От чего защищает нас озоновый слой планеты

Озоновый слой: как три миллиметра защищают человечество от гибели

Генеральная Ассамблея ООН в 1994 году провозгласила 16 сентября Международным днем охраны озонового слоя. Как газовая пленка толщиной в три миллиметра защищает все живое на нашей планете от смертельной угрозы из космоса и действительно ли человечеству угрожают озоновые дыры?

16 сентября 1987 года был подписан Монреальский протокол, который запрещает производство веществ, разрушающих озоновый слой Земли. Протокол вступил в силу 1 января 1989 года, сейчас его соблюдают более 200 государств. Земляне озаботились проблемой после того, как в 1985 году над Антарктидой ученые обнаружили озоновую дыру диаметром свыше 1000 километров.

Как работает озон

Озон — газ голубого цвета с резким специфическим запахом, он является модификацией кислорода из трех молекул. В промышленности его получают из воздуха под действием электрического разряда. В верхних слоях атмосферы он образуется при облучении жестким ультрафиолетовым излучением.

В больших концентрациях озон смертельно опасен и относится к самому высокому классу опасности вредных веществ. Длительное вдыхание озона способно привести к смерти человека, так как он быстро разрушает легкие. Однако угрозу для людей несет только озон в нижнем слое земной атмосферы — обычно он образуется при грозах.

Озон в стратосфере — щит для всего живого на Земле, так как он образует особый слой на высоте в 15-20 километров, который защищает организмы от жесткого ультрафиолета. Так, озоновый слой почти полностью поглощает очень опасный ультрафиолет в диапазоне в 100—280 нм и 280—315 нм, который вызывает рак кожи, до поверхности доходит лишь несколько процентов.Неизвестная страна принялась разрушать озоновый слой

Считается, что озоновый слой образовался в атмосфере Земли 600 миллионов лет назад, когда растения накопили достаточно кислорода с помощью фотосинтеза. Лишь после этого жизнь смогла выйти из океанов — без озона высокоразвитые формы жизни типа млекопитающих попросту не возникли бы, так как жесткое излучение Солнца выжигало все живое на суше.

Общее количество озона в атмосфере относительно невелико — если газ собрать под нормальным давлением, то его слой имел бы толщину всего в три миллиметра. Поэтому после обнаружения озоновых дыр ученые забили тревогу — исчезновение слоя грозило человечеству эпидемией рака и гибелью многих живых организмов.

Почему возникли озоновые дыры

Ученые в 1995 году доказали, что используемые в производстве бытовых аэрозолей и холодильников и содержащие бром и хлор фреоны разрушают озоновый слой. За это Пауль Крутцен, Марио Молина и Шервуд Роуланд получили Нобелевскую премию. Выбросы фреонов приводят к образованию озоновой дыры над Антарктидой во время полярных ночей.

Почему дыра наблюдается только над Антарктидой? Дело в том, что озон не образуется, если нет солнечного излучения. Как только устанавливается полярная ночь, молекулы озона разрушаются, вступая в разнообразные химические реакции с различными веществами антропогенного и природного происхождения.

Кроме этого, над Антарктидой в течение полярной зимы господствует особо устойчивый вихрь, который препятствует проникновению воздуха из других широт. В результате озоновый слой истончался. Обратный процесс начался только после того, как человечество резко ограничило выбросы фреонов в атмосферу.

Важно понимать, что озон разрушается не только по причине промышленных выбросов, однако именно антропогенное воздействие привело к сдвигу тонкого равновесия. По оценке ученых, до вступления в силу Монреальского протокола примерно 30-50% озона погибало из-за воздействия разнообразных фреонов.

Спутниковые снимки показывают, что площадь озоновой дыры над Антарктидой последние годы уменьшается — в 2015 году составила 25 миллионов квадратных километров. По данным NASA, с 2000 по 2015 озоновая дыра сократилась на площадь размером с Индию. Однако полное восстановление озонового слоя ожидается не раньше 2050 года.

Что такое озоновые дыры и чем они опасны для населения Земли?

На данный момент нам известна лишь одна планета, пригодная для жизни человечества, это Земля. Задача людей — оберегать свой общий дом от опасностей. Одной из значительных угроз являются озоновые дыры в атмосфере, газовой оболочке планеты. Этот озоновый слой защищает нас от солнечной радиации, без него всему живому не выжить. В этой статье мы расскажем о том, что такое озоновые дыры и почему они появляются, к каким непоправимым последствиям могут привести. Мы рассмотрим способы предотвратить катастрофу и меры, которые принимает человечество, а также популярные мифы про озоновые дыры.

Озоновый слой входит в состав стратосферы, он расположен на высоте 20-30 км над поверхностью планеты. Озон образуется из кислорода, реакция стимулируется солнечным светом. Молекула кислорода состоит из двух атомов. Когда О2 взаимодействует с фотонами ультрафиолета, один из атомов отсоединяется от одной молекулы и присоединяется к другой. Таким образом вместо кислорода — О2 получается озон — О3. Это газ голубого цвета со специфическим запахом. Каждый из нас знает, как пахнет озон, это запах, который мы ощущаем после дождя.

Без озонового слоя в момент зарождения жизни микроорганизмы не смогли бы выйти из океана и населить материки. Соответственно, они не смогли бы развиться в высокоорганизованные формы жизни. Существование всего живого на Земле — заслуга озона. Но в начале прошлого столетия ученые заметили, что озоновый слой начал разрушаться, в нем образовались прорехи.

Что такое озоновые дыры и где они находятся?

Так называют зону стратосферы, в которой снижена концентрация озона. Наблюдается снижение в среднем на 30%. Через такие прорехи проникает больше ультрафиолета, оказывающего пагубное влияние на все живые организмы.

Первую такую дыру открыли в 1985 году над Антарктидой. Она была просто огромной, более тысячи километров в диаметре. В том месте высота озонового слоя составила 24 км. Путем наблюдений удалось выяснить, что дыра появлялась каждый год в конце лета, затем исчезала к началу зимы. Замеры показали, что концентрация озона снизилась на 50% относительно допустимой. Исследования 2008 года показали еще более неутешительные результаты. На тот момент площадь дыры над Антарктидой составила уже 26 миллионов квадратных километров. Это означает, что все живое на земле в большей опасности, чем предполагалось изначально.

Другая крупная прореха была найдена над Арктикой. Всего на данный момент насчитывается более сотни дыр, но самой крупной по-прежнему остается та, что была открыта первой. Всего за последние 50 лет концентрация озона снизилась на 7%.

Как образуются?

Истончение озонового слоя началось примерно в 70-е годы прошлого века. Причина в попадании в стратосферу озоноразрушающих компонентов. В основном это хлор и бром, а также другие вещества, которые появляются при вырубке лесов, химических выбросах промышленных предприятий, запуске ракет. Побочные компоненты деятельности человека поднимаются в атмосферу и распадаются в стратосфере под воздействием ультрафиолета. Выделившиеся бром и хлор сжигают молекулы озона. Всего одна молекула хлора может находиться в высоких слоях более сотни лет и сжечь за это время не меньше сотни тысяч молекул озона.

Есть и другие факторы. К примеру, полярные ночи, которые на севере продолжаются очень долго. В темное время озон не может образовывать. При этом низкие температуры создают стратосферные облака со скоплением ледяных кристалликов. В этих кристалликах накапливается молекулярный хлор. Затем приходит весна, и температура повышается, вновь появляется солнечный свет. От этого молекулярные связи хлора разрушаются, они разлетаются и начинают уничтожать озоновый слой.

Механизм затягивания озоновых дыр тоже объясним: когда солнце на полюсах светит сильнее, туда поступает больше воздуха. В воздухе присутствует озон, который затягивает прорехи.

О причинах

Причин множество, но самая главная из них — загрязнение окружающей среды по вине человека. Озоновый слой разрушают не только вышеупомянутые хлор и бром, но и водород, продукты горения, вредные выбросы промышленности. Масштабный урон наносят испытания ядерных технологий, так как при них высвобождается огромное количество энергии. При этом образуются оксиды азота, они вступают в реакцию с озоном, молекулы последнего при этом разрушаются. Ученые подсчитали, что с 1952 до 1971 год только за счет ядерной деятельности в атмосферу было выброшено не менее трех миллионов тонн оксидов азота.

Еще одна категория опасных причин — использование реактивных самолетов. В процессе полета они тоже образуют окиси азота. Чем мощнее двигатель, тем больше выбросов он будет отправлять в атмосферу. Количество азота, поступающего вследствие реактивной авиатехники, составляет около миллиона тонн каждый год.

Более близкая к быту простых людей категория — минеральные удобрения. Они повсеместно используются в сельском хозяйстве. Попадая в почву, минеральные вещества вступают в реакцию с частицами почвы и бактериями. При этом образуется закись азота, которая преобразуется в оксиды.

Последствия

Человек получает не только косвенный вред от изменения состояния окружающей среды, но и непосредственный. К такому выводу пришли врачи: истончение озонового слоя связано с развитием многих опасных заболеваний. Это онкологические процессы и болезни глаз, в частности катаракта, которая приводит к полной слепоте. К тому же происходит ослабление защитных сил организма, отчего развиваются болезни всех систем организма.

Страдают не только люди, но и представители флоры и фауны. В первую очередь это такие виды животного мира, как креветки, крабы, водоросли, планктон. Все они являются частью биосферы, изменения в популяции одного вида приводят к изменениям в другом.

Всемирные организации защиты окружающей среды пытаются оказать влияние на сложившуюся глобальную ситуацию. К примеру, ООН заключила международное соглашение, по условиям которого страны ограничили использование озоноразрушающих веществ. Но этого недостаточно, так как озон разрушается просто и быстро, а восстанавливается очень долго. Даже если мы полностью перестанет использовать все вредные вещества, чего сделать в принципе нельзя, то на избавление от всех прорех уйдет не менее сотни лет.

Восстановление озонового слоя

Международное соглашение, направленное на снижение выбросов хлора и брома в атмосферу работает. Это важная мера для восстановления концентрации озона, но только его одного для полного решения проблемы недостаточно.

Научный мир предложит перейти к активным мерам. Суть идеи в распылении при помощи летательных аппаратов созданных в лабораториях озона и кислорода. Это необходимо делать на высоте 12-30 километров над землей. Этот метод был бы эффективным, если бы не несколько оговорок. Во-первых, это очень дорого. Во-вторых, за один раз получилось бы пополнить атмосферу очень незначительным количеством относительно необходимого. Требуется очень много озона, а его перемещение — это очень сложный и опасный процесс. Идея эффективная, но не практичная.

Прогноз на будущее

Ученые погружаются в изучение озоновых дыр все глубже. Обнаружено, что в крупных промышленных зонах они появляются и исчезают сами по себе. Отмечена и положительная динамика: некоторые крупные прорехи в озоновом слое стали уменьшаться. Общая концентрация озона в стратосфере тоже постепенно повышается. Это подтверждает, что конвенция ООН и другие принимаемые меры работают.

Огромный вклад внес Монреальский протокол, подписанный в 1987 году. В него вступили ряд государств, они обязались снизить количество вредного для окружающей среды транспорта и уменьшить объемы выбросов озоноразрушающих веществ. Важно и то, что человечество начало использовать альтернативные источники энергии, и теперь может беречь озоновый слой без ущерба для собственного комфорта.

Озоновый слой не только защищает нас от ультрафиолета, но и способствует сохранению тепла. С его истончением климат на планете становится более холодным. Также последствиями становятся изменения направлений ветров и засухи, влекущие за собой голод.

Мифы про озоновые дыры

Про актуальность данной проблемы мы знаем еще со школы. Естественный антирадиационный барьер становится тоньше, и это главная из всех глобальных угроз для человечества. Тема постоянно обсуждается в СМИ, и на почве этого появляется множество слухов. Разберем самые навязчивые из них.

Читайте также  Как ведет себя кошка после стерилизации

Во всем виноват фреон

Используемый в холодильниках и кондиционерах фреон действительно влияет на разрушение, но это лишь один из множества факторов. Даже если человечество полностью откажется от использования данного газа, то по-прежнему останутся соединения хлора и брома, выхлопные газы, окислы азота и другие вещества. Фреон широко известен в массах, поэтому ему достается больше внимания, это никак не указывает на его особенную опасность.

Фреон никак не влияет

Противоположное мнение, сторонники которого считают, что фреон слишком тяжелый, чтобы подняться в атмосферу и повлиять на нее. В действительности в газовой оболочке земли все газы перемешиваются, и тяжесть молекул каждого из них уже не играет никакой роли. В качестве примера можно привести углекислый газ, он значительно тяжелее воздуха, но все же поднимается вверх и создает другую глобальную проблему — парниковый эффект.

Природа разрушает себя сама

Это не так. Полярные ночи способствуют снижению выработки озона, но это естественное явление, после которого нормальная концентрация всегда восстанавливается. Антропогенные факторы, то есть выбросы опасных веществ, преобладают по степени вреда над природными.

Проблема существует только в Антарктике

Ученые обнаруживают озоновые дыры в атмосфере по всей планете, над разными континентами. В Антарктиде обнаружена первая и самая большая прореха, но менее крупные точно так же опасны.

Разрушение озонового слоя: причины и последствия катастрофы

Разрушение озонового слоя: причины и последствия катастрофы

Ученые предполагают, что возникновение озонового экрана Земли произошло четыреста миллионов лет назад. Именно этот процесс, по их мнению, позволил микроорганизмам подняться со дна океана и выйти на сушу. Так на Земле появилась жизнь.

  • Что такое озоновый слой
  • Озоновый слой и УФ-излучение
  • Разрушение озонового слоя
  • Озоновые дыры
  • Мир без озонового слоя
  • Заключение

Что такое озоновый слой

Озоновый слой — это самый легкий и тонкий слой в атмосфере, который содержит относительную концентрацию озона (до 0,001%). Озоновый слой защищает нашу планету от опасного ультрафиолетового излучения, которое способно причинить значительный ущерб жизни на Земле.

Однако озоновый слой не только покрывает нашу планету. Его также можно найти и на поверхности земли — он используется для таких целей, как отбеливание бумажной целлюлозы, обеззараживание питьевой воды и удаление неприятных запахов из продуктов.

Как образуется озоновый слой

Озон — это аллотропная модификация кислорода. Ультрафиолетовые лучи расщепляют молекулы кислорода, превращая О2 в О+О. После расщепления О присоединяется к другим молекулам кислорода, образуя озон (О3=О+О2).

О3 и молекулы кислорода «поглощают» около 97–99% вредного ультрафиолетового излучения, преобразовывая его в тепло.

Где находится озоновый слой

Озоновый слой находится на высоте от 10 до 50 км над поверхностью Земли, в верхних слоях атмосферы. Озоносфера (или озоновый экран) в разных широтах планеты находится на разных уровнях. В тропических широтах озоновый слой находится на расстоянии от 25 до 30 км, в умеренных — от 20 до 25 км, в полярном круге расстояние еще меньше — от 15 до 25 км.

Толщина озонового слоя

Озоновый слой считается самым тонким в атмосфере. Концентрация озона в верхних слоях измеряется в единицах Добсона. Одна единица Добсона составляет 10 микрометров чистого озона при температуре 0 °C и стабильном атмосферном давлении. Нормальной концентрацией озона считается 300 единиц. Отсюда следует, что толщина озонового слоя составляет всего 3 000 микрометров (3 миллиметра).

Озоновый слой и УФ-излучение

Главная задача озонового слоя — оберегать планету от опасной солнечной радиации.

УФ-излучение в малых дозах полезно для человеческого организма, потому что напрямую связано с выработкой витамина D.

В современной медицине это излучение используется для лечения псориаза, остеопороза, желтухи, экземы и рахита. При лечении также учитывается риск негативного воздействия, поэтому любое использование данного излучения происходит под четким медицинским наблюдением.

Долгосрочное воздействие солнечного ультрафиолетового излучения на человека может спровоцировать развитие острых и хронических заболеваний кожи, глаз и иммунной системы.

Солнечные ожоги случаются в результате долгого влияния УФ-излучения на кожу. Оно способно вызвать дегенеративные изменения клеток кожи, фиброзной ткани и кровеносных сосудов. Рак кожи и катаракта — самые серьезные и нередкие последствия облучения ультрафиолетом.

Мощность ультрафиолетового излучения Солнца чаще всего делят на три категории:

  1. УФ-А (от 320 до 400 нанометров): не поглощаемая озоном длина, так как находится на безопасном расстоянии.
  2. УФ-В (от 280 до 320 нанометров): большая часть поглощается озоном, но данная длина излучения может быть вредна для чувствительной кожи.
  3. УФ-С (менее 280 нанометров): полностью поглощается озоном. Наиболее опасная длина, потому что она самая короткая и может уничтожить добрую часть нашей экосистемы.

Разрушение озонового слоя

Годы изучения защитного экрана показали, что над поверхностью Земли в некоторых районах озоновый слой начал истончаться. Первую «брешь» обнаружили над Антарктидой.

Причиной повреждения и истончения озоносферы Земли были признаны синтетические и искусственные вещества, образованные в результате промышленной деятельности.

Причина разрушения озона — хлорфторуглерод, группа органических соединений, включающих атомы фтора, хлора и углерода. Эти соединения не токсичны, стабильны и, взаимодействуя с воздухом, не образуют взрывоопасных веществ.

Фреон (хладагент) — яркий представитель этих соединений и включает в себя более 40 различных веществ. Область применения фреона захватывает практически все сферы жизнедеятельности человека. Впервые хлорфторуглероды стали использовать в работе холодильных устройств (холодильники, кондиционеры), заменив ими токсичные и взрывоопасные аммиак и сернистый газ. Позже хлорфторуглероды стали широко эксплуатировать в аэрозольных баллонах, вспенивателях, растворителях, а также в пищевой и парфюмерной отраслях.

Однако сейчас известно, что под воздействием солнечной радиации хлорфторуглероды разлагаются в атмосфере и образуют вещества, которые эффективно разрушают молекулы озона. И если на Земле фреон не представляет опасности для жизни, в стратосфере он активно разрушает защитную систему нашей планеты.

Монреальский протокол

В 1987 году Всемирная Метеорологическая Организация и Программа ООН по окружающей среде собрали вместе ученых, дипломатов, защитников окружающей среды, членов правительства, представителей промышленности и коммерческие организации для заключения соглашения о поэтапном отказе от химических веществ. В январе 1989 года вступил в силу Монреальский протокол, первое в мире международное соглашение о регулировании химических загрязнителей.

В рамках протокола было решено постепенно сокращать производство и использование озоноразрушающих химических веществ, в первую очередь был введен запрет на использование ХФУ (хлорфторуглерод) в распылительных аэрозольных баллончиках.

Озоновые дыры

В 1985 году над Антарктидой обнаружили озоновую «дыру» диаметром более 1 000 км. По сей день она является самой большой и занимает площадь чуть меньше 20 млн кв. км.

К счастью, как таковой дыры нет. На самом деле, когда ученые и популярные средства массовой информации ссылаются на дыру в озоновом слое, речь идет об области с низкой концентрацией озона. Толщина озоновой оболочки в этой местности меняется в зависимости от времени года.

Почему дыра образовалась именно над Антарктидой, если главная причина в опасных выбросах?

Ученые объясняют этот феномен тем, что хлорфторуглероды переносятся в Антарктику воздушными потоками. Особенные климатические условия, а конкретно — крайне низкие температуры (до −80 °C) способствуют формированию стратосферных облаков.

В этих облаках происходит серия химических реакций. Хлор, содержащийся в ХФУ, отделяется от других веществ, кристаллизуется и в течение всего холодного периода сохраняется в таком состоянии. С приходом весны интенсивность ультрафиолетовых лучей усиливается, атомы хлора высвобождаются, разрушая молекулы озона. В итоге образуется озоновая дыра.

Мир без озонового слоя

Озоновая дыра над Антарктидой не единственная. Количество дыр растет с каждым годом по всему миру. Поток солнечной радиации увеличивается и вызывает вспышки раковых заболеваний кожи и катаракту, причем дети этому явлению подвержены сильнее.

Ученые из Центра космических полетов имени Годдарда (НАСА), чтобы доказать значение озонового слоя, смоделировали ситуацию стремительного разрушения защитного экрана Земли.

Группа ученых начала работу с создания модели атмосферной циркуляции земной системы, которая учитывает химические реакции в атмосфере, колебания температуры и ветра, изменения солнечной энергии, а также другие элементы глобального изменения климата. Потери озона изменяют температуру в разных частях атмосферы, и эти изменения способствуют или подавляют химические реакции.

Затем исследователи увеличили выброс ХФУ и подобных соединений на 3% в год, что примерно вдвое меньше, чем в начале 1970-х годов, когда хлорфторуглероды активно использовались в производстве и быту. Ученые позволили моделируемому миру развиваться с 1970 по 2065 год.

Год 2065. Почти две трети озоносферы Земли исчезло. У самой большой озоновой дыры над Антарктидой появился двойник над Северным полюсом. Ультрафиолетовое излучение, падающее на города средних широт (например, Вашингтон), настолько сильное, что способно вызвать солнечный ожог всего за пять минут. Из-за высокого уровня радиации вероятность мутации ДНК увеличивается на 650%.

Решение есть

Увидев мир без озонового слоя, ученые пришли к выводу, что разрушение стратосферного озона можно остановить. Альтернативные вещества, которые не навредят защитному экрану Земли, существуют. К ним относятся углекислый газ, нетоксичный пропан, аммиак и изобутан (природный хладагент).

Как отмечают экологи, озоновый щит планеты уже сейчас восстанавливается на 1–3% в десятилетие. При благоприятных прогнозах озоновые дыры могут исчезнуть по всей планете к 2060 году. Команда ученых НАСА предполагает, что восстановление озонового слоя связано с Монреальским протоколом.

Специалисты из Национального управления океанических и атмосферных исследований США в 2018 году обнаружили крупные выбросы в атмосферу озоноразрушающего газа — трихлорфторметана.

Было установлено, что эпицентр выбросов находится в Восточной Азии, а позже более 18 производственных фабрик в Китае сами признались в незарегистрированном использовании фреона.

Экологи считают, что повлиять на целостность озонового слоя могут сами люди на бытовом уровне. Озоновый экран планеты также подвергается атакам парниковых газов и токсичных выбросов воздушного и наземного транспорта. Использование экологически чистого топлива, сохранение ресурсов земли и правильная утилизация вредных отходов сыграет значительную роль в спасении Земли.

Стоит начать очищение окружающей среды с маленького островка — своей квартиры. Через открытые окна в наше жилище поступает большое количество пыли, вредных испарений, ядовитых выбросов и неприятных запахов. В этой ситуации поможет бризер: благодаря трехступенчатой системе фильтрации устройство препятствует проникновению в комнату вредных веществ, бактерий, аллергенов и вирусов с улицы. Бризер борется с духотой в квартире и создает все условия для комфортной жизни и спокойного сна.

Заключение

Проблема разрушения озонового слоя планеты тесно связана с угрозой глобального потепления. Есть предположение, что восстановление озоновой оболочки замедлит таяние льдов

Правительство и многие крупные промышленные корпорации играют большую роль в том, как мы используем ресурсы Земли. Если сохранение окружающей среды станет первоочередной задачей каждого из государств, возможно, разрушительное влияние на нашу среду обитания достигнет минимума.

Три миллиметра защиты жизни на Земле. Зачем нужно охранять озоновый слой планеты

Способна ли пленка толщиной три миллиметра защитить все живое на нашей планете от смертельной угрозы из космоса? Над этим вопросом стоит задуматься 16 сентября, в Международный день охраны озонового слоя. Не каждый четко понимает себе важность вопроса. Часто люди лишь примерно представляют себе, что такое озон, зачем он нужен нам где-то там, высоко над головой, и от кого его нужно защищать.

Озон в нормальных условиях представляет собой газ голубого цвета с резким специфическим запахом. Он состоит из трехатомных молекул кислорода и является его модификацией. В больших концентрациях озон смертельно опасен для человека и в России отнесен к первому, самому высокому, классу опасности вредных веществ. Крайне токсичный газ способен серьезно раздражать органы дыхания при высокой концентрации. Его воздействие на организм способно привести к смерти человека. Такой вот странный объект охраны.

Читайте также  Какие орехи можно хомякам

Но если озон, содержащийся в тропосфере — нижнем слое земной атмосферы, является загрязнителем, угрожающим здоровью живых существ и повреждающим растения, то стратосферный озон — настоящий спаситель всего живого на планете. На высоте 15-20 километров он образует особый слой, который защищает нас от смертельно опасного солнечного излучения. Удивительно, но и вырабатывается он благодаря солнечным лучам.

Озон является продуктом воздействия солнечного излучения на привычный нам двухатомный атмосферный кислород. Там, высоко в небе, он практически полностью поглощает опасный ультрафиолет, вызывающий не только загар, но и рак кожи. До поверхности планеты доходит лишь несколько процентов жесткого излучения нашей звезды, которое могло бы буквально выжечь все вокруг, не будь мы под «озоновым зонтиком».

Кроме этого, поглощение ультрафиолета нагревает слой атмосферы, содержащий озон. В результате возникает явление температурной инверсии, когда с увеличением высоты становится не холоднее, а, наоборот, теплее. Это разделяет тропосферу и стратосферу так называемой тропопаузой и практически не позволяет перемешиваться воздуху, содержащемуся в них.

Общее количество озона в атмосфере относительно невелико. Если бы мы собрали его весь и переместили примерно на уровень моря, то при обычном на этой высоте давлении и температуре около нуля градусов слой голубого газа имел бы толщину всего три миллиметра. Для сравнения отметим, что вся сжатая нормальным давлением атмосфера дала бы восьмикилометровый слой.

Озоновый слой образовался в атмосфере нашей планеты примерно 500—600 миллионов лет назад. В то время растения в процессе фотосинтеза накопили достаточное для этого количество кислорода. Считается, что без «озонового зонтика» жизнь так и осталась бы в воде. Именно его появление позволило растениям и животным выйти из океанов юной Земли на сушу. Естественно, что без озона не возникли бы высокоразвитые формы жизни, к которым себя относит и человек.

Примерно в начале 1980-х годов ученые выяснили, что толщина озонового слоя над нашей планетой начинает сокращаться. Исследования показали, что причиной тому можно считать деятельность человека. Безусловно, колебания концентрации озона в атмосфере происходят и без учета антропогенного фактора, но люди способны значительно ускорить процесс и, возможно, снизить толщину нашей защиты до критических параметров. Наибольшую опасность для озонового слоя, по данным ученых, представляют соединения хлора и брома. За исследования в этой области авторам работы в 1995 году была присуждена Нобелевская премия по химии.

Озоновая дыра над Антарктидой полностью исчезла, утверждают СМИ. Так ли это на самом деле?

С середины 1980-х научный мир заговорил об опасном увеличении «озоновых дыр» — участков с локальным падением концентрации озона. Самая масштабная из них расположена над Антарктидой.

О ее существовании стало известно в 1970-х. В 1980-90-х годах стремительные темпы разрастания дыры вызвали панику среди ученых. Часть из них пришла к мнению, что точка невозврата в разрушении озонового слоя человеком уже пройдена. Заговорили об увеличении числа случаев заболевания раком кожи, повреждении зерновых культур, гибели морского фитопланктона и прочих глобальных бедах.

Стоит отметить, что работы ученых, которые говорят о вредном воздействии ряда фреонов на озоновый слой Земли, оспаривались представителями промышленности, производящей такие вещества. Компания DuPont восприняла эту теорию крайне негативно и потратила миллионы долларов на кампанию по защите фреонов в СМИ. Председатель DuPont назвал теорию разрушения озона вздором и научной фантастикой.

В 1985 году в Вене была согласована специальная экологическая конвенция по охране озонового слоя. 16 сентября 1987 года в Монреале эксперты представили специальный международный протокол к ней. Он предусматривает определенный срок снятия с производства каждой группы химических соединений, разрушающих озоновый слой. Протокол вступил в силу 1 января 1989 года. День подписания документа Генеральная ассамблея ООН в 1994 году провозгласила Международным днем охраны озонового слоя.

Хотя человечество и предприняло ряд мер по ограничению выбросов фреонов с опасными для озона соединениями хлора и брома, заменив их, к примеру, фторсодержащими, процесс восстановления озонового слоя, по мнению ученых, займет еще несколько десятилетий. Прежде всего это вызвано огромным объемом уже накопленных в атмосфере фреонов. Время их существования исчисляется десятками и даже сотнями лет. Затягивания озоновых дыр не стоит ожидать ранее 2050 года. Но успехи уже заметны: по данным наблюдений с 2000 по 2015 год, озоновая дыра над Антарктидой сократилась на площадь, приблизительно равную Индии.

Польза и вред озона

Озон (O3) — это газ, образующийся путём прибавления к молекуле кислорода (O2) третьего атома. Происходит это прибавление преимущественно в верхних слоях атмосферы в результате фотохимических реакций с участием солнечного излучения. Благодаря интенсивному образованию O3 на высоте над землёй сформировался густой озоновый слой.

Свойства озона

Главной отличительной особенностью озона является его запах. Именно он послужил поводом к открытию этого газа. В 1785 г. на специфический запах, появляющийся при экспериментах с электричеством, впервые обратил внимание голландский учёный Мартин ван Марум. А в 1840 г. французский химик К. Шенбейн установил, что аналогичный запах, появляющийся во время грозы, принадлежит какому-то загадочному газу — который впоследствии так и назвали «пахнущим», т.е. озоном.

Ещё одной характерной чертой O3 является его способность изменять свой цвет и консистенцию в зависимости от температуры и давления. В естественных условиях озон имеет бледно-фиолетовую окраску. При повышении давления этот газ синеет. При температуре —111,9°C озон сгущается в нестойкую жидкость тёмно-синего оттенка. При —192,5°C O3 превращается в твёрдые тёмно-фиолетовые, практически чёрные, кристаллы.

Польза озона

Польза озона, образующегося в верхних слоях атмосферы, бесценна. Если бы озонового слоя (с концентрацией O3 в 10 раз выше, чем в приземном слое) не существовало, ультрафиолетовое излучение солнца уничтожило бы всё живое на нашей планете. Именно поэтому ситуация с истончением озонового слоя и образованием озоновых дыр занимает одну из первых позиций в списке серьёзнейших глобальных экологических проблем XXI века.

Озоновые дыры — это участки озонового слоя стратосферы с пониженным содержанием озона. В гг. внимание экологов привлекла пульсирующая озоновая дыра над Антарктидой. За концентрация O3 в ней снизилось почти в 2 раза. Ежегодно озоновая дыра над Антарктидой появляется на несколько месяцев, а затем затягивается. Вплоть до начала XXI века с каждым годом она становилась всё больше и больше. В 2000 г. величина озоновой дыры над Антарктидой достигла рекордных за всю историю масштабов в 28 млн км². Эта площадь сравнима с территорией США. С начала первого десятилетия XXI века озоновая дыра над Антарктидой постепенно уменьшается.

Мнения учёных относительно причин разрушения озонового слоя и образования озоновых дыр расходятся. Большинство экологов полагает, что виной всему техногенный фактор. Однако есть и такие учёные, которые связывают снижение концентрации озона в озоновом слое с вековыми колебаниями аэрохимических свойств атмосферы и независимыми изменениями климата.

Доказано, что озон в атмосфере способны разрушить как соединения азота и водорода (к примеру, аммиак и метан), так и соединения хлора (хлорфторуглероды — фреоны). Фреоны применяются в холодильных установках, кондиционерах, растворителях, аэрозольных баллончиках/спреях и огнетушителях.

Последствием истончения озонового слоя является пагубное воздействие на здоровье человека спокойно проходящего через все слои атмосферы ультрафиолетового излучения. У людей ослабляется иммунная система, развиваются такие болезни как рак кожи и катаракта.

Вред озона

Если проблема озоновых дыр у всех на слуху, то о вреде приземного озона экологи сегодня информируют не столь активно. К сожалению, озон образуется не только в стратосфере — он рождается и в воздухе, которым мы дышим. За последние 100 лет концентрация озона в приземных слоях атмосферы выросла в . С каждым десятилетием содержание этого газа в воздухе городских улиц увеличивается на 10%.

При нормальных условиях естественная концентрация озона в приземных слоях атмосферы составляет порядка Для человека такая доза озона в воздухе практически неощутима. По стандартам ВОЗ, предельно допустимая концентрация (ПДК) озона в приземных слоях атмосферы не должна переваливать за черту в 100 мкг/м 3 . Однако на практике содержание этого газа в воздухе порой превышает 200 мкг/м 3 .

В частности, во время грозы концентрация озона в приземных слоях атмосферы увеличивается почти в 10 раз. Человек уже легко может определить наличие этого газа в воздухе по бодрящему запаху свежести.

Ещё более запредельные (1000 мкг/м 3 ) показатели содержания озона в воздухе наблюдаются иногда летом в жару. Под воздействием солнечных лучей окислы азота и несгоревшие углеводороды выхлопных газов автомобилей вступают в сложную реакцию, в результате которой кислород (O2) преобразуется в озон (O3). При этом в 1 м 3 образующейся густой дымки (фотохимического смога) содержится до 1 мг озона. От этого явления, в народе именуемого летним смогом, в году в Лондоне погибло свыше 4000 человек.

Симптомы отравления озоном

В превышающих ПДК концентрациях озон превосходит по токсичности цианистую кислоту и угарный газ. Становясь ядовитым из-за своей насыщенности, этот газ оказывает крайне негативное влияние на здоровье человека:

  • вызывает раздражение слизистых оболочек верхних дыхательных путей;
  • раздражает слизистую оболочку глаз;
  • обостряет астматические и прочие заболевания лёгких;
  • обостряет сердечные заболевания;
  • усугубляет аллергические реакции;
  • воздействуя на организм в течение нескольких часов, озон в повышенных концентрациях способен вызвать необратимый процесс старения органов дыхания;
  • при запредельных концентрациях этот газ и вовсе может сжечь лёгкие, как какая-нибудь кислота.

Воздействие повышенного содержания озона в воздухе на организм человек может определить самостоятельно по характерной симптоматике. Если он ни с того ни с сего раскашлялся, расчихался, почувствовал жжение в груди и резь в глазах, его голос охрип — вполне возможно, что произошло отравление озоном.

Защита от озона

Если в жаркий летний день, прогуливаясь по городской улице с оживлённым автомобильным движением, Вы вдруг почувствовали головную боль, у Вас начало першить в горле, появился кашель, резь в глазах, чихание, постарайтесь поскорее зайти в какое-нибудь закрытое помещение. Внутри зданий с закрытыми окнами озона практически нет даже в часы интенсивного солнечного излучения.

В жаркий летний день при палящем солнце и отсутствии ветра по возможности лучше вообще не выходить на городскую улицу. Если же есть необходимость пройтись, то лучше сделать это утром. В начале дня концентрация озона в воздухе минимальна, к середине дня она постепенно возрастает, в 17 часов достигает максимальной отметки и спадает лишь после 22.

Утренние и вечерние пробежки на время озоновой атаки лучше отложить, поскольку при физической нагрузке организм поглощает намного больше озона. Отправляться в плаванье по реке в этот период также не стоит: над водной поверхностью концентрация озона намного выше, чем над близлежащей сушей.

На глаз определить снижение содержания озона в воздухе можно по хвойным лесам: они окутываются голубой дымкой, когда озоновые атаки отступают.

1) Д.А. Макунин. Озоновая атака // Планета здоровья // Экология и жизнь № 8, 2012, с. 92 — 93.

2) Экология и экономика природопользования. Бобылев С.Н., Новоселов А.Л., Гирусов Э.В. и др. Учебник. Изд. перераб., 2002 г.

3) Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России. Автор: В.Ф.Протасов. Издательство: финансы и статистика, 2001 г.

4) Экологическое состояние территории России: Учебное пособие для студентов высших педагогических учебных заведений (под ред. Ушакова С.А., Каца Я.Г.) Изд. 2004 г.

Автор статьи: Анастасия, Дата публикации: 19.03.2013
Заимствование материалов статьи без ссылки на сайт запрещено!

Вы можете приложить к своему отзыву картинки.

От напастей нашу планету защищает трехмиллиметровый озоновый слой

16 сентября человечество отмечает Международный день охраны озонового слоя. Памятная дата совпадает с моментом подписания 31 год назад Монреальского протокола, предусматривающего снятие с производства ряда химических веществ, разрушающих этот тончайший, не более трех миллиметров, оберег нашей Земли. К ним относятся фреоны (у нас чаще говорят «хладоны»), широко используемые в холодильном оборудовании, всевозможные химикаты-растворители, а также реагенты для тушения пожаров. Масштабы их применения в современном мире огромны…

Читайте также  Биография и личная жизнь Юлии Ковальчук

ХРАНИТЕЛЬ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ

«Главное, чем озон интересен для нас, — его способность защищать биосферу Земли от жесткого ультрафиолетового излучения, — рассказывает старший научный сотрудник отдела динамической метеорологии Главной геофизической обсерватории имени А.И. Воейкова (Санкт-Петербург) Андрей Киселев. — Умеренные дозы ультрафиолета вызывают загар и тонизируют человеческий организм, а повышенные — повреждают клетки кожи и провоцируют рак. Наибольший риск у представителей белой расы. По прогнозу ООН, реализация Монреальского протокола предотвратит два миллиона случаев рака кожи к 2030 году. Радиация накапливается в течение всей жизни человека. Еще одно следствие этого — рост случаев поражения хрусталика глаза катарактой. Проявляет озон себя и как парниковый газ. Интенсивно поглощая инфракрасную (тепловую) радиацию, он влияет на формирование температуры в атмосфере и изменение климата».

Без озона не было бы жизни на нашей планете. Природа диалектична. Озон на высоте 15-30 километров для человека спаситель, а в приземном слое (тропосфере) — токсичный загрязнитель, яд по российской классификации первого класса опасности. В городах он — один из основных компонентов смога, связанного с выбросами автотранспорта. Достается от него и растениям. Высокая концентрация токсичного газа ежегодно оборачивается потерями 25 миллионов тонн урожая риса, пшеницы, сои и кукурузы.

Тема озонового слоя появилась в общественной дискуссии в 1985 году, когда ученые обнаружили озоновую дыру сначала над Антарктидой, а потом и над Арктикой. Ее появление на Южном полюсе в конце зимы и начале весны вызвано воздействием трех факторов, объясняет климатолог. Первый — блокирование воздухообмена между полярными и средними южными широтами. Второй — разрушение озона при особо низких, порядка минус 85-75 градусов, температурах. Третий — разрушение озона в химических реакциях с участием атомов хлора и брома. Содержание последних в стратосфере (слой атмосферы на высоте от 11 до 50 километров) в 1970-1980-е годы выросло в 6-8 раз. Причиной тому всеобщее использование фреонов в качестве хладагентов, распылителей, пенообразователей, растворителей и тому подобного. То есть истощение озонового слоя возникает и по естественным причинам, но, прежде всего, определяется антропогенным фактором. Попыткой нейтрализовать плоды хозяйственной активности человека стало подписание в 1985 году Венской конвенции об охране озонового слоя, а через два года — Монреальского протокола. Его конечная цель — прекращение выпуска и применения озоноразрушающих веществ с заменой их на более щадящие.

ФРЕОНЫ ПОД ЗАПРЕТОМ

У «фреоновой теории» есть оппоненты. Они утверждают, что вклад хозяйственной деятельности человека ничтожен по сравнению с глобальными космическими воздействиями. За этим скепсисом — несогласие признать пагубность выбросов в атмосферу рукотворных химикатов, выпуск которых пришлось сворачивать, а промышленность переориентировать на выпуск других соединений (с теми же холодильными и прочими свойствами, но без хлора или брома в своем составе).

Сторонников Монреальского протокола одно время даже записывали в «агенты Дюпона» — американской химической корпорации «Дюпон де Немур». Она обеспечивала продукцией значительную часть потребностей мировой экономики в хлорфторуглеродах (фреонах) и оперативно перестроилась на выпуск «дружественных озону» веществ. Но любая теория проверяется практикой. В прошлом году Монреальский протокол отметил свое 30-летие и был признан единственным успешным международным соглашением в области экологии и климата. К слову, в него вошли практически все страны — члены ООН.

Есть ли результат? Есть. Запрет использовать пять фреонов первого поколения, применявшихся в холодильной промышленности и в качестве пропеллентов в газовых баллончиках, привел к убыванию в атмосфере содержания запрещенных газов (хотя их присутствие еще высоко) и постепенному ослаблению хлорного давления на озоносферу. Ликовать, правда, еще рано, несмотря на то что эксперты из ООН даже создали сайт «озоновые герои» (www.ozoneheroes.org). Средняя площадь дыры на Южном полюсе за последние 20 лет составляла 22,5 миллиона квадратных километров — в 1,6 раза больше площади самой Антарктиды. Ее закрытие эксперты Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП) прогнозируют где-то к 2025-2075 годам.

Еще особенность — сезонное изменение озоновой дыры над Антарктикой. Есть связь между ее состоянием и температурой стратосферы в сентябре — октябре. Так что точку в исследовании темы ставить рано. Ладно бы дыра дислоцировалась в пустынных полярных районах, но ведь уменьшается озоновый слой также в умеренных и тропических широтах. Нужно знать почему, чтобы защитить от солнечного ультрафиолета крупнейшие города и другие места сосредоточения населения.

Озон — токсичный газ. Поэтому метеослужбы и специалисты экомониторинга отслеживают его содержание в воздухе мегаполисов. Как окислитель и бактерицид (убийца бактерий), он дает фору перекиси марганца и окиси хлора. Отсюда его использование для стерилизации и дезинфекции помещений, одежды, инструментов, очистки питьевой, промышленной и даже сточной воды. Во многих странах он заменяет хлор в процессе отбеливания целлюлозы. Опыт озонирования воздуха в прядильных цехах города Иванова дал рост производительности труда и снижение распространенности респираторных заболеваний.

КТО ХИМИЧИТ С ХЛАДОНАМИ?

Отметив значение озона как защитника жизни на Земле, нужно упомянуть и о другой его ипостаси. За 100 лет концентрация озона в Северном полушарии выросла втрое, и он вышел на третье место в рейтинге четырех «антропогенных» парниковых газов (еще водяной пар, углекислый газ и метан) — виновников глобального потепления.

В мае этого года специалисты американского Национального управления океанических и атмосферных исследований забили тревогу по поводу нового нарастания в атмосфере концентрации фреона-11. Его выбросы в 2014-2016 годах, по их данным, выросли на четверть. Подозрение пало на Восточную Азию. Химики из Великобритании еще в прошлом году назвали виновников — Китай и Индию, которые производят огромные количества хлорсодержащих растворителей и пестицидов. Якобы те используют некоторые вещества, ранее не считавшиеся вредными, например дихлорметан (CH2Cl2), популярнейший реагент в пищевой и химической промышленности для производства безопасных аналогов фреона — фторуглеводородов.

В развивающихся странах Южной и Юго-Восточной Азии его применяют в сельском хозяйстве и в агрикультурной промышленности, а другие соединения хлора и углеводородов — в производстве пластика. Пробы воздуха в Сингапуре, Индии, Таиланде и на Тайване указали на Китай, где может вырабатываться до половины вредных выбросов. На КНР падает около 40 процентов мирового выпуска пенополиуретана, используемого в том числе как хладоизолятор. Ряд заводов с незаконным производством фреонов были закрыты, а ооновская профильная программа ЮНЕП взяла ситуацию на контроль, чтобы доподлинно выявить источники загрязнения.

Полный отказ от производства и потребления озоноразрушающих веществ (ОРВ) по Монреальскому протоколу должен произойти в развитых странах к 2030 году, в развивающихся — к 2040-му. У нас они применяются в качестве хладагентов в промышленных и бытовых кондиционерах, в промышленном и торговом холодильном оборудовании, в качестве вспенивателей, при производстве сэндвич-панелей, а также технологических растворителей. Установлен список из 40 веществ-разрушителей, производство, ввоз, вывоз и использование которых подлежит учету.

КИГАЛИЙСКАЯ ПОПРАВКА

Правительство ежегодно устанавливает допустимые объемы производства и потребления ОРВ. На 2015-2019 годы они равны 399,69 тонны озоноразрушающей способности, в планах на 2029 год — 19,98 тонны. Проведена соответствующая реформа законодательства. Действуют ФЗ-226 (в части выполнения обязательств по Монреальскому протоколу), ФЗ-96 (об охране атмосферного воздуха), ФЗ-7 (об охране окружающей среды), ФЗ-304 (о ратификации Соглашения о порядке введения и применения мер, затрагивающих внешнюю торговлю товарами, на единой таможенной территории в отношении третьих стран). В России запрещено проектирование и строительство объектов по производству ОРВ и содержащей их продукции. Запрещено захоронение на полигонах такой продукции. Выпуск и использование ОРВ документируется. Введена административная ответственность за невыполнение новых требований по обращению с ОРВ.

Тема защиты озонового слоя хорошо знакома председателю Комитета Госдумы по аграрным вопросам Владимиру Кашину. В шестом созыве он возглавлял Комитет по природным ресурсам, проводивший в 2013 году ФЗ-226. «Мы и так впереди планеты всей в отличие от других, — говорит он. — Америка-то вообще кинула по большому счету все, что связано с Киотским протоколом, утверждающим положения Монреальского протокола в части борьбы с парниковыми газами. У нас по выбросам, сбросам резкое сокращение. Мы вышли на все протокольные параметры и никакого положенного вознаграждения не получили. Стремиться в принципе есть к чему, но и сделано многое», — заключает депутат.

Следующий шаг в развитие духа Монреальского протокола — Кигалийская поправка к нему. Она вводится в действие с 2019 года для развитых стран и с 2020-го — для России и некоторых государств СНГ. Ее цель — снизить глобальную температуру на 0,5 градуса. Речь идет о снятии с производства и отказе от потребления гидрофторуглеродов (ГФУ), пришедших на замену ХФУ и ГХФУ. Ныне они широко используются в оборудовании для кондиционирования воздуха, холодильной технике и других сферах, но теперь попали под подозрение как агенты глобального потепления.

ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ПРОГРЕСС И БИОСФЕРА

«Нам уже сейчас надо подумать, как Россия вступит в новый период выполнения обязательств по Монреальскому протоколу, — отметил советник Международного центра научной и технической информации Василий Целиков. — С 1 января 2020 года мы должны будем сократить на 99,5 процента потребление ГФУ. К ним относится один из самых популярных хладонов R 22, используемых в промышленном холодильном оборудовании и в кондиционерах, в том числе бытовых. Такое сокращение подтверждено постановлением Правительства РФ от 24 марта 2014 года №228. В документе предписывается всем организациям, потребляющим озоноразрушающие вещества, обеспечить создание их резерва на переходный период. Уверяю, что ни одной тонны запаса заложено не было. А это чревато проблемами. Неготовность обусловит появление не совсем легальных хладонов на российском рынке».

Заметное снижение накала страстей вокруг озоновой проблемы говорит о том, что принятые до сих пор ограничения достаточно эффективны. Совершенно очевидно, что с развитием современных технологий и появлением новых химикатов для обеспечения различных нужд людей и промышленности необходима жесткая экспертиза их озонобезопасности, причем на стадии обсуждения внедрения, а не постфактум. Чтобы компрессоры, кондиционеры, бытовые, торговые и медицинские холодильники и морозильники, медицинские дозированные ингаляторы, средства и системы огнетушения, служа человеку, не отравляли среду его существования. Пока же в современной цивилизации развиваются две противоположные тенденции: глобальный валовой доход растет, а «природный капитал» с его жизнеобеспечивающими ресурсами (вода, почва, биомасса, озоновый слой) деградирует. Вывод прост: промышленное развитие, служащее экономическому прогрессу, должно учитывать реальные пределы устойчивости биосферы. Имеют ли отношение участившиеся в последние годы катаклизмы глобального климата, и в частности жара минувшего лета в Европе и других регионах планеты, к состоянию озонового слоя? Ученые разъясняют: связь между состоянием климата и озоносферы существует, но не определяющая. Что не отменяет нашей обязанности беречь озоновый слой.

Федеральный закон от 23.07.2013 №226-ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон «Об охране окружающей среды» и отдельные законодательные акты Российской Федерации»

  • определены полномочия Правительства Российской Федерации по государственному регулированию обращения озоноразрушающих веществ;
  • даны основные определения;
  • установлен прямой запрет на захоронение отходов (товаров, продукции), содержащих озоноразрушающие вещества, без их извлечения и восстановления для дальнейшего использования или экологически безопасного уничтожения;
  • установлена административная ответственность за несоблюдение требований к обращению озоноразрушающих веществ;
  • в состав государственного экологического надзора включен государственный надзор за соблюдением требований к обращению озоноразрушающих веществ.
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: