Защита озонового экрана от химического загрязнения: Защита озонового слоя Земли

Защита озонового слоя Земли

                            План

1.Введение

2.1 Что такое
озон и его роль в атмосфере

2.2 Природа и
значение озонового экрана

2.3 Источники
разрешения озонового слоя

2.4 «Озоновые
дыры» и их влияние

2.5 Проблемы
озонового экрана и пути ее решения

3. Заключение

4.Литература

Защита озонового экрана от химического загрязнения

разрушение озоновый
экран дыра

Введение

Газообразный озон, открытый в середине прошлого века, долгое время привлекал внимание ученых лишь своими уникальными химическими и физическими свойствами. Интерес к озону существенно возрос, после того, как выяснилась его распространенность в земной атмосфере и та особая роль, которую он играет в защите всего живого от воздействий опасного ультрафиолетового излучения. Особенно активно атмосферный озон стал изучаться в последние десятилетия. С ним, как ни с одним другим газом, в последние два десятилетия было связано несколько крупных сенсаций. Начиная от появившегося в самом начале 70-х годов прогноза о том, что полеты стратосферной авиации
«съедят» слой озона уже к 80-м годам, и, кончая пресловутой «озоновой дырой», которая будоражит умы людей.1 Поскольку озон задерживает активное излучение солнца, то разрушение озонного слоя может привести к целому ряду негативных последствий для растений, животных и человека. В ряду тревожных проблем — сдвиги в мировом климате, истощение лесных, почвенных и водных ресурсов, прогрессирующее опустошение планеты — находится и проблема разрушения озонового слоя. Возможно, что антарктический озон является предвестником глобальных изменений в озоносфере. Озоносфера — одна из поверхностных оболочек планеты.

Она является составной частью биосферы Земли, включающей в себя совокупность живых организмов и неорганические вещества, находящиеся в общем круговороте. К изучению процессов, связанных с атмосферным озоном, привлечены значительные силы ученых у нас в стране и за рубежом.2 Ведутся наблюдения за количеством озона и его «врагов» — различных загрязняющих веществ, анализируются данные за прошедшие годы, ставятся новые эксперименты. Однако проблема атмосферного озона к настоящему времени далеко не исчерпана, и ряд важных и интересных разделов этой проблемы ждет своего разрешения, в особенности явления, связанные с влиянием на озоновый слой некоторых естественных факторов и антропогенных воздействий. Для их осмысления необходимо постоянное и всеобъемлющее слежение за состоянием окружающей среды (мониторинг). Из трех стихий, окружающих человека — твердой оболочки, воды и воздуха, — последняя является самой уязвимой. И не случайно именно в атмосфере появился первый реальный сигнал бедствия. Этот сигнал — озоновая дыра как вестник возможного глобального уменьшения защитного слоя озона в результате антропогенных загрязнении.

1. Что такое озон и его роль в атмосфере

В принципе озон это разновидность кислорода. Озон был открыт в 1839 году немецким химиком Шенбейном, а в 1873г. его обнаружили в приземной атмосфере. Спустя 8 лет английский химик Гартли обнаружил озон в верхних слоях атмосферы.3 Озоновый слой в стратосфере важен тем, что он поглощает определённый диапазон солнечного излучения. Сама земля тоже испускает излучение в инфракрасном спектре. Так вот часть этого излучения тоже задерживается озоном, тем самым, предохраняя планету от охлаждения. Главной функцией озона является защита человека и всей биосферы планеты от жёсткого ультрафиолетового излучения с длинами волн от 250 до 320 нм.

2. Природа и значение озонового экрана

Наиболее вредным последствием выброса парниковых газов в атмосферу является разрушение ими озонового слоя — своеобразного щита от
«жёстких» солнечных лучей. Дело в том, что наряду с видимым светом Солнце излучает ультрафиолетовые волны. Ультрафиолетовое излучение похоже на световое, но длина его волн несколько короче, чем у фиолетовых волн, самых коротковолновых из воспринимаемых глазом человека. Хотя ультрафиолетовые лучи невидимы, они обладают большей энергией, чем видимые. Проникая сквозь атмосферу и поглощаясь тканями живых организмов, они разрушают молекулы белков и ДНК. Именно это происходит, когда мы загораем. Если бы всё ультрафиолетовое излучение, попадающее на верхние слои атмосферы, достигало поверхности Земли, то вряд ли на ней сохранилась бы жизнь; все растения и животные просто «зажарились» бы. Даже небольшая, доступная нам часть этого количества (менее 1%) вызывает загар и ежегодно 200 -600 тыс. случаев рака кожи в США.4

Мы защищены от агрессивного воздействия ультрафиолетового излучения, так как большая его часть (свыше 99%) поглощается слоем озона в стратосфере на высоте около 25 километров от поверхности земли. Этот слой обычно называют озоновым экраном. Необходимость его сохранения не требует доказательств. Однако некоторые антропогенные вещества, в частности парниковые газы, его разрушают.

3. Источники разрушения озонового слоя

До самого последнего периода истории Земли живые системы планеты эволюционировали почти в полной гармонии с атмосферой, литосферой и гидросферой, не испытывая влияния человеческой деятельности. Но по мере развития сельского хозяйства и промышленности воздействие человека на среду стало заметнее. Повсеместная индустриализация, особенно развернувшаяся за последние два столетия, привела к потенциально опасным уровням загрязнения среды. Можно сказать, что загрязнения — это поступление в окружающую среду каких-либо веществ или энергии в таких больших количествах или в течение столь длительного времени, что эти вещества или энергия начинают наносить ущерб людям и окружающей среде. Легко распространяясь от одних компонентов системы жизнеобеспечения к другим, в той или иной степени влияет на все параметры среды — антропогенные и природные, физические и биотические. Еще в начале шестидесятых годов считали, что загрязнение атмосферы — это локальная проблема больших городов и индустриальных центров, но позже стало ясно, что атмосферные загрязнители способны распространяться по воздуху на большие расстояния, оказывая неблагоприятное воздействие на районы, находящиеся на значительном удалении от места выброса этих веществ. 5

К разрушению озонового слоя приводят многочисленные факторы (рассматриваются самые главные). В первую очередь это, конечно же, фреоны. Фреоны — это собирательное название целой группы химических веществ появившихся на свет ещё в 20 годы прошлого столетия. В основном они использовались в холодильниках в качестве хладагентов. Ещё одна область применения фреонов это использование их в аэрозольных упаковках в качестве распылителя. Так как большая часть производимых в мире фреонов попадает в атмосферу, можно сказать, что выпуск фреонов почти полностью работает на сокращение озонового слоя. Фреоны достаточно быстро поднимаются вверх, в стратосферу. В стратосфере под действием ультрафиолетового излучения они достаточно быстро разлагаются. В результате выделяются активные атомы хлора, которые и участвуют в разложении озона.

Ещё один фактор, приводящий к уменьшению озонового слоя — это высотные самолёты и запуски космических кораблей. Высокая температура в камерах сгорания реактивных двигателей, приводит к образованию окислов азота из находящихся там азота и кислорода. Причём скорость образования азота на прямую зависит от температуры, то есть мощности двигателя. Но ещё и очень важно, на какой высоте находится двигатель и выпускает в атмосферу разрушающие озон окислы азота. Чем выше, тем хуже для озона.

Теперь рассмотрим действие минеральных удобрений на разрушение озонового слоя. Озон может уменьшаться за счёт того, что в стратосферу попадает закись азота N2O, которая образуется при денитрификации, связанного почвенными бактериями, азота. Такую же денитрификацию связанного азота производят и микроорганизмы в верхних слоях океанов и морей. Эти процессы напрямую связаны с содержанием азота. Таким образом, можно быть уверенным, что с ростом количества минеральных удобрений, вносимых в почву, будет также и расти количество закиси азота. Далее, образующиеся из закиси азота, окислы азота приводят к разрушению озонового слоя.

Ядерные взрывы тоже способствуют истощению озонового слоя. При сильном нагреве, а температура ядерного взрыва около 6000°С, происходят такие преобразования химических веществ, которые при нормальных условиях протекают вяло или вообще не протекают. Излучение при взрыве приводит к образованию окиси азота, а происходит это, прежде всего, потому что излучение производит ионизацию атомов и молекул атмосферного газа. Затем образованные ионы вступают в реакции с другими составляющими атмосферы и образуют окислы азота. Закись азота обнаруживается также и в дымовых газах электростанций. Это очень сильный источник влияния на атмосферу.

Очень важную роль в разрушении озона играет пар. Эта роль реализуется через молекулы гидроксила OH, которые рождаются из молекул воды и в конце превращаются в них. Поэтому от количества пара в стратосфере зависит скорость разрушения озона.6

4. «Озоновые дыры» и их влияние

Как только существование «озоновой дыры» стало научным фактом, естественно возник вопрос: А какова же её природа? И через некоторое время появились две гипотезы — антропогенная фотохимическая и метеорологическая. Сторонники первой гипотезы считали, что уменьшение озонового слоя результат антропогенного загрязнения атмосферы.
«Озоновая дыра имеет чисто метеорологическое происхождение и связана со спецификой динамического режима стратосферы в Антарктике», — утверждали приверженцы второй гипотезы. Важным моментом этой гипотезы было существование внутри устойчивого циклона (так называемого циркумполярного вихря), висящего зимой и большую часть весны над Антарктикой, направленных вверх (восходящих) вертикальных движений.

У каждой из гипотез были свои плюсы и минусы. В рамках антропогенной концепции было трудно ответить на вопрос о том, почему
«дыра» (если она отражает общую тенденцию всевозрастающего загрязнения атмосферы) наблюдается лишь над Антарктикой и только весной. А сторонникам метеорологической природы
«дыры» было трудно объяснить, почему последняя не наблюдалась до начала 80-х годов и почему в 80-х она появилась и стала усиливаться год от года. В октябре 1987 года были получены данные, которые показали, что к антропогенному загрязнению атмосферы явление «озоновой дыры» имеет самое прямое отношение. 7

Возникновение «озоновых дыр» (сезонное уменьшение содержания озона вдвое и более) впервые наблюдали в конце 70-х годов над Антарктидой. В последующие годы длительность существования и площадь «озоновых дыр» росли, и к настоящему времени они уже захватили южные регионы Австралии, Чили и Аргентины. Параллельно, хотя и с некоторым запозданием, развился процесс истощения озона над Северным полушарием. Вначале 90-х годов наблюдали 20 — 25 % его уменьшения над Скандинавией, Прибалтикой и северо-западными областями России. В отличных от приполярных широтных зон истощение озона менее выражено однако и здесь оно является статистически достоверным (1,5-6,2% за последнее десятилетие).8

Истощение озонового слоя может оказать значительное влияние на экологию Мирового океана. Многие из имеющихся в нем систем испытывают стресс уже при существующих уровнях естественной ультрафиолетовой радиации, и увеличение ее интенсивности для некоторых из них может оказаться катастрофическим. В результате воздействия ультрафиолетового излучения у водных организмов нарушается адаптивное поведение (ориентация и миграция), подавляются фотосинтез и ферментативные реакции, а также процессы размножения и развития, особенно на ранних стадиях. Поскольку чувствительность к ультрафиолетовой радиации разных компонентов водных экосистем существенно различается, то в результате разрушения стратосферного озона следует ожидать не только уменьшения общей биомассы, но и изменение структуры водных экосистем. В этих условиях могут погибать и вытесняться полезные чувствительные формы и усиленно размножаться резистентные, токсичные для окружающей среды, например сине-зеленые водоросли. Эффективность водных пищевых цепей в решающей степени определяется продуктивностью их начального звена — фитопланктона. Расчеты показывают, что в случае 25%-го разрушения стратосферного озона следует ожидать 35%-го снижения первичной продуктивности в поверхностных слоях океана и 10%-го снижения во всем слое фотосинтеза. Значимость прогнозируемых изменений становится очевидной, если принять во внимание, что фитопланктон утилизирует более половины углекислого газа в процессе глобального фотосинтеза, и лишь 10-го снижения интенсивности этого процесса эквивалентно удвоению выброса углекислого газа в атмосферу в результате сжигания полезных ископаемых.

Кроме того, ультрафиолетовая радиация подавляет продукцию фитопланктоном диметилсульфида, играющего важную роль в формировании облачности. Последние два феномена могут вызвать долговременные изменения глобального климата и уровня Мирового океана. Из биообъектов вторичных звеньев водных пищевых цепей ультрафиолетовое излучение способно непосредственно поражать икру и мальков рыб, личинки креветок, устриц и крабов, а также других мелких животных. В условиях истощения стратосферного озона прогнозируется рост и гибель мальков промысловых рыб и, кроме того, снижение улова в результате уменьшения первичной продуктивности Мирового океана. В отличие от водных организмов, высшие растения могут частично адаптироваться к увеличению интенсивности естественной ультрафиолетовой радиации, однако в условиях 10-20%-й редукции озонового слоя у них наблюдается торможение роста, уменьшение продуктивности и изменения состава, снижающие пищевую ценность.

Очень важную, хотя и посредственную, роль в формировании продуктивности сельскохозяйственных растений играют почвенные микроорганизмы, оказывающие значительное влияние на плодородие почв. В этом смысле особый интерес представляют фототрофные цианобактерии, обитающие в самых верхних слоях почв и способные утилизировать азот воздуха с последующим использованием его растениями в процессе фотосинтеза. Эти микроорганизмы подвергаются непосредственному воздействию ультрафиолетовой радиации. В результате разрушения озонового слоя следует ожидать уменьшение плодородия почв. Весьма вероятным является также вытеснение и отмирания других полезных форм почвенных микроорганизмов, чувствительных к ультрафиолетовой радиации, и размножением устойчивых форм, часть которых может оказаться патогенными. 9

Для человека естественная ультрафиолетовая радиация фактором риска уже при существующем состоянии озонового слоя. Реакции на ее воздействие разнообразны и противоречивы. Некоторые из них10 улучшают состояние здоровья, другие11 ухудшают его. Типичной реакцией на переоблучение глаз является возникновение фотокератоконьюнктивита — острого воспаления наружных оболочек глаза (роговицы и конъюнктивы). Он обычно развивается в условиях интенсивного отражения солнечного света от естественных поверхностей (снежное высокогорье, арктические и пустынных зоны) и сопровождается болевыми ощущениями или ощущением постороннего тела в глазу, слезотечением, светобоязнью и спазмом век. Ожог глаз можно получить за 2 часа в заснеженных зонах и за 6 — 8 часов в песчаной пустыне. Длительное воздействие ультрафиолетовой радиации на глаз может вызвать возникновение катаракты, дегенерацию роговицы и сетчатки и т. д. В результате переоблучения кожи развивается асептическое воспаление, или эритема, сопровождающаяся помимо болевых ощущений изменениями тепловой и сенсорной чувствительности кожи, угнетением потоотделения и ухудшением общего состояния. В умеренных широтах эритему можно получить за полчаса на открытом солнце в середине летнего дня. Обычно эритема развивается с латентным периодом 1 — 8 часов и сохраняется около суток. Величина минимальной эритемной дозы растет с увеличением степени пигментации кожи.

Защита озонового слоя: соблюдение принятых обязательств

С 5 сентября по 1 октября в зале документов международных организаций (пом. 207g) открыта выставка «Защита озонового слоя: соблюдение принятых обязательств», посвященная Международному дню охраны озонового слоя.

Этот День был провозглашен Генеральной Ассамблеей ООН 19 декабря 1994 года (резолюция 49/114) и ежегодно отмечается 16 сентября. Дата была выбрана не случайно – 16 сентября 1987 года 36 стран, в том числе и СССР, подписали Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой, – документ, согласно которому страны-участницы должны ограничить и в дальнейшем полностью прекратить производство озоноразрушающих веществ.

Озоновый слой – это тонкий газовый щит,защищающий Землю от вредного спектра солнечных лучей и способствующий сохранению жизни на планете. Он простирается на высоте от 10 до 50 км над поверхностью Земли. Если этот слой истощится, это будет опасно для всей биосферы, для всего живого. От попадания ультрафиолетовых лучей на человека может возникнуть рак кожи, слепота и другие заболевания.

В 80-е годы XX века в результате научных исследований было обнаружено, что ряд широко используемых химических веществ являются чрезвычайно опасными для озонового слоя и истощают его. Ученые сделали открытие: в районе Антарктиды общее содержание озона уменьшилось в 2 раза. Именно тогда появилось понятие «озоновая дыра».

Научное подтверждение факта истощения озонового слоя побудило международное сообщество создать механизм сотрудничества по принятию мер для его защиты. 22 марта 1985 года была принята и подписана 28 странами Венская конвенция об охране озонового слоя, а в сентябре 1987 года подписан Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой. В последующие годы были приняты четыре поправки к Монреальскому протоколу, скорректировавшие (в сторону ужесточения) обязательства, вытекающие из этого международного документа.

Основной целью Монреальского протокола является защита озонового слоя, путем принятия мер по ограничению общего мирового производства и потребления веществ, разрушающих его, с конечной целью их полной ликвидации на основе научных знаний и технологической информации. Поэтапный отказ от использования озоноразрушающих веществ способствует не только охране озонового слоя, но и вносит существенный вклад в предприниманемые мировым сообществом в глобальных масштабах усилия по решению проблемы изменения климата.

В настоящее время благодаря глобальному поэтапному прекращению применения 98 процентов озоноразрушающих газов в бытовых, промышленных и сельскохозяйственных целях озоновый слой восстанавливается и, по расчетам, окончательно восстановится через 50 лет. Это уже позволило избежать миллионов случаев таких заболеваний, как рак кожи или катаракта, а также снизить вредное воздействие ультрафиолетового излучения на окружающую среду. Кроме того, подписание протокола стимулировало значительное увеличение числа инноваций в химической и машиностроительной отраслях, что привело к разработке более экономичных и экологически безопасных холодильных систем.

На сегодняшний день протокол ратифицирован 197 государствами, т. е. всеми странами, входящими в ООН. Бывший Генеральный секретарь ООН Кофи Аннан назвал Монреальский протокол «возможно, наиболее успешным международным соглашением в истории человечества».

На выставке представлено более 50 документов на русском и английском языках. Большую часть экспозиции составляют документы международных организаций: книги, брошюры, мимеографированные материалы ООН, периодические издания, буклеты.

Экспозиция включает следующие тематические разделы:

• Международное и региональное сотрудничество и взаимодействие в области охраны озонового слоя, международные правовые документы по охране озонового слоя.
• Охрана озонового слоя – основа сохранения жизни на Земле.
• Озоновый слой и проблема загрязнения атмосферы.
• Озоновый слой, парниковый эффект и изменение климата.

Выставка будет интересна научным работникам, преподавателям, студентам и аспирантам экологических, биологических и географических специальностей, специалистам в области природопользования и охраны окружающей среды, а также всем тем, кто интересуется экологическими проблемами и проблемой сохранения озонового слоя на нашей планете.

Полезные ссылки

• Международный день охраны озонового слоя (16 сентября)
• Истощение озонового слоя
• Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП)
• Изменение климата и глобальное потепление
• Изменение климата
• Стратегия по окружающей среде (ТУНЗА)
• Всемирный день окружающей среды (5 июня)

Документы

• Протокол о борьбе с подкислением, эвторофикацией и приземным озоном к Конвенции о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния 1979 года (1999 год)
• Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой (1987 год)
• Венская конвенция об охране озонового слоя (1985 год)
• Конвенции и соглашения по окружающей среде
• Декларации по окружающей среде
• Защита атмосферы (Глава 9 Повестки дня на XXI век)

Защита озонового слоя и предотвращение изменения климата — Европейское агентство по окружающей среде

Многие аэрозольные пропелленты содержали ХФУ до того, как международные соглашения ограничивали их использование. Изображение © Scott Witt

Что такое озоновый слой и как он был поврежден?

Озоновый слой находится в стратосфере на высоте от 15 до 30 км над землей. Он поглощает большую часть солнечного ультрафиолетового излучения (УФ-В), ограничивая количество этого излучения, достигающего поверхности Земли. Поскольку это излучение вызывает рак кожи и катаракту, озоновый слой играет важную роль в защите здоровья человека. Он также предотвращает радиационное повреждение растений, животных и материалов.

В 1970-х годах ученые заметили, что озоновый слой истончается. Исследователи обнаружили доказательства, связывающие истощение озонового слоя с присутствием в стратосфере хлорфторуглеродов (ХФУ) и других газообразных источников галогенов. Озоноразрушающие вещества (ОРВ) представляют собой синтетические химические вещества, которые использовались во всем мире в самых разных промышленных и бытовых целях. В основном эти вещества использовались в холодильном оборудовании и оборудовании для кондиционирования воздуха, а также в огнетушителях. Другие важные области применения включают аэрозольные пропелленты, растворители и пенообразователи для изоляционных пен.

Истощение озонового слоя (синие цвета) в Южном полушарии в 2006 г.

Источник: Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) – Центр космических полетов им. Годдарда

Международные действия оказались эффективными в защите озонового слоя Чтобы остановить разрушение озонового слоя, страны всего мира договорились прекратить использование озоноразрушающих веществ. Это соглашение было оформлено Венской конвенцией об охране озонового слоя в 1985 и Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой, в 1987 году. В 2009 году Венская конвенция и Монреальский протокол стали первыми договорами в истории Организации Объединенных Наций, которые получили всеобщую ратификацию. Вещества, подпадающие под действие протокола, называются «контролируемыми веществами». Основные вещества включают хлорфторуглероды (ХФУ), гидрохлорфторуглероды (ГХФУ), галоны, четыреххлористый углерод, метилхлороформ и метилбромид. Ущерб, наносимый озоновому слою каждым из этих веществ, выражается в их озоноразрушающем потенциале (ODP).

Рисунок 1: Потребление регулируемых озоноразрушающих веществ

В 2007 г. правительства взяли на себя дополнительные обязательства, согласившись заморозить производство ГХФУ в развивающихся странах к 2013 г. и перенести окончательную дату поэтапного отказа от этих химикатов на 2030 г.

Эти международные соглашения помогли значительно сократить использование озоноразрушающих веществ в Европе и во всем мире (рис. 1). Научный мониторинг показывает признаки того, что озоновый слой начинает восстанавливаться. Ожидается, что полное восстановление произойдет не раньше середины 21 века.

Защита озонового слоя также защищает климат

Сокращение озоноразрушающих веществ также имело положительный побочный эффект. Озоноразрушающие вещества также являются сильнодействующими парниковыми газами, способствуя этому явлению, как и другие вещества, широко известные как вызывающие парниковый эффект, такие как двуокись углерода (CO ₂ ), метан (CH ₄ ) и закись азота (N ₂ ). О). Поэтому, сократив выбросы озоноразрушающих веществ, Монреальский протокол одновременно защитил как озоновый слой, так и климат.

Величина этого преимущества значительна. Сокращение выбросов ОРВ, ожидаемое в результате соблюдения Монреальского протокола, оценивается в глобальном масштабе в 10–12 гигатонн эквивалента CO ₂ в период с 1985 по 2010 год (Velders et al. 2007). Напротив, цель сокращения выбросов парниковых газов в соответствии с Киотским протоколом (при условии полного соблюдения всеми развитыми странами) оценивается в 1-2 гигатонны эквивалента CO ₂ в среднем в год в период с 2008 по 2012 год по сравнению с выбросы базового года. Таким образом, поэтапный отказ от ОРВ, изменяющих климат, в соответствии с Монреальским протоколом позволил избежать выбросов парниковых газов в количестве, в 5-6 раз превышающем цель Киотского протокола на 2008-2012 годы.

Заменители ОРВ в настоящее время вызывают озабоченность

Сокращение выбросов ОРВ не всегда является положительной историей. Фактически это косвенно привело к новым проблемам. Фторированные газы (F-газы) были введены в качестве заменителей ОРВ во многих секторах, таких как холодильное оборудование и системы кондиционирования воздуха. К фторсодержащим газам относятся гидрофторуглероды (ГФУ), перфторуглероды (ПФУ) и гексафторид серы (SF ₆ ). Эти газы не разрушают озоновый слой, но являются парниковыми газами. Это означает, что эти новые газы также способствуют изменению климата. И что еще хуже, эти F-газы часто оказывают гораздо большее влияние на климат, чем «традиционные» парниковые газы, такие как двуокись углерода (CO ₂ ). Например, некоторые F-газы обладают парниковым эффектом, который в 23 000 раз сильнее, чем такое же количество углекислого газа. К счастью, выбросы фторсодержащих газов намного меньше, чем выбросы CO ₂ , но использование фторсодержащих газов и их присутствие в атмосфере увеличились с 1990-х годов. В результате значительный вклад Монреальского протокола в борьбу с изменением климата может быть сведен на нет растущим значением выбросов фторсодержащих газов.

Глобальные и европейские соглашения по ограничению выбросов фторсодержащих газов

Выбросы фторсодержащих газов контролируются в соответствии с Рамочной конвенцией Организации Объединенных Наций об изменении климата (РКИК ООН) и Киотским протоколом к ​​ней, но в настоящее время не рассматриваются Монреальским протоколом. Фторированные газы в настоящее время составляют около 2% глобальных выбросов парниковых газов. Несколько стран начали принимать меры в отношении фторсодержащих газов, во главе с Европейским союзом (ЕС), который обязался сократить использование ГФУ, наиболее важных фторсодержащих газов, на 80% к 2030 году по сравнению с сегодняшним уровнем9.0005

Существует два подхода к сокращению выбросов фторсодержащих газов. Первый подход заключается в полном отказе от использования фторсодержащих газов за счет использования газов или технологий, менее вредных для климата. Второй подход заключается в сокращении использования фторсодержащих газов в продуктах и ​​оборудовании. ЕС впервые изложил конкретную политику по сокращению выбросов фторсодержащих газов в 2006 г. с помощью так называемого Регламента 2006 г. по фторсодержащим газам и директивы, ограничивающей использование фторсодержащих газов в автомобильных кондиционерах, так называемой Директивы MAC. Прогнозируется, что в отсутствие этого законодательства выбросы фторсодержащих газов увеличатся (рис. 2, оранжевая линия).

 В 2014 году был принят пересмотренный Регламент по фторсодержащим газам 2014 года, который приведет к значительной дополнительной экономии (рис. 2, синяя линия), в основном благодаря следующим новым мерам:

• достигается за счет поэтапного ограничения объемов, которые могут быть размещены на рынке ЕС.
• Ряд сопутствующих банов.

Эти новые меры приведут к экономии 70 Мт CO ₂ экв. в год, или двух третей выбросов 2013 г., к 2030 г. Ожидаемый общий объем предотвращенных выбросов оценивается в 1,5 Гт CO ₂ к 2030 г. и 5 Гт CO ₂ к 2050 г.

политика ЕС в отношении фторсодержащих газов), сценарий «с мерами» (т. е. первоначальная политика ЕС в отношении фторсодержащих газов) и дополнительные меры (т. е. новая политика в отношении фторсодержащих газов).

Источник: Европейская комиссия

Принимая во внимание общие выбросы

Поскольку фторсодержащие газы способствуют изменению климата, предприятия в настоящее время стремятся заменить их другими веществами. В последние годы стали доступны альтернативы, не наносящие вреда озоновому слою и не способствующие изменению климата, в различных областях, таких как охлаждение, кондиционирование воздуха, пенообразование и аэрозоли. Многие из этих альтернатив также приводят к более высокой энергоэффективности, что важно, поскольку косвенные выбросы от использования энергии в течение срока службы продукта часто значительно превышают прямые выбросы фторсодержащих газов.

Необходимо провести дальнейшую работу по сокращению ГФУ и ОРВ

На ГФУ приходится 98% выбросов фторсодержащих газов, и их использование продолжает расти, несмотря на то, что существуют экологически безопасные альтернативы ГФУ. Поэтому необходимы меры, которые еще больше ограничивают использование и выбросы ГФУ.

В ЕС обеспечение полного выполнения нового Регламента по фторсодержащим газам (и, в частности, предусмотренного им поэтапного отказа от ГФУ) имеет решающее значение.

И хотя большинство ОРВ выводятся из обращения, Монреальский протокол по-прежнему разрешает производить и использовать некоторые количества ОРВ для определенных нишевых целей (например, в качестве исходного сырья). Следует разработать рентабельные альтернативы для этих нишевых приложений.

Кроме того, большое количество ОРВ по-прежнему содержится в старом оборудовании (холодильные системы и кондиционеры) и зданиях (пены) и будет выброшено в атмосферу, если не будет должным образом утилизировано и уничтожено. Поэтому меры, обеспечивающие безопасное извлечение оставшихся ОРВ, также имеют важное значение.

Дополнительная информация

ЕАОС поддерживает Европейскую комиссию и государства-члены в ежегодной отчетности компаний о производстве и использовании ОРВ и фторсодержащих газов в Европейском Союзе. Представленная информация резюмируется в следующих годовых отчетах ЕАОС:

• Отчет по фторсодержащим газам 
• Инструктаж по озоноразрушающим веществам

ЕАОС также публикует два связанных показателя:

• Показатель производства, продаж и выбросов фторированных парниковых газов
• Индикатор производства и потребления озоноразрушающих веществ

Постоянные ссылки

Географический охват

Австрия

Бельгия

Болгария

Хорватия

Кипр

Чехия

Дания

Эстония

Финляндия

Франция

Германия

Греция

Венгрия

Исландия

Ирландия

Италия

Латвия

Лихтенштейн

Литва

Люксембург

Мальта

Нидерланды

Норвегия

Польша

Португалия

Румыния

Словакия

Словения

Испания

Швеция

Швейцария

Турция

Великобритания

Темы

Защита озонового слоя

В конце 1980-х годов правительства стран мира договорились защищать озоновый слой Земли путем поэтапного отказа от озоноразрушающих веществ, выбрасываемых в результате деятельности человека, в соответствии с Монреальским протоколом. В Европе Протокол реализуется посредством общеевропейского законодательства, которое не только отвечает его целям, но и содержит более строгие и амбициозные меры.

Глобальные действия, предпринятые в рамках Монреальского протокола, остановили разрушение озонового слоя и позволили начать его восстановление, но многое еще предстоит сделать для обеспечения устойчивого восстановления.

Озоновый слой

Озоновый слой представляет собой природный газовый слой в верхних слоях атмосферы, который защищает людей и другие живые существа от вредного ультрафиолетового (УФ) излучения Солнца.

Хотя озон присутствует в небольших концентрациях во всей атмосфере, его большая часть (около 90%) находится в стратосфере, слое на высоте от 10 до 50 километров над поверхностью Земли. Озоновый слой отфильтровывает большую часть вредного солнечного ультрафиолетового излучения и поэтому имеет решающее значение для жизни на Земле.

Истощение озонового слоя

В 1970-х годах ученые обнаружили, что озоновый слой истощается.

Атмосферные концентрации озона естественным образом изменяются в зависимости от температуры, погоды, широты и высоты, в то время как вещества, выбрасываемые в результате природных явлений, таких как извержения вулканов, также могут влиять на уровни озона.

Однако эти естественные явления не могли объяснить наблюдаемые уровни истощения, и научные данные показали, что причиной были определенные искусственные химические вещества. Эти озоноразрушающие вещества были в основном внедрены в 1970-х годов в широком спектре промышленных и бытовых применений, в основном в холодильниках, кондиционерах и огнетушителях.

Озоновая дыра

Наибольшее истощение озонового слоя наблюдается на Южном полюсе. Это происходит в основном в конце зимы и ранней весной (с августа по ноябрь в этом регионе), а пик истощения обычно приходится на начало октября, когда озон часто полностью разрушается на больших территориях.

Это серьезное истощение создает так называемую «озоновую дыру», которую можно увидеть на изображениях антарктического озона, сделанных с помощью спутниковых наблюдений. В большинстве лет максимальная площадь дыры больше, чем сам антарктический континент. Хотя потери озона менее радикальны в Северном полушарии, над Арктикой и даже над континентальной Европой также наблюдается значительное утончение озонового слоя.

Большая часть озоноразрушающих веществ, выбрасываемых в результате деятельности человека, остается в стратосфере десятилетиями, а это означает, что восстановление озонового слоя является очень медленным и длительным процессом. Дыра выросла в годы после ратификации Монреальского протокола из-за отставания, вызванного тем, что озоноразрушающие вещества долго остаются в стратосфере. Максимальный размер озоновой дыры сейчас уменьшается.

Чтобы узнать о состоянии существующей в настоящее время озоновой дыры, посетите веб-сайт Copernicus

Последствия разрушения озонового слоя для человека и окружающей среды

Истощение озонового слоя вызывает повышение уровня УФ-излучения на поверхности Земли, что наносит ущерб здоровью человека.

Отрицательные эффекты включают рост некоторых видов рака кожи, катаракты глаз и иммунодефицитных состояний. УФ-излучение также влияет на наземные и водные экосистемы, изменяя рост, пищевые цепи и биохимические циклы. Водная жизнь непосредственно под поверхностью воды, основа пищевой цепи, особенно сильно страдает от высоких уровней УФ-излучения. УФ-лучи также влияют на рост растений, снижая продуктивность сельского хозяйства.

Действия по защите озонового слоя

Монреальский протокол

В 1987 году для решения проблемы разрушения озонового слоя международное сообщество приняло Монреальский протокол по озоноразрушающим веществам. Это был первый международный договор, подписанный всеми странами мира, и он считается величайшим успехом в области охраны окружающей среды в истории Организации Объединенных Наций.

Целью Монреальского протокола является сокращение производства и потребления озоноразрушающих веществ, чтобы уменьшить их присутствие в атмосфере и тем самым защитить озоновый слой Земли.

На приведенной ниже диаграмме показано снижение потребления озоноразрушающих веществ, подпадающих под действие Монреальского протокола.

Потребление контролируемых озоноразрушающих веществ (ОРВ) (ЕС-27 + Великобритания и глобальный уровень)

Европейское агентство по окружающей среде

Источник: Европейское агентство по окружающей среде самые строгие и передовые в мире. С помощью ряда правил ЕС не только внедрил Монреальский протокол, но и часто выводил из употребления опасные вещества быстрее, чем это требовалось.

Текущий «Регламент ЕС по озону» (Регламент (EC) 1005/2009) содержит ряд мер для обеспечения более высокого уровня амбициозности. В то время как Монреальский протокол регулирует производство этих веществ и их торговлю оптом, Регламент по озону запрещает их использование в большинстве случаев (некоторые виды использования все еще разрешены в ЕС). При этом он регулирует не только вещества в сыпучих материалах, но и содержащиеся в продуктах и ​​оборудовании.

Регламент ЕС по озону также устанавливает лицензионные требования для всего экспорта и импорта озоноразрушающих веществ, а также регулирует и контролирует не только вещества, подпадающие под действие Монреальского протокола (более 90 химических веществ), но и некоторые из них, которые не охвачены (пять дополнительных химических веществ, называемых «новыми веществами»).

Для получения дополнительной информации см. раздел «Регламент по озону».

Воздействие глобальных действий и нерешенные проблемы

Глобальное потребление озоноразрушающих веществ сократилось примерно на 98% с тех пор, как страны начали принимать меры в соответствии с Монреальским протоколом. В результате снижается концентрация в атмосфере наиболее агрессивных видов озоноразрушающих веществ и появляются первые признаки восстановления озонового слоя.

Тем не менее, ожидается, что озоновый слой полностью не восстановится раньше второй половины этого столетия. Это связано с тем, что после выброса озоноразрушающие вещества остаются в атмосфере в течение многих лет и продолжают наносить ущерб.

Еще многое предстоит сделать для обеспечения дальнейшего восстановления озонового слоя и снижения воздействия озоноразрушающих веществ на климат Земли.

Максимальная протяженность озоновой дыры над южным полушарием с 1979 по 2019 год.

На изображениях ниже показаны анализы общего содержания озона над Антарктикой, проведенные Copernicus . Синие цвета указывают на самые низкие количества озона, а желтый и красный — на более высокие количества озона.

Максимальная протяженность озоновой дыры над южным полушарием с 1979 по 2019 год

Источник: Европейское агентство по окружающей среде

Источник: Европейское агентство по окружающей среде0005

• Обеспечение надлежащего соблюдения существующих ограничений в отношении озоноразрушающих веществ и дальнейшего сокращения глобального использования озоноразрушающих веществ.
• Обеспечение экологически безопасного обращения с банками озоноразрушающих веществ (как в хранилищах, так и в действующем оборудовании) и их замена безопасными для климата альтернативами.
• Обеспечение того, чтобы разрешенное использование озоноразрушающих веществ не перенаправлялось на незаконные цели.
• Сокращение использования озоноразрушающих веществ в целях, которые не считаются потреблением в соответствии с Монреальским протоколом.
• Обеспечение того, чтобы не появлялись новые химические вещества или технологии, которые могли бы создать новые угрозы озоновому слою (например, вещества с очень коротким сроком жизни).

Связь между озоноразрушающими веществами и изменением климата

Большинство искусственных озоноразрушающих веществ также являются сильнодействующими парниковыми газами. Некоторые из них имеют эффект глобального потепления до 14000 раз сильнее, чем углекислый газ (CO ₂ ), основной парниковый газ.

Таким образом, глобальный отказ от озоноразрушающих веществ, таких как гидрохлорфторуглероды (ГХФУ) и хлорфторуглероды (ХФУ), также внес значительный положительный вклад в борьбу с изменением климата.