Разрушение озонового слоя земли хлорфторуглеводородами

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Введение.................................................................................................................3

Из истории..............................................................................................................5

Круговорот кислорода...........................................................................................6

Местоположение и функции  озонового слоя......................................................6

Причины ослабления озонового  слоя..................................................................7

Озоновый щит против парникового  эффекта......................................................8

Изучение проблем озонового  слоя......................................................................10

Страна озоновой аномалии..................................................................................11

Разрушение озонового  слоя земли хлорфторуглеводородами.........................12

Что было сделано в области  защиты озонового слоя........................................14

Заключение............................................................................................................16

Список литературы...............................................................................................17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

На сегодняшний день проблема озона беспокоит очень многих, о ней наслышаны даже те, кто  раньше и не знал о существовании  озонового слоя в атмосфере, а  помнил о нём только из школьного  курса химии. И интерес к этой проблеме понятен, ведь речь идёт о  будущем человечества. Ведь изменения  в озоновом слое могут привести к  изменению климата на планете  в худшую сторону, поднимется уровень  мирового океана, возрастёт количество раковых заболеваний из-за увеличения ультрафиолетового излучения Солнца достигающего поверхности планеты.  К сожалению опасения людей, об изменении озонового слоя не беспочвенны. Впервые об опасности изменения озонового слоя Земли начали говорить ещё в 70 годы. Но тогда мало, что было сделано, что бы нейтрализовать эту угрозу. Если бы в те годы ввели эффективные методы по предотвращению этой угрозы, то в наше время это проблема не была бы так актуальна. В первую очередь это связано с экономическими интересами. Ведь к разрушению озонового слоя приводят различные химические вещества. Такие как фреоны, использующиеся в холодильной промышленности и в аэрозолях. Окислы азота, которые образуются при ядерных взрывах и в камерах сгорания реактивных самолётов и ракет. Причём последнее особенно вредно, ведь на больших высотах окислы азота живут очень долго. Применение большого количества минеральных удобрений тоже вредит озоновому слою. Дымовые газы электростанций вырабатывают миллионы тонн закиси азота в год.

Таким образом, большая часть  воздействия на озоновый слой планеты  связана с хозяйственной деятельностью  человечества. Поэтому быстрого изменения ситуации ждать не стоит. Ведь человечество не может взять и отказаться от использования минеральных удобрений или быстро перейти на новые технологии производства холодильных установок.

О нарушении озонового  слоя свидетельствовали озоновые дыры появлявшиеся весной над Антарктикой. Там благодаря особой циркуляции воздуха в атмосфере в зимние и весенние месяцы, присутствующие в стратосфере химические вещества, такие как хлор, фтор, азот, метан и др., преобразуются в активные, которые быстро разрушают озон. Измерения показали, что в такие периоды концентрация окиси хлора в 100 – 500 раз больше чем в средних широтах. То есть вредные вещества, которые попадают в атмосферу переносятся движением воздуха на все широты, но только в Антарктике в конце зимы и весной, благодаря особым природным условиям они эффективно разрушают стратосферный озон. Но это не значит что проблема озоновой дыры в Антарктике региональная, а не глобальная.       

 Весь озон на планете  находится как бы в сообщающихся  сосудах, в одних районах он  образуется регулярно, а в других  плохо, где-то он живёт годы, а где-то секунды. Соответственно  если он исчезнет без компенсации  в одном месте, то общий объём озона в мире уменьшится. Но в нашем техногенном мире, перекись азота, поступающая в приземной воздух больших городов в составе автомобильных выхлопных газов реагирует при ультрафиолетовом облучении с ненасыщенным углеводородом, тем самым, формируя в больших городах озоновый смог. В приземном слое воздуха озон не только образуется, но и разлагается. Разложение происходит за счёт растений, животных и промышленных выбросов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из истории

С начала 20 века ученые наблюдают за состоянием озонового слоя атмосферы. Сейчас уже все понимают, что стратосферный  озон является своего рода естественным фильтром, препятствующим проникновению  в нижние слои атмосферы жесткого космического излучения - ультрафиолета- В.

16 сентября 1987 г. был принят Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой. Впоследствии по инициативе ООН этот день стал отмечаться как День защиты озонового слоя.

С конца 70-х годов ученые стали  отмечать неуклонное истощение озонового  слоя. Причиной тому стало проникновение  в верхние слои стратосферы озоноразрушающих веществ (ОРВ), используемых в промышленности, молекулы которых содержат хлор или бром. Хлорфторуглероды (ХФУ) или другие ОРВ, выпущенные человеком в атмосферу, достигают стратосферы, где под действием коротковолнового ультрафиолетового излучения Солнца их молекулы теряют атом хлора. Агрессивный хлор начинает разбивать одну за другой молекулы озона, сам при этом не претерпевая никаких изменений. Срок существования различных ХФУ в атмосфере от 74 до 111 лет. Расчетным путем доказано, что за это время один атом хлора способен превратить в кислород 100 ООО молекул озона.

По мнению врачей, каждый потерянный процент озона в масштабах  планеты вызывает до 150 тысяч дополнительных случаев слепоты из-за катаракты, на 2,6 процента увеличивается количество раковых заболеваний кожи, значительно  возрастает число болезней, вызванных  ослаблением иммунной системы человека. Наибольшему риску подвержены жители северного полушария со светлой  кожей. Но страдают не только люди. УФ-В излучение, к примеру, крайне вредно для планктона, мальков, креветок, крабов, водорослей, обитающих на поверхности океана. Озоновая проблема, первоначально поднятая учеными, вскоре стала предметом политики.

Все развитые страны, за исключением  Восточной Европы и бывшего СССР, к концу 1995 г. в основном завершили  поэтапное сокращение производства и потребления озоноразрушающих веществ. С целью оказания помощи остальным государствам был создан Глобальный экологический фонд (ГЭФ).

По данным ООН, благодаря согласованным  усилиям мирового сообщества, предпринятым в последнее десятилетие, производство пяти основных видов ХФУ сократилось  более чем вдвое. Темпы прироста озоноразрушающих веществ в атмосфере уменьшились. Однако на ближайшие годы придется пик истощения озоносферы, а наиболее сложным будет 1998 год. После этого, полагают ученые, озоновый слой начнет медленно восстанавливаться.

 

Круговорот кислорода

Кислород является наиболее распространенным элементом на Земле. В морской  воде содержится 85,82% кислорода, в атмосферном  воздухе 23,15% по весу или 20,93% по объему, а в земной коре 47,2% по весу. Такая  концентрация кислорода в атмосфере  поддерживается постоянной благодаря  процессу фотосинтеза. В этом процессе зеленые растения под действием  солнечного света превращают диоксид  углерода и воду в углеводы и кислород. Главная масса кислорода находится  в связанном состоянии; количество молекулярного кислорода в атмосфере  оценивается в 1,5* 10¹⁵ ш, что составляет всего лишь 0,01% от общего содержания кислорода в земной коре. В жизни природы кислород имеет исключительное значение. Кислород и его соединения незаменимы для поддержания жизни. Они играют важнейшую роль в процессах обмена веществ и дыхании. Кислород входит в состав белков, жиров, углеводов, из которых «построены» организмы; в человеческом организме, например, содержится около 65% кислорода. Большинство организмов получают энергию, необходимую для выполнения их жизненных функций, за счет окисления тех или иных веществ с помощью кислорода. Убыль кислорода в атмосфере в результате процессов дыхания, гниения и горения возмещается кислородом, выделяющимся при фотосинтезе. Вырубка лесов, эрозия почв, различные горные выработки на поверхности уменьшают общую массу фотосинтеза и снижают круговорот на значительных территориях. Наряду с этим, мощным источником кислорода является, по-видимому, фотохимическое разложение водяного пара в верхних слоях атмосферы под влиянием ультрафиолетовых лучей солнца. Таким образом, в природе непрерывно совершается круговорот кислорода, поддерживающий постоянство состава атмосферного воздуха.

Кроме описанного выше круговорота  кислорода в несвязанном виде, этот элемент совершает еще и  важнейший круговорот, входя в  состав воды. Круговорот воды (Н2О) заключается в испарении воды с поверхности суши и моря, переносе ее воздушными массами и ветрами, конденсации паров и последующее выпадение осадков в виде дождя, снега, града, тумана.

Местоположение и функции  озонового слоя

В воздухе всегда присутствует озон, концентрация которого у земной поверхности  составляет в среднем Озон образуется в верхних слоях

атмосферы из атомарного кислорода  в результате химической реакции  под влиянием солнечной радиации, вызывающей диссоциацию молекул  кислорода.

Озоновый «экран» расположен в  стратосфере, на высотах от 7 – 8 км. на полюсах, 17 – 18 километров на экваторе и примерно до 50 километров над земной поверхностью. Гуще всего озон в слое 22 – 24 километров над Землей.

Слой озона удивительно тонок. Если бы этот газ сосредоточить у  поверхности Земли, то он образовал бы пленку лишь в 2 – 4 мм толщиной (минимум - в районе экватора, максимум - у полюсов). Однако и эта пленка надежно защищает нас, почти полностью поглощая опасные ультрафиолетовые лучи. Без нее жизнь сохранилась бы лишь в глубинах вод (глубже 10 м) и в тех слоях почвы, куда не проникает солнечная радиация.

Он поглощает некоторую часть инфракрасного излучения Земли. Благодаря этому он задерживает около 20% излучения Земли, повышая отепляющее действие атмосферы.

Он – активный газ и может неблагоприятно действовать на человека. Обычно его концентрация в нижней атмосфере незначительна и он не оказывает вредного влияния на человека. Большие количества озона образуются в крупных городах с интенсивным движением автотранспорта результате фотохимических превращений выхлопных газов автомашин.

Он – также, регулирует жесткость космического изучения. Если этот газ хотя бы частично уничтожается, то, естественно жесткость излучения резко возрастает, а, следовательно, происходят реальные изменения растительного и животного мира.

Таким образом, что отсутствие или малая концентрация озона может или приводит к раковым заболеваниям, что самым наихудшим образом отражается на человечестве и его способностью к воспроизводству.

Причины ослабления озонового  щита

Озоновый слой защищает жизнь на Земле от вредного ультрафиолетового  излучения Солнца. Обнаружено, что  в течение многих лет озоновый слой претерпевает небольшое, но постоянное ослабление над некоторыми районами Земного шара, включая густо населенные районы в средних широтах Северного полушария. Над Антарктикой обнаружена обширная "озоновая дыра".

Разрушение озона происходит из-за воздействия ультрафиолетовой радиации, космических лучей, некоторых газов: соединений азота, хлора и брома, фторхлоруглеродов (фреонов). Деятельность человека, приводящая к разрушению озонового слоя, вызывает наибольшую тревогу. Поэтому многие страны подписали международное соглашение, предусматривающее сокращение производства озоноразрушающих веществ. Однако озоновый  слой разрушает также реактивная авиация и некоторые пуски космических ракет.

Предполагается множество причин ослабления озонового щита.

Во-первых, — это запуски космических ракет. Сгорающее топливо «выжигает» в озоновом слое большие дыры. Когда-то предполагалось, что эти «дыры» затягиваются. Оказалось, нет. Они существуют довольно долго.

Во-вторых, самолеты. Особенно, летящие на высотах в 12-15 км. Выбрасываемый ими пар и другие вещества разрушают озон. Но, в то же время самолеты, летающие ниже 12 км. Дают прибавку озона. В городах он — один из составляющих фотохимического смога.

В- третьих - окислы азота. Их выбрасывают те же самолеты, но больше всего их выделяется с поверхности почвы, особенно при разложении азотных удобрений.

В - четвертых, это хлор и его соединения с кислородом. Огромное количество (до 700 тысяч тонн) этого газа поступает в атмосферу, прежде всего от разложения фреонов. Фреоны — это не вступающие у поверхности Земли ни в какие химические реакции газы, кипящие при комнатной температуре, а потому резко увеличивающие свой объем, что делает их хорошими распылителями. Поскольку при их расширении снижается их температура, фреоны широко используют в холодильной промышленности.

Каждый год количество фреонов в земной атмосфере увеличивается на 8-9%. Они постепенно поднимаются наверх, в стратосферу и под воздействием солнечных лучей становятся активными - вступают в фотохимические реакции выделяя атомарный хлор. Каждая частица хлора способна разрушить сотни и тысячи молекул озона.

Озоновый щит против парникового эффекта

ОКОЛО ста лет назад шведский ученый Аррениус предположил, что рост сжигания ископаемого топлива вызовет увеличение содержания углекислого газа С02 в атмосфере. Это усилит парниковый эффект, и произойдет сильное потепление климата. Данный прогноз в той его части, что касается климата, пока работает слабо. Однако научное и практическое обслуживание этой гипотезы развилось практически в самостоятельную отрасль. Во многих странах принимаются меры по ограничению эмиссии С02. На этом фоне проблема спасения разрушающегося озонового слоя выглядит пасынком. Не странно ли это?

 

Так ли всесилен парниковый эффект?

Когда в апрельские холода 1997 г. в  Москве людей удивляли сводки о жаре на юге Сибири, в газетах проскочило сообщение, что это является частью новых завоеваний всемогущего парникового  эффекта. Да, да, именно того, созданного людьми явления, которое стало угрожать цивилизации после превращения  атмосферы Земли в "свалку" газообразных и аэрозольных отходов.

Экологическим врагом номер один для  цивилизации объявлен излишек углекислого  газа. Сжигая ископаемое топливо и  сводя леса, люди увеличивают его  содержание в атмосфере. И эта  прибавка разогревает Землю больше, чем все прочие парниковые газы, такие, как метан, окись азота, фреоны. Такова официальная версия Всемирной метеорологической организации, поддержанная ООН и ее специализированными организациями.