Озоновый слой: проблема XXI века

 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                    

                                                       Реферат на тему: 
 

                «Озоновый слой: проблема XXI века»

                  
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                                          

                                                                                          Выполнила: Куликова Д.Ю.

                                                                            Ученица10 «Б» класса

                                                                                                       Средней школы№30 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                   Вологда.

                                                    2009г. 
 
 
 
 
 
 

                              Содержание. 
 

1. Введение.

2. Из истории.

3. Озоновый слой-щит Земли

4. Парниковый эффект.

5. Кислотные дожди.

6. Заключение.

7. Список используемой литературы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

        Введение. 

Конец ХХ века характеризуется  мощным рывком научно технического прогресса,  ухудшением состояния окружающей человека природной среды. Поистине, наша планета никогда раньше не подвергалась таким физическим и политическим перегрузкам, какие она испытывает на рубеже ХХ – ХХI веков. Человек никогда ранее не взимал с природы столько дани и не оказывался столь уязвимым перед мощью, которую сам же  и создал. XX век принес человечеству немало благ, связанных с бурным развитием научно-технического прогресса, и в то же время поставил жизнь на Земле на грань экологической катастрофы. Рост населения, интенсификация добычи и выбросов, загрязняющих Землю, приводят к изменениям в природе и отражаются на самом существовании человека. Часть из таких изменений чрезвычайно сильна и настолько широко распространена, что возникают глобальные экологические проблемы. Имеются серьезные проблемы загрязнения (атмосферы, вод, почв), кислотных дождей, радиационного поражения территории, а также утраты отдельных видов растений и живых организмов, оскудения биоресурсов, обезлесения и опустынивания территорий. 
 
 
 

    

       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 озоноразрушающих веществ, 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  хлорфторуглероды в атмосфере от 74 до 111 лет. Расчетным путем доказано, что за это время один атом хлора способен превратить в кислород 100 000 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 хлорфторуглероды сократилось более чем вдвое. Темпы прироста озоноразрушающих веществ в атмосфере уменьшились. 
 
 
 

               Озоновый слой-щит Земли. 

Озон представляет собой едкий, слегка голубоватый газ. Его молекула состоит из трех атомов кислорода (O3), так что озон является «химическим родственником» более стабильного и изобилующего в атмосфере вещества, необходимого для дыхания человека, состоящего из двух атомов кислорода

(О2). Озон образуется, когда молекула кислорода распадается на атомы под воздействием солнечного ультрафиолетового излучения. Атомы кислорода вступают в связь с молекулами кислорода, при этом образуется озон (О+О2—>O3).Свойства озона: Способность поглощать биологически опасное ультрафиолетовое излучение Солнца. Озон - сильнейший окислитель (попросту яд), поэтому приземный озон опасен. Способность поглощать инфракрасное излучение земной поверхности Способность влиять на химический состав Атмосферы. В отличие от других атмосферных составляющих озон появился в атмосфере исключительно химическим путём. Наиболее ценным с экологической точки зрения свойством озона является его способность поглощать биологически опасное ультрафиолетовое излучение Солнца; в то же время как химическое соединение озон является сильнейшим окислителем (попросту ядом), способным при непосредственном контакте отравить ту самую флору и фауну,

которую он защищает в качестве стратосферного озонового  слоя. Помимо этого озон является эффективным парниковым газом. И, наконец, озон оказывает заметное влияние на малые активные составляющие атмосферы (такие, например, как гидроксильный радикал), а через них - и на стабильные компоненты, которые, как и сам озон поглощают и ультрафиолетовое и инфракрасное излучение. Тем самым озон оказывает не только прямое, но и косвенное влияние на парниковый эффект и уровень поверхностного УФ излучения.

Растительность на суше появилась лишь чуть более 400 миллионов  лет тому назад, когда содержание кислорода составило примерно 0,5, а озона - 0,7 современного уровня, что оказалось достаточным, чтобы защитить живые клетки от коротковолнового солнечного излучения. До этого момента жизнь развивалась исключительно в водной среде, которая и обеспечивала соответствующую защиту вместо озонового слоя. Накопление кислорода в атмосфере до появления растений на суше происходило за счёт процессов фотосинтеза в океане, а также за счёт дегазации базальтовой магмы. Оба

этих источника  атмосферного кислорода продолжают действовать и сейчас, причём доля океана в фотосинтезе кислорода составляет 80%.

Существует «хороший озон» и «плохой озон». «Плохой  озон» - ученые называют фотохимическим смогом, поразившим такие крупнейшие города, как, например, Лос-Анджелес, Мехико, Денвер, Чикаго, Нью-Йорк и многие другие. Существуют принципиальные отличия между «плохим» и «хорошим» озоном. Если на время оставить широко распространенную проблему городского смога, то окажется, что приблизительно 90 процентов озона Земли - это озон стратосферы, слоя атмосферы, расположенного высоко над

земной поверхностью. Стратосфера располагается над  тропосферой, нижним слоем атмосферы, толщина которого составляет километры. В тропосфере воздух наиболее плотный и там происходит большая часть преобразований,

связанных с формированием  погоды. Стратосфера начинается на высоте 8 км над полюсами (17 км над экватором) и простирается вверх на высоту приблизительно 50 км.

Озон в стратосфере  обычно относят к «хорошему» озону, так как он предохраняет землю от разрушительного ультрафиолетового излучения. Большая часть из оставшихся 10 процентов «плохого» озона находится в приземном слое атмосферы - тропосфере - и, достигнув определенных

концентраций, он представляет опасность для здоровья и благополучия населения. Концентрация молекул озона в атмосфере ниже, чем одна молекула O3 на

каждый миллион  молекул воздуха. Такое соотношение  одновременно как подчеркивает, так и дает неверное представление о том, какую критическую роль играет озон в глобальной экологической системе. Ключевой момент

заключается в том, что озон поглощает солнечное ультрафиолетовое излучение (УФ излучение с длиной волны в диапазоне между 280 и 320 нанометров, способное повредить ДНК живых организмов). Это свойство делает озон незаменимым элементом защиты человека от УФ излучения,

способного нанести  огромный биологический вред.

Общее количество озона  в атмосфере, если его сжать до плотности воздуха у поверхности Земли, составит слой толщиной приблизительно в 3,5 миллиметра. И эта тонкая пленка является одним из ключевых факторов, делающих окружающую среду планеты пригодной для жизни человека. 
 
 

               

          Парниковый эффект. 

В  1985   г.   специалисты   по   исследованию   атмосферы   из   Британской Антарктической Службы 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  этот  вывод подтвердили другие исследователи, показавшие также, что область  пониженного содержания озона простирается  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  его  ходе  ученые  из  4 стран несколько раз поднимались в область  пониженного  содержания  озона  и собрали детальные сведения о ее  размерах  и  проходящих  в  ней  химических процессах.  Фактически  это  означало,  что  в  полярной  атмосфере  имеется озоновая "дыра". (Озоновая дыра -  разрыв  озоносферы   диаметром  св.  1000

км),   возникший над Антарктидой и перемещающийся  в населенные   районы Австралии.   Озоновая   дыра   возникла   предположительно   в    результате антропогенных  воздействий,  в   т.   ч.   широкого   использования   в

промышленности и  быту  хлорсодержащих  хладонов[2]  (фреонов),  разрушающих озоновый слой. Озоновая дыра представляет опасность  для  живых  организмов, поскольку  озоновый  слой  защищает  поверхность  Земли  от чрезмерных  доз ультрафиолетового излучения  Солнца.

В среднем по Земле  с 1979 по 1990 г. содержание озона упало  на 5%. Это  открытие  обеспокоило   как   ученых,   так   и   широкую общественность, поскольку из него  следовало,  что  слой  озона,  окружающий нашу планету, находится в большей опасности, чем считалось ранее.  Утончение

этого  слоя  может  привести  к  серьезным  последствиям  для  человечества. Падение  концентрации  озона  на  1% приводит в среднем  к  увеличению  интенсивности  жесткого  ультрафиолета  у поверхности  земли   на   2%.   Эта   оценка   подтверждается   измерениями, проведенными  в  Антарктиде.            По   своему   воздействию   на   живые   организмы   жесткий

ультрафиолет близок к ионизирующим излучениям, однако, из-за большей, чем  у g-излучения длины 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,  что

может  вызвать  рак  кожи,  в  особенности   быстротекущую   злокачественную меланому,  катаракту  и  иммунную  недостаточность. Также,   жесткий ультрафиолет способен вызывать и обычные ожоги кожи и роговицы.  Уже  сейчас

во всем  мире  заметно  увеличение  числа заболевания раком кожи,  однако значительно  количество  других  факторов  не  позволяет  однозначно утверждать,  что  в  этом  повинно  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  находится  в основании пищевых цепочек практически всех морских  экосистем,  поэтому  без

преувеличения можно  сказать, что практически вся  жизнь  в  приповерхностных слоях 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 способ защититься от  жесткого  УФ  излучения,  но при этом рискует умереть от голода. Одни из самых больших перемен произойдут в полярных областях. Толщина и