Zem je nepochybne najunikátnejšou planétou v našom svete. slnečná sústava. Toto je jediná planéta vhodná pre život. Nie vždy si to však vážime a veríme, že nie sme schopní zmeniť a narušiť to, čo bolo vytvorené za miliardy rokov. Počas celej histórie svojej existencie naša planéta nikdy nedostala také zaťaženie, aké jej dal človek.
Ozónová diera nad Antarktídou
Naša planéta má ozónovú vrstvu, ktorá je pre náš život taká potrebná. Chráni nás pred vystavením ultrafialovým lúčom vyžarujúcim zo slnka. Bez nej by život na tejto planéte nebol možný.
Ozón je modrý plyn s charakteristickým zápachom. Každý z nás pozná tento štipľavý zápach, ktorý je obzvlášť citeľný po daždi. Nie nadarmo znamená ozón v gréčtine „voňajúci“. Vzniká vo výške do 50 km od povrchu zeme. Ale väčšina z toho sa nachádza na 22 - 24 km.
Príčiny ozónových dier
Začiatkom 70. rokov si vedci začali všímať úbytok ozónovej vrstvy. Dôvodom je vstup látok poškodzujúcich ozónovú vrstvu do horných vrstiev stratosféry používaných v priemysle, štarty rakiet a mnohé ďalšie faktory. Ide najmä o molekuly chlóru a brómu. Chlórfluórované uhľovodíky a ďalšie látky uvoľňované človekom sa dostávajú do stratosféry, kde sa vplyvom slnečného žiarenia rozkladajú na chlór a spaľujú molekuly ozónu. Je dokázané, že jedna molekula chlóru dokáže spáliť 100 000 molekúl ozónu. A v atmosfére vydrží od 75 do 111 rokov!
V dôsledku pádu ozónu v atmosfére vznikajú ozónové diery. Prvý bol objavený začiatkom 80. rokov v Arktíde. Jeho priemer nebol príliš veľký a pokles ozónu bol 9 percent.
Ozónová diera v Arktíde
Ozónová diera je prudký pokles percenta ozónu na určitých miestach v atmosfére. Samotné slovo „diera“ nám to objasňuje bez ďalšieho vysvetlenia.
Na jar 1985 v Antarktíde nad stanicou Hally Bay klesol obsah ozónu o 40 %. Diera sa ukázala byť obrovská a už sa presunula za Antarktídu. Jeho vrstva dosahuje výšku až 24 km. V roku 2008 sa počítalo, že jeho veľkosť bola už viac ako 26 miliónov km2. Toto ohromilo celý svet. Vyjasnilo sa to? že naša atmosféra je vo väčšom nebezpečenstve, ako sme si predstavovali. Od roku 1971 hladina ozónu celosvetovo klesla o 7 %. V dôsledku toho začala naša planéta prijímať ultrafialové žiarenie zo Slnka, ktoré je biologicky nebezpečné.
Dôsledky ozónových dier
Lekári sa domnievajú, že v dôsledku poklesu ozónu sa zvýšilo percento rakoviny kože a slepoty v dôsledku šedého zákalu. Ľudská imunita tiež klesá, čo vedie k rôzne druhy iné choroby. Najviac trpia obyvatelia horných vrstiev oceánov. Sú to krevety, kraby, riasy, planktón atď.
Teraz bola podpísaná medzinárodná dohoda OSN o znížení používania látok poškodzujúcich ozónovú vrstvu. Ale aj keď ich prestanete používať. Uzatvorenie dier bude trvať viac ako 100 rokov.
Dajú sa ozónové diery opraviť?
Vedci doteraz navrhli jeden spôsob, ako obnoviť ozón pomocou lietadiel. K tomu je potrebné vo výške 12-30 kilometrov nad Zemou uvoľniť kyslík alebo umelo vytvorený ozón a rozptýliť ho špeciálnym rozprašovačom. Týmto spôsobom je možné postupne vyplniť ozónové diery. Nevýhodou tejto metódy je, že vyžaduje značný ekonomický odpad. Navyše nie je možné naraz uvoľniť veľké množstvo ozónu do atmosféry. Aj samotný proces prepravy ozónu je zložitý a nebezpečný.
Mýty o ozónových dierach
Keďže problém ozónových dier zostáva otvorený, vytvorilo sa okolo neho niekoľko mylných predstáv. Snažili sa teda z úbytku ozónovej vrstvy urobiť fikciu, ktorá je prospešná pre priemysel, údajne kvôli obohacovaniu. Naopak, všetky chlórfluorokarbónové látky boli nahradené lacnejšími a bezpečnejšími komponentmi prírodného pôvodu.
Ďalším falošným tvrdením je, že freóny poškodzujúce ozónovú vrstvu sú príliš ťažké na to, aby sa dostali do ozónovej vrstvy. Ale v atmosfére sú všetky prvky zmiešané a znečisťujúce zložky môžu dosiahnuť úroveň stratosféry, kde sa nachádza ozónová vrstva.
Nemali by ste dôverovať tvrdeniu, že ozón ničia halogény prírodného pôvodu a nie antropogénneho pôvodu. Nie je to pravda, je to ľudská činnosť, ktorá prispieva k uvoľňovaniu rôznych škodlivých látok, ktoré ničia ozónovú vrstvu. Následky výbuchov sopiek a iných prírodných katastrof nemajú na stav ozónu prakticky žiadny vplyv.
A posledný mýtus je, že ozón sa ničí iba nad Antarktídou. V skutočnosti sa v celej atmosfére vytvárajú ozónové diery, čo spôsobuje celkové zníženie množstva ozónu.
Prognózy do budúcnosti
Odkedy začali existovať ozónové diery, boli pozorne sledované. IN v poslednej dobe Situácia bola úplne nejednoznačná. Na jednej strane v mnohých krajinách vznikajú a miznú malé ozónové diery, najmä v priemyselných oblastiach, a na druhej strane je pozitívny trend znižovania niektorých veľkých ozónových dier.
Počas pozorovaní vedci zaznamenali, že najväčšia ozónová diera visela nad Antarktídou a svoju maximálnu veľkosť dosiahla v roku 2000. Odvtedy, súdiac podľa satelitných snímok, sa diera postupne zatvára. Tieto vyhlásenia sú uvedené v vedecký časopis"Veda". Ekológovia odhadujú, že jeho plocha sa zmenšila o 4 milióny metrov štvorcových. kilometrov.
Výskumy ukazujú, že množstvo ozónu v stratosfére sa z roka na rok postupne zvyšuje. To bolo uľahčené podpísaním Montrealského protokolu v roku 1987. V súlade s týmto dokumentom sa všetky krajiny snažia znižovať emisie do ovzdušia a znižuje sa množstvo dopravy. Čína je v tomto smere obzvlášť úspešná. Tam je vzhľad nových áut regulovaný a existuje koncept kvóty, to znamená, že za rok je možné zaregistrovať určitý počet poznávacích značiek áut. Okrem toho sa dosiahol určitý pokrok v zlepšovaní atmosféry, pretože ľudia postupne prechádzajú na alternatívne zdroje energie, sa hľadajú efektívne zdroje, ktoré by pomohli šetriť.
Po roku 1987 sa problém ozónových dier objavil viac ako raz. Tomuto problému sa venuje množstvo konferencií a stretnutí vedcov. O otázkach sa diskutuje aj na stretnutiach predstaviteľov štátu. V roku 2015 sa teda v Paríži konala Konferencia o zmene klímy, ktorej cieľom bolo vyvinúť opatrenia proti zmene klímy. To tiež pomôže znížiť emisie do atmosféry, čo znamená, že ozónové diery sa budú postupne uzatvárať. Vedci napríklad predpovedajú, že do konca 21. storočia ozónová diera nad Antarktídou úplne zmizne.
Kde sú ozónové diery (VIDEO)
Ozónové diery sa nevytvárajú len nad Antarktídou, v zime neustále existujú nad väčšinou Európy, nad východnou Sibírou. Dlhodobé experimentálne štúdie obsahu ozónu v Európe ukázali, že smerodajná odchýlka celkového obsahu ozónu v rokoch 1957-1979 dosahovala 10-12%. Podľa výskumov viacerých špecialistov na ozón v Centrálnom aerologickom observatóriu najvýznamnejší podiel na vzniku dlhodobých zmien celkového obsahu ozónu na severnej pologuli majú prirodzené geofyzikálne procesy. Abnormálne nízke hodnoty celkového obsahu ozónu v rokoch 1992-1993. boli spôsobené silnou erupciou Mount Pinatubo na Filipínach v roku 1991. Nedávne štúdie ukazujú, že sopečné erupcie sú sprevádzané významným uvoľňovaním látok obsahujúcich fluór. Predtým sa verilo, že takéto látky môžu byť len antropogénneho pôvodu. Geológovia poukazujú na ďalší možný prirodzený mechanizmus pôsobenia na ozónovú vrstvu. V jadre Zeme je rozpustené značné množstvo vodíka, ktorý sa dostáva do atmosféry V atmosfére ho vodík pri interakcii s ozónom ničí. Spolu s vodíkom sa metán dostáva do atmosféry trhlinami, čo vedie aj k deštrukcii ozónovej vrstvy.[...]
Ničenie ozónovej vrstvy je spojené aj s ďalšími globálnymi environmentálnymi problémami. Najmä zvýšenie intenzity ultrafialového ožarovania zemského povrchu môže ovplyvniť aj intenzitu evolučných procesov. Mutagénna aktivita UV žiarenia ovplyvňuje nielen človeka. Jeho účinkom sú vystavené všetky druhy suchozemských rastlín a denných živočíchov. Zvýšenie frekvencie mutácií neprejde bez stopy pre druhy, ktoré sú súčasťou suchozemských ekosystémov. U mnohých druhov môže zvýšenie frekvencie mutácií za cenu smrti jedincov, ktorí dostali smrteľné alebo euletálne mutácie, spôsobiť doplnkové funkcie adaptácia a reprodukcia genetických línií, ktoré dostali mutácie, ktoré sa náhodne ukážu ako pozitívne. Mnohé druhy sú však v súčasnej situácii už na pokraji vyhynutia alebo ich početnosť klesá na nebezpečnú úroveň. Keďže veľká väčšina mutácií narúša adaptabilitu druhov na podmienky ich existencie a tým znižuje prežitie, pravdepodobnosť vyhynutia mnohých druhov sa môže zvýšiť. Tým sa prehĺbi problém zachovania biodiverzity.[...]
Zničenie ozónovej vrstvy. Ozónová vrstva Zem chráni všetok život na planéte pred drsnosťou ultrafialové žiarenie. Množstvo látok uvoľnených do atmosféry v dôsledku ľudskej činnosti však môže ničiť ozónovú vrstvu katalyzovaním reakcií rozkladu ozónu.[...]
Zničenie „ozónovej vrstvy“. Ozónová vrstva (ozonosféra) je vrstva atmosféry s najvyššou koncentráciou ozónu (03) vo výške 20-25 (22-24) km. Množstvo ozónu obsiahnutého v ozónovej vrstve je malé: v prízemných atmosférických podmienkach (pri tlaku 760 mm a teplote +20 °C) by vytvoril vrstvu s hrúbkou len 3 mm. V atmosfére sa vplyvom ultrafialového žiarenia tvorí ozón z kyslíka (obr. 27).[...]
Deštrukcia ozónovej vrstvy je jedným z faktorov spôsobujúcich globálne klimatické zmeny na našej planéte. Dôsledky tohto javu, nazývaného „skleníkový efekt“, je mimoriadne ťažké predpovedať. Vedci však tiež s obavami hovoria o možnosti zmien v množstve zrážok, ich prerozdelení medzi zimou a letom, o perspektíve, že sa úrodné oblasti premenia na suché púšte, a o zvýšení hladiny svetového oceánu v dôsledku topenia. polárny ľad.[ ...]
S deštrukciou ozónovej vrstvy sa zvyšuje intenzita ultrafialového žiarenia, ktoré má širokú škálu účinkov na ľudí, zvieratá, rastliny, materiály: môže viesť k oslabeniu imunitný systém tela, spôsobiť vážne poškodenie zraku (podľa dostupných údajov sa počet ochorení katarakty zvýši o 0,6 % pri zničení ozónovej vrstvy o 1 %, v dôsledku čoho oslepne asi 100 tisíc ľudí na svete); Predpokladá sa, že pokles celkového ozónu o 1 % povedie k 3 % zvýšeniu prípadov rakoviny kože.[...]
Model deštrukcie ozónovej vrstvy pri jedinom spustení PH „Energy“ možno znázorniť nasledovne. V raketovej brázde s priemerom niekoľkých stoviek metrov je ozón takmer okamžite úplne zničený vo všetkých nadmorských výškach. Vplyvom makroturbulentnej difúzie sa vyvrhnuté látky premiešajú v stĺpci s priemerom niekoľkých kilometrov za niekoľko hodín. Obsah ozónu v tomto stĺpci vo výškach 16...24 km klesá po 2 hodinách o 15...20% a potom sa ozón obnoví. Po týždni dosiahne oblak raketových emisií v atmosfére priemer niekoľko stoviek kilometrov. Maximálne zničenie ozónu v oblaku nastáva vo výškach 24...30 km približne 24 dní po prechode PH. Súčasne vzniká ozón v troposfére a ionosfére. S prihliadnutím na kompenzačný pozitívny efekt sa celkový obsah ozónu v oblasti spustenia PH „Energy“ (v rámci vertikálneho stĺpca s priemerom 550 km) zníži po 24 dňoch o 1,7 %, resp. o 27 tis. ton. 13.6, 13.7 ukazujú údaje o zničení ozónovej vrstvy.[...]
Pomerne veľká pozornosť sa venuje ničeniu ozónovej vrstvy Zeme. Stále však neexistujú účinné prostriedky na ochranu ozónovej vrstvy pred účinkami PH. Pokles koncentrácie ozónu v zóne prechodu PH sa navrhuje kompenzovať pomocou špeciálne navrhnutých ozonizátorov inštalovaných na palube PH alebo umiestnených v atmosfére pozdĺž trajektórie PH.[...]
Príčinou deštrukcie ozónovej vrstvy je prenikanie oxidov chlóru a dusíka, ktoré sa nachádzajú najmä v priemyselných emisiách a emisiách vozidiel. V týchto procesoch je najvýznamnejšia prvá látka.[...]
Zachovanie ozónovej vrstvy je jednou z globálnych úloh svetového spoločenstva. Aby sa zabránilo zničeniu ozónovej vrstvy, je potrebné vyhnúť sa látkam obsahujúcim chlór. V roku 1987 podpísalo 34 krajín Montrealský protokol o obmedzeniach výroby chlórovaných a fluórovaných uhľovodíkov. Táto prax sa rozširuje a v tejto oblasti je veľká budúcnosť. Ďalším smerom je vytváranie systémov na tvorbu ozónu v atmosfére, čo je spojené s vážnymi nákladmi.[...]
Vedci varovali pred nebezpečenstvom deštrukcie ozónovej vrstvy už začiatkom 50. rokov a spájali to s oxidmi dusíka vypúšťanými nadzvukovými lietadlami. V roku 1974 sa však zistilo, že „diery“ v ozónovej clone sa vytvárajú v dôsledku vystavenia umelým chemikáliám - fluorochlórovaným uhľovodíkom (FCC). Tieto plyny sú široko používané v parfumérskom priemysle, pri výrobe chladiacich jednotiek, klimatizácií a hasiacich prístrojov.[...]
Prirodzenou príčinou deštrukcie ozónovej vrstvy v dôsledku vstupu atómového chlóru do stratosféry je chlórmetán (CH3C1) - produkt životnej činnosti organizmov v oceáne a lesných požiarov na súši. Zároveň sa spoľahlivo zistilo, že v dôsledku ľudskej činnosti sa v atmosfére objavil značný nadbytok zlúčenín dusíka a halogénovaných uhľovodíkov.[...]
Vysokoenergetické toky protónov prispievajú do určitej miery k deštrukcii ozónovej vrstvy. Ich interakcia s atmosférickým prostredím vedie k poklesu množstva ozónu.[...]
Medzi znečisťujúce látky, ktoré spôsobujú deštrukciu ozónovej vrstvy, ktorá pohlcuje časť slnečného žiarenia dopadajúceho na Zem, patria látky poškodzujúce ozónovú vrstvu umelého pôvodu.
Viac ako 140 observatórií sa podieľa na štúdiu a zastavení ničenia ozónovej vrstvy. Program záchrany ozónovej vrstvy Zeme sa postupne dostáva na úroveň národnej a medzinárodnej politiky. V prvom rade sú sľubné programy mnohostrannej spolupráce v oblasti ochrany životného prostredia. Modelovanie globálnych procesov v životné prostredie nemožné bez zohľadnenia mnohých faktorov súvisiacich s politikami technického rozvoja jednotlivých štátov. Znečistenie nepozná hranice, jeho šírenie postupne pokrýva stále väčšie územia a len spojením úsilia všetkých štátov môžeme zachovať Zem – náš spoločný domov.[...]
Jedným z globálnych problémov je ničenie ozónovej vrstvy Zeme. Ozón vzniká v stratosfére z molekulárneho kyslíka pridaním atómového kyslíka, ktorý vzniká vplyvom ultrafialového žiarenia zo Slnka (ako výsledok fotodisociácie molekulárneho kyslíka). Stratosférický ozón (ozonosféra) sa nachádza vo výškach od 10 do 45 km. Celkový obsah ozónu v tejto vrstve je nízky: hrúbka vrstvy redukovanej na normálny tlak je len asi 3 mm. Ozónová vrstva chráni povrch Zeme (a všetok život na Zemi pred tvrdým ultrafialovým žiarením Slnka. Absorbovaním tohto žiarenia ozón výrazne ovplyvňuje rozloženie teplôt vo vyšších vrstvách atmosféry. Deštrukcia molekúl ozónu veľmi závisí od tzv. prítomnosť rôznych drobných zložiek (oxidy dusíka, vodík, chlór, bróm V ich prítomnosti majú fotochemické reakcie ničenia ozónu katalytický charakter - počet cyklov ničenia ozónu sa pohybuje od stoviek až po milióny.[...]
Varovanie Rowlanda a Moliny o hroziacom zničení ozónovej vrstvy s vážnymi následkami pre ľudstvo, hoci si ho všimli odborníci aj politici, nespôsobilo solídny koordinovaný postup na medzinárodnej úrovni. Pomaly prebiehali rokovania o príprave medzinárodného dohovoru na ochranu ozónovej vrstvy, ktorý bol napokon uzavretý vo Viedni v roku 1985. Viedenský dohovor bol vlastne deklaráciou o potrebe medzinárodnej spolupráce v tejto oblasti, a nie účinným nástrojom riešenie problému [...].
Prebiehajúca diskusia od roku 1974 o možnosti zničenia ozónovej vrstvy v stratosfére podnietila úvahy o možnosti zníženia produkcie chlórfluórovaných uhľovodíkov a pritiahla pozornosť k diskusii o spoľahlivosti takýchto predpovedí. V súčasnosti možno považovať škodlivé účinky freónov na atmosféru za úplne jednoznačne preukázané. Všetkým požiadavkám na stiahnutie týchto látok z obehu však čelia ťažkosti s reštrukturalizáciou v krátke termíny chemická výroba [...]
Nedávno sa objavil názor, že na ničení ozónovej vrstvy sa podieľa aj metán. V priebehu niekoľkých rokov sa koncentrácia metánu v atmosfére neustále zvyšuje. Spoľahlivé teórie o chémii ničenia ozónu metánom ešte neboli navrhnuté.[...]
Odpaľovanie silných rakiet, lietanie lietadiel vo vysokých vrstvách atmosféry, testovanie jadrových a tepelných jadrové zbrane, ničenie lesov požiarmi a dravou ťažbou dreva, masívne používanie freónov v technike, domáce chemikálie a parfumy sú hlavnými faktormi ničiacimi ozónovú clonu Zeme. Ničenie ozónovej vrstvy je sprevádzané množstvom nebezpečných a skrytých negatívnych dopadov na ľudí a voľne žijúce zvieratá.[...]
Antropogénne zmeny v atmosfére sú spojené aj s deštrukciou ozónovej vrstvy, ktorá je ochrannou clonou pred ultrafialovým žiarením. Proces deštrukcie ozónovej vrstvy nastáva obzvlášť rýchlo nad klzákmi, kde sa objavili takzvané ozónové diery. V roku 1987 bola zaregistrovaná ozónová diera nad Antarktídou (predlžujúca obrysy kontinentu) a menej výrazný podobný útvar v Arktíde (obr. 13.3), ktorý sa z roka na rok rozrastá (miera expanzie – 4 % ročne).[. ..]
Zistilo sa, že ozón určuje teplotu hornej vrstvy atmosféry a zohráva významnú úlohu vo všeobecnej cirkulácii atmosférického vzduchu. Deštrukcia ozónovej vrstvy môže viesť k zvýšenému ultrafialovému žiareniu, ktoré spôsobuje karcinogénny efekt, a k narušeniu fotosyntézy rastlín. Senzačné správy o možnosti deštrukcie prirodzenej ozónovej vrstvy v atmosfére pod vplyvom jadrových výbuchov a v súvislosti s intenzívnym rozvojom leteckej a raketovej techniky podnietili v roku 1985 prijatie Viedenského dohovoru o ochrane ozónovej vrstvy. [...]
Globálne riziko pre celú živú populáciu planéty je spojené s ničením ozónovej vrstvy, klimatickými zmenami v dôsledku akumulácie skleníkových plynov v atmosfére a tepelným žiarením z veľkých priemyselných a obývaných centier, ničením lesov (ako tropických a severná) - výkonný zdroj kyslíkové a klimatické regulátory planéty.[...]
Medzi globálne problémy moderná ekológia(skleníkový efekt, ničenie ozónovej vrstvy, znečistenie vody a ovzdušia, rádioaktívny odpad atď.) akustické znečistenie je jedným z najviac alarmujúcich, pretože postihuje ľudí nie menej ako napríklad ničenie ozónovej vrstvy alebo kyslé dažde . Zdá sa, že každý druhý človek na planéte pociťuje v tej či onej miere nepriaznivé akustické účinky. Široké zavádzanie nových intenzívnych technológií do priemyslu, zvyšovanie výkonu a rýchlosti zariadení, rozšírené používanie mnohých prostriedkov pozemnej, leteckej a vodnej dopravy, rozšírené používanie rôznych elektrifikovaných domácich zariadení - to všetko viedlo k tomu, že osoba je v práci, doma, na dovolenke, pri pohybe a pod. vystavená opakovanému vystaveniu škodlivému hluku.[...]
Na jednej strane metán zosilňuje škodlivý skleníkový efekt, na druhej strane zachraňuje ozónovú vrstvu pred zničením. Teraz je jasné, prečo sa ozónové diery objavujú a miznú a neustále menia veľkosti. Všetko závisí od klímy.[...]
S výnimkou ukazovateľov globálnych ekodynamických procesov (otepľovanie, problém úbytku ozónovej vrstvy a pod.) a jednotlivých biologických parametrov (napríklad rozsah produktivity populácie pstruhov na Veľkých jazerách) ostatné ukazovatele nemajú. jasne definovaný územný odkaz. Je to spôsobené rozporom medzi vlastnosťou takýchto ukazovateľov ako kontrolného prvku, ktorý si vyžaduje uplatnenie v rámci administratívnych hraníc poskytovaných štatistickými údajmi, a mnohorozmernou povahou prírodných systémov a procesov, ktoré sa uvádzajú.[...]
V roku 1992 bol prijatý Montrealský protokol o tom, že ľudstvo má obavy z postupu ničenia ozónovej vrstvy a v roku 1996 dostali Nobelovu cenu F. Rowland, M. Mosina (USA) a P. Crutzen (Nemecko) za objav deštruktívneho účinku freónov na ozónovú vrstvu.[...]
Zachovanie biologickej diverzity, prevencia globálnych klimatických zmien, boj proti ničeniu ozónovej vrstvy, ochrana jedinečných prírodných oblastí, výmena environmentálnych technológií a informácií a niektoré ďalšie environmentálne problémy mimoriadne dôležité pre bezpečnosť biosféry sú prioritnými oblasťami medzinárodnej spolupráce . Na ich implementácii sa podieľa mnoho krajín sveta vrátane Ruska.[...]
Znečistenie životného prostredia je jednou z hlavných príčin globálneho otepľovania a klimatických zmien, ničenia ozónovej vrstvy atmosféry, dezertifikácie a iných procesov prebiehajúcich na globálnej a regionálnej úrovni. Vo väčšine prípadov zohráva úlohu hlavného faktora vzniku nepriaznivej environmentálnej situácie pri haváriách a katastrofách spôsobených človekom.[...]
Znečistenie životného prostredia je zároveň vo veľkej miere príčinou globálnych klimatických zmien a vzniku trendu otepľovania a ničenia ozónovej vrstvy atmosféry. Znečistenie životného prostredia tiež zohráva významnú úlohu pri dezertifikácii a degradácii pôdy a zmenšovaní plôch poľnohospodárskej pôdy.[...]
Takéto zmeny sú sprevádzané nárastom znečistenia ovzdušia, hrozbou vyčerpania jeho kyslíkových zdrojov a narušením ochranných funkcií atmosféry v dôsledku zničenia ozónovej vrstvy; .zvýšenie hluku a škodlivých emisií, negatívny dopad o počasí a klíme. V týchto podmienkach je najdôležitejšou úlohou plne zohľadniť emisie znečisťujúcich látok do ovzdušia a posúdiť ich vplyv na prírodné prostredie.[...]
Množstvo ozónu v atmosfére je malé (2 10 6 % objemu), ale hrá dôležitú úlohu v ochrane zemského povrchu z tvrdej zložky ultrafialovej časti slnečného spektra. K deštrukcii ozónovej vrstvy dochádza v dôsledku oxidácie rôznych látok ozónom, vrátane oxidov dusíka vznikajúcich pri spaľovaní leteckého a raketového paliva.[...]
Nedávno boli v USA a v mnohých západných krajinách vybudované závody na výrobu nových typov chladív (hydrochlórofluorokarbónov) s nízkym potenciálom poškodzovať ozónovú vrstvu.
Plánuje sa vytvorenie podobného trhu s podielovými povoleniami pre iné typy charakteristických znečisťujúcich látok. OSN pozitívne zhodnotila najmä otázku vytvorenia medzinárodného trhu so znečistením pre emisie chlórfluórovaných uhľovodíkov, ktoré, ako je známe, vedú k ničeniu ozónovej vrstvy Zeme.[...]
Meniace sa ciele, ukazovatele a kritériá ekonomického rozvoja. Reštrukturalizácia ekonomiky, ktorá sa začala pod tlakom environmentálnej krízy, musí zahŕňať upustenie od tých aktivít, ktoré najviac prispievajú ku globálnemu otepľovaniu, ničeniu ozónovej vrstvy a sú zdrojom ďalších nebezpečenstiev pre ľudské zdravie a životné prostredie. Charakteristickými znakmi trvalo udržateľného hospodárstva sú orientácia na obnoviteľné zdroje energie, šetrenie a efektívne využitie všetky druhy zdrojov, minimalizácia množstva vyprodukovaného odpadu a nebezpečných materiálov, maximalizácia recyklácie zdrojov a najmä kvalitatívny rozvoj, a nie kvantitatívny rast všetkých odvetví hospodárstva. Hlavným cieľom je ekonomická stabilita, nie rast.[...]
Atmosféra, podobne ako ostatné sféry Zeme, je so všetkými z toho vyplývajúcimi dôsledkami znečistená prírodnými (zvetrávanie, sopky) aj antropogénnymi škodlivinami (havárie reaktorov, zariadenia, baníctvo, priemysel, energetika, doprava, každodenný život). Medzi následky znečistenia ovzdušia patrí deštrukcia ozónovej vrstvy (jej deštrukcia zvyšuje ultrafialové žiarenie o 50 % a teplotu 10-krát).[...]
Ozón má významný vplyv na atmosférické procesy, najmä tepelné podmienky. Sústreďuje sa najmä v stratosfére, kde spôsobuje absorpciu ultrafialového slnečného žiarenia. Priemerné mesačné hodnoty celkového obsahu ozónu sa menia v závislosti od zemepisnej šírky a ročného obdobia a pohybujú sa v hrúbke vrstvy od 2,3 do 5,2 mm pri hodnotách prízemného tlaku a teploty. Dochádza k nárastu obsahu ozónu od rovníka k pólom a ročným zmenám s minimom na jeseň a maximom na jar. V súčasnosti dochádza k ničeniu ozónovej vrstvy pod vplyvom hospodárska činnosť. Hlavnými ničiteľmi ozónovej vrstvy sú freóny (freóny), ktoré sú skupinou látok obsahujúcich halogény. Freóny sú inertné na povrchu Zeme, ale stúpajú do stratosféry; podliehajú fotochemickému rozkladu a uvoľňujú chlórový ión, ktorý slúži ako katalyzátor chemických reakcií, ktoré ničia molekuly ozónu.
Riziko je kvantitatívna miera nebezpečenstva vo vzťahu k pravdepodobnosti, že sa súvisiace škody alebo nežiaduce následky stanú skutočnosťou. Environmentálne riziko je hodnotenie pravdepodobnosti negatívnych zmien v životnom prostredí spôsobených antropogénnou činnosťou (vývoj skleníkového efektu, deštrukcia ozónovej vrstvy clony planéty, kyslé zrážky, rádioaktívne znečistenie, neprijateľné koncentrácie ťažkých kovov, napr. , v jazerách alebo vodných nádržiach, neprijateľné zmeny hydrologického režimu atď.).[...]
Napríklad chlórfluórované uhľovodíky (freóny) pôsobia na ľudský organizmus toxicky, no pri malých dávkach nie je účinok badateľný. Tieto plyny sú zároveň klasifikované ako „skleníkové“ plyny a keď sa hromadia v atmosfére, dochádza ku globálnym zmenám, ako je prerozdelenie zrážok alebo otepľovanie. Výsledkom prítomnosti freónov v atmosfére je deštrukcia ozónovej vrstvy a v dôsledku toho zvýšenie mutagénneho účinku ultrafialových lúčov zo Slnka. Analýza celého reťazca vplyvu na biotu ukazuje, že aj malé koncentrácie týchto látok vedú k významným zmenám v tele.[...]
Atmosféra zohráva obrovskú úlohu vo všetkých prírodných procesoch, predovšetkým reguluje tepelné podmienky a všeobecné klimatické podmienky a tiež chráni ľudstvo pred škodlivým kozmickým žiarením. Hlavnými plynnými zložkami atmosféry sú dusík (78 %), kyslík (21 %), argón (0,9 %) a oxid uhličitý (0,03 %). Zloženie plynu atmosféra sa mení s nadmorskou výškou. V prízemnej vrstve sa vplyvom antropogénnych vplyvov množstvo oxid uhličitý zvyšuje a hladina kyslíka klesá. V niektorých regiónoch sa v dôsledku ekonomických aktivít v atmosfére zvyšuje množstvo metánu, oxidov dusíka a iných plynov, čo spôsobuje také nepriaznivé javy ako skleníkový efekt, ničenie ozónovej vrstvy, kyslé dažde a smog. A napokon, vzduch je nevyhnutnou podmienkou pre život na Zemi.[...]
Pri ďalšom pohybe počas aktívnej fázy letu po trajektórii prechádza PH cez troposféru, stratosféru a spodnú časť ionosféry (termosféru). Okrem vymenovaných faktorov technogénneho vplyvu na prostredie v mieste štartu existujú špecifické, najvýznamnejšie faktory ovplyvňujúce atmosféru v aktívnej fáze letu: vznik rázových vĺn a rázových vĺn pri pohybe PH, ktoré dosiahol transsonické a nadzvukové rýchlosti a v dôsledku toho plynodynamické narušenie atmosféry; zničenie ozónovej vrstvy v stratosfére; zníženie koncentrácie nabitých častíc v ionosfére; pád vyčerpaných stupňov PH na Zem pozdĺž štartovacích trás atď.[...]
V dôsledku rýchlej technogénnej činnosti, bezmyšlienkového prístupu k životnému prostrediu, nekontrolovaného vedeckého a technologického pokroku, zvýšeného tlaku na prírodu a dravého využívania prírodných zdrojov Zeme sú jasne viditeľné globálne environmentálne problémy, ktoré vznikli, sú súčasťou všeobecného environmentálna kríza: znečistenie atmosféry, geodrosféry a litosféry škodlivým technogénnym odpadom; klimatická zmena, predovšetkým jej otepľovanie v dôsledku „skleníkového efektu“ s následnou možnosťou zaplavenia veľkých obývaných oblastí; zničenie ozónovej vrstvy v atmosfére a vznik nebezpečenstva vystavenia krátkovlnnému ultrafialovému (UV) žiareniu, ktoré je deštruktívne pre všetok život na Zemi; vyčerpanie materiálnych a prírodných zdrojov; ničenie lesov, vytváranie púští; vyčerpanie biologických druhov flóry a fauny; rast populácie planéty a poskytovanie potravín, bývania a oblečenia; šírenie vírusového výskytu medzi regiónmi; porušenie genetickej integrity krajiny; estetické a etické aspekty zhoršovania životného prostredia; rozpor medzi regeneračnými schopnosťami prírody a technogénnym vplyvom atď.[...]
Podľa charakteru vplyvu sa znečistenie delí na primárne a sekundárne. Primárne znečistenie je priamy vstup znečisťujúcich látok do životného prostredia vznikajúcich počas prírodných, antropogénnych a čisto antropogénnych procesov. Sekundárne znečistenie je vznik (syntéza) nebezpečných škodlivín počas fyzikálnych a chemických procesov prebiehajúcich priamo v životnom prostredí. Z netoxických zložiek teda za určitých podmienok vznikajú jedovaté plyny – fosgén; freóny, chemicky inertné na povrchu Zeme, vstupujú do fotochemických reakcií v stratosfére, pričom vznikajú ióny chlóru, ktoré slúžia ako katalyzátor pri ničení ozónovej vrstvy (siete) planéty. Niektoré činidlá pre takéto interakcie môžu byť neškodné.[...]
Na globálnej úrovni sa podarilo vyriešiť množstvo environmentálnych problémov medzinárodného rozsahu. Veľkým úspechom medzinárodného spoločenstva bol zákaz testovania jadrových zbraní vo všetkých prostrediach, okrem podzemného testovania. Boli dosiahnuté dohody o globálnom zákaze lovu veľrýb a právnej medzištátnej regulácii lovu rýb a iných morských plodov. Na zachovanie biodiverzity boli zriadené medzinárodné červené knihy. Medzinárodné spoločenstvo študuje Arktídu a Antarktídu ako prirodzené biosférické zóny, ktoré nie sú ovplyvnené ľudskými zásahmi, na porovnanie s vývojom zón transformovaných ľudskou činnosťou. Medzinárodné spoločenstvo prijalo Deklaráciu zakazujúcu výrobu freónových chladív, ktoré prispievajú k ničeniu ozónovej vrstvy (Montreal, 1972).[...]
Termodynamická kríza spôsobuje klimatické zmeny v biosfére spojené so skleníkovým efektom vznikajúcim v dôsledku znečistenia atmosféry skleníkovými plynmi (pozri časť 9.1.1.1). Rastúca spotreba energie a uvoľňovanie skleníkových plynov ohrozujú planétu globálnou ekologickou katastrofou. Môže dôjsť k zvýšeniu hladiny morí a zaplaveniu pobrežných oblastí (napríklad severnej Európy) a mnohých veľkých miest. Okrem toho sa už pozorujú lokálne krízové klimatické situácie spojené s výskytom tornád, cunami, náhlymi zmenami počasia, povodňami - to všetko je dôsledkom narušenia termodynamického režimu našej planéty.[...]
Jednou z hlavných znečisťujúcich látok ovplyvňujúcich čistotu ovzdušia je oxid uhličitý. Každý rok sa množstvo CO2 v atmosfére zvyšuje o 0,4%. Odhaduje sa, že množstvo CO2 v atmosfére sa pri dnešnej úrovni technológií zdvojnásobí každých 23 rokov, čo môže viesť ku globálnemu zvýšeniu teploty. Ak vezmeme do úvahy, že pri spaľovaní paliva sa do životného prostredia dostane ročne 14,2-1016 kJ tepla, možno predpokladať, že rozptýlením v blízkozemskom priestore toto teplo povedie k výraznej zmene jeho teplotný režim. Treba si uvedomiť, že v procesoch, ktoré poskytujú normálnych podmienkach rozvoj ekosystému, hrá dôležitú úlohu ozón. Aj keď je obsah ozónu v atmosfére malý (2 ■ 10 b% objemu), jeho úlohu pri ochrane zemského povrchu pred tvrdým ultrafialovým žiarením nemožno preceňovať. Zničenie ozónovej vrstvy o 50 % bude mať za následok 10-násobné zvýšenie dávky ultrafialového žiarenia.
Zem je navrhnutá tak, aby sa zachoval jej jedinečný ekosystém. Na tieto účely slúžia vrstvy atmosféry, ktoré pokrývajú planétu pred prenikaním ultrafialových lúčov, žiarenia a vesmírneho odpadu. V prírode je všetko dokonalé a zásahy do jej štruktúry vedú k rôznym kataklizmám a narušeniu zabehnutého poriadku. Koncom 20. storočia sa objavil jasný problém, ktorý sa týka celého ľudstva. V oblasti Antarktídy vznikla ozónová diera, ktorá zaujala vedcov z celého sveta. Kritickú situáciu životného prostredia zhoršil ďalší vážny problém.
Zistilo sa, že v ozónovej vrstve obklopujúcej zemský povrch sa vytvorila medzera veľká viac ako tisíc kilometrov. Cez ňu preniká žiarenie, ktoré nepriaznivo ovplyvňuje ľudí, zvieratá a vegetáciu. Ozónové diery a stenčenie plynového obalu boli neskôr objavené na niekoľkých ďalších miestach, čo vyvolalo rozruch vo verejných kruhoch.
Podstata problému
Ozón sa tvorí z kyslíka, ktorý je vystavený ultrafialovým lúčom. Vďaka tejto reakcii sa planéta zahalí do vrstvy plynu, cez ktorú nemôže preniknúť žiarenie. Táto vrstva sa nachádza vo výške 25-50 kilometrov nad povrchom. Hrúbka ozónu nie je príliš veľká, ale úplne stačí na to, aby na planéte existovali všetky živé veci.
Čo je to ozónová diera, sa naučili v 80. rokoch minulého storočia. Tento senzačný objav urobili anglickí vedci. V miestach, kde je ozón zničený, plyn úplne chýba; jeho koncentrácia klesá na kritickú úroveň 30%. Medzera vytvorená vo vrstve stratosféry umožňuje prechod ultrafialových lúčov na zem, schopných spaľovať živé organizmy.
Prvý takýto otvor bol objavený v roku 1985. Jeho lokalitou je Antarktída. Vrcholom expanzie ozónovej diery bol august a v zime plyn zhustol a prakticky uzavrel dieru v stratosférickej vrstve. Kritické výškové body sa nachádzajú vo vzdialenosti 19 kilometrov od zeme.
Nad Arktídou sa objavila druhá ozónová diera. Jeho veľkosť bola oveľa menšia, ale inak tam bola nápadná podobnosť. Kritické výšky a časy zmiznutia sa zhodovali. V súčasnosti sa ozónové diery objavujú na rôznych miestach.
Ako sa stenčuje ozónová vrstva?
Vedci pripisujú problém stenčovania ozónovej vrstvy prírodným javom vyskytujúcim sa na póloch zemegule. Podľa ich teórie sa počas dlhých polárnych nocí slnečné lúče na zem nedostanú a z kyslíka nemôže vzniknúť ozón. V tomto smere sa tvoria oblaky s vysokým obsahom chlóru. Práve tento plyn ničí plyn, ktorý je tak potrebný na ochranu planéty.
Zem prešla obdobím sopečnej činnosti. To malo škodlivý vplyv aj na hrúbku ozónovej vrstvy. Emisie splodín horenia do atmosféry zničili už aj tak tenkú vrstvu stratosféry. Uvoľňovanie freónov do ovzdušia je ďalším dôvodom stenčovania ochrannej vrstvy zeme.
Ozónová diera zmizne, akonáhle slnko začne svietiť a interagovať s kyslíkom. Vplyvom prúdenia vzduchu plyn stúpa a vypĺňa výslednú dutinu. Táto teória dokazuje, že cirkulácia ozónu je konštantná a nevyhnutná.
Iné príčiny ozónových dier
Napriek tomu, že pri tvorbe ozónových dier zohrávajú dominantnú úlohu chemické procesy, hlavné predpoklady vytvára vplyv človeka na prírodu. Prirodzene sa vyskytujúce atómy chlóru nie sú jediné látky, ktoré poškodzujú ozón. Plyn je tiež zničený vystavením vodíku, brómu a kyslíku. Príčiny výskytu týchto zlúčenín vo vzduchu spočívajú v ľudskej činnosti na planéte. Predpoklady sú:
- fungovanie závodov a tovární;
- nedostatok liečebných zariadení;
- atmosférické emisie z tepelných elektrární;
Mať škodlivý vplyv na integritu atmosféry jadrové výbuchy. Ich dôsledky stále ovplyvňujú ekológiu planéty. V momente výbuchu vzniká obrovské množstvo oxidov dusíka, ktoré stúpajúc ničia plyn, ktorý chráni Zem pred žiarením. Za 20 rokov testovania sa do atmosféry dostalo viac ako tri milióny ton tejto látky.
Prúdové lietadlá majú ničivý vplyv na ozónovú vrstvu. Pri spaľovaní paliva v turbínach sa uvoľňujú oxidy dusíka, ktoré sa dostávajú priamo do atmosféry a ničia molekuly plynu. V súčasnosti z milióna ton emisií tejto látky pochádza tretina z lietadiel.
Zdalo by sa, že minerálne hnojivá sú neškodné a užitočné, ale v skutočnosti majú tiež škodlivý vplyv na atmosféru. Pri interakcii s baktériami sa spracovávajú na oxid dusný a potom pod vplyvom chemických reakcií menia svoj tvar a stávajú sa oxidmi.
Ozónová diera je teda produktom nielen prírodných javov, ale aj vplyvu človeka na životné prostredie. Unáhlené rozhodnutia môžu viesť k neočakávaným výsledkom.
Prečo je miznutie ozónovej vrstvy okolo planéty nebezpečné?
Slnko je zdrojom tepla a svetla pre všetko na planéte. Zvieratám, rastlinám a ľuďom sa darí vďaka jeho životodarným lúčom. Zaznamenali to ľudia starovekého sveta, ktorí za hlavnú modlu považovali Boha Slnka. Hviezda sa však môže stať aj príčinou smrti života na planéte.
Prostredníctvom ozónových dier vytvorených pod vplyvom tandemu človeka a prírody, slnečného žiarenia môže spadnúť na zem a spáliť všetko, čo sa kedysi pestovalo. Škodlivé následky pre ľudí sú zrejmé. Vedci zistili, že ak sa ochranný plyn alebo jeho vrstva stenčia o jedno percento, potom sa na zemi objaví o sedemtisíc ďalších onkologických pacientov. V prvom rade bude trpieť koža ľudí a potom ďalšie orgány.
Dôsledky vzniku ozónových dier sa dotýkajú nielen ľudstva. Vegetácia trpí, rovnako ako fauna a obyvatelia hlbokého mora. Ich hromadné vymieranie je priamym dôsledkom procesov prebiehajúcich na slnku a v atmosfére.
Spôsoby riešenia problému
Príčiny vzniku ozónových dier v atmosfére sú rôzne, ale zredukujú sa na jeden podstatný fakt: bezmyšlienkovú ľudskú činnosť a nové technologické riešenia. Freóny, ktoré vstupujú do atmosféry a ničia jej ochrannú vrstvu, sú produktom spaľovania rôznych chemikálií.
Ak chcete zastaviť tieto procesy, radikálne nové vedecký vývoj, ktorá umožní vyrábať, spaľovať, vyrábať a lietať bez použitia dusíka, fluóru a brómu, ako aj ich derivátov.
Problém je spojený s neefektívnou výrobou a poľnohospodárskou činnosťou. Je čas premýšľať:
- o inštalácii zariadení na úpravu na fajčiarskych fajkách;
- o nahradení chemických hnojív organickými;
- o prechode dopravy na elektrickú energiu.
Za posledných šestnásť rokov, od roku 2000, sa toho urobilo naozaj veľa. Vedci dosiahli úžasné výsledky: veľkosť ozónovej diery nad Antarktídou sa zmenšila o plochu rovnajúcu sa územiu Indie.
Dôsledky nedbalého a nevšímavého prístupu k životnému prostrediu sú už o sebe citeľné. Aby sa situácia ešte viac nezhoršila, je potrebné riešiť problém na globálnej úrovni.
Najdôležitejšie integrálnou súčasťou Atmosféra, ktorá ovplyvňuje klímu a chráni všetok život na Zemi pred žiarením zo Slnka, je ozonosféra. Prevažná časť ozónu sa nachádza vo výškach od 10 do 50 km a jeho maximum je vo výške 18 - 26 km. Celkovo stratosféra obsahuje 3,3 bilióna ton ozónu. Vo vrstve ozonosféry je ozón vo veľmi riedkom stave.
Úloha ozónu pri zachovaní biologického života na Zemi je mimoriadne veľká. Molekuly ozónu absorbujú tvrdé ultrafialové žiarenie zo Slnka práve v tej spektrálnej oblasti, ktorá je pre biologické systémy najničivejšia. Organické molekuly sú zničené ultrafialovým (UV) žiarením. To platí aj pre molekuly DNA, o ktorých je známe, že sú zodpovedné za prenos dedičných vlastností. Ozónová vrstva ako štít nielenže chráni živú hmotu pred priamym zničením, ale zabezpečuje aj priebeh evolúcie.
Ryža. 1 Ozón v zemskej atmosfére
Ak by sa hrúbka ozónu znížila, spôsobilo by to nenapraviteľné škody všetkým živým organizmom. Pevné ultrafialové žiarenie je slabo absorbované vodou, a preto predstavuje veľké nebezpečenstvo pre morské ekosystémy. Experimenty ukázali, že planktón žijúci v povrchovej vrstve môže byť vážne poškodený a dokonca môže úplne zomrieť, keď sa intenzita tvrdého UV žiarenia zvýši. Planktón je základom potravinových reťazcov takmer všetkých morských ekosystémov, takže bez preháňania môžeme povedať, že takmer všetok život v povrchových vrstvách morí a oceánov môže zmiznúť. Rastliny sú menej citlivé na tvrdé UV žiarenie, ale ak sa dávka zvýši, môžu tiež trpieť. Úplný zánik ozónovej vrstvy by nepochybne znamenal zánik vyšších foriem života. U ľudí sa dnes odhaduje, že aj mierny pokles hrúbky ozónovej vrstvy môže zvýšiť výskyt rakoviny kože. Ľudstvo však ľahko nájde spôsob, ako sa ochrániť pred tvrdým UV žiarením, no zároveň riskuje smrť od hladu. Iné rozloženie ozónu v nadmorskej výške výrazne ovplyvní klímu, pretože sa zmení charakter absorpcie UV žiarenia ozónom a následne aj teplota stratosféry.
Problém ozónu, ako jednej zo stopových plynových zložiek atmosféry, sa predtým zaujímal len o malý okruh vedcov, ale teraz nadobudol celosvetový význam. Táto dramatická zmena je spôsobená zistením, že normálne hladiny ozónu v atmosfére sú ohrozené ľudskou činnosťou.
Ak by sa celé množstvo ozónu zachytilo pri normálnom tlaku 760 mmHg. čl. a teplote 273,15 K, potom by hrúbka tejto vrstvy bola len 2,5 -3 mm. Ozón je žieravý, mierne modrastý plyn. Jeho molekula pozostáva z troch atómov kyslíka (O 3), takže ozón je „chemický príbuzný“ stabilnejšej a hojnejšej látky v atmosfére potrebnej na ľudské dýchanie, ktorú tvoria dva atómy kyslíka (O 2).
Vlastnosti ozónu:
Schopnosť absorbovať biologicky nebezpečné ultrafialové žiarenie zo Slnka.
Ozón je silné okysličovadlo (jednoducho povedané jed), preto je prízemný ozón nebezpečný.
Absorpcia infračerveného žiarenia zo zemského povrchu.
Schopnosť priamo a nepriamo ovplyvňovať chemické zloženie atmosféru.
Keďže mechanizmus tvorby molekúl ozónu je v rovnováhe s mechanizmom ich ničenia, vedci považujú priemerné množstvo ozónu v stratosfére za relatívne konštantnú hodnotu od vzniku atmosféry modernej Zeme.
Na rozdiel od iných zložiek atmosféry sa ozón objavil v atmosfére výlučne chemicky a je najmladšou zložkou atmosféry. Z environmentálneho hľadiska je cennou vlastnosťou ozónu jeho schopnosť absorbovať biologicky nebezpečné ultrafialové žiarenie zo Slnka; zatiaľ čo chemická zlúčenina ozón je silné oxidačné činidlo (jednoducho jed), schopné pri priamom kontakte otráviť tú istú flóru a faunu, ktorú chráni ako ozónová vrstva v stratosfére. Okrem toho je ozón účinným skleníkovým plynom. A napokon ozón ovplyvňuje malé aktívne zložky atmosféry a prostredníctvom nich stabilné zložky, ktoré rovnako ako samotný ozón pohlcujú ultrafialové aj infračervené žiarenie. Ozón má teda nielen priamy, ale aj nepriamy vplyv na skleníkový efekt a úroveň ultrafialového žiarenia na zemskom povrchu.
Takmer jediným zdrojom ozónu v atmosfére je fotodisociácia molekulárneho kyslíka na atómy, po ktorej nasleduje rýchla eutanázia atómu na molekulu O 2 s tvorbou molekuly ozónu:
O2 + HN = O + O (1)
O + O2 + M = O3 + M (2)
(Tu M je akákoľvek molekula vzduchu).
K tomuto procesu dochádza vo výškach nad 30 km, keďže krátkovlnné slnečné žiarenie pod túto výšku nepreniká. V dôsledku toho sa molekuly ozónu a atómy kyslíka javia v atmosfére dosť vysoko.
K strate atmosférického ozónu dochádza v dôsledku nasledujúcich procesov:
O3 + HN = O + O2 (3)
O + O3 = O2 + O2 (4)
Atómy, ktoré sa kedysi vytvorili z molekúl kyslíka, sa teda rekombinujú do molekuly. Poznamenajme len, že na „zničenie“ molekuly ozónu nie je potrebné krátkovlnné žiarenie. Spojenie medzi atómom O a molekulou O 2 v ozóne je veľmi slabé, preto aj pri ožiarení viditeľným svetlom bude molekula ozónu fotodisociovaná na svoje pôvodné zložky.
Poznamenávam tiež, že reakcia (3) je hlavným dodávateľom atómov kyslíka; jeho rýchlosť vo všetkých výškach troposféry a stratosféry je o tri a viac rádov vyššia ako rýchlosť reakcie (1).
Vyššie uvedený mechanizmus navrhol začiatkom 30. rokov anglický geofyzik Chapman a bol prvým pokusom vysvetliť vznik ozónovej vrstvy v atmosfére.
Ozón v stratosfére sa neustále vytvára a ničí, preto sa jeho vrstva skladá z rovnovážneho množstva. A keďže je táto rovnováha pohyblivá, hrúbka ozónovej vrstvy sa môže meniť. Pozorujú sa denné a sezónne výkyvy obsahu ozónu, ako aj cykly spojené s dlhodobými zmenami slnečnej aktivity. Najväčšie množstvo ozónu (46 %) sa tvorí v tropickej stratosfére, kde sa jeho maximálna hustota nachádza približne vo výške 26 km od povrchu. V stredných zemepisných šírkach sa nachádza nižšie: v zime - v nadmorskej výške 22 km av lete - 24 km. V polárnych oblastiach je maximálna výška len 13 -18 km a tu sa ozón najintenzívnejšie prenáša do spodných vrstiev atmosféry.
Existuje veľké množstvo príčin oslabenia ozónového štítu spôsobeného antropogénnou činnosťou. Vo všeobecnosti ich možno kombinovať do dvoch skupín.
1. Emisie z výškových lietadiel a rakiet
po prvé, - toto sú štarty vesmírne rakety. Palivo horí a „vypaľuje“ veľké otvory v ozónovej vrstve. Kedysi sa predpokladalo, že tieto „diery“ sa zatvárajú. Ukázalo sa, že nie. Existujú už pomerne dlho.
po druhé, - lietadlá. Najmä tie, ktoré lietajú vo výškach 12 -15 km. Para, ktorú vydávajú, a ďalšie látky ničia ozón. Zároveň však lietadlá letiace pod 12 km spôsobujú nárast ozónu. V mestách je jednou zo zložiek fotochemického smogu.
po tretie, - oxidy dusíka. Vyvrhujú ich rovnaké lietadlá, no väčšina z nich sa uvoľňuje z povrchu pôdy najmä pri rozklade dusíkatých hnojív.
Keďže dnes sa lety na nadzvukových lietadlách nevykonávajú príliš často, nespôsobujú výrazné poškodenie ozónovej vrstvy. Štarty rakiet sa tiež nevyskytujú príliš často, ale môžu spôsobiť veľmi vážne poškodenie ozónovej vrstvy. Pri celkovej hmotnosti orbitálneho vozidla Space Shuttle stoštyridsaťtri a pol ton, v procese stúpania do výšky 50 km, raketový systém na tuhé palivo emituje 187 ton Cl 2 a jeho zlúčenín. , 7 ton oxidov dusíka a počas letu zničí 10 miliónov ton ozónu. To je veľa, pretože zemská atmosféra obsahuje len 3 000 000 000 ton ozónu.
Pri tvorbe a deštrukcii ozónu zohrávajú významnú úlohu oxidy dusíka a v stratosfére dochádza ku katalytickému ničeniu ozónu v troposfére – katalytická tvorba.
2. Chlórfluórované uhľovodíky (CFC) alebo freóny
Freóny boli kedysi považované za ideálne pre praktická aplikácia chemikálie, pretože sú veľmi stabilné a neaktívne, a preto netoxické. Akokoľvek sa to môže zdať paradoxné, práve inertnosť týchto zlúčenín ich robí nebezpečnými pre atmosférický ozón. CFC sa v troposfére (spodnej vrstve atmosféry, siahajúcej od zemského povrchu do nadmorskej výšky 10 km), ako sa to deje napríklad pri väčšine oxidov dusíka, rýchlo nerozkladajú a nakoniec preniknú do stratosféry. ktorého horná hranica sa nachádza v nadmorskej výške okolo 50 km. Keď molekuly CFC vystúpia do nadmorskej výšky približne 25 km, kde je maximálna koncentrácia ozónu, sú vystavené intenzívnemu ultrafialovému žiareniu (obr. 2), ale neprenikajú do nižších nadmorských výšok v dôsledku tieniaceho účinku ozónu. Ultrafialové ničí odolné normálnych podmienkach Molekuly freónu sa rozkladajú na vysoko reaktívne zložky, najmä atómový chlór. CFC teda transportujú chlór zo zemského povrchu cez troposféru a nižšiu atmosféru, kde sa ničia menej inertné zlúčeniny chlóru, do stratosféry do vrstvy s najvyššou koncentráciou ozónu. Je veľmi dôležité, aby chlór pri ničení ozónu pôsobil ako katalyzátor: počas chemického procesu jeho množstvo neklesá. Výsledkom je, že jeden atóm chlóru môže zničiť až 100 000 molekúl ozónu predtým, ako sa deaktivuje alebo vráti do troposféry. V súčasnosti dosahujú emisie freónov do atmosféry milióny ton, ale treba poznamenať, že ani v hypotetickom prípade úplného zastavenia výroby a používania freónov nemožno dosiahnuť okamžité výsledky: účinok freónov, ktoré majú už vstúpil do atmosféry bude pokračovať niekoľko desaťročí. Atmosférická životnosť dvoch najpoužívanejších freónov, freónu-11 (CFCI3) a freónu-12 (CF2CI2), sa odhaduje na 75 a 100 rokov.
Ryža. 2 Ničenie ozónovej vrstvy Zeme freónmi Niektoré z najdramatickejších dôkazov, že chlór je skutočne pôvodcom ozónovej diery, prišli v septembri 1987, keď vedci leteli lietadlom z Južnej Ameriky priamo na južný pól, do zóny ozónovej diery. Zvýšenie a zníženie koncentrácie ozónu je takmer presné zrkadlový obraz zníženie a zvýšenie koncentrácie ClO. Okrem toho je koncentrácia Cl v samotnej ozónovej diere stokrát vyššia ako akákoľvek úroveň, ktorú by bolo možné vysvetliť z hľadiska chémie atmosféry. Tento jav sa často nazýva „dymová pištoľ“. Dokonca aj výrobcovia freónov sa presvedčili, že ozónová diera nie je normálny jav. Je to dôkaz hlbokých zmien v atmosfére spôsobených človekom vyrobenými znečisťujúcimi látkami obsahujúcimi chlór.
Vedcom trvalo niekoľko rokov, kým našli vysvetlenie ozónovej diery. To je v skratke všetko.
Pretože Antarktída je obklopená oceánom, vietor môže nepretržite cirkulovať okolo kontinentu, ktorý nemá žiadne pohoria. Počas južnej zimy sa vytvárajú okolo pólového víru, lievika vetrov, ktorý zhromažďuje vzduch nad Antarktídou a zadržiava ho, čím bráni jeho zmiešaniu s inou atmosférou. Tento vír slúži ako izolovaný „reakčný hrniec“ pre polárne atmosférické chemikálie (je oveľa silnejší ako ten, ktorý sa tvorí nad severným pólom, takže severná ozónová diera je oveľa slabšia).
Ryža. 3 Ozónová diera nad Antarktídou Pod tlakom vyššie uvedených argumentov mnohé krajiny začali prijímať opatrenia zamerané na zníženie produkcie a používania freónov. Od roku 1978 je používanie freónov v aerosóloch v USA zakázané. Bohužiaľ, použitie freónov v iných priemyselných odvetviach nebolo obmedzené. V septembri 1987 podpísalo 23 popredných krajín sveta v Montreale protokol, ktorý ich zaväzoval znížiť spotrebu freónov. Dnes sa k nemu prihlásilo približne 150 krajín.
Okrem toho bol v roku 1985 podpísaný Viedenský dohovor o ochrane ozónovej vrstvy, v ktorom rozvinuté krajiny uznali skutočnosť problému ničenia ozónovej vrstvy.
Podľa dohody dosiahnutej v Montreale museli rozvinuté krajiny do roku 1999 znížiť spotrebu chlórfluórovaných uhľovodíkov na polovicu úrovne z roku 1986. Na použitie ako pohonná látka (t.j. inertná chemická látka, pomocou ktorej sa vytvára pretlak), dobrá náhrada freónov sa už našiel v aerosóloch - zmesi propán-bután. Z hľadiska fyzikálnych parametrov prakticky nie je horší ako freóny, ale na rozdiel od nich je horľavý. Takéto aerosóly sa však už vyrábajú v mnohých krajinách. Situácia je komplikovanejšia s chladiacimi jednotkami - druhým najväčším spotrebiteľom freónov. Faktom je, že molekuly CFC majú vďaka svojej polarite vysoké výparné teplo, čo je veľmi dôležité pre pracovnú tekutinu v chladničkách a klimatizáciách. Najznámejšou náhradou freónov je dnes čpavok, ktorý je však toxický a vo fyzikálnych parametroch je stále horší ako freóny. Dobré výsledky sa dosiahli pre plne fluórované uhľovodíky. V mnohých krajinách sa vyvíjajú nové náhrady a už sa dosiahli dobré praktické výsledky, ale tento problém ešte nie je úplne vyriešený.
Chcel by som dúfať, že problém ozónovej vrstvy nás naučí zaobchádzať s veľkou pozornosťou a opatrnosťou so všetkými látkami, ktoré sa dostávajú do atmosféry v dôsledku antropogénnej činnosti.
Mukhina I.V., Borodkina T.A.
VYČERPANIE OZÓNOVEJ VRSTVY
Kľúčové slová: Ozón, žiarenie, stratosférické oblaky.
Abstrakt: Článok hovorí o príčinách ničenia ozónovej vrstvy.
Kľúčové slová: ozón, žiarenie, stratosférické oblaky.
Abstrakt: Článok pojednáva o príčinách poškodzovania ozónovej vrstvy.
Ozónová vrstva je súčasťou stratosféry v nadmorskej výške 12 až 50 km. Ozón je vrstva s vysokou koncentráciou O2, hrubá asi 3 mm.
V dôsledku mnohých vonkajších vplyvov sa ozónová vrstva začína stenčovať v porovnaní s jej prirodzeným stavom a za určitých podmienok na určitých územiach dokonca mizne - vznikajú ozónové diery s nezvratnými následkami. Prvýkrát boli pozorované bližšie k južnému pólu Zeme, no nedávno ich bolo možné vidieť aj nad ázijskou časťou Ruska.
Na oslabenie ozónu bolo navrhnutých mnoho dôvodov
Po prvé, ide o štarty vesmírnych rakiet. Horiace palivo „spaľuje“ veľké diery v ozónovej vrstve. Kedysi sa predpokladalo, že tieto „diery“ sa zatvárajú. Ukázalo sa, že nie. Existujú už pomerne dlho.
Po druhé, lietadlá. Najmä tie, ktoré lietajú vo výškach 1215 km. Para a iné látky, ktoré vypúšťajú, ničia ozón. Ale zároveň lietadlá lietajúce pod 12 km. Dávajú zvýšenie ozónu. V mestách je jednou zo zložiek fotochemického smogu.
Po tretie - oxidy dusíka. Vyvrhujú ich rovnaké lietadlá, no väčšina z nich sa uvoľňuje z povrchu pôdy najmä pri rozklade dusíkatých hnojív.
Po štvrté, je to chlór a jeho zlúčeniny s kyslíkom. Obrovské množstvo (až 700 tisíc ton) tohto plynu vstupuje do atmosféry, predovšetkým rozkladom freónov. Freóny sú plyny, ktoré nevstupujú do žiadnych chemických reakcií na povrchu Zeme, pri vare izbovej teplote, a preto prudko zväčšuje ich objem, čo im robí dobre
Územie vedy. - 2014. - č. 1.
postrekovačov. Pretože ich teplota klesá, keď expandujú, freóny sa široko používajú v chladení.
priemyslu.
Vlastnosti ozónu:
® Schopnosť absorbovať biologicky nebezpečné látky
ultrafialové žiarenie zo slnka;
® Ozón je silné oxidačné činidlo (jednoducho jed), preto je prízemný ozón nebezpečný;
® Schopnosť absorbovať infračervené žiarenie
zemský povrch;
® Schopnosť priamo a nepriamo ovplyvňovať chemické zloženie atmosféry;
Existuje „dobrý ozón“ a „zlý ozón“. Vedci nazývajú „zlý ozón“ fytochemický smog. Ozón v stratosfére sa zvyčajne považuje za „dobrý“ ozón, pretože chráni Zem pred ničivým žiarením. Väčšina zo zvyšných 10 percent „zlého“ ozónu sa nachádza v prízemnej vrstve atmosféry – troposfére – a pri dosiahnutí určitých koncentrácií predstavuje nebezpečenstvo pre zdravie a pohodu obyvateľstva.
Najvýznamnejšie štádiá deštrukcie ozónovej vrstvy:
1) Emisie: v dôsledku ľudskej činnosti, ako aj v dôsledku prírodných procesov na Zemi sa uvoľňujú (uvoľňujú) plyny obsahujúce halogény (bróm a chlór), t.j. látky, ktoré ničia ozónovú vrstvu.
2) Akumulácia (emitované plyny obsahujúce halogény sa hromadia (akumulujú) v spodných vrstvách atmosféry a vplyvom vetra, ako aj prúdenia vzduchu sa presúvajú do oblastí, ktoré nie sú v priamej blízkosti zdrojov takýchto emisií plynov).
3) Pohyb (nahromadené plyny obsahujúce halogény sa pohybujú do stratosféry pomocou prúdenia vzduchu).
4) Transformácia ( najviac plyny obsahujúce halogény sa vplyvom ultrafialového žiarenia zo Slnka v stratosfére premieňajú na ľahko reagujúce halogénové plyny, v dôsledku čoho dochádza k deštrukcii ozónovej vrstvy relatívne aktívnejšie v polárnych oblastiach zemegule).
5) Chemické reakcie(ľahko reagujúce halogénové plyny spôsobujú deštrukciu stratosférického ozónu; faktorom podporujúcim reakcie sú polárne stratosférické oblaky).
6) Odstránenie (pod vplyvom prúdenia vzduchu sa ľahko reagujúce halogénové plyny vracajú do troposféry, kde sa v dôsledku
Územie vedy. - 2014. - č. 1.
vlhkosť a dážď prítomné v oblakoch sú oddelené a tým úplne odstránené z atmosféry).
Treba si uvedomiť, že všeobecná geoekologická situácia v r Voronežská oblasť vzniká v dôsledku nerovnomerného rozloženia zdrojov znečistenia životného prostredia. Z hľadiska množstva škodlivých látok emitovaných stacionárnymi zdrojmi znečistenia na 1 obyvateľa je Voronežská oblasť (asi 31 kg/osoba) a mesto Voronež (asi 21 kg/osoba) na treťom mieste v centrálnom Černobyľskom regióne po r. regióny Lipeck a Belgorod. Na území Voronežského regiónu je viac ako 900 podnikov, ktoré vypúšťajú škodlivé látky do ovzdušia a maximálny objem emisií zabezpečujú okrem regionálneho centra - Voronež - aj mestá Liski, Kalach a Rossosh (JSC Minudobreniya). Jedným z environmentálnych dôsledkov chemického znečistenia atmosféry je zjavne zníženie obsahu ozónu v atmosfére. Napríklad dynamika jeho koncentrácie nad Voronežom má od roku 1971 stabilný klesajúci trend (hrúbka ozónovej vrstvy: 1991 - 3,41 mm; 1994 - 3,36 mm; 1997 - 3,34 mm; 2001 g. - 3,30 mm; 3,283 - mm ). Asi 80 % znečistenia ovzdušia súvisí s dopravou; Okrem toho sa zásobovanie obyvateľstva motorovou dopravou za posledných 5 rokov zvýšilo o 27,8 %, čo je jeden z dodatočné zdroje znečistenie biotopov.
Tento problém je dnes aktuálny a na ďalšie zachovanie ozónovej vrstvy sú potrebné tieto opatrenia:
1) Pokračujte v monitorovaní ozónovej vrstvy, aby ste mohli okamžite sledovať neočakávané zmeny; zabezpečiť, aby krajiny dodržiavali prijaté dohody;
2) Pokračovať v práci na zisťovaní príčin zmien v ozónovej vrstve a vyhodnocovaní škodlivé vlastnosti nové chemikálie v súvislosti s poškodzovaním ozónovej vrstvy a vplyvom na zmenu klímy vo všeobecnosti.
3) Naďalej poskytovať informácie o technológiách a
náhradné prípojky, umožňujúce použitie chladenia, klimatizácie a tepelnej izolácie
peny bez poškodenia ozónovej vrstvy.
16. septembra 1987 bol podpísaný Montrealský protokol o látkach, ktoré poškodzujú ozónovú vrstvu. Na pamiatku tejto udalosti vyhlásilo Valné zhromaždenie OSN v roku 1994 osobitnou rezolúciou 16. september za každoročný Medzinárodný deň ochrany ozónovej vrstvy.
Územie vedy. - 2014. - č. 1.
Referencie
1. Nebel B., Environmental Science, Vol. 1 How the world works - M., 2010. - 34 s.
2. Gvishiani D.M., Rímsky klub. História tvorby, vybrané správy a prejavy, oficiálne materiály, M., 2011. -58 s.
3. Mikael P. Todaro, Ekonomický rozvoj, M., 2010. - 20 s.
4. Vronskij V.A. Aplikovaná ekológia: Vzdelávacia
príručka: Phoenix, 2012. -100 str.
5. http://www.referatik.com.ua/subject/97/41056/
Varguzina M.S., Borodkina T.A.
HLAVNÉ ZDROJE ZNEČISTENIA ATMOSFÉRY V REGIÓNE VORONEŽ
Voronežský ekonomický a právny inštitút, Rossosh
Kľúčové slová: priemysel. Vzduch, atmosféra, znečistenie,
Abstrakt: Článok o znečistení ovzdušia. odhaľuje hlavné zdroje
Kľúčové slová: vzduch, atmosféra, znečistenie, priemysel
Abstrakt: Článok odhaľuje hlavné zdroje znečistenia ovzdušia
Atmosférický vzduch je jedným z najvýznamnejších environmentálnych faktorov. Kvalita ovzdušia má priamy vplyv na ľudské zdravie. Závisí to od intenzity znečistenia a prirodzenej disperznej schopnosti atmosféry.
Vypúšťanie znečisťujúcich látok sa môže uskutočňovať do rôznych médií: atmosféra, voda, pôda. Emisie do atmosféry sú hlavnými zdrojmi následného znečistenia vôd a pôdy v regionálnom meradle, v niektorých prípadoch aj v celosvetovom meradle.
Znečistenie ovzdušia emisiami priemyselné podniky a motorová doprava je jednou z nich najdôležitejšie faktory, charakterizujúce sanitárnu a epidemiologickú pohodu obyvateľstva. Ročne sa do ovzdušia regiónu dostane 00 až 500 tisíc ton škodlivých látok s emisiami zo stacionárnych a mobilných zdrojov.