Сохранение озонового слоя. Проблема сохранения озонового слоя Спасение озонового слоя
Классный час « Сохраним озоновый слой Земли!» Составители: Учащаяся 8 в класса Зайцева Виктория Пономарева Н.Д., учитель географии МБОУ «Чернянская средняя общеобразовательная школа 1 с углубленным изучением отдельных предметов» Чернянского района, Белгородской области
16 сентября Международный день охраны озонового слоя «Генеральная Ассамблея, учитывая настоятельную необходимость сохранения озонового слоя, который фильтрует солнечные лучи и предупреждает пагубное воздействие ультрафиолетового излучения на поверхность Земли, тем самым сохраняя жизнь на планете, подчеркивая важность осуществления Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой, подписанного 16 сентября 1987 года в Монреале 1. провозглашает 16 сентября Международным днем охраны озонового слоя, который будет отмечаться, начиная с 1995 года в память о том дне в 1987 году, когда был подписан Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой; ». Резолюция A/RES/49/114Резолюция A/RES/49/114
Характерные особенности Озон очень недолговечен он живет не более получаса. Летучесть этого вещества обусловлена самой его структурой: его молекула, образованная тремя атомами кислорода, имеет одну свободную химическую связь, которая и обеспечивает озону большую активность в присоединении к живым клеткам и высокую способность к окислению. Озон это поистине защитник жизни на земле. Озоновый слой стратосферы надежно защищает все живое от опасных ультрафиолетовых лучей. Также природа создала его, как мощный антисептик, по силе с которым не может сравниться ни один антибиотик.
Открытие озона Открытие озона принадлежит физику Мартину Ван-Маруму, который в 1785 году обнаружил, что кислород под действием электрических искр приобретает особый запах и новые химические свойства. Схема образования озона такова: под действием электрического разряда молекула кислорода распадается на атомы. Атомарный кислород соединяется с молекулярным кислородом и образует озон.
В природе озон интенсивно образуется во время грозы. И это действительно так. Но существует и еще один крайне важный источник образования этого удивительного газа. Его порождает солнечный свет, который в стратосфере превращает кислород в озон. Благодаря непрерывному образованию стратосферного озона все живое на земле находится под постоянной защитой от пагубного действия жесткого ультрафиолетового излучения.
Что происходит с озоновым слоем Земли? Озо́новая дыра́ локальное падение концентрации озона в озоновом слое Земли. По общепринятой в научной среде теории, во второй половине XX века всё возрастающее воздействие антропогенного фактора в виде выделения хлор- и бром содержащих фреонов привело к значительному утончению озонового слоя, см. например доклад Всемирной метеорологической организацииозонаозоновом слоеЗемлиантропогенного факторафреонов
История Озоновая дыра диаметром свыше 1000 км впервые была обнаружена в 1985 году, на Южном полушарии, над Антарктидой, группой британских учёных: Дж. Шанклин (англ.), Дж. Фармен (англ.), Б. Гардинер (англ.). Каждый август она появлялась, а в декабре январе прекращала своё существование. Над Северным полушарием в Арктике образовывалась другая дыра, но меньших размеров. На данном этапе развития человечества на Земле существует громадное количество озоновых дыр. Но наиболее опасная и крупная расположена над Антарктикой.1985 годуЮжном полушарииАнтарктидойДж. Шанклинангл.Дж. Фарменангл.Б. Гардинерангл.Северным полушарием
Причины образования озоновых дыр К уменьшению концентрации озона в атмосфере ведёт совокупность факторов, главными из которых является гибель молекул озона в реакциях с различными веществами антропогенного и природного происхождения, отсутствие солнечного излучения в течение полярной зимы, особо устойчивый полярный вихрь, который препятствует проникновению озона из приполярных широт, и образование полярных стратосферных облаков (ПСО), поверхность частиц которого катализируют реакции распада озона. Эти факторы особенно характерны для Антарктики.полярный вихрь
Что разрушает озон? Главными веществами, вносящими вклад в разрушение молекул озона, являются простые вещества (водород, атомы кислорода, хлора, брома), неорганические (хлороводород, моноксид азота) и органические соединения (метан, фторхлор- и фтор бром фреоны, которые выделяют атомы хлора и брома). В отличие, например от гидро фтор фреонов, которые распадаются до атомов фтора, которые, в свою очередь, быстро реагируют с водой образуя стабильный фтороводородпростые веществаводородкислородахлорабромахлороводородмоноксид азотаорганические соединенияметанбромафтораводойфтороводород
Последствия….. Кроме того, истощение озонового слоя может непредсказуемо изменить климат Земли. Ведь озоновый слой задерживает тепло, рассеивающееся с поверхности Земли. По мере уменьшения количества озона в атмосфере T° воздуха снижается, изменяется направление господствующих ветров и меняется погода.
Восстановление озонового слоя Хотя человечеством были приняты меры по ограничению выбросов хлор- и бром содержащих фреонов путём перехода на другие вещества, например фторсодержащие фреоны, процесс восстановления озонового слоя займёт несколько десятилетий. Прежде всего, это обусловлено огромным объёмом уже накопленных в атмосфере фреонов, которые имеют время жизни десятки и даже сотни лет. Поэтому затягивание озоновой дыры не стоит ожидать ранее 2048 года
Верно ли, что основными разрушителями озона являются фреоны? Это утверждение справедливо для средних и высоких широт. В остальных хлорный цикл ответственен только за 1525 % потерь озона в стратосфере. При этом необходимо отметить, что 80 % хлора имеет антропогенное происхождение.
Также….. Есть мнение, что природные источники галогенов, например вулканы или океаны, более значимы для процесса разрушения озона, чем произведённые человеком. Не подвергая сомнению вклад природных источников в общий баланс галогенов, необходимо отметить, что в основном они не достигают стратосферы ввиду того, что являются водорастворимыми и вымываются из атмосферы, выпадая в виде дождей на землю..галогеноввулканыокеаны
Меры по охране озона С 1985 года охрана озонового слоя стала одним из важных направлений деятельности для многих стран мира. Поиски консенсуса в ходе продолжительных и трудных переговоров и консультаций завершились 16 сентября 1987 года, когда тридцать шесть стран подписали документ, получивший название «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.«Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой»
Меры по защите Монреальский протокол учитывает технологический и экономический уровни различных стран. Поскольку принятие мер по защите озонового слоя (прежде всегоотказ от ОРВ), требовало много времени и средств, развивающимся странам была предоставлена отсрочка. Тем не менее, вещества с наибольшим озон разрушающим потенциалом (ОРП) – хлор фтор углероды (ХФУ) и галлоны (бром хладоны) – практически полностью выведены из обращения.
Меры по защите озона в России В рамках Проекта ЮНИДО/ГЭФ – Минприроды России предполагается оказать содействие ряду промышленных предприятий по выводу ГХФУ из оборота и переходу на безопасные для озонового слоя и климата планеты природные вещества. Для этого потребуется реализация целого комплекса мер: конверсия предприятий, обучение и сертификация монтажников и специалистов, создание предприятий для сбора, регенерации и утилизации ГХФУ и других видов ОРВ.
К 25-летию со дня принятия Монреальского протокола по веществам, способствующим разрушению озонового слоя.
16 сентября — это ежегодный Международный день охраны озонового слоя, который был провозглашен Генеральной ассамблеей ООН в 1994 году. Девизом Международного дня охраны озонового слоя стали слова: «Сохрани небо: защити себя — защити озоновый слой». Дата Международного дня выбрана в память о дне подписания Монреальского протокола в 1987 году по веществам, разрушающим озоновый слой. Протоколом были определены меры, обязывающие участников ограничить, а затем полностью прекратить производство и потребление отдельных видов озоноразрушающих веществ.
Озоновый слой — это часть стратосферы на высоте от 12 до 50 км. Открывателями озонового слоя были французские физики Шарль Фабри и Анри Буиссон. В 1912 году им удалось с помощью спектроскопических измерений ультрафиолетового излучения доказать существование озона в отдаленных от Земли слоях атмосферы. А в 80-е годы 20 века ученые сделали открытие: в районе Антарктиды общее содержание озона уменьшилось в 2 раза. Именно тогда появилось название «озоновая дыра». Это объясняется тем, что в полярных областях воздух малоподвижен, вследствие чего, исчезновение там озона не компенсируется его заносом из других широт, и полярные «озонные дыры», особенно на Южном полюсе, весьма устойчивы.
Проблема сохранения озонового слоя относится к числу первостепенных для всех стран мира. Поскольку озоновый слой предохраняет Землю от жесткого ультрафиолетового излучения, повышенная доза которого приводит к заболеваниям кожи, повреждению глаз и ослаблению иммунной системы. Кроме того, ультрафиолетовое излучение губительно для планктона, гибель которого влечет за собой вымирание питающихся им морских животных. Более того, если бы не озоновый слой, то жизнь не смогла бы вообще выбраться из океанов и высокоразвитые формы жизни типа млекопитающих, включая человека, не возникли бы. Следовательно, даже незначительное сокращение уровня озона вызывает закономерную тревогу. Процесс разрушения озонового слоя в стратосфере нашей планеты напрямую зависит от использования в производстве и в быту химических веществ, содержащих хлор. Эти вещества нашли очень широкое применение в сельском хозяйстве и во многих других областях народного хозяйства. Также в атмосферу разрушающие озон хлорные соединения поступают с поверхности Земли непрерывно из миллионов аэрозольных упаковок, бытовых холодильников, рефрижераторов, в результате выбросов химических заводов. Поэтому, сохранение озонового слоя напрямую зависит от нашей деятельности. Это же нам жить на этой планете, нашим детям и нашим потомкам! Так зачем же мы сознательно лишаем нашу многострадальную планету, этот очаровательный голубой шарик, столь необходимого покрова? Без озонового слоя жизнь на Земле невозможна. И наша с вами задача защитить озоновый слой и сохранить жизнь на Земле.
Сотрудник отдела природы Северо-Казахстанского
областного историко-краеведческого музея
Лысенок Анна
Комментарии
Вам будет также интересно
Солнце выжгло жизнь на Земле 12 тысяч лет назад
В конце последнего ледникового периода наша планета пережила загадочный катаклизм, который привел к внезапному исчезновению многих видов животных. В Северной Америке вымерло 95% мегафауны, преимущественно млекопитающих, имеющих вес тела от 25 до 50 килограммов. Мелкие животные также пострадали, в частности исчезли более 10 видов птиц.
составляющих атмосферы Земли. С экологической точки зрения наиболее ценное его свойство - это способность поглощать опасное для живых организмов ультрафиолетовое излучение Солнца. С другой стороны, он сильнейший окислитель (попросту яд), способный отравлять ту самую флору и фауну, которую защищает, находясь в стратосфере. Отравляющее действие озона приносит пользу при очистке воды от болезнетворных организмов: озонирование воды - один из лучших способов ее очистки. Кроме того, озон обладает свойством
парникового газа, влияющего на изменение климата.
С точки зрения различных функций и свойств один и тот же по химическому составу озон можно условно разделить на «плохой» и «хороший». «Плохой» озон, входящий в состав фотохимического смога, поразившего многие крупные города, находится в приземном слое тропосферы и, достигнув определенных концентраций, представляет опасность для всего живого. Однако основная часть озона сосредоточена в стратосфере, расположенной над тропосферой на высоте 8 км над полюсами, 17 км над экватором и простирающийся вверх на высоту примерно 50 км. Это - «хороший» озон: он защищает все живое от опасного ультрафиолетового излучения.
Проблемы разрушения озонового слоя и образования городского смо
га часто обсуждаются в средствах массовой информации, и это дает по
вод полагать, что в атмосфере Земли содержится слишком много озона.
Действительно, его может оказаться слишком много в тропосфере, где он
наносит вред флоре и фауне, и слишком мало там, где он выполняет за
щитную функцию. В целом же общее количество озона в атмосфере срав
нительно мало: если его сжать до плотности воздуха у поверхности Зем
ли, то получится слой толщиной примерно 3,5 мм. Концентрация озона в
атмосфере зависит от географической широты, высоты, времени года, ак
тивности Солнца, техногенного воздействия и т.п. Естественные ее коле
бания могут достигать 25%. Распределение озона по высоте представлено
на рис. 10.4, где концентрация дана в условных единицах, соответствую
щих давлению в миллипаскалях (мПа). В стратосфере сосредоточено 90%
всего озона, 10% - в тропосфере, частично в смоге. Больше всего озона
находится на высоте 20-25 км, где его концентрация превышает 30 мПа,
27-3290 417
что соответствует примерно одной молекуле озона на 100 000 молекул воздуха.
В процессе развития жизни на Земле совершенно случайно оказалось, что озон, образовавшийся в древней земной атмосфере, и клетки живых организмов поглощают биологически опасное коротковолновое излучение Солнца в одном и том же диапазоне длин волн 230-290 нм. Опасное воздействие ультрафиолетового излучения на живую клетку заключается в том, что оно повреждает молекулы ДНК, поглощающие его сильнее, чем молекулы белков клетки. С формированием озонового слоя появилась, может быть, единственная возможность во Вселенной для развития большого разнообразия живых форм, включая человека. Поэтому весьма важно представлять механизмы образования и разрушения озона.
Основной источник озона в атмосфере - молекулярный кислород О 2 , который под действием ультрафиолетового излучения распадается на атомы. Атомы кислорода О вступают в связь с молекулами О 2 , образуя молекулы озона О 3 . Атомарный кислород образуется на высоте выше 20 км при расщеплении молекулы кислорода ультрафиолетовым излучением с длиной волны не более 240 нм. В нижние слои атмосферы такое излучение не проникает, и здесь атомы кислорода образуются в основном при фотодиссоциации двуокиси азота под действием мягкого ультрафиолетового излучения с длиной волны более 300 нм (рис. 10.5).
Поскольку связь атома О с молекулой О 2 в озоне слабая, достаточно видимого света, чтобы молекула озона распалась на исходные составляющие. Если бы после образования озона можно было изолировать солнечное излучение, то озон сохранялся бы в атмосфере довольно долго. Так 418
оно в действительности и происходит: накопленный за день в стратосфере озон за ночь не распадается.
Ускорению естественного распада озона способствует его взаимодействие с частицами, содержащими Cl, Br, NO, ОН, среди которых наиболее опасны хлор и бром и особенно хлор, входящий в состав различных видов фреонов. При взаимодействии атомов хлора с озоном образуется оксид хлора и кислород (рис. 10.6). Несмотря на то что скорость появления атомов хлора из фреонов в стратосфере в миллионы раз меньше скорости образования молекул озона при солнечном излучении, один атом хлора может разрушить сотни тысяч молекул озона. Происходит цепная реакция, включающая сотни тысяч звеньев. Этот механизм разрушения озона имеет антропогенный характер: фреоны стали производиться человеком во второй половине XX в. и широко использоваться в качестве хладагентов в холодильниках, пенообразующих агентов в огнетушителях, аэрозольных наполнителей, при химической очистке одежды, при производстве пено-пластов и т.п. Молекулы фреонов довольно устойчивы, плохо растворяются в воде и легко проходят тропосферу, достигая стратосферы, где сконцентрирован озон.
Наиболее яркое проявление антропогенного воздействия на озоно
вый слой Земли - это антарктическая озоновая дыра, в которой истоще
ние озона составляет более 50%. После осознания последствий разруше
ния озонового слоя антропогенными источниками были сделаны важные
шаги - приняты Венская конвенция (1985) и Монреальский протокол
(1987), запрещающие производство озоноразрушающих веществ. По
мере сокращения их производства в последнее время отмечается некото
рая стабилизация в содержании озона в стратосфере и даже тенденция к
его восстановлению. Расчеты показывают, что процесс восстановления
419
озона будет происходить в течение всего текущего столетия. Ускорение этого процесса - еще один важный шаг в решении сложной проблемы сохранения озонового слоя.
10.6. ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ И ИХ СОХРАНЕНИЕ
Необходимые для жизнедеятельности всего живого водные ресурсы - это соленая вода океанов и морей, пресная вода озер, рек и подземных источников. Гигантский объем воды сосредоточен в ледниках - около 30 млн. м 3 . Существенная доля водяных паров образуется при естественном испарении поверхностных вод.
Наша страна, как никакая другая, богата водными ресурсами. Но, к сожалению, многие озера заболачиваются, реки мелеют, а иногда совсем исчезают. Редко где можно встретить на озере либо реке прекрасную снежно-белую кувшинку - индикатор чистоты воды. Многие реки несут непомерную нагрузку. Можно было бы говорить обо всех реках, но остановимся на одной из них - Волге. Проблемы Волги - это проблемы не только всех рек и всей России, но и всей планеты в целом.
Сравнительно недавно, в середине XX в., за годы «великих строек» Волга, крупнейшая река Европы, превратилась в цепь каналов, шлюзов и водохранилищ. Теперь многие понимают, что такое превращение оборачивается серьезными бедствиями.
По данным Института литосферы РАН, большая часть волжского бассейна находится в критическом состоянии. Ежегодно в Волгу поступает более 300 млн. т минеральных веществ, 64 тыс. т фенола, более 100 тыс. т соединений железа, более 6 млн. т сульфата, свыше 10 млн. т хлоридов и т.д. В бассейн Волги в 1990 г. было сброшено 23,3 км 3 сточных вод. Из них совершенно неочищенных - 1,9, мало очищенных - 9,6, так называемых нормативно очищенных, а на самом деле тоже недостаточно очищенных - 1,6 км 3 . Основная масса загрязненных вод, как ни странно, поступает через сети коммунального хозяйства, а на долю промышленных отходов приходится меньше половины. Сокращение объема пресноводного стока с завершением строительства Нижнекамского и Куйбышевского водохранилищ и загрязнение воды привели к тому, что за последние 35 лет годовой лов рыбы в Волго-Каспийском регионе снизился в восемь раз. Судака стало меньше в 24, леща в 4,5, сельди - в 16 раз. Рыба гибнет в основном из-за того, что количество фенола, ионов меди, цинка, нефтепродуктов и пестицидов в волжской воде в последние годы превышает допустимые нормы в десятки и сотни раз. А с конца 70-х годов XX в. резко повысилось содержание азота, фосфора и органических веществ.
Очевидно, если вода в Волге будет чистой, то и рыба в ней не переведется. Многие ли знают, что для рыб вода должна быть чище, чем питье-420
вая? Воду, не пригодную для рыбы, люди в соответствии с установленными нормами пить могут. Мы должны стремиться к тому, чтобы на питьевую воду были установлены те же нормы, что и для рыб.
Каков же материальный ущерб, нанесенный Волге строительством целого комплекса ГЭС? Ежегодные потери из-за недополучения продукции при затоплении более 1 млн. га сельскохозяйственных земель оцениваются - в 16 млрд. долл. и из-за потери рыбных запасов - в 4-6 млрд. долл. Если учесть эти потери, то по себестоимости электроэнергии действующие ГЭС станут невыгодными по сравнению, например, даже с ТЭЦ. Но остановить их работу, одновременно и сразу спустить воду невозможно - энергия нужна всем. Значит, надо искать способы реконструировать ГЭС таким образом, чтобы они наносили минимальный ущерб природе.
Загрязняются и подвергаются воздействию не только воды рек, но и грунтовые воды прежде всего различными видами отходов. Применяемые в течение длительного времени способы захоронения бытовых и промышленных отходов основывались на том, что миграция отходов маловероятна и что со временем содержащиеся в них соединения окисляются, гидролизуются или перерабатываются бактериями в безвредные продукты. Однако результаты исследований показали, что некоторые виды отходов слабо разлагаются и способны мигрировать, а часть их перерабатывается бактериями не в безвредные, а в токсичные вещества. Загрязняющие вещества от различных источников могут распространяться в
поверхностных слоях земной коры на большие расстояния от источников загрязнения и проникать в водоносные пласты (рис. 10.7).
Вынужденное захоронение всех видов отходов в грунте требует предварительных и сопутствующих физических, химических и биологических исследований, результаты которых позволят представить реальную картину миграции составляющих отходы соединений, а также процесс их разложения.
За последние десятилетия резко возрос объем антропогенных, в том числе и пластмассовых отходов, засоряющих не только огромные площади суши, но и моря, и океаны. Пластмассы разрушаются очень медленно - некоторые из них в течение нескольких десятков лет. Но все же усилиями химиков выход найден-синтезированы пластики с особой структурой и свойствами, отходы от которых наносят минимальный ущерб окружающей среде. В такие пластики внедряются светочувствительные молекулярные группы, способные поглощать солнечное излучение, приводящее к расщеплению полимера.
Существует несколько способов сохранения водных ресурсов:
Оптимальная комбинация химической и биологической очистки
сточных вод;
Применение дополнительных средств очистки сточных вод, со
держащих особо стойкие вещества;
Внедрение озонирования воды для ее обеззараживания;
Окисление загрязняющих веществ при высокой температуре и вы
соком давлении;
Высокотемпературное сжигание отходов и обработка их адсор
бентами и ионообменными смолами;
Циклическое применение воды при теплоотводе от различных ме
ханизмов и агрегатов;
Возвращение в производственный цикл ценных веществ, напри
мер металлов, вызывающих загрязнение почвы и воды;
Создание быстроразлагающихся заменителей пестицидов, широко
применяемых как средство борьбы с болезнями и вредителями растений.
Успешное решение проблемы сохранения окружающей среды, в том числе водных ресурсов, зависит не только от ученых, специально занимающихся данной проблемой и предлагающих эффективные методы очистки воды, но и от всех людей, бережно относящихся к природе, в том числе и к водным ресурсам.
Описание презентации по отдельным слайдам:
1 слайд
Описание слайда:
2
слайд
Описание слайда:
В 1994 году Генеральная Ассамблея ООН своей резолюцией (A/RES/49/114) провозгласила 16 сентября Международным днем охраны озонового слоя (International Day for the Preservation of the Ozone Layer). День установлен в память о подписании Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой. Девизом Международного дня охраны озонового слоя стали слова: «Сохрани небо: защити себя - защити озоновый слой».
3
слайд
Описание слайда:
В послании Генерального секретаря ООН Пан Ги Муна к Международному дню охраны озонового слоя говорится следующее: «В недалеком прошлом человечество по собственной вине оказалось на грани катастрофы. Применение озоноразрушающих веществ, таких как хлорфторуглероды (ХФУ), привело к образованию дыры в озоновом слое, защищающем нас от пагубного воздействия ультрафиолетового излучения Солнца.
4
слайд
Описание слайда:
Стратосферный озоновый слой, который представляет собой уязвимую газовую оболочку, защищает Землю от вредного воздействия ультрафиолетового солнечного излучения. Истощение озонового слоя планеты и последующее повышение ультрафиолетового излучения ведут к снижению качества атмосферного воздуха, ослаблению иммунной системы организма, резкому увеличению глазных и раковых заболеваний, к угнетению роста растений, негативному воздействию на водные организмы, повышению окислительной способности атмосферы, коррозии и разрушению некоторых видов материалов и т.д.
5
слайд
Описание слайда:
Монреальский протокол – одно из наиболее успешных природоохранных соглашений в мире – позволил защитить стратосферный озоновый слой и не допустить роста УФ-излучения, достигающего поверхности Земли. Действия, предпринимаемые в рамках Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой, позволяют восстановить озоновый слой до контрольных уровней 1980 года.
6
слайд
Описание слайда:
ЧТО ТАКОЕ ОЗОН? Озон - это газ с характерным резким запахом, активная форма кислорода, образующаяся в природных условиях под воздействием ультрафиолета и электрических разрядов.
7
слайд
Описание слайда:
ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ОЗОНА. Активизация метаболизма; Антисептическое; Противовоспалительное; Обезболивающее; Дезинтоксикационное; Иммуномодулирующее.
8
слайд
Описание слайда:
ОБРАЗОВАНИЕ ОЗОНА В природе озон интенсивно образуется во время грозы. И это действительно так. Но существует и еще один крайне важный источник образования этого удивительного газа. Его порождает солнечный свет, который в стратосфере превращает кислород в озон. Благодаря непрерывному образованию стратосферного озона все живое на земле находится под постоянной защитой от пагубного действия жесткого ультрафиолетового излучения.
9
слайд
Описание слайда:
Озоновый слой - важнейший компонент атмосферы, защищающий жизнь на нашей планете от чрезмерных доз ультрафиолетового излучения Солнца. К сожалению, озон - трехатомная молекула кислорода - довольно непрочное химическое соединение, разлагающееся под действием многих веществ, в том числе широко известных хлорфторуглеродов - соединений, широко использовавшихся в промышленности и в быту.
10
слайд
Описание слайда:
ОЗОНОВАЯ ДЫРА Локальное падение концентрации озона в озоновом слое Земли. Четко установлено, что на содержание озона оказывают влияние азотсодержащие загрязнители воздушной среды, которые появляются как в результате естественных процессов, так и в результате антропогенных загрязнений.
11
слайд
Описание слайда:
ПРИЧИНЫ ОБРАЗОВАНИЯ ОЗОНОВЫХ ДЫР К уменьшению концентрации озона в атмосфере ведёт совокупность факторов, главными из которых является: гибель молекул озона в реакциях с различными веществами антропогенного и природного происхождения, отсутствие солнечного излучения в течение полярной зимы, особо устойчивый полярный вихрь, который препятствует проникновению озона из приполярных широт, образование полярных стратосферных облаков (ПСО), поверхность частиц которого катализируют реакции распада озона. Эти факторы особенно характерны для Антарктики.
12
слайд
Описание слайда:
ОЗОНОВАЯ ДЫРА В АНТАРКТИКЕ достигла рекордных размеров. Сейчас ее площадь составляет около 28.3 миллионов квадратных километров - в три раза больше, чем площадь США, и это абсолютный рекорд площади озоновой дыры за 30 лет - за все время наблюдения за состоянием озонового слоя над Южным полюсом.
13
слайд
Описание слайда:
ПОЧЕМУ РАЗРУШАЕТСЯ ОЗОНОВЫЙ СЛОЙ Причиной этого является: загрязнение воздуха, кислотные дожди, парниковый эффект, попадание в стратосферу веществ, вступая в реакцию с которыми химически нестабильные молекулы озона распадаются (водород, атомы кислорода, хлора, брома, неорганические (хлороводород, моноксид азота) и органические соединения (метан, фторхлор- и фтор бром фреоны, которые выделяют атомы хлора и брома).
14
слайд
Описание слайда:
АНТРОПОГЕННЫЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ NО образуется в двигателях внутреннего сгорания. Соответственно запуск ракет и сверх звуковых самолетов приводит к разрушению озонового слоя. Источником NО в стратосфере служит также газ N2О, который в стратосфере распадается под действием жесткого ультрафиолетового излучения. 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.
15
слайд
Проблема сохранения озонового слоя Земли(13). 3
1. Введение 3
2.Озон в атмосфере. Озоновый слой - ультрафиолетовый щит Земли 5
3. Источники разрушения озонового слоя 10
4. Озоновая дыра над Антарктикой 12
5. Чем грозит озоновая дыра 13
6. Проблемы и пути их решения. 16
7. Основные мероприятия по защите озонового слоя 18
Заключение. 19
Возможное потепление климата. Парниковый эффект 20
1.Введение 20
2. Парниковый эффект 21
3.Недавние изменения 27
4.Критика глобального потепления 28
Список использованной литературы 31
Проблема сохранения озонового слоя Земли(13).
Введение
Современная кислородная атмосфера Земли – уникальное явление среди планет Солнечной системы, и эта её особенность связана с наличием на нашей планете жизни.
Глобальная изменчивость или глобальные изменения в последние годы превратились в основную проблему исследований в области окружающей среды главным образом благодаря тому огромному влиянию, которое она по всей вероятности будет оказывать на мировое сообщество.
Этот интерес понятен – речь идёт о будущем всей биосферы Земли, в том числе и самого человека. В настоящее время назрела необходимость принять определённые обязательные для всех решения, которые позволили бы сохранить озонный слой. Но чтобы эти решения были правильны, нужна полная информация о тех факторах, которые изменяют количество озона в атмосфере Земли, а также о свойствах озона, о том, как именно он реагирует на эти факторы.
Озоновому слою Земли посвящено довольно много публикаций: в одних утверждается, что озоновый слой исчезает быстро и необратимо и жить человечеству осталось недолго, а в других, что озоновые дыры существовали всегда, и это нормальный естественный процесс, на который человечество повлиять никак не может. Так что же происходит с атмосферным азоном?
Озон – одна из наиболее важных составляющих атмосферы Земли. С экологической точки зрения наиболее ценное его свойство – это способность поглощать опасное для живых организмов ультрафиолетовое излучение Солнца. С другой стороны, он сильнейший окислитель (попросту яд), способный отравлять ту самую флору и фауну, которую защищает, находясь в стратосфере. Отравляющее действие озона приносит пользу при очистке воды от болезнетворных организмов: озонирование воды - один из лучших способов ее очистки. Кроме того, озон обладает свойством парникового газа, влияющего на изменение климата.
С точки зрения различных функций и свойств озон можно условно разделить на «плохой» и «хороший». «Плохой» озон входящий в состав фотохимического смога, поразившего многие крупные города, находится в приземном слое тропосферы и, достигнув определенных концентраций, представляет опасность для всего живого. Однако основная часть озона сосредоточена в стратосфере, расположенной над тропосферой на высоте 8 км над полюсами, 17 км над экватором и простирающегося вверх на высоту примерно 50 км. Это – «хороший» озон: он защищает все живое от опасного ультрафиолетового излучения.
Наиболее яркое проявление антропогенного воздействия на озоновый слой Земли – это антарктическая озоновая дыра, в которой истощение озона составляет более 50%.После осознания последствий разрушения озонового слоя антропогенными источниками были сделаны важные шаги – приняты Венская конвенция (1985) и Монреальский протокол (1987), запрещающие производство озоноразрушающих веществ. По мере сокращения их производства в последнее время отмечается некоторая стабилизация в содержании озона в стратосфере и даже тенденция к его восстановлению.
Расчеты показывают, что процесс восстановления озона будет происходить в течение всего текущего столетия. Ускорение этого процесса – еще один важный шаг в решении сложной проблемы сохранения озонового слоя.
Озон в атмосфере. Озоновый слой - ультрафиолетовый щит Земли
Озон содержится в атмосфере до высот 100 км, но в ничтожно малом количестве (до 0,001 %), однако без него жизнь на земле была бы совсем не такой, какой мы наблюдаем её сейчас. Молекула озона О3 образуется соединением молекулы О2 и атома О, когда они вместе встречаются еще с одной молекулой М, которой может быть любая частица, в том числе и молекула азота N2. Она необходима, чтобы поглотить энергию, которая выделяется при образовании О3. Нижняя граница слоя атмосферы, где образуется большое количество озона, находится на высоте 10–15 км, а верхняя – на высоте около 50 км. Этот слой называется озоносферой.
Максимум концентрации молекул озона соответствует высоте около 25 км, однако, даже здесь имеется не более 5–10 молекул озона на миллион молекул воздуха. Озон, образующийся выше 8–12 км, часто называют стратосферным озоном, чтобы отличить его от тропосферного озона, который образуется в результате других процессов в приземном слое атмосферы. О тропосферном озоне будет рассказано позднее в теме "Загрязняющие вещества и смоги". Количество тропосферного озона не превышает 10% от общего содержания озона в атмосфере. Общее содержание озона в вертикальном столбе атмосферы, если его привести к нормальному давлению (760 мм. рт. ст.) и температуре (0°С), и собрать в слой, то высота этого слоя составит около 3 мм.
Однако озоносфера почти полностью поглощает губительные для всего живого ультрафиолетовые лучи Солнца. Под ультрафиолетовой радиацией УФ Солнца понимается радиация в диапазоне длин волн от 0,4 до 0,01 мкм (см. рис. 1). По воздействию на живые клетки её делят на три части: УФ-А (0,4–0,315 мкм), УФ-В (0,315–0,380 мкм) и УФ-С (корче 0,28 мкм). УФ-С губителен для живого организма даже в небольших дозах, вследствие разрушения молекул белка, к счастью, УФ-С полностью поглощается озоносферой и не доходит до земной поверхности. УФ-В доходит до земли лишь в небольших дозах, более всего у земли наименее опасного УФ-А. В целом воздействие УФ на человека можно свести к следующему: 1) распаду белка; 2) канцерогенное действие; 3) ослабление иммунной системы; 4) ожог или даже рак кожи; 5) глазные (катаракта) и инфекционные заболевания 6) аллергические заболевания; 7) мутагенное действие.
Рис. 1. Спектральные диапазоны полного или частичного поглощения солнечного излучения атмосферой.
Озоновый слой охватывает всю Землю, но его толщина сильно меняется, возрастая от экватора к полюсу. Озон образуется в течение всего года в стратосфере над экваториальным поясом. Благодаря переносу его воздушными течениями он перемещается в направлении полярных широт. На планете четко выделяется тропическая область недостаточно малого содержания озона в зоне от 35° с. ш. до 35° ю. ш., где средняя приведенная толщина слоя О3 около 2,6 мм. К северу и югу от нее толщина слоя больше – 3,5 мм. Кыргызстан находится на границе комфортной и недостаточной зон содержания озона. Озон испытывает значительные вариации в течение года, причем они минимальны над тропиками и максимальны в высоких широтах.
Максимальные значения содержания озона на всех широтах наблюдается в конце зимы и весной, минимальные - осенью и начале зимы. С увеличение широты происходит сдвиг времени наступления максимума на более поздние месяцы. Так, в Алма-Ате максимум толщины слоя озона наблюдается в феврале, в Санкт-Петербурге – в марте, на о. Диксон – в мае.
3. Озоновые дыры и причины их возникновения
Озон представляет собой едкий, слегка голубоватый газ. Его молекула состоит из трех атомов кислорода. Химически озон - это молекула, состоящая из трех атомов кислорода (молекула кислорода содержит два атома). Концентрация озона в атмосфере очень мала, и небольшие изменения количества озона приводят к серьезным изменениям интенсивности ультрафиолета, достигающего земной поверхности. В отличии от обычного кислорода озон неустойчив, он легко переходит в двухатомную, устойчивую форму кислорода. Озон – гораздо более сильный окислитель, чем кислород, и это делает его способным убивать бактерии, подавлять рост и развитие растений. Впрочем, из-за его низкой в обычных условиях концентрации в приземных слоях воздуха эти его особенности практически не влияют на состояние живых систем.
Гораздо важнее его другое свойство, делающее этот газ совершенно необходимым для всей жизни на суше. Это свойство – способность озона поглощать жесткое (коротковолновое) ультрафиолетовое (УФ) излучение Солнца. Кванты жесткого УФ обладают энергией, достаточной для разрыва некоторых химических связей, поэтому его относят к ионизирующим излучениям. Как и другие излучения этого рода, рентгеновское и гамма-излучение, оно вызывает многочисленные нарушения в клетках живых организмов. Озон образуется под воздействием высокоэнергетичной солнечной радиации, стимулирующей реакцию между О 2 и свободными атомами кислорода. Под воздействием умеренной радиации он распадается, абсорбируя энергию этой радиации. Таким образом, этот цикличный процесс "съедает" опасный ультрафиолет.
Молекулы озона, как и кислорода, электрически нейтральные, т.е. не несут электрического заряда. Поэтому само по себе магнитное поле Земли не влияет на распределение озона в атмосфере. Верхний слой атмосферы – ионосфера, практически совпадает с озоновым слоем.
В полярных зонах, где силовые линии магнитного поля Земли замыкаются на ее поверхности, искажения ионосферы весьма значительны. Количество ионов, в том числе и ионизированного кислорода, в верхних слоях атмосферы полярных зон снижено. Но главная причина малого содержания озона в области полюсов – малая интенсивность солнечного облучения, падающего даже во время полярного дня под малыми углами к горизонту, а во время полярной ночи отсутствуют вовсе. Площадь полярных «дыр» в озоновом слое – надежный показатель изменений общего содержания озона в атмосфере.
Содержание озона в атмосфере колеблется вследствие многих естественных причин. Периодические колебания связаны с циклами солнечной активности; многие компоненты вулканических газов способны разрушать озон, поэтому повышение вулканической активности ведет к снижению его концентрации. Благодаря высоким, сверураганным скоростям воздушных потоков в стратосфере разрушающие озон вещества разносятся на большие площади. Переносятся не только разрушители озона, но и он сам, поэтому нарушения концентрации озона быстро разносятся на большие площади, а локальные небольшие «дыры» в озоновом щите, вызванные, например, запуском ракеты, сравнительно быстро затягиваются. Только в полярных областях воздух малоподвижен, вследствие чего исчезновение там озона не компенсируется его заносом из других широт, и полярные «озонные дыры», особенно на Южном полюсе, весьма устойчивы.
Согласно одному из них уменьшение озона связано с увеличением оксидов азота, вызванных в свою очередь солнечной активностью. Как известно, максимум солнечной активности в последнем 11-летнем цикле наблюдается в 1979 – 1983 гг. В это же время наблюдалось увеличение (на 30 – 60%) концентрации оксидов азота в мезосфере Южного полушария. В последующем отмечался перенос оксидов на более низкие уровни в стратосферу в период полярной ночи. Фотохимические реакции “азотного” цикла с участием оксидов азота, как мы знаем, приводят к разрушению озона, что обуславливает снижение его концентрации в стратосфере и образовании озоновой дыры. Наблюдавшиеся отставания по времени между максимумом солнечной активности и ореолом развития озоновой дыры в 1985-м и последующих годах объясняются следующим образом. К моменту максимума и начала спада солнечной активности происходит резкое увеличение нисходящего потока оксидов азота в стратосферу и последующее формирование озоновой дыры. В период спада солнечной активности на границе мезосферы поток оксидов азота уменьшается, но в стратосфере их концентрация максимальна, а, следовательно, содержание озона минимально. Наконец, на последней стадии, которая началась в 1986г. и к90-м годам еще не закончилась, в минимуме солнечной активности содержание оксидов азота в стратосфере уменьшается, а количество озона должно увеличиваться и состояние озонового слоя должно возвратиться к первоначальному.
Такой механизм мог реально объяснить процесс формирования озоновой дыры. В его пользу до последнего времени говорил тот факт, что в 198г. наблюдалось значительное увеличение концентрации озона по сравнению с предыдущим годом, осенью которого отмечалось максимальное разрушение озонового слоя над Антарктидой. Однако измерения 1989г. показали, что дыра вновь появилась, т.е. вместо ее исчезновения, при спаде солнечной активности, начинают отмечаться колебания величены от года к году. Помимо этого, в рамках данного механизма остаются без ответа по крайней мере, два вопроса. Первый: почему в процессе предшествующих 11-летних циклов солнечной активности не формировалась озоновая дыра? В частности, один из предыдущих циклов, максимум которого приходится на 1958 – 1960гг., обладал активностью большей, чем текущий. Однако в те годы отмечено лишь небольшое снижение концентрации озона, которое возможно связанно с последствиями ядерных испытаний. Второй вопрос: почему озоновая дыра формировалась только в Южном полушарии?
Другой предполагаемый механизм связывает образование озоновой дыры с “хлорным” циклом антропогенного происхождения. Одну из фотохимических реакций с участием хлора, я рассматривала в одном из предыдущих разделов. Механизм, связанный с реакциями хлорного цикла, предполагает поступление хлорных соединений в полярную стратосферу благодаря циркуляции атмосферы. А в атмосферу разрушающие озон соединения поступают с поверхности Земли непрерывно из миллионов аэрозольных упаковок, бытовых холодильников, рефрижераторов, в результате выбросов химических заводов и т.д. И не смотря на то. Что хозяйственная деятельность человека пока еще не привела к заметному снижению суммарного содержания озона в атмосфере, фреоны могут быть причастны к разрушению озонового слоя над Антарктидой – таково мнение большой группы ученых. Но и в этом механизме есть безответный вопрос: почему антропогенно обусловленный механизм не проявил себя в Северном полушарии, где поступление хлорных, бромистых и других соединений, разрушающих озон, идет более интенсивно?
Третий возможный механизм – так называемый динамический – пытается объяснить формирование озоновой дыры чисто циркуляционными процессами в стратосфере и мезосфере и горизонтальным перераспределением озона при общем его постоянстве. Опуская аргументацию сторонников такого механизма, отмечу лишь, что при указанной циркуляции должен происходить отток озона из полярной озоносферы и его накапливание в полосе 60 – 70 градусов южной широты. Хотя такое накапливание и наблюдалось, но ожидаемый по этой теории баланс озона в Южном полушарии отсутствовал,– суммарное содержание озона там в этот период снижалось. Так, в основании результатов измерений, проведенных в ходе полетов исследовательского самолета НАСА между Калифорнией и Чили, в сентябре – октябре 1989г. произошло значительное обеднение (до 15-30%) слоя озона за пределами озоновой дыры в южных широтах до 50 градусов.
(13) озонового слоя , загрязнение атмосферы и гидросферы и др. Безусловно...