Истощение озонового слоя атмосферы – глобальная угроза жизни

Ультрафиолетовое излучение представляет для человека двойную опасность. Оно не только увеличивает возможность заболевания раком кожи, но и подавляет способность иммунной системы сопротивляться онкологическим заболеваниям. Это подавление иммунной системы также делает людей более восприимчивыми, например, к герпесу и другим инфекционными болезнями.

Помимо кожи, другим органом, в большей степени подверженным влиянию ультрафиолетового излучения, является глаз. Это излучение может воздействовать на роговую оболочку глаза, создавая условия для возникновения «снежной слепоты», названной так потому, что она часто возникает у горнолыжников и альпинистов. Иногда снежная слепота очень болезненна; ее рецидивы могут постепенно уменьшить остроту зрения. Ультрафиолетовое излучение представляет опасность и для сетчатки, а также вызывает катаракту хрусталика глаза.

Если разрушение озонового  слоя позволит большему количеству ультрафиолетовых лучей достигнуть поверхности Земли, можно ожидать, что их влияние на тех животных, глаза и кожа которых подвергаются воздействию солнечного света, будет аналогично тому, что наблюдается у людей. Детальное изучение влияния ультрафиолетовых лучей на животных и растения только начинается, но некоторые последствия уже ясны:

• Одноклеточные и  микроорганизмы подвержены опасности в большей степени, чем крупные животные, потому что ультрафиолетовый свет проникает только в поверхностные слои клеток.

• Ультрафиолетовое излучение проникает в глубь океана только на несколько метров, но это тот самый слой, где живет большая часть морских микроорганизмов. Эти небольшие плавучие растения и животные особенно чувствительны к ультрафиолетовой радиации. Кроме того, они являются основной большинства пищевых цепей в океане. Вот почему увеличение ультрафиолетовой радиации может нанести значительный ущерб многим популяциям, живущим в океане.

• Облучение ультрафиолетом уменьшает площадь поверхности листьев, высоту растений и интенсивность фотосинтеза в зеленых растениях. Различные сельскохозяйственные злаки реагируют на воздействие ультрафиолетового излучения по-разному, но у 2/3 изученных злаков снижается урожайность. Например, исследование влияния ультрафиолетового света на соевые бобы показало, что разрушение озонового слоя на 1% снижает их урожайность на 1%.

У живых организмов существует много способов самозащиты от ультрафиолетового излучения, например пигментация, шерсть, чешуя, механизм восстановления поврежденных ДНК, поведение, помогающее спрятать чувствительные места от яркого солнечного света. Эти механизмы и приспособления у одних организмов развиты лучше, чем у других. Вот почему результатом разрушения озонового слоя для одних популяций будет уменьшение их численности или вымирание, для других, напротив, увеличение численности. При этом может нарушиться баланс между численностью травоядных и запасами корма, между количеством вредителей и тех, кто их пожирает, или между численностью паразитов и их хозяев. Реакцию каждой экосистемы на истощение озонового слоя невозможно предсказать, особенно если в это же время произойдут другие изменения, например изменение климата.

Сокращение  озонового слоя таит в себе еще  одну опасность, которая может проявить себя в самом недалеком будущем: нарушается частота электромагнитного поля Земли. Человеческий мозг приспособлен к определенным колебаниям электромагнитной среды, но если они выйдут за пределы приспособительных способностей человека, возможно ослабление психических функций, и могут начаться массовые психические расстройства людей.

Истощение озонового  слоя вызывает проблемы, связанные не только со здоровьем людей. Существует целая группа экологических проблем, причина которых – истощение озонового слоя. Это изменение климата, повреждение структуры биологических связей, разрушение и повреждение различных искусственных материалов, таких как пластик, резина, и другие проблемы.

Глобальное истощение  озонового слоя более чем на 10% по сравнению с уровнем 1970-х годов  стало единственной причиной разрушения механизмов стабилизации климата, глобального потепления и усиления стихийных бедствий.

По данным ООН количество масштабных стихийных бедствий с 1975 года возросло как минимум в 4 раза. Ущерб от стихийных бедствий в 2004 г. составил 92,9 млрд. долл., в 2005 г. достиг 159 млрд. долл. 1998, 2003- 2006 годы стали самыми теплыми за всю историю климатических наблюдений. За 2004 год четыре сильнейших урагана обрушились на штат Флорида. Все они стали одними из самых разрушительных за всю историю Соединенных Штатов. В течение “рекордного” 2005 года образовалось 28 штормов, 15 из них усилились и превратились в ураганы, включая Катрину, нанесшую ущерб в 80 миллиардов долларов и унесшую жизни около полутора тысяч человек. В 2007 г. из-за засухи была потеряна более половины урожая зерновых в ряде регионов России и Украины, в Молдове и Приднестровье. Сильнейшая засуха за столетие в Австралии и погодные аномалии в других странах привели к росту цен на зерно во всем мире. Катастрофические наводнения были в Англии, Алтайском крае, Китае, Бангладеш, Непале и Индии, аномальная жара с превышением средних температур на 10 градусов и более была в ряде европейских стран, сильные пожары лесов - в Греции, Франции, Италии, России, Украине.

 

Озоновые дыры

 

Особую тревогу  вызывают так называемые озоновые дыры, возникающие в отдельных регионах планеты, чаще над полюсами.

Озоновая  дыра — локальное падение концентрации озона в озоновом слое Земли.

В начале 80-х годов  английские и японские ученые выяснили, что с конца 70-х годов над  Антарктикой непрерывно истощается озоносфера - слой атмосферного озона. Наземные и спутниковые измерения обнаружили своего рода озоновую "дыру", в которой озона в столбе воздуха было на 30-50% меньше нормы. Эта "дыра" в Антарктике наблюдается весной (сентябрь-ноябрь), в другие сезоны содержание озона ближе к норме. Заметнее всего это уменьшение на высотах 15-25 км, в слое с максимальным содержанием озона. Позднее выяснилось, что озона в атмосфере становится все меньше и меньше также в средних и высоких широтах Северного полушария зимой - весной (январь - март), особенно над Европой, США, Тихим океаном, Европейской частью России, Восточной Сибирью и Японией.

Детальные измерения  показали, что при общем истощении  озоносферы содержание озона возрастало, в частности, над Лабрадором (северо-восток Канады) в январе. Временами (например, в 1988 г.) оно увеличивалось и над Антарктикой. Однако в целом содержание озона в атмосфере за последние два десятилетия значительно уменьшилось.

Озон, как описано выше, разрушается, взаимодействуя с выбрасываемыми в атмосферу веществами, содержащими хлор (фреонами и галонами), которые используют в различных отраслях промышленности. Многочисленные измерения и расчеты свидетельствуют о том, что эти реакции протекают, в основном, на поверхности полярных стратосферных облаков, которые образуются здесь при очень низких (менее -80°С) температурах. Когда солнце прячется и начинается долгая полярная ночь, происходит резкое падение температуры, и образуются высокие стратосферные облака, содержащие кристаллики льда. Появление этих кристалликов вызывает серию сложных химических реакций, приводящих к накоплению молекулярного хлора (молекула хлора состоит из двух соединенных атомов хлора). Когда появляется солнце и начинается антарктическая весна, под действием ультрафиолетовых лучей происходит разрыв внутримолекулярных связей, и в атмосферу устремляется поток атомов хлора. Эти атомы выступают в роли катализаторов реакций превращения озона в простой кислород. Вследствие этой цепочки превращений озон начинает исчезать из атмосферы над Антарктидой, образуя озоновую дыру. Однако вскоре, с потеплением, антарктические вихри разрушаются, свежий воздух (содержащий новый озон) устремляется в этот район, и дыра исчезает.

Наблюдения показали, что подобный химический механизм действует  и в Арктике (в январе - марте). Температура нижней стратосферы в Арктике выше, чем в Антарктике, поэтому полярные стратосферные облака здесь образуются реже, так что озоновая "дыра" регистрируется главным образом над Антарктикой. Ключевой элемент этого механизма разрушения озона - именно полярные стратосферные облака, образующиеся только при очень низких температурах. Такие температуры над Антарктикой обусловлены сильными западными ветрами, которые формируют своеобразный полярный "барьер" (его называют также полярным вихрем), препятствуя межширотному обмену теплом и озоном.

Уменьшение содержания озона в атмосфере, появления озоновых дыр, говорит о необходимости защитных мер.

 

Защита  озонового слоя от разрушения

 

Существуют  различные технические проекты  защиты от разрушения озонового слоя. Например, в одном из проектов предлагается заполнить разрушенную часть озонового слоя азотом, а для его доставки в верхние слои атмосферы использовать баллистические ракеты. Российский консорциум «Интерозон» предложил вывести на солнечно-синхронную орбиту с высотой 1800 км от 20 и 30 спутников. Каждый спутник оборудуется солнечным концентратором и тепловой ловушкой, которая накапливает солнечную тепловую энергию, преобразует ее в электрическую и посредством лазерного луча воздействует на молекулы кислорода, находящиеся в воздухе на высоте выработанного слоя озона. Кислород под действием лазерного луча активизируется и превращается в озон. Таким образом, можно дополнительно к естественному процессу озонообразования произвести до 20 млн. т озона. Но все это в будущем.

К практическим мерам, принимаемым в настоящее  время, следует, прежде всего, отнести отказ от применения химических веществ, разрушающих озон, и в частности, фреона, используемого в холодильных установках и пенообразующих эмульсиях.

Первым международным  документом, направленным на защиту озонового  слоя, была подписанная в 1985 году Венская  конвенция, за которой последовали  Монреальский (1987), Лондонский (1990), Копенгагенский (1992) протоколы, дополняющие и ужесточающие ранее принятые договоренности. На Копенгагенском совещании была принята поправка, по которой датой полного исключения хлорфторуглеродов (ХФУ) и галлонов из производства и потребления назначен 1996 г. Однако Россия ввиду финансовых затруднений выполнила это требование с отсрочкой. С 2003 г. в России прекращено производство озоноразрушающих веществ, перечисленных в приложениях А и В к Монреальскому протоколу (см. приложение 1 данного реферата). Реализуется План действий по завершению потребления озоноразрушающих веществ (ОРВ) в стране в 2004 – 2006 гг.

В 1991 г. совместным решением Всемирного банка, ЮНЕП и Программы  развития ООН учрежден Глобальный экологический  фонд (ГЭФ) в размере 2 млрд. долл. для перевода промышленности на озоносберегающие технологии и решения других экологических проблем. Он представляет собой финансовый механизм выделения грантов и льготных кредитов странам на осуществление проектов и деятельности, имеющих целью решение глобальных экологических проблем.

В последние  годы в странах ЕС производство веществ, разрушающих озоновый слой, уменьшилось почти на 90%. Сейчас многие компании в мире выпускают аэрозоли и химические вещества, не содержащие ХФУ, и обычно они маркируются значком с надписью «Ozone Friendly» («дружественный к озону»).

Однако, даже если разрушающие озон газы будут вообще сняты с производства, потребуется еще около сотни лет для того, чтобы молекулы ХФУ, уже имеющихся в атмосфере, полностью распались.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

Возможности воздействия человека на природу постоянно растут и уже достигли такого уровня, когда возможно нанести биосфере непоправимый ущерб. Уже не в первый раз вещество, которое долгое время считалось совершенно  безобидным, оказывается на самом деле крайне опасным. Лет двадцать назад вряд ли кто-нибудь мог предположить, что обычный аэрозольный баллончик может представлять серьезную угрозу для планеты в целом. К несчастью, далеко не всегда удается вовремя предсказать, как то или иное соединение будет воздействовать на биосферу. Потребовалась достаточно серьезная демонстрация опасности ХФУ для того, чтобы были приняты серьезные меры в мировом масштабе. Следует заметить, что даже после обнаружения озонной дыры, ратифицирование Монреальской конвенции одно время находилось под угрозой.

Понимание взаимодействий между озоном и изменением климата, и предсказание последствий изменения требует громадных вычислительных мощностей, надежных наблюдений, и здравых диагностических способностей. Способности сообщества науки быстро развились за прошлые десятилетия, но все же некоторые фундаментальные механизмы работы атмосферы все еще не ясны. Успех будущего исследования зависит от общей стратегии, с реальным взаимодействием между наблюдениями ученых и математическими моделями.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

1. Лавров С.Б. Глобальная проблема современности. - Санкт-Петербург, 1995г.
2. Павлова Е.И. Экология транспорта. – М., «Высшая школа», 2006.
3. Егоренков Л.И. Основы экологической безопасности. – М., 1993.
4. Хван Т.А. Промышленная экология. – Ростов-на-Дону, 2003.
5. Жадин Е.А. Озоновые дыры: новый взгляд// Общественный экологический Internet – проект Ecolife. http://www.ecolife.org.ua./
6. Пономарь В.В. О физической несостоятельности «парникового эффекта углекислого газа». Расширение НАТО – это усиление климатической войны//Научно-техническая библиотека. http://www.sciteclibrary.ru/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 1

Приложения  А и В Монреальского протокола

Приложение А: Регулируемые вещества

Группа	Вещество	Озоноразрушающая способность*
Группа I
CFCl3	(ХФУ-11)	1,0
CF2Cl2	(ХФУ-12)	1,0
C2F3Cl3	(ХФУ-113)	0,8
C2F4Cl2	(ХФУ-114)	1,0
C2F5Cl	(ХФУ-115)	0,6
Группа II
CF2BrCl	(галон-1211)	3,0
CF3Br	(галон-1301)	10,0
C2F4Br2	(галон-2402)	6,0