noua era a explorării active a spațiului și anumelansări de rachete spațiale . Substanțele care alcătuiesc curentul de jet care expiră (care propulsează racheta) distrug intens ozonul. Astfel, la locul de lansare al vehiculului de lansare, apare o „gaură” mare în stratul de ozon, care, după cum se dovedește, durează foarte mult pentru a se vindeca. Și în fiecare an există din ce în ce mai multe astfel de „găuri forate în atmosferă”. Ceea ce duce inevitabil la epuizarea stratului de ozon al Pământului.
Al doilea motiv pentru distrugerea stratului de ozon al Pământului este
dezvoltarea intensivă a aviației de mare altitudine(aeronava care zboară la altitudini de peste 12 km). Produșii de ardere ai acestor mașini distrug și moleculele de ozon, ceea ce duce la epuizarea stratului de ozon al Pământului. Componentele ozon active ale gazelor de eșapament sunt oxizii de azot și, într-o măsură mai mică, monoxidul de carbon. Oamenii de știință au analizat modalități de reducere a oxidului de azot din produsele de ardere a combustibilului pentru avioane. Cu toate acestea, până în prezent, rezultatele cercetării sunt dezamăgitoare. Reducerea oxidului de azot, care distruge ozonul stratosferic, este imposibilă fie prin modernizarea motoarelor existente, fie prin trecerea la combustibili „prietenosi mediului” (gaz natural lichefiat și hidrogen lichefiat sau comprimat). Reducerea emisiilor de substanțe care distrug stratul de ozon al Pământului va fi posibilă doar prin crearea unor motoare fundamental noi. Dar asta e încă departe...
Al treilea motiv pentru distrugerea stratului de ozon al Pământului este
utilizarea îngrășămintelor cu azot în agricultură. Pe măsură ce se descompun, eliberează oxizi de azot, care se ridică în stratosferă și... distrug moleculele de ozon, cauzând, desigur, epuizarea stratului de ozon al Pământului.
Al patrulea motiv pentru distrugerea stratului de ozon al Pământului este
utilizarea pe scară largă a freonilor în activitatea economică umană(ca pulverizatoare, în industria frigorifice). La suprafața pământului, aceste gaze sunt practic inofensive, deoarece nu intră în nicio reacție chimică. Dar, odată ajunsi în stratosferă, freonii, sub influența radiației solare, intră în reacții fotochimice, eliberând clor atomic. Și un atom de clor, așa cum s-a menționat mai sus, pe parcursul vieții sale lungi este capabil să distrugă până la o sută de mii de molecule de ozon. Iată un războinic pe câmp. Iar cantitatea de freoni din atmosferă crește de la an la an, crescând cu aproximativ 8-9% anual.
Ne-am uitat la motivele distrugerii stratului de ozon al Pământului. Pentru a rezuma trist: activitatea umană distruge planeta. Este timpul să trecem la următorul punct al acestui articol. Ce ne amenință cu epuizarea stratului de ozon al Pământului?
Consecințele distrugerii și epuizării stratului de ozon al Pământului.
Epuizarea stratului de ozon crește fluxul de radiații solare către Pământ.
Potrivit medicilor, fiecare procent de ozon pierdut la scară planetară cauzează:
până la 150 de mii de cazuri suplimentare de orbire din cauza cataractei,
numărul de cancere de piele crește cu 2,6 la sută,
Numărul de boli cauzate de un sistem imunitar uman slăbit este în creștere semnificativă.
Dar nu doar oamenii suferă. Radiațiile ultraviolete sunt, de asemenea, extrem de dăunătoare pentru plancton, alevin, creveți, crabi, alge care trăiesc la suprafața oceanului și alte organisme ale biosferei.
Problema epuizării stratului de ozon a fost descoperită cu mult timp în urmă, dar până în anii 1980, oamenii de știință au tras un semnal de alarmă. Dacă ozonul este redus semnificativ în atmosferă, pământul își va pierde regimul normal de temperatură și va înceta răcirea. Ca urmare, un număr mare de documente și acorduri au fost semnate în diferite țări pentru a reduce producția de freoni. În plus, a fost inventat un înlocuitor pentru freon - propan-butan. Conform parametrilor săi tehnici, această substanță are performanțe ridicate și poate fi folosită acolo unde se folosesc freoni.
Astăzi, problema distrugerii stratului de ozon este foarte relevantă. În ciuda acestui fapt, utilizarea tehnologiilor care utilizează freoni continuă. În acest moment, oamenii se gândesc la cum să reducă cantitatea de emisii de freon și caută înlocuitori pentru conservarea și refacerea stratului de ozon.
20. Ploaia acidă: cauze, mecanisme de apariție, impact asupra florei și faunei, clădiri.
Ploaia acidă este de obicei numită orice precipitație (ploaie, zăpadă, grindină) care conține orice cantitate de acid. Prezența acizilor duce la scăderea nivelului pH-ului. Indicele de hidrogen (pH) este o valoare care reflectă concentrația ionilor de hidrogen din soluții. Cu cât nivelul pH-ului este mai scăzut, cu atât mai mulți ioni de hidrogen în soluție, cu atât mediul este mai acid.
Pentru apa de ploaie, valoarea medie a pH-ului este de 5,6. Când pH-ul precipitațiilor este mai mic de 5,6, se numește ploaie acide. Compușii care duc la scăderea nivelului pH-ului sedimentelor sunt oxizii de sulf, azot, acid clorhidric și compuși organici volatili (COV).
Cauzele ploii acide
Ploaie acidă Prin natura originii lor, există două tipuri: naturale (care apar ca urmare a activității naturii în sine) și antropice (cauzate de activitatea umană).
Ploaia acidă naturală
Există puține cauze naturale ale ploii acide:
activitatea microorganismelor, activitatea vulcanică, descărcările de fulgere, arderea lemnului și a altor biomasă.
Ploaia acidă antropogenă
Principala cauză a ploii acide este poluarea aerului. Dacă în urmă cu aproximativ treizeci de ani întreprinderile industriale și centralele termice erau numite drept motive globale care determină apariția în atmosferă a unor compuși care „oxidează” ploaia, astăzi această listă a fost completată de transportul rutier.
Centralele termice și întreprinderile metalurgice „donează” naturii aproximativ 255 de milioane de tone de sulf și oxizi de azot.
Rachetele cu combustibil solid au avut și au o contribuție semnificativă: lansarea unui complex Shuttle are ca rezultat eliberarea în atmosferă a peste 200 de tone de acid clorhidric și aproximativ 90 de tone de oxizi de azot.
Sursele antropogenice de oxizi de sulf sunt întreprinderile producătoare de acid sulfuric și rafinarea petrolului.
Gazele de eșapament de la autovehicule reprezintă 40% din oxizii de azot care intră în atmosferă.
Principala sursă de COV din atmosferă sunt, desigur, industriile chimice, instalațiile de depozitare a petrolului, benzinăriile și benzinăriile, precum și diverși solvenți utilizați atât în industrie, cât și în viața de zi cu zi.
Rezultatul final este următorul: activitatea umană furnizează atmosferei mai mult de 60% compuși cu sulf, aproximativ 40-50% compuși cu azot și 100% compuși organici volatili.
Oxizii care intră în atmosferă reacţionează cu moleculele de apă, formând acizi. Oxizii de sulf, atunci când sunt eliberați în aer, formează acid sulfuric, iar oxizii de azot formează acid azotic. De asemenea, ar trebui să țineți cont de faptul că atmosfera de deasupra orașelor mari conține întotdeauna particule de fier și mangan, care acționează ca catalizatori pentru reacții. Deoarece în natură există un ciclu al apei, apa sub formă de precipitații cade mai devreme sau mai târziu pe pământ. Acidul intră și în apă.
Consecințele ploii acide
Oxidarea resurselor de apă. Râurile și lacurile sunt cele mai sensibile. Peștii mor. În ciuda faptului că unele specii de pești pot rezista la o ușoară acidificare a apei, aceștia mor și din cauza pierderii resurselor alimentare. În acele lacuri în care nivelul pH-ului era mai mic de 5,1, nu a fost prins niciun pește. Acest lucru se explică nu numai prin faptul că peștii adulți mor - la un pH de 5,0, majoritatea nu pot ecloziona alevini din ouă, în urma căreia are loc o reducere a compoziției numerice și a speciilor a populațiilor de pești.
Efecte nocive asupra vegetației. Ploaia acidă afectează vegetația direct și indirect. Impactul direct are loc în zonele montane înalte, unde coroanele copacilor sunt literalmente scufundate în nori acizi. Apa excesiv de acidă distruge frunzele și slăbește plantele. Impactul indirect apare din cauza scăderii nivelului de nutrienți din sol și, ca urmare, a creșterii proporției de substanțe toxice.
Distrugerea creațiilor umane. Fațade de clădiri, monumente culturale și arhitecturale, conducte, mașini - totul este expus ploilor acide. Au fost efectuate multe studii și toate spun un lucru: expunerea la ploile acide a crescut semnificativ în ultimele trei decenii. Drept urmare, nu numai sculpturile din marmură și vitraliile din clădirile antice sunt amenințate, ci și produsele din piele și hârtie de valoare istorică.
Sănătatea umană. Ploaia acidă în sine nu are un impact direct asupra sănătății umane - dacă ești prins de o asemenea ploaie sau înoți într-un rezervor cu apă acidificată, nu riști nimic. Compușii care se formează în atmosferă din cauza pătrunderii de sulf și oxizi de azot în atmosferă reprezintă o amenințare pentru sănătate. Sulfații rezultați sunt transportați de curenții de aer pe distanțe considerabile, sunt inhalați de mulți oameni și, după cum arată studiile, provoacă dezvoltarea bronșitei și a astmului. Un alt punct este că o persoană mănâncă darurile naturii nu toți furnizorii pot garanta compoziția normală a produselor alimentare.
21. Smog: tipuri, mecanism de formare
Smog este un amestec de fum, ceață și unii poluanți.
Pământul este proiectat în așa fel încât ecosistemul său unic să fie păstrat. Aceste scopuri sunt servite de straturi ale atmosferei care acoperă planeta de la pătrunderea razelor ultraviolete, a radiațiilor și a resturilor spațiale. În natură, totul este perfect, iar interferența în structura sa duce la diverse cataclisme și la perturbarea ordinii stabilite. La sfârșitul secolului al XX-lea, a apărut o problemă clară care afectează întreaga umanitate. O gaură de ozon s-a format în regiunea Antarctică și a atras atenția oamenilor de știință din întreaga lume. Situația critică a mediului a fost agravată de o altă problemă gravă.
S-a descoperit că în stratul de ozon din jurul suprafeței pământului s-a format un decalaj de peste o mie de kilometri. Radiațiile intră prin el, afectând negativ oamenii, animalele și vegetația. Găuri de ozon și subțierea învelișului de gaz au fost descoperite ulterior în mai multe locuri, ceea ce a provocat agitație în cercurile publice.
Esența problemei
Ozonul se formează din oxigenul care este expus razelor ultraviolete. Datorită acestei reacții, planeta devine învăluită într-un strat de gaz prin care radiația nu poate pătrunde. Acest strat este situat la o altitudine de 25-50 de kilometri deasupra suprafeței. Grosimea ozonului nu este foarte mare, dar este suficientă pentru ca toate ființele vii să existe pe planetă.
Ce este gaura de ozon a fost învățat în anii 80 ai secolului trecut. Această descoperire senzațională a fost făcută de oamenii de știință englezi. În locurile în care ozonul este distrus, gazul nu este complet absent, concentrația sa scade la un nivel critic de 30%. Decalajul format în stratul stratosferă permite razelor ultraviolete să treacă pe pământ, capabile să ardă organismele vii.
Prima astfel de gaură a fost descoperită în 1985. Locația sa este Antarctica. Ora de vârf în care gaura de ozon sa extins a fost august, iar până la iarnă gazul a devenit mai dens și practic a închis gaura din stratul stratosferic. Punctele critice de altitudine sunt situate la o distanță de 19 kilometri de sol.
A doua gaură de ozon a apărut peste Arctica. Dimensiunea sa era mult mai mică, dar în rest, exista o asemănare izbitoare. Înălțimile critice și timpii de dispariție au coincis. În prezent, găurile de ozon apar în locuri diferite.
Cum se subțiază stratul de ozon?
Oamenii de știință atribuie problema subțierii stratului de ozon fenomenelor naturale care au loc la polii globului. Conform teoriei lor, în timpul nopților polare lungi, razele soarelui nu ajung pe pământ, iar ozonul nu se poate forma din oxigen. În acest sens, se formează nori cu un conținut ridicat de clor. Acest gaz este cel care distruge gazul atât de necesar pentru a proteja planeta.
Pământul a trecut printr-o perioadă de activitate vulcanică. Acest lucru a avut și un efect negativ asupra grosimii stratului de ozon. Emisiile de produse de ardere în atmosferă au distrus stratul deja subțire al stratosferei. Eliberarea de freoni în aer este un alt motiv pentru subțierea stratului protector al pământului.
Gaura de ozon dispare de îndată ce soarele începe să strălucească și să interacționeze cu oxigenul. Datorită curenților de aer, gazul se ridică și umple golul rezultat. Această teorie demonstrează că circulația ozonului este constantă și inevitabilă.
Alte cauze ale găurilor de ozon
În ciuda faptului că procesele chimice joacă un rol dominant în formarea găurilor de ozon, impactul uman asupra naturii creează principalele precondiții. Atomii de clor existenți în mod natural nu sunt singurele substanțe care dăunează ozonului. Gazul este, de asemenea, distrus prin expunerea la hidrogen, brom și oxigen. Motivele apariției acestor compuși în aer se află în activitățile umane de pe planetă. Condițiile preliminare sunt:
- funcționarea uzinelor și fabricilor;
- lipsa instalațiilor de tratament;
- emisiile atmosferice de la centralele termice;
Exploziile nucleare au avut un efect dăunător asupra integrității atmosferei. Consecințele lor afectează în continuare ecologia planetei. În momentul exploziei, se formează o cantitate imensă de oxizi de azot care, ridicându-se, distrug gazul care protejează pământul de radiații. Peste 20 de ani de teste, peste trei milioane de tone din această substanță au fost eliberate în atmosferă.
Avioanele cu reacție au un efect devastator asupra stratului de ozon. Când combustibilul arde în turbine, se eliberează oxizi de azot, aceștia intră direct în atmosferă și distrug moleculele de gaz. În prezent, dintr-un milion de tone de emisii ale acestei substanțe, o treime provine de la avioane.
S-ar părea că îngrășămintele minerale sunt inofensive și utile, dar de fapt au și un efect dăunător asupra atmosferei. Atunci când interacționează cu bacteriile, acestea sunt procesate în protoxid de azot și apoi, sub influența reacțiilor chimice, își schimbă forma și devin oxizi.
Astfel, gaura de ozon este un produs nu numai al fenomenelor naturale, ci și al impactului uman asupra mediului. Deciziile neplăcute pot duce la rezultate neașteptate.
De ce este periculoasă dispariția stratului de ozon din jurul planetei?
Soarele este sursa de căldură și lumină pentru tot ce este de pe planetă. Animalele, plantele și oamenii prosperă datorită razelor sale dătătoare de viață. Acest lucru a fost remarcat de oamenii din lumea antică, care au considerat că Dumnezeul Soarelui este idolul principal. Dar steaua poate deveni și cauza morții vieții pe planetă.
Prin găurile de ozon formate sub influența tandemului omului și naturii, radiația solară poate ajunge pe pământ și poate incinera tot ce a fost alimentat cândva. Consecințele dăunătoare pentru oameni sunt evidente. Oamenii de știință au descoperit că, dacă gazul protector sau stratul său devine mai subțire cu un procent, atunci pe pământ vor apărea încă șapte mii de pacienți cu cancer. În primul rând, pielea oamenilor va avea de suferit, iar apoi alte organe.
Consecințele formării găurilor de ozon afectează nu numai umanitatea. Vegetația are de suferit, precum și fauna și locuitorii mării adânci. Extincția lor în masă este o consecință directă a proceselor care au loc în soare și în atmosferă.
Modalități de a rezolva problema
Motivele apariției găurilor de ozon în atmosferă sunt variate, dar se rezumă la un singur fapt esențial: activitatea umană necugetată și noi soluții tehnologice. Freonii care intră în atmosferă și îi distrug stratul protector sunt un produs al arderii diferitelor substanțe chimice.
Pentru a opri aceste procese, sunt necesare dezvoltări științifice radical noi, care să facă posibilă producerea, alimentarea, producerea și zborul fără utilizarea azotului, fluorului și bromului, precum și a derivaților acestora.
Problema este asociată cu producția și activitățile agricole ineficiente. E timpul să te gândești:
- privind instalarea instalațiilor de tratare pe conductele de fumat;
- privind înlocuirea îngrășămintelor chimice cu cele organice;
- despre trecerea transportului la energie electrică.
În ultimii șaisprezece ani, din 2000, s-au făcut destul de multe. Oamenii de știință au obținut rezultate uimitoare: dimensiunea găurii de ozon de deasupra Antarcticii a scăzut cu o suprafață egală cu teritoriul Indiei.
Consecințele atitudinii nepăsătoare și neatente față de mediu se fac deja simțite. Pentru a nu agrava situația într-o măsură și mai mare, este necesară abordarea problemei la nivel global.
Recent, ziarele și revistele au fost pline de articole despre rolul stratului de ozon, în care oamenii sunt intimidați de posibile probleme pe viitor. Puteți auzi de la oamenii de știință despre schimbările climatice viitoare, care vor afecta negativ întreaga viață de pe Pământ. Se va transforma într-adevăr un potențial pericol departe de oameni într-adevăr într-un astfel de evenimente înfiorătoare pentru toți pământenii? Ce consecințe se așteaptă omenirea de la distrugerea stratului de ozon?
Procesul de formare și semnificația stratului de ozon
Ozonul este un derivat al oxigenului. În timp ce se află în stratosferă, moleculele de oxigen sunt expuse chimic la radiații ultraviolete, după care se descompun în atomi liberi, care, la rândul lor, au capacitatea de a se combina cu alte molecule. Odată cu această interacțiune a moleculelor de oxigen și a atomilor cu corpuri terțe, apare o nouă substanță - așa se formează ozonul.
Fiind în stratosferă, afectează regimul termic al Pământului și sănătatea populației sale. Ca „gardian” planetar, ozonul absoarbe excesul de radiație ultravioletă. Cu toate acestea, atunci când intră în atmosfera inferioară în cantități mari, devine destul de periculos pentru specia umană.
O descoperire nefericită a oamenilor de știință - o gaură de ozon deasupra Antarcticii
Procesul de epuizare a stratului de ozon a fost subiectul multor dezbateri în rândul oamenilor de știință din întreaga lume încă de la sfârșitul anilor 60. În acei ani, ecologistii au început să ridice problema emisiilor de produse de ardere în atmosferă sub formă de vapori de apă și oxizi de azot, care erau produși de motoarele cu reacție ale rachetelor și avioanelor. Îngrijorarea a fost că oxidul de azot emis de aeronave la 25 de kilometri altitudine, care este locul în care se formează scutul Pământului, poate distruge ozonul. În 1985, British Antarctic Survey a înregistrat o scădere cu 40% a concentrației de ozon din atmosferă deasupra bazei lor din Golful Hally.
După oamenii de știință britanici, mulți alți cercetători au luminat această problemă. Ei au reușit să contureze o zonă cu niveluri scăzute de ozon deja în afara continentului sudic. Din această cauză, a început să apară problema formării găurilor de ozon. La scurt timp după aceasta, a fost descoperită o altă gaură de ozon, de data aceasta în Arctica. Cu toate acestea, avea o dimensiune mai mică, cu scurgeri de ozon de până la 9%.
Pe baza rezultatelor cercetării, oamenii de știință au calculat că în 1979-1990 concentrația acestui gaz în atmosfera pământului a scăzut cu aproximativ 5%.
Epuizarea stratului de ozon: apariția găurilor de ozon
Grosimea stratului de ozon poate fi de 3-4 mm, valorile sale maxime sunt situate la poli, iar minimele sale sunt situate de-a lungul ecuatorului. Cea mai mare concentrație de gaz poate fi găsită la 25 de kilometri în stratosferă, deasupra Arcticii. Straturi dense se găsesc uneori la altitudini de până la 70 km, de obicei la tropice. Troposfera nu conține mult ozon, deoarece este foarte susceptibilă la schimbările sezoniere și la diferite tipuri de poluare.
De îndată ce concentrația de gaz scade cu un procent, are loc o creștere imediată a intensității radiațiilor ultraviolete deasupra suprafeței pământului cu 2%. Influența razelor ultraviolete asupra organicelor planetare este comparată cu radiațiile ionizante.
Epuizarea stratului de ozon ar putea provoca dezastre asociate cu încălzirea excesivă, viteza crescută a vântului și circulația aerului, ceea ce ar putea duce la noi zone deșertice și ar putea reduce recoltele agricole.
Întâlnirea cu ozonul în viața de zi cu zi
Uneori, după ploaie, mai ales vara, aerul devine neobișnuit de proaspăt și plăcut, iar oamenii spun că „miroase a ozon”. Aceasta nu este deloc o formulare figurată. De fapt, o parte din ozon ajunge în straturile inferioare ale atmosferei cu curenții de aer. Acest tip de gaz este considerat așa-numitul ozon benefic, care aduce atmosferei o senzație de prospețime extraordinară. În cea mai mare parte, astfel de fenomene sunt observate după furtuni.
Cu toate acestea, există și un tip de ozon foarte dăunător, care este extrem de periculos pentru oameni. Este produs de gazele de eșapament și de emisiile industriale, iar atunci când este expus la razele soarelui, intră într-o reacție fotochimică. Ca urmare, are loc formarea așa-numitului ozon la nivelul solului, care este extrem de dăunător sănătății umane.
Substanțe care distrug stratul de ozon: efectul freonilor
Oamenii de știință au demonstrat că freonii, care sunt folosiți în masă pentru a încărca frigiderele și aparatele de aer condiționat, precum și numeroase cutii de aerosoli, provoacă distrugerea stratului de ozon. Astfel, se dovedește că aproape fiecare persoană are o mână de ajutor în distrugerea stratului de ozon.
Cauzele găurilor de ozon sunt că moleculele de freon reacţionează cu moleculele de ozon. Radiația solară determină freonii să elibereze clor. Ca urmare, ozonul se scindează, rezultând formarea de oxigen atomic și obișnuit. În locurile în care apar astfel de interacțiuni, apare problema epuizării stratului de ozon și apar găuri de ozon.
Desigur, cel mai mare prejudiciu adus stratului de ozon este cauzat de emisiile industriale, dar utilizarea în uz casnic a preparatelor care conțin freon, într-un fel sau altul, are un impact și asupra distrugerii ozonului.
Protejarea stratului de ozon
După ce oamenii de știință au documentat că stratul de ozon este încă distrus și apar găuri de ozon, politicienii au început să se gândească la conservarea lui. În întreaga lume s-au organizat consultări și întâlniri cu privire la aceste probleme. La ele au participat reprezentanți ai tuturor statelor cu o industrie bine dezvoltată.
Astfel, în 1985, a fost adoptată Convenția pentru Protecția Stratului de Ozon. Reprezentanții din patruzeci și patru de state participante la conferință au semnat acest document. Un an mai târziu, a fost semnat un alt document important, numit Protocolul de la Montreal. În conformitate cu prevederile sale, ar fi trebuit să existe o restricție semnificativă a producției și a consumului global de substanțe care duc la epuizarea stratului de ozon.
Cu toate acestea, unele state nu au fost dispuse să se supună unor astfel de restricții. Apoi au fost determinate cote specifice pentru emisiile periculoase în atmosferă pentru fiecare stat.
Protecția stratului de ozon în Rusia
În conformitate cu legislația rusă actuală, protecția juridică a stratului de ozon este unul dintre cele mai importante și prioritare domenii. Legislația referitoare la protecția mediului reglementează o listă de măsuri de protecție menite să protejeze acest obiect natural de diverse tipuri de daune, poluare, distrugere și epuizare. Astfel, articolul 56 din Legislație descrie câteva activități legate de protecția stratului de ozon al planetei:
- Organizații pentru monitorizarea efectului găurii de ozon;
- Controlul continuu asupra schimbărilor climatice;
- Respectarea strictă a cadrului de reglementare privind emisiile nocive în atmosferă;
- Reglarea producției de compuși chimici care distrug stratul de ozon;
- Aplicarea pedepselor și pedepselor pentru încălcarea legii.
Soluții posibile și primele rezultate
Trebuie să știți că găurile de ozon nu sunt un fenomen permanent. Odată cu reducerea cantității de emisii nocive în atmosferă, începe o înăsprire treptată a găurilor de ozon - sunt activate moleculele de ozon din zonele învecinate. Totuși, în același timp, apare un alt factor de risc - zonele învecinate sunt lipsite de o cantitate semnificativă de ozon, straturile devin mai subțiri.
Oamenii de știință din întreaga lume continuă să se angajeze în cercetare și sunt intimidați de concluziile sumbre. Ei au calculat că, dacă prezența ozonului ar scădea cu doar 1% în atmosfera superioară, ar exista o creștere a cancerului de piele de până la 3-6%. Mai mult, o cantitate mare de raze ultraviolete va afecta negativ sistemul imunitar al oamenilor. Vor deveni mai vulnerabili la o mare varietate de infecții.
Este posibil ca acest lucru să explice de fapt faptul că în secolul 21 numărul tumorilor maligne este în creștere. Nivelurile în creștere ale radiațiilor ultraviolete afectează negativ natura. Are loc distrugerea celulelor din plante, începe procesul de mutație, în urma căruia se produce mai puțin oxigen.
Va face față umanitatea provocărilor care urmează?
Potrivit ultimelor statistici, omenirea se confruntă cu o catastrofă globală. Cu toate acestea, știința are și rapoarte optimiste. După adoptarea Convenției pentru Protecția Stratului de Ozon, întreaga umanitate s-a implicat în problema conservării stratului de ozon. În urma dezvoltării unui număr de măsuri prohibitive și de protecție, situația s-a stabilizat ușor. Astfel, unii cercetători susțin că dacă întreaga umanitate se angajează în producția industrială în limite rezonabile, problema găurilor de ozon poate fi rezolvată cu succes.
Dacă aveți întrebări, lăsați-le în comentariile de sub articol. Noi sau vizitatorii noștri vom fi bucuroși să le răspundem
Natura este o stare de echilibru. Factorul antropic perturbă ciclul substanțelor, care afectează planeta. Un exemplu este stratul de ozon. Omenirea îl distruge în mod constant prin zboruri în spațiu, în timp ce substanța este supusă, în plus, la descompunere în straturile inferioare ale atmosferei din cauza freonilor și a emisiilor din industria uşoară. Aceasta ridică o listă de probleme:
- amplificarea razelor de radiație;
- deteriorarea parametrilor de frecvență a aerului;
- modificări ale caracteristicilor solului;
- ploaie acida;
- ceturi toxice.
Împreună, acești factori amenință să distrugă ecologia Pământului.
Stratul de ozon este situat între 15 și 40 km în atmosferă. În ciuda variației de înălțime, grosimea cochiliei este măsurată în câțiva milimetri. Cel mai gros strat este deasupra polilor. Cea mai mică concentrație la ecuator. Stratul de ozon blochează cea mai mare parte a radiațiilor ultraviolete. În medie, carcasa reduce cantitatea de radiații ultraviolete de 6,5 mii de ori.
Formarea ozonului
Sub influența luminii solare, molecula de ozon se descompune într-o moleculă de oxigen și un atom, absorbind astfel radiațiile periculoase. În prezența unui al treilea atom de oxigen, aceste particule se combină din nou pentru a forma o moleculă de ozon. Procesul este nesfârșit, dar poate fi perturbat de oameni.
Cauzele epuizării stratului de ozon
Primele conversații despre epuizarea stratului de ozon au început în anii 1960. Motivul a fost o scădere a concentrației de ozon cu 40% față de una dintre stațiile arctice britanice. În același timp, au început cercetările asupra motivelor pentru care această distrugere a devenit posibilă.
Transportul aerian. Avioanele de pe cer au devenit norma cu mult timp în urmă, dar se întâmplă că ei sunt cei care încalcă stratul de ozon în timpul zborului. Nu, mașinile nu fac „găuri de ozon” cu cabinele lor, dar combustibilul pentru avioane (benzină de aviație și kerosen) formează CO 2 din ozon în timpul arderii. În condițiile suprafeței Pământului, dioxidul de carbon se formează ca urmare a arderii combustibilului într-un mediu cu oxigen. La o altitudine de câteva zeci de kilometri, aerul este mai subțire. Alături de oxigen, ozonul participă și la procesul de ardere.
Carbonul duce la perturbarea lanțului de conversie a ultravioletelor de către ozon. Lumina soarelui este înlocuită cu un atom de carbon. CO 2 rezultat se scufundă la suprafața Pământului, iar concentrația substanței care se formează în stratul de ozon scade. În anii 60, când zborurile nu erau încă atât de accesibile, această problemă putea fi încă rezolvată de la sine. Dar astăzi o persoană obișnuită zboară de mai multe ori pe an, iar pentru un mare om de afaceri sau politician norma este să facă mai multe zboruri într-o săptămână. Este pur și simplu imposibil să refuzi un astfel de mijloc de transport convenabil.
Industria cosmeticelor. Cât de des folosește fiecare persoană deodorant, fixativ sau odorizant? Aceste lucruri sunt cheia confortului uman.
Mai mult, ele conțin aceleași clorofluorocarburi care distrug stratul de ozon. Din fericire, această problemă specială a fost una dintre primele care a fost închisă. În anii 1970, la o conferință de la Montreal, s-a decis să se găsească un înlocuitor pentru clorofluorocarburi (CFC). S-a folosit propan-butilenă, care nu diferă în calitate de CFC.
Incendii forestiere. Clorura de metil (CH 3 Cl) formată cu curenți crescători de aer încălzit în timpul incendiilor de mare amploare este capabilă să ajungă în partea superioară a troposferei și să reacționeze cu ozonul.
Unități frigorifice. Baza oricărui echipament de refrigerare este freonul, care este folosit ca agent frigorific.
freon este orice substanță cu un punct de fierbere scăzut. La urma urmei, ce este frigul? Aceasta este absența căldurii. Agentul frigorific preia căldură, fierbe, intră în compresor, unde este comprimat până când punctul de fierbere crește atât de mult încât gazul se transformă din nou în lichid. Gazul devine lichid, eliberând căldură în atmosferă, iar agentul frigorific este repus în funcțiune. Tocmai în acest moment stă baza înțelegerii impactului freonilor asupra atmosferei și a stratului de ozon. Freonul funcționează în sistem închis, scurgerile sale sunt nesemnificative. Freonul poate intra în atmosferă în trei cazuri:
- eliminarea necorespunzătoare;
- încălcarea operațiunii;
- montaj de proasta calitate.
Astăzi, este interzisă utilizarea freonului „R 12”, care are un efect deosebit de distructiv asupra stratului de ozon. Dar puteți merge în altă direcție și puteți introduce controlul internațional de calitate al asamblarii și funcționării echipamentelor de refrigerare și să monitorizați eliminarea corespunzătoare. La urma urmei, este mai ușor să nu-l arunci decât să nu-l folosești.
Cum afectează freonii stratul de ozon?
Se descompun în straturile superioare ale atmosferei, iar produsul de descompunere este clorul atomic, ceea ce duce la perturbarea lanțului de conversie a razelor ultraviolete de către ozon.
Ozonul nu se descompune într-o moleculă și atom de oxigen, potrivite pentru o reacție ulterioară, ci în oxid de clor și oxigen. După aceasta, în oxidul de clor, atomii de oxigen liberi, din care există cantități suficiente care plutesc în jur, înlocuiesc clorul. Ca urmare, după reacție, se formează două molecule de oxigen și un atom de clor, care continuă să distrugă ozonul din nou și din nou. Un atom poate distruge aproximativ 100 de mii de molecule de ozon.
Ciclul clorului de distrugere a ozonului.
Cl + O 3 → ClO + O 2
O + ClO → Cl + O 2
O reacție chimică obișnuită consumă cantități uriașe dintr-o substanță care este neprețuită în stratosferă.
Consecințele distrugerii, găurile de ozon
Rezultatul distrugerii stratului de ozon este așa-numita gaură de ozon. Acesta nu este literalmente o gaură în carcasă - doar un loc în care concentrația de ozon este mult redusă. Cel mai rău lucru este că astfel de fenomene rătăcesc și mecanismul apariției lor este neclar.
O gaură de ozon apare în mod regulat peste Australia vara, care este însoțită de focare de cancer. Dar cancerul nu este întreaga listă de efecte negative:
- Datorită creșterii cantității de lumină solară, vor începe să apară arsuri pe frunzele plantelor și arborilor, vegetația nu va mai putea compensa aportul de CO 2. Acest lucru este semnificativ.
- Straturile superioare ale solului vor începe să se usuce, ceea ce înseamnă că agricultura, care este principalul mijloc de subzistență al umanității, va deveni imposibilă în noile condiții.
- Fondul de radiații al planetei va crește semnificativ, ceea ce înseamnă că riscul de îmbolnăvire cu radiații va crește semnificativ.
Luați împreună, toți acești factori pot distruge nu numai umanitatea, ci și Pământul ca întreg.
Ploaie acidă
Ploaia acidă produce aproximativ aceleași emisii de gaze cu efect de seră care contribuie la dezvoltarea găurilor de ozon.
Clorofluorocarburile, atunci când sunt descompuse, lasă carbon, care se combină cu apa pentru a forma acid carbonic, deși acesta are doar un efect mic asupra formării ploii acide. Emisiile de azot și sulf joacă un rol major. Ele se formează ca urmare a arderii combustibilului. Sulful este prezent ca poluant în aproximativ 70% dintre combustibilii, cărbunele și petrolul arse pe planetă. Azotul și sulful, combinându-se cu oxigenul din atmosferă, formează mai întâi oxizi, iar apoi combinându-se cu apa, acizi, care precipită sub formă de ploaie.
Cum amenință asta umanitatea? Modificări ale condițiilor de viață. Echilibrul este necesar și în substanțele din jur. Întreaga natură este concepută pentru a exista într-un mediu neutru, iar o creștere a acidității apei pluviale va duce la o modificare a compoziției solului și, prin urmare, la o schimbare a întregii comunități biologice a Pământului. În special pentru oameni, aceasta înseamnă o schimbare a condițiilor agricole. Toate secolele de muncă privind dezvoltarea metodelor de rotație a culturilor se vor pierde și vom reveni din nou la metoda tăierii și arderii. Și asta cu o evoluție pozitivă a evenimentelor, deoarece ploaia acidă arde frunzele care nu sunt obișnuite cu ea și nu se știe câți litri de apă otrăvită vor mai rezista cutare sau cutare plantă.
Nici sistemul imunitar uman nu este mulțumit de această modificare a compoziției ploii. Numai în Rusia, din cauza unor astfel de precipitații, numărul persoanelor care suferă de astm bronșic aproape s-a dublat. Și aceasta este o nouă creștere a industriei, asociată doar cu medicamentele.
Ceturi toxice
Un alt rezultat al poluării constante a aerului este ceața toxică sau smogul. Apărut pentru prima dată la Londra în secolul al XX-lea, smogul conținea cantități mari de particule în suspensie de cărbune, funingine și sulf. În ultimele 5 zile, numărul deceselor din cauza bolilor cardiovasculare și respiratorii a crescut semnificativ. Trebuie remarcat faptul că compoziția contaminanților a devenit mult mai sofisticată.
Astăzi, smogul poate fi văzut în New York, Londra, Osaka sau Beijing. Acest fenomen apare ca o consecință a unui număr mare de fabrici concentrate într-un singur loc. Ce înseamnă acest lucru? Încălcarea proceselor metabolice din organism. Din păcate, cancerul, bolile respiratorii și cardiovasculare sunt doar o parte din imagine.
În China, ca urmare a industrializării într-un timp relativ scurt, smogul a devenit destul de comun. În general, o ceață de emisii persistă peste Beijing în fiecare vară, care este însoțită de deteriorarea calității apei. Toate acestea au dus la o creștere a popularității procedurii de cezariană. Din cauza tulburărilor metabolice din organism, femeile din zona centrală a țării sunt nevoite să poarte un copil până la 12 luni în așteptarea unei nașteri naturale.
Guvernul chinez luptă pentru curățenia orașului, multe fabrici au părăsit capitala, dar nu este clar când acest lucru va afecta situația de mediu.
Pământul este singura planetă din sistemul solar care are viață. Existența organismelor vii este posibilă deoarece planeta este protejată de radiațiile solare mortale de către stratul de ozon, situat în stratosferă (la 10 - 50 km de suprafața planetară). Ozonul este un gaz albăstrui a cărui moleculă este formată din trei atomi de oxigen. Numele său tradus din greacă înseamnă „miroase”. Într-adevăr, după ce ai inspirat adânc, poți simți cum miroase gazul.
Fără stratul de ozon, planeta va arde literalmente sub influența ultravioletă a Soarelui. Cu toate acestea, omenirea nu a învățat niciodată să fie recunoscătoare pentru oportunitatea de a trăi pe Pământ. Găurile de ozon au existat dintotdeauna pe planetă. Ele apar și dispar din motive naturale. Cu toate acestea, ca urmare a activităților antropice, are loc o extindere periculoasă a zonelor atmosferice neprotejate de ozon, din cauza căreia Pământul devine din ce în ce mai expus la radiațiile ultraviolete.
Ce sunt găurile de ozon?
Să nu credeți că gaura de ozon este un spațiu din atmosferă complet lipsit de gaz protector. De fapt, ozonul este prezent în această zonă, dar în concentrații mai mici. Printr-o astfel de secțiune a atmosferei este mai ușor ca radiațiile ultraviolete să ajungă la suprafața pământului. În gaura de ozon, concentrațiile de gaz albastru pot fi de până la 30% din normal.
Gaură de ozon deasupra Antarcticii
Prima și cea mai mare gaură de ozon, care atinge 1000 km în diametru, a fost descoperită în 1985 deasupra Antarcticii. Concentrația de gaz în acest spațiu a fost cu 50% sub normal, iar cea mai mare epuizare a stratului de ozon a fost observată la o distanță de 15–20 km de suprafața planetară.
Gaura de peste regiunea polară de sud se caracterizează prin apariția și dispariția sezonieră. O scădere semnificativă a concentrației de gaz se observă la sfârșitul iernii și la începutul primăverii (în emisfera sudică aceasta este august și septembrie). Acest fenomen se datorează particularităților climatului subpolar.
În timpul iernii în Antarctica, se formează un vârtej din cauza scăderii temperaturii aerului. Masa de aer din vortex circulă în jurul polului sud. Amestecarea cu masele de aer de la alte latitudini este slabă sau absentă cu totul. În timpul iernii polare, suprafața planetară este lipsită de lumina soarelui, iar formarea ozonului este oprită. Și gazul acumulat în timpul verii este distrus treptat, deoarece moleculele substanței nu sunt stabile. Când noaptea polară se încheie și vara antarctică revine, concentrația de ozon începe să crească încet și atinge valoarea maximă până la sfârșitul verii.
Vedere din spațiu
O gaură sezonieră similară, dar nu la fel de mare, este situată deasupra Oceanului Arctic. Formațiuni mai mici sunt identificate de cercetătorii de pe tot globul.
Cauzele epuizării stratului de ozon
Motivele epuizării stratului de ozon sunt două tipuri de factori:
- naturale (procese naturale care provoacă poluarea aerului);
- antropogenă (cauzată de influența umană).
Cauza naturală a apariției zonelor cu concentrații scăzute de ozon sunt procesele care au loc în regiunile circumpolare ale planetei. Conform teoriei științifice, în timpul nopților polare, când în atmosferă nu se produce ozon din cauza lipsei radiației solare, se formează nori de clor. Clorul, care formează baza masei norilor, are un efect distructiv asupra ozonului rămas în stratosferă.
Gaura rezultată este închisă de îndată ce sosește ziua polară, radiația ultravioletă solară interacționează cu moleculele de oxigen. Gazul albastru rezultat, care este o versiune concentrată a oxigenului, se ridică în stratosferă. Această teorie arată că subțierea și reînnoirea stratului de ozon este un proces natural continuu care a existat dintotdeauna.
De asemenea, afectează formarea găurilor de ozon în atmosferă. Când vulcanii explodează, produsele de combustie sunt eliberate în aer, care au un efect distructiv asupra moleculelor de ozon.
Cu toate acestea, în ultimele decenii, distrugerea stratului de ozon a devenit alarmantă din cauza impactului antropic. Ozonul este un gaz instabil. Este distrus din cauza emisiilor crescute de clor, brom, hidrogen, freoni și alți compuși chimici care intră în atmosferă ca urmare a activității umane, creând efectul de seră.
Principalele surse de poluare atmosferică:
- instalații și fabrici care nu sunt echipate sau insuficient echipate cu stații de epurare;
- îngrășăminte minerale aplicate pe terenurile cultivate;
- avioane cu reactie;
- explozii nucleare.
Când avioanele cu reacție zboară, oxizii de azot sunt eliberați în aer ca urmare a arderii combustibilului în turbine. Odată ajunse în stratosferă, ele distrug moleculele de gaz albastru. Astăzi, 1/3 din emisiile de oxizi de azot provin din transportul aerian.
Testele nucleare au fost interzise de ONU în 1996, dar problemele de mediu pe care le-a provocat încă există. În timpul unei explozii nucleare, s-a format o cantitate gigantică de oxizi de azot, distrugând stratul de ozon. În cei 20 de ani în care au fost efectuate teste nucleare, peste 3 milioane de tone de compuși ai azotului s-au răspândit în atmosferă.
Îngrășămintele minerale, care intră în sol și interacționează cu microorganismele din sol, sunt, de asemenea, transformate în oxizi de azot prin reacții chimice complexe.
Consecințele găurilor de ozon
O scădere a stratului de ozon duce la o expunere crescută la radiația solară de pe suprafața planetei. Radiația solară fără un scut de ozon reprezintă un pericol de moarte pentru organismele vii.
Principala consecință a distrugerii stratului de ozon al Pământului va fi dispariția tuturor reprezentanților lumii animale și vegetale. Deja astăzi, oamenii de știință observă moartea masivă a speciilor planctonice marine și a locuitorilor din adâncurile mării din cauza efectelor negative crescute ale radiațiilor ultraviolete.
În ceea ce privește impactul asupra oamenilor, o creștere a radiației solare afectează negativ starea pielii și provoacă o creștere a cazurilor de melanom - cancer de piele. Dacă cantitatea de radiații ultraviolete care ajunge pe Pământ crește, va crește și incidența altor patologii oncologice. Deci, dacă nivelul de gaz albastru din stratosferă scade cu încă 1%, atunci numărul bolnavilor de cancer va crește cu 7 mii pe an.
Modalități de a rezolva problema
Întrucât principalul vinovat în distrugerea stratului de ozon al planetei este activitatea umană, normalizarea stării atmosferei necesită crearea de noi tehnologii de producție și operare care vizează reducerea semnificativă și chiar eliminarea emisiilor de freoni și alți compuși nocivi.
Pentru a preveni apariția găurilor de ozon, aveți nevoie de:
- îmbunătățirea structurilor de curățare pe țevile fabricii;
- reducerea utilizării îngrășămintelor minerale;
- crearea de vehicule care nu funcționează cu combustibil combustibil, ci cu energie electrică și alte surse de energie.
Astfel de măsuri preventive au un efect pozitiv, dar, potrivit ecologiștilor, măsurile de refacere a stratului de ozon sunt mult mai eficiente. Aceasta se referă la pulverizarea gazului sintetizat artificial prin dispozitive speciale de zbor la o altitudine de 10-30 km deasupra suprafeței pământului. Această metodă vă va permite să reparați rapid găurile din atmosferă, dar nu este lipsită de dezavantajele sale. Prima problemă este costul ridicat al evenimentului (este fezabil din punct de vedere economic doar cu participarea comună a mai multor state). A doua problemă este că livrarea ozonului sintetic la locul de pulverizare este dificilă și periculoasă pentru transportator.
În 1985, a fost adoptată Convecția de la Viena privind protecția stratului de ozon. În 1987, a fost creat Protocolul de la Montreal, care enumeră cele mai dăunătoare substanțe volatile care apar în spațiul aerian ca urmare a activității umane. Țările participante s-au angajat să reducă emisiile acestor substanțe și să le elimine până la începutul secolului al XXI-lea.
Rezultatele acordului internațional sunt vizibile. Suprafața găurilor de ozon a scăzut în diferite părți ale planetei, inclusiv peste Antarctica. Comunitatea mondială continuă să se lupte serios cu problema: sunt create vehicule ecologice, sunt îmbunătățite tehnologiile de producție industrială și agricolă.