Пути решения озоновых дыр: Озоновые дыры: что это, причины, последствия, пути решения

как мир объединился для капитального ремонта

80-е годы ХХ века были довольно бурным десятилетием. Падение Берлинской стены в 1989 году изменило будущее, обещая начало нового мирового порядка. Однако другое не менее важное, но менее известное событие того десятилетия произошло двумя годами ранее, когда правительства мира объединились, чтобы остановить разрушение озонового слоя и обеспечить нам жизнеспособное будущее.

Принятие 16 сентября 1987 года Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой, стало поворотным моментом в истории окружающей среды. Протокол продемонстрировал, что результаты объединения усилий науки и политической воли могут изменить мир.

«Перед лицом тройного планетарного кризиса – изменение климата, уничтожение природы и загрязнение – Монреальский протокол является одним из лучших имеющихся у нас примеров, демонстрирующих позитивные и мощные результаты многостороннего сотрудничества, – сказала исполнительный секретарь Секретариата по озону Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП) Мег Секи. – Когда в основе универсальных действий лежат достоверные научные данные, мы можем преодолеть то, что кажется непреодолимой глобальной экологической проблемой».

Политика, основанная на научных данных

Незабываемая история борьбы за сохранение озонового слоя начинается с науки.

В середине 70-х годов ХХ века ученые предупредили, что искусственные химические вещества в таких товарах общего потребления, как аэрозоли, пены, холодильники и кондиционеры, причиняют вред озоновому слою. В то время они еще не знали масштабы проблемы. Но в 1985 году было подтверждено, что в озоновом слое над Антарктидой есть дыра. Была разрушена природная преграда от Солнца, которая защищает людей, растения, животных и экосистемы от чрезмерного ультрафиолетового излучения. Нельзя было терять ни минуты. Ученые подняли тревогу, и мир услышал их.

В 1985 году страны приняли Венскую конвенцию об охране озонового слоя, которая заложила основу для Монреальского протокола по поэтапному отказу от озоноразрушающих веществ, включая хлорфторуглероды (ХФУ). Протокол вступил в силу в 1989 году, а к 2008 году он стал первым и единственным природоохранным соглашением ООН, ратифицированным всеми странами мира.

ЮНЕП сыграла ключевую роль в этом успешном процессе. При ее посредничестве была принята Венская конвенция, и с 1991 года Секретариат по озону размещается в Найроби (Кения).

Идем на поправку

Результаты были впечатляющими. Поэтапно было ликвидировано около 99 процентов озоноразрушающих веществ, и в настоящее время защитный слой Земли восстанавливается. Ожидается, что антарктическая озоновая дыра закроется к 2060-му году, в то время как в других регионах показатели вернутся к имевшимся до 80-х годов ХХ века или даже к еще ранним показателям. Согласно оценкам, ежегодно от рака кожи спасаются два миллиона человек, что приносит огромную пользу, так как многие озоноразрушающие газы влияют и на повышение глобального потепления.

Результаты недавнего исследования свидетельствуют, что без запрета на ХФУ в рамках Монреальского протокола в растениях, растительности и почве хранилось бы меньше углерода, что могло бы привести к дополнительному глобальному потеплению на 0,5-1,0 градуса по Цельсию.

Мег Секи, исп. секретарь Секретариата по озону ЮНЕП

Несмотря на то, что принятие Монреальского протокола ознаменовало собой поворотный момент, это не единовременное решение. Работа продолжается, и ученые по-прежнему находятся на переднем крае обороны.

Монреальский протокол поддерживается тремя научными группами по оценке, которые информируют директивные органы. Например, эти группы предупредили о неожиданном увеличении выбросов истощающего озоновый слой трихлорфторметана (ХФУ-11) в последние годы из-за незаконного производства.

На последнем совещании руководителей исследований по вопросам сохранения озона была подчеркнута необходимость сохранять бдительность.

Несмотря на огромные успехи, восстановление озоновой дыры займет десятилетия при условии полного и постоянного следования Монреальскому протоколу. Кроме того, необходимо продолжать контролировать состояние атмосферы, отслеживая наличие таких предположительно запрещенных веществ, как ХФУ-11, а также то, какой эффект окажет повышение температуры поверхности в полярных областях на стратосферный озон.

Новые угрозы

С учетом новых угроз был обновлен и протокол. В 2016 году была принята Кигалийская поправка о поэтапном сокращении гидрофторуглеродов (ГФУ), сильнодействующих парниковых газов, часто используемых в качестве замены запрещенных озоноразрушающих веществ в холодильниках и кондиционерах. Специалисты считают, что спрос на эти химические вещества должен увеличиться, поэтому как никогда важно, чтобы страны ратифицировали данную поправку.

«Ратификация Кигалийской поправки станет ключом к борьбе с изменением климата, – считает Секи. – Она позволит странам постепенно отказаться от ГФУ, что, в свою очередь, поможет улучшить технологии охлаждения, сделав их более устойчивыми, безвредными для озона и окружающей среды».

Пока что Кигалийская поправка, которая вступила в силу в 2019 году, было ратифицировано 123 странами. Она также поощряет разработку и использование более энергоэффективных технологий охлаждения. Согласно недавней сделанной научной оценке, использование альтернативных хладагентов с низким потенциалом глобального потепления может в потенциале удвоить климатические преимущества. Улучшение холодильных систем в целях сокращения потерь продовольствия и обеспечения более безопасного обращения с вакцинами лежит в основе кампании в честь Всемирного дня озона (16 сентября 2021 года). Девиз года: Монреальский протокол: охлаждать нас, нашу еду и вакцины.

Кроме того, ЮНЕП возглавляет Коалицию за охлаждение, объединяющую более 100 правительств, городов, деловых кругов, организаций, занимающихся вопросами развития, и групп гражданского общества, которая помогает странам и промышленным кругам в принятии мер для удовлетворения увеличивающегося спроса на охлаждение, способствуя при этом выполнению целей Парижского соглашения, Монреальского протокола и Повестка дня на период до 2030 года. Вместе со своими партнерами Коалиция за охлаждение поощряет пропаганду, знания и действия по ускорению глобального перехода к эффективному и безвредному для климата охлаждению. В настоящее время осуществляется демонстрационный проект Prāṇa, направленный на поддержку устойчивых технологий охлаждения для сельскохозяйственной продукции и вакцин в округе Вильпурам (Тамил-Наду, Индия).

Обучение нового поколения

В январе Секретариат по озону представил инновационную образовательную платформу «Земля: перезагрузка» для подростков, рассказывающую о роли озонового слоя и Монреальского протокола.

Платформа включает в себя мультфильм, в котором показан мир без озонового слоя. Три подростка, чьи жизни разрушены ультрафиолетовыми излучениями Солнца, должны отправиться в путешествие во времени, чтобы убедиться, что протокол подписан. Мобильная игра для Android и iOS была разработана параллельно и сохраняет ту же сюжетную линию с игроками, которые ради победы должны вместе пройти через различные препятствия.

Кроме того, Секретариат по озону готовится к открытию в январе 2022 года образовательного портала «Земля: перезагрузка», где будут представлены методические пособия для преподавателей и учебники.

«Защита озонового слоя – наша долгосрочная обязанность. Каждое поколение должно подхватить эстафету, чтобы обеспечить дальнейшее сохранение защитного щита нашей планеты. Обучение следующего поколения об основах Монреальского протокола дает им уверенность, что экологические проблемы могут быть преодолены, если мы прислушаемся к науке и будем действовать сообща», – сказала Андреа Хинвуд, главный ученый советник ЮНЕП.

Монреальский протокол

Монреальский протокол – это всемирное соглашение о защите озонового слоя Земли путем поэтапного отказа от разрушающих его химических веществ. Историческое соглашение вступило в силу в 1989 году и является одним из самых успешных глобальных природоохранных соглашений. Благодаря совместным усилиям стран восстанавливается озоновый слой, а также достигнуты многочисленные экологические и экономические успехи.

Данная статья является одной из серии статей, посвященных 50-летию ЮНЕП. Чтобы познакомиться с другими статьями и хронологией экологических событий за последние полвека, пожалуйста, посетите наш специальный раздел.

Темы

• Борьба с изменением климата
• Химические вещества и загрязнение окружающей среды

• Охлаждение
• Международный день охраны озонового слоя
• Озон
• 50 лет ЮНЕП

Дополнительные материалы

Похожие материалы

От Чили до Китая: глобальная битва против опустынивания

В рамках глобального движения за спасение лесов

Почему всемирная борьба с пищевыми отходами только начинается?

По следам 20-летней кампании избавления мира от этилированного топлива

Истощение озонового слоя: причины, пути решения проблемы

Автор sparkzevs На чтение 21 мин Просмотров 1. 4к. Опубликовано 27.03.2020

Содержание

Причины разрушения озонового слоя

В настоящее время отмечено ухудшение состояния озонового слоя и образование «озоновых дыр» (областей с пониженным содержанием озона) над полюсами Земли, что представляет экологическую опасность. Временные «дыры» возникают также над обширными районами вне полюсов (в том числе и над континентальными районами Российской Федерации).

Причиной этих явлений считают попадание в озоновый слой хлора (в первую очередь из фреонов, используемых в холодильниках и аэрозольных упаковках) и оксидов азота, которые образуются в почве из минеральных удобрений при их разрушении микроорганизмами, а также содержатся в выхлопных газах автомобилей. Эти вещества разрушают озон с более высокой скоростью, чем он может образовываться из кислорода под влиянием ультрафиолетовых лучей. Вследствие разрушения озонового слоя повышается вероятность заболевания человека раком кожи. Этим объясняется высокое распространение этой болезни в Австралии: при населении в 17 млн человек раком кожи ежегодно заболевает 140 тыс. человек, из которых 1 тыс. умирает.

Разрушение озонового слоя ведет к увеличению заболеваний рака кожи, нарушения работы печени и детоксикации организма.

Истощение озонового слоя

По последним данным, истощение озонового слоя пагубно влияет на экосистемы океанов, так как ведет к активизации процесса фотосинтеза и бурному разрастанию фитопланктона и макроводорослей. Ультрафиолетовое излучение нарушает личиночное развитие крабов, креветок и некоторых рыб и потому играет дважды убийственную роль: воздействует на океанические формы жизни в самый чувствительный и уязвимый период их развития и уменьшает количество необходимых им питательных элементов, что может самым губительным образом сказаться на рыболовстве.

Впрочем, мнение о том, что виновником разрушения озонового слоя является только антропогенный хлор, разделяют не все исследователи этого процесса. Есть мнение, что главным фактором является водород, выбрасываемый при извержениях вулканов. Эти аргументы заслуживают внимания: ведь основная промышленность, загрязняющая атмосферу хлором, сконцентрирована в Северном полушарии, а «озоновая дыра» над Антарктидой намного больше «дыры» над Арктикой. В Южном полушарии вулканов гораздо больше, чем в Северном.

Меры по восстановлению озонового слоя

Когда данные о дыре над Антарктидой подтвердились, в 1985 году провели Венскую конвенцию по охране озонового слоя. Спустя два года был подготовлен Монреальский протокол. Этот документ стал основой законодательного регулирования воздействия на озоновый слой.

Монреальский протокол

Договор соблюдается 197 странами. Государства-участники обязались сократить объёмы производства хлорфторуглеродов. Изначально предполагалась заморозка производства ХФУ на уровне 1986 года. К 1993 году планировали сократить их производство на 20%, а к 1998 году — на 30%. Вводились ограничения на импорт и экспорт разрушающих озоновый слой веществ.

Для развивающихся стран были предусмотрены субсидии и послабления для облегчения перехода промышленности на экологически безопасные технологии.

По итогам первых лет действия договора выяснилось, что он не точен. Были внесены поправки расчётных коэффициентов вывода опасных веществ из производства.

Варианты с производством озона

Генераторы этого вещества называются озонаторами. Теоретически возможно замедлить разрушение озонового слоя, запустив множество озоновых фабрик по всему земному шару. Озон вырабатывают различными способами:

• воздействием искусственного ультрафиолета;
• направленными электрическими разрядами;
• электролизом, где электролитом служит раствор хлорной кислоты;
• химической реакцией, например, окислением пинена.

Недостатки этих способов — малая производительность, дороговизна, высокое энергопотребление. По некоторым оценкам, для реализации этого проекта в мировом масштабе понадобится минимум 10 гигаватт энергии, что эквивалентно 1/3 мощности атомной электростанции.

Использование экологически чистого топлива

Работающие на переработанной нефти ДВС способствуют увеличению концентрации в воздухе веществ, разрушающих озоновый слой. Повсеместное внедрение электротяги (особенно создание пассажирских электролётов) уменьшит негативное влияние на атмосферу.

Перспективные разработки вроде биодизелей и двигателей, работающих на отходах жизнедеятельности — потенциальный ключ к решению проблемы.

Использование экологически безопасного топлива в ракетах-носителях пока остаётся фантастикой. Современные технологии не позволяют выводить на орбиту аппараты, не прибегая к сжиганию десятков тонн токсичного горючего.

Высадка лесов

Создание зелёных насаждений в городах и на месте вырубок — перспективный способ борьбы не только с разрушением озонового слоя, но и с загрязнением атмосферы.

Деревья выделяют кислород, который затем под воздействием УФ-излучения Солнца превращается в озон.

Прочие методы борьбы с проблемой

Существует проект по выводу на орбиту 20-30 оснащённых лазерными излучателями спутников. Каждый аппарат представляет собой солнечный конвектор массой в 80-100 тонн. Он должен накапливать солнечную энергию и превращать её в электрическую. Электричество пойдёт на питание лазеров. Свет лазеров послужит катализатором реакции образования озона.

Защита озонового слоя в России

Россия как правопреемник Советского Союза соблюдает предписания Монреальского протокола. В стране действует закон «Об охране окружающей среды», его 54 статья касается охраны озонового слоя.

vote

Article Rating

Глобальные экологические проблемы

Озоновый слой – слой атмосферы, расположенный на высоте от 7 до 18 км (на экваторе до 50 км), отличающийся повышенной концентрацией молекул озона и защищающий биосферу от ультрафиолетового излучения солнца. Озоновый слой образовался на земле, по современным данным, 570-400 млн. лет назад. В слое озоносферы озон находится в очень разреженном состоянии.

Количество озона в атмосфере определяется балансом реакций его образования и разложения. В среднем в атмосфере земли ежесекундно образуется и исчезает около 100 т озона.

Почему так важно поглощение озоном жесткого ультрафиолетового излучения солнца. Биологические эффекты, вызывающие изменения на молекулярном, клеточном, тканевом уровнях, пока не до конца изучены, однако общеизвестно, что живые организмы на любом уровне организации обладают высокой чувствительностью нуклеиновых кислот, которые могут разрушаться, что приводит к гибели клеток или возникновению мутаций

Резкое усиление научного и общественного интереса к проблеме озонового слоя началось в начале 70 годов. С этого времени не утихает вопрос, касающийся проблемы зависимости озонового слоя от хозяйственной деятельности человека. С 1985 г мир узнал о существовании глобальных экологических проблем “озоновых дыр”, в частности, что содержание озона над Антарктидой систематически уменьшается.

Ответить на вопрос о причине появления “озоновых дыр” не просто. Но главным виновником ее появления является попадание в верхние слои атмосферы хлорфторуглеродных соединений и других загрязнителей атмосферы, оксидов азота или соединений хлора и др.

Источниками этих веществ – виновников разрушения озонового слоя, в первую очередь, являются все более развивающиеся гражданская авиация и химическая промышленность. Применение азотных удобрений в сельском хозяйстве, хлорирование питьевой воды, широкое использование фреонов в холодильных установках, огнетушителях, растворителей и аэрозолей привело к тому, что миллионы тон хлорфторметанов поступают в нижние слои атмосферы в виде бесцветного нейтрального газа. Распространяясь вверх, хлорфторметаны под действием ультрафиолетового излучения разрушаются, выделяя фтор и хлор, которые активно вступают в процесс разрушения озона.

Фреон является главным разрушителем озонового слоя. По данным американских ученых, каждый атом фреона способен уничтожать 100000 молекул озона.

Важной особенностью озона является его способность поглощать жестокое ультрафиолетовое изучение солнца в интервале длины волн 200-300 нм. Излучение с длиной волны менее 200 нм хорошо поглощается молекулами кислорода, которых, как мы знаем в атмосфере много, поэтому такое излучение не доходит даже до нижних слоев стратосферы

Солнечное излучение с длиной волны от 200 до 320 нм, если бы не озон, приникло бы сквозь тропосферу и могло бы все на земле выжечь. Начиная примерно с длины волны 320 нм, солнечное излучение уже доходит до поверхности земли

Излучение с длиной волны менее 200 нм хорошо поглощается молекулами кислорода, которых, как мы знаем в атмосфере много, поэтому такое излучение не доходит даже до нижних слоев стратосферы. Солнечное излучение с длиной волны от 200 до 320 нм, если бы не озон, приникло бы сквозь тропосферу и могло бы все на земле выжечь. Начиная примерно с длины волны 320 нм, солнечное излучение уже доходит до поверхности земли.

Область спектра с длиной волны 200-400 нм называют биологически активным ультрафиолетом. По данным ученых, в случае истощения озонового слоя человечеству грозит, как минимум, резкий рост заболевания раком кожи, глазными болезнями и др.

Широкое движение “зеленых” во всем мире, принятие Программы ООН по окружающей среде и действия международной метеорологической организации привели к заключению весной 1985 г. Венской конвенции об охране озонового слоя.

В 1992 г. представители 93 стран собрались в Копенгагене, где на конференции по озоновому слою, с целью ускорить полное прекращение использования фреонов. Было принято решение к 1996 г. полностью прекратить производство наиболее опасных фреонов. В случае выполнения принятых решений уже с 2000 г. содержание хлора в стратосфере начнет сокращаться, а к 2040 г. две части на миллиард частей воздуха придут к норме.

Возможные последствия истончения озонового слоя

Учёные сходятся во мнении относительно негативных последствий изменений, происходящих в стратосфере. Сейчас они не выражены ярко, но по самым пессимистичным прогнозам ситуация станет критической в конце XXI века.

Воздействие на человека

Истончение озонового слоя на 1% увеличивает риск развития рака кожи на 3% (это примерно 7 000 новых заболеваний раком ежегодно). На открытом воздухе становится проще получить солнечные ожоги.

Воздействие на экологию

Так как планета — сбалансированная система, повреждение одного элемента влечёт перемены во всех других. Дальнейшее истончение антирадиационной защиты и повышение интенсивности УФ-излучения приведёт к потеплению и вымиранию некоторых видов.

Жёсткое ультрафиолетовое излучение убивает вовлечённый в процесс фотосинтеза фитопланктон. Он является кормовой базой для китов и других морских обитателей. Удаление этого звена из пищевой цепочки вызовет изменения всей водной биосистемы.

Если озоновый слой разрушится полностью

Полное разрушение защитного экрана невозможно, так как он постоянно восстанавливается. Если бы концентрация молекул озона приблизилась к нулю, на Земле из-за высокого уровня радиации исчезли бы большинство форм жизни. Возросла бы средняя температура.

Способы решения проблемы

Разрушение озонового слоя рассматривается как глобальная экологическая проблема. С момента подписания Монреальского протокола стали приниматься первые шаги по сохранению целостности защитной оболочки планеты.

Первый пункт — запрет на выброс фреонов.

Затем была утверждена Венская конвенция. Ее положения предусматривают охрану озонового слоя и предотвращение его разрушения. В них входят следующие моменты:

• совместные исследования стран на тему того, что вызывает негативные изменения в озоновом слое;
• регулярный контроль его состояния;
• создание технологий, способных снизить ущерб, причиняемый озоновой оболочке;
• строгий контроль деятельности, которая вызывает появление дыр;
• обмен знаниями и технологиями.

Согласно протоколу, страны обязаны снизить производство фторхлоруглеродов или вовсе отказаться от него.

Серьезной проблемой стала замена фреона в холодильных установках. Разработки требовали огромных денежных вливаний, в связи с чем возник фреоновый кризис. Со временем ученые выявили вещества, которые можно безопасно использовать вместо фреона.

Существуют и другие способы, которые позволят снизить негативное влияние на защитный экран:

• замена транспортного топлива на экологически чистые и безопасные варианты;
• использование альтернативных источников энергии;
• помощь природе в естественном восстановлении озона — минимизация вырубок лесов и активные посадки деревьев;
• ручная подпитка — распыление искусственно созданного озона на специальных фабриках в верхних слоях атмосферы.

Многие кардинальные пути решения проблемы сталкиваются с препятствием в виде огромных затрат на их осуществление. Большинство разработанных и протестированных проектов откладывается на потом по причине нехватки средств.

Разрушение озонового слоя — серьезная проблема. Озоновые дыры приводят к повышению активности солнечной радиации, что негативно влияет на обитателей планеты — людей, животных, растения и микроорганизмы. При снижении концентрации озона даже на 1% резко вырастет количество заболевших раком кожи. По этой причине ученые принимают меры по сохранению целостности озоновой оболочки и разрабатывают механизмы, безопасные для экологии.

Встреча с озоном в повседневной жизни

Порой после дождя, особенно в летнюю пору, воздух становится необычайно свежим, приятным, а в народе говорят, что «пахнет озоном». Это совершенно не образная формулировка. В действительности, какая-то часть озона степени проходит до нижних слоев атмосферы с потоками воздушных масс. Эта разновидность газа считается так называемым полезным озоном, который и вносит в атмосферу ощущение необыкновенной свежести. В основном такие явления наблюдаются вслед за грозовыми ливнями.

Однако встречается еще и весьма вредоносная, чрезвычайно опасная для людей разновидность озона. Он вырабатывается выхлопными газами и промышленными выбросами, и при попадании под влияние лучей Солнца, вступает в фотохимическую реакцию. Вследствие этого происходит формирование так называемого приземного озона, который чрезвычайно вреден для здоровья людей.

Что такое озоновые дыры?

Озоновый слой представляет собой часть стратосферы. Он распространяется на высоте от 12 до 30 км. Чем выше содержание озона, тем более защищена Земля от вредного воздействия солнечных лучей. Интересный факт: впервые об истончении защитной оболочки стали говорить в 1957 году. Озоновая дыра стала угрозой жизни на Земле.

Суть проблемы

Источником образования озона является кислород, который испытывает на себе воздействие ультрафиолета. Такая реакция приводит к тому, что планету окутывает слой газа, через который не проникает радиация

Проблеме истончения озонового слоя начали уделять большое внимание в 80-х гг. 20 века

Первооткрывателем явления заслуженно считают ученого из Великобритании Дж.Фармена.

В таких местах наблюдается уменьшение количества озона. Его концентрация снижается до 30-35%. Через эти участки ультрафиолетовые лучи беспрепятственно проникают сквозь атмосферу и сжигают все живое на планете.

Прочие причины появления озоновых дыр

Несмотря на то, что в образовании озоновых дыр главенствующую роль играют химические процессы, воздействие на природу со стороны человека создаёт основные предпосылки. Естественным образом появляющиеся атомы хлора не единственные вещества, наносящие вред озону. Газ также разрушается от воздействия водорода, брома и кислорода. Причины появления этих соединений в воздухе кроются в деятельности человека на планете. Предпосылками становятся:

• функционирование заводов и фабрик;
• отсутствие очистительных сооружений;
• выбросы в атмосферу от ТЭЦ;

Пагубное влияние на целостность атмосферы оказали ядерные взрывы. Их последствия до сих пор сказываются на экологии планеты. В момент взрыва образуется огромное количество окислов азота, которые, поднимаясь, разрушают защищающий землю от радиации газ. За 20 лет испытаний в атмосферу попало более трёх миллионов тонн данного вещества.

Разрушительное воздействие на озоновый слой оказывают реактивные самолёты. При сгорании горючего в турбинах наружу выбрасываются окислы азота, они напрямую попадают в атмосферу и разрушают молекулы газа. В настоящее время из миллиона тон выбросов данного вещества треть приходится на самолёты.

Казалось бы, минеральные удобрения безобидны и полезны, но на самом деле они также пагубно влияют на атмосферу. При взаимодействии с бактериями они перерабатываются в закись азота, а затем под воздействием химических реакций изменяют свою форму и переходят в разряд окислов.

Таким образом, озоновая дыра является продуктом не только природных явлений, но и воздействия человека на окружающую среду. Необдуманные решения могут привести к непредвиденным результатам.

Как образуются ОД?

Существует несколько причин появления ОД. Одна из них, по мнению специалистов, обусловлена естественными природными явлениями, которые наблюдаются на полюсах Земли. Теоретическое обоснование наличия данной аномалии сводится к существованию полярных ночей, во время которых солнечные лучи не достигают поверхности Земли, что не дает возможности образовываться озону. Это приводит к появлению стратосферных облаков, с которыми переносятся мелкие кристаллики льда, содержащие хлор. Данное вещество разрушительным образом воздействует на атмосферу.

Еще одна причина, которая негативно отражается на состоянии защитной оболочки, – периоды вулканической активности, которые наблюдаются на поверхности Земли. При извержении вулканов происходили и до сих пор случаются интенсивные выбросы продуктов сгорания, которые способствуют разрушению слоев стратосферы.

Фреон, представляющий собой группу углеводородов с атомами фтора, тоже оказывает сильное негативное воздействие на целостность защитных слоев.

Основные разрушители озонового слоя

Технический прогресс и ОД неразрывно связаны друг с другом. Главным источником вредных веществ, которые разрушают озон, являются различные заводы, фабрики, газовые ТЭЦ и т. д. Их выбросы, содержащие такие элементы, как водород, бром, кислород, продукты сгорания, попадая в атмосферу, снижают количество озона, что и приводит к истончению защитной оболочки.

Большое количество энергии, которая выделяется в ходе ядерных испытаний, сопровождается выделением азота. Это вещество вступает в реакцию с озоном, уничтожая его. Специалисты подсчитали, что в период с 1950 по 1970 год в результате взрывов на атомных полигонах в атмосферу было выброшено более 3 млн. тонн азота.

Окислы этого элемента вырабатываются в двигателях реактивных самолетов. С увеличением мощности мотора повышается температура в камерах сгорания. Ежегодно азот выбрасывается в атмосферу в количестве более 1 млн. тонн. 1/3 из этого количества приходится на работу двигателей реактивных воздушных средств.

Минеральные удобрения, в большом количестве используемые в сельском хозяйстве, тоже оказывают губительное воздействие на озон. Химические элементы, входящие в них, вступая в реакцию с бактериями, находящимися в почве, вырабатывают азот, который впоследствии окисляется.

Как предупредить истощение озонового слоя?

Ученые заняты не только вопросами восстановления истощенной озоновой оболочки, но и ищут способы, как предупредить появление ОД. Для этого необходимо бороться с выработкой веществ, содержащих хлорфторуглероды, в мировом масштабе. Такое решение было принято в Монреале в 1989 году. Предупредительные способы истощения озонового слоя, пути решения должна искать вся мировая общественность, поскольку существование дыр влияет на экологию всей Земли.

Чтобы снизить риск появления новых дыр в озоновой оболочке, необходимо вести постоянные научные разработки с целью выделения и ликвидации таких способов производства, выработки энергии, которые не будут приносить вреда окружающей среде. Существует острая необходимость в том, чтобы начать повсюду устанавливать на дымящие трубы заводов и фабрик сооружения по очистке, заменять химические удобрения на органические. Важным этапом в защите слоя из озона станет переход транспортной системы, работающей на нефтяных продуктах, на электричество.

Что такое озоновые дыры и откуда они берутся

Озоновой дырой называют падение концентрации озона на конкретном участке атмосферы. Впервые это явление заметили британские учёные Джон Шанклин, Джо Фармен и Брайан Гардинер. В своей статье известному научному журналу Nature они описали свои наблюдения, суть которых заключалась в том, что каждый год (как правило, в августе) над Арктикой появляются многочисленные озоновые дыры общей площадью более двух миллионов квадратных километров. Продолжительность их существования в среднем — семь дней.

После продолжительных исследований учёные смогли установить причину этого явления. Во время наступления продолжительной «полярной ночи», солнце прячется за горизонт, из-за чего резко падает температура и сокращается поступление ультрафиолета в атмосферу. Как результат — в стратосфере появляются облака, состоящие из кристаллов льда. В таких кристаллах накапливается хлор, который, после череды сложных химических реакций превращает озон (который, как мы помним, лишь модификация кислорода) обратно в кислород. Одна молекула хлора способна уничтожить миллион молекул озона.

По окончании полярной ночи и наступлении полярного дня, эти дыры затягиваются, ультрафиолет снова начинает взаимодействовать с кислородом и превращать его в озон.

Последствия разрушения озонового слоя Земли

Как уже было сказано, озон – это трехатомный кислород. Газ имеет особенный запах и голубоватый цвет. При некоторых условиях газ становится жидкостью, отличающейся цветом, называемым «индиго». В особых условиях из жидкого состояния озон может перейти в твердое. При этом его цвет станет темно-синим.

Не будет преувеличением сказать, что без наличия озонового слоя жизнь на нашей планете была бы невозможна. По крайней мере, в той форме, которая существует.

Ультрафиолетовое излучение опасно для всего живого. Если оно станет более интенсивным, то под его воздействием начнутся массовые серьезные заболевания. Пострадает зрение. Это и развитие катаракты, и изменения в роговице, и отслаивание сетчатки. Жесткий ультрафиолет оказывает угнетающее воздействие на клеточный иммунитет. Прежде всего, это отразится на коже, выразившись в онкологических заболеваниях. Живые организмы из-за воздействия повышенного излучения в значительно меньшей степени перестанут оказывать сопротивление любым инфекциям.

Причины разрушения ОС:

Во-первых, – это запуски космических ракет. Сгорающее топливо «выжигает» в озоновом слое большие дыры. Когда-то предполагалось, что эти «дыры» затягиваются. Оказалось, нет. Они существуют довольно долго. Во-вторых, самолеты, летящие на высотах в 12-15 км. Выбрасываемый ими пар и другие вещества разрушают озон. Но, в то же время самолеты, летающие ниже 12 км, дают прибавку озона. В городах он – один из составляющих фотохимического смога. В-третьих – окислы азота. Их выбрасывают те же самолеты, но больше всего их выделяется с поверхности почвы, особенно при разложении азотных удобрений.

Последствия:

Это негативно сказывается не только на всех живых существах: людях, животных, растениях, тропических лесах, но и на предметах. Например, если озоновый слой станет слишком тонким, резина, используемая в хозяйстве, прослужит намного меньше. Водные организмы, обитающие в верхних слоях воды, прекратят свое существование. Окончательно погибнет фауна амазоских джунглей с питонами и попугаями. Рыбные уловы и сельскохозяйственные урожаи значительно уменьшатся. Несомненно, разрушение озонового слоя отразится и на людях. Человечество станет болеть в два раза больше, потому что иммунитет значительно ослабнет. Вероятность заболевания раком кожи и катарактой увеличится.

Ученые предполагают, что уменьшение озонового слоя на 1% приведет к активному распространению болезней. Например, случаи заболевания раком кожи увеличатся на 10 тысяч раз, а катарактой глаз — на 100 тысяч. Склонность человека к заболеваниям дыхательных путей и легких будет стремительно расти.

Учеными ведутся поиски путей восстановления озонового слоя. Вначале для этой цели предлагалось создание фабрик по производству озона, после чего доставлять оный на самолетах в атмосферу. Другим вариантом является создание аэростатов оснащенных лазерами, имеющих питание от солнечных батарей, которые будут использовать кислород для создания озона. Наиболее же реальным выходом из этой ситуации является сокращение вырубки лесов, и увеличением зеленых насаждений.

Мифы об озоновых дырах

Несмотря на то, что истончение озонового слоя — вполне реальная проблема, чреватая реальными проблемами, нужно признать: для многих людей, не проявляющих особенного внимание к науке, она может казаться мифичной и абстрактной. Как результат — множество ненаучных теорий, созданных конспирологами и невнимательными журналистами, охотно их подхватывающих в попытке раздуть «сенсацию»

Вот лишь некоторые из подобных теорий:

1. Фреоны не влияют на образование озоновых дым, потому что они слишком тяжёлые и не могут достичь стратосферы. Да, фреоны действительно тяжелее кислорода и азота, однако нужно понимать, что газы в атмосфере расположены не слоями, а перемешиваются вместе. Как результат — и фреоны, и тяжёлые инертные газы, и прочие загрязняющие вещества равномерно распределяются в атмосфере, достигая и стратосферы, — примерно, за пять лет, как показывают эксперименты и исследования.

Вот самый очевидный аргумент, с которым сторонники этой теории поспорить не могут: если бы в атмосфере нашей планеты газы не смешивались, входящие в её состав углекислый газ и аргон образовали бы слой толщиной в несколько десятков метров. Такие условия лишили бы Землю возможности стать обитаемой.

2. Урон озоновому слою от хлорфторуглеродов (ХФУ) — вымысел, пролоббированный промышленниками, которым выгодно продавать более дорогие хладагенты. Токсичные хлорфторуглероды — довольно дешёвое вещество, которое активно использовали (а некоторые продолжают использовать) при создании аэрозолей, изоляционных материалов, пенопласта, хладагентов для холодильников.

Приведённое выше утверждения легко опровергается простой исторической справкой и логикой. В семидесятых были опубликованы первые данные о вредоносном воздействии фреонов на стратосферу нашей планеты. Вскоре, в июле 1975-го года, глава крупной американской компании DuPont написал для журнала Chemical Week статью, в которой резко критиковал приведённые данные, называя теорию о разрушении озонового слоя «научной фантастикой» и «бессмысленным вздором». Нетрудно угадать, что бытовые хладагенты из хлорфторуглеродов изготавливала, в том числе, DuPont.

На самом деле, альтернативой ХФУ стали куда более дешёвые газы природного происхождения, которые не нужно было синтезировать в дорогостоящих лабораторных условиях: в аэрозолях стали использовать бутан и пропан, в качества хладагента для холодильников — углеводород, а для теплоизоляции — циклопентан.

3. Озоновая дыра должна находиться не над Антарктикой, а над населёнными территориями, — там, где активно используют фреоны. И снова нам стоит вернуться к физическим свойствам атмосферы и вспомнить, что газы в ней перемешиваются. Фреоны перемешиваются вместе с другими газами в стратосфере и тропосфере и из-за низкой реакционной способности могут находиться там годами, а то и десятилетиями, перемещаясь и распространяясь над всей территорией планеты.

Нужно понимать, что озоновая дыра — это не «дыра» в прямом смысле, у неё нет чётких территориальных границ. Это абстрактное явление, подразумевающее сниженную концентрацию озона. Обычно его замечают в Антарктике, но лишь потому, что только здесь бывает полярная ночь, когда долго нет солнца и тепла, из-за чего уровень озона падает до рекордно низких значений.

Как защитить озоновый слой

Переиздано и создано в соавторстве с разрешением наших партнеров на wikiHow
Щелкните здесь, чтобы просмотреть оригинальную статью

Стратосферный озон, также известный как озоновый слой, представляет собой газовый слой ( O3), который частично защищает землю от солнечного ультрафиолетового (УФ) излучения. В 20 веке использование хлорфторуглеродов (ХФУ) пробило гигантскую дыру в озоновом слое. Увеличение количества ультрафиолетовых лучей привело к более высокому уровню заболеваемости раком кожи и проблемам с глазами. Хорошая новость заключается в том, что запрет на использование хлорфторуглеродов значительно замедлил рост озоновой дыры и уменьшил ущерб, наносимый нашей планете.[1] Избегая продуктов и методов, наносящих ущерб озоновому слою, и борясь за дополнительные действия со стороны правительства и промышленности, вы можете помочь восстановить озоновый слой и помочь защитить Землю.[2]

Избегайте продуктов, разрушающих озоновый слой

1. Проверьте свои огнетушители на наличие активных ингредиентов. Если основным ингредиентом являются «галоны» или «галогенированные углеводороды», найдите центр опасных отходов, в котором можно их переработать, или позвоните в местную пожарную службу, чтобы получить инструкции по их утилизации.[3] Замените его на модель без этого вредного вещества, разрушающего озоновый слой.
2. Не покупайте аэрозольные продукты с хлорфторуглеродами (ХФУ). Хотя ХФУ были запрещены или сокращены во многих областях, единственный способ убедиться в этом — проверить этикетку на всех ваших лаках для волос, дезодорантах и ​​бытовой химии. Отдайте предпочтение продуктам с распылителем, а не баллончикам под давлением, чтобы еще больше снизить вероятность покупки ХФУ.
3. Надлежащим образом утилизируйте холодильники, морозильники и кондиционеры, выпущенные до 1995 года. В этих устройствах для работы используются хлорфторуглероды, поэтому при утечке химикат попадает в атмосферу.
   1. Позвоните в местную коммунальную компанию, чтобы узнать, действует ли в вашем районе программа вознаграждений, на которую распространяется ваше устройство.[4]
   2. Если нет, обратитесь в муниципальный отдел общественных работ, чтобы узнать, как утилизировать холодильники в вашем районе.[5]
4. Купить пиломатериалы, изделия из дерева и фанеру, не обработанные бромистым метилом. Древесина, обработанная этим пестицидом, выделяет элементарный бром, разрушающий озоновый слой. Все поддоны или ящики имеют штамп, показывающий, как они были обработаны: HT означает, что они были подвергнуты термической обработке, а MB означает, что использовался бромистый метил. Что касается другой древесины, спросите у продавца, как была обработана древесина.
   1. Исследование и выбор строительных продуктов, в которых не используется бромметан, может быть столь же важным, как и прекращение использования ХФУ в домашних условиях, поскольку было обнаружено, что элементарный бром более токсичен для озонового слоя.[7]

Выступая за защиту озонового слоя

1. Свяжитесь с местными фермами или вашими политическими представителями, чтобы выступать за более эффективное использование удобрений. Органические и неорганические удобрения, безусловно, являются крупнейшим источником производства закиси азота человеком, и этот газ в настоящее время является главным виновником разрушения озонового слоя. Удобрения, конечно, важны, но чтобы ограничить их воздействие на нашу атмосферу, предложите следующие методы, которые одновременно сэкономят деньги и сократят выбросы:
   1. Более точное соответствие доз удобрений требованиям культур.
   2. Использование составов удобрений и добавок, снижающих выбросы.
   3. Улучшение сроков внесения удобрений для обеспечения максимального поглощения азота.
   4. Использование точного внесения удобрений для минимизации потерь азота в атмосферу.
2. Напишите своему местному или национальному представителю. Большинство антропогенных химикатов, разрушающих озоновый слой, в настоящее время поступает из сельского хозяйства. Поощряйте своего представителя выдвигать законы, регулирующие использование удобрений. Обязательно отметьте, что за счет более эффективного использования удобрений эти законы могут сэкономить деньги фермеров, а также защитить окружающую среду.
3. Поговорите со своими друзьями о том, как они могут защитить озоновый слой. Сокращение дыры в озоновом слое потребует совместной работы всех нас. Поощряйте своих друзей меньше водить машину, есть меньше мяса, покупать местное и правильно утилизировать старые огнетушители или охлаждающие устройства, содержащие вещества, разрушающие озоновый слой.

Изменение привычек для защиты озонового слоя

1. Меньше водите машину. Закись азота в настоящее время является крупнейшим озоноразрушающим веществом, выбрасываемым в результате деятельности человека (а также мощным парниковым газом),[8] и производится в процессе внутреннего сгорания, который приводит в действие большинство автомобилей. В США около 5% всего загрязнения закисью азота приходится на транспортные средства.[9]] Чтобы уменьшить количество оксида азота, производимого вашим автомобилем, примите во внимание:
   1. Совместное использование автомобилей
   2. Общественный транспорт
   3. Ходьба
   4. Велосипед
   5. Вождение гибридного или электрического автомобиля
   6. Нейтрализуйте выбросы парниковых газов вашего автомобиля с помощью Carbon Offset
2. Ешьте меньше мяса. Закись азота также образуется при разложении навоза, что делает птицеводческие, мясные и молочные фермы крупными производителями газа.
3. Купить на месте. Чем дальше ваша еда или другие товары должны пройти, чтобы добраться до вас, тем больше закиси азота будет производиться двигателями, которые их доставят к вам. Покупка на месте — это не только отличный способ найти самые свежие продукты; это также защитит озоновый слой.

Ссылки

1. ↑ https://www.epa.gov/sites/production/files/2015-08/documents/peg.pdf
2. ↑ http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2014JD022295/abstract
3. ↑ http://www.ways2gogreenblog.com/2009/07/21/как правильно утилизировать дымовые извещатели и огнетушители/
4. ↑ http://www.epa.gov/ozone/title6/608/disposal/household.html
5. ↑ http://www.epa.gov/ozone/title6/608/disposal/household.html
6. ↑ http://www.aphis.usda.gov/wps/portal/aphis/home/?urile=wcm%3Apath%3A/aphis_content_library/sa_our_focus/sa_plant_health/sa_export/sa_wood_packaging/ct_wpm_faqs
7. ↑ http://www. esrl.noaa.gov/csd/assessments/ozone/2006/executivesummary.html#figure
8. ↑ http://rstb.royalsocietypublishing.org/content/367/1593/1256
9. ↑ http://epa.gov/climatechange/ghgemissions/gases/n2o.html

Все новости и блог

Чтобы устранить дыру в озоновом слое, просто добавьте лед

Опубликовано в Обзоры исследований

Компьютерное моделирование показывает, что добавление крошечных капель льда в атмосферу весной может помочь устранить хлорфторуглероды и залатать дыру в озоновом слое.

по
Дэвид Шульц
11 сентября 2015 г. 4 марта 2016 г.

Ожидается, что озоновая дыра над Антарктидой, показанная здесь синим цветом, закроется в ближайшие 50 лет, но ученые сообщают, что метод геоинженерии может ускорить этот процесс. Авторы и права: НАСА, CC BY 2.0

Получайте самые захватывающие научные новости недели на свой почтовый ящик каждую пятницу.

Зарегистрируйтесь сейчас

Источник: Earth’s Future

Хорошо это или плохо, но дыра в озоновом слое Земли над Антарктидой стала символом антропогенных изменений атмосферы с момента ее открытия в XIX веке.80-е годы. Тридцать лет спустя соглашения между странами мира, такие как Монреальский протокол, сократили количество озоноразрушающих веществ, выбрасываемых в атмосферу, и ожидается, что дыра закроется в ближайшие 35–50 лет. Хотя это и хорошая новость, тем временем вредные ультрафиолетовые (УФ) лучи будут продолжать проникать в этот район, нанося ущерб таким формам жизни, как зоопланктон, которые составляют основу антарктической экосистемы.

Нагасе и др. предлагают геоинженерное решение, которое, согласно их моделям, помогло бы быстрее закрыть дыру в озоновом слое без риска опасных побочных эффектов. Главным виновником разрушения озонового слоя является свободный хлор, который образуется, когда УФ-излучение Солнца разрушает определенные хлорсодержащие молекулы, называемые хлорфторуглеродами. Затем высокореакционноспособные атомы хлора (Cl) соединяются с озоном (O ₃ ) с образованием свободного кислорода и монооксида хлора (ClO).

Чтобы решить эту проблему и помочь восстановить озоновый слой, авторы предлагают выбрасывать в атмосферу крошечные частицы льда, чтобы удалить основную хлорсодержащую молекулу, соляную кислоту (HCl), до того, как она будет разрушена Солнце и реагировать с озоном. Ученые говорят, что ключом к успеху является введение мельчайших частиц льда осенью, когда на Южный полюс попадает мало солнечного света. В течение этого сезона частицы льда будут оставаться во взвешенном состоянии в воздухе в течение нескольких дней, давая им время поглотить HCl, прежде чем постепенно опуститься на более низкие высоты и удалить часть хлора, присутствующего в полярной нижней стратосфере.

Геоинженерия по своей природе рискованна; авторы стараются уточнить, что их исследование является лишь ранним исследованием и что необходимо проделать большую дополнительную работу, прежде чем будет целесообразно начать вводить частицы льда в атмосферу в больших масштабах.