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%.

Вскоре это подтвердили другие исследователи, показавшие, что область пониженного содержания озона уходит за пределы Антарктиды и по высоте охватывает слой от 12 до 24 км, т.е. значительную часть нижней стратосферы. Наиболее подробным исследованием озонного слоя над Антарктидой был международный Самолетный Антарктический Озоновый Эксперимент. В течение эксперимента ученые из четырех стран несколько раз поднимались в область пониженного содержания озона и собрали детальные сведения о ее размерах и химические процессы, которые там вибуваються. Фактически это означало, что в полярной атмосфере имеется озоновая "дыра". В начале 1980-х, по измерениям со спутника «Нимбус-7», аналогичная дыра была обнаружена и в Арктике, правда, она охватывала значительно меньшую площадь и падение уровня озона в ней было не так - около 9%. В среднем на Земле с 1979 по 1990 г. содержание озона снизился на 5%.

Уменьшение концентрации озона на 1% приводит в среднем к увеличению интенсивности жесткого ультрафиолета у поверхности Земли на 2%. Эта оценка подтверждается измерениями, проведенными в Антарктиде (правда, из-за низкого положения Солнца интенсивность ультрафиолета в Антарктиде все еще ниже, чем в средних широтах). По своему воздействию на живые организмы жесткий ультрафиолет подобный ионизирующего излучений, однако, из-за большей, чем в Ц-излучения, длину волны он не способен проникать глубоко в ткани, и поэтому поражает только поверхностные органы. Жесткий ультрафиолет обладает достаточной энергией для разрушения ДНК и других органических молекул, вызывает рак кожи, особенно мимолетные злокачественную меланому, катаракту и иммунную недостаточность. Естественно, жесткий ультрафиолет способен вызывать и обычные ожоги кожи и роговицы. Уже сейчас во всем мире заметно увеличение заболевания раком кожи, однако множество других факторов (например, популярность загара возросла, и это привело к тому, что люди больше времени проводят на солнце, таким образом получая большую дозу УФ-облучения) не позволяет однозначно утверждать, что это повлекло уменьшение содержания озона. Жесткий ультрафиолет плохо поглощается водой и поэтому представляет большую опасность для морских экосистем. Эксперименты показали, что планктон, обитающий в приповерхностном слое, при увеличении интенсивности жесткого УФ может серьезно пострадать и даже погибнуть полностью. Планктон является основой пищевых цепочек практически всех морских экосистем, поэтому без украшений можно сказать, что практически вся жизнь приповерхностных слоев морей и океанов может исчезнуть. Растения менее чувствительны к жесткому УФ, но при увеличении дозы могут пострадать и они. Если содержание озона в атмосфере значительно уменьшится, человечество легко найдет средство защиты от жесткого УФ-излучения, но при этом рискует умереть от голода. Впервые мысль об опасности разрушения озонного слоя была высказана еще в конце 1960-х годов. Тогда считалось, что основную опасность для атмосферного озона представляют выбросы водяного пара и оксидов азота (NOX) из двигателей сверхзвуковых транспортных самолетов и ракет. Однако сверхзвуковая авиация развивалась значительно менее бурными темпами, чем предполагалось. Сейчас в коммерческих целях используется только "Конкорд", совершающий несколько рейсов в неделю между Америкой и Европой, из военных самолетов в стратосфере летают практически только сверхзвуковые стратегические бомбардировщики, такие как В1-В или Ту-160, и разведывательные самолеты типа SR-71 . Такая нагрузка вряд ли представляет серьезную угрозу для озонового слоя. Выбросы оксидов азота с поверхности Земли в результате сжигания ископаемого топлива, массового производства и применения азотных удобрений также представляет определенную опасность для озонового слоя, но оксиды азота нестойки и легко разрушаются в нижних слоях атмосферы. Запуски ракет также происходят не очень часто, однако хлоратни твердые топлива используемые в современных космических системах, например в твердотопливных ускорителях "Спейс-Шаттл» или «Ариан», могут наносить серьезный локальной вред озоновому слою в районе запуска.

1974 p. М. Молина и Ф. Роуленд из Калифорнийского университета в Ирвине показали, что хлорфлуорвуглеци (ХФУ) могут разрушать озон. С тех пор так называемая хлорфлуорвуглецева проблема стала одной из основных в исследованиях на загрязнение атмосферы. Хлорфлуорвуглеци уже более 60 лет используются как «хладагенты» в холодильниках и кондиционерах, пропеллент для аэрозольных смесей, пенообразующие агенты в огнетушителях, очистители для электронных приборов, в химической чистке одежды, производстве пенопластиков. Когда-то они рассматривались как идеальные для практического применения химические вещества, поскольку очень стабильными и неактивными, а следовательно, нетоксичными. Как это ни паро-доксально, но именно инертность этих соединений делает их опасными для атмосферного озона. ХФУ не распадаются быстро в тропосфере (нижнем слое атмосферы, который имеет границы от поверхности Земли до высоты 10 км), как это происходит с большинством оксидов азота, и в конце концов проникают в стратосферу, верхняя граница которой располагается на высоте около 50 км. Когда молекулы ХФУ поднимаются до высоты примерно 25 км, где концентрация озона максимальна, они подвергаются интенсивному воздействию ультрафиолетового излучения, которое не проникает на меньшие высоты из-за экранирующего действия озона. Ультрафиолет разрушает устойчивые в обычных условиях молекулы ХФУ, которые распадаются на компоненты, обладающие высокой реакционной способностью, в частности атомный хлор. Таким образом, ХФУ переносит хлор с поверхности Земли через тропосферу и нижние слои атмосферы, где менее инертные соединения хлора разрушаются, в стратосферу, к слою с наибольшей концентрацией озона. Очень важно, что хлор при разрушении озона действует подобно катализатора: в ходе химического процесса его количество не уменьшается.

Вследствие этого один атом хлора может разрушить до 100000 молекул озона, прежде чем будет деактивирован или вернется в тропосферу. Сейчас выброс ХФУ в атмосферу оценивается миллионами тонн, но нужно отметить, что даже в гипотетическом случае полного прекращения производства и использования ХФУ немедленного результата достичь не удастся: действие ХФУ, уже попавших в атмосферу, продлится несколько десятилетий. Считается, что время жизни в атмосфере для двух ХФУ - фреона-11 (CFC13) и фреона-12 (CF2C12) - составляет 75 и 100 лет соответственно.

Принимая во внимание эти аргументы, многие страны начали принимать меры, направленные на сокращение производства и использования ХФУ. С 1978 г. в США было запрещено использование ХФУ в аэрозолях. К сожалению, использование ХФУ в других областях ограничено не было. В сентябре 1987 г. 23 наиболее развитые страны мира подписали в Монреале конвенцию, обязывающую их снизить потребление ХФУ. Согласно достигнутой договоренности развитые страны должны к 1999 г. снизить потребление ХФУ до половины уровня 1986 г. Для использования в качестве пропеллента в аэрозолях уже найден неплохой заменитель ХФУ - пропан-бутановая смесь. По физическим параметрам она практически не уступает фреонам, но, в отличие от них, огнеопасны. Однако такие аэрозоли уже используют во многих странах мира. Сложнее с холодильными установками - вторым потребителем фреонов. Дело в том, что из-за полярности молекулы ХФУ имеют высокую теплоту испарения, а это очень важно для рабочего тела в холодильниках и кондиционерах. Лучшим известным на сегодня заменителем фреонов является аммиак, но он токсичен и все же уступает ХФУ по физическим параметрам. Неплохие результаты получены для полностью флуорованих углеводородов. Во многих странах ведутся разработки новых заменителей и уже достигнуты неплохие практические результаты, но полностью эта проблема еще не решена.

К особо опасных врагов атмосферы, кроме хладонов, принадлежит также цели л бромид. Этот газ используется в сельском хозяйстве как средство защиты растений. Но метилбромид хорошо уничтожает не только вредителей в почве, но и озон в воздухе. Причем даже в высших слоях атмосферы.

Озоновый слой – тончайшая оболочка планеты, которая находится в стратосфере на высоте 20-40 км. Здесь сосредоточено 90% всего озона атмосферы. Образуется озон (О 3) при воздействии ультрафиолетового излучения (hv ) на кислород (О 2).

Значение озонового слоя

Учёные считают, что благодаря озоновому слою, стало возможным распространение жизни из воды на сушу. Это неудивительно, поскольку он поглощает опасный для живых организмов ультрафиолет. А именно, ультрафиолетовое излучение в том диапазоне, в котором оно вызывает загар и рак кожи, почти полностью поглощается озоном. До поверхности Земли доходит лишь небольшое количество такого ультрафиолета.

Образование и разрушение

Озоновый слой настолько тонок, что если его сжать под нормальным давлением при температуре 0°, высота слоя составит всего 3 мм против 8 км сжатой при тех же условиях атмосферы. Его так мало потому, что в процессе поглощения ультрафиолетовых лучей, О 3 обратно разлагается до О 2 и атомарного кислорода (О). Образование и разрушение озона в атмосфере объясняет механизм Чепмена.

Образование озона:

О 2 +hv =2О

О 2 +О=О 3

Разрушение озона:

О 3 + hv =О 2 +О

О 3 +О=2О 2

Из схемы уравнения видно, что озон также израсходуется при взаимодействии с атомарным кислородом.

Что такое озоновые дыры

Озоновые дыры — это снижение концентрации О 3 в озоновом слое. Возникают они под воздействием ряда антропогенных и природных факторов.

Аэрозоли содержат в себе фреоны, которые разрушают озоновый слой.

Основными простыми веществами, которые разрушают озоновый слой, являются водород, хлор и бром. Пагубное воздействие оказывают хлороводород HCl, монооксид азота NO, метан CH 4 , а также те фреоны , которые содержат и выделяют хлор и бром. В то же время, сложно представить свою жизнь без использования фреонов. Они применяются в производстве и функционировании холодильных установок, газовых баллончиков, различных аэрозолей, в пожаротушении электростанций и многом другом. Поскольку, полностью отказаться от фреонов невозможно, международные протоколы ограничивают их использование. Также их заменяют фторсодержащими фреонами, которые не опасны для озонового слоя.

Полярная ночь может стать причиной образования озоновой дыры.

Вы удивитесь, но есть места на планете, где озоновые дыры возникают посезонно, и это никак не зависит от деятельности человека. Как известно, для образования озона необходим кислород и ультрафиолетовое излучение, главным источником которого является солнечный свет. Так вот над Антарктикой (Южный полюс) и Арктикой (Северный полюс), где возможна полярная ночь, вследствие чего долгое время отсутствует солнечный свет, озоновые дыры естественно образовываются на некоторое время. Но по завершению полярной ночи, слой восстанавливается. Самая большая и опасная дыра по сведению учёных расположена над Антарктидой в Южном полушарии.

Сохранить озоновый слой

На сегодняшний день образовалось много озоновых дыр. Процесс восстановления слоя усложняется тем, что в атмосфере накопилось несчётное количество разрушающих его веществ. А это способствует проникновению солнечной радиации на поверхность Земли, повышает риск возникновения рака кожи у людей, а также приводит к гибели морских животных и растений. Чтобы приобщиться к защите озонового слоя, простой человек может сократить использование аэрозолей, найти им альтернативную замену, а также интересоваться у производителей, какие именно фреоны входят в состав покупаемых холодильников и кондиционеров. Международный день охраны озонового слоя был установлен Генеральной ассамблеей ООН в 1994 г. и отмечается ежегодно 16 сентября.

По материалам из Википедии

Специально к Международному дню охраны озонового слоя

Фото italianestro/Shutterstock.com

Тонкий озоновый слой, который находится в верхних слоях атмосферы, является определяющим фактором существования жизни на нашей планете. Его функция крайне важна - задерживать ультрафиолетовое излучение, исходящее от Солнца. Без этого защитного слоя уровень радиации был бы настолько высоким, что ни один живой организм не смог бы выжить.

Планета в опасности

Ни для кого не станет новостью, что необдуманная деятельность человека привела к значительному истощению озонового слоя. Впервые об этой проблеме заговорили в 80-х годах прошлого века, а уже сегодня мы столкнулись с ее тяжелыми последствиями. Именно с ослаблением защитного слоя врачи связывают увеличение заболеваемости раком кожи и катарактой. Также большие дозы ультрафиолета не лучшим образом влияют на наш иммунитет и другие системы организма.

Мы не будем продолжать пугать вас глобальным изменением климата, которое, кстати, тоже является следствием разрушения озонового слоя, лучше поговорим о том, что каждый из нас может сделать для спасения нашей планеты.

5 способов сохранить озоновый слой

Существует много простых способов защитить озоновый слой. Вот некоторые из них.

• Старайтесь реже пользоваться аэрозолями или же покупайте спреи нового поколения, на которых написано «Не разрушает озоновый слой» (или Ozone friendly). Эта надпись гарантирует, что продукт не содержит хлорфторуглероды, разрушающие озоновый слой над нашей планетой.
• Хотя бы на один день откажитесь от использования личного авто , а для поездок по городу воспользуйтесь общественным транспортом или велосипедом.
• Задайтесь целью раз в год высаживать хотя бы одно дерево. Деревья, цветы и прочая растительность не только украшают нашу жизнь, но и выполняют множество важных функций: вырабатывают необходимый для жизни кислород, поглощают пыль и вредные выбросы, регулируют температурный режим и т. д.
• При покупке холодильника, кондиционера и других бытовых приборов выбирайте энергосберегающие модели. Более того, вся перечисленная техника должны быть полностью исправной. В противном случае эти полезные в быту приборы могут служить причиной утечки хладагента в атмосферу.
• Обратите внимание, какой огнетушитель висит у вас на работе или дома. По возможности откажитесь от использования огнетушителей, в заряд которых входят галогенированные углеводороды. Безопасная для природы альтернатива: углекислотные или воздушно-пенные огнетушители.

Что выделаете для сохранения озонового слоя на Земле? Расскажите нам в комментариях!

Читайте другие интересные статьи

Жизнь на нашей планете начала стремительно развиваться только после того, как в стратосфере образовался озоновый слой, защищающий от губительного воздействия слишком высокого уровня солнечного света. Борьба за восстановление этой, поддерживающей жизнь, системы далека от завершения. Из трех стихий, окружающих человека - тверди, воды и воздуха, --последняя, является самой уязвимой. И не случайно именно в атмосфере появился первый реальный сигнал бедствия. Этот сигнал - озоновая дыра как вестник возможного глобального уменьшения защитного слоя озона в результате антропогенных загрязнении. Интерес к озону существенно возрос, после того, как выяснилась его распространенность в земной атмосфере и та особая роль, которую он играет в защите всего живого от воздействий опасного ультрафиолетового излучения.

Озон - это газообразное вещество с характерным запахом, состоящее из трёх атомов кислорода, образующих молекулу. Озоновым слоем называют область его наибольшего скопления в атмосфере, которая приходится на стратосферную зону. Здесь скорости образования озона и его разрушения уравновешиваются, и концентрация озона более или менее постоянна, за исключением тех случаев, когда оказывают влияние не обычные природные процессы, чаще всего связанные с деятельностью человека. Жизнь на Земле возникла только потому, что в стратосфере появился озоновый экран, который поглощает до 99% коротковолновой ультрафиолетовой радиации, поступающей от Солнца. Если бы все солнечные лучи, падая на Землю, достигали ее поверхности, то растения и животные просто поджарились бы, как на гигантской сковородке. Нам доступно менее одного процента ультрафиолета, что, однако, вызывает много проблем для организма: болезненный загар, рак кожи, проблемы со зрением, например развитие катаракты.

Различные причины приводят к истощению озонового слоя. Среди них есть естественные, как, например, извержения вулканов. Известно, например, что при этом происходят выбросы газов, содержащих соединения серы, которая реагирует с находящимися в воздухе другими газами, образуя сульфаты, разрушающие озоновый слой. Но гораздо большее влияние на стратосферный озон оказывают антропогенные воздействия, т.е. деятельность человека. И она многообразна. Использование в хозяйственной деятельности таких соединений, как ХФУ, бромистый метил, галоны, растворители, разрушающие озон, также приводят к истощению озонового слоя. В последнее время также стали учитывать влияния авиации, космических ракет. Окись азота, выбрасываемая сверхзвуковыми самолетами, также влияет на стратосферный озон. Сниженная концентрация озона уже не так хорошо поглощает ультрафиолетовые лучи солнца, которые начинают проникать на поверхность Земли и угнетать жизненные процессы у всего живого на Земле. То есть это и есть те самые «озоновые дыры», о которых сейчас так много пишут и говорят.

Договор об охране озонового слоя, защищающего все живое на Земле от смертельных доз ультрафиолетового излучения, занял ведущее место в истории международных экологических соглашений. Монреальский протокол: первое глобальное экологическое соглашение, достигшее всеобщей ратификации и всемирного участия 196 стран. К концу 2009 года деятельность, осуществленная в рамках Монреальского протокола привела к выводу из обращения 98% веществ, разрушающих озоновый слой. Другое важное достижение Монреальского протокола - в ближайшем будущем страны должны были прекратить производство и потребление хлорфторуглеродов, галонов, четырёххлористого углерода и других гидрогенизованных соединений, разрушающих озоновый слой. Все эти вещества объединяются под единым названием - озоноразрушающие вещества. Без Монреальского протокола и Венской конвенции, содержание ОРВ в атмосфере повысилось бы в 10 раз к 2050, что привело бы к 20 миллионам случаев рака кожи и 130 миллионам случаев катаракты глаза, не говоря об ущербе, нанесенном иммунной системе человека, фауне и сельскому хозяйству. Даже при быстрых и решительных действиях правительств согласно Монреальскому протоколу, полное восстановление защитного слоя Земли займет еще 40-50 лет.

Многие страны мира разрабатывают и осуществляют мероприятия по выполнению Венских конвенций об охране озонового слоя и Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой.

В чем заключается конкретность мер по сохранению озонового слоя над Землей?

Согласно международным соглашениям промышленно развитые страны полностью должны прекратить производство фреонов и тетрахлорида углерода, которые также разрушают озон.

Вторым этапом должен стать запрет на производство метилбромидов и гидрофреонов. Уровень производства первых в промышленно развитых странах с 1996 г. заморожен, гидрофреоны полностью снимаются с производства к 2030 г. Однако развивающиеся страны до сих пор не взяли на себя обязательств по контролю над этими химическими веществами.

В последнее время появилось несколько проектов по восстановлению озонового слоя. Так, восстановить озоновый слой над Антарктидой при помощи запуска специальных воздушных шаров с установками для производства озона надеется английская группа защитников окружающей среды, которая называется «Помогите озону». Один из авторов этого проекта заявил, что озонаторы, работающие от солнечных батарей, будут установлены на сотнях шаров, наполненных водородом или гелием.

Несколько лет назад была разработана технология замены фреона специально подготовленным пропаном. Ныне промышленность уже на треть сократила выпуск аэрозолей с использованием фреонов. В странах ЕЭС намечено полное прекращение использования фреонов на заводах бытовой химии и т. д.

Разрушение озонового слоя связывают с глобальным изменением климата на нашей планете. Последствия этого явления, названного «парниковым эффектом», крайне сложно прогнозировать. Согласно пессимистическим прогнозам ученых ожидаются изменения количества осадков, перераспределение их между зимой и летом; говорят о перспективе превращения плодородных регионов в засушливые пустыни, повышении уровня Мирового океана в результате таяния полярных льдов.

Рост губительного воздействия ультрафиолетового излучения вызывает деградацию экосистем и генетические изменения у флоры и фауны, снижает урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность Мирового океана.

К ультрафиолетовым лучам очень чувствительны хвойные деревья и злаки, овощи, бахчевые культуры, сахарный тростник и бобовые. Данные экспериментов свидетельствуют о том, что рост некоторых растений сдерживается существующим уровнем радиации.

Экологический паспорт предприятия

Экологический паспорт предприятия -- это комплексный документ, содержащий характеристику взаимоотношений предприятия с окружающей средой.

Экологический паспорт предприятия состоит из двух частей. Первая часть содержит общие сведения о предприятии, используемом сырье, описание технологических схем выработки основных видов продукции, схем очистки сточных вод и выбросов в атмосферу, их характеристики после очистки, данные о твердых и других отходах, а также сведения о наличии в мире технологий, обеспечивающих достижение наилучших удельных показателей по охране природы. Вторая часть паспорта содержит перечень планируемых мероприятий, направленных на снижение нагрузки на окружающую среду, с указанием сроков, объемов затрат, удельных и общих объемов выбросов вредных веществ до и после осуществления каждого мероприятия.

В экологическом паспорте предприятия находят отражение три группы показателей:

• § показатели влияния предприятия на состояние окружающей среды;
• § показатели организационно-технического уровня природоохранной деятельности предприятия;
• § общие и частные показатели анализа затрат на природоохранную деятельность.

К первой группе относятся следующие показатели:

• § экологичность выпускаемой продукции;
• § влияние на водные ресурсы;
• § влияние на атмосферный воздух;
• § влияние на материальные ресурсы и отходы производства;
• § влияние на земельные ресурсы.

Ко второй группе показателей относятся такие, как:

• § оснащенность источников загрязнения очистными устройствами;
• § пропускная способность имеющихся очистных сооружений;
• § прогрессивность применяемого очистного оборудования;
• § возможность контроля за функционированием очистного оборудования;
• § рациональность существующей организационной структуры природоохранной деятельности предприятия;
• § удельные показатели организационно-технического уровня природоохранной деятельности предприятия.