Как сберечь озоновый слой
Озоновый слой Земли и его защита
Озон – форма кислорода, представленная на Земле преимущественно в газообразном состоянии. Озоновый слой является защитой от ультрафиолетового излучения, отражает опасные воздействия космоса. Озон обладает бактерицидными свойствами, очищает воздух и воду.
Химические вещества, концентрация которых в атмосфере стремительно увеличивается из-за человеческой деятельности, разрушают озоносферу Земли. Наибольший урон уровню озона в атмосферном воздухе наносят аэрозоли, холодильная промышленность, химическое производство, автомобильные выхлопы, испытания ядерного оружия
Озоновые дыры – зоны, в которых концентрация озона значительно снижена, из-за чего происходит попадание на поверхность планеты большого потока ультрафиолета. Ультрафиолетовые лучи способны уничтожить жизнь на Земле. Космическое излучение влияет на флору и фауну, разрушает ряд микроорганизмов, обеспечивающих плодородность почвы.
В результате исследований было выявлено, что избыток ультрафиолета приводит к гибели популяций промысловых рыб и морских ракообразных. Незначительное попадание ультрафиолета на кожные покровы способно стать причиной развития рака кожи. В целях привлечения внимания общества к проблеме разрушения озона был учреждён Международный день охраны озонового слоя, который отмечается ежегодно.
Способы защиты озонового слоя Земли
Озоносфера, окружающая планету, была открыта в 1912 году. Вопрос об изменении толщины озоносферы впервые обсуждался в 1973-1975 годах, когда влияние промышленного производства на экологическое состояние планеты стало очевидным.
Стремительное ухудшение экологии в двадцатом веке требовало введения новых мер по защите земной атмосферы.
В 1985 году в Вене была принята международная конвенция по охране атмосферного воздуха и озонового слоя (экрана). Были разработаны методы сотрудничества между странами, приняты положения о разработке новых технологий, о защите атмосферы и о сокращении применения веществ, влияющих на концентрацию озона.
Способы защиты озонового слоя:
Защита озонового экрана от химического загрязнения предполагает постепенный отказ от опасных видов производства. Сокращение озоноопасных веществ – одна из главных задач международной работы по восстановлению озоносферы. Исключение составляют вещества, используемые в ингаляторах и системах пожаротушения, установленных на воздушном транспорте и подводных лодках.
Отказ от применения озоноопасных соединений запланирован на 2030 год для развитых стран, на 2040 год – для развивающихся.
Законодательство об охране озонового слоя
Защита озоносферы проводится в соответствии с законодательством. В России действует ФЗ об охране озонового слоя. Он устанавливает перечень озонопасных веществ, использование которых должно регулироваться на государственном уровне. Юридические лица и индивидуальные предприниматели обязуются соблюдать требования и не допускать превышения нормы вредных веществ на производствах. За нарушение закона полагается административная и уголовная ответственность.
ФЗ о защите озоносферы запрещает:
Основная часть международных правовых мер охраны озонового слоя была закреплена Монреальским протоколом в 1987 году.
Венская конвенция об охране озонового слоя
Конвенция об охране озонового слоя была принята 28 странами и стала первым шагом на пути решения проблемы разрушения озоносферы. Достигнутые соглашения стали основой в вопросах регулирования химического производства, влияющего на уровень озона в земной атмосфере. Также Венская конвенция об охране озонового слоя стала шагом к разработке и принятию Монреальского протокола.
Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой
Цель Монреальского протокола – защита озонового слоя и введение мер, которые ограничат использование озоноразрущающих веществ в мировом производстве. Монреальский протокол – следующий после Венской конвенции этап международных соглашений о защите озоносферы.
В приложениях к протоколу приводится классификация химических соединений, вредящих концентрации озона. В список включено около 100 веществ, к каждому приводится график снижения уровня потребления и план отказа от применения. Международное сотрудничество по протоколу обеспечивает защиту здоровья населения, служит сохранению атмосферы и поддержанию экологического баланса Земли.
Международный день охраны озонового слоя
Международный день охраны озонового слоя отмечается 16 сентября. Праздник был учреждён в 1994 году Генеральной ассамблеей ООН как напоминание обществу о значимости Монреальского протокола. 16 сентября 2009 года соглашения по защите озоносферы стали первыми в истории, получившими всеобщую ратификацию. Окончательного согласия стороны достигли в 2016 году на совещании, проводившемся в Кигали (Руанда).
Празднования Международного дня защиты озоносферы проводятся в странах Европы, Америки, Африки. Праздник отмечается в России, Белоруссии, Украине. В городах организуются тематические мероприятия, направленные на просветительскую работу с населением. Ежегодно выбирается тема, которой будут посвящены события праздника. Традиционно проводятся лекции об охране озонового слоя и климата земли.
Проблема озонового слоя и пути её решения
Снижение уровня озона под воздействием антропогенного фактора является глобальной экологической проблемой. Проведение международных конференций и создание организаций по защите озоносферы способствуют решению вопроса об охране атмосферы. Постановления Венской конвенции и Монреальского протокола направлены на спасение Земли и жизни человечества.
Значимое место отводится информационной работе, проводимой с населением. Празднования Международного дня охраны озонового слоя ежегодно напоминают обществу о значимости озоносферы и необходимости бережного отношения к природным ресурсам.
Причины и последствия разрушения озонового слоя
Где находится и из чего состоит озоновый слой Земли
Что такое озоновый слой и какова его роль на планете?
Причины и последствия истощения озонового слоя
Экологические последствия загрязнения атмосферы
Проблема захоронения радиоактивных отходов
Мероприятия по охране атмосферного воздуха
Влияние загрязнения атмосферы на здоровье человека и окружающую среду
Трансграничный перенос загрязняющих веществ
Химические загрязнения среды и здоровье человека
Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу: источники и нормирование
Глобальное потепление климата: миф или реальность
Сохраним озоновый слой вместе!
С 1994 года 16 сентября в мире отмечается Международный день охраны озонового слоя. К сожалению, многие люди ничего не знают об этой памятной дате, хотя озоновый слой оберегает нашу землю от губительного воздействия прямых солнечных лучей и помогает людям жить на этой планете. Почему прорехи в озоновом слое так опасны и как его можно сохранить, читайте в нашей статье.
Что такое озоновый слой
Со школьной скамьи нам известно, что озон — это газообразное вещество голубоватого оттенка с резким специфическим запахом. Мы можем почувствовать его после сильного ливня с грозой, когда на улице «легче дышится», потому что концентрация молекул озона в воздухе значительно увеличивается.
Некоторое количество озона имеется у самой поверхности нашей планеты, однако количество молекул озона увеличивается в зависимости от высоты. Ученые утверждают, что молекулы озона можно обнаружить уже на высоте 10 км. от поверхности Земли, однако наибольшая их концентрация достигается на высоте 20-30 км. Именно здесь и располагается озоновый слой — защитная оболочка нашей планеты, которая оберегает планету Земля от вредоносного ультрафиолетового излучения и воздействия Солнца.
Впервые озоновый слой был открыт выдающимися физиками из Франции Шарлем Фабри и Анри Буиссоном за два года до начала Первой мировой войны. Их открытие взбудоражило научный мир. Однако в конце 20 века планету ждало еще одно ошеломительное, но далеко не столь приятное известие: уровень озона над Антарктидой с каждым годом сокращается, способствуя появлению так называемых «озоновых дыр».
Откуда берутся озоновые дыры
Озоновую дыру нельзя считать открытой дырой в небесном пространстве. Озоновая дыра — это место, где концентрация молекул озона гораздо ниже, чем в любом другом локусе (примерно на 70%). Из-за этого вредное ультрафиолетовое излучение просачивается сквозь защитную оболочку нашей планеты и оказывает разрушительное воздействие на все живое, в том числе и на человека.
Первая такая дыра была обнаружена над Антарктидой. Ее диаметр составлял около 1000 км., причем границы могли варьироваться в зависимости от времени года. К концу лета озоновая дыра достигала огромных размеров, а к наступлению холодов почти исчезала. Подобное открытие обеспокоило ученых всего мира, были развернуты кампании, призывающие ограничить выброс вредных отходов в атмосферу. Даже промышленные предприятия, в конце концов, начали прислушиваться к словам экологов и перестраивать свое производство. Однако на тот момент мало кто понимал, откуда вообще взялись эти дыры.
На самом деле, озоновые дыры существовали всегда, но лишь в 80-ых годах прошлого века на них в первый раз обратили внимание. Ученые сразу же начали стоить гипотезы, которые смогли бы объяснить подобное явление. Довольно быстро смогли понять, как образуются эти дыры, но факторы, способствующие их появлению, долго время оставались загадкой для светлых умов. На сегодняшний день достоверно известны причины, приводящие в образованию озоновых дыр:
1. Запуски космических ракет
Ракеты не взлетят без топлива, которое, в свою очередь, в прямом смысле этого слова «выжигает» в озоновом слое дыры. Полагали, что эти дыры безопасны и скоро затянутся сами собой, однако предположения оказались неверными.
2. Самолеты
Незаменимое на сегодняшний день средство передвижения является еще одной причиной образования дыр в защитном слое. Вещества и пары, которые выбрасываются самолетами, очень вредят озоновому слою.
3. Фреоны
Эти химические соединения распространены во всех областях нашей жизни: в промышленности, косметологии и парфюмерии, в пищевой промышленности и т. п. Часто их применяют при изготовлении холодильных установок и кондиционеров. Несмотря на то, что сами по себе фреоны не токсичны, они способны вступать в реакции с другими химическими элементами и становиться опасными веществами не только для защитной озоновой оболочки нашей планеты, но и для всего живого.
4. Оксид азота
5. Другие факторы
Извержения вулканов, непроглядный смог над крупными городами, сильные лесные пожары, постепенное увеличение парниковых газов в атмосфере не способны оказывать благотворный эффект на защитный слой нашей планеты.
Почему надо опасаться разрушения озонового слоя
Постепенное истончение озонового слоя неблагоприятно сказывается на здоровье человека:
— наблюдается ослабление иммунной системы;
— повышается число раковых заболеваний (в частности, рака кожи);
— растет число аллергиков;
— увеличивается риск мутаций в клетках живых организмов;
— доза радиационного излучения с каждым днем возрастает;
— люди жалуются на головные боли, ухудшение самочувствия в целом.
Животные и растения также страдают от подобных экологических деформаций. Так, известны случаи потери зрения у кроликов и овец в Чили, выработка нового отравляющего рыб и морских жителей пигмента у некоторых водорослей.
Как защитить нашу планету
Если вы хотите, чтобы ваши дети и внуки росли крепкими и здоровыми, нужно задуматься об экологической ситуации, которая сложилась на сегодняшний день. Без озонового слоя все живые существа просто исчезнут, поэтому нужно постараться не допустить подобной катастрофы. Конечно, экологи, биологи и другие ученые уже давно начали бить тревогу и обращать внимание общественности на данный вопрос. Благодаря их усилиям действительно удалось сократить выбросы в атмосферу вредных соединений и окисей азота, однако этого все равно недостаточно. Важно, чтобы все люди поняли, что именно они должны бороться за жизнь и свое счастливое будущее на планете Земля. Каждому под силу внести свой вклад в сохранение озонового слоя:
Человек не всемогущ и подчас не в состоянии повернуть время вспять и изменить ход событий. Однако что-то он может сделать. Обеспечить сохранность нашей планеты для будущих потомков нам под силу.
Примем меры по сохранению озонового слоя. Это касается и тебя!
Озон – форма кислорода, представленная на Земле преимущественно в газообразном состоянии. Озоновый слой является защитой от ультрафиолетового излучения, отражает опасные воздействия космоса. Озон обладает бактерицидными свойствами, очищает воздух и воду.
Химические вещества, концентрация которых в атмосфере стремительно увеличивается из-за человеческой деятельности, разрушают озоносферу Земли. Наибольший урон уровню озона в атмосферном воздухе наносят аэрозоли, холодильная промышленность, химическое производство, автомобильные выхлопы, испытания ядерного оружия
Озоновые дыры – зоны, в которых концентрация озона значительно снижена, из-за чего происходит попадание на поверхность планеты большого потока ультрафиолета. Ультрафиолетовые лучи способны уничтожить жизнь на Земле. Космическое излучение влияет на флору и фауну, разрушает ряд микроорганизмов, обеспечивающих плодородность почвы.
В результате исследований было выявлено, что избыток ультрафиолета приводит к гибели популяций промысловых рыб и морских ракообразных. Незначительное попадание ультрафиолета на кожные покровы способно стать причиной развития рака кожи. В целях привлечения внимания общества к проблеме разрушения озона был учреждён Международный день охраны озонового слоя, который отмечается ежегодно.
Озоновые дыры
Под действием природных и антропогенных факторов антирадиационная защита планеты слабеет в некоторых районах. Молекулы озоны в них не исчезают, но происходит истощение озонового слоя. На поверхность Земли проникает больше солнечной радиации.
История обнаружения
В 1840 году немец X. Ф. Шёнбейн описал новое вещество — озон. Существование слоя из этого вещества доказали в 1912 году, проведя спектроскопические измерения атмосферы. Истончения озонового слоя обнаружили только в 1970-х годах. С тех пор проблема разрушения естественной антирадиационной защиты стала обсуждаться в научных кругах.
Механизм образования
Из-за выбросов ТЭЦ, заводов и фабрик в воздух попадают разрушающие озоновый слой вещества:
Полёт самолётов на высоте 12-16 километров (нижняя граница слоя) также влияет на состав атмосферы.
Крайне негативно на естественный защитный экран планеты повлияли ядерные испытания в середине XX века, так как взрывы подняли в атмосферу огромное количество пыли.
Антарктическая озоновая дыра
Эта аномалия диаметром до 1000 км стала первой и самой крупной обнаруженной озоновой дырой. Истончение наблюдается не постоянно: в период полярной ночи поступления ультрафиолета нет, поэтому измерения не проводятся. По состоянию на 2021 год аномалия достигла минимальных за 37 лет наблюдений размеров, уменьшившись на 2,5 млн км2.
Наличие дыры над Южным полюсом, а не над Северным, где содержание фреона в атмосфере выше, вызвано более сильным полярным вихрем. Вихрь сильнее из-за наличия в Антарктике континента, в то время как в районе Северного полюса преобладают ровные ледовые поля. В составе полярного вихря есть фреоны, на разрушение влияет и содержащаяся в полярных облаках азотная кислота.
Прогноз на будущее
Ученые погружаются в изучение озоновых дыр все глубже. Обнаружено, что в крупных промышленных зонах они появляются и исчезают сами по себе. Отмечена и положительная динамика: некоторые крупные прорехи в озоновом слое стали уменьшаться. Общая концентрация озона в стратосфере тоже постепенно повышается. Это подтверждает, что конвенция ООН и другие принимаемые меры работают.
Огромный вклад внес Монреальский протокол, подписанный в 1987 году. В него вступили ряд государств, они обязались снизить количество вредного для окружающей среды транспорта и уменьшить объемы выбросов озоноразрушающих веществ. Важно и то, что человечество начало использовать альтернативные источники энергии, и теперь может беречь озоновый слой без ущерба для собственного комфорта.
Озоновый слой не только защищает нас от ультрафиолета, но и способствует сохранению тепла. С его истончением климат на планете становится более холодным. Также последствиями становятся изменения направлений ветров и засухи, влекущие за собой голод.
Распространенные мифы об озоновых дырах
В жёлтой прессе озоновые дыры порой называют одной из главных угроз существования жизни. Иногда высказывается прямо противоположное мнение. Истончение антирадиационного экрана называют сугубо природным явлением, а шумиху вокруг него и фреона считают хитрым маркетинговым ходом производителей дорогих хладагентов.
Противоречивое отношение появляется из-за непонимания механизма формирования дыр и недостаточной изученности вопроса.
Есть 4 главных мифа об озоне:
Встреча с озоном в повседневной жизни
Порой после дождя, особенно в летнюю пору, воздух становится необычайно свежим, приятным, а в народе говорят, что «пахнет озоном». Это совершенно не образная формулировка. В действительности, какая-то часть озона степени проходит до нижних слоев атмосферы с потоками воздушных масс. Эта разновидность газа считается так называемым полезным озоном, который и вносит в атмосферу ощущение необыкновенной свежести. В основном такие явления наблюдаются вслед за грозовыми ливнями.
Однако встречается еще и весьма вредоносная, чрезвычайно опасная для людей разновидность озона. Он вырабатывается выхлопными газами и промышленными выбросами, и при попадании под влияние лучей Солнца, вступает в фотохимическую реакцию. Вследствие этого происходит формирование так называемого приземного озона, который чрезвычайно вреден для здоровья людей.
Причины разрушения озонового слоя
Несмотря на непродолжительный период наблюдений и недостаток информации, учёные выделили две группы факторов, влияющих на истончение антирадиационной защиты Земли. Ведутся споры о том, какая группа оказывает большее негативное влияние.
Естественные факторы
Для образования озона необходимо солнечное излучение. Следовательно, во время полярных ночей процесс прекращается, но естественные факторы, влияющие на разрушение, сохраняются. Из-за полярных вихрей и азотнокислых полярных стратосферных облаков слой истончается. В умеренных, тропических и экваториальных широтах процесс менее заметен.
Во время извержений вулканов в атмосферу попадают тысячи тонн пепла, в составе которого есть соединения, способствующие распаду молекул озона.
Антропогенные факторы
Основной причиной истончения антирадиационного слоя считают хлорфторуглероды (ХФУ). Эти вещества стабильны и не представляют опасности для человека, но при взаимодействии с воздухом способствуют распаду молекул озона.
Антропогенные причины разрушения озонового слоя
Выбросы фреона в атмосферу
Ярчайший пример хлорфторуглеродов — фреоны, которые могут быть в агрегатном состоянии жидкости или газа. Их используют как дешёвый хладагент в холодильниках, они содержатся в аэрозольных баллончиках. Ранее фреоны считали главным виновником разрушения озонового слоя. Сейчас учёные склоняются к мнению, что их влияние переоценено.
Запуск спутников и ракет
При прохождении ракеты-носителя через стратосферу её двигатели выбрасывают колоссальное количество газов (оксидов азота, двуокиси углерода). По оценкам некоторых исследователей, 300 запусков шаттла хватило бы для полного истощения озонового слоя.
Твердотопливные ракетные двигатели опаснее жидкостных ракетных двигателей, так как выбрасывают соединения хлора.
Использование авиатранспорта на больших высотах
Гражданская авиация летает на высотах до 13 км. Военные самолёты могут подниматься выше, в стратосферу. При работе реактивный или ракетный двигатель выделяет окиси азота. Так как полёт проходит на высоте формирования озонового слоя, окись азота немедленно вступает в реакцию с молекулами озона и разрушает их.
Применение азотных удобрений
Азотные удобрения используются с конца XIX века, но сейчас масштабы их применения представляют угрозу для атмосферы. Обычно используют следующие вещества:
При их разложении выделяются окислы азота, которые в атмосфере вступают в реакцию с молекулами озона и разрушают их.
Другие причины
Исследования в данной области продолжаются, и не исключено выявление новых факторов, сопутствующих истончению озонового слоя Земли. Истинное положение дел остаётся предметом споров. Не до конца ясно, насколько существенно влияние на природный антирадиационный экран современных хладагентов и аэрозолей.
Возможные последствия истончения озонового слоя
Учёные сходятся во мнении относительно негативных последствий изменений, происходящих в стратосфере. Сейчас они не выражены ярко, но по самым пессимистичным прогнозам ситуация станет критической в конце XXI века.
Воздействие на человека
Истончение озонового слоя на 1% увеличивает риск развития рака кожи на 3% (это примерно 7 000 новых заболеваний раком ежегодно). На открытом воздухе становится проще получить солнечные ожоги.
Воздействие на экологию
Так как планета — сбалансированная система, повреждение одного элемента влечёт перемены во всех других. Дальнейшее истончение антирадиационной защиты и повышение интенсивности УФ-излучения приведёт к потеплению и вымиранию некоторых видов.
Жёсткое ультрафиолетовое излучение убивает вовлечённый в процесс фотосинтеза фитопланктон. Он является кормовой базой для китов и других морских обитателей. Удаление этого звена из пищевой цепочки вызовет изменения всей водной биосистемы.
Если озоновый слой разрушится полностью
Полное разрушение защитного экрана невозможно, так как он постоянно восстанавливается. Если бы концентрация молекул озона приблизилась к нулю, на Земле из-за высокого уровня радиации исчезли бы большинство форм жизни. Возросла бы средняя температура.
Меры по восстановлению озонового слоя
Когда данные о дыре над Антарктидой подтвердились, в 1985 году провели Венскую конвенцию по охране озонового слоя. Спустя два года был подготовлен Монреальский протокол. Этот документ стал основой законодательного регулирования воздействия на озоновый слой.
Монреальский протокол
Договор соблюдается 197 странами. Государства-участники обязались сократить объёмы производства хлорфторуглеродов. Изначально предполагалась заморозка производства ХФУ на уровне 1986 года. К 1993 году планировали сократить их производство на 20%, а к 1998 году — на 30%. Вводились ограничения на импорт и экспорт разрушающих озоновый слой веществ.
Для развивающихся стран были предусмотрены субсидии и послабления для облегчения перехода промышленности на экологически безопасные технологии.
По итогам первых лет действия договора выяснилось, что он не точен. Были внесены поправки расчётных коэффициентов вывода опасных веществ из производства.
Варианты с производством озона
Генераторы этого вещества называются озонаторами. Теоретически возможно замедлить разрушение озонового слоя, запустив множество озоновых фабрик по всему земному шару. Озон вырабатывают различными способами:
Недостатки этих способов — малая производительность, дороговизна, высокое энергопотребление. По некоторым оценкам, для реализации этого проекта в мировом масштабе понадобится минимум 10 гигаватт энергии, что эквивалентно 1/3 мощности атомной электростанции.
Использование экологически чистого топлива
Работающие на переработанной нефти ДВС способствуют увеличению концентрации в воздухе веществ, разрушающих озоновый слой. Повсеместное внедрение электротяги (особенно создание пассажирских электролётов) уменьшит негативное влияние на атмосферу.
Перспективные разработки вроде биодизелей и двигателей, работающих на отходах жизнедеятельности — потенциальный ключ к решению проблемы.
Их выбросы менее токсичны, чем продукты, образующиеся после сгорания бензина или солярки. Чтобы решить проблему, подобные разработки следует внедрить и на предприятиях.
Использование экологически безопасного топлива в ракетах-носителях пока остаётся фантастикой. Современные технологии не позволяют выводить на орбиту аппараты, не прибегая к сжиганию десятков тонн токсичного горючего.
Высадка лесов
Создание зелёных насаждений в городах и на месте вырубок — перспективный способ борьбы не только с разрушением озонового слоя, но и с загрязнением атмосферы.
Деревья выделяют кислород, который затем под воздействием УФ-излучения Солнца превращается в озон.
Прочие методы борьбы с проблемой
Существует проект по выводу на орбиту 20-30 оснащённых лазерными излучателями спутников. Каждый аппарат представляет собой солнечный конвектор массой в 80-100 тонн. Он должен накапливать солнечную энергию и превращать её в электрическую. Электричество пойдёт на питание лазеров. Свет лазеров послужит катализатором реакции образования озона.
Справится ли человечество с грядущими вызовами?
Согласно последним статистическим данным статистики, человечеству грозит глобальная катастрофа. Однако наука располагает и оптимистическими докладами. После принятия Конвенции об охране озонового слоя уже все человечество занялось проблематикой сбережения озонового слоя. Вслед за разработкой целого ряд запретительных и предохранительных мер ситуацию удалось немного стабилизировать. Таким образом, некоторые исследователи утверждают, что если все человечество будет заниматься промышленным производством в разумных пределах, проблема озоновых дыр может быть успешно решена.
Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них