ai stratului de ozon

Progresul tehnologic și ML sunt indisolubil legate între ele. sursa principala Substanțe dăunătoare care distrug ozonul sunt diverse instalații, fabrici, centrale termice pe gaz etc. Emisiile lor care conțin elemente precum hidrogen, brom, oxigen, produse de ardere, care pătrund în atmosferă, reduc cantitatea de ozon, ceea ce duce la o subțiere a învelișului de protecție. .

O cantitate mare de energie eliberată în timpul testare nuclearăînsoţită de eliberarea de azot. Această substanță reacționează cu ozonul, distrugându-l. Experții au calculat că, în perioada 1950-1970, ca urmare a exploziilor la locurile de testare nucleară, au fost eliberate în atmosferă peste 3 milioane de tone de azot.

Oxizii acestui element sunt produși în motoarele de avioane cu reacție. Odată cu creșterea puterii motorului, temperatura din camerele de ardere crește. Azotul este emis în atmosferă anual în cantitate de peste 1 milion de tone. 1/3 din această sumă este contabilizată de exploatarea motoarelor de avioane cu reacție.

Îngrășămintele minerale, care sunt folosite în cantități mari în agricultură, au și un efect dăunător asupra ozonului. Elemente chimice, care sunt incluse în ele, reacționând cu bacteriile din sol, produc azot, care este ulterior oxidat.

Ipoteze despre originea naturală a OD

Cercetătorii ruși subliniază că subțierea stratului de ozon este un fenomen care a fost generat doar din cauze naturale. Deci, în 1999, a fost publicată o lucrare științifică, al cărei autor a fost A.P. Kapitsa și A.A. Gavrilov. A fost publicat pe baza Taifunului NPO al Universității de Stat din Moscova. Potrivit oamenilor de știință ruși, scăderea stratului de ozon a fost observată pe Pământ chiar înainte de a fi descoperită de colegii lor britanici.

A.P. Kapitsa și A.A. Gavrilov au determinat experimental că există o serie de factori naturali care contribuie la scăderea cantității de ozon din stratosferă, iar impactul acestor factori este în continuă creștere. În astfel de locuri se poate forma o gaură de ozon. Apariția lui se datorează fenomenelor naturale, și nu influenței antropice, care, deși dăunează mediului, este într-o măsură mai mică decât era de așteptat.

Care sunt consecințele pentru umanitate ale epuizării stratului de ozon?

Ecologiștii văd pericolul scăderii cantității de ozon în faptul că stratosfera va trece liber razele ultraviolete dăunătoare tuturor viețuitoarelor. Acest impact afectează și oamenii: numărul bolilor oncologice este în creștere. Oamenii de știință au ajuns la concluzia că dacă concentrația de ozon scade chiar și cu 1%, numărul persoanelor bolnave de cancer va crește cu 7.000 de persoane pe an. Pe primul loc îl vor ocupa bolile de piele, iar apoi bolile oncologice care afectează alte organe ale corpului uman.

O altă consecință a OD este reducerea vegetației de pe Pământ. O scădere a acestui tip de acoperire va duce la moartea animalelor pe suprafața pământului și, ca urmare, în adâncurile mării. Chiar și acum, dispariția unor specii de animale se datorează proceselor care au loc în straturile atmosferei.

Oamenii de știință sunt bine conștienți de pericolele OD, așa că cer să se ia măsuri pentru refacerea stratului de ozon, altfel acest dezastru natural poate duce la consecințe imprevizibile pe Pământ.

Prognoze pentru viitor

OA este una dintre cele mai importante probleme de mediu globale. Oamenii de știință din multe țări monitorizează constant procesele care au loc în stratosferă, constatând o creștere sau scădere a stratului de ozon, precum și determinând factorii care îl afectează. Este interesant că în unele regiuni se poate observa o tendință pozitivă în refacerea elementului necesar Pământului.

OD peste Antarctica a avut cea mai mare dimensiune în 2000. În perioada trecută, nu a crescut, dimpotrivă, există tendința de a-l strânge. Suprafața sa a scăzut cu peste 4 milioane km². Acest lucru a fost influențat de un acord internațional care a fost semnat în 1987 la Montreal. Conform acestui document, toate țările trebuie să reducă la minimum emisiile de azot și alte substanțe nocive în atmosferă și să reducă transportul. China a avut cel mai mult succes în acest sens. Guvernul a introdus cote pentru producția de mașini.

Un alt factor care afectează favorabil decizia acestui lucru situația de mediu, este de a folosi surse Energie alternativa, cum ar fi forța vântului sau a soarelui.

Cele mai multe dintre prognozele, studiile privind consecințele extinderii OA sunt publicate în revista științifică Science. În fiecare an au loc diverse conferințe dedicate acestei probleme. Astfel, concluziile Conferinței Climatice de la Paris sună optimiste.

Gaura de deasupra Antarcticii va dispărea până în 2021 dacă stratul de ozon va crește din cauza reducerii emisiilor nocive în atmosferă.

Cum să prevenim epuizarea stratului de ozon?

Oamenii de știință sunt ocupați nu numai cu problemele restabilirii stratului de ozon epuizat, ci și în căutarea modalităților de a preveni apariția OD. Pentru a face acest lucru, este necesară combaterea producției de substanțe care conțin clorofluorocarburi la scară globală. Această decizie a fost luată la Montreal în 1989. Modalități preventive de epuizare a stratului de ozon, soluții ar trebui căutate de întreaga comunitate mondială, deoarece existența găurilor afectează ecologia întregului Pământ.

Pentru a reduce riscul de noi găuri în stratul de ozon, este necesar să se efectueze dezvoltări științifice continue pentru a izola și elimina astfel de metode de producție, de generare de energie, care să nu dăuneze mediului. Este nevoie urgentă de a începe instalarea de instalații de curățenie pe coșurile de fum de la uzinele și fabricile de pretutindeni, pentru a înlocui îngrășămintele chimice cu cele organice. Un pas important în protecția stratului de ozon va fi trecerea la energie electrică a sistemului de transport care rulează pe produse petroliere.

Se poate reface stratul de ozon?

Metode

Prevenirea emisiilor nocive nu este singura modalitate de a conserva stratul protector al Pământului. Unul dintre metode eficiente ecologiștii îl văd în stropirea cu ozon creat artificial la o altitudine de 15-30 km deasupra suprafeței Pământului, cu ajutorul unor avioane speciale. Și aceasta este o decizie bună, pentru că va umple golurile din stratosferă.

Cu toate acestea, această metodă are și o serie de dezavantaje. Este scump, deci poate fi aplicat doar dacă sunt atrase fonduri din mai multe țări. În plus, o cantitate mică de ozon poate fi livrată la locul OD la un moment dat, procesul de transport al acestuia este complicat și reprezintă un pericol pentru persoanele care îl efectuează.

mituri

Gaura de ozon a provocat unele concepții greșite. De exemplu, mulți cred că subțierea are loc doar în Antarctica. Cu toate acestea, OD pot apărea oriunde pe Pământ. Unii industriași au încercat să minimizeze problema de mediu pentru că le era frică să nu piardă veniturile din întreprinderile lor. Cu toate acestea, nu a fost posibil să se diminueze amploarea dezastrului.

Există o idee falsă că freonii au o masă mare, prin urmare nu pot ajunge în stratosferă, așezându-se în pământ fără a-i afecta. Dar odată chiar și în straturile inferioare, aceste substanțe se pot amesteca cu alte elemente și, împreună cu acestea, se ridică la stratul protector.

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

postat pe http://www.allbest.ru/

MINISTERUL TRANSPORTURILOR AL FEDERATIEI RUSE

SCOALA SUPERIOR DE AVIATIE FGOUVPO ULYANOVSK

AVIIAȚIA CIVILĂ (INSTITUTUL)

FACULTATEA DE OPERAREA ZBORULUI SI CONTROLUL TRAFICULUI AERIAN

DEPARTAMENTUL PASOP

ESEU

pe subiect:Găurile de ozon: cauzeșiefecte

Completat de: Bazarov M.A.

Şef: Morozova M.M.

Ulianovsk 2012

Introducere

1. Motive

2. Consecințe

3. Localizare geografică

4. Rolul aviației civile și militare în formarea găurilor de ozon

5. Modalități de rezolvare a problemelor

Concluzie

Introducere

Odată cu apariția civilizației umane, a apărut un nou factor care a influențat soarta naturii vii. El a dobândit o mare putere în acest secol și mai ales în vremurile recente. 5 miliarde dintre contemporanii noștri au același impact asupra naturii în ceea ce privește amploarea pe care l-ar putea avea oamenii din epoca de piatră dacă numărul lor ar fi de 50 de miliarde de oameni și cantitatea de energie eliberată de pământ primită de la soare.

De la apariția unei societăți extrem de industrializate, intervenția umană periculoasă în natură a crescut dramatic, sfera acestei interferențe s-a extins, a devenit mai diversă și acum amenință să devină un pericol global pentru umanitate.

Consumul de materii prime neregenerabile este în creștere, tot mai mult teren arabil părăsește economia, pe măsură ce orașele și fabricile sunt construite pe ele. Biosfera Pământului suferă în prezent un impact antropic crescând. În același timp, se pot distinge câteva dintre cele mai semnificative procese, niciunul dintre acestea nu îmbunătățește starea spațiului aerian al planetei noastre.

Acumularea de dioxid de carbon în atmosferă este, de asemenea, în progres. Dezvoltare în continuare acest proces va întări tendința nedorită de creștere a temperaturii medii anuale pe planetă.

Drept urmare, în fața societății a apărut o dilemă: fie se îndreaptă fără gânduri către moartea ei inevitabilă într-o catastrofă ecologică iminentă, fie îndreaptă în mod conștient forțele puternice ale științei și tehnologiei create de geniul omului dintr-o armă întorsă anterior împotriva naturii și a omului însuși, într-un instrument pentru protecția și prosperitatea lor, într-un instrument de management rațional al mediului.

O amenințare reală a unei crize ecologice globale, înțeleasă de întreaga populație a planetei, planează asupra lumii, iar speranța reală pentru prevenirea ei constă în educația continuă pentru mediu și iluminarea oamenilor.

Organizația Mondială a Sănătății a stabilit că sănătatea umană depinde în proporție de 20% de ereditate, 20% de starea mediului, 50% de stilul de viață și 10% de medicină. Într-o serie de regiuni din Rusia, până în 2005, este de așteptat următoarea dinamică a factorilor care afectează sănătatea umană: rolul ecologiei va crește la 40%, efectul factorului genetic va crește la 30%, capacitatea de a menține sănătatea datorită la stilul de viață va scădea la 25%, iar rolul medicinei va scădea la 5%.

Caracterizând starea actuală a ecologiei drept critică, se pot evidenția principalele cauze care duc la o catastrofă ecologică: poluare, otrăvire a mediului, epuizarea atmosferei cu oxigen, găuri de ozon.

Scopul acestei lucrări a fost acela de a rezuma datele din literatură despre cauzele și consecințele distrugerii stratului de ozon, precum și modalitățile de rezolvare a problemei formării „găurilor de ozon”.

gaura stratului de ozon ecologic

1. Motivele

Gaura de ozon - o scădere locală a concentrației de ozon din stratul de ozon al Pământului. Conform teoriei general acceptate în comunitatea științifică, în a doua jumătate a secolului XX, impactul din ce în ce mai mare al factorului antropic sub forma eliberării de freoni cu conținut de clor și brom a dus la o subțiere semnificativă a strat de ozon.

Potrivit unei alte ipoteze, procesul de formare a „găurilor de ozon” poate fi în mare măsură natural și nu este asociat doar cu efectele nocive ale civilizației umane.

O gaură de ozon cu un diametru de peste 1000 km a fost descoperită pentru prima dată în 1985, în emisfera sudică, peste Antarctica, de un grup de oameni de știință britanici: J. Shanklin (englez), J. Farman (englez), B. Gardiner (englez). ), care a publicat articolul corespunzător în revista Nature. În fiecare august a apărut, iar în decembrie-ianuarie a încetat să mai existe. O altă gaură se forma peste emisfera nordică din Arctica, dar mai mică. În această etapă a dezvoltării omenirii, oamenii de știință din lume au demonstrat că există un număr mare de găuri de ozon pe Pământ. Dar cel mai periculos și cel mai mare este situat deasupra Antarcticii.

O combinație de factori duce la o scădere a concentrației de ozon în atmosferă, principala fiind moartea moleculelor de ozon în reacții cu diferite substanțe de origine antropică și naturală, absența radiației solare în timpul iernii polare, un vârtej polar stabil care împiedică pătrunderea ozonului de la latitudini subpolare și formarea norilor stratosferici polari (PSC), ale căror particule de suprafață catalizează reacțiile de descompunere a ozonului. Acești factori sunt deosebit de caracteristici Antarcticii, în Arctica vortexul polar este mult mai slab din cauza lipsei unei suprafețe continentale, temperatura este cu câteva grade mai mare decât în ​​Antarctica, iar PSO-urile sunt mai puțin frecvente și, de asemenea, tind să se spargă. sus la începutul toamnei. Fiind reactive, moleculele de ozon pot reacționa cu mulți compuși anorganici și organici. Principalele substanțe care contribuie la distrugerea moleculelor de ozon sunt substanțe simple(hidrogen, atomi de oxigen, clor, brom), compuși anorganici (acid clorhidric, monoxid de azot) și organici (metan, fluoroclor și fluororomfreoni, care emit atomi de clor și brom). Spre deosebire de, de exemplu, hidrofluorofreonii, care se descompun în atomi de fluor, care, la rândul lor, reacţionează rapid cu apa pentru a forma hidrogen fluor stabil. Astfel, fluorul nu participă la reacțiile de degradare a ozonului. De asemenea, iodul nu distruge ozonul stratosferic, deoarece conține iod materie organică consumat aproape complet în troposferă. Principalele reacții care contribuie la distrugerea ozonului sunt prezentate în articolul despre stratul de ozon.

Clorul „mâncă” atât ozonul, cât și oxigenul atomic datorită reacțiilor destul de rapide:

O3 + Cl = O2 + ClO

СlO + O = Cl + O2

Iar ultima reacție duce la regenerare clor activ. Astfel, clorul nici măcar nu este consumat, distrugând stratul de ozon.

Vara și primăvara, concentrația de ozon crește. Este întotdeauna mai mare peste regiunile polare decât peste cele ecuatoriale. În plus, se modifică în funcție de un ciclu de 11 ani, care coincide cu ciclul activității solare. Toate acestea erau deja bine cunoscute în anii 1980. Observațiile au arătat că o scădere lentă, dar constantă a concentrației de ozon stratosferic are loc peste Antarctica de la an la an. Acest fenomen a fost numit „gaura de ozon” (deși, desigur, nu a existat nicio gaură în sensul propriu al acestui cuvânt).

Mai târziu, în anii 90 ai secolului trecut, aceeași scădere a început să se producă și peste Arctica. Fenomenul „găurii de ozon” antarctice nu este încă clar: dacă „gaura” a apărut ca urmare a poluării antropice a atmosferei sau dacă este un proces geoastrofizic natural.

Printre versiunile de formare a găurilor de ozon se numără:

influența particulelor emise în exploziile atomice;

zboruri de rachete și avioane de mare altitudine;

reacţiile cu ozonul anumitor substanţe produse de instalaţiile chimice. Acestea sunt în primul rând hidrocarburi clorurate și în special freoni - clorofluorocarburi sau hidrocarburi, în care toate sau majoritatea atomii de hidrogen sunt înlocuiți cu atomi de fluor și clor.

Clorofluorocarburile sunt utilizate pe scară largă în frigiderele moderne de uz casnic și industriale (de aceea se numesc „freoni”), în cutii de aerosoli, ca agenți de curățare chimică, pentru stingerea incendiilor în transport, ca agenți de spumare, pentru sinteza polimerilor. Producția mondială a acestor substanțe a ajuns la aproape 1,5 milioane de tone/an.

Fiind foarte volatile și destul de rezistente la atacul chimic, clorofluorocarburile intră în atmosferă după utilizare și pot rămâne în ea până la 75 de ani, atingând înălțimea stratului de ozon. Aici, sub acțiunea luminii solare, ele se descompun, eliberând clor atomic, care servește drept „perturbator” principal în stratul de ozon.

2. Efecte

Gaura de ozon reprezintă un pericol pentru organismele vii, deoarece stratul de ozon protejează suprafața Pământului de doze excesive de radiații ultraviolete de la Soare. Slăbirea stratului de ozon crește fluxul de radiații solare către pământ și determină o creștere a numărului de cancere de piele la oameni. Plantele și animalele suferă, de asemenea, de niveluri crescute de radiații.

Ozonul din stratosferă protejează Pământul de radiațiile solare, ultraviolete, dăunătoare. Distrugerea stratului de ozon va permite mai multor radiații solare să ajungă la suprafața Pământului.

Fiecare procent din ozonul stratosferic pierdut are ca rezultat o creștere cu 1,5 până la 2% a expunerii la radiațiile solare ultraviolete, potrivit Agenției pentru Protecția Mediului din SUA. Pentru oameni, o creștere a intensității radiațiilor ultraviolete, în primul rând periculoase, este efectul radiațiilor solare asupra pielii și ochilor.

Radiațiile cu o lungime de undă în spectrul de la 280 la 320 de nanometri - razele UV, care sunt parțial blocate de ozon - pot provoca îmbătrânirea prematură și o creștere a cancerelor de piele, precum și deteriorarea plantelor și animalelor.

Radiația cu o lungime de undă de peste 320 de nanometri, spectrul UV, practic nu este absorbită de ozon și este de fapt necesară pentru ca o persoană să formeze vitamina D. Radiațiile UV cu o lungime de undă în spectrul de 200 - 280 de nanometri pot provoca consecințe grave pentru organisme biologice. Cu toate acestea, radiația acestui spectru este aproape complet absorbită de ozon. Astfel, „călcâiul lui Ahile” al vieții terestre este radiația unui spectru destul de îngust de unde UV cu o lungime de 320 până la 280 de nanometri. Odată cu reducerea lungimii de undă, capacitatea lor de a dăuna organismelor vii și ADN-ului crește. Din fericire, capacitatea ozonului de a absorbi radiațiile ultraviolete crește proporțional cu reducerea lungimii de undă a radiației.

· Creșterea incidenței cancerului de piele.

Suprimarea sistemului imunitar uman.

· Leziuni ale ochilor.

Radiațiile ultraviolete pot deteriora corneea ochiului, membrana conjunctivă a ochiului, cristalinul și retina ochiului. Radiațiile ultraviolete pot provoca fotokeratoză (sau orbirea zăpezii), similar cu arsurile solare ale corneei sau țesutului conjunctiv al ochiului. Expunerea umană crescută la radiațiile ultraviolete din cauza epuizării stratului de ozon va crește numărul de persoane cu cataractă, potrivit autorilor cărții How to Save Our Skin. Cataracta blocheaza cristalinul ochiului, reducand acuitatea vizuala si poate cauza orbire.

· Distrugerea culturilor.

3. Locatie geografica

Subtierea stratului de ozon a inceput sa se inregistreze in anii '70. A scăzut în mod deosebit în mod semnificativ peste Antarctica, ceea ce a dus la apariția expresiei comune „gaura de ozon”. De asemenea, mici găuri sunt fixate în emisfera nordică - peste Arctica, în regiunea cosmodromelor Plesetsk și Baikonur. În 1974, doi oameni de știință de la Universitatea din California, Mario Molina și Sherwood Rowland, au emis ipoteza că gazele freon utilizate în industria frigorifică și a parfumurilor sunt principalul factor de distrugere a ozonului. Factorii mai puțin semnificativi de epuizare a stratului de ozon sunt zborurile de rachete și avioanele supersonice.

Locația „găurilor de ozon” tinde să localizeze anomaliile magnetice pozitive ale lumii. În emisfera sudică, aceasta este Antarctica, iar în emisfera nordică, anomalia magnetică a lumii din Siberia de Est. Mai mult, puterea anomaliei siberiei crește atât de puternic încât chiar și în Novosibirsk componenta verticală a câmpului geomagnetic crește anual cu 30 gamma (nanotesla).

Pierderea stratului de ozon peste Bazinul Arctic a fost atât de semnificativă în acest an încât pentru prima dată în istoria observațiilor se poate vorbi de apariția unei „găuri de ozon” asemănătoare celei antarctice. La altitudini de peste 20 km, pierderile de ozon s-au ridicat la aproximativ 80%. Cauza probabilă a acestui fenomen este persistența neobișnuit de lungă a temperaturilor relativ scăzute în stratosferă la aceste latitudini.

4. Rolul aviației civile și militare în educațiegăuri de ozon

Distrugerea stratului de ozon este facilitată nu numai de freonii eliberați în atmosferă și care intră în stratosferă. Oxizii de azot, care se formează în timpul exploziilor nucleare, sunt, de asemenea, implicați în distrugerea stratului de ozon. Dar oxizii de azot se formează și în camerele de ardere ale motoarelor cu turboreacție a aeronavelor de mare altitudine. Oxizii de azot se formează din azotul și oxigenul care se află acolo. Viteza de formare a oxizilor de azot este cu atât mai mare, cu atât temperatura este mai mare, adică cu atât puterea motorului este mai mare.

Nu numai puterea motorului unei aeronave este importantă, ci și altitudinea la care zboară și eliberează oxizi de azot care distrug ozonul. Cu cât se formează mai mult oxidul sau protoxidul de azot, cu atât este mai distructiv pentru ozon.

Cantitatea totală de oxid de azot emisă în atmosferă pe an este estimată la 1 miliard de tone, iar aproximativ o treime din această cantitate este emisă de aeronave peste nivelul mediu de tropopauză (11 km). În ceea ce privește aeronavele, cele mai nocive emisii sunt aeronavele militare, al căror număr este de zeci de mii. Zboară în principal la înălțimile stratului de ozon.

5. Modalități de rezolvare a problemelor

Pentru a începe o recuperare globală, este necesar să se reducă accesul în atmosferă al tuturor substanțelor care distrug ozonul foarte rapid și sunt depozitate acolo pentru o lungă perioadă de timp.

De asemenea, noi - toți oamenii ar trebui să înțeleagă acest lucru și să ajutăm natura să activeze procesul de refacere a stratului de ozon, avem nevoie de noi plantații forestiere, să nu mai tăiem pădurile pentru alte țări care, dintr-un motiv oarecare, nu doresc să le taie pe ale lor, ci să facă bani din pădurile noastre.

Pentru a restabili stratul de ozon, acesta trebuie alimentat. La început, în acest scop, trebuia să creeze mai multe fabrici de ozon la sol și să „aruncă” ozonul în atmosfera superioară pe avioanele de marfă. Cu toate acestea, acest proiect (probabil a fost primul proiect care a „tratat” planeta) nu a fost implementat.

O altă modalitate este propusă de consorțiul rus „Interozone”: să producă ozon direct în atmosferă. În viitorul apropiat, împreună cu compania germană Daza, este planificată ridicarea baloanelor cu lasere în infraroșu la o înălțime de 15 km, cu ajutorul cărora se poate obține ozon din oxigen diatomic.

Dacă acest experiment se dovedește a fi de succes, în viitor se plănuiește să se folosească experiența stației orbitale rusești „Mir” și să se creeze mai multe platforme spațiale cu surse de energie și lasere la o altitudine de 400 km. Fasciculele laser vor fi direcționate către partea centrală a stratului de ozon și o vor alimenta în mod constant. Sursa de energie poate fi panourile solare. Astronauții de pe aceste platforme vor fi solicitați doar pentru inspecții și reparații periodice.

Concluzie

Posibilitățile de impact uman asupra naturii sunt în continuă creștere și au atins deja un nivel în care este posibil să provoace daune ireparabile biosferei. Nu este prima dată când o substanță care pentru mult timp Considerat a fi complet inofensiv, se dovedește de fapt a fi extrem de periculos. În urmă cu douăzeci de ani, aproape nimeni și-ar fi putut imagina că un aerosol obișnuit ar putea reprezenta o amenințare serioasă pentru întreaga planetă. Din nefericire, este departe de a fi întotdeauna posibil să se prezică în timp cum un compus sau altul va afecta biosfera. Cu toate acestea, în cazul CFC-urilor, a existat o astfel de posibilitate: toate reacțiile chimice care descriu procesul de distrugere a ozonului CFC sunt extrem de simple și sunt cunoscute de mult timp. Dar chiar și după ce problema CFC a fost formulată în 1974, singura țară care a luat vreo acțiune pentru reducerea producției de CFC a fost Statele Unite și aceste măsuri au fost complet insuficiente. A fost nevoie de o demonstrație suficient de puternică a pericolelor CFC pentru ca măsuri serioase să fie luate la scară globală. Trebuie remarcat faptul că, chiar și după descoperirea găurii de ozon, ratificarea Convenției de la Montreal a fost la un moment dat amenințată. Poate că problema CFC-urilor ne va învăța să tratăm cu mare atenție și precauție toate substanțele care intră în biosferă ca urmare a activităților umane.

Problema schimbărilor climatice istorice și moderne s-a dovedit a fi foarte complexă și nu poate fi rezolvată în schemele determinismului cu un singur factor. În plus, pe măsură ce concentrația de dioxid de carbon crește, modificările ozonosferei asociate cu evoluția câmpului geomagnetic joacă un rol important. Dezvoltarea și testarea de noi ipoteze este o condiție necesară pentru înțelegerea tiparelor de circulație generală a atmosferei și a altor procese geofizice care afectează biosfera.

Găzduit pe Allbest.ru

...

Documente similare

Cauzele care duc la catastrofă ecologică. Definiția găurii de ozon, mecanismul formării sale și consecințele. Recuperarea stratului de ozon. Trecerea la tehnologii de economisire a ozonului. Concepții greșite despre gaura de ozon. Freonii sunt distrugători de ozon.

prezentare, adaugat 10.07.2012


Găurile de ozon și cauzele lor. Surse de distrugere a stratului de ozon. Gaură de ozon deasupra Antarcticii. Măsuri de protecție a stratului de ozon. Regula complementarității optime a componentelor. Legea N.F. Reimers despre distrugerea ierarhiei ecosistemelor.

test, adaugat 19.07.2010


Teorii ale formării găurilor de ozon. Spectrul stratului de ozon deasupra Antarcticii. Schema reacției halogenilor din stratosferă, inclusiv reacțiile lor cu ozonul. Luarea de măsuri pentru limitarea emisiilor de freoni care conțin clor și brom. Consecințele distrugerii stratului de ozon.

prezentare, adaugat 14.05.2014


Concept general despre gaura de ozon, consecințele formării acesteia. Gaură de ozon, 1000 km diametru, în emisfera sudică, deasupra Antarcticii. Motive pentru ruperea legăturilor intramoleculare, transformarea unei molecule de ozon într-o moleculă de oxigen. Recuperarea stratului de ozon.

prezentare, adaugat 12.01.2013


Descrierea locației, funcțiilor și semnificației stratului de ozon, a cărui epuizare ar putea influenta semnificativa asupra ecologiei oceanelor. Mecanisme pentru formarea „găurii de ozon” - o varietate de interferențe antropice. Modalități de a rezolva problema.

lucrare de control, adaugat 14.12.2010


Local criza ecologica. Probleme de mediu atmosfera. Problema stratului de ozon. Conceptul de efect de seră. Ploaie acidă. Consecințele ploii acide. Autopurificarea atmosferei. Care sunt principalele prioritati? Ce este mai important ecologia sau progresul științific și tehnic.

rezumat, adăugat 14.03.2007


Specificul poluării chimice a atmosferei, pericolul efectului de seră. Ploaia acidă, rolul concentrației de ozon în atmosferă, problemele moderne ale stratului de ozon. Poluarea atmosferică prin emisiile din transportul rutier, starea problemei la Moscova.

lucrare de termen, adăugată 17.06.2010


Reducerea concentrației de ozon stratosferic. Ce este gaura de ozon și de ce se formează? Procesul de distrugere a ozonosferei. Absorbția radiațiilor ultraviolete de la soare. Poluarea antropică a atmosferei. Surse geologice de poluare.

prezentare, adaugat 28.11.2012


Gaura de ozon ca o cădere locală a stratului de ozon. Rolul stratului de ozon în atmosfera Pământului. Freonii sunt principalii distrugători de ozon. Metode de refacere a stratului de ozon. Ploaia acidă: esență, cauze și impact negativ asupra naturii.

prezentare, adaugat 14.03.2011


Studierea problemei poluării globale a mediului de către întreprinderile industriale și agricole. Caracteristici de încălcare a stratului de ozon al atmosferei, ploi acide, efect de seră. Descrierea utilizării deșeurilor de vopsele și lacuri.