Odoslanie vašej dobrej práce do databázy znalostí je jednoduché. Použite nižšie uvedený formulár

dobrá práca na stránku">

Študenti, postgraduálni študenti, mladí vedci, ktorí pri štúdiu a práci využívajú vedomostnú základňu, vám budú veľmi vďační.

Uverejnené dňa http://www.allbest.ru/

MINISTERSTVO DOPRAVY RUSKEJ FEDERÁCIE

VYŠŠIA LETECKÁ ŠKOLA FSOUVPO UĽANOVSK

CIVILNÉ LETECTVO (ÚSTAV)

FAKULTA LETOVEJ PREVÁDZKY A RIADENIA LETOVEJ PREVÁDZKY

ODDELENIE PASOP

ABSTRAKT

na tému:Ozónové diery: príčinyAdôsledky

Doplnil: Bazarov M.A.

Vedúci: Morozová M.M.

Uljanovsk 2012

Úvod

1. Dôvody

2. Dôsledky

3. Geografická poloha

4. Úloha civilného a vojenského letectva vo vzdelávaní ozónové diery

5. Spôsoby riešenia problémov

Záver

Úvod

So vznikom ľudskej civilizácie sa objavil nový faktor, ktorý ovplyvnil osud živej prírody. Obrovskú moc dosiahol v súčasnom storočí a najmä v r v poslednej dobe. 5 miliárd našich súčasníkov má vplyv na prírodu v rovnakom rozsahu, ako by mohli mať ľudia z doby kamennej, keby ich počet bol 50 miliárd ľudí a množstvo uvoľnenej energie prijíma Zem zo Slnka.

Od vzniku vysoko industrializovanej spoločnosti sa nebezpečný zásah človeka do prírody prudko zvýšil, rozsah tohto zásahu sa rozšíril, stal sa rozmanitejším a teraz hrozí, že sa stane globálnym nebezpečenstvom pre ľudstvo.

Spotreba neobnoviteľných surovín sa zvyšuje, z ekonomiky odchádza čoraz viac ornej pôdy, keďže sa na nej stavajú mestá a továrne. Biosféra Zeme je v súčasnosti vystavená rastúcemu antropogénnemu vplyvu. Zároveň možno identifikovať niekoľko najvýznamnejších procesov, z ktorých žiadny nezlepšuje stav vzdušného priestoru našej planéty.

Napreduje aj hromadenie oxidu uhličitého v atmosfére. Ďalší vývoj Tento proces posilní nežiaduci trend zvyšovania priemernej ročnej teploty na planéte.

V dôsledku toho sa pred spoločnosťou objavila dilema: buď sa bezhlavo vrátiť k svojej nevyhnutnej smrti v blížiacej sa environmentálnej katastrofe, alebo vedome premeniť výtvory vytvorené géniom človeka. mocné sily veda a technika zo zbrane, ktorá sa predtým obrátila proti prírode a samotnému človeku, na zbraň na ich ochranu a blahobyt, na zbraň na racionálne využívanie prírodných zdrojov.

Svetom sa črtá skutočná hrozba globálnej environmentálnej krízy, ktorej rozumie celá populácia planéty a skutočná nádej na jej predchádzanie spočíva v sústavnej environmentálnej výchove a osvete ľudí.

Svetová zdravotnícka organizácia určila, že zdravie človeka z 20 % závisí od jeho dedičnosti a z 20 % od jeho stavu. životné prostredie, 50 % zo životného štýlu a 10 % z medicíny. V mnohých regiónoch Ruska sa do roku 2005 očakáva nasledujúca dynamika faktorov ovplyvňujúcich ľudské zdravie: úloha ekológie sa zvýši na 40 %, vplyv genetického faktora sa zvýši na 30 %, schopnosť udržať si zdravie prostredníctvom životný štýl sa zníži na 25 % a úloha medicíny sa zníži na 5 %.

Charakterizujúce aktuálny stav Ekológia, ako kritická, môžeme identifikovať hlavné dôvody, ktoré vedú k environmentálnej katastrofe: znečistenie, otrava biotopu, vyčerpanie atmosféry kyslíkom, ozónové diery.

Cieľom tejto práce bolo zhrnúť literárne údaje o príčinách a dôsledkoch deštrukcie ozónovej vrstvy, ako aj o spôsoboch riešenia problému vzniku „ozónových dier“.

ozónová vrstva diera životného prostredia

1. Dôvody

Ozónová diera je lokálny pokles koncentrácie ozónu v ozónovej vrstve Zeme. Podľa všeobecne uznávanej teórie vo vedeckej komunite viedol v druhej polovici 20. storočia zvyšujúci sa vplyv antropogénneho faktora v podobe uvoľňovania freónov obsahujúcich chlór a bróm k výraznému stenčovaniu ozónovej vrstvy. .

Podľa inej hypotézy môže byť proces tvorby „ozónových dier“ z veľkej časti prirodzený a nesúvisí len s ním škodlivé účinkyľudská civilizácia.

Ozónovú dieru s priemerom viac ako 1000 km prvýkrát objavila v roku 1985 na južnej pologuli nad Antarktídou skupina britských vedcov: J. Shanklin (anglicky), J. Farman (anglicky), B. Gardiner (anglicky ), ktorý publikoval zodpovedajúci článok v časopise Nature. Každý august sa objavil a v decembri - januári prestal existovať. Ďalšia diera sa tvorila nad severnou pologuľou v Arktíde, ale menšej veľkosti. V tomto štádiu ľudského vývoja svetoví vedci dokázali, že na Zemi je obrovské množstvo ozónových dier. Ale najnebezpečnejší a najväčší sa nachádza nad Antarktídou.

Kombinácia faktorov vedie k zníženiu koncentrácie ozónu v atmosfére, z ktorých hlavným je smrť molekúl ozónu pri reakciách s rôzne látky antropogénne a prírodného pôvodu, absencia slnečného žiarenia počas polárnej zimy, obzvlášť stabilný polárny vír, ktorý bráni prenikaniu ozónu zo subpolárnych zemepisných šírok, a tvorba polárnych stratosférických oblakov (PSC), na povrchu ktorých častice katalyzujú reakcie rozpadu ozónu. Tieto faktory sú charakteristické najmä pre Antarktídu v Arktíde, polárny vír je oveľa slabší v dôsledku absencie kontinentálneho povrchu, teplota je o niekoľko stupňov vyššia ako v Antarktíde a PSO sú menej časté a majú tiež tendenciu k rozpadu; skorá jeseň. Keďže sú molekuly ozónu chemicky aktívne, môžu reagovať s mnohými anorganickými a organickými zlúčeninami. Hlavnými látkami, ktoré prispievajú k ničeniu molekúl ozónu, sú jednoduché látky(atómy vodíka, kyslíka, chlóru, brómu), anorganické (chlórovodík, oxid dusnatý) a organické zlúčeniny (metán, fluórchlór a fluórbróm freóny, ktoré uvoľňujú atómy chlóru a brómu). Na rozdiel napríklad od hydrofluorofreónov, ktoré sa rozkladajú na atómy fluóru, ktoré zase rýchlo reagujú s vodou za vzniku stabilného fluorovodíka. Fluór sa teda nezúčastňuje na reakciách rozkladu ozónu. Jód tiež neničí stratosférický ozón, pretože obsahuje jód organickej hmoty sú takmer úplne spotrebované v troposfére. Hlavné reakcie, ktoré prispievajú k ničeniu ozónu, sú uvedené v článku o ozónovej vrstve.

Chlór „požiera“ ozón aj atómový kyslík v dôsledku pomerne rýchlych reakcií:

O3 + Cl = O2 + ClO

C10 + O = Cl + O2

Navyše táto posledná reakcia vedie k regenerácii aktívneho chlóru. Chlór sa teda ani nespotrebováva a ničí ozónovú vrstvu.

V lete a na jar sa koncentrácie ozónu zvyšujú. Nad polárnymi oblasťami je vždy vyššia ako nad rovníkovými oblasťami. Okrem toho sa mení v 11-ročnom cykle, ktorý sa zhoduje s cyklom slnečnej aktivity. To všetko bolo dobre známe už v 80. rokoch 20. storočia. Pozorovania ukázali, že nad Antarktídou dochádza z roka na rok k pomalému, ale trvalému poklesu koncentrácií stratosférického ozónu. Tento jav sa nazýva „ozónová diera“ (hoci tam žiadna diera nie je správny význam toto slovo, samozrejme, neexistovalo).

Neskôr, v 90. rokoch minulého storočia, sa rovnaký pokles začal objavovať aj nad Arktídou. Fenomén antarktickej „ozónovej diery“ zatiaľ nie je jasný: či „diera“ vznikla v dôsledku antropogénneho znečistenia atmosféry, alebo ide o prirodzený geoastrofyzikálny proces.

Medzi verzie tvorby ozónových dier patria:

vplyv častíc emitovaných počas atómových výbuchov;

lety rakiet a výškových lietadiel;

reakcie s ozónom určitých látok produkovaných chemickými závodmi. Sú to predovšetkým chlórované uhľovodíky a najmä freóny - chlórfluórované uhľovodíky, alebo uhľovodíky, v ktorých sú všetky alebo väčšina atómov vodíka nahradené atómami fluóru a chlóru.

Chlórfluórované uhľovodíky sa široko používajú v moderných domácich a priemyselných chladničkách (preto sa nazývajú „freóny“), v aerosólových nádobách, ako chemické čistiace prostriedky, na hasenie požiarov v doprave, ako penotvorné činidlá a na syntézu polymérov. Svetová produkcia týchto látok dosiahla takmer 1,5 milióna ton/rok.

Chlorofluorokarbóny, ktoré sú vysoko prchavé a celkom odolné voči chemickým vplyvom, sa po použití dostávajú do atmosféry a môžu v nej zostať až 75 rokov, pričom dosiahnu výšku ozónovej vrstvy. Tu sa pod vplyvom slnečného žiarenia rozkladajú a uvoľňujú atómový chlór, ktorý slúži ako hlavný „narušiteľ poriadku“ v ozónovej vrstve.

2. Dôsledky

Ozónová diera predstavuje nebezpečenstvo pre živé organizmy, pretože ozónová vrstva chráni povrch Zeme pred nadmernými dávkami ultrafialového žiarenia zo Slnka. Oslabenie ozónovej vrstvy zvyšuje tok slnečného žiarenia na zem a spôsobuje nárast počtu ľudí rakoviny kožu. Tiež od vyššiu úroveňžiarenie ovplyvňuje rastliny a zvieratá.

Ozón v stratosfére chráni Zem pred ničivým ultrafialovým a slnečným žiarením. Umožní to vyčerpanie ozónovej vrstvy viac slnečné žiarenie dopadá na povrch Zeme.

Každé percento straty stratosférického ozónu má za následok 1,5 až 2-percentné zvýšenie vystavenia ultrafialovému slnečnému žiareniu, podľa Agentúry pre ochranu životného prostredia USA. Pre človeka je zvýšenie intenzity ultrafialového žiarenia nebezpečné predovšetkým vplyvom slnečného žiarenia na pokožku a oči.

Žiarenie s vlnovými dĺžkami v spektre od 280 do 320 nanometrov - UV lúče, ktoré sú čiastočne blokované ozónom - môže spôsobiť predčasné starnutie a rastúce počty rakovinové ochorenia kože, ako aj poškodenie rastlín a živočíchov.

Žiarenie s vlnovou dĺžkou väčšou ako 320 nanometrov, UV spektrum, ozón prakticky neabsorbuje a je pre človeka skutočne nevyhnutné na tvorbu vitamínu D. UV žiarenie s vlnovou dĺžkou v spektre 200 - 280 nanometrov môže spôsobiť vážne následky Pre biologických organizmov. Žiarenie z tohto spektra je však takmer úplne absorbované ozónom. „Achilovou pätou“ pozemského života je teda žiarenie pomerne úzkeho spektra UV vĺn s dĺžkou od 320 do 280 nanometrov. So skracovaním vlnových dĺžok sa zvyšuje ich schopnosť poškodzovať živé organizmy a DNA. Schopnosť ozónu absorbovať ultrafialové žiarenie sa našťastie zvyšuje so znižovaním vlnovej dĺžky žiarenia.

· Zvyšujúci sa výskyt rakoviny kože.

· Potlačenie imunitný systém osoba.

· Poškodenie očí.

Ultrafialové žiarenie môže poškodiť rohovka oči, spojivová membrána oka, šošovky a sietnice. Ultrafialové žiarenie môže spôsobiť fotokeratózu (alebo snežnú slepotu), podobne ako spálenie rohovky alebo spojivového tkaniva oka. Zvýšená expozícia ultrafialovému žiareniu v dôsledku poškodzovania ozónovej vrstvy povedie podľa autorov knihy How to Save Our Skin k zvýšeniu počtu ľudí so šedým zákalom. Sivý zákal pokrýva očnú šošovku, znižuje zrakovú ostrosť a môže spôsobiť slepotu.

· Ničenie úrody.

3. Geografická poloha

Rednutie ozónovej vrstvy sa začalo zaznamenávať v 70. rokoch. Obzvlášť výrazne sa znížil nad Antarktídou, čo viedlo k vzniku spoločného výrazu „ozónová diera“. Malé diery sú zaznamenané aj na severnej pologuli - nad Arktídou, v oblasti kozmodrómov Plesetsk a Bajkonur. V roku 1974 dvaja vedci z Kalifornskej univerzity - Mario Molina a Sherward Rowland - vyslovili hypotézu, že hlavným faktorom ničenia ozónu sú freónové plyny používané v chladiarenskom a voňavkárskom priemysle. Menej významnými faktormi poškodzujúcimi ozónovú vrstvu sú lety rakiet a nadzvukových lietadiel.

Umiestnenie „ozónových dier“ má tendenciu lokalizovať pozitívne globálne magnetické anomálie. Na južnej pologuli je to Antarktída a na severnej pologuli je to východosibírska globálna magnetická anomália. Sila sibírskej anomálie navyše rastie tak silno, že aj v Novosibirsku vertikálna zložka geomagnetického poľa rastie ročne o 30 gama (nanotesla).

Strata ozónovej vrstvy nad arktickou kotlinou bola tento rok taká výrazná, že po prvý raz v histórii pozorovaní môžeme hovoriť o vzniku „ozónovej diery“ podobnej tej antarktickej. Vo výškach nad 20 km bola strata ozónu asi 80 %. Pravdepodobná príčina Tento jav sa nazýva nezvyčajne dlhé pretrvávanie relatívne nízkych teplôt v stratosfére v týchto zemepisných šírkach.

4. Úloha civilného a vojenského letectva vo vzdelávaníozónové diery

Deštrukciu ozónovej vrstvy uľahčujú nielen freóny uvoľnené do atmosféry a vstupujúce do stratosféry. Na ničení ozónovej vrstvy sa podieľajú aj oxidy dusíka, ktoré vznikajú pri jadrových výbuchoch. Ale oxidy dusíka vznikajú aj v spaľovacích komorách prúdových motorov výškových lietadiel. Oxidy dusíka sa tvoria z dusíka a kyslíka, ktoré sa tam nachádzajú. Čím vyššia je teplota, t.j. čím väčší je výkon motora, tým väčšia je rýchlosť tvorby oxidov dusíka.

Nie je dôležitý len výkon motora lietadla, ale aj nadmorská výška, v ktorej letí a vypúšťa oxidy dusíka poškodzujúce ozónovú vrstvu. Čím vyššie oxid dusný alebo oxid vzniká, tým je pre ozón deštruktívnejší.

Celkové množstvo oxidov dusíka, ktoré sa ročne vypustí do atmosféry, sa odhaduje na 1 miliardu ton. Približne tretinu z tohto množstva vypustia lietadlá nad priemernou úrovňou tropopauzy (11 km). Čo sa týka lietadiel, najškodlivejšie emisie sú z vojenských lietadiel, ktorých počet dosahuje desaťtisíce. Lietajú predovšetkým vo výškach v ozónovej vrstve.

5. Spôsoby riešenia problémov

Na začatie globálnej obnovy je potrebné obmedziť prístup do atmosféry všetkých látok, ktoré veľmi rýchlo ničia ozón a sú tam dlhodobo skladované.

Aj my - všetci ľudia - to musíme pochopiť a pomôcť prírode naštartovať proces obnovy ozónovej vrstvy, je potrebná nová výsadba lesov, prestať rúbať lesy pre iné krajiny, ktoré z nejakého dôvodu nechcú rúbať tie svoje, ale zarábajú z našich lesov.

Na obnovenie ozónovej vrstvy je potrebné ju dobiť. Najprv sa na tento účel plánovalo vytvorenie niekoľkých pozemných ozónových tovární a „vyhadzovanie“ ozónu do horných vrstiev atmosféry na nákladných lietadlách. Tento projekt (pravdepodobne to bol prvý projekt na „liečbu“ planéty) sa však nerealizoval.

Iný spôsob navrhuje ruské konzorcium Interozon: produkciu ozónu priamo v atmosfére. V blízkej budúcnosti sa spolu s nemeckou spoločnosťou Daza plánuje zdvihnúť balóny s infračervenými lasermi do výšky 15 km, pomocou ktorých dokážu vyrobiť ozón z dvojatómového kyslíka.

Ak sa tento experiment ukáže ako úspešný, v budúcnosti sa plánuje využiť skúsenosti ruskej orbitálnej stanice Mir a vytvoriť niekoľko vesmírnych platforiem so zdrojmi energie a lasermi vo výške 400 km. Laserové lúče budú smerované do centrálnej časti ozónovej vrstvy a budú ju neustále dopĺňať. Zdrojom energie môžu byť solárne panely. Astronauti na týchto platformách budú potrební len na pravidelné kontroly a opravy.

Záver

Potenciál vplyvu človeka na prírodu neustále rastie a už dosiahol úroveň, kedy je možné spôsobiť nenapraviteľné škody na biosfére. Nie je to prvýkrát, čo látka na dlhú dobu Bolo považované za úplne neškodné, ale ukázalo sa, že je mimoriadne nebezpečné. Pred dvadsiatimi rokmi si sotva niekto dokázal predstaviť, že by to mohla predstavovať obyčajná aerosólová plechovka vážne ohrozenie pre planétu ako celok. Bohužiaľ nie je vždy možné včas predpovedať, ako tá či oná zlúčenina ovplyvní biosféru. V prípade freónov však takáto možnosť existovala: všetky chemické reakcie CFC, ktoré opisujú proces ničenia ozónu, sú mimoriadne jednoduché a sú známe už pomerne dlho. Ale aj po sformulovaní problému CFC v roku 1974 jedinou krajinou, ktorá prijala akékoľvek opatrenia na zníženie produkcie CFC, boli Spojené štáty americké a tieto opatrenia boli úplne nedostatočné. Na prijatie serióznych opatrení v celosvetovom meradle bola potrebná dostatočne silná demonštrácia nebezpečenstva freónov. Treba si uvedomiť, že aj po objavení ozónovej diery bola ratifikácia Montrealského dohovoru svojho času ohrozená. Možno nás problém CFC naučí s väčšou pozornosťou a opatrnosťou zaobchádzať so všetkými látkami, ktoré sa dostávajú do biosféry v dôsledku ľudskej činnosti.

Problém historických a moderných klimatických zmien sa ukázal ako veľmi zložitý a nenachádza riešenie v schémach jednofaktorového determinizmu. Spolu s nárastom koncentrácie oxidu uhličitého zohrávajú dôležitú úlohu zmeny v ozonosfére spojené s vývojom geomagnetického poľa. Vývoj a testovanie nových hypotéz je nevyhnutnou podmienkou pre pochopenie zákonitostí všeobecnej atmosférickej cirkulácie a iných geofyzikálnych procesov ovplyvňujúcich biosféru.

Uverejnené na Allbest.ru

...

Podobné dokumenty

Príčiny vedúce k ekologickej katastrofe. Definícia ozónovej diery, mechanizmus jej vzniku a dôsledky. Obnova ozónovej vrstvy. Prechod na technológie šetriace ozón. Mylné predstavy o ozónovej diere. Freóny sú ničiteľmi ozónu.

prezentácia, pridané 10.7.2012


Ozónové diery a príčiny ich vzniku. Zdroje deštrukcie ozónovej vrstvy. Ozónová diera nad Antarktídou. Opatrenia na ochranu ozónovej vrstvy. Pravidlo optimálnej komplementarity komponentov. Zákon N.F. Reimersa o ničení hierarchie ekosystémov.

test, pridané 19.07.2010


Teórie tvorby ozónových dier. Spektrum ozónovej vrstvy nad Antarktídou. Schéma reakcie halogénov v stratosfére vrátane ich reakcií s ozónom. Prijímanie opatrení na obmedzenie emisií freónov obsahujúcich chlór a bróm. Dôsledky deštrukcie ozónovej vrstvy.

prezentácia, pridané 14.05.2014


Všeobecná koncepcia o ozónovej diere, dôsledkoch jej vzniku. Ozónová diera s priemerom 1000 km na južnej pologuli nad Antarktídou. Dôvody pretrhnutia vnútromolekulových väzieb, premena molekuly ozónu na molekulu kyslíka. Obnova ozónovej vrstvy.

prezentácia, pridané 12.1.2013


Charakteristika polohy, funkcií a významu ozónovej vrstvy, ktorej poškodzovanie môže mať významný vplyv na ekológiu Svetového oceánu. Mechanizmy vzniku „ozónovej diery“ sú rôzne antropogénne zásahy. Spôsoby riešenia problému.

test, pridaný 14.12.2010


Miestna environmentálna kríza. Environmentálne problémy atmosféru. Problém ozónovej vrstvy. Koncept skleníkového efektu. Kyslé dažde. Dôsledky kyslého zrážania. Samočistenie atmosféry. Aké sú hlavné priority? Čo je dôležitejšie: ekológia alebo vedecko-technický pokrok?

abstrakt, pridaný 14.03.2007


Špecifiká chemického znečistenia ovzdušia, nebezpečenstvá skleníkový efekt. Kyslé dažde, úloha koncentrácie ozónu v atmosfére, moderné problémy ozónová vrstva. Znečistenie ovzdušia emisiami cestnej dopravy, stav problému v Moskve.

kurzová práca, pridané 17.06.2010


Zníženie koncentrácie stratosférického ozónu. Čo je ozónová diera a dôvody jej vzniku. Proces deštrukcie ozonosféry. Absorpcia ultrafialového žiarenia zo Slnka. Antropogénne znečistenie ovzdušia. Geologické zdroje znečistenia.

prezentácia, pridané 28.11.2012


Ozónová diera je lokálna kvapka v ozónovej vrstve. Úloha ozónovej vrstvy v zemskej atmosfére. Freóny sú hlavnými ničiteľmi ozónu. Spôsoby obnovy ozónovej vrstvy. Kyslé dažde: podstata, príčiny výskytu a negatívny vplyv na prírodu.

prezentácia, pridané 14.03.2011


Štúdium problému globálneho znečisťovania prírodného prostredia priemyselnými a poľnohospodárskymi podnikmi. Charakteristika poškodenia ozónovej vrstvy atmosféry, kyslé dažde a skleníkový efekt. Popisy recyklácie odpadových farieb a lakov.

Úvod

Ozónová diera s priemerom viac ako 1000 km bola prvýkrát objavená v roku 1985 na južnej pologuli Antarktídy skupinou britských vedcov. Každý august sa objavil a prestal existovať v decembri alebo januári. Ďalšia menšia diera sa tvorila nad severnou pologuľou v Arktíde.

Ozónová diera- lokálny pokles koncentrácie ozónovo-ozónovej vrstvy Zeme. Podľa všeobecne uznávanej teórie vo vedeckej komunite sa v druhej polovici 20. antropogénny faktor v podobe uvoľňovania freónov s obsahom chlóru a brómu viedlo k výraznému stenčovaniu ozónovej vrstvy, pozri napríklad správu Svetovej meteorologickej organizácie:

Tieto a ďalšie najnovšie vedecké údaje posilňujú záver predchádzajúcich hodnotení, že prevaha vedeckých dôkazov naznačuje, že pozorovaná strata ozónu v stredných a vysokých zemepisných šírkach je spôsobená predovšetkým antropogénnymi zlúčeninami obsahujúcimi chlór a bróm

Podľa inej hypotézy môže byť proces vzniku „ozónových dier“ do značnej miery prirodzený a nesúvisí len so škodlivými vplyvmi ľudskej civilizácie.

Vzdelávací mechanizmus

Kombinácia faktorov vedie k zníženiu koncentrácie ozónu v atmosfére, z ktorých hlavným je smrť molekúl ozónu pri reakciách s rôznymi látkami antropogénneho a prírodného pôvodu, absencia slnečného žiarenia počas polárnej zimy, obzvlášť stabilná polárna vír, ktorý bráni prenikaniu ozónu zo subpolárnych zemepisných šírok, a vytváranie polárnych stratosférických oblakov (PSC), na povrchu ktorých častice katalyzujú reakcie rozkladu ozónu. Tieto faktory sú charakteristické najmä pre Antarktídu v Arktíde, polárny vír je oveľa slabší v dôsledku absencie kontinentálneho povrchu, teplota je o niekoľko stupňov vyššia ako v Antarktíde a PSO sú menej časté a majú tiež tendenciu k rozpadu; skorá jeseň. Keďže sú molekuly ozónu chemicky aktívne, môžu reagovať s mnohými anorganickými a organickými zlúčeninami. Hlavnými látkami, ktoré prispievajú k deštrukcii molekúl ozónu, sú jednoduché látky (vodík, atómy kyslíka, chlorid brómu), anorganické (chlórovodík, oxid dusnatý) a organické zlúčeniny (metán, fluórchlór a fluórbrómfreóny, ktoré uvoľňujú atómy chlóru a brómu). Na rozdiel napríklad od hydrofluorofreónov, ktoré sa rozkladajú na atómy fluóru, ktoré zase rýchlo reagujú za vzniku stabilného fluorovodíka. Fluór sa teda nezúčastňuje na reakciách rozpadu ozónu Jód tiež neničí stratosférický ozón, pretože organické látky obsahujúce jód sú takmer úplne spotrebované v troposfére. Hlavné reakcie, ktoré prispievajú k ničeniu ozónu, sú uvedené v článku pro-ozónová vrstva.

Dôsledky

Oslabenie ozónovej vrstvy zvyšuje tok slnečného žiarenia na zem a spôsobuje nárast počtu rakoviny kože u ľudí. Rastliny a zvieratá tiež trpia zvýšenou úrovňou radiácie.

Obnova ozónovej vrstvy

Hoci ľudstvo prijalo opatrenia na obmedzenie emisií freónov obsahujúcich chlór a bróm prechodom na iné látky, ako sú freóny obsahujúce fluór , proces obnovy ozónovej vrstvy bude trvať niekoľko desaťročí. V prvom rade je to kvôli obrovskému objemu freónov už nahromadených v atmosfére, ktoré majú životnosť desiatky a dokonca stovky rokov. Preto by sa ozónová diera mala uzavrieť až v roku 2048.

Mylné predstavy o ozónovej diere

Existuje niekoľko rozšírených mýtov týkajúcich sa vzniku ozónových dier. Napriek svojej nevedeckej povahe sa často objavujú v médiách – niekedy z neznalosti, inokedy podporované priaznivcami konšpiračných teórií. Niektoré z nich sú uvedené nižšie.

Freóny sú hlavnými ničiteľmi ozónu

Toto tvrdenie platí pre stredné a vysoké zemepisné šírky. Vo zvyšku je cyklus chlóru zodpovedný len za 15-25% straty ozónu v stratosfére. Treba si uvedomiť, že 80 % chlóru je antropogénneho pôvodu. (viac o príspevku rôzne cykly pozri čl. ozónová vrstva). To znamená, že ľudský zásah značne zvyšuje príspevok cyklu chlóru. A s existujúcou tendenciou zvyšovať produkciu freónov pred nadobudnutím účinnosti Montrealský protokol(10 % ročne) 30 až 50 % celkových strát ozónu v roku 2050 by bolo spôsobených vystavením freónov. Pred ľudským zásahom boli procesy tvorby a ničenia ozónu v rovnováhe. Ale freóny emitované ľudskou činnosťou posunuli túto rovnováhu smerom k zníženiu koncentrácie ozónu. Čo sa týka polárnych ozónových dier, tu je situácia úplne iná. Mechanizmus ničenia ozónu je zásadne odlišný od vyšších zemepisných šírok, kľúčovým štádiom je premena neaktívnych foriem látok obsahujúcich halogén na oxidy, ku ktorej dochádza na povrchu častíc polárnych stratosférických oblakov. A v dôsledku toho sa takmer všetok ozón zničí pri reakciách s halogénmi, chlór je zodpovedný za 40-50% a bróm je zodpovedný za asi 20-40%.

DuPont inicioval zákaz starých a prechod na nové typy freónov, pretože ich patent vypršal

DuPont po zverejnení údajov o účasti freónov na ničení stratosférického ozónu prijal túto teóriu nepriateľsky a minul milióny dolárov na tlačovú kampaň na ochranu freónov. Predseda DuPont napísal v článku v Chemical Week zo 16. júla 1975, že teória poškodzovania ozónovej vrstvy je sci-fi, nezmysel a nemá zmysel. Okrem DuPontu celú sériu spoločnosti po celom svete vyrábali a vyrábajú rôzne druhy freónov bez poplatkov

Freóny sú príliš ťažké na to, aby dosiahli stratosféru

Niekedy sa tvrdí, že keďže molekuly freónu sú oveľa ťažšie ako dusík a kyslík, nemôžu dosiahnuť stratosféru vo významných množstvách. Atmosférické plyny sú však úplne zmiešané a nie sú oddelené alebo triedené podľa hmotnosti. Odhady potrebného času na difúznu stratifikáciu plynov v atmosfére vyžadujú časy rádovo tisícky rokov. Samozrejme, v dynamickej atmosfére je to nemožné. Procesy vertikálneho prenosu hmoty, konvekcie a turbulencie úplne premiešajú atmosféru pod turbopauzou oveľa rýchlejšie. Preto sú aj také ťažké plyny, ako sú inertné freóny, rovnomerne rozložené v atmosfére, vrátane dosahu až do stratosféry. Experimentálne merania ich koncentrácií v atmosfére to potvrdzujú, pozri napríklad vpravo graf distribúcie freónu CFC-11 podľa výšky. Merania tiež ukazujú, že plynom uvoľneným na zemský povrch trvá približne päť rokov, kým sa dostanú do stratosféry, pozri druhý graf vpravo. Ak by sa plyny v atmosfére nezmiešali, potom by také ťažké plyny z jej zloženia ako oxid uhličitý vytvorili na zemskom povrchu vrstvu hrubú niekoľko desiatok metrov, čím by sa zemský povrch stal neobývateľným. Našťastie to tak nie je. Ikryptón s atómovou hmotnosťou 84 a hélium s atómovou hmotnosťou 4 majú rovnakú relatívnu koncentráciu pri povrchu aj vo výške 100 km. Samozrejme, všetko uvedené platí len pre plyny, ktoré sú relatívne stabilné, ako sú freóny alebo inertné plyny. Látky, ktoré reagujú a tiež podliehajú rôznym fyzikálnym vplyvom, povedzme sa rozpúšťajú vo vode, majú koncentračnú závislosť od nadmorskej výšky.

Hlavné zdroje halogénov sú prírodné, nie antropogénne

Predpokladá sa, že prírodné zdroje halogénov, ako sú sopky a oceány, sú pre proces ničenia ozónu dôležitejšie ako tie, ktoré produkuje človek. Bez toho, aby sme spochybňovali podiel prírodných zdrojov na celkovej rovnováhe halogénov, treba poznamenať, že vo všeobecnosti sa nedostanú do stratosféry, pretože sú rozpustné vo vode (hlavne chloridové ióny a chlorovodík) a vymývajú sa atmosfére, padajúcej ako dážď na zem. Prírodné zlúčeniny sú tiež menej stabilné ako freóny, napríklad metylchlorid má v atmosfére životnosť len asi rok, v porovnaní s desiatkami a stovkami rokov v prípade freónov. Preto je ich príspevok k ničeniu stratosférického ozónu dosť malý. Dokonca aj zriedkavá erupcia hory Pinatubo v júni 1991 spôsobila pokles hladiny ozónu nie v dôsledku uvoľnených halogénov, ale v dôsledku tvorby veľkej masy aerosólov kyseliny sírovej, ktorej povrch katalyzoval reakcie ničenia ozónu. Našťastie už po troch rokoch bola z atmosféry odstránená takmer celá masa sopečných aerosólov. Sopečné erupcie sú teda relatívne krátkodobé faktory ovplyvňujúce ozónovú vrstvu, na rozdiel od freónov, ktoré majú životnosť desiatky a stovky rokov.

Ozónová diera musí byť umiestnená nad zdrojmi freónov

Mnoho ľudí nechápe, prečo sa ozónová diera vytvára v Antarktíde, keď sa hlavné emisie freónov vyskytujú na severnej pologuli. Faktom je, že freóny sú dobre zmiešané v troposfére a stratosfére. Pre svoju nízku reaktivitu sa v spodných vrstvách atmosféry prakticky nespotrebúvajú a majú životnosť niekoľko rokov či dokonca desaťročí. Preto sa ľahko dostanú do horných vrstiev atmosféry. Antarktická „ozónová diera“ neexistuje navždy. Objavuje sa koncom zimy - začiatkom jari. Príčiny vzniku ozónovej diery v Antarktíde súvisia s miestnou klímou. Nízke teploty antarktickej zimy vedú k vytvoreniu polárneho víru. Vzduch vo vnútri tohto víru sa pohybuje hlavne po uzavretých trajektóriách okolo južného pólu. V tomto čase nie je polárna oblasť osvetlená Slnkom a ozón tam nevzniká. S príchodom leta sa množstvo ozónu zvyšuje a vracia sa na predchádzajúcu úroveň. To znamená, že kolísanie koncentrácie ozónu nad Antarktídou je sezónne. Ak však sledujeme ročnú priemernú dynamiku zmien koncentrácie ozónu a veľkosti ozónovej diery za posledné desaťročia, potom existuje presne definovaná tendencia koncentrácie ozónu klesať.

Ozón sa ničí iba nad Antarktídou

Dynamika zmien v ozónovej vrstve nad Arosou vo Švajčiarsku

To nie je pravda; hladiny ozónu tiež klesajú v celej atmosfére. Ukazujú to výsledky dlhodobých meraní koncentrácií ozónu v rôznych častiach planéty. Môžete sa pozrieť na graf koncentrácií ozónu nad Arosou vo Švajčiarsku vpravo.

Ozón sa nachádza v odpadových plynoch emitovaných priemyselnými odvetviami a je to nebezpečná chemikália. Je to veľmi aktívny prvok a môže spôsobiť koróziu konštrukčných prvkov všetkých druhov konštrukcií. V atmosfére sa však ozón mení na neoceniteľného pomocníka, bez ktorého by život na Zemi jednoducho nemohol existovať.

Stratosféra je tá, ktorá nasleduje po tej, v ktorej žijeme. Jeho vrchná časť je pokrytá ozónom, jeho obsah v tejto vrstve je 3 molekuly na 10 miliónov iných molekúl vzduchu. Aj keď je koncentrácia veľmi nízka, ozón funguje najdôležitejšia funkcia- je schopný zablokovať cestu ultrafialové lúče, prichádzajúce z vesmíru súčasne so slnečným žiarením. Ultrafialové lúče negatívne ovplyvňujú štruktúru živých buniek a môžu spôsobiť rozvoj chorôb, ako je očný zákal, rakovina a iné vážnych chorôb.

Ochrana je založená na nasledujúcom princípe. V momente, keď sa molekuly kyslíka stretnú v dráhe ultrafialových lúčov, dôjde k reakcii, ktorá ich rozdelí na 2 atómy kyslíka. Výsledné atómy sa spájajú s nerozštiepenými molekulami a vytvárajú molekuly ozónu pozostávajúce z 3 atómov kyslíka. Keď sa stretnú s molekulami ozónu, tie ich rozložia na tri atómy kyslíka. Moment rozdelenia molekúl je sprevádzaný uvoľňovaním tepla a už sa nedostanú na zemský povrch.

Ozónové diery

Proces premeny kyslíka na ozón a naopak sa nazýva cyklus kyslík-ozón. Jeho mechanizmus je vyvážený, jeho dynamika sa však mení v závislosti od intenzity slnečného žiarenia, ročného obdobia a najmä prírodných katastrof Vedci dospeli k záveru, že ľudská činnosť negatívne ovplyvňuje jeho hrúbku. Poškodzovanie ozónovej vrstvy bolo za posledné desaťročia zdokumentované na mnohých miestach. V niektorých prípadoch úplne zmizla. Ako znížiť negatívny dopad osoba pre zadaný cyklus?

Ozónové diery vznikajú v dôsledku skutočnosti, že proces deštrukcie ochrannej vrstvy je oveľa intenzívnejší ako jej tvorba. Vysvetľuje to skutočnosť, že v procese ľudského života je atmosféra znečistená rôznymi zlúčeninami poškodzujúcimi ozónovú vrstvu. Sú to predovšetkým chlór, bróm, fluór, uhlík a vodík. Vedci sa domnievajú, že zlúčeniny chlórfluórovaných uhľovodíkov predstavujú veľkú hrozbu pre ozónovú vrstvu. Sú široko používané v chladiarňach, priemyselných rozpúšťadlách, klimatizáciách a aerosólových nádobách.

Chlór, ktorý sa dostane do ozónovej vrstvy, s ňou interaguje. Chemickou reakciou vzniká aj molekula kyslíka. Keď sa oxid chlóru stretne s voľným atómom kyslíka, dôjde k ďalšej interakcii, v dôsledku ktorej sa uvoľní chlór a objaví sa molekula kyslíka. Následne sa reťaz opakuje, pretože chlór nie je schopný opustiť atmosféru ani spadnúť na zem. Ozónové diery sú dôsledkom skutočnosti, že koncentrácia tohto prvku klesá v dôsledku jeho zrýchleného rozpadu, keď sa v jeho vrstve objavia cudzie cudzie zložky.

Miesta

Najväčšie ozónové diery boli nájdené nad Antarktídou. Ich veľkosť prakticky zodpovedá rozlohe samotného kontinentu. Táto oblasť je prakticky neobývaná, no vedci sa obávajú, že by sa prielom mohol rozšíriť aj do iných husto obývaných oblastí planéty. Toto je plné smrti Zeme.

Aby sa zabránilo úbytku ozónovej vrstvy, je potrebné v prvom rade znížiť množstvo deštruktívnych látok vypúšťaných do atmosféry. V roku 1987 bola v 180 krajinách podpísaná Montrealská zmluva, ktorá počíta s postupným znižovaním emisií látok obsahujúcich chlór. Teraz sa už ozónová diera zmenšuje a vedci dúfajú, že do roku 2050 sa situácia úplne napraví.

K výskytu ozónových dier v polárnych oblastiach dochádza vplyvom množstva faktorov. Koncentrácie ozónu klesajú v dôsledku pôsobenia látok prírodného a antropogénneho pôvodu, ako aj v dôsledku nedostatku slnečného žiarenia počas polárnej zimy. Hlavný antropogénny faktor spôsobujúci výskyt ozónových dier v polárnych oblastiach vzniká vplyvom množstva faktorov. Koncentrácie ozónu klesajú v dôsledku pôsobenia látok prírodného a antropogénneho pôvodu, ako aj v dôsledku nedostatku slnečného žiarenia počas polárnej zimy. Hlavným antropogénnym faktorom, ktorý spôsobuje pokles koncentrácie ozónu, je uvoľňovanie freónov obsahujúcich chlór a bróm. Extrémne nízke teploty v polárnych oblastiach navyše spôsobujú tvorbu takzvaných polárnych stratosférických oblakov, ktoré v kombinácii s polárnymi vírmi fungujú ako katalyzátory reakcie rozpadu ozónu, čiže ozón jednoducho zabíjajú.

Zdroje ničenia

Medzi látky poškodzujúce ozónovú vrstvu patria:

1) freóny.

Ozón ničia zlúčeniny chlóru známe ako freóny, ktoré, tiež zničené slnečným žiarením, uvoľňujú chlór, ktorý „odtrháva“ „tretí“ atóm z molekúl ozónu. Chlór netvorí zlúčeniny, ale slúži ako katalyzátor „rozbíjania“. Jeden atóm chlóru teda môže „zničiť“ veľa ozónu. Predpokladá sa, že zlúčeniny chlóru môžu zostať v atmosfére od 50 do 1500 rokov (v závislosti od zloženia látky) Zeme. Pozorovania ozónovej vrstvy planéty uskutočňujú antarktické expedície od polovice 50. rokov.

Ozónová diera nad Antarktídou, ktorá sa na jar rozširuje a na jeseň zmenšuje, bola objavená v roku 1985. Objav meteorológov spôsobil reťazec ekonomických dôsledkov. Faktom je, že existencia „diery“ bola obvinená chemický priemysel, produkujúce látky obsahujúce freóny, ktoré prispievajú k ničeniu ozónu (od deodorantov až po chladiace jednotky). Neexistuje konsenzus v otázke, do akej miery sú ľudia vinní za vznik „ozónových dier“. Na jednej strane áno, určite je vinný. Produkcia zlúčenín, ktoré vedú k poškodzovaniu ozónovej vrstvy, by sa mala minimalizovať, alebo ešte lepšie úplne zastaviť. Teda opustiť celý priemyselný sektor s obratom mnohých miliárd dolárov. A ak neodmietnete, preneste ho na „bezpečné“ koľajnice, čo tiež stojí peniaze.

Názor skeptikov: ľudský vplyv o atmosférických procesoch je pri všetkej jeho deštruktívnosti na lokálnej úrovni, v planetárnom meradle zanedbateľná. Protifreónová kampaň „zelených“ má úplne transparentné ekonomické a politické pozadie: s jej pomocou veľké americké korporácie (napríklad DuPont) dusia svojich zahraničných konkurentov, vnucujú dohody o „ochrane životného prostredia“ na štátnej úrovni a násilné zavedenie novej technologickej etapy, ktorej ekonomicky slabšie štáty nie sú schopné odolať.

2)Lietadlo vo vysokej nadmorskej výške

Deštrukciu ozónovej vrstvy uľahčujú nielen freóny uvoľnené do atmosféry a vstupujúce do stratosféry. Na ničení ozónovej vrstvy sa podieľajú aj oxidy dusíka, ktoré vznikajú pri jadrových výbuchoch. Ale oxidy dusíka vznikajú aj v spaľovacích komorách prúdových motorov výškových lietadiel. Oxidy dusíka sa tvoria z dusíka a kyslíka, ktoré sa tam nachádzajú. Čím vyššia je teplota, t.j. čím väčší je výkon motora, tým väčšia je rýchlosť tvorby oxidov dusíka. Nie je dôležitý len výkon motora lietadla, ale aj nadmorská výška, v ktorej letí a vypúšťa oxidy dusíka poškodzujúce ozónovú vrstvu. Čím vyššie oxid dusný alebo oxid vzniká, tým je pre ozón deštruktívnejší. Celkové množstvo oxidov dusíka, ktoré sa ročne vypustí do atmosféry, sa odhaduje na 1 miliardu ton. Približne tretinu z tohto množstva vypustia lietadlá nad priemernou úrovňou tropopauzy (11 km). Čo sa týka lietadiel, najškodlivejšie emisie sú z vojenských lietadiel, ktorých počet dosahuje desaťtisíce. Lietajú predovšetkým vo výškach v ozónovej vrstve.

3) Minerálne hnojivá

Ozón v stratosfére môže ubúdať aj tým, že sa do stratosféry dostáva oxid dusný N2O, ktorý vzniká pri denitrifikácii dusíka viazaného pôdnymi baktériami. Rovnakú denitrifikáciu fixovaného dusíka vykonávajú aj mikroorganizmy v hornej vrstve oceánov a morí. Proces denitrifikácie priamo súvisí s množstvom fixovaného dusíka v pôde. Môžete si byť teda istí, že so zvýšením množstva minerálnych hnojív aplikovaných do pôdy sa v rovnakej miere zvýši aj množstvo vytvoreného oxidu dusného N2O Ďalej sa z oxidu dusného tvoria oxidy dusíka, ktoré vedú k ničenie stratosférického ozónu.

4) Jadrové výbuchy

Jadrové výbuchy uvoľňujú veľa energie vo forme tepla. Teplota 6000 0 C sa nastaví v priebehu niekoľkých sekúnd po jadrovom výbuchu. Toto je energia ohnivej gule. Vo vysoko zahriatej atmosfére k takýmto premenám dochádza chemikálie, ktoré sa za normálnych podmienok buď nevyskytujú, alebo postupujú veľmi pomaly. Čo sa týka ozónu a jeho zániku, najnebezpečnejšie sú preň oxidy dusíka vznikajúce pri týchto premenách. V období rokov 1952 až 1971 sa tak v dôsledku jadrových výbuchov vytvorilo v atmosfére asi 3 milióny ton oxidov dusíka. Ich ďalší osud je nasledovný: v dôsledku atmosférického miešania skončia v rôznych výškach, vrátane atmosféry. Tam vstupujú do chemických reakcií za účasti ozónu, čo vedie k jeho zničeniu.

5) Spaľovanie paliva.

Oxid dusný sa nachádza aj v spalinách z elektrární. Skutočnosť, že v produktoch spaľovania sú prítomné oxidy dusíka a oxidy dusíka, je známa už dlho. Ale tieto vyššie oxidy neovplyvňujú ozón. Tie, samozrejme, znečisťujú atmosféru a prispievajú k tvorbe smogu v nej, no z troposféry sú rýchlo odstránené. Oxid dusný, ako už bolo spomenuté, je nebezpečný pre ozón. O nízke teploty vzniká v nasledujúcich reakciách:

N2 + O + M = N20 + M,

2NH3 + 202 = N20 = 3H2.

Rozsah tohto javu je veľmi významný. Ročne sa tak v atmosfére vytvorí približne 3 milióny ton oxidu dusného! Tento údaj naznačuje, že ide o zdroj ničenia ozónu.

Záver: Zdrojmi ničenia sú: freóny, vysokohorské lietadlá, minerálne hnojivá, jadrové výbuchy, spaľovanie paliva.

Z kyslíka pod vplyvom ultrafialových lúčov. Atmosféra Zeme má ozónovú vrstvu vo výške asi 25 kilometrov: vrstva tohto plynu tesne obklopuje našu planétu a chráni ju pred vysokou koncentráciou ultrafialového žiarenia. Nebyť tohto plynu, intenzívna radiácia by mohla zabiť všetok život na Zemi.

Ozónová vrstva je dosť tenká, nemôže úplne ochrániť planétu pred prenikaním žiarenia, ktoré má škodlivý vplyv na stav a spôsobuje choroby. Ale na dlhú dobu to stačilo na ochranu Zeme pred nebezpečenstvom.

V 80. rokoch 20. storočia sa zistilo, že v ozónovej vrstve sú oblasti, kde je obsah tohto plynu značne znížený – takzvané ozónové diery. Prvú dieru objavili nad Antarktídou britskí vedci, boli ohromení rozsahom javu – oblasť s priemerom viac ako tisíc kilometrov nemala takmer žiadnu ochrannú vrstvu a bola vystavená silnejšiemu ultrafialovému žiareniu.

Neskôr sa našli ďalšie ozónové diery, menšie, no nemenej nebezpečné.

Príčiny tvorby ozónových dier

Mechanizmus tvorby ozónovej vrstvy v zemskej atmosfére je pomerne zložitý a jeho narušenie môže viesť k rôzne dôvody. Najprv vedci navrhli veľa verzií: vplyv častíc vytvorených počas atómových výbuchov a vplyv erupcie sopky El Chicon boli dokonca vyjadrené názory na činnosť mimozemšťanov;

Príčinami poškodzovania ozónovej vrstvy môže byť nedostatok slnečného žiarenia, tvorba stratosférických oblakov, polárne víry, no najčastejšie koncentrácia tohto plynu klesá v dôsledku jeho reakcií s rôznymi látkami, ktoré môžu byť prírodné aj antropogénne. . Molekuly sa ničia pod vplyvom vodíka, kyslíka, chlóru, organické zlúčeniny. Vedci zatiaľ nevedia definitívne povedať, či je vznik ozónových dier väčšinou spôsobený ľudskou činnosťou, alebo je to prirodzené.

Je dokázané, že freóny uvoľňované pri prevádzke mnohých zariadení spôsobujú stratu ozónu v stredných a vysokých zemepisných šírkach, ale neovplyvňujú vznik polárnych ozónových dier.

Je pravdepodobné, že k vzniku ozónových dier viedla kombinácia mnohých ľudských a prírodných faktorov. Na jednej strane sa zvýšila sopečná činnosť, na druhej ľudia začali vážne ovplyvňovať prírodu – ozónovú vrstvu môže poškodiť nielen uvoľňovanie freónu, ale aj kolízie s nepodarenými satelitmi. Vďaka poklesu počtu vybuchujúcich sopiek od konca 20. storočia a obmedzeniam používania freónov sa situácia začala mierne zlepšovať: vedci nedávno zaznamenali malú dieru nad Antarktídou. Podrobnejšie štúdium úbytku ozónovej vrstvy umožní zabrániť vzniku týchto oblastí.