Значение озонового слоя, причины его разрушения - Проблемы разрушения озонового слоя
В 1996 г. Нобелевской премией по химической экологии удостоены ученые химики Шервуд Роуланд, Марио Малина из Калифорнийского университета в Беркли (США) и Поль Крутцен из Германии за научную гипотезу, выдвинутую ими еще в 1974 г. Их догадка состоит в том, что разрушителями озона являлись синтезированные человеком химические вещества, получившие название хлорфторуглероды (ХФУ).
Озоноразрушающие вещества (ОРВ), инертные, неядовитые, несложные в производстве, получили широкое распространение - в баллончиках с аэрозолями различного назначения, а также как охлаждающие жидкости в холодильниках и кондиционерах, как растворители (тетрахлорметан, метилхлороформ, бромистый метил), в производстве пестицидов. Бромистый метил используется в качестве дезинфицирующего вещества для почв и товаров, применяется в качестве добавки к автомобильному топливу. Из бромистого метила высвобождается бром, который в 30-60 раз разрушительнее для озона, чем хлор. Другие химические соединения, разрушающие озоновый слой, используются в баллонах для тушения пожара, при изготовлении полистироловых стаканчиков и современных упаковок для фасовки продуктов и полуфабрикатов.
Механизм действия фреонов таков: попадая в верхние слои атмосферы, эти вещества, инертные у земной поверхности, преображаются. Под воздействием ультрафиолетового излучения химические связи в молекулах ХФУ нарушаются. В результате выделяется хлор, который при столкновении с молекулой озона вышибает из нее один атом. Озон перестает быть озоном, превращается в обычный кислород. Хлор же, соединившись временно с кислородом, вскоре опять оказывается свободным и "пускается в погоню" за следующей "жертвой". Его активности хватает, чтобы разрушить десятки тысяч молекул озона.
В Токио в 1995 г. был опубликован доклад международной экологической организации, в котором сделана попытка установить виновников "озоновых дыр" над Антарктидой. В списке основных "вредителей" 25 стран (в том числе Россия), но бесспорный приоритет принадлежит США, Японии и Великобритании.
В 1985г. правительства 56 стран, в том числе и СССР, подписали Монреальский протокол, по которому обязались в ближайшее десятилетие вдвое сократить производство фторуглеродов и другихвеществ, разрушающих озоновый слой. Позднейшие соглашения (в 1990г. в Лондоне, в 1992 г. в Копенгагене) содержат призыв постепенно прекратить производство таких веществ.
К 1996 г. промышленно развитые страны полностью прекратили производство фреонов, а также разрушающих озон галлонов и тетрахлорида углерода. Развивающиеся страны сделают это только к 2010 г. Россия - один из крупнейших производителей и потребителей ОРВ - из-за тяжелого финансово-экономического положения попросила отсрочки на три-четыре года.
Следующим этапом должен стать запрет на производство метилбромидов и гидрофреонов. Уровень производства первых с 1996 г. заморожен в промышленно развитых странах, гидрофреоны полностью снимаются с производства к 2030 г. Развивающиеся страны до сих пор не взяли на себя обязательства по контролю над этими химическими веществами.
Глобальный экологический фонд предоставил Москве безвозмездную помощь в размере 60 млн. долларов для поэтапного сокращения потребления ОРВ. Деньги направлены предприятиям, производящим аэрозоли и холодильную технику, для перехода к использованию углеродного аэрозольного пропелента (УАП). Первым технологию с использованием УАП внедрило Невинномысское акционерное общество, выпускающее до 40 млн. аэрозольных упаковок в год.
Список химических веществ и отходов производства, вредно воздействующих на состояние озонового слоя атмосферы, утверждается специально уполномоченными государственными органами Российской Федерации в области охраны окружающей среды.
В промышленности принимаются достаточно эффективные меры для выполнения правительственной программы. Так, производители холодильной техники приступили к замене фреонов на озонобезопасные вещества: пропан-бутановую смесь, вспениватель с циклопентаном, хладоагент ГФУ-134а. С 1996 г. российские холодильники "Бирюса" выпускаются с новыми хладореагентами, не вызывающими разрушения озонового слоя.
Новая холодильная установка, обходящаяся без фреона или какого-либо иного хладона, испытана в 1996 г. во Всероссийском институте легких сплавов. Экологически чистого производства холода удалось добиться благодаря использованию эффекта Пельте. Этот французский ученый установил, что при пропускании электрического тока через полупроводниковую систему на одной обкладке кристалла возникает тепло, а на другой - холод. Впервые этот эффект был применен в военной технике (в системах наведения боевых ракет) и в космонавтике (охлаждение устройств наведения лазера), но позже был использован в больших холодильниках.
В новом агрегате нет ни электродвигателя, ни компрессора, что позволяет почти вдвое экономить электричество, а долговечность полупроводниковых элементов повышает его надежность.
Российские физики предложили уничтожать сам источник разрушения озона, организовывать глобальную очистку атмосферы от фреонов, воздействуя на нее микроволновым разрядом. Образовавшаяся плазма избирательно очистит атмосферу от фреонов, не нанося вреда каким-либо другим ее компонентам, не повышая температуру и не вызывая обновления новых соединений. Расчеты показали: создание необходимого для уничтожения фреона количества плазмы требует относительно малых энергетических затрат, так как плазма создается импульсами продолжительностью всего в миллиардные доли секунды, а между импульсами установка не работает.
Для создания в атмосфере плазмы энономически и экологически выгодно использовать мощные микроволновые пушки, уже выпускаемые оборонной промышленностью. По замыслу исследователей, два источника микроволнового излучения устанавливаются на Земле на некотором расстоянии друг от друга, и посылаемые ими импульсы сталкиваются в атмосфере. При столкновении и образуется плазма, а поворачивая излучатели каждый раз под разным углом, можно охватить огромную область. По расчетам физиков, очистить атмосферу от фреона можно всего за один год, имея в качестве энергетического источника один блок АЭС мощностью в 10 гигаватт.
Известно, что Солнце производит в одну секунду 5-6 т озона. Но процесс его разрушения идет быстрее. Оказывается, этот газ в стратосфере можно получать искусственно. Консорциум "Интерозон" выдвинул оригинальный проект искусственного получения озона в стратосфере. На земную орбиту выводится 20-30 спутников, оснащенных лазерами. Каждый спутник представляет собой космическую платформу массой от 80 до 100 т, которая несет солнечный конвектор - "тепловую ловушку", которая, накапливая энергию солнечного излучения, преобразует тепло в электричество, а электроэнергию в энергию. Лазерные лучи на высоте от 25 до 30 км "раскачают" молекулы кислорода, а дальше с помощью Солнца процесс выработки озона пойдет естественным путем. Идея состоит в том, чтобы произвести 20 млн. т озона - столько, сколько уничтожает техногенная цивилизация. Таким путем можно обеспечить нормальное существование планеты в течение 20 лет - срока, достаточного для того, чтобы возникла цивилизация природоохранительного типа.
Из уже действующих международных программ защиты озонового слоя можно назвать совместный российско-американский проект "Метеор-3 - ТОМС". С космодрома Плесецк нашим носителем выведен на орбиту метеорологический спутник "Метеор - 4", на котором, кроме штатной научно - исследовательской аппаратуры установлен спектрометр "ТОМС", созданный в НАСА (США) для изучения и составления глобальных карт распределения озона над планетой, а также для слежения за его изменчивостью.
В Физическом институте им. П. Н. Лебедева РАН разработан метод всепогодного и круглосуточного мониторинга озоносферы, основанный на использовании миллиметровых волн ее теплового излучения. Измерено содержание озона на высоте от 35 до 50 км, и в слое, особенно чувствительном к воздействиям химически активных загрязнителей. Зарегистрировано наличие озона на гораздо больших высотах - вплоть до 70 км. Получены данные о содержании в атмосфере озона в зависимости от высоты, времени и солнечных возмущений.
Установлено, что тем же методом с помощью миллиметрового излучения можно определять другие газы, составляющие атмосферу, в том числе окиси хлора. Это особенно важно, поскольку окись хлора участвует в каталитических реакциях, разрушающих озон. Постоянные наблюдения за составом атмосферы позволят лучше понять и даже прогнозировать происходящие в ней процессы, но для этого потребуется целая сеть наземных станций, оборудованных современными приборами. В 1996 г. Центральная аэрологическая обсерватория в городе Долгопрудном под Москвой приступила к составлению и регулярной публикации карт концентрации озона над европейской частью России и рядом стран СНГ карты помогают следить за вредоносным жестким излучением Солнца. При изучении воздействия ультрафиолета учитывается, что суммарная ультрафиолетовая радиация у поверхности Земли определяется не только надежностью озоновой защиты, но и плотностью облаков, высотой Солнца над горизонтом, степенью отражения его лучей от поверхности Земли.
Похожие статьи
-
Антропогенные причины разрушения озонового слоя - Разрушение озонового слоя
Нарастание концентрации хлорфторуглеродов (фреонов), диоксидов азота, метана и других углеводородов, поступающих в дополнение к естественным составляющим...
-
Причины разрушения озонового слоя - Биосфера. Влияние озонового слоя на качество окружающей среды
В 1970-е годы ученые предположили, что свободные атомы хлора катализируют процесс разделения озона. А люди ежегодно пополняют состав атмосферы свободным...
-
Гипотезы разрушения озонового слоя. - Разрушение озонового слоя Земли
Многочисленные международные экспедиции по изучению озоновых дыр в Антарктиде и Арктике установили, что, помимо различных природных факторов, все же...
-
С начала 20 века ученые наблюдают за состоянием озонового слоя атмосферы. Сейчас уже все понимают, что стратосферный озон является своего рода...
-
Охрана озонового слоя - Разрушение озонового слоя
Озоновый слой загрязнение разрушение Венская конвенция об охране озонового слоя -- многостороннее экологическое соглашение. Оно было согласовано на...
-
Летом и весной концентрация озона повышается; над полярными областями она всегда выше, чем над экваториальными. Кроме того, она меняется по 11-летнему...
-
Что такое озоновый слой и в чем основная проблема сокращения озонового слоя? На сегодняшний день проблема озона беспокоит очень многих. И интерес к этой...
-
Интересно, что озон в стратосфере - это продукт воздействия самого ультрафиолета (УФ) на молекулы кислорода (О2). В результате некоторые из них...
-
Что было сделано в области защиты озонового слоя - Озоновый слой и его проблемы
Под давлением этих аргументов многие страны начали принимать меры направленные на сокращение производства и использования ХФУ. С 1978 г. в США было...
-
С позиции самоорганизации в развитии открытых неравновесных систем выделяется плавный (эволюционный) этап, на протяжении которого не происходит серьезных...
-
Разрушение озонового слоя земли хлорфторуглеводородами - Озоновый слой
В 1985 г. специалисты по исследованию атмосферы из Британской Антарктической Службы сообщили о совершенно неожиданном факте: весеннее содержание озона в...
-
Основные гипотезы разрушения озонового слоя - Разрушение озонового слоя Земли
Антропогенные воздействия не являются единственной причиной изменений атмосферного озона. На основе исследований Центральной аэрологической обсерватории...
-
В химических превращениях различных загрязняющих веществ в тропосфере ключевое место занимает OH - радикал к образованию которого ведут несколько...
-
Определение озона, Причины возникновения "озоновых дыр" - Разрушение озонового слоя Земли
Известно, озон (Oз)- модификация кислорода - обладает большой химической реактивностью и токсичностью. Озон образуется в атмосфере из кислорода при...
-
Причины ослабления озонового щита - Озоновый слой и его проблемы
Озоновый слой защищает жизнь на Земле от вредного ультрафиолетового излучения Солнца. Обнаружено, что в течение многих лет озоновый слой претерпевает...
-
Причины ослабления озонового щита. - Современные экологические проблемы РФ
Озоновый слой защищает жизнь на Земле от вредного ультрафиолетового излучения Солнца. Обнаружено, что в течение многих лет озоновый слой претерпевает...
-
Понятие "Озоновый слой" Озоновый слой -- часть стратосферы на высоте от 12 до 50 км (в тропических широтах 25--30 км, в умеренных 20--25, в полярных...
-
Основные мероприятия по защите озонового слоя - Общая структура экосистем
Поскольку наиболее активный разрушитель озонового щита Земли - хлор, основные меры, разрабатываемые для сдерживания истощения озона, сводятся к снижению...
-
Значительное снижение уровня стратосферного озона приводит к возрастанию ультрафиолетового излучения, что негативно воздействует на биосферу Земли и...
-
Одно из важнейших изменений может произойти в круговороте воды. Даже небольшое глобальное потепление может значительно увеличить влажность воздуха в...
-
Введение - Разрушение озонового слоя Земли
В ХХI в. среди многих глобальных экологических проблем биосферы остается весьма актуальной проблема разрушения озонового слоя и связанного с этим...
-
Местоположение и функции озонового слоя - Озоновый слой и его проблемы
В воздухе всегда присутствует озон, концентрация которого у земной поверхности составляет в среднем 10-6%. Озон образуется в верхних слоях атмосферы из...
-
Местоположение и функции озонового слоя. - Современные экологические проблемы РФ
В воздухе всегда присутствует озон, концентрация которого у земной поверхности составляет в среднем 10-6%. Озон образуется в верхних слоях атмосферы из...
-
Меры по сохранению озонового слоя Земли - Влияние техногенных факторов на здоровье
В чем заключается конкретность мер по сохранению озонового слоя над Землей? Согласно международным соглашениям промышленно развитые страны полностью...
-
" Можно, пожалуй, сказать, что назначение человека как бы заключается в том, чтобы уничтожить свой род, предварительно сделав земной шар непригодным для...
-
Заключение - Разрушение озонового слоя
Возможности воздействия человека на природу постоянно растут и уже достигли такого уровня, когда возможно нанести биосфере непоправимый ущерб. Уже не в...
-
Заключение - Разрушение озонового слоя Земли
Каждый может извлечь много уроков из озоновой истории, в зависимости от его темперамента и политических убеждений. Вот выводы, которые сделала я....
-
Изменение климата Земли. Разрушение озонового слоя В результате изучения материалов метеорологических наблюдений, выполняемых во всех районах земного...
-
Изучение проблемы озонового слоя. - Современные экологические проблемы РФ
В изучении проблемы озонового слоя наука оказалась удивительно недальновидной. Еще с 1975 г. содержание стратосферного озона над Антарктидой в весенние...
-
Сокращение озонового слоя - Глобальные экологические проблемы
Систематическое слежение за состоянием озонового слоя проводится с 1978 г. с помощью спутниковой аппаратуры. Основные выводы заключаются в том, что за 12...
-
Югославская война, авиация НАТО делала по 400-500 самолетовылетов ежедневно. Это гигантская концентрация авиации на сравнительно малой площади. Авиация...
-
При составлении глобального баланса органической составляющей атмосферы вклад геологических источников обычно не учитывался. Между тем процессы дегазации...
-
Разрушение озонового слоя, Природа и значение озонового экрана - Парниковый эффект
Природа и значение озонового экрана Еще одним вредным последствием выброса парниковых газов в атмосферу является разрушение ими озонового слоя -...
-
Меры по сохранению озонового слоя в мире - Озоновый слой
Убедительное подтверждение уменьшение концентрации стратосферного озона заставил мировое сообщество задуматься над тем, как сохранить озоновый слой...
-
Смог и кислотные осадки: причины, последствия, решение проблемы - Экосистемы и их проблемы
В настоящее время кислотные дожди - проблема для многих стран мира. Карта кислотных дождей, разработанная экологами всего мира, наглядно показывает зоны...
-
Что было сделано в области защиты озонового слоя - Озоновый слой
Под давлением этих аргументов многие страны начали принимать меры направленные на сокращение производства и использования ХФУ. С 1978 г. в США было...
-
Проблема угрозы озоновому слою привела к заключению одного из первых, жестко обязательных для его участников международных соглашений в сфере охраны...
-
Вступление - Проблемы разрушения озонового слоя
Стратосферный озоновый слой защищает людей и живую природу от жесткого ультрафиолетового и мягкого рентгеновского излучения в ультрафиолетовой части...
-
Последствия разрушения озонового слоя - Разрушение озонового слоя
Разрушение озонового слоя приводит к проникновению чрезмерного количества ультрафиолета-В к поверхности земли, что может иметь следующие последствия: * у...
-
Введение - Разрушение озонового слоя
XX век принес человечеству немало благ, связанных с бурным развитием научно - технического прогресса, и в то же время поставил жизнь на Земле на грань...
Значение озонового слоя, причины его разрушения - Проблемы разрушения озонового слоя