Стаття - озоновий шар землі
Наша планета ніколи раніше не піддавалася таким фізичним і політичним перевантажень, які вона відчуває на рубежі ХХ - ХХІ століть. Людина ніколи раніше не стягувала з природи стільки данини і опинявся настільки уразливим перед міццю, яку сам же і створив.
Що ж нас очікує - нові проблеми чи безхмарне майбутнє? Яким буде людство через 150, 200 років? Чи зможе людина своїм розумом і волею врятувати себе самого і нашу планету від навислих над нею численних загроз?
Ці питання напевно хвилюють дуже багатьох, але чи багато хто на нашій планеті всерйоз замислювалися над ними?
XX століття принесло людству чимало благ, пов'язаних з бур-ним розвитком науково-технічного прогресу, і в той же час поставив життя на Землі на грань екологічної катастрофи. Зростання населення, інтенсифікація видобутку і викидів, забруднюючих-няющих Землю, приводять до корінних змін у природі і відображаються на самому існуванні людини. Частина з таких змін надзвичайно сильна і настільки широко поширенням країн, що виникають глобальні екологічні проблеми. Є серйозні проблеми забруднення (атмосфери, вод, грунтів), кислотних дощів, радіаційного ураження террито-рії, а також втрати окремих видів рослин і живих орга-низмов, збідніння біоресурсів, опустелювання територій.
Проблеми виникають в результаті такої взаємодії природи і людини, при якому антропогенне навантаження на територію (її визначають через техногенне навантаження і щільність населення) перевищує екологічні можливості цієї території, обумовлені головним чином її природно-ресурсним потенціалом і загальною стійкістю природних ландшафтів (комплексів, геосистем) до антропогенних впливів.
Озон - це безбарвний (при високій концентрації - сизуватий), розчинний у воді газ з гострим, специфічним запахом. Запах озону схожий на той, який можна відчути в приміщеннях, де працюють копіювальні апарати, на станціях інтенсивного руху в метро, а також відразу після грози. Слово «озон» виникло з слова грецького походження «ozein», що в перекладі означає «відчути запах, понюхати».
Кожна молекула озону складається з трьох атомів кисню, і її хімічне позначення - O3. Молекули озону хімічно дуже активні, і час їхнього життя не перевищує 20 хвилин. Озон замерзає при температурі
- 112˚C, а починає кипіти при температурі + 93˚C. Озон абсорбує ультрафіолетове світло, в результаті чого молекула O3 розділяється.
2. Історична довідка
З початку 20 століття вчені спостерігають за станом озонового шару атмосфери. Зараз вже всі розуміють, що стратосферний озон є свого роду природним фільтром, що перешкоджає проникненню в нижні шари атмосфери жорсткого космічного випромінювання - ультрафіолету-В.
З кінця 70-х років вчені стали відзначати неухильне виснаження озонового шару. Причиною тому стало проникнення у верхні шари стратосфери озоноруйнуючих речовин (ОРВ), що використовуються в промисловості, молекули яких містять хлор або бром. Хлорфторвуглеці (ХФВ) або інші ОРВ, випущені людиною в атмосферу, досягають стратосфери, де під дією короткохвильового ультрафіолетового випромінювання Сонця їх молекули втрачають атом хлору. Агресивний хлор починає розбивати одну за одною молекули озону, сам при цьому, не зазнаючи ніяких змін. Термін існування різних ХФВ в атмосфері від 74 до 111 років. Розрахунковим шляхом доведено, що за цей час один атом хлору здатний перетворити на кисень 100 000 молекул озону.
На думку лікарів, кожен втрачений відсоток озону в масштабах планети викликає до 150 тисяч додаткових випадків сліпоти через катаракти, на 2,6 відсотка збільшується кількість ракових захворювань шкіри, значно зростає кількість хвороб, викликаних ослабленням імунної системи людини. Найбільшому ризику піддаються жителі північної півкулі зі світлою шкірою. Але страждають не тільки люди. УФ-В випромінювання, наприклад, вкрай шкідливо для планктону, мальків, креветок, крабів, водоростей, що мешкають на поверхні океану.
Озонова проблема, спочатку піднята вченими, незабаром стала предметом політики.
3. Місцезнаходження та функції озонового шару.
У повітрі завжди присутня озон, концентрація якого в земної поверхні становить в середньому 10-6%. Озон утворюється у верхніх шарах атмосфери з атомарного кисню в результаті хімічної реакції під впливом сонячної радіації, що викликає дисоціацію молекул кисню.
Озоновий «екран» розташований в стратосфері, на висотах: 7-8 кілометрів на полюсах, 17-18 кілометрів на екваторі і приблизно до 50 кілометрів над земною поверхнею. Найгустіше озон в шарі 22 - 24 кілометрів над Землею.
Шар озону дивно тонкий. Якби цей газ зосередити у поверхні Землі, то він утворив би плівку, лише в 2-4 мм завтовшки (мінімум - в районі екватора, максимум - у полюсів). Однак і ця плівка надійно захищає нас, майже повністю поглинаючи небезпечні ультрафіолетові промені. Без неї життя збереглася б лише в глибинах вод (глибше 10 м) і в тих шарах грунту, куди не проникає сонячна радіація.
Озон поглинає деяку частину інфрачервоного випромінювання Землі. Завдяки цьому він затримує близько 20% випромінювання Землі, підвищуючи отепляющее дію атмосфери.
Озон - активний газ і може несприятливо діяти на людину. Зазвичай його концентрація в нижній атмосфері незначна і він не має шкідливого впливу на людину. Великі кількості озону утворюються в великих містах з інтенсивним рухом автотранспорту в результаті фотохімічних перетворень вихлопних газів автомашин.
Озон, також, регулює жорсткість космічного випромінювання. Якщо цей газ хоча б частково знищується, то, природно жорсткість випромінювання різко зростає, а, отже, відбуваються реальні зміни рослинного і тваринного світу.
Вже доведено, що відсутність або мала концентрація озону може або призводить до ракових захворювань, що самим найгіршим чином відбивається на людстві і його здатності до відтворення.
4. Причини ослаблення озонового щита.
Озоновий шар захищає життя на Землі від шкідливого ультрафіолетового випромінювання Сонця. Виявлено, що протягом багатьох років озоновий шар зазнає невелике, але постійне ослаблення над деякими районами Земної кулі, включаючи густонаселені райони в середніх широтах Північної півкулі. Над Антарктикою виявлена велика «озонова діра». Руйнування озону відбувається через вплив ультрафіолетової радіації, космічних променів, деяких газів: сполук азоту, хлору і брому, фторхлоруглеродов (фреонів). Діяльність людини, яка веде до руйнування озонового шару, викликає найбільшу тривогу. Тому багато країн підписали міжнародну угоду, що передбачає скорочення виробництва озоно-руйнівних речовин. Однак озоновий шар руйнує також реактивна авіація і деякі пуски космічних ракет.
Передбачається безліч причин ослаблення озонового щита. По-перше - це запуски космічних ракет. Згоряє паливо «випалює» в озоновому шарі більші діри. Колись передбачалося, що ці «діри» затягуються. Виявилося, немає. Вони існують досить довго.
По-друге, літаки. Особливо, літаючі на висотах в 12-15 км. Викиди ними пар та інші речовини руйнують озон. Але, в той же час літаки, що літають нижче 12 км, дають надбавку озону. У містах озон - один зі складових фотохімічного смогу.
По-третє - оксиди азоту. Їх викидають ті ж літаки, але найбільше їх виділяється з поверхні ґрунту, особливо при розкладанні азотних добрив.
По - четверте, це хлор та його сполуки з киснем. Величезна кількість (до 700 тисяч тонн) цього газу надходить в атмосферу, перш за все від розкладання фреонів. Фреони - це гази, які не вступають у поверхні Землі ні в які хімічні реакції, що киплять при кімнатній температурі, а тому різко збільшують свій об'єм, що робить їх хорошими розпилювачами. Оскільки, при їх розширенні знижується їх температура, фреони широко використовують в холодильної промисловості.
Щороку кількість фреонів в земній атмосфері збільшується на 8-9%. Вони поступово піднімаються вгору, в стратосферу і під впливом сонячних променів стають активними - вступають в фотохімічні реакції, виділяючи атомарний хлор. Кожна частка хлору здатна зруйнувати сотні і тисячі молекул озону.
5.Охрана озонового шару в світі.
Охорона озонового шару в світі почалася незабаром після того, як вчені відкрили здатність хлорфторуглеродов руйнувати озон, однак спочатку вона була головним чином пасивної, тобто спрямованої на поглиблене вивчення процесів руйнування озонового шару і усно висловлюваними намірами припинити причини руйнування озонового шару. Однак після відкриття т.зв. «Озонової діри» в 1985 році охорона озонового шару стала одним із пріоритетів світової спільноти.
Віденська конвенція «Про охорону озонового шару».
· Необхідності проводити систематичні і фундаментальні дослідження, пов'язані з озоновим шаром,
· Включити в законодавство вимоги щодо зменшення та ліквідації емісії речовин, що руйнують озоновий шар,
· Створити спеціальну міжнародну інституцію для заохочення й координування охорони озонового шару - Секретаріат по озону.
Монреальський протокол «За речовини, що руйнують озоновий шар»
Протокол визначає заходи і терміни, в які розвиненим і країнам, що розвиваються необхідно зменшити і припинити виробництво, споживання, імпорт і експорт встановлених в його додатках речовин, що руйнують озоновий шар (всього 96 речовин), а також терміни, в які необхідно провести вилучення цих речовин їх господарського обороту. Істотною частиною реалізації Протоколу є рішення, прийняті під час засідань країн-учасників Монреальського протоколу, які доповнили і уточнили вимоги Протоколу, а також Багатосторонній фонд вкладень, який надає фінансову підтримку країнам, що розвиваються для виконання вимог Протоколу (що знаходяться в розпорядженні фонду кошти утворюють щорічні внески розвинених країн).
6. Значення охорони озонового шару
Згідно з розрахунками вчених, якщо б не існувало Монреальського протоколу і не були проведені заходи з охорони озонового шару, руйнування озонового шару в 2050 році в північній частині Земної кулі досягло б як мінімум 50%, а на півдні - 70%. Досягає Землю ультрафіолетове випромінювання в північній частині подвоїлася б, а на півдні - збільшилася в чотири рази. Обсяг надходять в атмосферу речовин, що руйнують озоновий шар, збільшився б у 5 разів. Надмірне ультрафіолетове випромінювання викликало б більш ніж 20 мільйонів випадків захворювань на рак, 130 мільйонів випадків захворювань на катаракту очей і багато іншого.
Вплив людини на природу постійно зростає і вже досягла такого рівня, коли людина може нанести біосфері непоправний збиток. Вже не в перший раз речовина, який довгий час вважався абсолютно нешкідливим, виявляється, насправді, надто небезпечним. Років двадцять тому навряд чи хто-небудь міг припустити, що звичайний аерозольний балончик може представляти серйозну загрозу для планети в цілому. На жаль, далеко не завжди вдається вчасно передбачити, як то, або інше з'єднання буде впливати на біосферу. Однак у випадку з хлорфторвуглецями (ХФУ) така можливість була: всі хімічні реакції, що описують процес руйнування озону ХФВ вкрай прості і відомі досить давно. Але навіть після того, як проблема ХФУ була в 1974 р, едінственнний країн прийняли заходи по захисту природи від ХФУ були США і заходи ці були абсолютно недостатні. Була потрібна досить серйозна демонстрація небезпеки ХФУ для того, щоб були прийняті серйозні заходи в світовому масштабі. Слід зауважити, що навіть після виявлення озонной діри, ратифікація Монреальської конвенції один час знаходилося під загрозою. Бути може, проблема ХФУ навчить з великою увагою і побоюванням ставитися до всіх речовин, що попадають в біосферу внаслідок діяльності людства.
Нам потрібно все знати про світ, який нас оточує. І, занісши ногу для чергового кроку, слід уважно подивитися, куди наступиш. Прірви і тонкі болота фатальних помилок вже не прощають людству бездумної життя.