Среда , 13 мая 2020
Главная / Разное / Основная роль озонового слоя экрана заключается – Озоновый слой — Википедия

Основная роль озонового слоя экрана заключается – Озоновый слой — Википедия

Содержание

Озоновый слой — Википедия

Озоновый слой в атмосфере Абсорбция ультрафиолетового излучения озоновым слоем. По горизонтальной оси отложена концентрация озона в единицах Добсона (DU) на километр высоты. По вертикальной оси — высота в километрах. Показано также поглощение в трёх диапазонах ультрафиолета (см. текст)

Озо́новый слой — часть стратосферы на высоте от 20 до 25 км (в тропических широтах 25—30 км, в умеренных 20—25, в полярных 15—20), с наибольшим содержанием озона (вещества, молекула которого состоит из трёх атомов кислорода, O3), образующегося в результате воздействия ультрафиолетового излучения Солнца на молекулярный кислород (O2). При этом с наибольшей интенсивностью, именно благодаря процессам диссоциации кислорода, атомы которого затем образуют озон, происходит поглощение ближней (к видимому свету) части ультрафиолета солнечного спектра. Кроме того, диссоциация озона под воздействием ультрафиолетового излучения приводит к поглощению наиболее жёсткой его части.

Около 90 % атмосферного озона находится в стратосфере, главным образом на высоте от 20 до 40 км над поверхностью Земли. Его концентрация в стратосфере составляет от 2 до 8 частей на миллион. Общее количество озона в атмосфере таково, что если бы можно было весь его переместить на уровень моря и сконцентрировать до атмосферного давления при температуре 0 °C, он занял бы слой высотой всего 3 мм (это соответствует 300 единицам Добсона, или 300×2,69×10

16 молекул озона на квадратный сантиметр поверхности Земли). Для сравнения, вся сжатая под нормальным давлением атмосфера составляла бы слой в 8 км. Озоновый слой поглощает от 97 до 99 % солнечного излучения в области длин волн от 200 до 315 нм.

Очень опасный ультрафиолет в диапазоне UV-c (100—280 нм) практически полностью поглощается кислородом (< 200 нм с образованием монокислорода и далее озона) и озоном (200—280 нм) в самых верхних слоях атмосферы, выше 35 км. Диапазон UV-b (280—315 нм), вызывающий загар и рак кожи, поглощается озоном почти полностью, до поверхности Земли доходит лишь несколько процентов, причём в длинноволновой части этого диапазона, тогда как на длине волны 290 нм коэффициент поглощения озонового слоя составляет 3,5×10

8. Диапазон UV-a (315—400 нм), ближайший к видимому свету (400—700 нм) почти не поглощается (см. рис.)[1].

Благодаря нагреванию воздуха вследствие поглощения озоном солнечных лучей возникает температурная инверсия, то есть повышение температуры с высотой. Таким образом, тропосфера и стратосфера разделяются тропопаузой и смешивание воздуха между этими слоями атмосферы затруднено.

Озоновый слой образовался в атмосфере Земли 1,85—0,85 млрд лет назад, когда в ней вследствие фотосинтеза накопилось достаточно кислорода[2]. Лишь после образования озонового слоя жизнь (включая растения) смогла выйти из океанов[3]; без этого высокоразвитые формы жизни типа млекопитающих, включая человека, не возникли бы.

Открывателями озонового слоя были французские физики Шарль Фабри и Анри Буиссон. В 1912 году им удалось с помощью спектроскопических измерений ультрафиолетового излучения доказать существование озона в отдалённых от Земли слоях атмосферы.

Благодаря данным ультрафиолетового спектрометра, работавшего на борту орбитального зонда Venus Express, астрономы обнаружили озоновый слой в атмосфере Венеры[4][5].

Механизм образования, а также расходования озона был предложен Сидни Чепменом в 1930 году и носит его имя.

Реакции образования озона:

O2+hν→2O:{\displaystyle {\mathsf {O_{2}+h\nu \rightarrow 2O:}}}
O2+O:→O3{\displaystyle {\mathsf {O_{2}+O:\rightarrow O_{3}}}}

Фотолиз молекулярного кислорода происходит в стратосфере под воздействием ультрафиолетового излучения с длиной волны 175—200 нм и до 242 нм.

Озон расходуется в реакциях фотолиза и взаимодействия с атомарным кислородом:

O3+hν→O2+O:{\displaystyle {\mathsf {O_{3}+h\nu \rightarrow O_{2}+O:}}}
O3+O:→2O2{\displaystyle {\mathsf {O_{3}+O:\rightarrow 2O_{2}}}}
Стратосферная химия озона

Кроме реакций, входящих в механизм Чепмена, имеется целый ряд других реакций, приводящих к гибели озона. Их все объединяют в несколько семейств, главными из которых является азотное, кислородное (из механизма Чепмена), водородное и галогеновое. Эти реакции представляют собой каталитические циклы, поэтому их также называют соответствующими циклами.

Азотный цикл (NOx):

N2O+O⋅(Δ1)→2NO{\displaystyle {\mathsf {N_{2}O+O\cdot (\Delta ^{1})\rightarrow 2NO}}}
O3+NO→NO2+O2{\displaystyle {\mathsf {O_{3}+NO\rightarrow NO_{2}+O_{2}}}}
NO2+O:→NO+O2{\displaystyle {\mathsf {NO_{2}+O:\rightarrow NO+O_{2}}}}

Водородный цикл (HOx):

h3O+O:→2HO⋅{\displaystyle {\mathsf {H_{2}O+O:\rightarrow 2HO\cdot }}}
HO⋅+O3→HO2⋅+O2{\displaystyle {\mathsf {HO\cdot +O_{3}\rightarrow HO_{2}\cdot +O_{2}}}}
HO2⋅+O3→HO⋅+2O2{\displaystyle {\mathsf {HO_{2}\cdot +O_{3}\rightarrow HO\cdot +2O_{2}}}}

Хлорный цикл (ClOx):

CFCl3+hν→CFCl2⋅+Cl⋅{\displaystyle {\mathsf {CFCl_{3}+h\nu \rightarrow CFCl_{2}\cdot +Cl\cdot }}}
Cl⋅+O3→ClO⋅+O2{\displaystyle {\mathsf {Cl\cdot +O_{3}\rightarrow ClO\cdot +O_{2}}}}
ClO⋅+O:→Cl⋅+O2{\displaystyle {\mathsf {ClO\cdot +O:\rightarrow Cl\cdot +O_{2}}}}

Доля в расходовании озона различных химических семейств на разных высотах:[6]

Давление, гПа азотное кислородное водородное галогеновое
1,31 0,10 0,26 0,41 0,21
3,78 0,50 0,14 0,11 0,25
8,93 0,68 0,11 0,08 0,13
21,9 0,46 0,12 0,19 0,20
55,8 0,12 0,03 0,48 0,14

Доля галогенового пути распада стратосферного озона увеличилась в результате деятельности человека, что привело к возникновению озоновых дыр. Генеральная ассамблея ООН в 1994 году провозгласила 16 сентября ежегодным Международным днём охраны озонового слоя.

Единица измерения толщины озонового слоя[править | править код]

Единицей измерения толщины озонового слоя служит единица Добсона (DU).

Статьи и обзоры[править | править код]

Международные соглашения[править | править код]

ru.wikipedia.org

Озоновый слой Земли, что это такое, зачем он нужен, причины и последствия разрушения

Если Вы получали солнечный ожог, значит, Вы испытали на себе агрессивное воздействие ультрафиолетового излучения. Чтобы защититься от УФ-лучей, мы чаще всего используем солнцезащитный крем. Для нашей планеты роль крема от загара играет озоновый слой. Без этого «щита» мы бы не просто загорели — на Земле бы со временем не осталось ничего живого.

Ученые предполагают, что возникновение озонового экрана Земли произошло четыреста миллионов лет назад. Именно этот процесс, по их мнению, позволил микроорганизмам подняться со дна океана и выйти на сушу. Так на Земле появилась жизнь.

Содержание:

Что такое озоновый слой

Озоновый слой — это самый легкий и тонкий слой в атмосфере, который содержит относительную концентрацию озона (до 0,001%). Озоновый слой защищает нашу планету от опасного ультрафиолетового излучения, которое способно причинить значительный ущерб жизни на Земле.

Однако озоновый слой не только покрывает нашу планету. Его также можно найти и на поверхности земли — он используется для таких целей, как отбеливание бумажной целлюлозы, обеззараживание питьевой воды и удаление неприятных запахов из продуктов.

Как образуется озоновый слой

Озон — это аллотропная модификация кислорода. Ультрафиолетовые лучи расщепляют молекулы кислорода, превращая О2 в О+О. После расщепления О присоединяется к другим молекулам кислорода, образуя озон (О3=О+О2).

Аллотропными модификациями называют вещества, сходные по составу, но отличающиеся по химическому строению и, соответственно, физическим свойствам.

О3 и молекулы кислорода «поглощают» около 97–99% вредного ультрафиолетового излучения, преобразовывая его в тепло.

Где находится озоновый слой

Озоновый слой находится на высоте от 10 до 50 км над поверхностью Земли, в верхних слоях атмосферы. Озоносфера (или озоновый экран) в разных широтах планеты находится на разных уровнях. В тропических широтах озоновый слой находится на расстоянии от 25 до 30 км, в умеренных — от 20 до 25 км, в полярном круге расстояние еще меньше — от 15 до 25 км.

Толщина озонового слоя

Озоновый слой считается самым тонким в атмосфере. Концентрация озона в верхних слоях измеряется в единицах Добсона. Одна единица Добсона составляет 10 микрометров чистого озона при температуре 0 °C и стабильном атмосферном давлении. Нормальной концентрацией озона считается 300 единиц. Отсюда следует, что толщина озонового слоя составляет всего 3 000 микрометров (3 миллиметра).

Гордон Миллер Борн Добсон — британский физик и метеоролог XX века. Он посвятил свою жизнь изучению озона в атмосфере и сконструировал первый озоновый спектрометр.

Озоновый слой и УФ-излучение

Главная задача озонового слоя — оберегать планету от опасной солнечной радиации.

УФ-излучение в малых дозах полезно для человеческого организма, потому что напрямую связано с выработкой витамина D.

В современной медицине это излучение используется для лечения псориаза, остеопороза, желтухи, экземы и рахита. При лечении также учитывается риск негативного воздействия, поэтому любое использование данного излучения происходит под четким медицинским наблюдением.

Долгосрочное воздействие солнечного ультрафиолетового излучения на человека может спровоцировать развитие острых и хронических заболеваний кожи, глаз и иммунной системы.

Солнечные ожоги случаются в результате долгого влияния УФ-излучения на кожу. Оно способно вызвать дегенеративные изменения клеток кожи, фиброзной ткани и кровеносных сосудов. Рак кожи и катаракта — самые серьезные и нередкие последствия облучения ультрафиолетом.

Озоновый слой служит естественным щитом Земли и спасает человечество от ультрафиолетовой радиации, которая также вызывает мутации ДНК.

Мощность ультрафиолетового излучения Солнца чаще всего делят на три категории:

  1. УФ-А (от 320 до 400 нанометров): не поглощаемая озоном длина, так как находится на безопасном расстоянии.
  2. УФ-В (от 280 до 320 нанометров): большая часть поглощается озоном, но данная длина излучения может быть вредна для чувствительной кожи.
  3. УФ-С (менее 280 нанометров): полностью поглощается озоном. Наиболее опасная длина, потому что она самая короткая и может уничтожить добрую часть нашей экосистемы.

Разрушение озонового слоя

Годы изучения защитного экрана показали, что над поверхностью Земли в некоторых районах озоновый слой начал истончаться. Первую «брешь» обнаружили над Антарктидой.

Причиной повреждения и истончения озоносферы Земли были признаны синтетические и искусственные вещества, образованные в результате промышленной деятельности.

Причина разрушения озона — хлорфторуглерод, группа органических соединений, включающих атомы фтора, хлора и углерода. Эти соединения не токсичны, стабильны и, взаимодействуя с воздухом, не образуют взрывоопасных веществ.

Фреон (хладагент) — яркий представитель этих соединений и включает в себя более 40 различных веществ. Область применения фреона захватывает практически все сферы жизнедеятельности человека. Впервые хлорфторуглероды стали использовать в работе холодильных устройств (холодильники, кондиционеры), заменив ими токсичные и взрывоопасные аммиак и сернистый газ. Позже хлорфторуглероды стали широко эксплуатировать в аэрозольных баллонах, вспенивателях, растворителях, а также в пищевой и парфюмерной отраслях.

Однако сейчас известно, что под воздействием солнечной радиации хлорфторуглероды разлагаются в атмосфере и образуют вещества, которые эффективно разрушают молекулы озона. И если на Земле фреон не представляет опасности для жизни, в стратосфере он активно разрушает защитную систему нашей планеты.

Монреальский протокол

В 1987 году Всемирная Метеорологическая Организация и Программа ООН по окружающей среде собрали вместе ученых, дипломатов, защитников окружающей среды, членов правительства, представителей промышленности и коммерческие организации для заключения соглашения о поэтапном отказе от химических веществ. В январе 1989 года вступил в силу Монреальский протокол, первое в мире международное соглашение о регулировании химических загрязнителей.

В рамках протокола было решено постепенно сокращать производство и использование озоноразрушающих химических веществ, в первую очередь был введен запрет на использование ХФУ (хлорфторуглерод) в распылительных аэрозольных баллончиках.

Озоновые дыры

В 1985 году над Антарктидой обнаружили озоновую «дыру» диаметром более 1 000 км. По сей день она является самой большой и занимает площадь чуть меньше 20 млн кв. км.

К счастью, как таковой дыры нет. На самом деле, когда ученые и популярные средства массовой информации ссылаются на дыру в озоновом слое, речь идет об области с низкой концентрацией озона. Толщина озоновой оболочки в этой местности меняется в зависимости от времени года.

Почему дыра образовалась именно над Антарктидой, если главная причина в опасных выбросах?

Ученые объясняют этот феномен тем, что хлорфторуглероды переносятся в Антарктику воздушными потоками. Особенные климатические условия, а конкретно — крайне низкие температуры (до −80 °C) способствуют формированию стратосферных облаков.

В этих облаках происходит серия химических реакций. Хлор, содержащийся в ХФУ, отделяется от других веществ, кристаллизуется и в течение всего холодного периода сохраняется в таком состоянии. С приходом весны интенсивность ультрафиолетовых лучей усиливается, атомы хлора высвобождаются, разрушая молекулы озона. В итоге образуется озоновая дыра.

Мир без озонового слоя

Озоновая дыра над Антарктидой не единственная. Количество дыр растет с каждым годом по всему миру. Поток солнечной радиации увеличивается и вызывает вспышки раковых заболеваний кожи и катаракту, причем дети этому явлению подвержены сильнее.

Ученые из Центра космических полетов имени Годдарда (НАСА), чтобы доказать значение озонового слоя, смоделировали ситуацию стремительного разрушения защитного экрана Земли.

Группа ученых начала работу с создания модели атмосферной циркуляции земной системы, которая учитывает химические реакции в атмосфере, колебания температуры и ветра, изменения солнечной энергии, а также другие элементы глобального изменения климата. Потери озона изменяют температуру в разных частях атмосферы, и эти изменения способствуют или подавляют химические реакции.

Затем исследователи увеличили выброс ХФУ и подобных соединений на 3% в год, что примерно вдвое меньше, чем в начале 1970-х годов, когда хлорфторуглероды активно использовались в производстве и быту. Ученые позволили моделируемому миру развиваться с 1970 по 2065 год.

Год 2065. Почти две трети озоносферы Земли исчезло. У самой большой озоновой дыры над Антарктидой появился двойник над Северным полюсом. Ультрафиолетовое излучение, падающее на города средних широт (например, Вашингтон), настолько сильное, что способно вызвать солнечный ожог всего за пять минут. Из-за высокого уровня радиации вероятность мутации ДНК увеличивается на 650%.

Усиление ультрафиолетового излучения спровоцирует гибель планктона в океанах и, следовательно, уменьшит рыбные запасы. Также ультрафиолет может оказать неблагоприятное воздействие на рост растений, что приведет к полному увяданию сельского хозяйства.

Решение есть

Увидев мир без озонового слоя, ученые пришли к выводу, что разрушение стратосферного озона можно остановить. Альтернативные вещества, которые не навредят защитному экрану Земли, существуют. К ним относятся углекислый газ, нетоксичный пропан, аммиак и изобутан (природный хладагент).

Как отмечают экологи, озоновый щит планеты уже сейчас восстанавливается на 1–3% в десятилетие. При благоприятных прогнозах озоновые дыры могут исчезнуть по всей планете к 2060 году. Команда ученых НАСА предполагает, что восстановление озонового слоя связано с Монреальским протоколом.

Специалисты из Национального управления океанических и атмосферных исследований США в 2018 году обнаружили крупные выбросы в атмосферу озоноразрушающего газа — трихлорфторметана.

Было установлено, что эпицентр выбросов находится в Восточной Азии, а позже более 18 производственных фабрик в Китае сами признались в незарегистрированном использовании фреона.

Экологи считают, что повлиять на целостность озонового слоя могут сами люди на бытовом уровне. Озоновый экран планеты также подвергается атакам парниковых газов и токсичных выбросов воздушного и наземного транспорта. Использование экологически чистого топлива, сохранение ресурсов земли и правильная утилизация вредных отходов сыграет значительную роль в спасении Земли.

Стоит начать очищение окружающей среды с маленького островка — своей квартиры. Через открытые окна в наше жилище поступает большое количество пыли, вредных испарений, ядовитых выбросов и неприятных запахов. В этой ситуации поможет бризер: благодаря трехступенчатой системе фильтрации устройство препятствует проникновению в комнату вредных веществ, бактерий, аллергенов и вирусов с улицы. Бризер борется с духотой в квартире и создает все условия для комфортной жизни и спокойного сна.

Заключение

Проблема разрушения озонового слоя планеты тесно связана с угрозой глобального потепления. Есть предположение, что восстановление озоновой оболочки замедлит таяние льдов

Правительство и многие крупные промышленные корпорации играют большую роль в том, как мы используем ресурсы Земли. Если сохранение окружающей среды станет первоочередной задачей каждого из государств, возможно, разрушительное влияние на нашу среду обитания достигнет минимума.

Автор: Полина Тарасова

tion.ru

1. Роль озона и озонового экрана для жизни нашей планеты. Разрушение озонового слоя. Методы борьбы

Похожие главы из других работ:

Антропогенное воздействие на гидросферу. Самоочищение водной среды

1. Основные сведения о гидросфере, её роль в природе и жизни человека

Гидросфера — это водная оболочка Земли, включающая в себя океаны, моря, реки, озёра, болота, подземные воды и ледники [12]. Большая часть природных вод составляет Мировой океан — 94,2%. Именно здесь протекают процессы обмена…

Влияние натрия и его соединений на здоровье человека

8. Роль натрия в эволюции жизни и формировании периодов взаимодействия природы и общества

Согласно классификации П. Аггетта, натрий является одним из важнейших эссенциальных элементов (сквозным для всех млекопитающих)…

Влияние экологических факторов на жизнедеятельность организмов

3. Разрушение озонового экрана земли как последствие антропогенной деятельности

Определение озона Известно, озон (Oз) — модификация кислорода — обладает большой химической реактивностью и токсичностью…

Вода и здоровье: различные аспекты

1.1 Роль воды в жизни человека

Вода — самый большой по объему потребления «продукт питания» в рационе человека. Вода-это универсальное вещество, без которого невозможна жизнь. Вода — непременная составляющая часть всего живого. В растениях содержится до 90% воды…

Защита окружающей природной среды

Роль растений в природе и жизни человека

Значение растительности в природе и жизни человека очень велико. Зелёные растения благодаря фотосинтезу и выделению обеспечивают существование жизни ни Земле. Фотосинтез — сложный биохимический процесс…

Ключевые проблемы глобальной экологии

1.3 Нарушение озонового экрана

Наряду с видимым светом Солнце излучает также ультрафиолетовые волны. Особую опасность представляет коротковолновая часть — жесткое ультрафиолетовое излучение…

Окружающая среда

Проблема урбанизации планеты, роль урбанизации в возрастании антропогенного воздействия на Природу

С ростом народонаселения увеличивается и число населенных пунктов, усиливается воздействие строительной индустрии и на Природу. Строительство — вечная проблема, как педагогика, производство пищевой продукции и т.д…

Основные вопросы экологии

4.Природные ресурсы и какова их роль в жизни и деятельности человека?

Природные ресурсы — это компоненты природы, используемые человеком в процессе его хозяйственной деятельности. Природные ресурсы играют исключительно важную роль в жизнедеятельности человека…

Охрана животного мира

Глава 1. Роль животных в биосфере и жизни человека

Разнообразие животных чрезвычайно важно прежде всего для основного процесса — биотического круговорота веществ и энергии. Один вид не способен в любом биогеоценозе расщепить органическое вещество растений до конечных продуктов…

Охрана животных

1. Роль животных в круговороте веществ в природе и жизни человека

Животный мир представляет собой важную часть биосферы нашей планеты. Вместе с растениями животные играют исключительную роль в миграции химических элементов, которая лежит в основе существующих в природе взаимосвязей…

Проблемы использования водных ресурсов

1. Роль и значение воды в природе, жизни и деятельности человека

Водную оболочку Земли, называемую гидросферой, образуют Мировой океан, реки, озера, водохранилища, ледники, подземные воды и почвенная влага. Вода появилась на поверхности нашей планеты 3 — 3,5 млрд…

Проблемы экологии и среды жизни

2. Роль среды для жизни

Каждый человек должен заботиться об обеспечении здоровой окружающей среды, постоянно защищать растительный и животный мир, воздух, воду и почву от вредных последствий хозяйственной деятельности…

Разрушение озонового слоя. Методы борьбы

5. Роль ионизаторов в жизни человека

Ионы воздуха бывают положительными и отрицательными. Процесс образования заряда на молекуле называется ионизацией, а заряженная молекула — ионом или аэроионом. Если ионизированная молекула осела на частице или пылинке…

Рельеф как экологический фактор

4. Роль элементов мезорельефа и микрорельефа в жизни организмов

Для менее крупных, чем горы, форм рельефа — расчлененных возвышенностей — изменение ландшафтов и, в частности растительного покрова, с высотой выражено очень слабо. В лесной зоне примеси дуба и ясеня в древостоях приурочены к повышенным местам…

Свет, температура и влажность, как экологические факторы

1. Свет как экологический фактор. Роль света в жизни организмов

Свет, есть одна из форм энергии. По первому закону термодинамики, или закону сохранения энергии, энергия может переходить из одной формы в другую. По этому закону…

eco.bobrodobro.ru

Озоновый экран

Озоновый экран слой атмосферы, отличающийся повышенной концентрацией молекул озона (Оа), поглощающих для своего образования коротковолновое ультрафиолетовое излучение Солнца, опасное для живых организмов.[ …]

Озоновый экран — часть атмосферы, где находится в небольшой концентрации озон.[ …]

Озоновый экран (озоносфера) — это слой атмосферы в пределах стратосферы, расположенный на разной высоте от поверхности Земли и имеющий наибольшую плотность (концентрацию молекул) озона на высоте 22-26 км.[ …]

Озоновый экран — слой атмосферы с наибольшей концентрацией молекул озона Оз на высоте около 20-25 км, поглощающий жесткое ультрафиолетовое излучение, гибельное для организмов. Разрушение о.э. в результате антропогенного загрязнения атмосферы таит угрозу всему живому, и прежде всего человеку.[ …]

ОЗОНОСФЕРА ОЗОНОВЫЙ ЭКРАН — слой атмосферы, близко совпадающий со стратосферой, лежащий между 7-8 (на полюсах), 17-18 (на экваторе) и 50 км (с наибольшей плотностью озона на высотах 20-22 км) над поверхностью планеты и отличающийся повышенной концентрацией молекул озона, отражающих жесткое космическое излучение, гибельное для живого. Предполагается, что глобальное загрязнение атмосферы некоторыми веществами (фреонами, оксидами азота и др.) может нарушить функционирование озонового экрана.[ …]

ОЗОНОСФЕРА, ОЗОНОВЫЙ ЭКРАН — слой атмосферы, близко совпадающий со стратосферой, лежащий над поверхностью планеты и отличающийся повышенной концентрацией молекул озона, отражающих жесткое космическое излучение, гибельное для живого.[ …]

Озоносфера (озоновый экран), лежащая выше биосферы, в слое от 20 до 35 км, поглощая ультрафиолетовое излучение, гибельное для живых существ биосферы, образуется за счет кислорода, биогенного по происхождению, т.е. также созданного живым веществом Земли. Однако живое вещество если и проникает в эти слои в виде спор или аэропланктона, то в них не воспроизводится и концентрация его ничтожна. Заметим, что, проникая в эту оболочку Земли и еще выше, в космос, человек берет с собой в космический корабль как бы частичку биосферы, т.е. всю жизнеобеспечивающую систему.[ …]

Для сохранения озонового пояса Земли существуют как пассивные методы (уменьшение выбросов в атмосферу фреонов, замена их экологически безопасными веществами), так и активные. В США и России начаты работы по активным методам, основанным на сложных физико-химических процессах (инициируемых специальными воздействиями), способствующих либо уменьшению скорости разрушения озона в стратосфере, либо его образованию. Это химическое воздействие на стратосферу в районе “озоновой дыры” в Антарктиде с применением этана и пропана, которые будут связывать атомарный хлор, разрушающий озон, в пассивный хлористый водород. И, наконец, самые современные методы с помощью электромагнитного излучения, электрических разрядов, лазерного излучения, которые в результате фотодиссоциации кислорода будут способствовать образованию озона (Старик, Фаворский и др., 1993). Все это в конечном счете дает возможность уничтожить “озоновые дыры” в околополярных пространствах и сохранить озоновый экран, а значит и земную цивилизацию.[ …]

Это так называемый озоновый экран (Фабри) [29], имеющий огромное значение, так как благодаря ему может существовать жизнь на нашей планете. В нем между 32 и 48 км над уровнем геоида сосредоточен озон, который, если бы был выделен, взятый в чистом виде, составил бы тонкий слой в один дюйм толщиной при нормальном давлении и комнатной температуре [30]. Озоновый экран поглощает все ультрафиолетовое излучение длиной волны меньше 0,000014 дм.[ …]

Этот слой (озоносфера, озоновый экран) расположен в пределах стратосферы на высотах от 7-8 км на полюсах до 50 км на экваторе. Концентрация молекул О3 в нем в 10 раз больше, чем у поверхности Земли.[ …]

Об опасности разрушения озонового слоя ученые предупреждали еще в начале 50-х годов и связывали его с оксидами азота, выбрасываемыми сверхзвуковыми самолетами. Но в 1974 г. было выяснено, что «дыры» в озоновом экране образуются в результате воздействия искусственных химикатов — фторхлоруглеродов (ФХУ). Эти газы широко используют в парфюмерной промышленности, в производстве холодильных установок, кондиционеров и огнетушителей.[ …]

Верхней границей биосферы (включая парабиосферу) является так называемый озоновый экран (или слой).[ …]

Примерно то же произошло с ростом производства фреонов, их воздействием на озоновый экран планеты.[ …]

Мы уже говорили, что жизнь сохраняется потому, что вокруг планеты образовался озоновый экран, защитивший биосферу от смертоносных ультрафиолетовых лучей. Но в последние десятилетия отмечено снижение содержания озона в защитном слое.[ …]

Парабиосфера еще более асимметрична, поскольку верхнюю ее границу определяет озоновый экран. Более значительные колебания толщи мегабиосферы, охватывающей осадочные породы, но она не опускается на материках глубже отметок самых больших глубин океана, т. е. 11 км (здесь температура достигает 200°С), и не поднимается выше наибольших плотностей озонового экрана (22—24 км), следовательно, ее максимальная толщина 33—35 км.[ …]

В большинстве случаев в качестве верхней теоретической границы биосферы указывают озоновый слой без уточнения его границ, что вполне приемлемо, если не обсуждать разницу между нео- и палеобиосферой. Иначе следует учитывать, что озоновый экран образовался всего лишь около 600 млн лет назад, после чего организмы смогли выйти на сушу.[ …]

Граница биосферы в атмосфере находится на высоте 15— 20 км, совпадая с границей тропосферы. Озоновый экран защищает живые организмы от жесткого ультрафиолетового излучения. Ограничивающими факторами распространения жизни выше этого предела служат излучение, недостаток влаги, кислорода и низкое давление. Наиболее плотно населен нижний слой тропосферы до высоты 50 м.[ …]

Эволюционный фактор — это современный фактор среды, порожденный эволюцией жизни. Так, например, озоновый экран — ныне действующий экологический фактор, влияющий на организмы, популяции, биоценозы, экологические системы, в том числе и на биосферу, — существовал в прошлые геологические эпохи. Возникновение озонового экрана связано с появлением фотосинтеза и накоплением в атмосфере кислорода.[ …]

Ультрафиолетовые лучи губительны для всего живого. Основная часть этого излучения задерживается озоновым экраном атмосферы. Поэтому живые организмы распространены до озонового слоя. Но небольшое количество ультрафиолетовых лучей полезно животным и человеку, так как они способствуют выработке витамина Б.[ …]

Нижняя граница биосферы проходит на глубине 3 км на суше и на 2 км ниже дна океана. Верхняя граница — озоновый экран, выше которого УФ излучения солнца исключают органическую жизнь. Толщина — несколько мм. Основой органической жизни является углерод.[ …]

КАРЛ: А я еще читал, что фреоны, которые люди изобрели и используют в холодильниках и кондиционерах, разрушают озоновый экран Земли.[ …]

У верхней границы тропосферы под влиянием космических излучений из кислорода образуется озон. Следовательно, озоновый экран, предохраняющий жизнь от смертоносных излучений, — также результат деятельности самого живого вещества.[ …]

В результате фотосинтеза в атмосфере стало появляться все больше и больше кислорода и вокруг планеты образовался озоновый экран, ставший надежной защитой организмов от губительной ультрафиолетовой радиации солнца и коротковолнового космического излучения. Под его защитой стала бурно расцветать жизнь: сначала в поверхностных слоях океана стали развиваться взвешенные в воде растения (фитопланктон), выделяющие кислород. Из океана органическая жизнь переместилась на сушу; первые живые существа начали заселять землю примерно 400 млн. лет назад. Организмы, развивающиеся ка земле и способные к фотосинтезу (растения), еще больше увеличили приток кислорода в атмосферу. Считают, что понадобилось не менее полумиллиарда лет, чтобы содержание кислорода в атмосфере достигло современного уровня, который не изменяется вот уже около 50 млн. лет.[ …]

Фотосинтез послужил причиной резкого увеличения содержания СЬ в атмосфере Земли. Благодаря этому возникла озо-носфера (озоновый экран), что в совокупности с другими факторами позволило жизни существовать среди мелководья п выйти на сушу. Изменение содержания кислорода в атмосфере Земли в результате фотосинтеза за более или менее известный период эволюции планеты приведено на рис. 17.[ …]

На высокой активности живого вещества основываются и регуляторные процессы в биосфере. Так, продукция кислорода поддерживает озоновый экран и, как следствие, относительное постоянство потока лучистой энергии, достигающего поверхности планеты. Постоянство минерального состава океанических вод поддерживается деятельностью организмов, активно извлекающих отдельные элемент, что уравновешивает их приток с поступающим в океан речным стоком. Подобная регуляция осуществляется и во многих других процессах.[ …]

Биосфера тесно связана с космосом. Потоки энергии, поступающие к Земле, создают условия, обеспечивающие жизнь. Магнитное поле и озоновый экран защищают планету от излишних космических излучений и интенсивной солнечной радиации. Космические излучения, достигающие биосферы, обеспечивают фотосинтез и влияют на активность живых существ.[ …]

Разрушается и озонный слой атмосферы. Воздушный транспорт способ-ггвует истощению запасов озона там, где он совершенно необходим. Озоновый экран ослабляет смертоносную ультрафиолетовую солнечную ради-щию в слое атмосферы между 40 и 15 км надземной поверхностью примерно в 6500 раз. Разрушение озонового экрана на 50% увеличивает в 10 раз /льтрафиолетовую радиацию, что влияет на зрение животных и человека, нриводит к воздействию на живые организмы, сходному с ионизирующими плучениями. У меньшается содержание озона в атмосфере над Антарктики.[ …]

Биосфера распространена на 10830 м ниже дна океана и представляет из себя литосферу. Верхний слой биосферы служит так называемым защитным озоновым экраном на высоте 20 25 км, выше которого ультрофиолето-вая часть солнечного спектра исключает существование жизни (рис. 13).[ …]

Биосфера — общепланетарная оболочка Земли, где существует жизнь. Учение о биосфере создано В.И.Вернадским (1863-1945). В атмосфере верхние границы жизни определяются озоновым экраном -тонким слоем озона на высоте 16-20 км. Океан насыщен жизнью целиком. В глубину твердой части Земли активная жазнь проникает местами до 3 км (бактерии). Биосфера представляет собой глобальную жи-сксгему, поддерживаемую биологическим круговоротом вещества и потоками солнечной энергии.[ …]

Верхняя граница жизни в атмосфере определяется уровнем УФ-радиации. На высоте 25—30 км большую часть ультрафиолетового излучения Солнца поглощает находящийся здесь относительно тонкий слой озона — озоновый экран. Если живые организмы поднимаются выше защитного слоя озона, они погибают. Атмосфера над поверхностью Земли насыщена многообразными живыми организмами, которые передвигаются в воздухе активным или пассивным способом. Споры бактерий и грибов обнаруживают до высоты 20—22 км, но основная часть аэропланктона сосредоточена в слое до 1—1,5 км. В горах граница распространения наземной жизни около 6 км над уровнем моря.[ …]

Ультрафиолетовые лучи. Наиболее коротковолновая (200—280 нм) зона этой части спектра («ультрафиолет С») активно абсорбируется кожей; по опасности УФ-С близок к ЛГ-лучам, но практически полностью поглощается озоновым экраном. Следующая зона—УФ-Д с длиной волны 280—320 нм — наиболее опасная часть спектра УФ, обладающая канцерогенным действием. Механизм этого действия неизвестен; предполагают влияние через нарушение молекулы ДНК. Кроме того, эти лучи инактивируют в коже клетки Лангерганса, отвечающие за ее иммунитет, а также активируют некоторые микроорганизмы. Последнее свойственно только этой части спектра УФ; в других длинах волн УФ губителен для микробов. Большая часть зоны УФ-В также поглощается озоновым экраном; до поверхности Земли доходят лишь УФ-лучи с длиной волны примерно от 300 нм. Эта часть спектра обладает большой энергией и оказывает на живые организмы главным образом химическое действие. В частности, УФ-лучи стимулируют процессы клеточного синтеза. Показано, что облучение ультрафиолетом повышает продуктивность молодняка сельскохозяйственных животных.[ …]

В то же время озон поглощает ультрафиолетовую радиацию, разлагаясь на молекулярный и атомарный кислород. Основная масса озона располагается на высотах 10-25 км с максимальной концентрацией на высотах 22-24 км. Озоновый слой (часто применяют термин «озоновый экран») имеет исключительно важное значение в сохранности жизни на Земле.[ …]

Слой атмосферы, близко совпадающий со стратосферой, лежащий между 7 — 8 км на полюсах и 17 — 18 км на экваторе и 50 км над поверхностью планеты отличающийся повышенной концентрацией молекул озона, называется озоносферой (озоновый экран). Общее содержание озона в этом слое невелико: толщина приведенного (к нормальному давлению) слоя всего около 3 мм.[ …]

В последние годы особую остроту приобрел вопрос о непреднамеренном влиянии индустриальных технологий на природу, в частности на содержание озона в атмосфере. Привлечению внимания широких общественных масс к угрозе озоновому экрану способствовали средства массовой информации, поднявшие на уровне сенсационных открытий большой шум при обнаружении весной в антарктических районах рекордно низкого общего содержания озона. Явление получило с их подачи название «озоновых дыр в атмосфере».[ …]

К середине палеозоя — в силуре, девоне содержание кислорода в атмосфере достигло почти 10 % от современной концентрации. Одновременно произошли и другие изменения в атмосфере, в частности, проявилась стратификация, сформировался озоновый экран как результат сложнейших химических реакций с образованием аллотропной модификации кислорода 03 (озона). В это время происходило активное освоение жизненными формами земной суши. Первыми завоевателями ее были водоросли и древние, еще бесскелетные рыбы, которые из океана и морей сначала перебрались в озера и реки, где сформировали скелет и плавники, а затем в виде кистеперых рыб, перебираясь из водоема в водоем, заложили возможность образования амфибий, оснащенных легкими и лапами. Из растений на суше появились первые высшие формы — примитивные риннофиты. Это в общем-то была новая знаковая точка в эволюции — были созданы предпосылки к цефализации животного мира.[ …]

Запуск мощных ракет, полеты самолетов в высоких слоях атмосферы, испытания ядерного и термоядерного оружия, уничтожение леса пожарами и хищнической рубкой, массовое применение фреонов в технике, бытовой химии и парфюмерии-главные факторы, разрушающие озоновый экран Земли. Разрушение озонового слоя сопровождается рядом опасных и скрытых негативных воздействий га человека и живую природу.[ …]

Одной из важных характеристик атмосферы является её про -эрачвость, которая влияет на энергетический балаво планеты. На прозрачность влияет погода, содержание диоксида углерода и за -грязнений. Атмосфера защищает Землю от абсолютного холода космического пространства. Озоновый экран задерживает около 20 % инфракрасного теплового излучения Земли, тем самым повышая температуру атмосферы и создавая благоприятный тепловой режим Земли.[ …]

Мы знаем и другую форму образования свободного кислорода, более легкого одноатомного кислорода 0 , обладающего мощной свободной энергией, который образуется в ионосфере и, вероятно, в стратосфере под влиянием космических излучений и ультрафиолетовых лучей нашего Солнца, разлагающих молекулу 02 (§ 96). Здесь постоянно идет процесс, который можно выразить динамическим равновесием: 201 О . Вместе с озоновым экраном (§ 97) этот процесс играет огромную роль в организованности нашей планеты.[ …]

В кембрий-ордовик суша постепенно осваивается примитивными растениями и животными; з морях царствуют трилобиты, грап-толиты, наутилоидеи, мшанки. В силуре появляются рыбы, в девоне— насекомые и земноводные. Сравнительно богатый наземный биостром девона говорит о возникновении к тому времени озонового экрана — этого удивительного «новообразования» географической оболочки. Располагаясь в стратосфере, на высоте 20— 25 км, озоновый экран поглощает коротковолновую часть ультрафиолетовой солнечной радиации, губительной для органической жизни. Он создан жизнью для того, чтобы защитить жизнь, дать ей новые, почти неограниченные возможности для развития на нашей Земле. И уже в следующем геологическом периоде — каменноугольном— суша одевается влажными густыми лесами высокой биологической продуктивности из древовидных папоротников, гигантских плаунов и хвощей. Это прямое доказательство высокого, близкого к современному содержания кислорода в атмосфере.[ …]

Световой режим. Количество достигающей поверхности Земли радиации обусловлено географической широтой местности, продолжительностью дня, прозрачностью атмосферы и углом падения солнечных лучей. При разных погодных условиях к поверхности Земли доходит 42 — 70% солнечной постоянной (рис. 4.1). Проходя через атмосферу, солнечная радиация претерпевает ряд изменений не только в количественном отношении, но и по составу. Коротковолновая радиация поглощается озоновым экраном и кислородом воздуха. Инфракрасные лучи поглощаются в атмосфере водяными парами и диоксидом углерода. Остальная часть в виде прямой или рассеянной радиации достигает поверхности Земли (рис. 5.39).[ …]

Атмосфера — газовая оболочка Земли. Состав сухого атмосферного воздуха: азот — 78,08 %, кислород — 20,94 %, диоксид углерода — 0,033 %, аргон — 0,93 %. Остальное — примеси: неон, гелий, водород и др. Пары воды составляют 3-4 % от объема воздуха. Плотность атмосферы на уровне моря 0,001 г/см ’. Атмосфера защищает живые организмы от вредного воздействия космических лучей и ультрафиолетового спектра солнца, а также предотвращает резкое колебание температуры планеты. На высоте 20-50 км основная часть энергии ультрафиолетовых лучей поглощается за счет превращения кислорода в озон, образуя озоновый слой. Суммарное содержание озона не более 0,5 % массы атмосферы, составляющей 5,15-1013 т. Максимум концентрации озона на высоте 20-25 км . Озоновый экран — важнейший фактор сохранения жизни на Земле. Давление в тропосфере (приземный слой атмосферы) уменьшается на 1 мм рт. столба при подъеме на каждые 100 метров.[ …]

Кроме того, озон, находясь в виде слоя атмосферы Земли — озоносферы, имеет чрезвычайно важное биологическое значение. Этот слой предохраняет живые организмы на Земле от вредного влияния коротковолновой ультрафиолетовой радиации Солнца. Озон играет значительную роль в создании термических режимов различных слоев атмосферы вследствие сильного поглощения солнечной радиации и земного излучения. Наиболее интенсивно озон поглощает ультрафиолетовые и инфракрасные лучи. Солнечные лучи с длиной волны меньше 300 км почти полностью поглощаются атмосферным озоном. Таким образом, Земля окружена своеобразным “озоновым экраном”, защищающим многие организмы от губительного действия ультрафиолетового излучения Солнца.[ …]

ФРЕОНЫ (ХЛАДОНЫ) — фуппа галогеносодержащих веществ: Ф-11 (CFC13), Ф-12 (CF2C12), Ф-22 (CHC1F2) и др., кипящих при комнатной температуре, высоколетучих, химически инертных у поверхности Земли, используемых в холодильной промышленности и как распылители (в частности, сельскохозяйственных пестицидов и веществ в аэрозольных упаковках). Поднимаясь в стратосферу, Ф. подвергаются фотохимическому разложению с выделением иона хлора, служащего катализатором химических реакций, разрушающих молекулы озона, защищающего планету от жесткого ультрафиолетового излучения. В настоящее время ведется постоянное международное наблюдение (мониторинг) за озоновым экраном (плотность озона в 1988 г. была на 5—6% ниже нормы, по наблюдениям в США). Многие страны сократили производство и потребление Ф., но общий выпуск этих веществ в мире возрастает (согласно Монреальскому протоколу, он должен быть сокращен на 50% к 2000 г.). Возрастает и концентрация Ф. в атмосфере. На 1 января 1980 г. количество Ф-12 было равно произведению 285 частей на 1012. В атмосфере Северного полушария содержание Ф. на 8—9% больше, чем в атмосфере Южного. Среднее время жизни Ф. в атмосфере — порядка 70—100 лет, но в верхнем пределе, видимо, достигает многих столетий. Данные пока не слишком точны из-за малых рядов наблюдений и несовершенства измерений и моделирования.[ …]

Но вернемся к первичному океану. Образование первичного океана началось тогда, когда в первичной атмосфере создались условия для конденсации водяного пара. Возникавший конденсат скапливался в замкнутых углублениях земной коры, и эти скопления положили начало образованию протоокеанов. Так как в это время в атмосфере Земли было велико содержание СО2, этот газ вступал в реакцию со сконденсировавшейся водой и образовывал кислоту, которая поступала в первоначальный океан. Так что протоокеаны, скорее всего, были очень кислыми. Поскольку выделение паров Н2О продолжалось, продолжался и процесс их конденсации, и в результате протоокеаны, имевшие вначале, может быть, и небольшие размеры, слились в океаны. Геологические данные свидетельствуют, что уже 3 млрд лет тому назад воды на Земле было достаточно. По мере развития жизни на Земле (органические соединения появились 2,5-3,0 млрд лет тому назад, зарождение жизни на Земле датируется 2,5-1,0 млрд лет тому назад) менялся и состав морской воды (уменьшалась ее кислотность). Образовавшийся озоновый экран защищал живые организмы х>т действия жесткого ультрафиолетового излучения. Окисление серы, аммиака до свободного азота обусловили образование современного типа азотно-кислородной атмосферы. Появление кислорода в результате фотосинтеза привело к интенсивному изменению химического состава воды океанов. Восстановительная форма существования элементов сменилась на окислительную. Стабилизация химического состава атмосферы обусловливала стабилизацию нового химического состава океанов. Примерно около 1 млрд лет тому назад морская вода достигла, вероятно, такого состава, который очень близок к составу современной морской воды.[ …]

ru-ecology.info

Что такое «озоновый экран»? Каково его значение?

Вы когда-нибудь находили в Интернете ролик, где показана Земля: от её ядра до вида на планету из далёкого космоса?

Я предлагаю вам отправиться вместе со мной в такой полёт, чтобы ответить на вопрос об «озоновом экране». И посмотрим мы сначала на…

Оболочки земли

Наша удивительная планета опоясывается несколькими оболочками. Вот основные из них:

  • литосфера покрывает поверхность Земли: в неё входит земная кора и верхний слой мантии
  • гидросфера представляет все водные пространства.
  • биосфера – это все живые организмы на планете
  • атмосфера – воздушное пространство, окружающее нашу планету.

Подлетаем ближе и видим, что эти оболочки также состоят из нескольких более мелких. Присмотримся к атмосфере: её можно разделить на 5 слоёв. Обратите внимание на стратосферу – слой на высоте от 11 до 50 км от поверхности. Вы можете заметить, что там под воздействием светового излучения происходят химические реакции, благодаря которым в стратосфере появляется озон, образующий тот самый озоновый слой. Наиболее активно озон вырабатывается на высоте 25-30 км.

Что такое озоновый экран и каково его значение

«Озоновый экран» – это слой атмосферы с наибольшей концентрацией озона.

Его основная задача – поглощать большую часть ультрафиолетового излучения, идущего от Солнца. Ультрафиолетовое излучение в больших объёмах крайне опасно для человека и природы, поэтому сохранять цельность озонового слоя очень важно.
Кроме того, озон поглощает тепловую энергию Земли, не давая ей «уйти» в космос, тем самым сохраняя тепло в атмосфере.

Как предотвратить разрушение озонового слоя

Как я уже отметила, озоновый слой очень важен для всего живого. К сожалению, в последнее время он истощается и разрушается. Это является одной из глобальных проблем экологии. Например, вредят озоновому слою космические аппараты, проходящие сквозь экран и буквально прожигающие его. Но больший удар идёт от использования фреонов – бесцветных химических веществ, используемых во многих отраслях производства: косметической и медицинской (в распылителях), холодильной. Таким образом, для того, чтобы снизить уровень пагубного влияния фреонов на озоновый слой, достаточно пользоваться экологическими аэрозолями и бытовыми приборами, и в последнее время многие производства пошли на такие меры.

Я надеюсь, что наше путешествие вам понравилось и вы обязательно задумаетесь о том, как именно можно снизить риск разрушения озонового слоя.

travelask.ru

Озоновый слой Земли: его значение проблемы

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Волоконовская средняя общеобразовательная школа №1

Волоконовского района Белгородской области».

РЕФЕРАТ

Выполнила ученица 8 «А» класса

Плотникова Мария.

Руководитель

учитель биологии

Кащенко Наталья Сергеевна

Волоконовка 2013

СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………………3

1 Роль озона и озонового экрана для жизни нашей планеты…………..3

2 Экологические проблемы атмосферы

2.1. Уменьшение озонового слоя и факторы, влияющие на него……..6

2.2. Озоноразрушающие вещества и механизм их действия…………..7

2.3. Производство озоноразрушающих веществ в России……………..7

2.4.  «Озоновые дыры»…………………………………………………….8

3 Влияние уменьшения озонового слоя на жизнь на    Земле…………10

4 Как можно помочь своей планете

4.1.  Принимаемые меры по защите озонового слоя…………………….10

4.2. Проекты восстановления озонового слоя…………………………….12

5 Роль ионизаторов в жизни человека……..…..…………………………13

Заключение…………………………………………………………………16

Библиографический список литературы …………………………………18

Приложение

Введение

В ХХ веке появились признаки изменения климата. На Земле стало теплее. Последнее столетие было самым тёплым из тысячелетия. С чем это связано? К каким последствиям это может привести? Нас давно интересуют проблемы окружающей среды. О проблемах атмосферы, о роли озона и озонового экрана в конце прошлого века много писали и спорили в научных кругах, это широко освещалось в прессе. Поэтому, мы имели об этом представление.  Но   в   процессе   работы  над  темой «Проблемы атмосферы: озон» мы несколько изменили наше мнение о проблеме атмосферы и состоянии озонового слоя Земли.  Человек ли и его влияние стали главными в появлении этой проблемы? Тема эта актуальна и важна сегодня, как и раньше.

Цель:     Изучение проблем озонового слоя;

Задачи: Выяснить влияние деятельности человека на изменение климата планеты;

Гипотеза: Человек лишь отчасти виновен в появлении этой проблемы;

Объект исследования: Озоновый слой;

Предмет  исследования: Озоновый слой как условие  жизни на Земле и разрушающие его факторы.

Работая над темой, мы изучали и анализировали литературу: учебники, журнальные статьи, справочники и аналитический ежегодник « Россия в окружающем мире». Выполняя эту работу, мы хотели выразить своё видение этой проблемы, её возможные последствия для окружающей среды  и  возможности человека повлиять на  решение этой проблемы.

1 Роль озона и озонового экрана для жизни нашей планеты.

Озон – трёхатомный кислород (О3), газ довольно редкого интенсивного синего цвета, при низких температурах (-112о С) превращается в темно-синюю жидкость, а при более низком охлаждении    образует   темно  —  фиолетовые   кристаллы. Озон чрезвычайно ядовит (даже больше, чем угарный газ), предельно допустимая концентрация его в воздухе 0.00001 %. Отчасти голубой цвет атмосферы Земли обязан озону. Озон присутствует в атмосфере над Землёй от 15 до 50км, очень в незначительной концентрации – даже до высоты 70 км. Максимальная его концентрация находится на высоте около 40 км над поверхностью  Земли.

Озоновая среда – агрессивная среда, коррозирующая железо, разъедающая органические соединения, является дезинфицирующим раствором  (в жидкостях).

Большая часть озона образуется в верхних слоях атмосферы под действием ультрафиолетового излучения.        Его концентрация  зависит от интенсивности ультрафиолетового излучения Солнца в различных длинах волн. Ультрафиолетовое излучение Солнца с длиной волны менее 230 нм приводит к увеличению озона. Возрастание излучения в волнах с большей длиной вызывает повышение температуры и, наоборот,  разрушает озон.         

 Ультрафиолет разбивает на атомы молекулы обыкновенного кислорода, и эти свободные атомы присоединяются к молекулам кислорода, образуя полезный озон в несколько миллиметров на высоте от 19 до 40 км над поверхностью Земли. Немного озона проникает с потоками воздуха в нижние слои атмосферы.

Об озоновом слое атмосферы учёные узнали в 70 – е годы ХХ столетия. Наряду с видимым светом, Солнце излучает ультрафиолетовые волны.  Особую опасность представляет коротковолновая часть жёсткого ультрафиолетового излучения. Всё живое на Земле защищено  от агрессивного воздействия ультрафиолетового излучения, обладающего высокой биологической активностью,  т.к. свыше 90% его поглощается озоновым слоем, так называемым озоновым экраном. (По материалам «Cправочника по охране геологической среды»)

        Озоновый экран – слой атмосферы, близко совпадающий со стратосферой, лежащий между 7-8 км (на полюсах) и 17-18км (на экваторе) и 50 км  над поверхностью планеты и отличающийся повышенной концентрацией озона, отражающий жёсткое коротковолновое /ультрафиолетовое/ космическое излучение, опасное для живых организмов. Основная масса озона находиться в стратосфере.        Толщина стратосферного озонового слоя, приведенная к нормальным условиям давления атмосферы (101.3 Мпа) и температуры (0о С) на поверхности Земли, составляет около 3 мм. Но реальное количество озона зависит от времени года,  от широты, долготы и многого другого. Этот слой защищает людей и живую природу так же и от мягкого рентгеновского излучения.         Благодаря озону стало возможно возникновение на Земле жизни и её последующая эволюция. Озон сильно поглощает солнечную радиацию в различных участках спектра, но особенно интенсивно – в ультрафиолетовой части (с длиной волн менее 400 нм), а с большей длиной волн (более 1140 нм) – значительно меньше.

Озон, образуемый близко от поверхности Земли, называют вредным.  В приземных слоях озон образуется под действием случайных факторов. Он возникает во время грозы, при ударе молнии, работе рентгеновского оборудования, его запах можно ощутить возле  работающей копировальной техники. В загрязнённом оксидами озона воздухе под действием солнечных лучей образуется озон, способствующий образованию опасного явления, называемого фотохимическим смогом. Когда лучи света реагируют с веществами, содержащимися в выхлопных газах и промышленных дымах, тоже образуется озон. Жарким туманным днём в загазованной местности уровень озона может достигнуть угрожающих величин. Дыхание озоном очень опасно, так как он разрушает лёгкие. Пешеходы, вдыхающие большое количество озона, задыхаются и ощущают боль в груди. Деревья и кусты, растущие у загазованных магистралей, при высоких концентрациях озона перестают нормально расти.

К счастью, природа наградила человека обонянием. Концентрация 0.05 мг\л, которая намного меньше предельно допустимой концентрации, прекрасно ощущается человеком, и он может почувствовать опасность. Запах озона – это запах кварцевой лампы.

        Но если озон находится на большой высоте, то он очень даже полезен для здоровья. Озон поглощает ультрафиолетовые лучи. До поверхности земли доходит всего 47% солнечной радиации, около 13% солнечной энергии поглощает озоновый слой в стратосфере, остальное поглощают облака (по материалам справочной и учебной литературы).

2 Экологические проблемы атмосферы

2.1.  Уменьшение озонового слоя и факторы, влияющие на него.

В последнее время ученые сильно озабочены загрязнением атмосферы и состоянием озонового слоя. Под загрязнением атмосферы  понимают изменение её состава при поступлении примесей. Вещества – загрязнители бывают трех видов: газы, пыль и аэрозоли  (диспергированные твердые частицы, выбрасываемые в атмосферу и находящиеся в ней длительное время во взвешенном состоянии). Космические ракеты, высотная авиация, испытания ядерного вооружения, глобальное истребление лесов, применение фреонов, а также загрязнение воздуха – факторы, разрушающие озоновый слой Земли. Фактором, сильно воздействующим на состояние атмосферы, является извержение вулканов. Все эти  факторы могут  нарушить нормальное функционирование озонового слоя Земли. Антропогенные факторы, т.е. появляющиеся в результате деятельности человека, несут большой вред состоянию озонового слоя нашей планеты. Глобальное загрязнение атмосферы фреонами (синтезируемыми людьми соединениями – фторхлоруглеродами), оксидами азота и другими веществами – возможно уменьшить.

2.2. Озоноразрушающие вещества и механизм их действия

Впервые  фреоны начали применять в 20-х годах прошлого века. Фреоны – инертные, негорючие, несложные в производстве вещества, получили широкое распространение в аэрозолях как растворители, их используют в огнетушителях, при эксплуатации холодильного оборудования в качестве охлаждающих жидкостей, при изготовлении одноразовой посуды из полистирола и упаковок для фасовки и хранения продуктов.

        

2.3. Производство озоноразрушающих веществ в России 

Суммарно производство озоноразрушающих веществ в России можно представить в виде диаграммы (см. приложение, таблица № 1).

        Механизм действия фреонов таков: попадая в верхние слои атмосферы, они преображаются. Молекулярные связи разрушаются. В результате выделяется хлор, который при соединении с озоном разрушает его:

О3 + Cl2       O2 + O + Cl2

Одной молекулы хлора хватает, чтобы разрушить десятки тысяч молекул озона и  тем самым уменьшить его количество в атмосфере. В мире ежегодно производится более миллиона тонн фреонов.  Фреоны летучи и поднимаются в стратосферу. Озон вступает в активные фотохимические реакции с фреонами, оксидами азота. Фреоны разлагаются,  высвобождая атомарный хлор, который разрушает озоновый слой. В месте такого взаимодействия озоновый слой исчезает.

Темпы загрязнения атмосферы некоторыми озоноразрушающими веществами начали замедляться. К 2030г их производство должно быть полностью прекращено.  За последние 15 лет количество фреоновых выбросов резко сократилось: с 1,1 млн. тонн        до 160 тыс. тонн на сегодняшний день. Фреоны очень медленно выводятся из атмосферы и живут в ней десятки лет, (а некоторые – и 139 лет!) /по материалам аналитического ежегодника «Россия в окружающем мире»/

2.4. «Озоновые дыры»

  В «озоновой дыре» содержание озона меньше, чем в самом экране. Здесь содержание этого газа ниже нормы  на 30 – 50 %. Защитные свойства этого озонового слоя уменьшаются.        Более 2000 лет общее количество озона менялось незначительно. Об этом свидетельствует реконструкция газового состава атмосферы, сделанная по результатам анализа пузырьков воздуха из Антарктических ледовых кернов.

        В 1974 г американские учёные Ш. Роуланд, М. Молина обнаружили, что озоновый слой Земли разрушается под воздействием хлора, который содержится в фреонах. С этих пор научный мир раскололся на две части. Одни полагают, что колебания в толщине озонового слоя вполне закономерны  и регулируются вполне закономерными, естественными природными процессами; другие считают, что в озоновых страданиях виноваты люди с их техническим воздействием на окружающую среду.

В 1995 году ученые  Роуланд,  Молина и немецкий ученый  П. Крутцен были удостоены Нобелевской премии за исследования в области образования и распада озона в земной а атмосфере. Концентрация озона обычно повышена в полярных и приполярных областях.         Исследуя концентрацию озона в атмосфере с помощью  спутниковых наблюдений, ученые обратили внимание, что общее содержание стратосферного озона каждой весной уменьшается : в 1986 – 1991г.г. его количество над Антарктидой было на 30 – 40% ниже, чем в 19967 –1971 г.г., а в1993 году общее содержание стратосферного озона уменьшилось  на 60%, и 1987 – 1994 г.г. его малое количество оказалось рекордным: почти в четыре раза меньше нормы. В 1994г в течение шести весенних недель над Антарктидой озон полностью исчез в нижних слоях стратосферы.

Так значительное истощение озона каждой весной было установлено сначала над Антарктидой, а затем над Арктикой. Площадь каждой дыры составляет около 10 млн. км2. В настоящее время выяснено, как образуется антарктическая озоновая дыра: это происходит в результате сочетания многих процессов в атмосфере Антарктики. Решающую роль здесь играют фреоны, доставляющие хлор и его окислы, и  так называемые полярные стратосферные облака, образующиеся в период полярной ночи в очень холодной стратосфере. Таким образом, если выбросы фреонов будут продолжаться, можно ожидать расширения «дыр» над полюсами.

        Размеры  озоновой дыры, также как и содержание озона в ней, может меняться в значительных пределах. Когда меняется направление господствующих ветров, озоновая дыра заполняется молекулами озона из рядом расположенных участков атмосферы, при этом количества озона в соседних участках снижается. Дыры могут даже перемещаться. Например, зимой 1992 г слой озона над Европой и Канадой стал   на   20% тоньше.

Сейчас в мире работает более 120 озонометрических станций, 40 из них – на территории России. Измерение общего содержания озона  с Земли обычно производятся с помощью спектрофотометра Добсона. Точность таких измерений составляет  +1-3%. В России для измерения общего содержания озона  чаще используют фильтровые озонометры, точность их измерений несколько  ниже.  Распределение озона в атмосфере изучают и с помощью приборов, установленных на спутниках ( в России –спутник « Метеор», в США – спутник « Нимбус»).

        Озоновая дыра образуется над теми территориями, где сосредоточены предприятия, производящие озоноразрушающие вещества. В 70-80-х гг снижение концентрации озона над территорией России было эпизодическим. Но со 2-ой половины 90-х гг в зимнее время это явление стало наблюдаться над обширными районами России уже регулярно.  Озоновые дыры в последние годы образуются над Сибирью и Европой, что ведёт к увеличению заболеваемости раком кожи у людей и другими заболеваниями. Это непременно отразится также и на других обитателях планеты (по материалам сайта www.nature.ru).

3 Влияние уменьшения озонового слоя на жизнь на    Земле

Уменьшение содержания озона в верхних слоях атмосферы всего на 1% в масштабах планеты вызывает увеличение заболеваемости раком кожи на 3-6 % у людей и животных, до 150 тысяч случаев катаракты, так как на 2%   увеличивается проницаемость атмосферы для ультрафиолетовых лучей. Ультрафиолетовые лучи, кроме того, оказывают повреждающее действие на иммунную систему организма, делая его более восприимчивым к инфекционным заболеваниям, (например, к малярии). Ультрафиолетовые лучи разрушают и клетки растений – от деревьев до злаков, снижают скорость роста фитопланктона, ускоряют вымирание животных морских и океанических форм жизни из-за уменьшения количества растительной пищи.         Прорыв через озоновую дыру солнечных рентгено- и ультрафиолетовых лучей, энергия фотонов которых превышает энергию лучей видимого спектра в 50 – 100 раз, увеличивает число лесных пожаров.

        Ещё тревожит и то, что истощение озонового слоя может непредсказуемо изменить климат Земли. Озоновый слой задерживает тепло, рассеивающееся с поверхности Земли. При разложении озона выделяется тепло, которое повышает температуру стратосферы, создает «одеяло» вокруг Земли. По мере уменьшения количества озона в атмосфере температура воздуха снижается, изменяется направление господствующих ветров и меняется погода. Результатом могут стать засухи, неурожаи, нехватка продовольствия и голод ( по материалам СМИ и учебной литературы).

         

4 Как можно помочь своей планете

4.1. Принимаемые меры по защите озонового слоя.

 Международное сообщество, озабоченное этой тенденцией, уже ввело ограничения на выброс фреонов. В 1985 г в Вене (Австрия) была принята Венская конвенция об охране озонового слоя Земли. Основными положениями этой конвенции стали:

  1. сотрудничество в области исследования веществ и процессов, которые влияют на изменения в озоновом слое;
  2. создание альтернативных веществ и технологий ;
  3. наблюдение за озоновым слоем;
  4. сотрудничество в области разработки и применения мер, контролирующих деятельность, приводящих к неблагоприятным воздействиям в озоновом слое;
  5. сотрудничество в разработке и передаче технологий и научных знаний.

В 1987 г правительство 56 стран (в том числе и СССР),  подписали Монреальский протокол, по которому производство фторхлоруглеродов  должно уменьшиться вдвое уже к началу ХХI века. Более поздние соглашения –  1990г в  Лондоне, 1992г – в Копенгагене, содержат призыв полностью прекратить производство этих веществ.

        Легче всего было решить проблему замены фреонов на другие вещества в аэрозолях – их заменяют на углеводордные пропелелленты типа пропана или бутана. В Росcии аэрозоли с углеводородным пропеллентом с 1994г выпускает АО « Хитон» в Казани.

Внедрение озонобезопасных веществ вызывает наибольшие трудности в производстве холодильной техники. Новые, не разрушающие озон, хладагенты уже существуют, такие как хладоны R-134А,   R-404A,  R-407C,  R-507 и некоторые другие. Их изготавливают, правда, не в России.  Они очень дороги. Производители новых хладонов не скрывают, что на смену этим новым хладонам придут другие, ещё лучшие (одним  из ведущих производителей их является американская корпораця «Дюпон»). Существующие сегодня новые хладоны долго не задержатся на рынке.

Фактически взят курс на замену хладагента каждые 5-6 лет ( а вместе с этим масла, запчастей, если не всего оборудования). То, что стало нормой на Западе в бытовой технике, переносится на промышленный холод. Какой потребитель это выдержит? Тем более в России и на просторах СНГ. Всё это связано с огромными затратами. Экономические трудности здесь велики, поэтому в холодильном оборудовании до сих пор в основном используются фреоны. Только в России для разовой заправки всего холодильного оборудования потребовалось бы 30-35 тыс.тонн фреонов . Ежегодное его  количество для дозаправки составляет 4,5 тыс тонн.

        Фреоновый кризис заставил разрабатывать новые перспективные способы получения холода. Компрессорные холодильные машины доживают последние десятилетия. Скорее всего, основным источником холода в промышленных холодильных установках станут идущие с поглощением тепла  эндотермические химические реакции. Согласно теоретическим оценкам, энергетическая эффективность таких охладителей ожидается в 1,5 – 2 раза выше, чем у компрессорных систем (по материалам книги Киселёва    В.Н.  «Основы   экологии»  и   аналитического   ежегодника

 «Россия в окружающем  мире»)

         

4.2. Проекты восстановления озонового слоя

По материалам сайта www.natura.ru,  по расчётам физиков, очистить атмосферу от фреонов можно всего за год, имея в качестве источника энергии один энергоблок атомной электростанции мощностью в 10 гВт.         Известно, что солнце производит в секунду 5-6 т озона, но разрушение идёт быстрее. Для восстановления озонового слоя его нужно постоянно подпитывать. Одним из первых проектов лечения нашей планеты был, но так и остался неосуществлённым, такой проект : на земле должно было быть  создано несколько « озоновых» фабрик, а грузовые самолёты должны были «забрасывать» озон в верхние слои атмосферы.

        В настоящее время есть и другие проекты: получать искусственно  озон в стратосфере. Для  этого на орбиту Земли нужно вывести 20 – 30 спутников, оснащённые лазерами. Каждый спутник представляет собой космическую платформу весом 80 – 100т, несущую солнечный конвектор  — «тепловую ловушку», накапливающую солнечную энергию и      преобразующую     тепло   в     электричество.    Лазерные      лучи должны « раскачать» молекулы озона, а дальше, с помощью Солнца, процесс пойдёт своим ходом. Идея этого проекта состоит в том, чтобы создать 20 тысяч тонн озона и поддерживать это число до тех пор, пока люди не придумают что-либо лучшее.

        Из уже действующих программ защиты озона можно назвать российско – американский проект « Метеор 3 — ТОМС». Ещё один путь предлагает российский консорциум « Интерозон»: производить озон непосредственно в атмосфере. В скором времени совместно с немецкой фирмой « Даза» планируется поднять на высоту 15 км аэростаты с инфракрасными лазерами, с помощью которых получать озон из двухатомного кислорода. С помощью МКС  возможно создать на высоте около 400км несколько космических платформ с источниками энергии и лазерами. Лучи лазеров будут направлены в центральную часть озонового слоя и станут постоянно подпитывать его. Источником энергии в этом проекте могут быть солнечные батареи. Космонавты на этих платформах нужны были бы лишь для их периодических осмотров и ремонта.

Да, для восстановления озонового слоя проекты существуют, но все они требуют огромных финансовых затрат, и будут ли они осуществлены, покажет время (из книги Яншина А.Д. «Научные проблемы охраны природы и экологии»).

5 Роль ионизаторов в жизни человека

Ионы воздуха бывают положительными и отрицательными. Процесс образования заряда на молекуле называется ионизацией, а заряженная молекула  — ионом или аэроионом. Если ионизированная молекула осела на частице или пылинке, то такой ион называется тяжелым.

Тяжелые ионы вредны для здоровья человека, а легкие, особенно отрицательные, обладают благоприятным и целительным действием. Отрицательные аэроионы снимают утомляемость, усталость, сокращают заболевания, усиливают иммунитет. В горном воздухе число аэроионов обоих зарядов доходит до 800-1000 штук на кубический сантиметр. А на некоторых курортах их число поднимается до нескольких тысяч. В воздухе городов число легких ионов может упасть до 50-100, а тяжелых возрасти до десятков тысяч на  кубический сантиметр.

Сделать воздух «живым» — это значит создать в воздухе ионы кислорода в такой концентрации, какая существует в воздухе горных курортов. Это призваны делать ионизаторы воздуха.

Ионизаторы воздуха предназначены для создания в помещении отрицательных аэроионов. Производители ионизаторов так обеспокоены напряжением на электродах своих аппаратов. Почему? Ответ прост! Потому, что чем выше напряжение, тем больше дальность распространения аэроионов. Это известно всем изготовителям и даже многим потребителям. Но инженерам, которые разрабатывают данные аппараты, также известно, что предельно допустимая напряженность (ПДН) электромагнитного поля должна быть не более 25 кВ/м.

По сей день, большое распространение получили ионизаторы с напряжением 50кВ; 30кВ; 25кВ.

Если напряжение на электроде ионизатора 50кВ, то чтобы узнать, на каком расстоянии должен находиться человек, необходимо провести несложные вычисления. Разделив напряжение на электроде на ПДН, получим 2 метра (50:25=2). Значит, к данному аппарату нельзя приближаться во время его работы ближе, чем на 2 метра.

Например,  ионизатор Мальм-аэрон  просчитаем так: 10 : 625 = 0.4м

 Расчеты по разным ионизаторам приведены в таблице № 2 (см. Приложение)

Самые “мощные” медицинские учреждения страны провели клиническую апробацию современных “Люстр Чижевского” (ионизаторов) и подтвердили уникальный эффект аэроионотерапии при лечении астмы. Это НИИ им. Склифосовского, Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН и некоторые другие.

Каждому пятому ребенку в Москве ставится диагноз “бронхиальная астма”. Среди взрослых этой болезнью страдают около 14%. И положение ухудшается. После курса аэронотерапии   у 50% пациентов приступы прекращаются на срок до пяти лет. Еще у 40% достигается значительное улучшение, приступы купируются в среднем на год.

Причем улучшение наступает часто уже после 4-5 сеансов вдыхания аэроионов, а приступ прекращается через 3-5 минут после включения ионизатора.

Клинические испытания показали, что в 90% случаев аэроионотерапия полностью и надолго избавляет от проявления бронхиальной астмы, позволяя отказаться от гормональных препаратов. Кроме того, значительно повышает устойчивость организма к аллергенам. Такое эффективное действие ионизатора обусловлено, во-первых, тем, что он очищает воздух от пыли, микробов и аллергенов, и во-вторых, насыщает его целебными аэроионами кислорода.

Испытания в лаборатории бактериологии НИИ СП им. Склифосовского подтвердили, что через 30 минут работы прибора микробная обсемененность воздуха уменьшается в 5 раз. Во столько же раз уменьшается содержание в воздухе пыли и любых аллергенов. Последнее является просто спасением для тех, кто реагирует на домашнюю пыль или пыльцу (по материалам сайта  www.koi.nsk.su)

На своем примере могу пояснить некоторые аспекты данного раздела.

В нашей квартире размещен ионизатор «Мальм-аэрон», с техническими характеристиками которого Вы можете ознакомиться в Приложении. В момент работы ионизатора  наблюдается слабое перемещение воздушных масс за электродной сеткой, сопровождаемое слабым звуковым эффектом  около 25-30 Дб. На данном этапе работы прибора производятся отрицательные ионы кислорода из окружающего пространства. Сравнивая данный аппарат с предыдущим аппаратом – «Авион-С», необходимо отметить, что  аппарат «Мальм-аэрон» гораздо лучше справляется с поставленной задачей, что не может не сказаться на здоровье находящихся в помещении людей.

Заключение

Во всём мире уже затрачены миллиардов долларов только на то, чтобы не дать озоновому слою прохудиться  окончательно.   Учёные подсчитали, что даже если будут приняты меры и прекратится всякая человеческая деятельность, разрушающая озоновый слой, то на восстановление его в полном объёме потребуется 100-200 лет.

        Многие учёные по – прежнему продолжают считать, что разговоры об «озоновых дырах» – буря в чашке воды. И, возможно, затеяна она несколькими западными компаниями, которые имеют свой очень немалый экономический интерес в этой проблеме. Мы тоже задумались, а только ли человек виноват в уменьшении озонового слоя? Наверное, нет. Возможно, и не фреоны — главные виновники разрушения озона. Российские исследователи с геологического факультета МГУ связывают появление озоновых дыр с выбросами водорода и метана из глубинных океанических разломов, по сравнению с которыми любые человеческие холодильники выглядят жалко. Важны все факторы. Катастрофические извержения вулканов  с громадными выбросами загрязняющих веществ в атмосферу, океанические разломы, вызывающие мощные цунами и тайфуны, землетрясения с разломами земной коры вызывают мощные выбросы газов и пыли в атмосферу. На эти факторы человек повлиять не может. Возможно, они имеют гораздо большее значение в нарушении озонового слоя планеты, чем влияние человека. Ведь  вулканы извергались всегда и в составе выбросов тоже присутствуют производные фтора и хлора. Камчатские вулканы и вулканы в Индонезии выбрасывают в атмосферу природные газы, сходные по составу с фреоном-11 и фреоном-12. Озоновый слой Земли реставрируется теми же солнечными лучами, которые его и создают. Ничего необратимого не происходит.  Главное здесь – периодические колебания. Об этом убедительно говорят спутниковые наблюдения.         

        Люди знают, что за полным исчезновением озона из атмосферы последует катастрофа: непременная гибель всего живого, включая и человека. Но этого не должно произойти. Мы верим, что человек поможет нашей планете не болеть. Сегодня люди думают и принимают меры, чтобы уменьшить своё отрицательное влияние на изменения в  атмосфере и разрушении озонового слоя.

        

Библиографический список литературы

1. Кароль. И.И., Киселёв А.А. Кто или что разрушает озоновый слой Земли?// Экология и жизнь.- 1998.- № 3 – с.30-33

2. Киселёв  В.Н. Основы экологии – Минск : Унiверсiтэцкае, 1998. – 143-146.

3. Снакин  В. Экология и охрана природы. Словарь – справочник. — Под ред. академика Яншина А.Л.- М.: Akademia. 2000.- 362-363.

4. Яншин  А.Д. Научные проблемы охраны природы и экологии // Экология и жизнь.-1999.-№ 3 -с.8-9.

5.Россия в окружающем мире. Аналитический ежегодник. Руководитель проекта : Марфенин Н.Н.  Под общ. ред.: Моисеева Н.Н., Степанова С.А.  – М.: МНЭПУ, 1998.- 67-81

6.Справочник по охране геологической среды. Т.1./ Г.В. Войткевич, И.В. Голиков и др./ Под ред. Войткевича Г.В. – Ростов-на –Дону : Феникс,1996. — 7.

Приложение  № 1

Сравнительная диаграмма: производство озоноразушающих веществ

 в  России   в 2004г

Приложение  № 2

Сравнительная таблица характеристик некоторых ионизаторов:

Модель ионизатора

Производитель-ность на расстоянии 1м.

Рабочее напряжение

Минималь-ное безопасное

расстояние в метрах

Эффлювион 25у

200 000 ион/см3

25кВ

1

Мальм-аэрон

150 000 ион/см3

10кВ

0,4

Элион-132 «Шар»

107 000 ион/см3

30кВ

1,2

Овион-С

70 000 ион/см3

12кВ

0,5

Гиппократ

37 000 ион/см3

7кВ

0,28

Anion 40T

около 1 000 ион/см3

5.5кВ

0,22

         

Краткий словарь терминов

Ион / аэроион/  — заряженная молекула.

Ионизация —  процесс образования заряда на молекуле.

Озон – трёхатомный кислород ( О3), газ интенсивного синего цвета.

Озоновый экран – слой атмосферы, отличающийся повышенным содержанием озона, поглощающим коротковолновое излучение Солнца.

Фреоны – синтезируемые фторхлоруглероды, инертные, негорючие вещества.

nsportal.ru

Озоновая дыра — Википедия

Изображение антарктической озоновой дыры, сентябрь 2000 Антарктическая озоновая дыра в сентябре, с 1957 года по 2001

Озо́новая дыра́ — это локальное падение концентрации озона в озоновом слое Земли. По общепринятой в научной среде теории, во второй половине XX века всё возрастающее воздействие антропогенного фактора в виде выделения хлор- и фторсодержащих фреонов привело к значительному утончению озонового слоя, см., например, доклад Всемирной метеорологической организации[1]:

Эти и другие недавно полученные научные данные укрепили вывод предыдущих оценок в том, что совокупность научных доказательств свидетельствует о том, что наблюдаемая потеря озона в средних и высоких широтах в основном обусловлена антропогенными хлор- и бромсодержащими соединениями

Оригинальный текст (англ.)

These and other recent scientific findings strengthen the conclusion of the previous assessment that the weight of scientific evidence suggests that the observed middle- and high-latitude ozone losses are largely due to anthropogenic chlorine and bromine compounds

Для определения границ озоновой дыры выбран минимальный уровень содержания озона в атмосфере в 220 единиц Добсона.

Площадь озоновой дыры над Антарктикой составляла в 2018 году в среднем 22,8 млн квадратных километров (в 2010—2017 годах среднегодовые величины колебались от 17,4 до 25,6 млн квадратных километров, в 2000—2009 годах — от 12,0 до 26,6 млн квадратных километров, в 1990—1999 годах — от 18,8 до 25,9 млн квадратных километров).[2]

Озоновая дыра диаметром свыше 1000 км впервые была обнаружена в 1985 году на Южном полушарии, над Антарктидой, группой британских учёных: Дж. Шанклин (англ.), Дж. Фармен (англ.), Б. Гардинер (англ.), опубликовавших соответствующую статью в журнале Nature. Каждый август она появлялась, а в декабре — январе прекращала своё существование. Над Северным полушарием в Арктике осенью и зимой существуют многочисленные озоновые мини-дыры. Площадь такой дыры не превышает 2 млн км², время её жизни — до 7 суток[3].

В результате отсутствия солнечного излучения, во время полярных ночей озон не образуется. Нет ультрафиолета — нет озона. Имея большую массу, молекулы озона опускаются к поверхности Земли и разрушаются, так как неустойчивы при нормальном давлении.

Роуланд и Молина предположили, что атомы хлора могут вызвать разрушение больших количеств озона в стратосфере. Их выводы были основаны на аналогичной работе Пауля Джозефа Крутцена и Харольда Джонстоуна, которые показали, что оксид азота (II) (NO) может ускорять разрушение озона.

Схема реакции галогенов в стратосфере, включающая реакции галогенов с озоном

К уменьшению концентрации озона в атмосфере ведёт совокупность факторов, главными из которых является гибель молекул озона в реакциях с различными веществами антропогенного и природного происхождения, отсутствие солнечного излучения в течение полярной зимы, особо устойчивый полярный вихрь, который препятствует проникновению озона из приполярных широт, и образование полярных стратосферных облаков (ПСО), поверхность частиц которого катализируют реакции распада озона. Эти факторы особенно характерны для Антарктики, в Арктике полярный вихрь намного слабее ввиду отсутствия континентальной поверхности, температура выше на несколько градусов, чем в Антарктике, а ПСО менее распространены, к тому же имеют тенденцию к распаду в начале осени. Будучи химически активными, молекулы озона могут реагировать со многими неорганическими и органическими соединениями. Главными веществами, вносящими вклад в разрушение молекул озона, являются простые вещества (водород, атомы кислорода, хлора, брома), неорганические (хлороводород, монооксид азота) и органические соединения (метан, фторхлор- и фторбромфреоны, которые выделяют атомы хлора и брома). В отличие, например от гидрофторфреонов, которые распадаются до атомов фтора, которые, в свою очередь, быстро реагируют с водой, образуя стабильный фтороводород. Таким образом, фтор не участвует в реакциях распада озона. Йод также не разрушает стратосферный озон, так как иодсодержащие органические вещества почти полностью расходуются ещё в тропосфере. Основные реакции, вносящие вклад в разрушение озона, приведены в статье про озоновый слой.

Ослабление озонового слоя усиливает поток ультрафиолетовой солнечной радиации, проникающей в океанские воды, что ведет к увеличению смертности среди морских животных и растений[4][5].

Хотя человечеством были приняты меры по ограничению выбросов хлор- и бромсодержащих фреонов путём перехода на другие вещества, например фторсодержащие фреоны[6], процесс восстановления озонового слоя займёт несколько десятилетий. Прежде всего, это обусловлено огромным объёмом уже накопленных в атмосфере фреонов, которые имеют время жизни десятки и даже сотни лет. Поэтому затягивания озоновой дыры не стоит ожидать ранее 2048 года.[7] По данным профессора Сьюзан Соломон, с 2000 по 2015 озоновая дыра над Антарктидой уменьшилась примерно на площадь Индии.[8] По данным НАСА, в 2000 году среднегодовая площадь озоновой дыры над Антарктидой составила 24,8 млн кв. км, в 2015 году — 25,6 млн кв. км, в 2019 — 9,3 млн кв. км[9].

Существует несколько широко распространённых мифов касательно образования озоновых дыр. Несмотря на свою ненаучность, они часто появляются в СМИ[10][неавторитетный источник?] — иногда по неосведомлённости, иногда поддерживаемые сторонниками теорий заговоров. Ниже перечислены некоторые из них.

Озоновая дыра над Антарктидой существует уже давно[править | править код]

Систематические научные наблюдения за озоновым слоем Антарктиды ведутся с 20-х годов XX века, но только во второй половине 70-х было обнаружено образование «устойчивой» Антарктической озоновой дыры, причем быстрые темпы её развития (увеличение размеров и снижение средней концентрации озона в границах дыры) в 80-е и 90-е годы вызвали панические опасения того, что точка невозврата в степени разрушающего антропогенного воздействия на озоновый слой уже пройдена.

Основными разрушителями озона являются фреоны[править | править код]

Это утверждение справедливо для средних и высоких широт. В остальных хлорный цикл ответственен только за 15—25 % потерь озона в стратосфере. При этом необходимо отметить, что 80 % хлора имеет антропогенное происхождение[11] (подробнее про вклад различных циклов см. ст. озоновый слой). То есть вмешательство человека сильно увеличивает вклад хлорного цикла. И при имевшейся тенденции к увеличению производства фреонов до вступления в действие Монреальского протокола (10 % в год) от 30 до 50 % общих потерь озона в 2050 году обуславливалось бы воздействием фреонов.[12] До вмешательства человека процессы образования озона и его разрушения находились в равновесии. Но фреоны, выбрасываемые при человеческой деятельности, сместили это равновесие в сторону уменьшения концентрации озона. Что же касается полярных озоновых дыр, то здесь ситуация совершенно иная. Механизм разрушения озона в принципе отличается от более высоких широт, ключевой стадией является превращение неактивных форм галогенсодержащих веществ в оксиды, которая протекает на поверхности частиц полярных стратосферных облаков. И в результате практически весь озон разрушается в реакциях с галогенами, за 40—50 % ответственен хлор и порядка 20—40 % — бром.[13]

Позиция компании DuPont[править | править код]

Компания DuPont после обнародования данных об участии фреонов в разрушении стратосферного озона восприняла эту теорию в штыки и потратила миллионы долларов на кампанию в прессе по защите фреонов. Председатель DuPont писал в статье в журнале Chemical Week от 16 июля 1975 года, что теория разрушения озона — это научная фантастика, вздор, не имеющий смысла[14]. Кроме DuPont целый ряд компаний во всём мире производил и производит различные типы фреонов без отчисления лицензионных платежей[15].

Фреоны слишком тяжелы, чтобы достигать стратосферы[править | править код]

вертикальное распределение фреона CFC-11

Иногда утверждается, что так как молекулы фреонов намного тяжелее азота и кислорода, то они не могут достигнуть стратосферы в значительных количествах. Однако атмосферные газы перемешиваются полностью, а не стратифицируются или сортируются по весу. Оценки требуемого времени для диффузионного расслоения газов в атмосфере требуют времён порядка тысяч лет. Конечно, в динамической атмосфере это невозможно. Процессы вертикального массопереноса, конвекции и турбулентности полностью перемешивают атмосферу ниже турбопаузы намного быстрее. Поэтому даже такие тяжёлые газы, как инертные или фреоны, равномерно распределяются в атмосфере, достигая в том числе и стратосферы. Экспериментальные измерения их концентраций в атмосфере подтверждают это, см. например справа график распределения фреона CFC-11 по высоте. Также измерения показывают, что требуется порядка пяти лет для того чтобы газы, выделившиеся на поверхности Земли, достигли стратосферы, см. второй график справа. Если бы газы в атмосфере не перемешивались, то такие тяжёлые газы из её состава, как аргон и углекислый газ, образовывали бы на поверхности Земли слой в несколько десятков метров толщиной, что сделало бы поверхность Земли необитаемой. Но это не так. И криптон с атомарной массой 84, и гелий с атомарной массой 4, имеют одну и ту же относительную концентрацию, что около поверхности, что до 100 км высоты. Конечно, всё вышесказанное справедливо только для газов, которые относительно стабильны, как фреоны или инертные газы. Вещества, которые вступают в реакции, а также подвергаются различным физическим воздействиям, скажем, растворяются в воде, имеют зависимость концентрации от высоты.

Основные источники галогенов природные, а не антропогенные[править | править код]

Источники хлора в стратосфере

Есть мнение, что природные источники галогенов, например вулканы или океаны, более значимы для процесса разрушения озона, чем произведённые человеком. Не подвергая сомнению вклад природных источников в общий баланс галогенов, необходимо отметить, что в основном они не достигают стратосферы ввиду того, что являются водорастворимыми (в основном хлорид-ионы и хлороводород) и вымываются из атмосферы, выпадая в виде дождей на землю. Также природные соединения менее устойчивы, чем фреоны, например метилхлорид имеет атмосферное время жизни всего порядка года, по сравнению с десятками и сотнями лет для фреонов. Поэтому их вклад в разрушении стратосферного озона довольно мал. Даже редкое по своей силе извержение вулкана Пинатубо в июне 1991 года вызвало падение уровня озона не за счёт высвобождаемых галогенов, а за счёт образования большой массы сернокислых аэрозолей, поверхность которых катализировала реакции разрушения озона. К счастью, уже через три года практически вся масса вулканических аэрозолей была удалена из атмосферы. Таким образом, извержения вулканов являются сравнительно краткосрочными факторами воздействия на озоновый слой, в отличие от фреонов, которые имеют времена жизни в десятки и сотни лет.[16]

Озоновая дыра должна находиться над источниками фреонов[править | править код]

Динамика изменения размера озоновой дыры и концентрации озона в Антарктике по годам

Многие не понимают, почему озоновая дыра образуется в Антарктике, когда основные выбросы фреонов происходят в Северном полушарии. Дело в том, что фреоны хорошо перемешаны в тропосфере и стратосфере. Ввиду малой реакционной способности они практически не расходуются в нижних слоях атмосферы и имеют срок жизни в несколько лет или даже десятилетий. Будучи очень летучими молекулярными соединениями, они сравнительно легко достигают верхних слоёв атмосферы.

Сама Антарктическая «озоновая дыра» существует не круглогодично. Она появляется в конце зимы — начале весны (август-сентябрь) и проявляется в заметном снижении средней концентрации озона внутри обширной географической области. Причины, по которой озоновая дыра образуется в Антарктике, связаны с особенностями местного климата. Низкие температуры антарктической зимы приводят к образованию полярного вихря. Воздух внутри этого вихря движется в основном по замкнутым траекториям вокруг Южного полюса и слабо перемешивается с воздухом других широт. В это время полярная область не освещается Солнцем, и в отсутствие ультрафиолетового облучения озон не образуется, а, накопленный до этого, разрушается (как в результате взаимодействий с другими веществами и частицами, так и самопроизвольно, поскольку молекулы озона нестабильны). С приходом полярного дня количество озона постепенно увеличивается и снова выходит к нормальному уровню. То есть колебания концентрации озона над Антарктикой — сезонные.

Но если проследить усреднённую в течение каждого года динамику изменения концентрации озона и размера озоновой дыры в течение последних десятилетий, то имеется выраженная тенденция к падению средней концентрации озона в пределах огромной географической области.

  1. ↑ Scientific Assessment of Ozone Depletion: 2006 (англ.). Дата обращения 13 декабря 2007. Архивировано 16 февраля 2012 года.
  2. ↑ Изменение озоновой дыры по данным НАСА
  3. ↑ Озоновая дыра / А. М. Звягинцев // Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов. — М. : Большая российская энциклопедия, 2004—2017.
  4. ↑ Озоновая дыра влияет на обитателей морей.
  5. ↑ Ozone hole UV impacting marine life: study (англ.)  (неопр.) ?. The University of Western Australia (25 July 2012). Дата обращения 23 января 2018.
  6. ↑ Production, Sales, and Atmospheric Release of Fluorocarbons throught 2004 (англ.). Дата обращения 6 июля 2007. Архивировано 16 февраля 2012 года.
  7. ↑ Paul Newman. Recovery of the Antarctic Ozone Hole (англ.) (недоступная ссылка). Дата обращения 4 июля 2007. Архивировано 3 октября 2006 года.
  8. ↑ Озоновая дыра над Антарктикой начала затягиваться — BBC Русская служба
  9. ↑ [1] Данные НАСА
  10. ↑ И.К.Ларин. Озоновый слой и климат Земли. Ашипки ума и их исправление. (рус.) (недоступная ссылка). Дата обращения 3 июля 2007. Архивировано 6 марта 2001 года.
  11. Osterman, G. B.; Salawitch, R. J.; Sen, B.; Toon, G. C.; Stachnik, R. A.; Pickett, H. M.; Margitan, J. J.; Blavier, J.-F.; Peterson, D. B. Balloon-Borne Measurements of Stratospheric Radicals and their Precursors Implications for the Production and Loss of Ozone // Geophys. Res. Lett. — 1997. — Т. 24, № 9. — С. 1107–1110..
  12. National Academy of Sciences. Галогенуглеводороды: воздействие на стратосферный озон = Halocarbons: Effects on Stratospheric Ozone. — 1976.
  13. ↑ Stratospheric Ozone. An Electronic Textbook (англ.). Дата обращения 4 июля 2007. Архивировано 3 ноября 2003 года.
  14. ↑ Jeff Masters, Climate of Fear (англ.). Дата обращения 13 декабря 2007. Архивировано 16 февраля 2012 года.
  15. ↑ John R. Hess. R-12 Retrofitting: Are we really doing it because DuPont’s patent for Freon® ran out? (англ.). Дата обращения 6 июля 2007. Архивировано 16 февраля 2012 года.
  16. ↑ Myth: Volcanoes and the Oceans are Causing Ozone Depletion (англ.)

ru.wikipedia.org

Check Also

Короткая стрижка для женщины – Ой!

Содержание Стильные короткие стрижки для женщин за 30-40-50. Фото, модные тенденции, новинкиПреимущества и недостатки стрижки …

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о