Автор: Пользователь скрыл имя, 26 Декабря 2011 в 19:41, реферат
Газообразный озон, открытый в середине прошлого века, долгое время привлекал внимание ученых лишь своими уникальными химическими и физическими свойствами. Интерес к озону существенно возрос, после того, как выяснилась его распространенность в земной атмосфере и та особая роль, которую он играет в защите всего живого от воздействий опасного ультрафиолетового излучения. Особенно активно атмосферный озон стал изучаться в последние десятилетия. С ним, как ни с одним другим газом, в последние два десятилетия было связано несколько крупных сенсаций. Начиная от появившегося в самом начале 70-х годов прогноза о том, что полеты стратосферной авиации “съедят” слой озона уже к 80-м годам, и, кончая пресловутой “озоновой дырой”, которая будоражит умы людей.
Введение
Фотохимическое образование озона в атмосфере и образование озонового слоя
Волшебный щит
Озон и климат
Антропогенные разрушения озонового слоя
Соединения серы из антропогенных и природных источников
Соединения азота из антропогенных и природных источников
Соединения углерода из антропогенных и природных источников
Летучие органические соединения из антропогенных и природных источников
Изменения содержания малых газов, имеющих природные источники
Разрушение озонового слоя в присутствии соединений азота (азотный цикл). Источники поступления азота в атмосферу.
Ядерные взрывы и озон .
Разрушение озонового слоя в присутствии соединений водорода (водородный цикл). Источники поступления водорода в атмосферу.
Разрушение озонового слоя в присутствии соединений хлора (хлорный цикл). Источники поступления в атмосферу
Откуда взялась “дыра”?
Механизмы образования “озоновой дыры”
Чем нам грозит “озоновая дыра”?
Вывод (проблемы и пути их решения)
Заключение
Список используемой литературы
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
БЕЛОРУССКИЙ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра
Экологии
Реферат:
«Пути разрушения
озонового слоя. Влияние антропогенных
факторов на озоновый слой»
Выполнил: Студент группы №106529
Генин Алексей
Минск – 2011
Содержание.
Введение.
Газообразный
озон, открытый в середине прошлого
века, долгое время привлекал внимание
ученых лишь своими уникальными химическими
и физическими свойствами. Интерес
к озону существенно возрос, после
того, как выяснилась его распространенность
в земной атмосфере и та особая
роль, которую он играет в защите
всего живого от воздействий опасного
ультрафиолетового излучения. Особенно
активно атмосферный озон стал изучаться
в последние десятилетия. С ним,
как ни с одним другим газом, в
последние два десятилетия было
связано несколько крупных
Гипотезы о возможном разрушении стратосферного озона под действием выброса в атмосферу выхлопных газов от двигателей сверх звуковых самолетов, фреонов, использования удобрений, извержений вулканов и т. д. Неоднократно описывались в литературе. Поскольку озон задерживает активное излучение солнца, то разрушение озонного слоя может привести к целому ряду негативных последствий для растений, животных и человека.
В ряду тревожных
проблем – сдвиги в мировом
климате, истощение лесных, почвенных
и водных ресурсов, прогрессирующее
опустошение планеты –
Озоносфера - одна из поверхностных оболочек планеты. Она является составной частью биосферы Земли, включающей в себя совокупность живых организмов и неорганические вещества, находящиеся в общем круговороте.
К изучению процессов,
связанных с атмосферным
Из трех стихий,
окружающих человека – тверди, воды
и воздуха, -–последняя, является самой
уязвимой. И не случайно именно в
атмосфере появился первый реальный
сигнал бедствия. Этот сигнал – озоновая
дыра как вестник возможного глобального
уменьшения защитного слоя озона
в результате антропогенных загрязнении.
Фотохимическое образование озона в
атмосфере и образование озонового слоя.
Озон является аллотропным видоизменением кислорода с трехатомной молекулой O3. Молекула озона не линейна и имеет структуру треугольника с тупым углом при вершине и равными межъядерными расстояниями (рис. 1).
Озон – одна из форм существования химического элемента кислорода в земной атмосфере. Последняя состоит в основном из азота и кислорода. В приземном воздухе, равно как и во всей атмосфере до высоты около 150 км, и азот, и кислород существуют практически только в форме молекул N2 и O2. Однако на всех высотах в атмосфере идут процессы диссоциации (т.е. разрушения молекул), приводящих к появлению атомов N и O. Эти процессы компенсируются быстрыми реакциями обратного соединения атомов в молекулы, поэтому концентрации атомов O и N ниже 100 км очень малы.
С увеличением
высоты скорость процессов диссоциации
растет, а обратных реакций падает,
поэтому относительная
Процесс образования озона можно записать в следующем виде:
Экзотермическая реакция
2О3 ® 3О2 +68 ккал (1)
Эндотермическая реакция
При образовании озона тепло поглощается, а при разложении – выделяется. При нормальной температуре и давлении реакция протекает крайне медленно. Связано это с той важной ролью, которую играет атомарный кислород в реакции образования озона. Итак, все начинается с диссоциации молекулы кислорода на два атома:
O2 + hv ® O + O. (2)
Через hv здесь обозначен источник диссоциации. Чаще всего это ультрафиолетовое излучение Солнца, но могут быть и энергитичные частицы, входящие в состав космических лучей.
Образовавшиеся
атомы кислорода либо соединяются
вновь между собой в
O + O ® O2 + М, (3)
Либо взаимодействуют с молекулой O2 (также в присутствии третьего тела), образуя молекулу озона:
О2 + О +М ® О3 + М, (4)
Где М – любая
частица, необходимая для отвода
энергии от образующейся молекулы озона.
Для получения озона
Физически молекула
озона является стабильной, т. е. она
самопроизвольно не разлагается. При
небольших концентрациях и
Благодаря своим исключительным свойствам атмосферный озон является регулятором потока радиации, достигающей поверхности Земли. История его появления на Земле выглядит следующим образом.
Преобразование компонентов земной первичной атмосферы – метана
(CH4), воды (H2O), аммиака (NH3) – в “бульон” из органических соединений, где впервые зародилась жизнь, происходило в присутствии интенсивного ультрафиолетового облучения. Однако ультрафиолетовая радиация очень опасна для чувствительного равновесия химических реакций в живых клетках, и, по-видимому, первые организмы выжили только потому, что развивались под слоем воды достаточно мощным. Чтобы защитить их от ультрафиолета. В результате фотосинтетического разложения молекул воды земная атмосфера приобрела свободный кислород. Лишь с появлением кислорода, а затем и озона интенсивность ультрафиолетовой радиации на земной поверхность понизилась достаточно для того, чтобы живые организмы смогли выйти из-под воды и начать заселение суши. Продолжительное существование сухопутной жизни стало возможным благодаря озоновому слою – защите, которая сама явилась продуктом жизни.
Профиль земной атмосферы представлен на рисунке 2. Как видно, падение давления с высоты идет плавно и монотонно и не обнаруживает какой-либо структуры. В тоже время взаимодействия излучения с веществом атмосферы приводит к развитию достаточно сложной термической структуры. По характеру изменения температуры воздуха с высотой атмосфера делится на несколько слоев. Прилегающая к земной поверхности область атмосферы (тропосфера) характеризуется понижением температуры воздуха с высотой в среднем на 6,5єC/км. В следующем (стратосферном) слое температура несколько возрастает (примерно 1єC/км) за счет поглощения ультрафиолетовой солнечной радиации озоном. В мезосфере температура непрерывно понижается с высотой (2–3єC/км). Выше простирается мезосфера, в которой температура воздуха вновь растет с высотой, что обуславливает поглощение коротковолновой ультрафиолетовой солнечной радиации молекулярным кислородом сопровождающиеся его диссоциацией. Границы между перечисленными слоям носят названия тропо -, страто- и мезопаузы. Соотношение между малыми газовыми компонентами атмосферы различны в разных слоях. Для озона усредненная зависимость парциального давления от высоты для тропиков изображена на рисунке 2 сплошной линией. Как видно из рисунка, распределение озона напоминает двухслойный “пирог”, соответствующий двум слоям атмосферы. В тропосфере концентрация озона мала, и распределение его с высотой сравнительно однородно нарастает, в стратосфере же содержание его резко увеличивается, достигая пикового значения, а затем быстро уменьшается. Когда говорят об озонном слое, то обычно понимают область его максимальной концентрации. Высота озонного слоя зависит от широты местности и сезона. Положения максимумов озонного слоя при переходе от лета к зиме также представлены на рисунке 2 пунктирными линиями. Здесь же отмечена высота максимума концентрации озона в полярной области. Вертикальное расположение озона в атмосфере отличается большой временной изменчивостью.
Поскольку образование озона происходит главным образом в результате фотохимических реакций в стратосфере, здесь сосредоточена его основная масса (около 85 – 89% атмосферного озона).
Фотохимическая
реакция, приводящая к образованию
озона и состоящая из серии
событий, начиная от поглощения света
молекулой кислорода и, кончая образованием
стабильных молекул, разделяется на
первичные и вторичные
O2 ® O(3P) + O(3P) – 2424A°, (5)
O2 ® O(3P) + O(1D) – 1750A°, (6)
O2 ® O(3P) + O(1S) – 1332A°. (7)
Таким образом,
при облучении газообразного
кислорода ультрафиолетовым излучением
могут быть получены значительные концентрации
атомарного кислорода, в результате
облучения возникают
Волшебный щит планеты.
В популярной литературе
слой озона очень часто называют
волшебным щитом планеты. Это
сравнение связано с
Одной из наиболее важных оптических характеристик, какого–либо вещества является его спектр поглощения – изменение с длинной волны коэффициента поглощения, то есть способности поглощать проходящие через это вещество излучение.
Информация о работе Пути разрушения озонового слоя. Влияние антропогенных факторов на озоновый слой