1.3 Cauzele epuizării stratului de ozon. 6
2. Sensul fizic al formării găurilor de ozon. 8
3. Metode de combatere a epuizării ozonului. 11
Referințe. 14
Ozonul, situat la o altitudine de aproximativ 25 km de suprafața pământului, se află într-o stare de echilibru dinamic. Este un strat de concentrație crescută de aproximativ 3 mm grosime. Ozonul stratosferic absoarbe radiația ultravioletă puternică a soarelui și astfel protejează toată viața de pe Pământ. Ozonul absoarbe de asemenea radiația infraroșie a Pământului și este una dintre premisele pentru păstrarea vieții pe planeta noastră.
Secolul al XX-lea a adus omenirii multe beneficii asociate cu dezvoltarea rapidă a progresului științific și tehnologic și, în același timp, a pus viața pe Pământ la marginea catastrofei ecologice. Creșterea populației, intensificarea producției și emisiile poluante ale Pământului conduc la schimbări fundamentale ale naturii și afectează însăși existența omului. Unele dintre aceste schimbări sunt extrem de puternice și atât de răspândite, încât apar probleme de mediu la nivel global.
Ca rezultat, multe stratul de ozon influente externe incepe sa se subtieze, în comparație cu starea sa naturală, și în anumite condiții, pe anumite teritorii și nu dispare - gaura de ozon a apărut plină cu consecințe ireversibile. La început au fost observate mai aproape de polul sudic al Pământului, dar recent au fost văzute și peste partea asiatică a Rusiei. Slăbirea stratului de ozon crește fluxul de radiații solare pe pământ și îi face pe oameni creșterea numărului de cancere de piele și alte boli grave. Plantele și animalele suferă, de asemenea, de niveluri ridicate de radiații.
Cu toate că omenirea a luat diverse măsuri pentru a restabili stratul de ozon (de exemplu, multe întreprinderi industriale au depus costuri suplimentare pentru a instala diverse filtre pentru a reduce emisiile nocive în atmosferă). Acest proces complex va dura câteva decenii. În primul rând, acest lucru se datorează volumului mare de substanțe deja acumulate în atmosferă, care contribuie la distrugerea acestuia.
1.1 Natura ecranului cu ozon
Suntem protejați de influența agresivă a radiației ultraviolete, deoarece cea mai mare parte (peste 99%) este absorbită de stratul de ozon din stratosferă. Acest strat este denumit de obicei ecranul de ozon. Cu toate acestea, unele substanțe antropice, în special gazele cu efect de seră, o distrug.
Când absorbția UV în atmosferă se formează un fel de amestec în care electronii liberi predominante, atomi de oxigen neutru, molecule de oxigen, ioni pozitivi. Când interacționează, ozonul se formează. radiații ultraviolete interacțiune cu oxigen are loc pe întreaga înălțime a atmosferei - informatii ca Mesospheric la o înălțime de 50 până la 80 km au fost procesul de formare a ozonului, care continuă în stratosferă (15 până la 50 km) în troposferă (până la 15 km ). Cu toate acestea, atmosfera superioară, în special mezosfera, supusă unei asemenea influențe puternice a radiațiilor ultraviolete unde scurte, și că moleculele ionizate dizolva toate componentele gazelor de atmosferă. Ozonul care tocmai se formează acolo nu poate fi descompus, mai ales că necesită aproape aceeași energie ca și pentru moleculele de oxigen. Cu toate acestea, nu este complet distrus - o parte a ozonului, care este de 1,62 ori mai grele decât aerul, este coborât în straturile inferioare ale atmosferei la o înălțime de 20-25 km unde densitatea atmosferei îi permite să fie în starea de echilibru. Acolo moleculele de ozon creează un strat de concentrație crescută, adică stratul de ozon.
Stratul de ozon este surprinzător de subțire. Dacă acest gaz este concentrat la suprafața Pământului, atunci se va forma o peliculă numai în grosimea de 2-4 mm (minim la ecuator, maxim la stâlpi). Cu toate acestea, acest film ne protejează, absorbind aproape complet razele ultraviolete periculoase. Fără ea, viața ar fi păstrată numai în adâncurile apei (adâncime mai mare de 10 m) și în acele straturi de sol unde radiația solară nu pătrunde. Mai mult decât atât, în cazul în care nu pentru stratul de ozon, viața ar putea nici macar nu iesi din oceane și forme de viață foarte dezvoltate, cum ar fi mamifere, inclusiv la oameni, nu ar fi apărut.
Ozonul absoarbe o parte din radiația infraroșie a Pământului. Datorită acestui fapt, aceasta reține aproximativ 20% din radiația Pământului, crescând efectul de încălzire al atmosferei.
De asemenea, ozonul reglează rigiditatea radiației cosmice. Dacă acest gaz este cel puțin parțial distrus, atunci în mod natural crește rigiditatea radiației și, în consecință, apar schimbări reale în lumea plantelor și a animalelor. Potrivit medicilor, fiecare procent pierdut de ozon la scară globală este de 150 de mii de cazuri suplimentare de orbire din cauza cataractei, 2,6 la suta creste numarul de cancere de piele, crește semnificativ numărul de boli cauzate de slabirea sistemului imunitar uman. Locuitorii din emisfera nordică cu piele ușoară prezintă cel mai mare risc. Dar nu numai oamenii sunt afectați. Radiațiile ultraviolete, de exemplu, sunt extrem de dăunătoare pentru plancton, prăjituri, creveți, crabi, alge care trăiesc pe suprafața oceanului.
1.2 Distrugerea stratului de ozon
Ozonul din stratosfera (vezi figura 1) este produsul influenței ultravioletului însuși asupra moleculelor de oxigen. Ca rezultat, unii dintre ei se descompun în atomi liberi, iar aceștia, la rândul lor, se pot alătura altor molecule de oxigen cu formarea de ozon. Cu toate acestea, tot oxigenul nu este transformat în ozon, deoarece atomii de oxigen liber reacționează cu moleculele de ozon și dau două molecule de O2.
Fig. 1. Stratul de ozon din stratosfera
Ozone Layer - această diviziune a moleculelor de ozon, care cauzează întâlnite în substanțele stratosfera care diminuează stratul de ozon care rezultă în urma proceselor naturale (de exemplu, erupții vulcanice) sau eliberat de activitățile umane, care conțin clor sau brom, precum metan sau oxid de azot.
Cele mai importante etape ale distrugerii stratului de ozon sunt:
1) Emisii. Ca urmare a activităților umane, precum și a proceselor naturale de pe Pământ, sunt eliberate gazele care conțin halogeni (brom și clor), adică substanțe care distrug stratul de ozon.
2) Acumularea. Gazele emise care conțin halogeni se acumulează în straturile atmosferice inferioare și, sub influența curenților de aer și vânt, se deplasează în zone care nu se află în imediata apropiere a surselor de emisie de gaze.
3) Mutarea. Gazele acumulate conținând halogeni sunt transportate prin fluxurile de aer către stratosfera.
4) Conversia. Cea mai mare parte a gazelor cu conținut de halogeni, sub influența radiațiilor ultraviolete în stratosferă ușor convertite la gaze reactive cu halogen, rezultând în regiunile polare ale stratului de ozon glob este relativ mai activă.
5) Reacții chimice. Reacționarea cu ușurință a gazelor de halogen provoacă distrugerea ozonului stratosferei; un factor care contribuie la reacții - nori stratosferici polari.
6) Îndepărtarea. Sub influența fluxurilor de aer gaze halogenate ușor reactive sunt returnate în troposferă, unde datorită umidității prezente în nori și ploile sunt separate, și astfel complet eliminat din atmosferă.
1.3 Cauzele epuizării stratului de ozon
În anii 1970, oamenii de știință au presupus că atomii de clor liber au catalizat procesul de separare a ozonului. Și oamenii suplimentează anual compoziția atmosferei cu clor liber și alte substanțe nocive. Mai mult, un număr relativ mic poate provoca daune semnificative ecranului de ozon și această influență va continua pe termen nedefinit, deoarece atomii de clor părăsesc stratosfera foarte încet.
Clorofluorocarburile sunt foarte volatile și insolubile în apă. În consecință, ele nu sunt spălate din atmosferă și, continuând să se răspândească în ea, ajung la stratosfera. Acolo se pot descompune, eliberând clorul atomic, care distruge efectiv ozonul. Astfel, clorofluorocarburile produc daune, acționând ca purtători de atomi de clor în stratosfera.
Un număr de țări industriale (de exemplu, Japonia) a anunțat respingerea utilizării CFC de lungă durată și trecerea la scurtă durată, a cărei durată de viață este în mod substanțial mai puțin de un an. Cu toate acestea, în țările în curs de dezvoltare, o astfel de tranziție îndeplinește dificultățile de înțeles, așa că într-adevăr cu greu ne putem aștepta la o încetare completă în deceniile previzibile emisiile de CFC-uri de lungă durată și, prin urmare, problema păstrării stratului de ozon va fi foarte acută.
VL Syrovotkin a dezvoltat o ipoteză alternativă, conform căreia stratul de ozon scade din motive naturale. Se știe că ciclul de distrugere a ozonului prin clor nu este singurul. Există, de asemenea, cicluri de azot și hidrogen ale epuizării stratului de ozon. Este hidrogen - "gazul principal al Pământului". Rezervele sale principale sunt concentrate în centrul planetei și prin sistemul de defecte profunde intră în atmosferă. Conform estimărilor brute, hidrogenul natural este de zeci de mii de ori mai mare decât clorul în freonii tehnogeni. Cu toate acestea, factorul decisiv în favoarea ipotezei hidrogenului este Syvorotkin VL. consideră că centrele de anomalii ale ozonului sunt întotdeauna situate deasupra centrelor de degazare a hidrogenului de pe Pământ.
Distrugerea ozonului se datorează și efectelor radiației ultraviolete, a razelor cosmice, a compușilor de azot, a bromului. Activitatea umană, care duce la distrugerea stratului de ozon, este cea mai alarmantă.
Multe alte motive pentru slăbirea scutului de ozon sunt asumate. În primul rând, acestea sunt lansări ale rachetelor spațiale. Arderea combustibilului "arde" în gaurile mari ale stratului de ozon. Odată ce se presupune că aceste "găuri" sunt întârziate. Sa dovedit, nu. Rezistă destul de mult.
În al doilea rând, avioane care zboară la altitudini de 12-15 km. Vaporii și alte substanțe emise de acestea distrug ozonul. Dar, în același timp, avioanele care zboară sub 12 km, dau o creștere a ozonului. În orașe este una dintre componentele smogului fotochimic.
În al treilea rând, oxizii de azot. Acestea sunt aruncate de aceeași aeronavă, dar cele mai multe sunt emise de pe suprafața solului, în special când se descompun îngrășămintele azotate.
Un rol foarte important în distrugerea ozonului este jucat de abur. Acest rol este realizat prin molecule de hidroxid OH, care se nasc din moleculele de apă și se transformă în final în ele. Prin urmare, rata de epuizare a stratului de ozon depinde de cantitatea de vapori din stratosfera.
Astfel, există multe motive pentru distrugerea stratului de ozon și, în ciuda importanței sale, cele mai multe dintre ele sunt rezultatul activității umane.
Dacă problema ar fi fost luată mai grav de la bun început, totul ar fi mai simplu. Ar fi un avertisment că este foarte periculos să aștepți pasiv pentru dezvoltarea evenimentelor. Încălcările grave ale biosferei pot să apară catastrofale, brusc. În 1987, gaura de ozon a fost mai mare decât oricând. Oamenii de știință au fost lipsiți de putere să prezică ceea ce au învățat mai târziu: particulele de nor, formate la temperaturi foarte scăzute, stimulează eliberarea atomilor de clor din clorofluorocarbon. Astfel, în timpul iernii Antarctica rece, se acumulează o cantitate mare, iar apoi soarele de primăvară duce la distrugerea ozonului clor activ.
Cu toate acestea, există un alt punct de vedere. În cazul în care găurile de ozon, departe de regiuni antropice, cum ar fi Yakutia, Tibet și peste zonele pustii din Siberia? Se crede că schimbările provocate de circulația atmosferică valuri planetare staționare, care pătrund în stratosferă în perioada de iarnă-primăvară, influențând puternic distribuția ozonului și a altor componente sale în latitudinile înalte mediu și lung. O sursă de aceste valuri - temperaturi diferite pe suprafețele continentelor și oceanelor, astfel încât schimbările de temperatură de suprafață ocean afectează activitatea valurilor. Prelungită aceeași activitate val slăbirea amplificate vânturile vestice în stratosferă, este răcit de către porțiunea inferioară formată nori stratosferici polari, și, prin urmare, condițiile pentru distrugerea ozonului. Circulația în stratosferă în ultimii 20 de ani s-ar fi putut schimba foarte mult. Așa că principala cauză a ozonului „gaura“ din Antarctica ar putea fi o slăbire pe termen lung a activității undelor stratosferic asociată cu procese foarte lente în oceane.
Potrivit organizației internaționale de mediu Greenpeace, principalii furnizori de clorofluorocarburi sunt Statele Unite - 30,85%, Japonia -12,42; Marea Britanie - 8,62 și Rusia - 8,0%.
Statele Unite au străpuns gaura din stratul de ozon cu o suprafață de 7 milioane km 2. Japonia - 3 milioane km 2. care este de șapte ori mai mare decât zona Japoniei însăși. Recent, în Statele Unite și unele țări occidentale fabrici construite pentru a produce noi tipuri de hladoreagentov (hidroclorofluorocarburi) cu potențial de epuizare a scăzut de ozon.
Potrivit documentelor aflate în prezent în vigoare, controlul emisiilor oferă aproximativ 100 de substanțe chimice, inclusiv halogeni, hidroclorfluorocarburilor, bromofluorocarbons halogenate, tetraclorura de carbon și altele.
Un număr de oameni de știință continuă să insiste asupra originii naturale a găurii de ozon. Cauzele sale unele variabilitate naturală observate în ozonosferei, activitatea solară ciclică și alte procese asociate cu aceste rifting și degazare pământului, t. E. Cu gazele profunde descoperire (hidrogen, metan, azot etc.) prin defecte fisură crustă.
Unele dintre metodele de combatere a epuizării stratului de ozon pot include:
1) Continuați să monitorizați stratul de ozon pentru a monitoriza rapid modificările neprevăzute; Asigurați-vă că țările aplică acordurile convenite;
2) să continue să lucreze pentru a determina cauzele schimbărilor în stratul de ozon și pentru a evalua proprietățile nocive ale noilor substanțe chimice în ceea ce privește epuizarea stratului de ozon și schimbările climatice, impactul asupra întregului;
3) Continuați să furnizați informații privind tehnologiile și compușii de substituție care permit folosirea agentului frigorific, a aerului condiționat și a spumei termoizolante, fără a deteriora stratul de ozon.
Recent, apariția găurilor de ozon este observată periodic și pe întreaga suprafață a pământului. În plus, stratul de ozon al Pământului în sine este mai subțire. Pentru o persoană, aceasta amenință să crească formările canceroase ale pielii. Dar dacă o persoană se poate proteja de radiațiile ultraviolete, atunci lumea animală și a plantelor rămâne fără apărare înaintea lui.
Oamenii de știință caută modalități de restabilire a stratului de ozon. La început, în acest scop, sa propus crearea de fabrici pentru producția de ozon, după care a fost livrată în atmosferă de avioane. O altă opțiune este de a crea baloane echipate cu lasere alimentate cu panouri solare care vor folosi oxigen pentru a crea ozon. Cea mai reală cale de ieșire din această situație este reducerea defrișărilor și creșterea spațiilor verzi.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: