Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Нарушение озонового экрана




Озоновый слой — это тонкий газовый слой О3 в верхних слоях атмосферы (от 12 до 45 км от поверхности Земли), который защищает поверхность Земли от разрушительного эффекта солнечных ультрафиолетовых лучей. Он поглощает около 99% направленных на землю ультрафиолетовых солнечных лучей, которые в больших количествах губительны для живых организмов (интенсивно разрушают молекулы белков и ДНК). Таким образом, озоновый слой для биосферы выполняет роль защитного экрана.

Воздействие усилившейся ультрафиолетовой радиации на поверхность Земли приводит к:

§ рак кожи;

§ катаракта глаз;

§ наносит непредсказуемый ущерб растениям, водорослям (особенно, фитопланктону), пищевым цепям и глобальной экосистеме.

Наибольшая плотность озона встречается на высоте 20 км, наибольшая часть в общем объёме — на высоте до 40 км. Если бы можно было извлечь весь озон, находящийся в атмосфере, и сжать под нормальным давлением, то в результате вышел бы слой, покрывающий поверхность Земли толщиной всего 3 мм. Для сравнения, вся сжатая под нормальным давлением атмосфера составляла бы слой в 8 км.

Описание сущности проблемы. В 1985 г. специалисты из Британской Антарктической Службы исследования атмосферы сообщили о совершенно неожиданном факте: весеннее содержание озона в атмосфере над станцией Халли-Бей в Антарктиде уменьшилось за период с 1977 по 1984 г. на 40%. Наиболее подробным исследованием озонного слоя над Антарктидой был международный Самолетный Антарктический Озонный Эксперимент. Ходе ученые из 4 стран несколько раз поднимались в область пониженного содержания озона и собрали детальные данные о ее размерах и химические процессах. Фактически это означало, что в полярной атмосфере озоновая "дыра". В начале 80-х по измерениям со спутника "Нимбус-7" аналогичная дыра была обнаружена и в Арктике, правда она охватывала значительно меньшую площадь и снижение уровня озона в ней было не такое существенное - около 9%. В среднем на Земле с 1979 по 1990 г. содержание озона упал на 5%. Были отмечены небольшие «дыры» над Канадой, Скандинавией, Великобританией, Якутией.

Европейское космическое агентство (EKA):

2006 г - площадь озоновый дыры над Южным полюсом достигла 29,5 миллиона квадратных километров, говорится в сообщении, в котором описываются данные, полученные со спутника Envisat.

2007 г – 25,

2008 г – 27,

2010 г. По данным учёных ООН озоновый слой нашей планеты перестал сокращаться и даже более того может восстановиться до уровня 1980 года к 2045-2060 годам. Самая обширная озоновая дыра над Антарктидой (достигающая максимума в период антарктической весны) исчезнет только к 2073 году.

Считается, что началу восстановления озонового слоя Земли способствовало подписание Монреальского протокола в 1987 году, который наложил запрет на производство и использование многих озоноразрушающих химических веществ. В 1987 году 36 стран мира, в том числе и Россия (СССР), подписали документ, согласно которому страны-участники должны ограничить и полностью прекратить производство озоноразрушающих веществ. Согласно этим соглашениям, промышленно развитые страны запрещают производство и продажу хлорфторуглеродных веществ, истощающих озоновый слой. Развивающиеся страны должны прекратить их производство к 2010 году.

В рамках Монреальского протокола удалось запретить производство и потребление 100 видов химикатов, разрушающих озоновый слой. Многие из этих веществ способствуют глобальному потеплению. В целом, мировое потребление таких соединений сократилось более чем на 95%.

Что было бы если это соглашение принято не было? НАСА опубликовала прогноз, того что стало бы в этом случае с нашим озоновым слоем в будущем. В 2009 году толщина озонового слоя почти на всей планете составила бы 300 единиц Добсона[4]. В 2020 году озоновый слой планеты уменьшился бы до 220 единиц Добсона (как сейчас в Арктике и Антарктике). В 2040 году толщина озонового слоя уменьшилась бы до 15 единиц Добсона (10, считается критическим). К чему бы это привело? Озоновый слой - это эффективный барьер на пути смертоносных ультрафиолетовых лучей Солнца. При толщине озонового слоя, равному 15 единиц Добсона многие виды живых организмов попросту бы исчезли с лица Земли, а человек был бы вынужден вести ночной образ жизни.

Механизм образования, а также расходования озона, был предложен Сиднеем Чэпманом в 1930 году и носит его имя. Реакции образования озона:

О2 + hν → 2О*

О2 + O* → О3

Фотолиз молекулярного кислорода происходит в стратосфере под воздействием ультрафиолетового излучения с длиной волны 175—200 нм и до 242 нм. Озон расходуется в реакциях фотолиза и взаимодействия с атомарным кислородом:

О3 + hν → О2 + О*

О3 + O* → 2О2

В 1970-х годах ученые установили, что озон активно разрушается, катализатором чему выступают атомы хлора (Cl). Кроме реакций, входящих в механизм Чэпмана, имеется целый ряд других реакций, приводящих к гибели озона. Их все объединяют в несколько семейств, главными из которых является азотное, кислородное (из механизма Чэпмана), водородное и галогеновое. Эти реакции представляют собой каталитические циклы, поэтому их также называют соответствующими циклами. Азотный цикл (NOx):

N2O + O* → NO + NO
О3 + NO → NO2 + О2
NO2 + О* → NO + О2

Водородный цикл (HOx):

Н2O + O* → OH + OH
ОН + О3 → НО2 + О2
НО2 + О3 →ОН + 2О2

Хлорный цикл (ClOx):

CFCl3 + hν → CFCl2 + Cl
Cl + O3 → ClO + O2
ClO + O* → Cl + O2

Основной причиной разрушения озонового слоя считают массовое использование хлорфторуглеродов (ХФУ), иначе фреонов, в том числе в хладоустановках, при производстве пористых пластмасс, в электронной промышленности для очистки компьютерных микросхем, в аэрозолях. Фреоны были искусственно синтезированы в 20-х годах, имели ряд выгодных свойств: дешевы, инертны, относительно безвредны, не взрывоопасны, можно широко использовать в соответствующих областях. В связи с этим очень широко использовались многие годы. Но при попадании в верхние слои атмосферы (стратосферу) ХФУ под действием солнечных лучей разрушаются с выделением атомов F и Cl, а последний активно катализирует разрушение озона, так, один атом Cl разрушает около 100 000 молекул озона.

Дополнительной причиной считают выбросы продуктов сгорания высотной авиацией и космической техникой. По данным НАСА, один запуск корабля типа «Шаттл» «гасит» не менее 10 млн.т. озона. В целом этот вид воздействия приводит к разрушению 10 % озонового слоя планеты.

По данным «Гринпис» основными поставщиками О3-разрушающих веществ в атмосферу являются: США 30,9 %, Япония – 12,4 %, Великобритания – 8,6 % и Россия – 8,0 %.

Истончение озонового экрана приводит к возрастанию случаев рака кожи у людей (только в США ежегодно регистрируют до 600 000 случаев этого заболевания). Появление озоновых «дыр» может привести к гибели массы различных организмов с вытекающими катастрофическими последствиями для экосистем и в целом биосферы. Это может привести к гибели фитопланктона в океане, появлению растений-мутантов, к нарушению глобального баланса диоксида углерода и кислорода.

По данным ВОЗ уменьшение содержания в атмосфере озона на 1 % приводит к увеличению кожных раковых заболеваний у людей на 6 %. Также происходит угнетение иммунной системы человека.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-11-18; Просмотров: 1983; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.006 сек.