Разрушение озонового слоя. Выбросы загрязняющих веществ
Основная экологическая проблема в 2019 году
Именно выбросы загрязняющих веществ являются главной причиной многих экологических проблем. И одна из них – разрушение озонового слоя.
Сам по себе озоновый слой представляет воздушный экран, находящийся внутри стратосферы на высоте от 20 до 30 км, и состоящий из озона, который образуется за счет воздействия ультрафиолетовых лучей на молекулярный кислород.
Именно озон способен поглощать ультрафиолет, чем ослабляет радиацию и играет существенную роль в защите Земли от прямого солнечного излучения, которое смертельно для всего живого.
Толщина озонового слоя незначительна. И загрязняющие вещества, выбрасываемые в атмосферу в основном в результате деятельности человека, способны привести к еще большему уменьшению этого слоя. И как следствие к его истощению, и в дальнейшем к формированию так называемых озоновых дыр, которые способны пропускать ультрафиолетовое излучение.
Последствия разрушения озонового слоя
Исчезновение озонового слоя может привести к очень серьезным последствиям и необратимым процессам в природе.
- В морской среде первым погибнет планктон, что в дальнейшем приведет к уменьшению количества рыб и млекопитающих.
- Для растительности это пагубно разрушением листвы и высыханием.
- Для животного мира – появлением разного рода мутаций.
- Для людей – чревато проблемами со здоровьем, такими как увеличение раковых заболеваний кожи, повреждения ДНК, появление массовых расстройств психики из-за нарушения частоты электромагнитного поля Земли, которое также может произойти по причине сокращения озонового слоя.
- Кроме того, снижение плотности слоя озона может повлечь за собой существенные изменения климата, падение урожайности и животноводства.
Причины разрушения озонового слоя
Согласно мнению большинства ученых основной причиной сокращения озонового слоя являются выбросы фреонов – газов, способных вступать в верхних слоях атмосферы в химическую реакцию и превращать озон в кислород, тем самым разрушая озоновый экран.
Происходит это за счет разложения фреонов и отщепления хлора, являющимся одним из самых опасных по воздействию на озон, наряду с такими озоноразрушающими веществами, как бром и водород.
Период нахождения в атмосфере этих веществ составляет местами до 200 лет, и их воздействие на озон очень продолжительно.
Фреоны применяются в основном как хладагенты в морозильном оборудовании и холодильниках, кондиционерах и аэрозольных распылителях, огнетушителях и при производстве пенопласта.
Помимо выбросов фреонов, причинами разрушения слоя озона также могут быть запуски ракет, кораблей и спутников в космос, полеты на высоте 12-16 км авиатранспорта, промышленные выбросы вредных веществ, а также массовость скотоводческих ферм, в результате деятельности которых образуется опасный для озона метан.
Меры защиты экологии и озонового слоя
Несмотря на постоянное объединение большинства стран и международное сотрудничество по вопросам защиты озонового экрана планеты от разрушения, вопрос этот по-прежнему остаётся достаточно острым и глобальным.
И, чтобы избежать разрушения озонового слоя и в будущем, необходимо соблюдать ряд следующих мероприятий:
- Продолжать дальнейшее объединение всех стран и народов в вопросах защиты и охраны атмосферного воздуха;
- Ужесточить контроль за выбросами вредных веществ, которые способны разрушать озоновый слой, и максимально сократить их использование и производство;
- Продолжать искать альтернативную замену озоноразрушающим веществам, и пытаться по возможности прекратить использование фреонов;
- Вести постоянные наблюдения за озоновым экраном и его состоянием;
На производственных предприятиях устанавливать очистительные фильтры, способные улавливать вредные вещества; - Сокращать количество транспорта, в том числе и авиационного;
- Уменьшать количество ферм по скотоводству;
- Повсеместно переходить на экологичный образ жизни.
Понимая важность озонового слоя и его роль, которую он играет для защиты Земли от солнечной радиации и перегрева, необходимо всем странам объединяться в вопросе защиты атмосферы от загрязняющих веществ и предпринимать все возможные меры для дальнейшего предотвращения разрушения озонового слоя.
Только совместными усилиями можно будет приостановить проблему сокращения озонового экрана и образования новых озоновых дыр.
Источник
Последствия разрушения озонового слоя
Истощение озонового слоя увеличивает количество ультрафиолетовых лучей, достигающих поверхности Земли. Лабораторные исследования показывают, что средневолновой ультрафиолет (УФ-B) вызывает рак кожи, не связанный с меланомой, и играет важную роль в развитии злокачественной меланомы.
Кроме того, УФ-B связан с развитием катаракты — помутнения хрусталика глаза.
Поскольку весь солнечный свет содержит некоторое количество УФ-B, даже при нормальном уровне озона в стратосфере, всегда важно защищать кожу и глаза от солнца.
Разрушение озонового слоя и растения
Ультрафиолетовое излучение влияет на физиологические процессы и процессы развития растений. Несмотря на механизмы снижения или восстановления этих эффектов и способность адаптироваться к повышенным уровням УФ-B, ультрафиолет может непосредственно влиять на рост растений.
Косвенные изменения, вызванные УФ-B (такие как изменения формы растения, распределение питательных веществ в растении, сроки фаз развития и вторичного метаболизма) могут быть в равной степени, а иногда и более важными, чем разрушительные эффекты УФ-B. Эти изменения могут иметь неблагоприятные последствия для экосистем, агроценозов, вызывают нарушения биогеохимических циклов.
Не хотите чтобы продолжалось разрушение озонового слоя? Вот что можно сделать ваша организация:
Разрушение озонового слоя и водные экосистемы
Фитопланктон образует основу для водных кормовых сетей. Производительность фитопланктона ограничивается эвфотической зоной, верхним слоем водоемов, в котором имеется достаточное количество солнечного света для поддержания чистой производительности.
Было показано, что воздействие солнечного УФ-B-излучения влияет как на ориентацию, так и на подвижность фитопланктона, что приводит к снижению выживаемости этих организмов. Ученые продемонстрировали прямое снижение производства фитопланктона из-за связанного с разрушением озонового слоя увеличения содержания УФ-B.
Было обнаружено, что ультрафиолетовое излучение наносит ущерб ранним стадиям развития рыб, ракообразных, земноводных и других морских животных. Наиболее тяжелыми последствиями являются снижение репродуктивной способности и нарушение развития личинок. Небольшое увеличение УФ-облучения может привести к сокращению популяции мелких водных организмов, что повлияет на пищевую цепочку.
Последствия разрушения озонового слоя для биогеохимических циклов
Увеличение ультрафиолетового излучения может повлиять на биогеохимические циклы на суше и в воде, изменяя таким образом как источники, так и поглотители парниковых и химически важных следовых газов (например, двуокиси углерода, окиси углерода, карбонилсульфида, озона),
Источник
Истощение озонового слоя: причины и последствия
Озоновый слой (его ещё называют «озоносферой») — часть атмосферы нашей планеты. Он пролегает между стратосферой и тропосферой на высоте 25-30 км в тропических широтах, 20-25 — в умеренных, и 15-25 — на полярном круге. Как ясно из названия, по большей части он состоит из озона — одной из модификаций хорошо знакомого нам кислорода, образующейся при воздействии на него ультрафиолетового излучения от солнца.
Без озонового слоя появление столь многочисленной и разнообразной фауны на нашей планеты было бы невозможным: как и кислород, озон поглощает часть ультрафиолетового излучения и солнечной радиации, защищая человека и животных от вредоносного воздействия. Кроме того, излишнее количество ультрафиолета затрудняло бы фотосинтез в растениях и снижало бы продуктивность сельского хозяйства. Важно понимать, что озон абсорбирует ультрафиолет и радиацию, однако почти не поглощает видимый свет и оставляет растениям достаточное количество солнечной энергии для фотосинтеза.
Кроме того, озоновый слой выполняет такие функции:
- Нейтрализует углекислый газ;
- Отражает космическое излучение;
- Регулирует температуру на поверхности Земли;
- Удерживает кислород.
Что такое озоновые дыры и откуда они берутся
Озоновой дырой называют падение концентрации озона на конкретном участке атмосферы. Впервые это явление заметили британские учёные Джон Шанклин, Джо Фармен и Брайан Гардинер. В своей статье известному научному журналу Nature они описали свои наблюдения, суть которых заключалась в том, что каждый год (как правило, в августе) над Арктикой появляются многочисленные озоновые дыры общей площадью более двух миллионов квадратных километров. Продолжительность их существования в среднем — семь дней.
После продолжительных исследований учёные смогли установить причину этого явления. Во время наступления продолжительной «полярной ночи», солнце прячется за горизонт, из-за чего резко падает температура и сокращается поступление ультрафиолета в атмосферу. Как результат — в стратосфере появляются облака, состоящие из кристаллов льда. В таких кристаллах накапливается хлор, который, после череды сложных химических реакций превращает озон (который, как мы помним, лишь модификация кислорода) обратно в кислород. Одна молекула хлора способна уничтожить миллион молекул озона.
По окончании полярной ночи и наступлении полярного дня, эти дыры затягиваются, ультрафиолет снова начинает взаимодействовать с кислородом и превращать его в озон.
Причины разрушения озонового слоя
Вопреки распространённому мнению, человек — не единственный виновник возникновения озоновых дыр, к этому явлению приводят и некоторые природные факторы. Прежде всего — газы, заключённые в земной коре, в породах или в воде, в растворённом виде. Относительно недавно учёные установили, что, к примеру, во время извержения вулкана, из пород поднимается большой объём газа, содержащего фторуглеводороды, расщепляющие озон.
Современная наука, однако, считает главной причиной появления озоновых дыр всё-таки антропологический фактор, то есть человека. Озон — неустойчивый газ, и он легко разрушается, взаимодействуя со многими веществами, который человек выбрасывает в воздух в результате своей жизнедеятельности: бром, хлор, фреоны, водород.
Главными источниками подобных выбросов являются:
- Промышленные предприятия — фабрики и заводы без очистных сооружений;
- Минеральные удобрения;
- Теплоэлектростанции;
- Ядерные взрывы;
- Запуск ракет в космос;
- Реактивные самолёты.
Тем не менее, основная причина разрушения озонового слоя — фреоны (хлорфторуглероды или ХФУ), на которых стоит остановиться подробнее. Это целая группа веществ-хладагентов, которые используются, в первую очередь, при изготовлении холодильников и морозильных камер, — раньше для этих задач использовали токсичные вещества вроде аммиака или сернистого газа. Кроме того, хлорфторуглероды используются при изготовлении аэрозолей, растворителей, вспенивателей, а также в парфюмерии и пищевой промышленности.
При всей своей полезности фреоны наносят вред озоновому слою: при воздействии солнечной радиации они разлагаются на вещества, которые расщепляют озон, превращая его в кислород. Когда учёные заметили эту реакцию и забили тревогу, ООН по окружающей среде вместе со Всемирной Метеорологической Организацией организовали подписание так называемого Монреальского протокола. Промышленники, дипломаты, политики и учёные со всего мира собрались в канадском городе Монреаль и подписали договорённость о том, что в их странах начнётся постепенный отказ от фреонов и поиск новых, безопасных ему альтернатив. Протокол был подписан в 1987-м году, начал действовать — два года спустя, в 1989-м.
Мифы об озоновых дырах
Несмотря на то, что истончение озонового слоя — вполне реальная проблема, чреватая реальными проблемами, нужно признать: для многих людей, не проявляющих особенного внимание к науке, она может казаться мифичной и абстрактной. Как результат — множество ненаучных теорий, созданных конспирологами и невнимательными журналистами, охотно их подхватывающих в попытке раздуть «сенсацию». Вот лишь некоторые из подобных теорий:
1. Фреоны не влияют на образование озоновых дым, потому что они слишком тяжёлые и не могут достичь стратосферы. Да, фреоны действительно тяжелее кислорода и азота, однако нужно понимать, что газы в атмосфере расположены не слоями, а перемешиваются вместе. Как результат — и фреоны, и тяжёлые инертные газы, и прочие загрязняющие вещества равномерно распределяются в атмосфере, достигая и стратосферы, — примерно, за пять лет, как показывают эксперименты и исследования.
Вот самый очевидный аргумент, с которым сторонники этой теории поспорить не могут: если бы в атмосфере нашей планеты газы не смешивались, входящие в её состав углекислый газ и аргон образовали бы слой толщиной в несколько десятков метров. Такие условия лишили бы Землю возможности стать обитаемой.
2. Урон озоновому слою от хлорфторуглеродов (ХФУ) — вымысел, пролоббированный промышленниками, которым выгодно продавать более дорогие хладагенты. Токсичные хлорфторуглероды — довольно дешёвое вещество, которое активно использовали (а некоторые продолжают использовать) при создании аэрозолей, изоляционных материалов, пенопласта, хладагентов для холодильников.
Приведённое выше утверждения легко опровергается простой исторической справкой и логикой. В семидесятых были опубликованы первые данные о вредоносном воздействии фреонов на стратосферу нашей планеты. Вскоре, в июле 1975-го года, глава крупной американской компании DuPont написал для журнала Chemical Week статью, в которой резко критиковал приведённые данные, называя теорию о разрушении озонового слоя «научной фантастикой» и «бессмысленным вздором». Нетрудно угадать, что бытовые хладагенты из хлорфторуглеродов изготавливала, в том числе, DuPont.
На самом деле, альтернативой ХФУ стали куда более дешёвые газы природного происхождения, которые не нужно было синтезировать в дорогостоящих лабораторных условиях: в аэрозолях стали использовать бутан и пропан, в качества хладагента для холодильников — углеводород, а для теплоизоляции — циклопентан.
3. Озоновая дыра должна находиться не над Антарктикой, а над населёнными территориями, — там, где активно используют фреоны. И снова нам стоит вернуться к физическим свойствам атмосферы и вспомнить, что газы в ней перемешиваются. Фреоны перемешиваются вместе с другими газами в стратосфере и тропосфере и из-за низкой реакционной способности могут находиться там годами, а то и десятилетиями, перемещаясь и распространяясь над всей территорией планеты.
Нужно понимать, что озоновая дыра — это не «дыра» в прямом смысле, у неё нет чётких территориальных границ. Это абстрактное явление, подразумевающее сниженную концентрацию озона. Обычно его замечают в Антарктике, но лишь потому, что только здесь бывает полярная ночь, когда долго нет солнца и тепла, из-за чего уровень озона падает до рекордно низких значений.
Последствия истончения озонового слоя
Как мы уже говорили выше, озон абсорбирует значительную часть ультрафиолетового излучения от солнца. Очевидно, что при снижении концентрации озона в атмосфере человек получает повышенную дозу ультрафиолета. Учёные установили, что это приводит к возникновению рака кожи и злокачественной меланомы, а также к серьёзными заболеваниям глаз — к катаракте и помутнению глазного хрусталика.
Сниженная концентрация озона в атмосфере — серьёзная проблема для морской фауны. Фитопланктон, важнейшее звено в пищевых цепочках морских обитателей, живёт в верхних слоях водной толщи. Учёными установлено, что чрезмерное солнечное излучение мешает ему ориентироваться в пространстве, и, собственно говоря, жить, — исследования подтвердили зависимость интенсивности ультрафиолетовых лучей и выживаемости фитопланктона.
Чрезмерное количество ультрафиолета оказывает негативное влияние и на растения, которые обычно куда проще свыкаются с внешними факторами, чем любые другие живые организмы. Ультрафиолет может влиять на форму и размер растений, продолжительность жизни, вторичный метаболизм, изменять способ распределения питательных веществ внутри растения.
Если бы человечество вовремя не осознало серьёзность такой проблемы как истощение озонового слоя, последствия были бы куда серьёзнее: уже к середине двадцать первого века исчезло бы более 60% озоносферы нашей планеты, в результате чего ультрафиолетовое излучение, достигающее поверхности Земли стало бы таким сильным, что было бы способным вызывать у человека солнечные ожоги за считанные минуты, а вероятность мутации под воздействием солнечной радиации увеличилось бы более, чем в шесть раз.
Пути решения проблемы разрушения озонового слоя
К счастью, однако, описанная выше ситуация — это антиутопия, вряд ли ждущая человечество в действительности. Начиная с семидесятых годов, силами активистов и некоммерческих компаний, во всём мире начали активно бороться за защиту озонового слоя. Значительно снижено потребление и производство веществ и соединений, негативно влияющей на озоносферу. Им были найдены безопасные природные альтернативы: пропан, изобутан, аммиак, углекислый газ. Удивительно, но практически все страны мира согласились с необходимостью подобных мер и вот уже несколько десятилетий неукоснительно им следуют. Один из немногих случаев серьёзного нарушения был зафиксирован в 2018-м году в Китае, где 18 фабрик признались в использовании фреонов.
В России охрана озонового слоя и контроль за его истончением закреплены на законодательном уровне. Регламентированы такие защитные мероприятия по охране озонового слоя:
- Организация постоянного наблюдения за состоянием озонового слоя;
- Постоянный контроль за изменениями климата;
- Контроль за соблюдением промышленными предприятиями нормативов по выбросам вредных веществ в атмосферу;
- Контроль и регуляция производства химических веществ и соединений, оказывающих вредоносное влияние на озоновый слой;
- Применение санкций (штрафов и проч.) в случае несоблюдения описанных выше требований.
На самом деле, сделать свой вклад в защиту озонового слоя может каждый из нас, достаточно лишь следовать нескольким простым (и известным) правилам: при возможности — переходить на экологически чистые виды топлива и правильно утилизировать токсичные отходы (батарейки, бытовая химия). Если каждый (или хотя бы большинство) из нас будет помнить, каковы причины и последствия разрушения озонового слоя, а крупные промышленники — следовать международным договоренностям, то уже к 60-м годам 21-го века экологическая проблема истощение озонового слоя может быть закрыта навсегда.
Источник