Чи вистачить нам повітря екологічний дайджест
Звідки ми беремо кисень
Саме слово атмосфера грецького походження і складається з «атмос» - пар і «сфайра» - куля, вона являє собою скафандр для планети і є резервуаром кисню. Цей хімічний елемент є необхідним компонентом для протікання в організмі окислювально-відновних реакцій і, крім того, виконує ряд захисних функцій.
Атмосфера має протяжність понад тисячу кілометрів; да, навіть на такій висоті виявляють сліди газів, що входять в атмосферу. Це не дивно тому що дія гравітаційного поля Землі поширюється на 10 земних радіусів, а це близько 60.000 км.
Нагадаємо, що атмосфера складається з п'яти основних сфер:
- Тропосфера (0-10 км).
- Стратосфера (10-50 км).
- Мезосфера (50-100 км).
- Термосфера (100-800 км).
- Екзосфера (800-1100 км).
Втім, даний розподіл атмосфери не зовсім точно відображає її вміст. Так, наприклад, назва іоносфера присвоєно шару атмосфери, який піддається опроміненню приблизно на висоті 80 км і виявляє велику кількість іонів і вільних електронів.
На всьому своєму протязі атмосфера більш-менш стабільна оскільки вона складається з газоподібних продуктів, які не беруть реакції при звичайних умовах. Ця суміш і називається повітрям. В основному повітря складається з азоту (78%), кисню (21%) і аргону (1%). Вчені також оцінили, що маса атмосфери нашої планети становить 5 * 1015 тонн і, зрозуміло, що основна її частина знаходиться «на дні» повітряного п'ятого океану.
Важливим фактом є також і те, що кисень в атмосфері Землі був не завжди - він з'явився там приблизно 2 млрд. Років тому разом з появою перших хлорофілових організмів. Але тільки за останні 20 млн. Років концентрація кисню в атмосфері стала приблизно такий, як зараз.
Чи може скінчиться кисень?
Чи існує реальна можливість повного виснаження кисню на Землі? Теоретично така можливість існує, проте для паніки немає жодних підстав.
Зараз вже широко відомі основні «споживачі» кисню:
- Автомобіль, який проїхав відстань в 500 км «з'їдає» річну дихальну норму людини;
- Літак, що пролетів 10 тис. Км спалює 30-50 т кисню, що становить добову виробничу норму лісового масиву площею 15-20 тис. Га
Рівень споживання кисню на Землі величезний, проте експериментальні виміри показують, що за останні 100 років кількість атмосферного кисню не зменшилася. Втрати кисню в атмосфері відшкодовуються рослинністю суші і Світового океану, які поки здатні виробляти близько 320 мільярдів тонн вільного кисню. Однак слід пам'ятати, що споживання кисню людьми зростає, а популяція рослин на землі стрімко скорочується. Ці процеси поки ніким не контрольовані.
Все ж зростання споживання кисню не становить такої значної загрози як щорічні викиди в атмосферу об'ємом близько мільярда тонн хімічних сполук, а також декількох мільярдів тонн твердих частинок і різних аерозолів. Іншими словами, не недолік кисню, а надлишок інших викидаються постійно в атмосферу речовин, представляє основну загрозу для придатності атмосферного повітря до дихання.
На відносно невисокому відстані від земної поверхні - близько 20-35 км атомарний кисень, будучи досить активним, утворює з молекулярним киснем трьохатомної молекули озону O3. Це висота озонового шару Землі. Важливість його в тому, що він захищає поверхню Землі, затримуючи ультрафіолетові промені. Самі по собі молекули озону непрозорі для ультрафіолетової радіації Сонця і майже повністю поглинають їй. З іншого боку озоновий шар затримує близько п'ятої частини інфрачервоного теплового випромінювання з Земної поверхні, забезпечуючи таким чином стабільний тепловий режим для всього живого.
Примітно, що озоновий шар з'явився приблизно 500-400 млн. Років тому і з тих самих пір природну рівновагу життя на Землі підтримується завдяки йому. Озон в частковому відношенні складає мільйонні частки всього повітря планети, але цього достатньо для підтримки умов, придатних для життя.
Основними «ворогами», або руйнівниками, озонового шару є фреони, газоподібні забруднювачі холодильної промисловості, парфумерного виробництва, а також ряду інших галузях людської діяльності. Основними виробниками фреонів є:
Вплив фреону поблизу поверхні практично відсутня, тут він - інертний газ. Коли ж він, випаровуючись, досягає озонового шару, то він стає атомарним газом під впливом сонячної радіації в вигляді ультрафіолетового випромінювання, а потім вступає в реакцію з озоном. Одержуваний в ході цієї реакції монооксид хлору і молекулярний кисень не виконують ролі поглиначів ультрафіолетових променів і вони доходять до Землі.
Люди давно вже знають про існування «озонових дір» і поки що складно сказати що-небудь певне про їх походження; проте достеменно відомо, що, наприклад, в Антарктиді не тільки вдвічі менше озону в атмосфері, там в сотні разів вище норми концентрація монооксиду хлору.
Відносно кроків по збереженню атмосфери і її озонового шару зокрема можна сказати, що досить активно ведеться робота по зменшенню викидів фреону в атмосферу (утилізація відпрацьованого фреону, заміщення фреону стисненим повітрям в аерозольних упаковках і т.д.). З іншого боку, проводяться численні кампанії по збереженню лісів та запобігання забрудненню Світового океану, які вже набули статусу міжнародних.