Озоновые дыры в атмосфере. Озоновые дыры.

Признаки беременности после имплантации эмбриона

Известно, что основная часть природного озона сосредоточена в стратосфере на высоте от 15 до 50 км над поверхностью Земли. Озоновый слой начинается на высотах около 8 км над полюсами (или 17 км над Экватором) и простирается вверх до высот приблизительно равных 50-ти км. Однако плотность озона очень низкая, и если сжать его до плотности, которую имеет воздух у поверхности земли, то толщина озонового слоя не превысит 3,5 мм. Озон образуется, когда солнечное ультрафиолетовое излучение бомбардирует молекулы кислорода.
Больше всего озона в пятикилометровом слое на высоте от 20 до 25 км, который называют озоновым.

Вот данные двух приборов на одном корабле. Общий озон в колонне рассматривается как псевдоцветная деформированная поверхность. Профили озона скручены в объеме и затем разрезаются до выхода. Поверхность широтного давления показана как псевдоцвет с контурами. Эти две данные показаны в южном полушарии в полярной орфографической проекции, записанной с топографической карты поверхности.

Образование озонового слоя

Озоновый слой состоит из стратосферного озона, обнаруженного на высоте от 10 до 40 километров. Деятельность человека нарушает хрупкий баланс между разрушением и образованием озонового слоя. Когда появились первые организмы, способные продуцировать кислород, они отправили диоксид в атмосферу. После длительного обогащения это позволило создать концентрацию озона в верхней атмосфере.

Защитная роль. поглощает часть ультрафиолетового излучения Солнца: причем широкая полоса его поглощения (длина волны 200-300 нм) включает и губительное для всего живого на Земле излучение.

Причины образования "озоновой дыры".

Летом и весной концентрация озона повышается; над полярными областями она всегда выше, чем над экваториальными. Кроме того, она меняется по 11-летнему циклу, совпадающему с циклом солнечной активности. Все это было уже хорошо известно, когда в 1980-х гг. наблюдения показали, что над Антарктикой год от года происходит медленное, но устойчивое снижение концентрации стратосферного озона. Это явление получило название «озоновая дыра» (хотя никакой дырки в собственном значении этого слова, конечно, не было) и стало внимательно исследоваться.

Сегодня озон образуется, по существу, над экваториальными регионами, где лучи наиболее непосредственно поражают атмосферу. Эти молекулы затем переносятся червями во все другие широты, чтобы сформировать так называемый. В зависимости от широты и времени года толщина и плотность этого варьируются.

В то же время озон естественным образом разрушается после поглощения ультрафиолетом, а молекула озона диссоциируется в молекулу диоксигена и атома кислорода, а в отсутствие света атом кислорода может также связываться К молекуле озона с образованием двух молекул диоксигена. Это обеспечит определенный баланс между производством и уничтожением озона.

Позднее, в 1990-е гг., такое же уменьшение стало происходить и над Арктикой. Феномен Антарктической "озоновой дыры" пока не понятен: то ли "дыра" возникла в результате антропогенного загрязнения атмосферы, то ли это естественный геоастрофизический процесс.

Сначала предполагали, что на озон влияют частицы, выбрасываемые при атомных взрывах; пытались объяснить изменение концентрации озона полетами ракет и высотных самолетов. В конце концов было четко установлено, что причина нежелательного явления - реакции с озоном некоторых веществ, производимых химическими заводами. Это в первую очередь хлорированные углеводороды и особенно фреоны - хлорфторуглероды, или углеводороды, в которых все или большая часть атомов водорода, заменены атомами фтора и хлора.
Предполагается, что из-за разрушительного действия хлора и аналогично действующего брома к концу 1990-х гг. концентрация озона в стратосфере снизилась на 10%.

Этот баланс был подорван деятельностью человека. Следовательно, необходимо запретить использование, например, в производстве систем охлаждения или систем. Озоновый слой расположен в стратосфере: площадь атмосферы на расстоянии 15-45 км от земли. Это важно для жизни на земле, потому что она отфильтровывает ультрафиолетовое излучение, излучаемое солнцем. Однако этот защитный слой опасно разбавляется.

Каковы его причины и последствия? Что мы можем делать как граждане? Это соответствует площади стратосферы, где сосредоточен озон, особая химическая форма кислорода, очень нестабильная и реактивная. Деградация озонового слоя означает меньшую фильтрацию и повышенный риск для земной жизни.

В 1985 году британские ученые обнародовали данные, согласно которым в предшествующие восемь лет были обнаружены увеличивающиеся каждую весну озоновые дыры над Северным и Южным полюсами.
Ученые предложили три теории, объяснявшие причины этого феномена:
окисями азота - соединениями, образующимися естественным образом на солнечном свету;
разрушение озона соединениями хлора.

Каковы причины этого разрушения?

В начале 1980-х годов «дыра» в озоновом слое была приписана сезонным природным явлениям, но очень быстро ученые продемонстрировали, что ответственные химические молекулы были получены людьми: хлорфторуглероды и галоны. Эти очень стабильные соединения медленно поднимаются к стратосфере, где они катализируют разрушение озона. Поскольку они сохраняются в течение длительного времени, их действие нейтрализуется только после десятилетий.

Хлорфлорокарбонаты представляют собой молекулы, состоящие из углерода, фтора и хлора. Их очень интересные физико-химические свойства объясняют, почему они широко используются во многих промышленных процессах и потребительских продуктах. Охлаждающая жидкость в холодильных системах и кондиционировании воздуха, растворитель и пропеллент в аэрозолях, растворитель для очистки механического и электронного оборудования; вспенивающий агент для производства пенопластов. Галоны, содержащие бром, использовались, в частности, в качестве средств пожаротушения в борьбе с пожарами.

Прежде всего следует уяснить: озоновая дыра, вопреки своему названию, — это не брешь в атмосфере. Молекула озона отличается от обычной молекулы кислорода тем, что состоит не из двух, а из трех атомов кислорода, соединенных друг с другом. В атмосфере озон сконцентрирован в так называемом озоновом слое, на высоте примерно 30 км в пределах стратосферы. В этом слое происходит поглощение ультрафиолетовых лучей, испускаемых Солнцем, — иначе солнечная радиация могла бы нанести большой вред жизни на поверхности Земли. Поэтому любая угроза озоновому слою заслуживает самого серьезного отношения. В 1985 году британские ученые, работавшие на Южном полюсе, обнаружили, что во время антарктической весны уровень озона в атмосфере там значительно ниже нормы. Ежегодно в одно и то же время количество озона уменьшалось — иногда в большей степени, иногда в меньшей. Подобные, но не столь ярко выраженные озоновые дыры появлялись также над Северным полюсом — во время арктической весны.

К этим двум категориям соединений были добавлены другие вещества, также участвующие в деградации озонового слоя. Они содержат водород, что приводит к их деградации быстрее в верхней атмосфере. . С другой стороны, это мощные парниковые газы! В Европейском союзе это соглашение приводит к принятию ограничительных мер регулирования. Очень быстро, перед лицом ухудшающейся ситуации, принятые меры считаются недостаточными и пересматриваются для того, чтобы сначала запретить производство, а затем торговлю и использование оскорбительных веществ.

В последующие годы ученые выяснили, отчего появляется озоновая дыра. Когда солнце прячется и начинается долгая полярная ночь, происходит резкое падение температуры, и образуются высокие стратосферные облака, содержащие кристаллики льда. Появление этих кристалликов вызывает серию сложных химических реакций, приводящих к накоплению молекулярного хлора (молекула хлора состоит из двух соединенных атомов хлора). Когда появляется солнце и начинается антарктическая весна, под действием ультрафиолетовых лучей происходит разрыв внутримолекулярных связей, и в атмосферу устремляется поток атомов хлора. Эти атомы выступают в роли катализаторов реакций превращения озона в простой кислород, протекающих по следующей двойной схеме:

Что могут делать потребители?

Потребитель вносит вклад в покупку любого нового электрического или электронного оборудования с целью утилизации. В случае холодильного или морозильного прибора этот взнос составляет 10 евро, независимо от объема прибора. В противном случае есть два решения: либо бесплатно доставить его в контейнерный парк, либо доставить его дилеру.

Наиболее важные экологические последствия связаны с характером хладагентов и потреблением энергии. Сообщите нам, прежде чем инвестировать в холодильник, который мы будем хранить в течение многих лет. Лист 59:, № 32:. Процесс занимает несколько часов. Пики озона в основном были связаны с движением и конкретными погодными условиями.

Cl + O 3 -> ClO + O 2 и ClO + O -> Cl + O 2

В результате этих реакций молекулы озона (O 3) превращаются в молекулы кислорода (O 2), причем исходные атомы хлора остаются в свободном состоянии и снова участвуют в этом процессе (каждая молекула хлора разрушает миллион молекул озона до того, как они удалятся из атмосферы под действием других химических реакций). Вследствие этой цепочки превращений озон начинает исчезать из атмосферы над Антарктидой, образуя озоновую дыру. Однако вскоре, с потеплением, антарктические вихри разрушаются, свежий воздух (содержащий новый озон) устремляется в этот район, и дыра исчезает.

Истощение озонового слоя, его причины

Атмосфера простирается на несколько сотен километров над поверхностью Земли. Он состоит из нескольких концентрических слоев, которые окружают Землю подобно пилингу. Однако 99% его общей массы находится в двух зонах, которые находятся в первых 50 км над поверхностью. Это тропосфера и стратосфера. Тропосфера - это самый близкий к поверхности слой. Он простирается на 6-17 км над поверхностью Земли, а максимальная толщина - на экваторе. Стратосфера простирается от верхнего предела тропосферы до высоты около 50 км.

В 1987 г. был принят Монреальский протокол, по которому определили перечень наиболее опасных хлорфторуглеродов, и страны-производители хлорфторуглеродов обязались снизить их выпуск. В июне 1990 г. в Лондоне в Монреальский протокол внесли уточнения: к 1995 г. снизить производство фреонов вдвое, а к 2000 г. прекратить его совсем.

Установлено, что на содержание озона оказывают влияние азотсодержащие загрязнители воздушной среды., которые появляются как в результате естественных процессов, так и в результате антропогенных загрязнений.
Так, NО образуется в двигателях внутреннего сгорания. Соответственно запуск ракет и сверх звуковых самололетов приводит к разрушению озонового слоя.
Источником NО в стратосфере служит также газ N2О, который устойчив в тропосфере, а в стратосфере распадается под действием жесткого УФ-излучения.

Самый внешний слой, мезосфера, находится примерно на 50-80 км над поверхностью Земли. Истощение озона - это термин, используемый для описания истончения озонового слоя в стратосфере. Озон истощается, когда естественный баланс между производством и разрушением в стратосфере нарушен в пользу его разрушения. Деятельность человека является основным фактором, обусловливающим нарушение этого естественного баланса, в основном за счет выбросов синтетических химических веществ, известных как озоноразрушающие вещества в атмосферу.

Их гипотеза была встречена с полным скептицизмом, но научная работа, проведенная в течение следующих двадцати лет, доказала обоснованность их теории и мотивировала принятие мер почти во всех Страны мира. Молина и Роуленд были удостоены Нобелевской премии по химии, которую они поделили с третьим специалистом по озону, голландец Пол Крутцен. Озоноразрушающими веществами, которые содержат хлор, являются хлорофторуглероды, четыреххлористый углерод, метилхлороформ и гидрохлорфторуглероды.

Антропогенный фактор.

Широкое использование ископаемых богатств сопровождается выделением в атмосферу больших масс различных химических соединений. Большинство антропогенных источников сконцентрировано в городах, занимающих лишь небольшую часть территории нашей планеты. В результате движения воздушных масс с подветренной стороны больших городов образуется многокилометровый шлейф загрязнений.

Разрушение озона прекращается только тогда, когда атом хлора реагирует с другой молекулой с образованием стабильного долгоживущего вещества. В этот момент хлор больше не доступен для реакции с Озон. В то время как вулканы и океаны выделяют большое количество хлора, хлор из этих источников растворим в воде, и дождь может легко растворить его в нижней атмосфере. Вулканы могут, в худшем случае, вызывать временные потери озона.

Степень разрушения озона

Измерения озона колеблются один день, один сезон и один год к следующему. Концентрации озона обычно достигают максимума весной и их минимума осенью. Наблюдение за озонной «дырой» над Антарктикой и атмосферными измерениями, показывающее сезонное снижение глобальных концентраций озона, является убедительным доказательством глобального истощения озонового слоя.

Общая загрязненность воздуха возрастает, источником которого является автомобильный транспорт. В США на его долю приходится 63% выбросов углеводородов.

Вторым по мощности источником антропогенных органических загрязнителей служит промышленное производство. В выбросах предприятий химической и нефтехимической промышленности присутствует широкий ассортимент загрязнителей: компоненты исходного сырья, промежуточные, побочные и целевые продукты синтеза. Так, в газовых выбросах заводов синтетических моющих средств содержатся алканы, а также карбонильные соединения, эфиры, карбоновые кислоты. Заводы синтетического каучука загрязняют воздух исходными мономерами и растворителями. Предприятия лесохимической промышленности выделяют альдегиды, кетоны, спирты и карбоновые кислоты, множество терпенов (терпены-углеводороды, продукты жизнедеятельности растений молекулы которых построены из изопреновых звеньев). Целлюлозно - бумажные комбинаты выбрасывают большие количества дурнопахнущих газообразных веществ (одорантов), таких, как метил- и диметилсульфиды, диметилдисульфиды, а также формальдегид, спирты и фенолы.
Заметным источником органических загрязнителей атмосферы становится коммунальное хозяйство городов (жилые и общественные здания, предприятия тепло- и водоснабжения, химчистки, свалки). Хотя вклад этого источника в суммарную антропогенную эмиссию невелика, отсюда поступают основные количества опасных долгоживущих загрязнителей (например, диоксидов), поэтому они участвуют в формировании глобального фона некоторых органических экотоксикантов.

Весной озоновая дыра над Антарктидой достигла рекордных размеров: она заняла 28, 3 млн. Км 2, а вертикальные профили, зарегистрированные станциями вблизи Южного полюса, показали полное разрушение Озон в нижней стратосфере. Несколько раз наблюдалось снижение концентрации озона до 70%.

Кроме того, в Арктике произошло значительное истощение озона. За пределами полюсов истощение озона теперь затрагивает почти всю Северную Америку, Европу, Россию, Австралию, Новую Зеландию и большую часть Южной Америки. Однако в некоторых районах средних широт наблюдалось меньшее снижение стратосферного озона.

Геологические источники загрязнений

Процессы дегазации мантии Земли сопровождаются выделением широкого спектра органических соединений. Так, в пробах газов вулканов о-ва Кунашир и Камчатки идентифицировано около 100 органических соединений с длиной цепи до 12 углеродных атомов. Источников богатых углеводородами газов являются грязевые вулканы, чаще всего встречающиеся в нефтеносных областях.
Земная кора содержит различные газы в свободном состоянии, сорбированные разными породами и растворённые в воде. Часть этих газов по глубинным разломам и трещинам достигают поверхности Земли и диффундирует в атмосферу. О существовании углеводородного дыхания земной коры говорит повышенное по сравнению с глобальным фоновым содержанием метана в приземном слое воздуха над нефтегазоносными бассейнами.
Проведенные исследования показали, что в газах вулканов Никарагуа содержится заметные количества HF. Анализ проб воздуха, отобранных из кратера вулкана Масайя, также показали наличие в них фреонов наряду с другими органическими соединениями. Присутствуют галогенуглеводороды и в газах гидротермальных источниках. Эти данные потребовали доказательств того, что обнаруженные фторуглеводороды не имеют антропогенного происхождения.

Восстановление озонового слоя

Озоновый слой над южной Канадой за эти годы сократился в среднем на 7%. Истощение озонового слоя в Канаде обычно является максимальным в конце зимы и ранней весной. Никто не может точно предсказать степень разрушения озона. Многие из них могут сохраняться на протяжении столетий в стратосфере, где некоторые из них имеют продолжительность жизни от 25 до 400 лет.

Несмотря на эти неопределенности и длительные запаздывания, естественный баланс между созданием и разрушением озона может быть восстановлен, если концентрация озоноразрушающих веществ будет снижена. Однако это сокращение может потребовать полной ликвидации этих продуктов. Также вызывает озабоченность тот факт, что увеличение концентрации парниковых газов будет задерживать восстановление озонового слоя. Однако ученые считают, что никакое выздоровление не будет.

Южнополярный район, весной 1998 г. озонная дыра достигла рекордной площади - примерно 26 млн км2, что приблизительно втрое превышает территорию Австралии. В середине августа началось резкое истощение озоносферы, максимум которого наступил 21 сентября. По данным, полученным с зондов, почти полное разрушение озона отмечалось на высотах 14-22 км.

Следует иметь в виду, что научные знания об атмосфере и процессах, ответственных за истощение озонового слоя, не являются полными. Внезапное и неожиданное появление озоновой дыры над Антарктидой доказывает, что озоновый слой не отвечает предсказуемо количеству промышленных химикатов, которые мы вводим в атмосферу.

Термин «дыра» относится к значительному и быстрому уменьшению количества молекул озона, а не к полному отсутствию. Озоновая «дыра» над Антарктидой происходит во время весенней австралии, между сентябрем и ноябрем. Вопрос: Отверстие озонового слоя, прошлое или будущее?

Исследуя это явление совместно с австралийскими коллегами, одна из его первооткрывателей С.Соломон установила, что химические реакции, разрушающие озон, происходят на поверхности ледяных кристаллов и любых иных частиц, попавших в высокие стратосферные слои над полярными районами.
Так, до сих пор способствуют образованию озонных дыр твердые частицы, попавшие в стратосферу еще в 1991 г. при извержении вулкана Пинатубо на Филиппинских о-вах. Эти частицы вулканического происхождения придают хлору, поступающему в атмосферу с аэрозолями хлорфторуглеводородов, большую эффективность в процессах разрушения ими озоносферы.
Химические реакции с участием сульфатных частиц, извергнутых вулканом, значительно ускоряют истощение озона над Южным полушарием Земли: согласно наблюдениям, реакции ускорялись почти на 3%, и только теперь данный эффект начал исчезать.
По мнению исследовательницы, антарктическая озонная дыра и круглогодичное общее истощение земной озоносферы будут продолжаться, пока концентрация хлорфторуглеводородов и галогенов в атмосфере не снизится до уровня 70-х годов. И это может случиться лишь в середине следующего столетия.

Он состоит из трех атомов кислорода. Существует два типа озона. Тропосферный озон и стратосферный озон. Первый находится в нижней атмосфере. Когда мы говорим о загрязнении озоном, мы говорим о тропосферном озоне. Это очень малая доля от общего количества озона, присутствующего в атмосфере. Тропосферный озон является одним из основных загрязнителей воздуха. Это вредно для здоровья человека, фауны и флоры. Он по существу антропогенен. Выхлопные трубы, дымоходы, мусоросжигательные установки и лесные пожары являются основной причиной.

Озоновый слой: природа и роль

Тропосферный озон не следует путать с озоном стратосферы, озоновым слоем, последствия которого необходимы для жизни на Земле. Стратосфера расположена на высоте от 10 до 50 км и находится в этой части атмосферы, известной как озоновый слой, где концентрация озона является самой высокой всей атмосферы.

Исследуя различные природные аномалии, ученые приходят к выводу, что их создание во многом спровоцировано деятельностью человека. В статье о том, что такое озоновая дыра, мы будем говорить также и о природе этого явления, то есть по каким причинам она возникает. В этой части мы также уделим внимание и химическим процессам, а точнее - тем веществам и химическим элементам, которые не благоприятны для озонового слоя нашей планеты. Также вы узнаете и о том, чем опасны озоновые дыры и как можно избежать опасности, связанной с ними. Ну а начнем мы с того, что, собственно говоря, представляют собой озоновые дыры.

Стратосфера является местом реакций образования озона и разрушения, правильный баланс которых необходим для поддержания достаточной «толщины» озонового слоя. Реакция диссоциации заключается в следующем. Далее следует реакция образования озона в присутствии третьей молекулы.

Максимальная фотодиссоциация кислорода происходит в стратосфере на высоте около 25 км. Это приводит к максимальной концентрации озона на этой высоте. Наблюдаемая сегодня концентрация обусловлена ​​балансом между образованием озона солнечной радиацией и определенными процессами разрушения: весь озон, образующийся при «переполнении водохранилища», разрушен.

Определение озоновых дыр

Многие знают, что атмосферу Земли окутывает достаточно плотный слов озона (химическая формула O 3). Точнее говоря, этот слой располагается несколько выше - в стратосфере, то есть на высоте от 15 до 30 км над Землей. Концентрированный озон поглощает опасное ультрафиолетовое солнечное излучение. Именно благодаря озоновому слою Земли жизнь смогла выбраться на сушу из океана - без озонового слоя было бы невозможно развитие млекопитающих. Однако, начиная со первой половины XX века озоновый слой стал существенно истончаться, в результате чего стали появляться те самые озоновые дыры, представляющие собой места существенного снижения концентрации озона в стратосфере.

Озоновые дыры - причины

Химически активные молекулы озона могут реагировать со многими веществами как органического, так и неорганического происхождения. Многие простые вещества, такие, как водород, хлор, бром, кислород разрушают молекулы озона. Также опасны для озонового слоя и их соединения: моноксид азота, хлороводород, метан, фторбромфреоны и фторхлорфреоны, активно выделяющие атомы брома и хлора, разрушающие молекулы озона. Все эти вещества попадают в атмосферу в результате вредной промышленной деятельности человека на Земле. Предприятия совершенно не контролируют вредные выбросы, поскольку производство было и до сих направлено только на извлечение прибыли, а забота об экологии является вторичной, а иногда и вовсе не рассматривается. Бывают, к счастью, и исключения, но их очень мало. А последствия от исчезновения озонового слоя на земле и возникновения все большего количества озоновых дыр могут быть самыми плачевными для человечества.

Озоновые дыры - последствия

Прежде всего, массовое возникновение озоновых дыр ударяет по самим людям. Откуда, вы думаете, на Земле сегодня такое огромное количество раковых больных? Виноваты в этом не только вредные геномодифицированные продукты, так как они как раз не вызывают раковые заболевания кожи столь активно. А главной причиной раковых образований на человеческой коже является как раз отсутствие хорошей защиты от солнечного ультрафиолета, защиты, которую и должен выполнять озон. Именно озоновый слой тысячелетиями и даже миллионами лет задерживал вредный ультрафиолет, вступая с ним в химическую реакцию. Это давало возможность жизни распространяться по всей планете. Теперь же многие виды животных вымирают, а люди стали жить куда меньше, и происходит это во многом из-за отсутствия нормальной защиты от солнечных лучей, в результате чего они стали очень вредными для человека - особенно летом. Но это не все последствия от появления озоновых дыр. Экологи не зря бьют тревогу, ведь повышенный уровень солнечного излучения приводит к значительному увеличению смертности среди различных морских животных и растений. Если человечество не задумается и начнет принимать меры по уменьшению вредных выбросов в атмосферу, то скоро нынешние проблемы покажутся нам цветочками по сравнению с тем, что нас ждет в ближайшую сотню лет.

Публикации по теме