Головна |
« Попередня | Наступна » | |
СТРАТОСФЕРНОГО ОЗОН І ЗМЕНШЕННЯ ЙОГО КІЛЬКОСТІ |
||
Справа в тому, що молекули азоту, яких в атмосфері найбільше, взагалі пасивні і в поглинанні випромінювання практично участі не приймають. Тому виходить, що якби не озон, то сонячне випромінювання з довжиною хвилі від 0,2 до 0,32 мкм проникало б крізь атмосферу до поверхні Землі. Коефіцієнт поглинання озону в цій області спектра дуже великий і набагато перевершує коефіцієнт поглинання кисню, азоту, аргону. Жорстке УФ випромінювання після проходження озону зменшується в 1017 разів. Таким чином, захист трьохміліметрового шару озону величезна. М'яке УФ випромінювання доходить до поверхні Землі. А один Берр випромінювання (біологічно активного) викликає в організмі великі зміни, ніж рентгенівське і гамма-випромінювання (тому воно біологічно активне). Навіть м'яке УФ випромінювання призводить до тимчасової втрати зору в горах і на засніжених рівнинах. Найбільшу небезпеку і вплив озон робить на нуклеїнові кислоти (ДНК, РНК), тому що вони відповідають за спадковість. Еволюція виробила адаптацію до випромінювання більше 0,32 мкм. Суть - білок поглинає це випромінювання, як би захищаючи нуклеїнові кислоти, а від випромінювання нижче 0,32 немає захисту і як наслідки - рак шкіри, гомолізу-руйнування червоних кров'яних тілець, імунної системи, ураження сітківки ока (катаракти). Вже зараз встановлено, що останнє характерно для полярників, тобто кількість таких захворювань зростає із зменшенням широти. Озона стає все менше. Тренд (тобто тенденція зміни якого-небудь параметра в часі) загальної кількості озону змінюється в бік зменшення. Існуючі на земній кулі станції вимірюють вміст озону спектрометром Добсона. Точність (± 0,5%). Встановлено, що останні два десятиліття спостерігається зменшення загальної кількості озону в стратосфері. На сучасному етапі моніторингу озону це зменшення можливо оцінити рівним 2% (з 1969 по 1987 рр.). Медики вважають, що зменшення озону навіть на 1% збільшує захворюваність раком шкіри на 10-20%.
ВПЛИВ НА ОЗОН РІЗНИХ ХІМІЧНИХ РЕЧОВИН І ЇХ ДЖЕРЕЛ.
Каталізатори - це речовини, що змінюють швидкість реакції, не змінюючись самі. Ними є метали і їхні окисли (Pt, Ag, Cu, Mn, Ni, Co). У 1971 р. майже одночасно з'явилися роботи американця Гарольда Джонстона і німця Пауля Крутцен описали реакції загибелі О і О3 в результаті дії каталізаторів. Отже, зменшення концентрації озону залежить від того, наскільки великі будуть концентрації каталізаторів. Ясно, що кількість оксидів азоту (NО, NO2, N2O3) зростає, плюс зростання радикалів НО2 НО20 (водородсодержащих з'єднань) - це і є руйнівники озону антропогенного походження. До них треба додати атоми хлору і молекули ClO, причому швидкість розпаду озону на одну молекулу Сl або СlО значно вище, ніж на одну молекулу NО або NО2. Забруднення сполуками азоту (NОх) будуть викладені при розгляді проблеми "кислотних дощів". Приступимо до розгляду джерел забруднення з'єднанням водню (нох) Водень надходить в стратосферу насамперед у вигляді води. Це добре зрозуміло для тропосфери, де вода вирішує більшість питань погоди та ін процесів. А от у випадку зі стратосферним озоном вода є забруднювачем. Молекули води, що надходять в стратосферу, руйнуються під дією сонячного УФ випромінювання (фотодісоціація) або різних хімічних реакцій і утворюють активні іони гідроксиду АЛЕ і перекису водню Н2О2. Ці процеси і формують рівноважні концентрації парів в стратосфері. Вона стабільна і на висоті 15-30 км складає 3-4 * 10-6 тобто 3-4 молекули води на мільйон молекул повітря. Це характерно для тропіків і середніх широт. У полярних широтах це співвідношення змінюється. Другим речовиною, за допомогою якого водень потрапляє в атмосферу, є метан СН4. Він утворюється в результаті діяльності анаеробних бактерій. Найбільше його постачають вологі тропічні ліси, ліси помірних широт, савани. Американські та німецькі дослідники лісу оцінюють річне надходження метану від 800 до 837 мегатонн. Це природні джерела надходження водню. Антропогенні джерела - це покидьки життєдіяльності людей (екскріменти, сміттєві звалища і ін) і тварин, рисові поля, викопне паливо, відкачка рудничного газу, родовища нафти і газу. Інтенсивність їх -215 - 550 мегатонн на рік. При цьому природні джерела зменшуються, тому що щорічно вирубується до 17 млн.га тропічного лісу, а антропогенні джерела зростають. Загальне зростання метану в тропосфері дорівнює 2% на рік. Галогени - найважчі для озону. Це вже не сімейство, а цілий синдикат сімейств. Забруднення галогеноугльоводород прискорюється. Домінуюча роль належить хлорфторуглеводородов (ХФУ). Вони були невідомі до 30-х років нашого століття. І з'явилися у зв'язку з пошуком оптимальної роботи холодильників. Перша холодильна машина була побудована в 1834 році з етиловим ефектом, тільки пізніше стали використовувати метиловий ефір, хлористий етил і багато інших, пізніше відкинуті за винятком аміаку, чинного і зараз. У 1930 році на американському хімічному товаристві було повідомлено про синтез нового холодоагенту - дихлордифторметан. Промислове виробництво його пішло в 1932 році, в 1935 році були синтезовані інші галогенопохідні метану. Зараз є 15 типів з'єднань галогенпохідних метану, 55-етану, 332 - пропану, більше 1000 - бутану і т. ХФУ містять в різних співвідношеннях фтор, хлор, бром, вуглець, водень. Інтернаціональна організація за стандартами (ІОС) встановила в 1965 році міжнародну систему позначення ХФУ, що складається з літери R (refrigerant) і числа, наприклад, R115 це сполуки С2F5Cl, а R124 С2FСl4 і т.д. У холодильниках найбільш широко застосовуються R11, R12, R22, R113, R114 і R115. Фреон - це хладон R 12. Причому зараз ХФУ знайшли застосування не тільки в холодильній техніці, але і в аерозольних упаковках дезодорантів, лаків для волосся, лікарських препаратів та ін Використовуються вони і в енергетиці, в будівництві як теплоізолятор, в автобудуванні, суднобудуванні, меблевій промисловості, на транспорті, для виробництва пінополіуретану і т.д. Ряд ХФУ є універсальними розчинниками для промивання апаратури, електронних плат і т.д., для опріснення морської води, для боротьби з пожежами та вибухами (тобто у вогнегасниках). Поставлено питання про фізіологічну і токсичної небезпеки холодильних агрегатів. Для найбільш поширених ХФУ встановлені ГДК. Є ХФУ практично не токсичні. Терміни життя - десятки і сотні років. Від природних джерел (океани, вулкани) максимальну кількість хлору надходить у вигляді HCL - від 0,3 до 10 мегатонн на рік, від океанів - до 200 мегатонн на рік. Зростання виробництва ХФУ в 70 р.р. перевищило 1 млн. т на рік, а в 1991 - 1,3 млн т рік. Основним виробником є США - 40%, Японія - 10%, Росія - близько 10%. Україна ХВУ не виробляє, а потреба 7500 т на рік погашається за рахунок імпорту. Американське агентство з захисту навколишнього середовища США (ЄГА) прогнозує зростання споживання ХФУ в розмірі 2,5% на рік. Природно, зростання виробництва викликає і зростання викидів в атмосферу. Наприклад, з 1950 по 1980 рр.. викид RII виріс більш ніж в 300 разів. Молекули ХФУ проходять тропосферу і досягають стратосфери, а тут, як відомо, діє УФ і відбувається фотодисоціація (руйнування) молекул. В результаті дисоціації однієї молекули ХФУ утворюється дві активні хлорвміщуючі частинки - атом Сl і молекула ClO. Обидві вони включаються в каталітичний цикл руйнування озону. Зрозуміло атмосфера не може залишатися незмінною при такому навалу галогеноугльоводород і їх концентрація в повітрі неухильно зростає. Наприклад, за 1970-80 рр.. концентрація хладону (фреону) RII зросла в стратосфері в 4 рази, хладону R12 - в три рази. І хоча молекул ХФУ поки всього 3-5.10-10 (тобто 3-5 молекул ХФУ на 10 мільярдів молекул повітря) вони завдають істотної шкоди озоновому екрану планети.
|
||
« Попередня | Наступна » | |
|
||
Інформація, релевантна " стратосферного ОЗОН І ЗМЕНШЕННЯ ЙОГО КІЛЬКОСТІ " |
||
|