Что происходит с озоновым экраном

Реферат на тему:

«Что  происходит с озоновым экраном?» 
 
 
 
 
 
 
 

Сухова  Виктория.1-ый курс. Гр.1071 
 

  ОЗОНОВЫЙ ЭКРАН

(ОЗОНОСФЕРА) слой  атмосферы, отличающейся повышенной  концентрацией озона и поглощающий  ультрафиолетовое излучение, гибельное  для организмов. Наибольшая плотность  озоносферы на высоте 20-25 км.  

Озон образуется в стратосфере при действии солнечного излучения на кислород. (В 90-х годах прошлого столетия возникла серьезная экологическая угроза глобального масштаба. Как известно, в атмосфере образовалась огромная озоновая дыра, виновницей которой стал хлорфторуглерод (ХФУ), некогда широко использующийся в аэрозолях, кондиционерах ХФУ и некоторые другие летучие вещества, например четыреххлористый углерод и хлороформ, часто применяемые как растворители, газы-вытеснители в аэрозольных баллончиках и хладагенты в холодильниках, довольно устойчивы химически и накапливаются в атмосфере, усиливая парниковый эффект). Главная проблема, однако, в том, что, диффундируя в верхние слои атмосферы, они расщепляются солнечным излучением, выделяя хлор и фтор, которые реагируют с озоном, превращая его в кислород быстрее, чем происходит обратный процесс; иными словами, эти газы разрушают озоновый экран.

В 1987 г. впервые зафиксировано  его сезонное, но полное исчезновение над Антарктидой, а в девяностых годах регулярно наблюдалось  истончение озонового слоя над Арктикой. Причины этого не вполне понятны. Возможно, произошло переохлаждение верхнего слоя атмосферы из-за усиления парникового эффекта, удерживающего  тепло у поверхности Земли. Это  способствует формированию стратосферных  ледяных облаков над полюсами. А в таких условиях концентрация озона быстро падает. Следовательно, как ни печально, происходящее сейчас повсеместное снижение выбросов ХФУ  не обязательно приведет в ближайшем  будущем к восстановлению озонового  экрана, на что надеялись ученые. Возможно, потребуется более радикальная  борьба с усилением парникового  эффекта.

Образуя в верхних  слоях атмосферы (стратосфере) тончайший  слой, так называемый озоновый экран, молекулы озона защищают все живое  на Земле от УФ-излучения. Содержание озона в атмосфере менее 0,0001 %, однако, именно озон полностью поглощает жесткое УФ-излучение Солнца (с длиной волны Х<280 нм,) наносящее серьезные поражения клеткам живых организмов. При свободном попадании на Землю такие лучи способны вызывать у человека рак кожи, а также наносить вред животным и растениям. Падение концентрации озона на 1 % приводит в среднем к увеличению интенсивности жесткого ультрафиолета у поверхности Земли на 2%.

ОЗОНОВЫЙ слой начинается на высотах около 8 км над полюсами (или 17 км над экватором) и простирается вверх до высот приблизительно равных 50 км. Ирония состоит в том, что  те же самые молекулы озона в тропосфере (НИЖНИЙ слой атмосферы) представляют собой опасные элементы, разрушающие  живую ткань, включая легкие человека.

Наибольшая концентрация молекул озона, которые задерживают  жесткое УФ-излучение космоса, наблюдается на высоте 20-25 км над уровнем моря. Именно поэтому большую тревогу со стороны экологов вызывает влияние оксидов азота, которые выбрасываются реактивными двигателями сверхзвуковых самолетов, летающих на этой высоте. Когда на отечественные Ту-144 и англо-французские « Конкорды» возлагались большие надежды, было подсчитано, что предполагаемый авиапарк «убьет» за несколько лет до 15 % озона, который в высших слоях атмосферы защищает все живое от жесткого излучения. Эта цифра заметно превышала ущерб, наносимый озоновому щиту основным его врагом - фреонами. Кроме пассажирских самолетов, на состояние озонового экрана влияют также полеты военных сверхзвуковых стратегических бомбардировщиков и самолетов-разведчиков: опасность для атмосферного озона представляют выбросы водяного пара и оксидов азота из их двигателей.

Как выяснилось, озон разлагают не только продукты сгорания топлива, но и сама ударная волна  от сверхзвукового самолета. Подсчитано, что этой мощной волной самолет типа Ту-144, перелетая из Москвы в Алма-Ату, уничтожает несколько тонн озона.

В мае 1985 г. британские ученые объявили о резком сокращении концентраций озона в стратосфере  над Антарктикой каждой весной Южного полушария. Это явление получило название «озоновой дыры».

В настоящее время  образование таких «озоновых  дыр» наблюдается также и над  Европой, Азиатским континентом, на юге Южной Америки. Особенно сильное  влияние дыра оказывает на один из чилийских городов Пунта-Аренас, где уже сегодня показатели солнечной радиации настолько высоки, что местным жителям рекомендуется как можно меньше находиться на улице. «Озоновая дыра» в верхних слоях атмосферы над Антарктикой, по данным Метеорологического управления Японии, достигла рекордных размеров: слой озона на высоте 15-22 км уменьшился на 45-75 %.

Что касается «озоновой  дыры» над Антарктидой, то ее появление  во многом является следствием метеорологических  процессов. Образование озона возможно только при наличии ультрафиолета  и во время полярной ночи не идет. Зимой над Антарктикой образуется устойчивый вихрь, препятствующий притоку  богатого озоном воздуха со средних  широт. Поэтому к весне даже небольшое  количество активного хлора способно нанести серьезный ущерб озонному слою. Такой вихрь практически  отсутствует над Арктикой, поэтому  в Северном полушарии падение  концентрации озона значительно  меньше.

На структуру и  свойства озонового слоя влияют различные  хлорфторорганические соединения - ХФУ. Большая часть хлора, используемая на Земле, например для очистки воды, представлена его растворимыми в воде соединениями. Следовательно, они вымываются из атмосферы осадками задолго до того, как попасть в стратосферу.

ХФУ

■ ХФУ используются практически во всех холодильниках, кондиционерах воздуха и тепловых насосах как хлорагенты (фреоны). Поскольку эти приспособления рано или поздно ломаются и выбрасываются, содержащиеся в них ХФУ обычно попадают в атмосферу.

■ ХФУ при производстве пористых пластмасс подмешивают в жидкие пластмассы при повышенном давлении (они растворимы в органических веществах). Когда давление понижают, ХФУ вспенивают пластмассу, как углекислый газ вспенивает содовую воду. И при этом улетучиваются в атмосферу.

■ Еще одна основная область их применения - электронная промышленность, а именно очистка компьютерных микросхем, которая должна быть весьма тщательной. И опять же ХФУ попадают в атмосферу. Наконец, во многих странах, кроме США, их до сих пор используют как компоненты в аэрозольных баллончиках, которые распыляют их в воздухе.

Как же может повлиять возникновение озоновых дыр на самочувствие и здоровье человека?

Исследованиями ученых установлено, что в случае разрушения озонового слоя может увеличиться  частота трех типов рака кожи. Два  наиболее распространенных типа рака кожи - базальноклеточный рак (базалиома) и плоскоклеточный рак (шиловидный). Сегодня более 500 тыс. американцев ежегодно подвержены таким заболеваниям. В ранней стадии развития эти типы рака излечимы. Третий тип рака, саркома, встречается значительно реже, но "то наиболее опасная форма. Ежегодно отмечается около 25 тыс. случаев этого заболевания. В 5 тыс. случаев саркома приводит к летальному исходу, что составляет 65 % всех смертей, вызванных всеми видами рака кожи вместе взятыми. Опасность развития саркомы прямо связана с чувствительностью кожи отдельного человека к солнечному свету (светлокожие люди более подвержены этому процессу, чем темнокожие).

УФ-радиация также может повредить роговую оболочку глаза, соединительную оболочку глаза, хрусталик и сетчатку глаза, а также вызвать фотокератозиз (или снежную слепоту), похожий на солнечный ожог роговой или соединительной оболочки глаза. Медики считают, что увеличение воздействия УФ-радиации на людей вследствие разрушения озонового слоя приведет к увеличению числа людей с катарактой.

Обеспокоенные прогнозами ученых представители 93 промышленных стран в 1987 г. в Монреале подписали  первый глобальный договор по климату. В соответствии с ним предусматривается  постепенное снижение выбросов ХФУ  и других искусственных химических соединений, которые приводят к разрушению защитного озонового слоя нашей  планеты.

Для каждого вещества, внесенного в список Монреальского протокола, математически рассчитан озоноразрушающий коэффициент в пересчете на одну молекулу. Этот коэффициент - относительная величина, где за единицу принят озоноразрушающий потенциал ХФУ -11 и ХФУ-12 .

Озоноразрушающая способность вещества определяется количеством атомов хлора или брома в молекуле, его продолжительностью жизни в атмосфере (т.е. того времени, на протяжении которого это вещество будет сохраняться в атмосфере, прежде чем оно распадется или будет выведено из нее) и особенностями химического процесса, необходимого для распада данного вещества.

Страны, подписавшие  договор, обязались сократить вдвое  использование озоноразрушающих ХФУ к 1999 г. Однако в связи с ухудшающейся ситуацией в 1990 г. в Лондоне были приняты поправки к Монреальскому протоколу. Согласно Лондонским поправкам, в список регулируемых ХФУ вошли еще десять веществ и было принято решение прекратить использование ХФУ, галогенов и четырехлористого углерода к 2000 г., а метилхлороформа - к 2005 г.

Еще раньше, в 1979 г., в  Женеве было проведено совещание  на высоком уровне по охране окружающей среды, на котором были приняты важные международные документы: Конвенция  о трансграничном загрязнении воздуха  на большие расстояния, Резолюция  о трансграничном переносе загрязнения  воздуха и Декларация по малоотходной и безотходной технологии и использовании  отходов. Страны - участницы Конвенции  взяли на себя функцию ограничивать и, насколько это возможно, постепенно сокращать и предотвращать загрязнение воздуха.