Osooniaukude tagajärjed atmosfääris. Osooniga kohtumine igapäevaelus

Osoonikiht on lai atmosfäärivöö, mis ulatub 10–50 km kõrgusele Maa pinnast. Keemiliselt on osoon molekul, mis koosneb kolmest hapnikuaatomist (hapniku molekulis on kaks aatomit). Osooni kontsentratsioon atmosfääris on väga madal ning väikesed muutused osooni koguses toovad kaasa suuri muutusi ultraviolettkiirguse intensiivsuses, ulatudes maa pind. Erinevalt tavalisest hapnikust on osoon ebastabiilne; see muundub kergesti hapniku kaheaatomiliseks stabiilseks vormiks. Osoon on palju tugevam oksüdeerija kui hapnik, mistõttu on see võimeline tapma baktereid ning pidurdama taimede kasvu ja arengut. Küll aga tänu oma madalale normaalsetes tingimustes kontsentratsioonid maapinnas olevates õhukihtides, ei oma need omadused elussüsteemide seisundile praktiliselt mingit mõju.

Palju olulisem on selle muu omadus, mis muudab selle gaasi hädavajalikuks kogu maismaal elavaks eluks. See omadus on osooni võime neelata Päikeselt tugevat (lühilainelist) ultraviolettkiirgust (UV). Kõvadel UV-kvantidel on energiat, mis on piisav teatud keemiliste sidemete purustamiseks, seetõttu klassifitseeritakse need järgmiselt ioniseeriv kiirgus. Nagu teisedki sedalaadi kiirgused, röntgen- ja gammakiirgus, põhjustab see elusorganismide rakkudes arvukalt häireid. Osoon tekib suure energiaga päikesekiirguse mõjul, mis stimuleerib reaktsiooni O2 ja vabade hapnikuaatomite vahel. Mõõduka kiirgusega kokkupuutel see laguneb, neelates selle kiirguse energiat. Seega see tsükliline protsess "sööb" ohtlikku ultraviolettkiirgust.

Osooni molekulid on sarnaselt hapnikuga elektriliselt neutraalsed, s.t. ära kanna elektrilaeng. Seetõttu ei mõjuta Maa magnetväli ise osooni jaotumist atmosfääris. Atmosfääri ülemine kiht, ionosfäär, langeb praktiliselt kokku osoonikihiga.

Polaaraladel, kus elektriliinid magnetväli Maa on oma pinnal suletud, ionosfääri moonutused on väga olulised. Ioonide, sealhulgas ioniseeritud hapniku hulk polaaralade atmosfääri ülemistes kihtides väheneb. Aga peamine põhjus madal osoonisisaldus polaarpiirkonnas tähendab madalat päikesekiirguse intensiivsust, langedes isegi polaarpäeval väikese nurga all horisondi suhtes ning polaarööl puudub see täielikult. Polaarsete "aukude" ala osoonikiht- usaldusväärne indikaator atmosfääri koguosoonisisalduse muutuste kohta.

Osoonisisaldus atmosfääris kõigub paljudel looduslikel põhjustel. Perioodilised võnkumised seotud päikese aktiivsuse tsüklitega; Paljud vulkaaniliste gaaside komponendid on võimelised osooni hävitama, mistõttu vulkaanilise aktiivsuse suurenemine viib selle kontsentratsiooni vähenemiseni. Tänu suurele ülelaaditud kiirusele õhuvool Stratosfääris on osoonikihti kahandavad ained levinud suurtele aladele. Transporditakse mitte ainult osooni kahandajaid, vaid ka osooni ennast, mistõttu osoonikontsentratsiooni häired levivad kiiresti suurtele aladele ning näiteks raketiheitest tekkinud kohalikud väikesed “augud” osoonikilbis paranevad suhteliselt kiiresti. Ainult polaaraladel on õhk mitteaktiivne, mistõttu osooni kadumist seal ei kompenseeri selle import teistelt laiuskraadidelt ning polaarsed “osooniaugud”, eriti lõunapoolusel, on väga stabiilsed.

Osoonikihi hävitamise allikad. Osoonikihti kahandavate ainete hulka kuuluvad:

1) Freoonid.

Osooni hävitavad freoonidena tuntud klooriühendid, mis samuti päikesekiirguse toimel eralduvad kloori, mis “rebib” osoonimolekulidelt “kolmanda” aatomi. Kloor ei moodusta ühendeid, vaid toimib "murdva" katalüsaatorina. Seega võib üks klooriaatom "hävitada" palju osooni. Arvatakse, et klooriühendid võivad püsida Maa atmosfääris 50–1500 aastat (olenevalt aine koostisest). Antarktika ekspeditsioonid on planeedi osoonikihti vaatlenud alates 50. aastate keskpaigast.

Antarktika kohal asuv osooniauk, mille suurus suureneb kevadel ja väheneb sügisel, avastati 1985. aastal. Meteoroloogide avastus põhjustas majanduslike tagajärgede ahela. Fakt on see, et "augu" olemasolu süüdistati keemiatööstus, mis toodab freoone sisaldavaid aineid, mis aitavad kaasa osooni hävitamisele (deodorantidest kuni külmutusseadmeteni).

Küsimuses, kui süüdi on inimesed "osooniaukude" tekkes - konsensust Ei.

Ühest küljest, jah, ta on kindlasti süüdi. Osoonikihi kahanemist põhjustavate ühendite tootmist tuleks minimeerida või veel parem, see täielikult peatada. See tähendab, et loobuda tervest tööstussektorist, mille käive on palju miljardeid dollareid. Ja kui te ei keeldu, viige see "turvalistele" rööbastele, mis maksab samuti raha.

Skeptikute seisukoht: inimese mõju atmosfääriprotsessidele, vaatamata kogu oma hävitavusele kohalikul tasandil, on planeedi mastaabis tühine. Roheliste freoonivastasel kampaanial on täiesti läbipaistev majanduslik ja poliitiline taust: selle abil kägistavad Ameerika suurkorporatsioonid (näiteks DuPont) oma väliskonkurente, surudes peale "kaitseleppeid". keskkond"riigi tasandil ja sunniviisiliselt uue tehnoloogilise revolutsiooni sisseviimine, millele majanduslikult nõrgemad riigid ei suuda vastu seista.

2) Kõrge kõrgusega lennukid.

Osoonikihi hävimist soodustavad mitte ainult atmosfääri paiskuvad ja stratosfääri sattuvad freoonid. Lämmastikoksiidid, mis tekivad ajal tuumaplahvatused. Kuid lämmastikoksiidid tekivad ka põlemiskambrites turboreaktiivmootorid kõrgel kõrgusel olevad lennukid. Lämmastikoksiidid tekivad seal leiduvast lämmastikust ja hapnikust. Mida kõrgem on temperatuur, st mida suurem on mootori võimsus, seda suurem on lämmastikoksiidide moodustumise kiirus.

Tähtis pole mitte ainult lennuki mootori võimsus, vaid ka kõrgus merepinnast, millel see lendab ja osoonikihti kahandavaid lämmastikoksiide eraldab. Mida suurem on dilämmastikoksiidi või oksiidi moodustumine, seda hävitavam on see osoonile.

Aastas atmosfääri paisatava lämmastikoksiidi koguhulk on hinnanguliselt 1 miljard tonni, millest umbes kolmandiku eralduvad õhusõidukid, mis on üle keskmise tropopausi taseme (11 km). Lennukitest on kõige kahjulikumad heitmed sõjalennukitest, mille arv ulatub kümnetesse tuhandetesse. Nad lendavad peamiselt osoonikihi kõrgustel.

3) Mineraalväetised.

Stratosfääris võib osoon väheneda ka tänu sellele, et stratosfääri satub dilämmastikoksiid N2O, mis tekib mullabakterite poolt seotud lämmastiku denitrifikatsioonil. Samasugust fikseeritud lämmastiku denitrifikatsiooni viivad läbi ka ookeanide ja merede ülemise kihi mikroorganismid. Denitrifikatsiooniprotsess on otseselt seotud fikseeritud lämmastiku kogusega pinnases. Seega võite olla kindel, et pinnasesse antavate mineraalväetiste hulga suurenemisega suureneb samal määral ka tekkiva dilämmastikoksiidi N2O hulk. Lisaks moodustuvad dilämmastikoksiidist lämmastikoksiidid, mis põhjustavad stratosfääri osooni hävimise.

4) Tuumaplahvatused.

Tuumaplahvatused vabastavad soojuse kujul palju energiat. Temperatuur 60 000 K saavutatakse mõne sekundi jooksul pärast tuumaplahvatust. See on energia tulekera. Väga kuumas atmosfääris toimuvad sellised muutused keemilised ained, mis tavatingimustes kas ei esine või tekivad väga aeglaselt. Mis puudutab osooni ja selle kadumist, siis selle jaoks on kõige ohtlikumad nende transformatsioonide käigus tekkivad lämmastikoksiidid. Nii tekkis perioodil 1952–1971 tuumaplahvatuste tagajärjel atmosfääri umbes 3 miljonit tonni lämmastikoksiide. Edasine saatus Need on järgmised: atmosfääri segunemise tulemusena langevad nad erinevatele kõrgustele, sealhulgas atmosfääri. Seal astuvad nad osooni osalusel keemilistesse reaktsioonidesse, mis viib selle hävimiseni. osooniaugu stratosfääri ökosüsteem

5) Kütuse põletamine.

Dilämmastikoksiidi leidub ka elektrijaamade suitsugaasides. Tegelikult on see, et põlemissaadused sisaldavad lämmastikoksiidi ja -dioksiidi, teada juba pikka aega. Kuid need kõrgemad oksiidid ei mõjuta osooni. Need muidugi saastavad atmosfääri ja aitavad kaasa sudu tekkele selles, kuid eemaldatakse troposfäärist kiiresti. Dilämmastikoksiid, nagu juba mainitud, on osoonile ohtlik. Kell madalad temperatuurid ah, see moodustub järgmistes reaktsioonides:

N2 + O + M = N2O + M,

2NH3 + 2O2 =N2O = 3H2.

Selle nähtuse ulatus on väga märkimisväärne. Nii tekib atmosfääris aastas ligikaudu 3 miljonit tonni dilämmastikoksiidi! See arv viitab sellele, et see osooni hävitamise allikas on märkimisväärne.

Osooniauk Antarktika kohal

Üldosoonisisalduse olulisest vähenemisest Antarktika kohal teatas esmakordselt 1985. aastal Briti Antarktika uuring, mis põhines Halley Bay osoonijaama (76°S) andmete analüüsil. Osoonisisalduse vähenemist täheldas see teenus ka Argentina saartel (65 kraadi S).

28. augustist 29. septembrini 1987 sooritati Antarktika kohal 13 laborilennuki lendu. Katse võimaldas registreerida osooniaugu sünd. Selle mõõtmed saadi. Uuringud on näidanud, et suurim osoonisisalduse langus toimus 14–19 km kõrgusel. Seadmed registreeriti siin suurim arv aerosoolid (aerosoolikihid). Selgus, et mida rohkem on antud kõrgusel aerosoole, seda vähem on seal osooni. Lennukite laboris registreeriti osoonisisalduse vähenemine 50%. Alla 14 km. osoonimuutused olid ebaolulised.

Juba 1985. aasta oktoobri alguseks katab osooniauk (osooni minimaalne kogus) tasemeid rõhuga 100–25 hPa ja detsembris laieneb kõrguste vahemik, millel seda vaadeldakse.

Paljude katsetega ei mõõdetud mitte ainult osooni ja teiste atmosfääri väikeste komponentide hulka, vaid ka temperatuuri. Kõige tihedam seos tuvastati stratosfääris leiduva osooni hulga ja sealse õhutemperatuuri vahel. Selgus, et osooni hulga muutumise olemus on tihedalt seotud Antarktika kohal paikneva stratosfääri termilise režiimiga.

Antarktika osooniaugu teket ja arengut jälgisid Briti teadlased aastal 1987. Kevadel vähenes osooni kogusisaldus 25%.

Ameerika teadlased tegid Antarktikas mõõtmisi talvel ja varakevadel 1987 osoon ja teised atmosfääri väikesed komponendid (HCl, HF, NO, NO2, HNO3, ClONO2, N2O, CH4) spetsiaalse spektromeetri abil. Nende mõõtmiste andmed võimaldasid piiritleda lõunapooluse ümbruse ala, kus osooni kogus väheneb. Selgus, et see piirkond langeb peaaegu täpselt kokku äärmise polaarse stratosfääri keerisega. Pöörise serva läbimisel muutus järsult mitte ainult osooni, vaid ka teiste osooni hävimist mõjutavate väikeste komponentide hulk. Osooniaugu sees (või teisisõnu polaarses stratosfääri keeris) oli HCl, NO2 ja lämmastikhappe kontsentratsioon oluliselt madalam kui väljaspool keerist. See juhtub seetõttu, et kloorid hävitavad külma polaaröö ajal osooni vastavates reaktsioonides, toimides neis katalüsaatoritena. Just katalüütilises tsüklis kloori osalusel toimub osoonikontsentratsiooni peamine langus (vähemalt 80% sellest langusest).

Need reaktsioonid toimuvad polaarsete stratosfääri pilvede moodustavate osakeste pinnal. Niisiis, kui suurem ala see pind, st mida rohkem on stratosfääri pilvede osakesi ja seega ka pilvi endid, seda kiiremini osoon lõpuks laguneb ja seetõttu ka tõhusamalt osooniauk tekib.

Saada oma head tööd teadmistebaasi on lihtne. Kasutage allolevat vormi

Üliõpilased, magistrandid, noored teadlased, kes kasutavad teadmistebaasi oma õpingutes ja töös, on teile väga tänulikud.

postitatud http://www.allbest.ru/

VENEMAA FÖDERATSIOONI TRANSPORDIMINISTEERIUM

FSOUVPO ULJANOVSKI LENNUKÕRGKOOL

TSIVIILLENNUAMET (INSTITUUT)

TEADUSKOND LENNUTOIMING JA LENNULIIKLUSE KONTROLL

PASSOP OSAKOND

ABSTRAKTNE

teemal:Osooniaugud: põhjusedJatagajärjed

Lõpetanud: Bazarov M.A.

Juht: Morozova M.M.

Uljanovski 2012

Sissejuhatus

1. Põhjused

2. Tagajärjed

3. Geograafiline asukoht

4. Tsiviil- ja sõjalennundus osooniaukude tekkes

5. Probleemide lahendamise viisid

Järeldus

Sissejuhatus

Inimtsivilisatsiooni tekkimisega tekkis seal uus tegur, mis mõjutab eluslooduse saatust. Ta on saavutanud tohutu võimu praegusel sajandil ja eriti aastal Hiljuti. 5 miljardil meie kaasaegsel on loodusele sama suur mõju, nagu oleks võinud olla kiviaja inimestel, kui nende arv oleks olnud 50 miljardit inimest ning vabaneva energiahulga võtab maa vastu päike.

Pärast kõrgelt industrialiseeritud ühiskonna tekkimist on inimeste ohtlik sekkumine loodusesse järsult suurenenud, selle sekkumise ulatus on laienenud, muutunud mitmekesisemaks ja ähvardab nüüd muutuda globaalseks ohuks inimkonnale.

Taastumatu tooraine tarbimine suureneb, üha rohkem haritavat maad lahkub majandusest, kuna sellele ehitatakse linnad ja tehased. Maa biosfäär on praegu allutatud kasvavale inimtegevuse mõjule. Samal ajal saab tuvastada mitu kõige olulisemat protsessi, millest ükski ei paranda meie planeedi õhuruumi seisundit.

Ka kogunemine edeneb süsinikdioksiid atmosfääris. Edasine areng see protsess tugevdab soovimatut tõusutendentsi aasta keskmine temperatuur planeedil.

Selle tulemusena kerkis ühiskonna ees dilemma: kas veereda meeletult oma vältimatu surma poole eelseisvas ökoloogilises katastroofis või muuta teadlikult inimese geeniuse loodud võimsad teaduse ja tehnika jõud relvast, mis oli varem pööratud looduse ja inimese enda vastu, nende kaitse ja õitsengu relvaks, relvaks ratsionaalseks keskkonnajuhtimiseks.

Ülemaailmse keskkonnakriisi ähvardab reaalne oht, mida mõistab kogu planeedi elanikkond, ja selle vältimise tõeline lootus peitub pidevas keskkonnahariduses ja inimeste valgustamises.

Maailma Terviseorganisatsioon on määranud, et inimese tervis sõltub 20% pärilikkusest, 20% keskkonnast, 50% elustiilist ja 10% meditsiinist. Paljudes Venemaa piirkondades on 2005. aastaks oodata järgmist inimeste tervist mõjutavate tegurite dünaamikat: ökoloogia osatähtsus kasvab 40%, geneetilise faktori mõju 30%ni, võime säilitada tervist läbi elustiil väheneb 25%-ni ja meditsiini roll 5%-ni.

Iseloomustab praegune olekÖkoloogia kui kriitilise tähtsusega saame tuvastada peamised põhjused, mis põhjustavad keskkonnakatastroofi: reostus, elupaiga mürgistus, atmosfääri hapnikusisalduse vähenemine, osooniaugud.

Selle töö eesmärk oli kokku võtta kirjanduse andmed osoonikihi hävimise põhjuste ja tagajärgede kohta, samuti "osooniaukude" tekkimise probleemi lahendamise viiside kohta.

osoonikihi auk keskkond

1. Põhjused

Osooniauk on osoonikontsentratsiooni lokaalne langus Maa osoonikihis. Teadusringkondades üldtunnustatud teooria kohaselt põhjustas 20. sajandi teisel poolel inimtekkelise faktori kasvav mõju kloori- ja broomi sisaldavate freoonide vabanemise näol osoonikihi olulise hõrenemiseni. .

Teise hüpoteesi kohaselt võib "osooniaukude" moodustumine olla suures osas loomulik ega ole seotud ainult kahjulikud mõjud inimtsivilisatsioon.

Üle 1000 km läbimõõduga osooniaugu avastas esmakordselt 1985. aastal lõunapoolkeral Antarktika kohal rühm Briti teadlasi: J. Shanklin (inglise), J. Farman (inglise), B. Gardiner (inglise keel). ), kes avaldas vastava artikli ajakirjas Nature. Igal augustil ilmus see ja detsembris-jaanuaris lakkas see olemast. Põhjapoolkera kohale Arktikas tekkis veel üks auk, kuid see oli väiksem. Inimarengu praegusel etapil on maailma teadlased tõestanud, et Maal on tohutult palju osooniauke. Kuid kõige ohtlikum ja suurim asub Antarktika kohal.

Erinevate tegurite kombinatsioon viib osooni kontsentratsiooni vähenemiseni atmosfääris, millest peamine on osoonimolekulide surm reaktsioonides erinevaid aineid inimtekkelist ja looduslikku päritolu, puudumine päikesekiirgus polaartalvel eriti stabiilne polaarpööris, mis takistab osooni läbitungimist subpolaarsetelt laiuskraadidelt ja polaarsete stratosfääripilvede (PSC) teket, mille pinnal olevad osakesed katalüüsivad osooni lagunemisreaktsioone. Need tegurid on eriti iseloomulikud Antarktikale, Arktikas on mandripinna puudumise tõttu polaarpeeris palju nõrgem, temperatuur on mitu kraadi kõrgem kui Antarktikas ning PSO-d on vähem levinud ja kipuvad ka lagunema. varasügis. Olles keemiliselt aktiivsed, võivad osoonimolekulid reageerida paljude anorgaaniliste ja orgaaniliste ühenditega. Peamised ained, mis aitavad kaasa osoonimolekulide hävitamisele, on lihtsad ained(vesinik, hapnik, kloor, broomi aatomid), anorgaanilised (vesinikkloriid, lämmastikmonooksiid) ja orgaanilised ühendid(metaan, fluorokloor ja fluorobromofreoonid, mis vabastavad kloori ja broomi aatomeid). Seevastu näiteks hüdrofluorofreoonidele, mis lagunevad fluori aatomiteks, mis omakorda reageerivad kiiresti veega, moodustades stabiilse vesinikfluoriidi. Seega ei osale fluor osooni lagunemisreaktsioonides. Jood ei hävita ka stratosfääri osooni, kuna sisaldab joodi orgaaniline aine tarbitakse troposfääris peaaegu täielikult ära. Osoonikihti käsitlevas artiklis on toodud peamised reaktsioonid, mis aitavad kaasa osooni hävimisele.

Kloor "sööb" nii osooni kui ka aatomi hapnikku üsna kiirete reaktsioonide tõttu:

O3 + Cl = O2 + ClO

СlO + O = Cl + O2

Veelgi enam, viimane reaktsioon viib aktiivse kloori regenereerimiseni. Seega kloori isegi ei tarbita, hävitades osoonikihi.

Suvel ja kevadel osooni kontsentratsioon suureneb. Polaaralade kohal on see alati kõrgem kui ekvatoriaalpiirkondade kohal. Lisaks muutub see 11-aastase tsükli jooksul, mis langeb kokku päikese aktiivsuse tsükliga. Kõik see oli hästi teada juba siis, kui 1980. a. Vaatlused on näidanud, et Antarktika kohal toimub stratosfääri osoonikontsentratsiooni aeglane, kuid pidev langus aastast aastasse. Seda nähtust nimetatakse " osooni auk"(kuigi auku sees pole oma tähendus seda sõna muidugi ei eksisteerinud).

Hiljem, eelmise sajandi 90ndatel, hakkas samasugune langus toimuma ka Arktika kohal. Antarktika “osooniaugu” fenomen pole veel selge: kas “auk” tekkis atmosfääri inimtekkelise reostuse tagajärjel või on tegemist loodusliku geoastrofüüsikalise protsessiga.

Osooniaukude moodustumise versioonide hulgas on järgmised:

aatomiplahvatuste käigus eralduvate osakeste mõju;

rakettide ja kõrglennukite lennud;

keemiatehaste toodetud teatud ainete reaktsioonid osooniga. Need on peamiselt klooritud süsivesinikud ja eriti freoonid – klorofluorosüsivesinikud ehk süsivesinikud, milles kõik või enamik vesiniku aatomid asendatakse fluori ja kloori aatomitega.

Klorofluorosüsivesinikke kasutatakse laialdaselt tänapäevastes majapidamis- ja tööstuskülmikutes (sellepärast nimetatakse neid "freoonideks"), aerosoolpurkides, keemilise puhastusvahendina, tulekahjude kustutamiseks transpordis, vahuainetena, polümeeride sünteesiks. Nende ainete toodang maailmas on jõudnud peaaegu 1,5 miljoni tonnini aastas.

Olles väga lenduv ja üsna vastupidav keemilised mõjud, pärast kasutamist satuvad klorofluorosüsivesinikud atmosfääri ja võivad seal püsida kuni 75 aastat, jõudes osoonikihi kõrgusele. Siin mõju all päikesevalgus need lagunevad, vabastades aatomi kloori, mis toimib osoonikihi peamise "korra rikkujana".

2. Tagajärjed

Osooniauk ohustab elusorganisme, sest osoonikiht kaitseb Maa pinda liigsete dooside eest ultraviolettkiirgust Päike. Osoonikihi nõrgenemine suurendab päikesekiirguse voolu maapinnale ja põhjustab inimeste nahavähkide arvu suurenemist. Samuti alates kõrgem tase kiirgus mõjutab taimi ja loomi.

Stratosfääris olev osoon kaitseb Maad hävitava ultraviolett- ja päikesekiirguse eest. Osoonikihi kahanemine võimaldab Maa pinnale jõuda rohkem päikesekiirgust.

USA Keskkonnakaitseagentuuri andmetel suurendab iga stratosfääri osooni kadu protsent ultraviolettkiirgusega kokkupuudet 1,5–2 protsenti. Inimestele on ultraviolettkiirguse intensiivsuse suurenemine ohtlik eelkõige päikesekiirguse mõju tõttu nahale ja silmadele.

Kiirgus, mille lainepikkus on vahemikus 280 kuni 320 nanomeetrit – UV-kiired, mis on osaliselt osooni poolt blokeeritud – võib põhjustada enneaegset vananemist ja suurenenud arvu vähihaigused nahka, samuti kahju taimedele ja loomadele.

Kiirgust lainepikkusega üle 320 nanomeetri, UV-spekter, osoon praktiliselt ei neeldu ja on tegelikult vajalik inimesele D-vitamiini moodustamiseks. UV-kiirgus lainepikkusega 200-280 nanomeetrit võib põhjustada tõsiseid tagajärgi Sest bioloogilised organismid. Selle spektri kiirgus neeldub aga osoonis peaaegu täielikult. Seega on maise elu “Achilleuse kand” üsna kitsa spektri UV-lainete kiirgus pikkusega 320–280 nanomeetrit. Lainepikkuste lühenemisel suureneb nende võime kahjustada elusorganisme ja DNA-d. Õnneks suureneb osooni võime ultraviolettkiirgust neelata, kui kiirguse lainepikkus väheneb.

· Nahavähi esinemissageduse tõus.

· Supressioon immuunsussüsteem isik.

· Silmakahjustus.

Ultraviolettkiirgus võib kahjustada sarvkesta, silma sidekude, läätse ja võrkkesta. Ultraviolettkiirgus võib põhjustada fotokeratoosi (või lumepimedust), mis sarnaneb silma sarvkesta või sidekoe päikesepõletusega. Osoonikihi kahanemise tagajärjel suurenenud kokkupuude ultraviolettkiirgusega toob kaasa kataraktiga inimeste arvu suurenemise, väidavad raamatu How to Save Our Skin autorid. Katarakt katab silmaläätse, vähendades nägemisteravust ja võib põhjustada pimedaksjäämist.

· Põllukultuuride hävitamine.

3. Geograafiline asukoht

Osoonikihi hõrenemist hakati registreerima 70ndatel. See vähenes eriti märkimisväärselt Antarktika kohal, mis viis levinud väljendi "osooniauk" tekkeni. Väikesed augud on registreeritud ka põhjapoolkeral - Arktika kohal, Plesetski ja Baikonuri kosmodroomide piirkonnas. 1974. aastal püstitasid kaks California ülikooli teadlast – Mario Molina ja Sherward Rowland – hüpoteesi, et osooni hävitamise peamiseks teguriks on külmutus- ja parfüümitööstuses kasutatavad freoongaasid. Vähem olulised osoonikihti kahandavad tegurid on rakettide ja ülehelikiirusega lennukite lennud.

"Osooniaukude" asukoht kipub lokaliseerima positiivseid globaalseid magnetanomaaliaid. Lõunapoolkeral on see Antarktika ja põhjapoolkeral Ida-Siberi globaalne magnetiline anomaalia. Pealegi kasvab Siberi anomaalia jõud nii tugevalt, et isegi Novosibirskis kasvab geomagnetvälja vertikaalkomponent igal aastal 30 gamma (nanotesla) võrra.

Osoonikihi kadu Arktika basseini kohal oli tänavu nii märkimisväärne, et esimest korda vaatluste ajaloos saame rääkida Antarktikaga sarnase “osooniaugu” tekkest. Üle 20 km kõrgusel oli osoonikadu umbes 80%. Tõenäoline põhjus Seda nähtust nimetatakse nendel laiuskraadidel stratosfääris suhteliselt madalate temperatuuride ebaharilikult pikaks püsimiseks.

4. Tsiviil- ja sõjalennunduse roll haridusesosooniaugud

Osoonikihi hävimist soodustavad mitte ainult atmosfääri paiskuvad ja stratosfääri sattuvad freoonid. Osoonikihi hävitamisel osalevad ka lämmastikoksiidid, mis tekivad tuumaplahvatuste käigus. Kuid lämmastikoksiidid tekivad ka kõrglennukite turboreaktiivmootorite põlemiskambrites. Lämmastikoksiidid tekivad seal leiduvast lämmastikust ja hapnikust. Mida kõrgem on temperatuur, st mida suurem on mootori võimsus, seda suurem on lämmastikoksiidide moodustumise kiirus.

5. Probleemide lahendamise viisid

Globaalse taastamise alustamiseks on vaja vähendada kõigi osooni väga kiiresti hävitavate ja seal pikka aega säilitatavate ainete juurdepääsu atmosfääri.

Samuti peame meie - kõik inimesed - seda mõistma ja aitama loodusel käivitada osoonikihi taastamise protsess, vaja on uusi metsaistutusi, lõpetada metsade raiumine teistele riikidele, kes mingil põhjusel oma raiuda ei taha, vaid raha teenida. meie metsadest.

Osoonikihi taastamiseks tuleb see uuesti laadida. Algul kavatseti selleks otstarbeks luua mitu maapealset osoonitehast ja kaubalennukitel osooni atmosfääri ülemistesse kihtidesse “visata”. Seda projekti (ilmselt oli see esimene planeedi "ravimise" projekt) aga ei rakendatud.

Vene konsortsium Interozon pakub välja teistsuguse viisi: osooni tootmine otse atmosfääris. Lähiajal plaanitakse koos Saksa firmaga Daza tõsta 15 km kõrgusele infrapunalaseritega õhupalle, mille abil saab toota kaheaatomilisest hapnikust osooni.

Kui see katse osutub edukaks, on edaspidi plaanis kasutada venelase kogemust orbitaaljaam"Mir" ja looge 400 km kõrgusel mitu energiaallikate ja laseritega kosmoseplatvormi. Laserkiired on suunatud poole keskosa osoonikihti ja toidab seda pidevalt. Energiaallikaks võib olla päikesepaneelid. Nendel platvormidel olevaid astronaude nõutakse ainult perioodiliste ülevaatuste ja remonditööde jaoks.

Järeldus

Inimmõju potentsiaal loodusele kasvab pidevalt ja on juba jõudnud tasemele, kus on võimalik tekitada biosfäärile korvamatut kahju. See ei ole esimene kord, kui aine, mis pikka aega Seda peeti täiesti kahjutuks, kuid osutus äärmiselt ohtlikuks. Kakskümmend aastat tagasi ei osanud keegi arvata, et tavaline aerosoolballoon võib kujutada tõsist ohtu planeedile tervikuna. Kahjuks ei ole alati võimalik õigeaegselt ennustada, kuidas see või teine ühend mõjutab biosfääri. CFC-de puhul oli aga selline võimalus olemas: kõik keemilised reaktsioonid, mis kirjeldavad osooni lagunemise protsessi freoonide poolt, on ülilihtsad ja tuntud juba üsna pikka aega. Kuid isegi pärast CFC-probleemi sõnastamist 1974. aastal oli Ameerika Ühendriigid ainus riik, kes võttis mingeid meetmeid CFC-de tootmise vähendamiseks, ja need meetmed olid täiesti ebapiisavad. Vaja oli piisavalt tugevat demonstratsiooni CFC-de ohtude kohta, et võtta tõsiseid meetmeid ülemaailmsel tasandil. Tuleb märkida, et isegi pärast osooniaugu avastamist oli Montreali konventsiooni ratifitseerimine omal ajal ohus. Võib-olla õpetab CFC probleem meid suhtuma suurema tähelepanu ja ettevaatusega kõigisse inimtegevuse tagajärjel biosfääri sattuvatesse ainetesse.

Ajaloolise ja tänapäevase kliimamuutuse probleem on osutunud väga keeruliseks ega leia lahendust ühefaktorilise determinismi skeemides. Süsinikdioksiidi kontsentratsiooni suurenemise kõrval mängivad olulist rolli geomagnetvälja arenguga seotud muutused osonosfääris. Uute hüpoteeside väljatöötamine ja testimine on vajalik tingimus mustrite tundmine üldine vereringe atmosfäär ja muud biosfääri mõjutavad geofüüsikalised protsessid.

Postitatud saidile Allbest.ru

...

Sarnased dokumendid

Keskkonnakatastroofi põhjustavad põhjused. Osooniaugu määratlus, selle tekkemehhanism ja tagajärjed. Osoonikihi taastamine. Üleminek osoonisäästlikele tehnoloogiatele. Valed arusaamad osooniaugust. Freoonid on osooni hävitajad.

esitlus, lisatud 07.10.2012

Osooniaugud ja nende tekkepõhjused. Osoonikihi hävitamise allikad. Osooniauk Antarktika kohal. Meetmed osoonikihi kaitsmiseks. Komponentide optimaalse täiendavuse reegel. Seadus N.F. Reimers ökosüsteemide hierarhia hävitamisest.

test, lisatud 19.07.2010

Osooniaukude tekke teooriad. Osoonikihi spekter Antarktika kohal. Halogeenide reaktsiooni skeem stratosfääris, sealhulgas nende reaktsioonid osooniga. Meetmete võtmine kloori ja broomi sisaldavate freoonide heitkoguste piiramiseks. Osoonikihi hävimise tagajärjed.

esitlus, lisatud 14.05.2014

Üldine kontseptsioon osooniaugust, selle tekke tagajärgedest. 1000 km läbimõõduga osooniauk lõunapoolkeral Antarktika kohal. Molekulisiseste sidemete purunemise põhjused, osoonimolekuli muutumine hapnikumolekuliks. Osoonikihi taastamine.

esitlus, lisatud 12.01.2013

Osoonikihi asukoha, funktsioonide ja tähenduse tunnused, mille kahanemine võib oluliselt mõjutada maailmamere ökoloogiat. "Osooniaugu" moodustumise mehhanismid on mitmesugused inimtekkelised sekkumised. Probleemi lahendamise viisid.

test, lisatud 14.12.2010

Kohalik keskkonnakriis. Ökoloogilised probleemidõhkkond. Osoonikihi probleem. Kasvuhooneefekti kontseptsioon. Happevihm. Tagajärjed happeline sade. Atmosfääri isepuhastumine. Millised on peamised prioriteedid? Mis on tähtsam: ökoloogia või teaduse ja tehnika areng.

abstraktne, lisatud 14.03.2007

Atmosfääri keemilise saastamise eripära, ohud kasvuhooneefekt. Happevihmad, osooni kontsentratsiooni roll atmosfääris, kaasaegsed probleemid osoonikiht. Sõidukite heitgaasidest tulenev õhusaaste, probleemi olukord Moskvas.

kursusetöö, lisatud 17.06.2010

Stratosfääri osooni kontsentratsiooni vähenemine. Mis on osooniauk ja selle tekkimise põhjused. Osonosfääri hävimise protsess. Päikese ultraviolettkiirguse neeldumine. Antropogeenne õhusaaste. Geoloogilised saasteallikad.

esitlus, lisatud 28.11.2012

Osooniauk on osoonikihi lokaalne langus. Osoonikihi roll Maa atmosfääris. Freoonid on peamised osooni hävitajad. Osoonikihi taastamise meetodid. Happevihmad: olemus, põhjused ja negatiivne mõju looduse kohta.

esitlus, lisatud 14.03.2011

Globaalse reostuse probleemi uurimine looduskeskkond tööstus- ja põllumajandusettevõtted. Atmosfääri osoonikihi rikkumise tunnused, happevihm, kasvuhooneefekt. Värvide ja lakkide jäätmete taaskasutamise kirjeldused.

OSOONAAUK - lõhe osonosfääris (läbimõõduga üle 1000 km), mis tekkis Antarktika kohale ja liigub Austraalia asustatud piirkondadesse. Paljud inimesed ei mõista, miks Antarktikas tekib osooniauk, kui põhilised freoonide heitkogused tekivad põhjapoolkeral. Üle 1000 km läbimõõduga osooniaugu avastas esmakordselt 1985. aastal lõunapoolkeral Antarktika kohal Briti teadlaste rühm eesotsas George Farmaniga.

Osooniauk on osoonikontsentratsiooni lokaalne langus Maa osoonikihis. Põhjapoolkera kohale Arktikas tekkis veel üks auk, kuid see oli väiksem. Inimarengu praegusel etapil on maailma teadlased tõestanud, et Maal on tohutult palju osooniauke. Kuid kõige ohtlikum ja suurim asub Antarktika kohal.

Kuidas osooniaugud tekivad? Kuidas neid parandada?

Rowland ja Molina väitsid, et klooriaatomid võivad stratosfääris põhjustada suures koguses osooni hävitamist. Mõnikord väidetakse, et kuna freoonimolekulid on palju raskemad kui lämmastik ja hapnik, ei jõua nad märkimisväärses koguses stratosfääri. Seetõttu jaotuvad isegi sellised rasked gaasid nagu inertgaasid või freoonid atmosfääris ühtlaselt, sealhulgas jõuavad stratosfääri.

Madala reaktsioonivõime tõttu neid atmosfääri madalamates kihtides praktiliselt ei tarbita ja nende eluiga on mitu aastat või isegi aastakümneid. Sel ajal polaarpiirkond Päike ei valgusta ja osooni seal ei teki.

Osoonikihi avastajad olid prantsuse füüsikud Charles Fabry ja Henri Buisson. 1912. aastal suutsid nad ultraviolettkiirguse spektroskoopiliste mõõtmiste abil tõestada osooni olemasolu Maast kaugemates atmosfäärikihtides. Osoonikihi kaitse Viini konventsioon võeti vastu 1985. aastal ja Montreali protokoll 1987. aastal. Mõned neist suudavad jõuda maapinnani ja difundeeruda läbi pragude atmosfääri.

Aastaks 1992 sai tähistatud teaduslikud teemad, et juba üle Antarktika põhjapoolkera on tekkinud teine, palju väiksema läbimõõduga osooniauk. Ja 2008. aastal saavutas Antarktikas avastatud esimese osooninähtuse läbimõõt maksimaalse rekordilise suuruse – 27 miljonit ruutkilomeetrit. Kuna osoonikiht on loodud kaitsma meie planeedi pinda liigse ultraviolettkiirguse päikesekiirguse eest, võib osooniauke pidada elusorganismidele tõeliselt ohtlikuks nähtuseks.

20–50 kilomeetri kõrgusel Maa pinnast on atmosfääris osoonikiht. Osoon on eriline kuju hapnikku. Atmosfääri osoonikiht on väga õhuke. Kui kogu saadaolev atmosfääriosoon kataks ühtlaselt 45 ruutkilomeetri suuruse ala, oleks tulemuseks 0,3 sentimeetri paksune kiht.

Mis on osoonikiht ja miks on selle hävitamine kahjulik?

1978. aastal, tuginedes andmetele freoonide mõju kohta atmosfääri osoonikihile, keelas Ameerika Ühendriikide (USA) valitsus freooni sisaldavate aerosoolide tootmise ja müügi. Tõsi, aerosoolitootjad ja koos nendega paljud teadlased peavad osoonikihi hävitamise teooriat ebaveenvaks. 1985. aastal tegid Briti teadlased hämmastava avastuse. Nad avastasid Antarktika kohal osoonikihis tohutu "augu". See Ameerika Ühendriikide suurune auk ilmub igal kevadel.

Antarktika kohal stratosfääris igal aastal tekkiva niinimetatud osooniaugu pindala on 1,7 korda suurem kui kontinendi enda pindala, teatas Jaapani riiklik meteoroloogiaamet. Osooniauk on põhjustatud osoonikihi kahanemisest selliste gaaside nagu freoon toimel ja see tekib igal aastal augustist detsembrini.

Osooniaugud – põhjused ja tagajärjed

See ilmus igal aastal augustis ja lakkas eksisteerimast detsembris-jaanuaris. Seega ei osale fluor osooni lagunemisreaktsioonides. Jood ei hävita ka stratosfääri osooni, kuna joodi sisaldavad orgaanilised ained tarbitakse troposfääris peaaegu täielikult ära.

Halosüsivesinikke leidub ka hüdrotermiliste ventilatsiooniavade gaasides. Seega aitavad 1991. aastal Filipiinide saartel Pinatubo mäe purske ajal stratosfääri sattunud tahked osakesed endiselt kaasa osooniaukude tekkele. Osooniauk kujutab endast ohtu elusorganismidele, sest osoonikiht kaitseb Maa pinda Päikesest tuleva ultraviolettkiirguse liigsete annuste eest.

Atmosfääris osooniaukude avastamise ajalugu

Antarktika kohal eksisteerib pidevalt osooni “auk” (osooni kontsentratsiooni langus atmosfääris); suureneb talvel ja saavutab maksimumi kevadel. Ja "osoonikihi täielikku taastamist" ei saa toimuda. Tuleb märkida, et osoon on ebastabiilne gaas, selle molekulid lagunevad üsna kiiresti. Antarktika osooniauku on pidevalt jälgitud alates 1987. aastast; On kindlaks tehtud, et selle mõõtmed on ligikaudu stabiilsed - 21 kuni 30 miljonit ruutkilomeetrit.

Osoonikiht asub stratosfääris umbes 25 kilomeetri kõrgusel maapinnast. Ja jälle on osooniaukude tekkimises süüdi inimesed. Ei, muidugi, nad ei hävitanud sõna otseses mõttes osoonikihti.

Päikesekiirguse puudumise tõttu polaaröödel osooni ei teki. See väide kehtib keskmiste ja kõrgete laiuskraadide kohta. Ülejäänud osas põhjustab klooritsükkel vaid 15–25% osoonikadu stratosfääris. DuPont, pärast andmete avaldamist freoonide osalemise kohta stratosfääri osooni hävitamises, suhtus sellesse teooriasse vaenulikult ja kulutas miljoneid dollareid pressikampaaniale freoonide kaitsmiseks.

Nende kontsentratsioonide eksperimentaalsed mõõtmised atmosfääris kinnitavad seda, vt näiteks paremalt graafikut CFC-11 freooni jaotusest kõrguse järgi. Aga see pole tõsi. Nii krüptoonil, mille aatommass on 84, kui ka heeliumil, mille aatommass on 4, on sama suhteline kontsentratsioon nii pinna lähedal kui ka kuni 100 km kõrgusel.

See osooniauk, mis ilmub igal aastal augustis, kadus detsembrist jaanuarini. Seevastu näiteks hüdrofluorofreoonidele, mis lagunevad fluori aatomiteks, mis omakorda reageerivad kiiresti veega, moodustades stabiilse vesinikfluoriidi. Fakt on see, et freoonid on troposfääris ja stratosfääris hästi segunenud. Sellise interaktsiooni kohas osoonikiht hävib ja kaob. Osooniaugu avastas esmakordselt 1985. aastal Briti teadlaste rühm eesotsas Joe Farmaniga.

Kõigepealt tuleb selgeks teha, et osooniauk, vastupidiselt oma nimele, ei ole auk atmosfääris. Osoonimolekul erineb tavalisest hapnikumolekulist selle poolest, et see koosneb mitte kahest, vaid kolmest omavahel ühendatud hapnikuaatomist. Atmosfääris on osoon koondunud nn osoonikiht, umbes 30 km kõrgusel stratosfääris. Selles kihis toimub imendumine ultraviolettkiired, mida kiirgab Päike, muidu päikesekiirgus võib põhjustada suurt kahju elule Maa pinnal. Seetõttu väärib igasugust ohtu osoonikihile väga tõsiselt võtta. 1985. aastal avastasid lõunapoolusel töötavad Briti teadlased, et Antarktika kevade ajal oli sealse atmosfääri osoonitase normist oluliselt madalam. Igal aastal samal ajal osooni hulk vähenes – vahel suuremal, vahel vähemal määral. Sarnased, kuid vähem väljendunud osooniaugud tekkisid ka üle põhjapoolus— arktilise kevade ajal.

Järgnevatel aastatel leidsid teadlased, miks osooniauk ilmub. Kui päike loojub ja algab pikk polaaröö, langeb temperatuur ja tekivad jääkristalle sisaldavad kõrged stratosfääripilved. Nende kristallide välimus põhjustab mitmeid komplekse keemilised reaktsioonid, mis viib molekulaarse kloori akumuleerumiseni (kloori molekul koosneb kahest ühendatud klooriaatomist). Kui päike ilmub ja algab Antarktika kevad, katkevad ultraviolettkiirte mõjul molekulisisesed sidemed ja atmosfääri tormab klooriaatomite voog. Need aatomid toimivad katalüsaatoritena reaktsioonides, mis muudavad osooni lihtsaks hapnikuks, toimides vastavalt järgmisele kahele skeemile:

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

Nende reaktsioonide tulemusena muudetakse osoonimolekulid (O 3) hapnikumolekulideks (O 2), kusjuures algsed klooriaatomid jäävad vabasse olekusse ja osalevad uuesti selles protsessis (iga kloorimolekul hävitab miljon osoonimolekuli enne, kui nad saavad). eemaldatakse atmosfäärist muude keemiliste reaktsioonidega). Selle transformatsiooniahela tulemusena hakkab osoon Antarktika kohal atmosfäärist kaduma, moodustades osooniaugu. Kuid peagi, soojenemisega, hävivad Antarktika keerised, Värske õhk(sisaldab uut osooni) tormab piirkonda ja auk kaob.

1987. aastal rahvusvaheline konverents, mis on pühendatud osoonikihi ohule, ja tööstuslik arenenud riigid nõustus tootmist vähendama ja lõpuks lõpetama klooritud ja fluoritud süsivesinikud (klorofluorosüsivesinikud, CFC-d) - osoonikihti hävitavad kemikaalid. 1992. aastaks oli nende ainete asendamine ohututega nii edukas, et 1996. aastaks otsustati need täielikult hävitada. Tänapäeval usuvad teadlased, et umbes viiekümne aasta pärast taastub osoonikiht täielikult.

Viimasel ajal on avalikkusele üha enam muret tekitanud keskkonnateema – keskkonna, loomade kaitsmine, kahjulike ja ohtlike heitmete hulga vähendamine. Kindlasti on kõik kuulnud ka sellest, mis on osooniauk ja et neid leidub Maa tänapäevases stratosfääris palju. See on tõsi.

Kaasaegne inimtekkeline tegevus ja tehnoloogiline areng ohustavad loomade ja taimede olemasolu Maal, aga ka inimeste elusid.

Osoonikiht on stratosfääris paikneva sinise planeedi kaitsekiht. Selle kõrgus on maapinnast ligikaudu kakskümmend viis kilomeetrit. Ja see kiht moodustub hapnikust, mis päikesekiirguse mõjul läbib keemilised muutused. Osooni kontsentratsiooni kohalikku langust (tavakeeles on see üldtuntud “auk”) põhjustavad praegu mitmed põhjused. Esiteks on see muidugi inimtegevus (nii tootmine kui igapäevaelu). Siiski on arvamusi, et osoonikiht hävib eranditult inimestega mitteseotud loodusnähtuste mõjul.

Antropogeenne mõju

Olles mõistnud, mis on osooniauk, tuleb välja selgitada, milline inimtegevus selle ilmumisele kaasa aitab. Esiteks on need aerosoolid. Iga päev kasutame deodorante, juukselakke, pihustuspudelitega tualettvett ega mõtle sageli sellele, et sellel on kahjulik mõju planeedi kaitsekihile.

Fakt on see, et meile harjunud purkides olevad ühendid (sh broom ja kloor) reageerivad kergesti hapnikuaatomitega. Seetõttu hävib osoonikiht, mis muutub pärast selliseid keemilisi reaktsioone täiesti kasututeks (ja sageli ka kahjulikeks) aineteks.

Osoonikihti hävitavaid ühendeid leidub ka elupäästvates. suvine kuumus kliimaseadmetes, samuti külmutusseadmetes. Ka inimeste laialdane tööstustegevus nõrgestab maakera kaitsevõimet. Seda rõhub tööstusvesi (osa kahjulikke aineid aurustub aja jooksul), saastades stratosfääri ja autosid. Viimast, nagu statistika näitab, on iga aastaga aina rohkem. Mõjutab negatiivselt osoonikihti ja

Loomulik mõju

Teades, mis on osooniauk, peab teil olema ka ettekujutus sellest, kui palju neid on meie planeedi pinna kohal. Vastus valmistab pettumuse: maises kaitses on palju lünki. Need on väikesed ja kujutavad endast sageli mitte auku, vaid väga õhukest allesjäänud osoonikihti. Siiski on ka kaks tohutut kaitsmata ruumi. See on Arktika ja Antarktika osooniauk.

Maa pooluste kohal olev stratosfäär ei sisalda peaaegu üldse kaitsekihti. Millega see seotud on? Seal pole autosid ja tööstuslik tootmine. See kõik on umbes loomulik mõju, teine põhjus, miks sooja ja külma õhuvoolu kokkupõrkes tekivad polaarpöörised. Need gaasimoodustised sisaldavad suuri koguseid lämmastikhape, mis väga madalal temperatuuril reageerib osooniga.

Keskkonnakaitsjad hakkasid häirekella lööma alles kahekümnendal sajandil. Hävitavad loomad, mis jõuavad maapinnale osoonibarjääri kokku puutumata, võivad inimestel põhjustada nahavähki ning paljude loomade ja taimede (peamiselt mereloomade) surma. Niisiis, rahvusvahelised organisatsioonid Keelati peaaegu kõik ühendid, mis hävitavad meie planeedi kaitsekihti. Arvatakse, et isegi kui inimkond peatab järsult igasuguse negatiivse mõju osoonile stratosfääris, ei kao praegu olemasolevad augud niipea. Seda seletatakse asjaoluga, et juba tippu jõudnud freoonid suudavad atmosfääris iseseisvalt eksisteerida veel aastakümneid.