Проблемы разрушения озонового слоя

                 Министерство образования и науки

                             Российской Федерации 

                              Федеральное агентство по образованию

  ГОУ ВПО «Ивановский Государственный Университет» 

                                            Физический факультет

                                               Предмет: Экология

 

               «Проблемы разрушения озонового слоя» 
 
 

                                                                                                       

                                                                                                          Реферат

                                                                                                          студента 1-го курса

                                                                                                          Ивонтьева К. Д.   

                                                                                                           
 
 
 
 
 

                                                  Иваново 2011

                                                       

                                                         Содержание

Введение……………………….     ….3

Местоположение и  функции озонового слоя……………………..      ….3

Из истории……………………….     ….4

Озоновые дыры и  причины их возникновения……………………….     ….5

Источники разрушения озонового слоя……………………….     ….5

Озоновая дыра над  Антарктикой……………………….     ….7

Монреальский протокол о теоретической озоновой дыре……………………….     ….8

Что было сделано в  области защиты озонового слоя……………………….     ….9

Заключение……………………….     ….9 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                         Введение

Современная кислородная  атмосфера Земли - уникальное явление  среди планет Солнечной системы, и эта её особенность связана  с наличием на нашей планете жизни.

Проблема экологии для людей сейчас, несомненно, самая  главная. На реальность экологической  катастрофы указывает разрушение озонного слоя Земли. Озон - трехатомная форма  кислорода, образуется в верхних  слоях атмосферы под действием  жесткого (коротковолнового) ультрафиолетового  излучения Солнца.

Сегодня озон беспокоит  всех, даже тех, кто раньше не подозревал о существовании озонного слоя в  атмосфере, а считал только, что запах  озона является признаком свежего  воздуха. (Недаром озон в переводе с греческого означает ''запах''.) Этот интерес понятен - речь идёт о будущем  всей биосферы Земли, в том числе  и самого человека. В настоящее  время назрела необходимость  принять определённые обязательные для всех решения, которые позволили  бы сохранить озонный слой. Но чтобы  эти решения были правильны, нужна  полная информация о тех факторах, которые изменяют количество озона  в атмосфере Земли, а также  о свойствах озона, о том, как  именно он реагирует на эти факторы.

                           Местоположение и функции озонового  слоя

В воздухе всегда присутствует озон, концентрация которого у земной поверхности составляет в среднем 10-6%. 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  от7-8 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. Озон поглощает  некоторую часть инфракрасного  излучения Земли. Благодаря этому  он задерживает около 20% излучения  Земли, повышая отепляющее действие атмосферы. 

Озон - 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 в результате фотохимических превращений  выхлопных газов автомашин. 

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

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

                                                    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 100 000 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 ХФУ сократилось более  чем вдвое. Темпы прироста озоноразрушающих веществ в атмосфере уменьшились.

                             Озоновые дыры и причины их возникновения

Озоновый слой - это  широкий атмосферный пояс, простирающийся на высоте от 10 до 50 км над поверхностью Земли. Химически озон - это молекула, состоящая из трех атомов кислорода  (молекула кислорода содержит два атома). Концентрация озона в атмосфере очень мала, и небольшие изменения количества озона приводят к серьезным изменениям интенсивности ультрафиолета, достигающего земной поверхности. В отличии от обычного кислорода озон неустойчив, он легко переходит в двухатомную, устойчивую форму кислорода. Озон - гораздо более сильный окислитель, чем кислород, и это делает его способным убивать бактерии, подавлять рост и развитие растений. Впрочем, из-за его низкой в обычных условиях концентрации в приземных слоях воздуха эти его особенности практически не влияют на состояние живых систем.

Гораздо важнее его  другое свойство, делающее этот газ  совершенно необходимым для всей жизни на суше. Это свойство - способность  озона поглощать жесткое (коротковолновое) ультрафиолетовое (УФ) излучение Солнца. Кванты жесткого УФ обладают энергией, достаточной для разрыва некоторых  химических связей, поэтому его относят  к ионизирующим излучениям. Как и  другие излучения этого рода, рентгеновское  и гамма-излучение, оно вызывает многочисленные нарушения в клетках  живых организмов. Озон образуется под воздействием высокоэнергетичной солнечной радиации, стимулирующей  реакцию между О₂ и свободными атомами кислорода. Под воздействием умеренной радиации он распадается, абсорбируя энергию этой радиации. Таким образом, этот цикличный процесс "съедает" опасный ультрафиолет.

Молекулы озона, как  и кислорода, электрически нейтральные, т.е. не несут электрического заряда. Поэтому само по себе магнитное поле Земли не влияет на распределение  озона в атмосфере. Верхний слой атмосферы - ионосфера, практически  совпадает с озоновым слоем.

В полярных зонах, где  силовые линии магнитного поля Земли  замыкаются на ее поверхности, искажения  ионосферы весьма значительны. Количество ионов, в том числе и ионизированного  кислорода, в верхних слоях атмосферы  полярных зон снижено. Но главная  причина малого содержания озона  в области полюсов - малая интенсивность  солнечного облучения, падающего даже во время полярного дня под  малыми углами к горизонту, а во время  полярной ночи отсутствуют вовсе. Площадь  полярных «дыр» в озоновом слое - надежный показатель изменений общего содержания озона в атмосфере.

Содержание озона  в атмосфере колеблется вследствие многих естественных причин. Периодические  колебания связаны с циклами  солнечной активности; многие компоненты вулканических газов способны разрушать  озон, поэтому повышение вулканической  активности ведет к снижению его  концентрации. Благодаря высоким, сверураганным  скоростям воздушных потоков  в стратосфере разрушающие озон вещества разносятся на большие площади. Переносятся не только разрушители  озона, но и он сам, поэтому нарушения  концентрации озона быстро разносятся на большие площади, а локальные  небольшие «дыры» в озоновом щите, вызванные, например, запуском ракеты, сравнительно быстро затягиваются. Только в полярных областях воздух малоподвижен, вследствие чего исчезновение там озона  не компенсируется его заносом из других широт, и полярные «озонные дыры», особенно на Южном полюсе, весьма устойчивы.

 Источники  разрушения озонового слоя

Среди разрушители  озонного слоя можно выделить:

1) Фреоны.

Озон разрушается  под воздействием соединений хлора, известных как фреоны, которые, также  разрушаясь под воздействием солнечной  радиации, освобождают хлор, «отрывающий» от молекул озона «третий» атом. Хлор в соединения не образовывает, но служит катализатором «разрыва». Таким образом, один атом хлора способен «погубить» много озона. Считается, что соединения хлора способны оставаться в атмосфере от 50 до 1500 лет (в зависимости  от состава вещества) Земли. Наблюдения за озоновым слоем планеты проводились  антарктическими экспедициями с  середины 50-х.

Озоновая дыра над  Антарктидой, увеличивающаяся по весне  и уменьшающаяся к осени, была обнаружена в 1985 году. Открытие метеорологов вызвало цепь последствий экономического характера. Дело в том, что в существовании  «дыры» была обвинена химическая промышленность, производящая вещества, содержащие фреоны, способствующие разрушению озона (от дезодорантов до холодильных установок).

В вопросе о том  насколько человек повинен в  образовании «озоновых дыр» - единого  мнения нет.

С одной стороны - да, безусловно повинен. Производство соединений, приводящих к разрушению озона, следует  свести к минимуму, а лучше и  вообще прекратить. То есть отказаться от целого сектора промышленности, с оборотом в многие миллиарды  долларов. А если не отказаться - то перевести ее на «безопасные» рельсы, что тоже стоит денег.

Точка зрения скептиков: человеческое влияние на атмосферные  процессы, при всей его разрушительности в локальном плане, в планетарном  масштабе - ничтожно. Антифреоновая  кампания «зеленых» имеет вполне прозрачную экономическую и политическую подоплеку: с ее помощью крупные  американские корпорации (Дюпон, например), душат своих зарубежных конкурентов, навязывая соглашения по "охране окружающей среды" на государственном  уровне и насильно вводя новый  технологический виток, который  более слабые в экономическом  отношении государства выдержать  не в состоянии.