У1.3. Проблема озону

Озон у верхніх шарах атмосфери («Озоновий екран»). Озоновий екран розташовується біля полюсів на висотах 9-30 км, у екватора - на 18-32 км. Концентрація озону в ньому дорівнює 0,01-0,06 мг/м3. Якщо міститься у межах екрана озон виділити в чистому вигляді, то шар його становитиме 3-5 мм. Зміст озону виявляється в сантиметрах (0,3-0,5) або в одиницях Допсона (міліметри, збільшені в 100 разів - 300-500 од.).

Озон у верхніх шарах атмосфери утворюється в результаті розпаду молекули кисню (02) під впливом ультрафіолетових променів на два атоми кисню. При подальшому приєднання вільного кисню до молекули 02 - О + О - 02 + О - Ое. Одночасно йде протилежний процес розпаду молекул озону і утворення 02. Умовою для протікання реакцій є наявність ультрафіолетових променів і перетворення їх у інфрачервоні теплові. Такі основні механізми існування озонового екрану і поглинання ультрафіолетових променів.

Озон поглинає промені з довжиною хвилі 200-320 нм. Частина з них, як і довші, доходять до Землі. При цьому промені довжиною 200-400 нм виділяють в категорію біологічно активних ультрафіолетових (БАУ).

В останні роки спостерігається тенденція зменшення вмісту озону у верхніх шарах атмосфери. У середніх і високих широтах північної півкулі таке зменшення склало близько

177

3% (за іншими відомостями 2-10%). Є дані, що зменшення вмісту озону на 1% веде до збільшення захворюваності на рак шкіри на 5-7%. Для європейської частини Росії це становить близько 6-6,5 тис. осіб на рік.

Найбільш значна втрата озону реєструється над Антарктидою. Тут зміст його в озоновому шарі за останні 30 років зменшилася на 40-50%. Простір, в межах якого реєструється зменшення концентрації озону, отримало назву «озонової діри» (ріс19). Розмір «дірки» із зниженою концепт-рацією озону зростає приблизно на 4% на рік. В даний час вона вийшла за межі континенту і за розмірами перевищує площу США. Кілька менших розмірів «діра» характерна для Арктики. Частішає також поява «блукаючих дірок» площею від 10 до 100 тис.

Причини виникнення «озонових дірок» докоща неясні. Вперше вони виявлені на початку 80-х років цього століття, і короткий період спостережень не дає достатніх підстав для якихось категоричних висновків про причини змін шіщентраціі озону.

Основним антропогенним фактором, що руйнує озон, в даний час вважають фреони (хладони). Ці хлорфторуглеро-ди, киплячі при кімнатній температурі, широко використовуються як гази-носії (пропілленти) в різного роду балончиках, холодильних установках і т. п.

Рис. 19

«Дірка озонова» в межах Антарктиди (І. Ф. Реймерс, 1990) (простір без штрихування)

1979 1982 1985

178

Для широкого використання як пропіллентов фреони обрані як вельми стійкі (інертні) гази. Проте чисто технічний підхід до їх оцінки тільки по одній властивості привів до непередбаченого негативного ефекту. Виявилося, що саме завдяки високій стійкості (живуть більше 100 років) фреони виявилися здатними досягати озонового шару, в агресивному середовищі якого з них вивільняється хлор. Кожен атом хлору як каталізатор здатний зруйнувати до 100 тисяч атомів озону.

Вживаються заходи до зменшення, а надалі і до припинення виробництва фреонів. Так, Монреальським протоколом, підписаним у 80-х роках, до 2000 р. багато держав взяли зобов'язання скоротити виробництво фреонів на 50%, замінивши іншими пропіллентамі. Однак внаслідок високої стійкості фреони можуть дуже довго зберігатися в атмосфері, навіть у тих випадках, коли їх про изводство буде припинено.

У ряді країн (США, Великобританія, Франція) фреони (ХФУ) замінюються на гідрохлорфторугаероди (ГХФУ) і гідрофторугле-пологи (ГФУ), термін життя яких значно коротше (2-25 років), а потенціал розкладання 03 в десятки разів нижче, ніж ХФУ.

Ведуться також пошуки інших шляхів підвищення стійкості озонового шару. Так, подача етану і пропану в озоновий шар сприяє переведенню атомарного хлору як каталізатора в пасив-ньгй хлористий водень. Утворенню і нагромадженню озону сприяють також електромагнітне випромінювання, лазерні промені, електричні розряди. Вони стимулюють Фотодисоціація кисню і сприяють утворенню та накопиченню озону.

Найбільш інтенсивно озоновий шар руйнується навесні.

Останнім часом вчені все частіше стали висловлюватися про те, що немає вагомих доказів для тверджень, що поява «озо-нрвих дірок» - результат діяльності людини (Вісник РАН, 1996. Т. 61. № 9). Вчені вважають, що аналогічні явища мали місце раніше і обумовлювалися виключно природними про

179

цессами, зокрема 11-річними циклами сонячної активності. Що стосується, фреонів, то бульбашки повітря із кернів льоду підтверджують наявність його в атмосфері верб доиндустриальную епоху.

З інших причин руйнування озонового шару називають знищення лісів як основних постачальників кисню в атмосферу. Висловлюється також припущення, що над Антарктикою існують своєрідні висхідні вихори, що сприяють розсіюванню озону.

Зареєстровано також руйнування озону при виведенні в космос літальних апаратів (тільки один запуск «Шаттла» відповідальний за втрату 10 млн. т озону), при ядерних вибухах в атмосфері, великих пожежах та інших явищах, топровождающіхся надходженням у верхні шари атмосфери оксидів азоту і деяких вуглеводнів. Існує також гіпотеза зриву озонового шару КАМЕТ Галлея. Вважають, що з її відходом кощегарація озону зазвичай відновлюється.

Озон в нижніх шарах атмосфери. Тут озон виступає як сильний антітоксікант і бактеріоцід. Він здатний знищувати неприємні запахи і руйнувати деякі канцерогенні речовини. Разом з тим при підвищених концентраціях озон проявляє себе як сильний отрута. У людей він утруднює дихання і подразнює очі, у рослин пошкоджує асиміляційні апарат, руйнує хлорофіл.

Згідно з наявними оцінками, концентрація озону в приземному шарі повітря з початку індустріальної епохи зросла в 2 рази і щорічно підвищується на 1,0-1,6%. Основною причиною цього є фотохімічні смоги (див. разд.ГХ, ч.І).

Інформація, релевантна " У1.3. Проблема озону "

1. 6.1. Програмна лекція 6.1. по модулю 6 "Основи неоекології: - Глобальні проблеми неоекології"
   проблем, викладених у першій частині курсу, вивчити основні неоекологіческіе глобальні проблеми, висвітлені на міжнародній конференції в Ріо-Де-Жанейро, розглянути окремі неоекологіческіе проблеми характерні в цьому аспекті для України. У зв'язку з поставленою метою, в результаті освоєння даного розділу модуля студенти повинні сформувати достатні вміння забезпечують здатність
   
2. § 43. СТРУКТУРА БІОСФЕРИ
   озону на висоті 20-45 км. Вміст озону в цьому шарі приблизно в 10 разів вище, ніж в атмосфері у поверхні Землі. Якщо весь цей озон зібрати і стиснути до тиску, рівного тиску атмосфери на рівні моря, то його шар складе 3 мм. У процесі утворення і руйнування озону відбувається поглинання ультрафіолетового випромінювання. Таким чином озоновий шар захищає поверхню планети від надлишку
   
3. § 82. Руйнування озонового шару
   озону) над полюсами Землі, що становить екологічну небезпеку. Тимчасові «дірки» виникають також над великими районами поза полюсами (у тому числі і над континентальними районами Росії). Причиною цих явищ є потрапляння в озоновий шар хлору і оксидів азоту, які утворюються в грунті з мінеральних добрив при їх руйнуванні мікроорганізмами, а також містяться у вихлопних
   
4. 6.1.9.1. ПРОБЛЕМИ АТМОСФЕРНОГО ОЗОНУ І озонова "дірок"
   проблема, ця проблема також вимагає детального розгляду. І. Є. Саратов (1998р.) узагальнив значну кількість робіт з проблем озону і кислотних дощів, які використані при розгляді цих проблем. Раніше відзначалося, що в атмосферу надходять гази, яких раніше не було. Це, наприклад, хлорфторуглеводороди. Збільшився вміст традиційних газів, наприклад,
   
5. ДЖЕРЕЛА ОСВІТИ тропосферного озону І ЙОГО РОЛЬ У ФОРМУВАННІ зміг.
   Проблеми. Це смоги, а також великий внесок тропосферного озону в зміні глобального клімату. Концентрація озону на висотах 2-7 км може варіювати в межах 20-40%, складаючи приблизно (2-3) 11.10-3 см. Природними джерелами тропосферного озону є глобальні атмосферні динамічні процеси, тобто молекули озону надходять в тропосферу при обміні повітряними масами з стратосферой.
   
6. Стратосферного ОЗОН І ЗМЕНШЕННЯ ЙОГО КІЛЬКОСТІ
   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
   
7. МЕХАНІЗМ проникненню забруднення в стратосфері
   озону здійснюється метаном, закисом азоту і ХФУ. Причому першість за ХФУ. Які прогнози? Фахівці з аерономії побудували математичні моделі за різними сценаріями. Більше 10 організацій та наукових колективів у світі займаються цими моделями. Звичайно, результати різні. Але об'єднавшись, ряд колективів вирішили провести розрахунки за кількома однаковим сценаріями для шести моделей.
   
8. ВИКОРИСТАННЯ ВЛАСТИВОСТЕЙ ОЗОНУ
   озону на подвійний або потрійний вуглецевого зв'язку з подальшим її розривом і освітою озонідов, які також як озон є нестійкими сполуками і швидко розкладаються. Каталітичне вплив озонування полягає в посиленні озоном окисляющей здатності кисню, який присутній в озонованою повітрі. Переваги озонованою води полягають у тому,
   
9. 6.1.7. ПРОБЛЕМИ повеней, ураганів, ПОСУХИ, антропогенних АВАРІЙ
   проблеми-виснаження озонового шару і глобальне потепління через викиди в атмосферу газів, що викликають парниковий ефект (рис.3). Ці проблеми настільки важливі, що ми детально їх розглянемо пізніше. Тут в загальному контексті зазначимо таке. Озоновий шар на висоті 25-40 км руйнується в першу чергу хлорфторвуглецями (ХФУ), у складі яких найбільш істотні хлор, бром і речовини,
   
10. 6.1. ПРОБЛЕМНА ЛЕКЦІЯ 6.1. ПО МОДУЛЯ 6 "ОСНОВИ неоекологія" - ГЛОБАЛЬНІ ПРОБЛЕМИ неоекологія.
    Проблем в цьому розділі основна увага зосереджена на матеріалах, підготовлених виконавчим директором Програми ООН з навколишнього середовища М. К. Толба до міжнародної конференції в Ріо-де-Жанейро. Оскільки екологічні глобальні проблеми нерозривно пов'язані з неоекологіческімі, невідворотним є їх деяке повторення, але не за змістом, а за змістом. Тому деякі
    
11. СКОРОЧЕННЯ озонового шару.
    Озону складається з трьох атомів кисню, а молекулярний кисень складається з двох атомів. Озон утворюється у верхніх шарах атмосфери з атомарного кисню в результаті хімічної реакції під впливом сонячної радіації, викликає дисоціацію молекул кисню. O2 + уф> 2O; O + O2 + (O2 або N2)> O3 + (O2 або N2). (Реакція була відкрита в 1930 р. Сіднеєм Чепманом).
    
12. I.I. Взаємозв'язок економічних і екологічних проблем
    проблем має здійснюватися у взаємозв'язку. Стан навколишнього середовища надає безпосередній вплив на потенційні можливості розвитку економіки країни і, в свою чергу, залежить від ступеня розвитку продуктивних сил і науково-технічного прогресу (НТП). Рис. 1 Взаємозв'язок проблем екології та економіки При вирішенні економічних проблем необхідно враховувати їх
    
13. Фізико-хімічні властивості забруднювачів атмосфери
    озону. Новоутворена двоокис азоту може знову брати участь у наступних реакціях, якщо тільки вона не буде перетворена на азотну кислоту або повністю вичерпана реакціями заміщення. Таким чином, відносно низькі концентрації двоокису азоту можуть створювати порівняно великі кількості атомарного кисню, які в свою чергу утворюють озон або реагують з речовинами, що забруднюють
    
14. 7.4. Вплив людини на біосферу
    проблеми, викликані втручанням людини в біосферу. Посилення парникового ефекту, тобто потепління клімату в результаті підвищення вмісту в атмосфері парникових газів - діоксиду вуглецю, метану, оксидів азоту, озону, фреонів, а також деяких інших газів і парів води. Внесок у парниковий ефект діоксиду вуглецю становить 66%, метану - 18, фреонів - 8, оксиду азоту - 3, інших
    
15. ОУНЮА. ІСТОРІЯ ФІЛОСОФІЇ: ІСТОРІЯ АБО ФІЛОСОФІЯ? Матеріали конференції молодих вчених, 2000
      проблеми співвідношення між зазначеними дослідними установками. У першій групі доповідей справжня проблема розглядається в загальному вигляді, в другій - стосовно до тієї чи іншої конкретної історико-філософської теми або
    
16. Контрольні питання по § 3 1.
      проблеми сенсу життя людини? 2. Як пов'язана проблема сенсу життя з теоретичної та практичної плідністю філософії? 3. Що таке метафізична аксіоматика? 4. Яке співвідношення раціонального та ірраціонального в проблемі сенсу життя людини? 5. Що означає «трансцендирование до змісту»: його експлікація, розуміння або «буття в
    
17. Повідомлення
      Проблема етнічної приналежності венедів в античних джерелах. Проблема слов'ян і антів в Візантійських джерелах. Слов'яни на
    
18. Контрольні питання для СРС
      проблемами людини? План семінарських занять 1. Природа і сутність людини 2. Людина-суспільство-космос 3. Поняття особистості, індивіда та індивідуальності 4. Свідоме і несвідоме в житті людини 5. Людина в постіндустріальному суспільстві. Проблеми і перспективи. Теми рефератів 1. Любов як почуття моральної цінності людини 2. Людина епохи Відродження 3.
    
19. А.А.Горелов. СОЦІАЛЬНА ЕКОЛОГІЯ - М. - 275 с., 1998
    
    
20. Біотичних ПРОЦЕСИ В БИОСФЕРЕ.
      проблеми біологічної регуляції навколишнього середовища, В.В. Горшков, В.Г. Горшков, В.І. Данилов-Данільян та ін (1999) дійшли висновку, що в даний час в екологічній науці відомі дві основні концепції взаємодії біоти і навколишнього її середовища. 1. Традиційна. Навколишнє середовище придатна для життя в силу унікальних умов на поверхні Землі, а природна біота