Osooniaukude tekkemehhanism. Halogeenide peamised allikad on looduslikud, mitte inimtekkelised

Üks tähelepanuväärsemaid "rohelisi" müüte on väide, et Maa pooluste kohal olevad osooniaugud tekivad teatud inimese toodetud ainete atmosfääri paiskamise tõttu. Tuhanded inimesed usuvad sellesse endiselt, kuigi iga õpilane, kes pole keemia- ja geograafiatunde vahele jätnud, võib selle müüdi paljastada.

Müüt, et inimtegevus viib nn osooniaugu kasvuni, on tähelepanuväärne mitmes mõttes. Esiteks on see äärmiselt usutav, see tähendab, et põhineb tõelisi fakte. Nagu näiteks osooniaugu olemasolu ja asjaolu, et mitmed inimese toodetud ained võivad osooni hävitada. Ja kui nii, siis ei kahtle mittespetsialist, et osoonikihi kahanemises on süüdi inimtegevus - vaadake vaid graafikuid augu kasvust ja vastavate ainete emissiooni suurenemisest õhkkond.

Ja siin ilmneb veel üks "osooni" müüdi tunnusjoon. Millegipärast unustavad need, kes ülaltoodud tõendeid usuvad, täielikult, et kahe graafiku kokkulangevus iseenesest ei tähenda midagi. Lõppude lõpuks võib see olla lihtsalt juhus. Osooniaukude päritolu antropogeense teooria kohta vaieldamatute tõendite saamiseks on vaja uurida mitte ainult osooni hävitamise mehhanismi freoonide ja muude ainete poolt, vaid ka kihi hilisema taastumise mehhanismi.

Noh, siit tuleb kõige huvitavam osa. Niipea kui huviline mittespetsialist hakkab kõiki neid mehhanisme uurima (mille jaoks pole vaja päevi raamatukogus istuda - piisab, kui meenutada paar lõiku kooli keemia ja geograafia õpikutest), saab ta kohe aru, et see versioon pole midagi muud kui müüt. Ja meenutades, millist mõju see müüt avaldas maailmamajandus, olles piiranud freoonide tootmist, saab ta kohe aru, miks ta loodi. Mõelgem siiski olukorrale algusest peale ja korras.

Keemia käigust mäletame, et osoon on hapniku allotroopne modifikatsioon. Selle molekulides pole mitte kaks O-aatomit, vaid kolm. Osooni võib tekkida erineval viisil, kuid looduses levinuim on järgmine: hapnik neelab osa ultraviolettkiirgusest lainepikkusega 175-200 nm ja 280-315 nm ning muundub osooniks. Nii tekkis iidsetel aegadel (kuskil 2-1,7 miljardit aastat tagasi) kaitsev osoonikiht, mis jätkub tänapäevani.

Muide, eeltoodust järeldub, et tegelikult neelab ligi pool ohtlikust UV-kiirgusest hapnikku, mitte osooni. Osoon on vaid selle protsessi "kõrvalsaadus". Kuid selle väärtus seisneb selles, et see neelab ka osa ultraviolettkiirgusest - selle, mille lainepikkus on 200–280 nm. Aga mis saab osoonist endast? Täpselt nii – see muutub tagasi hapnikuks. Seega toimub atmosfääri ülemistes kihtides teatud tsükliline tasakaaluprotsess - ühte tüüpi ultraviolett aitab kaasa osooni muutumisele hapnikuks ja viimane, neelates teist tüüpi UV-kiirgust, muutub taas O 2 -ks.

Sellest kõigest järeldub lihtne ja loogiline järeldus - osoonikihi täielikuks hävitamiseks peate meie atmosfääri hapnikust ilma jätma. Lõppude lõpuks, ükskõik kui palju inimeste toodetud freoonid (külmutusagensina ja lahustitena kasutatavad kloori ja broomi sisaldavad süsivesinikud), metaan, vesinikkloriid ja lämmastikmonooksiid osoonimolekule hävitavad, taastab hapniku ultraviolettkiirgus taas osoonikihi - need ju ained "lülitavad välja" seda ei suuda! Lisaks hapniku hulga vähendamisele atmosfääris, kuna puud, rohi ja vetikad toodavad seda sadu tuhandeid kordi rohkem kui inimkond – ülalmainitud osoonikihi kahandajad.

Niisiis, nagu näete, ei suuda ükski inimeste loodud aine hävitada osoonikihti, kui Maa atmosfääris on hapnikku ja Päike kiirgab ultraviolettkiirgust. Aga miks siis tekivad osooniaugud? Tahan kohe öelda, et mõiste "auk" ise ei ole täiesti õige - me räägime ainult osoonikihi hõrenemisest stratosfääri teatud osades, mitte selle täielikust puudumisest. Sellele vaatamata tuleks püstitatud küsimusele vastamiseks lihtsalt meeles pidada, kus täpselt planeedil on suurimad ja stabiilsemad osooniaugud.

Ja siin pole midagi meenutada: stabiilsetest osooniaukudest suurim asub otse Antarktika kohal ja teine, veidi väiksem, Arktika kohal. Kõik teised Maa osooniaugud on ebastabiilsed, tekivad kiiresti, kuid sama kiiresti "neetud". Miks siis polaaraladel osoonikihi hõrenemine nii kaua kestab? Jah, lihtsalt sellepärast, et neis kohtades kestab polaaröö kuus kuud. Ja selle aja jooksul ei saa Arktika ja Antarktika kohal olev atmosfäär piisavalt ultraviolettkiirgust, mis võib hapniku osooniks muuta.

Noh, O 3 omakorda, jäetud ilma "täiendamiseta", hakkab kiiresti kokku kukkuma - lõppude lõpuks on see väga ebastabiilne aine. Seetõttu on pooluste kohal olev osoonikiht päris õhem, kuigi protsess kulgeb mõningase hilinemisega – suve alguses tekib nähtav auk, mis talve keskpaigaks kaob. Polaarpäeva saabudes hakkab aga uuesti osooni tootma ja osooniauk on aeglaselt “neetud”. Tõsi, mitte täielikult - samas on UV-kiirguse intensiivse vastuvõtu aeg nendes osades lühem kui selle puudujäägi periood. Seetõttu ei kao osooniauk kuhugi.

Aga miks antud juhul müüt loodi ja seda korrati? Vastus sellele küsimusele pole nii lihtne, vaid väga lihtne. Fakt on see, et esimest korda tõestati püsiva osooniaugu olemasolu Antarktika kohal 1985. aastal. Ja 1986. aasta lõpus spetsialistid Ameerika firma DuPont (see tähendab DuPont) alustas uue klassi külmutusagensi tootmist - fluorosüsivesinikke, mis ei sisalda kloori. See vähendas oluliselt tootmiskulusid, kuid uut ainet tuli siiski turule viia.

Ja siin rahastab "DuPont" osoonikihti rikkuvate kurjade freoonide müüdi levitamist meedias, mille tema tellimusel koostas meteoroloogide rühm. Selle tulemusena hakkas hirmunud avalikkus võimudelt midagi ette võtma. Ja need meetmed võeti kasutusele 1987. aasta lõpus, kui Montrealis allkirjastati protokoll osoonikihti hävitavate ainete tootmise piiramiseks. See tõi kaasa paljude freoonifirmade hävingu, aga ka selle, et DuPont pikki aastaid sai külmutusagensi turu monopoliks.

Muide, just DuPonti juhtkonna otsuse kiirus osooniauk enda tarbeks kasutada viis selleni, et müüt osutus nii lõpetamata, et seda võis paljastada tavaline koolipoiss, kes vahele ei jätnud. keemia ja geograafia tunnid. Kui neil oleks rohkem aega – näed, oleksid nad koostanud veenvama versiooni. Sellegipoolest suutis isegi see, mis lõpuks DuPonti tellitud teadlaste poolt "sündis", paljusid inimesi veenda.

AT viimased aastad teadlased on üha enam mures ultraviolettkiirguse eest kaitsva ekraani osoonikihi kahanemise pärast atmosfääris. Oht on selles ultraviolettkiirgust elusorganismidele kahjulik.

Ultraviolettkiirguse toimel lagunevad hapnikumolekulid vabadeks aatomiteks, mis omakorda võivad ühineda teiste hapnikumolekulidega, moodustades osooni. Vabad hapnikuaatomid võivad reageerida ka osoonimolekulidega, moodustades kaks hapnikumolekuli. Seega luuakse ja säilitatakse tasakaal hapniku ja osooni vahel.

Freoon-tüüpi reostus aga katalüüsib (kiirendab) osooni lagunemise protsessi, rikkudes tasakaalu selle ja hapniku vahel osoonikontsentratsiooni vähendamise suunas.

Arvestades planeeti ähvardavat ohtu, on rahvusvaheline üldsus astunud esimese sammu selle probleemi lahendamise suunas. Sõlmiti rahvusvaheline leping, mille kohaselt freoonide tootmine maailmas 1999. a. Seda tuleks vähendada umbes 50%.

Osoon

Osoon (O3) on tugeva oksüdeeriva toimega agressiivne gaas. Kreeka keelest tõlgituna tähendab osoon "lõhnavat", kuna sellel on terav, terav lõhn. Seda lõhna on tunda pärast äikest.

Osoon tekib atmosfääris, kui suure energiaga lühilainelised ultraviolettkiired ja elektrilahendused mõjutavad hapnikku. Kõrge energia jagab hapniku üksikuteks aatomiteks, mis seostuvad molekulaarse hapnikuga, moodustades osooni.

Osoonimolekulid on väga ebastabiilsed ja kergesti lagunevad, seega on see reaktsioon pöörduv.

Osooni ökoloogiline roll on kahekordne.

Maapinna lähedal fotokeemilise sudu komponendina moodustunud osoon on äärmiselt kahjulik, kuna sellel on tugevad oksüdeerivad omadused ning see ärritab silmade ja silmade limaskesta. Hingamisteed. Maa pinnal tekib osoon äikeselahenduse ja foto tulemusena keemilised reaktsioonid lämmastikoksiidide ja sõidukite heitgaasidega eralduvate lenduvate süsivesinike vahel. Lisaks osoonile moodustub nende reaktsioonide tulemusena mitmeid agressiivseid aineid. Need on ka tugevad oksüdeerijad, ärritava toimega, mõned neist on kantserogeensed. Nende ainete kombinatsiooni nimetatakse fotokeemiliseks suduks.

Ülemises stratosfääris moodustuv osoon moodustab osoonikihi, mis kaitseb Maa organisme lühilaineliste ultraviolettkiirte toime eest. Kuni 98% Päikese lühilaineliste ultraviolettkiirte energiast kulub osooni sünteesireaktsioonidele, mille tõttu need ei jõua Maa pinnale ega avalda organismile kahjulikku mõju. Selleks nimetatakse osoonikihti Maa "kaitsekilbiks". Ilma selleta ei saaks elu Maa pinnal eksisteerida.

Osoonikihi teke sai võimalikuks, kui hapniku kontsentratsioon atmosfääris jõudis 1%ni praegusest tasemest. Osoonikihi ilmumine võimaldas elul maale jõuda varasem elu võiks eksisteerida ainult ookeanis.

Osoonikiht (osonosfäär) katab kogu maakera ja asub 10–50 km kõrgusel ning osooni maksimaalne kontsentratsioon on 20–25 km kõrgusel. Atmosfääri küllastumine osooniga muutub pidevalt planeedi mis tahes osas, saavutades maksimumi kevadel subpolaarses piirkonnas.

Osoonikiht täidab atmosfääris kahte olulist funktsiooni:

  • Kaitseb organisme ultraviolettkiirte kahjulike mõjude eest, mis põhjustavad päikesepõletus, nahavähk, katarakt (silma läätse hägustumine), nõrgenenud immuunsus;
  • See moodustab stratosfääri - atmosfäärikihi, milles temperatuur tõuseb kõrgusega, mis piirab ilmastiku kujunemise protsesse troposfääriga: atmosfääri ülemised kuumutatud kihid takistavad külmema pinnaõhu tõusu. Kui poleks osoonikihti, langeks atmosfääri temperatuur järk-järgult, kõrguse ja temperatuuri režiim Maa oleks väga erinev.

Osoonikihi hõrenemine

1960. aastate keskel. teadlased jõudsid järeldusele, et on tegureid, mis atmosfääris osooni hävitavad. Sellised tegurid on ülehelikiirusega lennukite heitgaasidega stratosfääri sattuvad veeauru ja lämmastikoksiidide vabad radikaalid, mis tulevad troposfääri alumistest kihtidest.

1973. aastal leidsid Ameerika keemikud F. Rowland ja M. Molina, et osooni hävitavad klorofluorosüsivesinikud, mida nimetatakse freoonideks. Selle avastuse eest F. Rowland ja M. Molina 1996. a. pälvis Nobeli preemia.

1984. aastal Ameerika teadlaste rühm eesotsas D. Farmaniga avaldas andmed Antarktikas tehtud uuringute kohta. Need näitasid, et 1983. aasta kevadel langes osoonisisaldus Antarktika kohal 40%ni. D. Farmani sõnul oli "taevas Antarktika kohal sõna otseses mõttes tühi ja see oli kohutav" (Roun Sh., 1993).

Osoonikontsentratsiooni vähenemist Antarktika kohal on nimetatud "osooniauguks". Praegu on "augu" mõõtmed peaaegu võrdsed selle mandri pindalaga.

Osooni kontsentratsiooni järsk langus Antarktika kohal on seletatav mitme põhjusega:

  • Osooni teke on võimalik ainult ultraviolettkiirte juuresolekul, polaarööl seda ei toimu;
  • Madalad temperatuurid aidata kaasa Antarktika kohal jääkihtpilvede tekkele, mille osakestel kiirendatakse osooni hävitamise reaktsioone;
  • Õhumasside tsirkulatsioonil Antarktika kohal on mõned tunnused: kevadel tekivad selle kohal tõusvad pöörisvoolud, mis imevad sellesse piirkonda madala osoonisisaldusega troposfäärist õhku ja takistavad osoonirikka õhu sissevoolu keskmistelt laiuskraadidelt.

Antarktika kohal osoonikontsentratsiooni vähenemise peamiseks põhjuseks on selle kohal stratosfääri jääpilvede teke, mille osakestel aktiveeruvad osooni kloori poolt hävitamise protsessid.

Pärast "osooniaugu" avastamist Antarktika kohal Teaduslikud uuringud uurida atmosfääri osoonikontsentratsiooni mõju bioloogilistele objektidele. Leiti, et kui osooni kontsentratsioon väheneb 1%, suureneb ultraviolettkiirte atmosfääri tungimise määr 1,5–2%. See aitab kaasa nahavähi, katarakti esinemissageduse suurenemisele, organismide immuunsuse vähenemisele jne.

Teadlased jõudsid järeldusele, et ultraviolettkiirguse suurenenud doosid vähendavad seemnete kvaliteeti, taimede vastupidavust põuale, haigustele, Antarktika fütoplanktoni tootmist ja kalamaimude ellujäämist, millel võib olla katastroofiline mõju ülemaailmsele kalandusele. Osoonisisalduse vähenemisel atmosfääris 25% võib fütoplanktoni tootmine väheneda 35%.

Sellest ajast alates on mõõtmised kinnitanud osoonikihi laialdast kahanemist peaaegu kogu planeedil. Näiteks Venemaal on osoonikihi kontsentratsioon viimase kümne aasta jooksul vähenenud 4-6%. talveaeg ja suvel 3%.

Praegu peavad kõik osoonikihi kahanemist tõsiseks ohuks ülemaailmsele keskkonnajulgeolekule. Osoonikontsentratsiooni langus nõrgendab atmosfääri võimet kaitsta kogu elu Maal jõhkra ultraviolettkiirguse (UV-kiirguse) eest. Elusorganismid on ultraviolettkiirguse suhtes väga haavatavad, sest nende kiirte ühe footoni energiast piisab enamikes orgaanilistes molekulides olevate keemiliste sidemete hävitamiseks. Pole juhus, et madala osoonisisaldusega piirkondades esineb arvukalt päikesepõletusi, sagenevad nahavähi juhtumid jne. Lisaks nahahaigustele võivad tekkida silmahaigused (kae jne), immuunsüsteemi allasurumine jne.

Samuti on kindlaks tehtud, et tugeva ultraviolettkiirguse mõjul kaotavad taimed järk-järgult oma fotosünteesivõime ning planktoni elutegevuse katkemine toob kaasa veeökosüsteemide elustiku troofiliste ahelate katkemise jne.

Teadus pole veel täielikult välja selgitanud, millised on peamised osoonikihti kahjustavad protsessid. Eeldatakse "osooniaukude" nii looduslikku kui ka inimtekkelist päritolu. Viimane on enamiku teadlaste sõnul tõenäolisem ja on seotud klorofluorosüsivesinike (freoonide) suurenenud sisaldusega. Freoone kasutatakse laialdaselt tööstuslik tootmine ja igapäevaelus (jahutusseadmed, lahustid, pihustid, aerosoolpakendid jne). Atmosfääri tõustes freoonid lagunevad koos klooroksiidi eraldumisega, millel on kahjulik mõju osooni molekulidele.

Vastavalt rahvusvahelisele keskkonnaorganisatsioon Greenpeace, peamised klorofluorosüsivesinike (freoonide) tarnijad on USA - 30,85%, Jaapan - 12,42%, Suurbritannia - 8,62% ja Venemaa - 8,0%. USA lõi osoonikihti "augu", mille pindala on 7 miljonit ruutkilomeetrit, Jaapan - 3 miljonit ruutkilomeetrit, mis on 7 korda suurem kui Jaapani enda pindala. AT viimastel aegadel USA-s ja mõnes lääneriigid rajati tehased uut tüüpi külmutusagensi (halogeenitud klorofluorosüsivesinike) tootmiseks, millel on madal osoonikihi kahanemise potentsiaal.

Pärast klorofluorosüsivesinike tootmismahtude ja nende atmosfääri paiskamise hindamist jõudsid teadlased järeldusele, et see toob kaasa osoonikihi vältimatu hävimise.

Klorofluorosüsivesinike atmosfääri eraldumise vähendamise küsimustes on peetud rahvusvahelisi kohtumisi ja sõlmitud mitmeid kokkuleppeid. 1989. aastal peal Rahvusvaheline konverents Helsingis saavutasid 81 riiki kokkuleppe peatada 2000. aastaks igat tüüpi klorofluorosüsivesinike tootmine.

Montreali konverentsi (1990) protokolli kohaselt, mida muudeti hiljem Londonis (1991) ja Kopenhaagenis (1992), nähti ette klorofluorosüsivesinike heitkoguste vähendamine 1998. aastaks 50%. Vastavalt Art. 56 Seadus Venemaa Föderatsioon keskkonnakaitse kohta looduskeskkond, vastavalt rahvusvahelistele lepingutele on kõik organisatsioonid ja ettevõtted kohustatud vähendama ja seejärel täielikult lõpetama osoonikihti kahandavate ainete tootmist ja kasutamist. Seadus näeb osoonikihi kaitsmiseks ette järgmised meetmed:

  • Mõjul osoonikihi muutuste vaatluste korraldamine majanduslik tegevus ja muud protsessid;
  • Osoonikihi seisundit negatiivselt mõjutavate ainete maksimaalse lubatud heitkoguse normide järgimine;
  • Tootmise ja kasutamise reguleerimine keemilised ained osoonikihi mahalaadimine.

1993. aastal loodi meie riigis osakondadevaheline komisjon, mille ülesandeks on tegevuste koordineerimine erinevad organisatsioonid rakendamise eest rahvusvahelised kohustused osoonikihi kaitseks ja osoonikihti kahandavate ainete tootmise lõpetamiseks aastaks 2000. Samuti töötatakse intensiivselt välja ja rakendatakse meetmeid väävliühendite, lämmastikoksiidide ja muude kõige ohtlikumate õhusaasteainete heitkoguste drastiliseks vähendamiseks.

Isegi kui protokolli rakendavad kõik riigid, tuleb inimeste UV-kiirguse eest kaitsmise probleemiga jätkuvalt tegeleda, kuna paljud klorofluorosüsivesinikud võivad atmosfääris püsida sadu aastaid.

Praegu kahaneb osoonikiht 0,5–0,7% aastas.

Osoonikihi kahanemise vähendamise meetmed on järgmised:

  • Ülemaailmne klorofluorosüsivesinike kasutamise keeld piirkondades, kus neid saab asendada teiste ainetega;
  • Kasutatud külmikute ja kliimaseadmete klorofluorosüsivesinike kasutamine;
  • Klorofluorosüsivesinike, gallonite, kloroformi ja süsiniktetrakloriidi tootmise täielik keeld.

Osoonikihi kahanemise probleem ei piirdu siiski ainult CFC-de ja haloonide kahjuliku mõjuga. Nagu kõik teisedki biosfääri protsessid, sõltub osooni kontsentratsioon atmosfääris paljudest teguritest, kõigi selle tekke- ja hävimismehhanismide vahelisest seosest. Eelkõige mõjutavad osooni kontsentratsiooni:

  • Ultraviolettkiirguse intensiivsus - sõltub Päikese aktiivsusest, millel on 11-aastased ja pikemad tsüklid;
  • Hapnikusisaldus atmosfääris sõltub taimede O2 tootmisest. Seda vähendavad inimeste raadamine, muldade kündmine, mille käigus kiirendatakse orgaanilise aine lagunemisprotsesse, ja fossiilkütuste põletamine;
  • Vulkaanipursked - toovad atmosfääri tohutul hulgal tolmu, viivitades päikesevalgus, lämmastik- ja vääveloksiidid;
  • Tööstuslike heitkoguste (lämmastikoksiidid, tolm, väävelhappeaerosoolid) õhusaaste – happepiisad on veeauru kondenseerumise keskused ja seetõttu pilvede tekke põhjuseks.

Paljud teadlased nõuavad jätkuvalt "osooniaugu" loomulikku päritolu. Nad näevad selle esinemise põhjuseid osonosfääri loomulikus muutlikkuses, Päikese tsüklilises aktiivsuses, teised aga seostavad neid protsesse Maa lõhenemise ja degaseerimisega.

Maa on kahtlemata meie kõige ainulaadsem planeet Päikesesüsteem. See on ainus eluks kohandatud planeet. Kuid me ei hinda seda alati ja usume, et me pole võimelised muutma ja lõhkuma seda, mis on miljardite aastate jooksul loodud. Kogu eksistentsi ajaloo jooksul pole meie planeet kunagi saanud sellist koormust, nagu inimene talle andis.

Meie planeedil on osoonikiht, mis on meie eluks nii vajalik. See kaitseb meid päikese ultraviolettkiirte mõju eest. Ilma temata poleks elu sellel planeedil võimalik.

Osoon on iseloomuliku lõhnaga sinine gaas. Igaüks meist teab seda teravat lõhna, mis on eriti kuuldav pärast vihma. Pole ime, et osoon tähendab kreeka keeles "lõhna". See moodustub kuni 50 km kõrgusel maapinnast. Kuid suurem osa sellest asub 22-24 km kaugusel.

Osooniaukude põhjused

1970. aastate alguses hakkasid teadlased märkama osoonikihi vähenemist. Selle põhjuseks on tööstuses kasutatavate osoonikihti kahandavate ainete sattumine stratosfääri ülemistesse kihtidesse, rakettide väljalaskmine ja paljud muud tegurid. Need on peamiselt kloori ja broomi molekulid. Klorofluorosüsivesinikud ja muud inimese eralduvad ained jõuavad stratosfääri, kus päikesevalguse mõjul lagunevad klooriks ja põletavad osoonimolekule. On tõestatud, et üks kloorimolekul võib põletada 100 000 osooni molekuli. Ja see säilib atmosfääris 75 kuni 111 aastat!

Osooni langemise tagajärjel tekivad atmosfääri osooniaugud. Esimene avastati 80ndate alguses Arktikas. Selle läbimõõt ei olnud väga suur ja osoonisisaldus langes 9 protsenti.

Osooniauk Arktikas

Osooniauk on osooni protsendi suur langus teatud kohtades atmosfääris. Juba sõna "auk" paneb meid seda ilma täiendavate selgitusteta mõistma.

1985. aasta kevadel langes Antarktikas jaama Halle Bay kohal osoonisisaldus 40%. Auk osutus tohutuks ja on juba Antarktika piiridest väljapoole liikunud. Kõrguselt ulatub selle kiht kuni 24 km-ni. 2008. aastal hinnati selle suuruseks juba üle 26 miljoni km2. See jahmatas kogu maailma. Kas on selge? et meie atmosfäär on suuremas ohus, kui arvasime. Alates 1971. aastast on osoonikiht kogu maailmas langenud 7%. Selle tulemusena hakkas meie planeedile langema bioloogiliselt ohtlikku päikese ultraviolettkiirgust.

Osooniaukude tagajärjed

Arstid usuvad, et osoonisisalduse vähenemise tulemusena on suurenenud nahavähi ja katarakti tõttu pimedaks jäämise protsent. Samuti väheneb inimese immuunsus, mis viib erinevat tüüpi muud haigused. Kõige rohkem kannatavad ookeanide ülemiste kihtide elanikud. Need on krevetid, krabid, vetikad, plankton jne.

Nüüd on ÜRO poolt allkirjastatud rahvusvaheline leping osoonikihti kahandavate ainete kasutamise vähendamiseks. Kuid isegi kui te lõpetate nende kasutamise. aukude sulgemiseks kulub üle 100 aasta.

Kas osooniauke saab parandada?

Praeguseks on teadlased pakkunud välja ühe võimaluse osooni taastamiseks lennukid. Selleks on vaja Maast 12-30 kilomeetri kõrgusel hapnikku ehk kunstlikult loodud osooni vabastada ja spetsiaalse pihustiga hajutada. Nii et vähehaaval saab osooniaugud täita. Selle meetodi puuduseks on see, et see nõuab märkimisväärseid majanduslikke raiskamist. Lisaks on võimatu korraga atmosfääri paisata suur hulk osoon. Samuti on osooni transportimise protsess keeruline ja ohtlik.

Müüdid osooniaukude kohta

Kuna osooniaukude probleem jääb lahtiseks, on selle ümber tekkinud mitmeid väärarusaamu. Nii püüti osoonikihi kahanemist väidetavalt rikastamise tõttu muuta tööstusele kasulikuks väljamõeldiseks. Vastupidi, kõik klorofluorosüsivesinikud on asendatud odavamate ja ohutumate loodusliku päritoluga komponentidega.

Veel üks vale väide, et väidetavalt osoonikihti kahandavad freoonid on osoonikihini jõudmiseks liiga rasked. Kuid atmosfääris on kõik elemendid segunenud ja saastavad komponendid võivad jõuda stratosfääri tasemele, milles osoonikiht asub.

Te ei tohiks usaldada väidet, et osooni hävitavad loodusliku päritoluga halogeenid, mitte inimtekkelised. See pole nii, see on inimtegevus, mis aitab kaasa erinevate kahjulike ainete vabanemisele, mis hävitavad osoonikihti. Vulkaanide plahvatuse ja muude loodusõnnetuste tagajärjed osooni seisundit praktiliselt ei mõjuta.

Ja viimane müüt on see, et osoon hävib ainult Antarktika kohal. Tegelikult tekivad osooniaugud kõikjal atmosfääris, mistõttu osooni kogus üldiselt väheneb.

Prognoosid tulevikuks

Kuna osooniaugud on muutunud, on neid hoolikalt jälgitud. Viimasel ajal on olukord muutunud üsna kahemõtteliseks. Ühelt poolt tekivad ja kaovad paljudes riikides väikesed osooniaugud, eriti tööstuspiirkondades, ning teisest küljest on positiivne trend mõnede suurte osooniaukude vähenemises.

Vaatluste käigus fikseerisid teadlased, et Antarktika kohal rippus suurim osooniauk, mis saavutas oma maksimaalse suuruse 2000. aastal. Sellest ajast saadik on satelliitide tehtud piltide põhjal otsustades auk tasapisi sisse tõmbunud. Need väited on esitatud teadusajakirjas Science. Keskkonnakaitsjad on välja arvutanud, et selle pindala on vähenenud 4 miljoni ruutmeetri võrra. kilomeetrit.

Uuringud näitavad, et järk-järgult aasta-aastalt suureneb osooni hulk stratosfääris. Sellele aitas kaasa Montreali protokolli allkirjastamine 1987. aastal. Selle dokumendi kohaselt püüavad kõik riigid vähendada heitkoguseid atmosfääri, vähendades transpordi hulka. Hiina on selles osas olnud eriti edukas. See reguleerib uute autode tekkimist ja seal on kvoodi kontseptsioon ehk aastas saab registreerida teatud arvu autode numbrimärke. Lisaks on tehtud mõningaid edusamme atmosfääri parandamisel, sest järk-järgult minnakse üle alternatiivsed allikad energiat, otsitakse tõhusaid ressursse, mis aitaksid säästa.

Alates 1987. aastast on osooniaukude probleemi tõstatatud rohkem kui korra. See probleem on pühendatud paljudele teadlaste konverentsidele ja kohtumistele. Küsimusi arutatakse ka riigi esindajate kohtumistel. Nii toimus 2015. aastal Pariisis konverents, mille eesmärk oli välja töötada kliimamuutuste vastased meetmed. See aitab ka vähendada atmosfääri eralduvaid heitmeid, mis tähendab, et osooniaugud tihenevad järk-järgult. Näiteks ennustavad teadlased, et 21. sajandi lõpuks kaob Antarktika kohal olev osooniauk täielikult.

Kus on osooniaugud (VIDEO)

Osooniauku peetakse osoonikontsentratsiooni lokaalseks languseks Maa osoonikihis. Algselt eeldasid eksperdid, et osooni kontsentratsioon kipub muutuma osakeste tõttu, mis eralduvad mis tahes aatomiplahvatuse käigus.

Maa atmosfääri osooniaukude tekkimise põhjused kaua aega peetakse kõrglennukite ja kosmoselaevade lendudeks.

Arvukate uuringute ja katsete käigus on aga tõestatud, et osoonisisaldus võib teatud looduslike lämmastikku sisaldavate õhusaasteainete tõttu kvalitatiivselt varieeruda.

Osooniaukude ilmumise peamised põhjused

Juba ammu on kindlaks tehtud, et põhiline loodusliku osooni kogus asub 15–50 kilomeetri kõrgusel Maa pinnast – stratosfääris. Osoon toob suurimat kasu, neelab märkimisväärse koguse ultraviolettkiirgust päikesekiirgus, mis muidu kahjustaks meie planeedi elusorganisme. Osooni kontsentratsiooni langus teatud kohas võib olla tingitud kahte tüüpi õhusaastest. Need sisaldavad:

  1. Looduslikud protsessid, mille käigus õhusaaste tekib.
  2. Maa atmosfääri inimtekkeline reostus.

Maa vahevöös toimuvad pidevalt degaseerimisprotsessid, mille tulemusena eraldub mitmesuguseid orgaanilisi ühendeid. Mudavulkaanid ja hüdrotermilised allikad võivad seda tüüpi gaase tekitada.

Lisaks asuvad maakoores teatud gaasid, mis on vabas olekus. Mõned neist suudavad jõuda maapinnani ja maakoores olevate pragude kaudu atmosfääri difundeeruda. Seetõttu sisaldab nafta- ja gaasibasseinide kohal olev pinnaõhk sageli kõrgendatud metaanisisaldust. Seda tüüpi reostust võib seostada loodusnähtustega.

Inimtekkelist õhusaastet võivad põhjustada kaatrid kosmoseraketid ja ülehelikiirusega reaktiivlennud. Samuti suur hulk erinevaid keemilised ühendid satub atmosfääri paljude mineraalide kaevandamisel ja töötlemisel maa soolestikust.

Suured tööstuslinnad, mis on omamoodi inimtekkelised allikad, mängivad samuti olulist rolli õhusaastes. Õhumassi sellistes piirkondades saastavad ulatuslik maanteetranspordivoog, aga ka erinevate tööstusettevõtete heitgaasid.

Atmosfääris osooniaukude avastamise ajalugu

Osooniaugu avastas esmakordselt 1985. aastal Briti teadlaste rühm eesotsas Joe Farmaniga. Augu läbimõõt oli üle 1000 kilomeetri ja see asus Antarktika kohal - lõunapoolkeral. See osooniauk, mis tekkis igal aastal augustis, kadus detsembrist jaanuarini.

1992. aastat iseloomustas teadlaste jaoks tõsiasi, et juba põhjapoolkera kohal Antarktikas tekkis teine, palju väiksema läbimõõduga osooniauk. Ja 2008. aastal saavutas Antarktikas avastatud esimese osooninähtuse läbimõõt maksimaalse rekordilise suuruse – 27 miljonit ruutkilomeetrit.

Osooniaukude laienemise võimalikud tagajärjed

Kuna osoonikiht on loodud kaitsma meie planeedi pinda liigse ultraviolettkiirguse päikesekiirguse eest, võib osooniauke pidada nähtuseks, mis on elusorganismidele tõeliselt ohtlik. Osoonikihi vähenemine suurendab oluliselt päikesekiirguse voogu, mis võib mõjutada nahavähkide arvu järsku suurenemist. Mitte vähem kahjulik on osooniaukude tekkimine taimedele ja loomadele Maal.

Tänu avalikkuse tähelepanule võeti 1985. aastal vastu Viini osoonikihi kaitse konventsioon. Siis oli nn Montreali protokoll, mis võeti vastu 1987. aastal ja mis määratles kõige ohtlikumate klorofluorosüsivesinike nimekirja. Samal ajal lubasid neid õhusaasteaineid tootvad riigid piirata nende eraldumist ja 2000. aastaks täielikult lõpetada.

Hüpoteesid osooniaugu loodusliku päritolu kohta

Kuid Venemaa teadlased on avaldanud kinnituse hüpoteesile Antarktika osooniaugu loodusliku päritolu kohta. 1999. aastal avaldas NPO Typhoon Moskva Riiklikus Ülikoolis teadusliku töö, milles geofüüsikute arvutuste kohaselt A.P. Kapitsa ja A.A. Gavrilovi sõnul eksisteeris Antarktika osooniauk enne selle avastamist otseste katsemeetoditega 1982. aastal, mis Venemaa teadlaste sõnul kinnitab hüpoteesi Antarktika kohal asuva osooniaugu loomuliku päritolu kohta.

Selle autorid teaduslik töö olid A. P. Kapitsa (Venemaa Teaduste Akadeemia korrespondentliige) ja A. A. Gavrilov (Moskva Riiklik Ülikool). Kahel teadlasel õnnestus kindlaks teha, et Antarktika osooniaugu päritolu inimtekkelise hüpoteesiga vastuolus olevate faktide arv kasvab pidevalt ja pärast tõestamist, et andmed Antarktika üldosooni ebanormaalselt madalate väärtuste kohta aastatel 1957–1959, on õige, sai selgeks, et osooniaukude põhjus on erinev.antropogeensest.

Kapitsa ja Gavrilovi uurimistöö tulemused avaldati Doklady Akademii Nauk, 1999, kd 366, nr 4, lk. 543-546

Maa on paigutatud nii, et säiliks selle ainulaadne ökosüsteem. Neid eesmärke täidavad atmosfääri kihid, mis katavad planeeti ultraviolettkiirte, kiirguse, kosmosepraht. Looduses on kõik täiuslik ja selle struktuuri sekkumine toob kaasa mitmesuguseid kataklüsme ja kehtestatud korra rikkumist. 20. sajandi lõpus ilmnes selge probleem, mis puudutab kogu inimkonda. Antarktika piirkonnas tekkis osooniauk, mis tõmbas teadlaste tähelepanu üle kogu maailma. Ökoloogia kriitilist olukorda süvendas veel üks tõsine probleem.

Leiti, et ümbritsevas osoonikihis maa pind, tekkis vahe, mille suurus oli üle tuhande kilomeetri. Selle kaudu siseneb kiirgus, mis mõjutab negatiivselt inimesi, loomi ja taimestikku. Osooni augud ja gaasiümbrise hõrenemist avastati hiljem veel mitmes kohas, mis tekitas avalikkuses kõmu.

Probleemi olemus

Osoon moodustub hapnikust, mida mõjutab ultraviolettkiired. Selle reaktsiooni tõttu on planeet kaetud gaasikihiga, mille kaudu kiirgus ei pääse. See kiht asub 25-50 kilomeetri kõrgusel maapinnast. Osooni paksus ei ole väga suur, kuid sellest piisab täiesti, et planeedil eksisteeriks kogu elu.

Mis on osooniauk, õpiti eelmise sajandi 80ndatel. Selle sensatsioonilise avastuse tegid Briti teadlased. Osooni hävitamise kohtades gaas täielikult ei puudu, selle kontsentratsioon väheneb kriitilise tasemeni 30%. Stratosfääri kihis tekkinud lõhe suunab maapinnale ultraviolettkiired, mis võivad elusorganisme põletada.

Esimene selline auk avastati 1985. aastal. Selle asukoht on Antarktika. Osooniaugu paisumise tippaeg oli augustis ja talveks gaas kondenseerus ja sulges stratosfäärikihis oleva augu praktiliselt. Kriitilised kõrguspunktid asuvad maapinnast 19 kilomeetri kaugusel.

Teine osooniauk tekkis Arktika kohale. Selle mõõtmed olid palju väiksemad, kuid muidu oli silmatorkav sarnasus. Kriitilised kõrgused ja kadumise aeg langesid kokku. Praegu tekivad osooniaugud erinevatesse kohtadesse.

Kuidas toimub osoonikihi hõrenemine?

Teadlased seostavad osoonikihi hõrenemisega seotud probleemi tekkimist poolustel toimuvate loodusnähtustega. gloobus. Nende teooria kohaselt ei jõua pikkadel polaaröödel päikesekiired maapinnale ning hapnikust ei saa tekkida osooni. Sellega seoses tekivad suure kloorisisaldusega pilved. Just tema hävitab planeedi kaitsmiseks nii vajaliku gaasi.

Maa elas läbi vulkaanilise aktiivsuse perioodi. Sellel oli ka kahjulik mõju osoonikihi paksusele. Põlemisproduktide atmosfääri paiskumine hävitas stratosfääri niigi õhukese kihi. Freoonide eraldumine õhku on teine ​​põhjus maa kaitsekihi õhenemiseks.

Osooniauk kaob kohe, kui päike hakkab paistma ja hapnikuga suhtlema. arvelt õhuvoolud gaas tõuseb ja täidab tekkinud tühimiku. See teooria tõestab, et osooni ringlus on pidev ja vältimatu.

Muud osooniaukude põhjused

Hoolimata asjaolust, et keemilised protsessid mängivad osooniaukude tekkes domineerivat rolli, loob peamised eeldused inimese mõju loodusele. Looduslikult esinevad klooriaatomid ei ole ainsad osoonile kahjulikud ained. Gaas hävib ka vesiniku, broomi ja hapniku toimel. Nende ühendite õhus ilmumise põhjused peituvad inimtegevuses planeedil. Eeltingimused on:

  • tehaste ja tehaste käitamine;
  • raviasutuste puudumine;
  • soojuselektrijaamade atmosfääriheitmed;

See avaldas kahjulikku mõju atmosfääri terviklikkusele tuumaplahvatused. Nende tagajärjed mõjutavad endiselt planeedi ökoloogiat. Plahvatuse ajal suur summa lämmastikoksiidid, mis tõustes hävitavad maad kiirguse eest kaitsva gaasi. 20-aastase katsetamise jooksul on atmosfääri sattunud üle kolme miljoni tonni antud aine.

laastav mõju osoonikihile reaktiivlennukid. Kütuse põletamisel turbiinides paiskuvad lämmastikoksiidid välja, need satuvad otse atmosfääri ja hävitavad gaasimolekule. Praegu moodustavad selle aine miljonist tonnist emissioonist kolmandiku lennukid.

Näib, et mineraalväetised on kahjutud ja kasulikud, kuid tegelikult mõjutavad need ka atmosfääri negatiivselt. Bakteritega suheldes töödeldakse neid dilämmastikoksiidiks ja seejärel keemiliste reaktsioonide mõjul muudavad nad oma kuju ja muutuvad oksiidideks.

Seega on osooniauk mitte ainult looduslik fenomen, aga ka. Karmid otsused võivad viia ootamatute tulemusteni.

Miks on planeeti ümbritseva osoonikihi kadumine ohtlik?

Päike on soojuse ja valguse allikas kõigele planeedil. Loomad, taimed ja inimesed õitsevad tänu selle elu andvatele kiirtele. Seda on märganud ka teised. iidne maailm kes pidas päikesejumalat peamiseks iidoliks. Kuid valgusti võib põhjustada ka elu surma planeedil.

Läbi tandeminimese ja looduse mõjul tekkinud osooniaukude päikesekiirgus võib maapinnale kukkuda ja kõik, mis kunagi kasvatati, põletada. Kahjulik mõju inimestele on ilmne. Teadlased on leidnud, et kui kaitsegaas või selle kiht muutub ühe protsendi võrra õhemaks, ilmub maa peale seitse tuhat vähihaiget juurde. Esiteks kannatab inimeste nahk ja seejärel teised elundid.

Osooniaukude tekke tagajärjed ei mõjuta mitte ainult inimkonda. Taimestik kannatab, samuti loomamaailm ja elanikud mere sügavused. Nemad massiline väljasuremine on päikesel ja atmosfääris toimuvate protsesside otsene tagajärg.

Probleemi lahendamise viisid

Osooniaukude atmosfääri ilmumise põhjused on erinevad, kuid taanduvad ühele olulisele faktile: mõtlematule inimtegevusele ja uutele tehnoloogilistele lahendustele. Freoonid, mis sisenevad atmosfääri ja hävitavad selle kaitsekihi, on erinevate kemikaalide põlemisproduktid.

Nende protsesside peatamiseks on vaja põhimõtteliselt uusi teaduslikke arenguid, mis võimaldavad tootmist, kuumutamist, tootmist ja lendu ilma lämmastikku, fluori ja broomi ning nende derivaate kasutamata.

Probleemi tekkimist seostatakse hooletu tootmise ja põllumajandustegevusega. On aeg mõelda:

  • puhastusseadmete paigaldamise kohta suitsevatele korstnatele;
  • keemiliste väetiste asendamise kohta orgaanilistega;
  • transpordi elektrile ülemineku kohta.

Viimase kuueteistkümne aasta jooksul, alates 2000. aastast, on tehtud päris palju. Teadlastel õnnestus saavutada hämmastavaid tulemusi: Antarktika kohal asuva osooniaugu suurus on vähenenud India territooriumiga võrdse pindala võrra.

Hooletu ja tähelepanematu suhtumise tagajärjed keskkond annavad endast juba teada. Et olukorda mitte veelgi süvendada, tuleb probleemiga tegeleda globaalsel tasandil.