Co způsobuje destrukci ozonové vrstvy. Ozonové díry

Ozon je druh kyslíku, který se nachází ve stratosféře, přibližně 12-50 kilometrů od Země. Nejvyšší koncentrace této látky je ve vzdálenosti přibližně 23 kilometrů od povrchu. Ozon objevil v roce 1873 německý vědec Schönbein. Následně byla tato modifikace kyslíku nalezena v povrchových a horních vrstvách atmosféry. Obecně se ozon skládá z tříatomových molekul kyslíku. Za normálních podmínek je to modrý plyn s charakteristické aroma. Pod různými faktory se ozón mění v indigově zbarvenou kapalinu. Když ztuhne, získá tmavě modrý odstín.

Hodnota ozonové vrstvy spočívá v tom, že funguje jako jakýsi filtr, pohlcující určité množství ultrafialových paprsků. Chrání biosféru a lidi před přímým slunečním zářením.

Příčiny poškozování ozónové vrstvy

Po mnoho staletí lidé existenci ozonu netušili, ale jejich činnost nepříznivě ovlivňovala stav atmosféry. V tento moment vědci mluví o takovém problému, jako jsou ozónové díry. K vyčerpání modifikace kyslíku dochází z různých důvodů:

vypouštění raket a satelitů do vesmíru;
provozování letecké dopravy ve výšce 12-16 kilometrů;
emise freonů do ovzduší.

Hlavní ničitelé ozonové vrstvy

Největšími nepřáteli vrstvy modifikace kyslíku jsou sloučeniny vodíku a chlór. Je to způsobeno rozkladem freonů, které se používají jako atomizéry. Při určité teplotě jsou schopny vařit a zvětšovat objem, což je důležité pro výrobu různých aerosolů. Poměrně často se freony používají pro mrazicí zařízení, chladničky a chladicí jednotky. Když freony stoupají do vzduchu, chlor se za atmosférických podmínek odštěpuje, což zase přeměňuje ozón na kyslík.

Problém poškozování ozónové vrstvy byl objeven již dávno, ale v 80. letech minulého století vědci bili na poplach. Pokud se ozón v atmosféře výrazně sníží, Země ztratí svůj normální teplotní režim a přestane se ochlazovat. V důsledku toho bylo v různých zemích podepsáno obrovské množství dokumentů a dohod s cílem snížit produkci freonů. Kromě toho byla vynalezena náhrada za freon - propan-butan. Tato látka má dle svých technických parametrů vysoký výkon, lze ji použít tam, kde se používají freony.

Dnes je problém poškozování ozónové vrstvy velmi aktuální. Navzdory tomu pokračuje využívání technologií využívajících freony. V současné době lidé přemýšlejí, jak snížit množství emisí freonů, hledají náhražky pro záchranu a obnovu ozonové vrstvy.

Metody boje

Od roku 1985 jsou přijímána opatření na ochranu ozonové vrstvy. Prvním krokem bylo zavedení omezení emisí freonů. Dále vláda schválila Vídeňskou úmluvu, jejíž ustanovení byla zaměřena na ochranu ozonové vrstvy a sestávala z následujících bodů:

zástupci rozdílné země přijala dohodu o spolupráci týkající se studia procesů a látek, které ovlivňují ozonovou vrstvu a vyvolávají její změny;
systematické sledování stavu ozonové vrstvy;
vytváření technologií a jedinečných látek, které pomáhají minimalizovat škody;
spolupráce v různých oblastech vývoje opatření a jejich uplatňování, jakož i kontrola činností vyvolávajících vznik ozonových děr;
transfer technologií a získaných znalostí.

V minulých desetiletích byly podepsány protokoly, podle kterých by se měla výroba fluorochlorovaných uhlovodíků omezit, v některých případech úplně zastavit.

Nejproblematičtější bylo použití přípravků šetrných k ozónu při výrobě chladicích zařízení. V tomto období začala skutečná „freonová krize“. Vývoj si navíc vyžádal značné finanční investice, což nemohlo podnikatele rozčílit. Naštěstí se našlo řešení a výrobci místo freonů začali používat jiné látky v aerosolech (uhlovodíková hnací látka jako butan nebo propan). Dnes je běžné používání zařízení schopných využívat endotermické chemické reakce, které absorbují teplo.

Očistit atmosféru od obsahu freonů (podle fyziků) je možné i pomocí jaderné elektrárny, jejíž výkon by měl být minimálně 10 GW. Tento design bude sloužit jako vynikající zdroj energie. Koneckonců, je známo, že Slunce je schopno vyprodukovat asi 5-6 tun ozónu za pouhou jednu sekundu. Navýšením tohoto čísla pomocí pohonných jednotek je možné dosáhnout rovnováhy mezi ničením a produkcí ozónu.

Mnoho vědců považuje za účelné vytvořit „ozonovou továrnu“, která zlepší stav ozonové vrstvy.

Kromě tohoto projektu existuje mnoho dalších, včetně produkce ozonu uměle ve stratosféře nebo produkce ozonu v atmosféře. Hlavní nevýhodou všech nápadů a návrhů je jejich vysoká cena. Velké finanční ztráty odsouvají projekty do pozadí a některé z nich zůstávají nerealizované.

Pětiminutové video o ochraně ozónové vrstvy

Zničení ozónové vrstvy

Ozonová vrstva je část stratosféry ve výšce 12 až 50 km, ve které dochází vlivem ultrafialového záření ze Slunce k ionizaci kyslíku (O 2), který získává třetí atom kyslíku, a ozónu (O 3). ) se získá. Poměrně vysoká koncentrace ozónu (asi 8 ml/m3) pohlcuje nebezpečné ultrafialové paprsky a chrání vše živé na souši před škodlivým zářením. Navíc nebýt ozónové vrstvy, pak by se život z oceánů vůbec nemohl dostat a nevznikly by vysoce rozvinuté formy života, jako jsou savci včetně člověka. Nejvyšší hustota ozonu se vyskytuje ve výšce 20 km, největší část z celkového objemu - ve výšce 40 km. Pokud by bylo možné extrahovat veškerý ozón v atmosféře a stlačit jej za normálního tlaku, výsledkem by byla vrstva pokrývající povrch Země pouze 3 mm silná. Pro srovnání, celá atmosféra stlačená za normálního tlaku by vytvořila vrstvu 8 km.

Ozón je aktivní plyn a může nepříznivě ovlivnit člověka. Obvykle je jeho koncentrace v nižších vrstvách atmosféry zanedbatelná a na člověka nemá škodlivý účinek. Velké množství ozónu vzniká ve velkých městech s hustým provozem v důsledku fotochemických přeměn výfukových plynů vozidel.

Ozón také reguluje tvrdost kosmického záření. Pokud je tento plyn alespoň částečně zničen, pak se přirozeně prudce zvyšuje tvrdost záření a následně dochází ke skutečným změnám ve světě rostlin a zvířat.

Již bylo prokázáno, že absence nebo nízká koncentrace ozonu může nebo vede k rakovině, která tím nejhorším způsobem ovlivňuje lidstvo a jeho schopnost reprodukce.

Příčiny úbytku ozónové vrstvy

Ozonová vrstva chrání život na Zemi před škodlivým ultrafialovým zářením ze slunce. V průběhu let bylo zjištěno, že ozonová vrstva v určitých oblastech světa, včetně hustě obydlených oblastí ve středních zeměpisných šířkách severní polokoule, mírně, ale neustále slábne. Nad Antarktidou byla objevena rozsáhlá „ozonová díra“.

K destrukci ozonu dochází v důsledku vystavení ultrafialovému záření, kosmickému záření, některým plynům: sloučeninám dusíku, chloru a bromu, fluorochlorovaným uhlovodíkům (freonům). Největší obavy vyvolávají lidské činnosti, které poškozují ozonovou vrstvu. Mnoho zemí proto podepsalo mezinárodní dohodu o snížení produkce látek poškozujících ozonovou vrstvu.

Existuje mnoho důvodů pro oslabení ozonového štítu.

Za prvé jsou to starty vesmírných raket. Spalování paliva „vypaluje“ velké otvory v ozónové vrstvě. Kdysi se předpokládalo, že se tyto „díry“ uzavírají. Ukázalo se, že ne. Existují již poměrně dlouho.

Za druhé, letadla. Zejména létání ve výškách 12-15 km. Pára a další látky jimi emitované ničí ozón. Ale zároveň letadla létající pod 12 km. Poskytněte zvýšení ozónu. Ve městech je jednou ze složek fotochemického smogu. Za třetí je to chlór a jeho sloučeniny s kyslíkem. Velké množství(až 700 tis. tun) tohoto plynu se dostává do atmosféry především rozkladem freonů. Freony jsou plyny, které nevstupují do žádných chemických reakcí blízko povrchu Země, vaří při pokojové teplotě, a proto prudce zvětšují svůj objem, což z nich dělá dobré atomizéry. Vzhledem k tomu, že jejich teplota klesá, jak expandují, jsou freony široce používány v průmyslu chlazení.

Každý rok se množství freonů v zemské atmosféře zvyšuje o 8-9%. Postupně stoupají do stratosféry a působením slunečního záření se aktivují – vstupují do fotochemických reakcí, při kterých se uvolňuje atomový chlór. Každá částice chlóru je schopna zničit stovky a tisíce molekul ozonu.

9. února 2004 se na stránkách NASA Earth Institute objevila zpráva, že vědci z Harvardské univerzity našli molekulu, která ničí ozón. Vědci tuto molekulu pojmenovali „dimer oxidu chloričitého“, protože se skládá ze dvou molekul oxidu chloričitého. Dimer existuje pouze ve zvláště chladné stratosféře nad polárními oblastmi, když jsou hladiny oxidu chloričitého relativně vysoké. Tato molekula pochází z chlorfluoruhlovodíků. Dimer způsobí, že se ozón pohltí slunečním světlem a rozloží se na dva atomy chloru a molekulu kyslíku. Volné atomy chloru začnou interagovat s molekulami ozonu, což vede k poklesu jeho množství.

Důsledky poškozování ozónové vrstvy

Vznik "ozonových děr" (sezónní pokles obsahu ozonu o polovinu nebo více) byl poprvé pozorován koncem 70. let nad Antarktidou. V následujících letech délka existence a plocha „ozónových děr“ rostly a nyní již zachytily jižní oblasti Austrálie, Chile a Argentiny. Paralelně, i když s určitým zpožděním, se na severní polokouli rozvinul proces poškozování ozónové vrstvy. Na začátku 90. let byl pozorován 20 - 25% pokles ve Skandinávii, pobaltských státech a severozápadních oblastech Ruska. V jiných než subpolárních zeměpisných šířkách je úbytek ozonu méně výrazný, i zde je však statisticky významný (1,5-6,2 % za poslední desetiletí).

Poškozování ozonové vrstvy může mít významný dopad na ekologii oceánů. Mnohé z jeho systémů jsou již namáhány stávající úrovní přirozeného UV záření a zvýšení jeho intenzity u některých z nich může být katastrofální. V důsledku působení ultrafialového záření u vodních organismů dochází k narušení adaptačního chování (orientace a migrace), k potlačení fotosyntézy a enzymatických reakcí a k potlačení procesů rozmnožování a vývoje, zejména v raných stádiích. Vzhledem k tomu, že citlivost různých složek vodních ekosystémů na ultrafialové záření se výrazně liší, v důsledku ničení stratosférického ozonu je třeba očekávat nejen pokles celkové biomasy, ale také změnu struktury vodních ekosystémů. Za těchto podmínek mohou užitečné citlivé formy zemřít a být vytlačeny a odolné, toxické pro životní prostředí, jako jsou modrozelené řasy, se mohou intenzivně množit.

Účinnost vodních potravních řetězců je rozhodujícím způsobem určena produktivitou jejich výchozího článku – fytoplanktonu. Výpočty ukazují, že v případě 25% zničení stratosférického ozonu by se mělo očekávat 35% snížení primární produktivity v povrchové vrstvy oceán a 10% pokles v celé vrstvě fotosyntézy. Význam předpovídaných změn se ukáže, vezmeme-li v úvahu, že fytoplankton využívá více než polovinu oxidu uhličitého v procesu globální fotosyntézy a pouze desetinové snížení intenzity tohoto procesu odpovídá zdvojnásobení emisí oxidu uhličitého. do atmosféry v důsledku spalování minerálů. Ultrafialové záření navíc inhibuje produkci dimethylsulfidu fytoplanktonem, který hraje důležitou roli při tvorbě mraků. Poslední dva jevy mohou způsobit dlouhodobé změny globálního klimatu a hladiny moří.

Z biologických objektů sekundárních článků vodních potravních řetězců může ultrafialové záření přímo ovlivňovat jikry a potěr ryb, larvy krevet, ústřice a kraby, jakož i další malá zvířata. V podmínkách poškozování stratosférického ozonu se předpovídá růst a úhyn komerčního rybího potěru a navíc pokles odlovu v důsledku poklesu primární produktivity Světového oceánu.

Vyšší rostliny se na rozdíl od vodních organismů mohou částečně adaptovat na zvýšení intenzity přirozeného ultrafialového záření, avšak za podmínek 10–20% snížení ozonové vrstvy u nich dochází k inhibici růstu, poklesu produktivity a změnám složení, které snižuje nutriční hodnota. Citlivost na ultrafialové záření se může výrazně lišit jako u rostlin odlišné typy a pro různé linie stejného druhu. Kultury zónované v jižních oblastech jsou odolnější než ty zónované v mírných zónách.

Velmi důležitou, i když průměrnou roli při utváření produktivity zemědělských rostlin hrají půdní mikroorganismy, které mají významný vliv na úrodnost půdy. V tomto smyslu jsou zajímavé zejména fototrofní sinice, které žijí v nejsvrchnějších vrstvách půdy a jsou schopny využívat vzdušný dusík s jeho následným využitím rostlinami v procesu fotosyntézy. Tyto mikroorganismy (zejména na rýžových polích) jsou přímo vystaveny ultrafialovému záření. Záření může inaktivovat klíčový enzym asimilace dusíku – dusíkatou látku. V důsledku destrukce ozonové vrstvy by se tedy mělo očekávat snížení úrodnosti půdy. Je také velmi pravděpodobné, že dojde k nahrazení a odumření dalších užitečných forem půdních mikroorganismů citlivých na ultrafialové záření a k přemnožení rezistentních forem, z nichž některé se mohou ukázat jako patogenní.

Pro člověka je přirozené ultrafialové záření rizikovým faktorem již ve stávajícím stavu ozonové vrstvy. Reakce na jeho dopad jsou různé a rozporuplné. Některé z nich (tvorba vitaminu D, zvýšení obecné nespecifické rezistence, léčivý účinek s některými kožními chorobami) zlepšuje zdraví, jiné (popálení kůže a očí, stárnutí kůže, šedý zákal a karcinogeneze) jej zhoršují.

Typickou reakcí na přeexponování oka je výskyt fotokeratokonjunktivitidy – akutního zánětu zevních membrán oka (rohovky a spojivky). Obvykle se rozvíjí v podmínkách intenzivního odrazu slunečního světla od přírodních povrchů (zasněžené vysočiny, arktické a pouštní oblasti) a je doprovázena bolestí nebo pocitem cizího tělesa v oku, slzením, fotofobií a spasmem očních víček. Popálení očí lze získat za 2 hodiny v zasněžených oblastech a 6 až 8 hodin v písečné poušti.

Dlouhodobé vystavení oku ultrafialovému záření může způsobit šedý zákal, degeneraci rohovky a sítnice, pterygium (přerůstání spojivkové tkáně) a choroidální melanom. Přestože jsou všechna tato onemocnění velmi nebezpečná, šedý zákal je častější než ostatní, obvykle se rozvíjí bez viditelných změn na rohovce. Zvýšení frekvence katarakty je považováno za hlavní důsledek destrukce stratosférického ozonu ve vztahu k oku.

V důsledku přeexponování kůže vzniká aseptický zánět neboli erytém provázený kromě bolesti změnami tepelné a senzorické citlivosti kůže, útlumem pocení a zhoršením celkového stavu. V mírných zeměpisných šířkách lze erytém získat za půl hodiny na otevřeném slunci uprostřed letního dne. Obvykle se erytém vyvíjí s latentní periodou 1-8 hodin a přetrvává přibližně jeden den. Hodnota minimální erytémové dávky se zvyšuje se zvýšením stupně pigmentace kůže.

Významným příspěvkem ke karcinogennímu účinku ultrafialového záření je jeho imunosupresivní účinek. Ze 2 existujících typů imunity – humorální a buněčné, je pouze druhá zmíněná potlačena v důsledku vystavení ultrafialovému záření. Faktory humorální imunity buď zůstávají indiferentní, nebo se v případě chronického ozařování v malých dávkách aktivují, což přispívá ke zvýšení obecné nespecifické rezistence. Kromě snížení schopnosti odmítat buňky rakoviny kůže (agresivita vůči jiným typům rakovinných buněk se nemění), imunosuprese vyvolaná ultrafialovým zářením může potlačit alergické reakce kůže, snížit odolnost vůči infekčním agens a také změnit průběh a výsledek některých onemocnění. infekční choroby.

Přirozené ultrafialové záření je zodpovědné za většinu kožních nádorů, jejichž frekvence v bílé populaci se blíží celkové frekvenci nádorů všech ostatních typů dohromady. Existující nádory se dělí na dva typy: nemelanom (bazocelulární a spinocelulární karcinom) a maligní melanom. Nádory prvního typu kvantitativně převažují, slabě metastazují a jsou snadno vyléčitelné. Četnost melanomů je relativně nízká, ale rychle rostou, časně metastázují a mají vysokou úmrtnost. Stejně jako u erytému je rakovina kůže charakterizována jasnou inverzní korelací mezi účinností ozáření a stupněm pigmentace kůže. Četnost kožních nádorů v černošské populaci je více než 60krát, v hispánské populaci - 7-10krát nižší než u bílé populace ve stejné zeměpisné zóně, s téměř stejnou četností jiných nádorů než rakoviny kůže. Mezi rizikové faktory rakoviny kůže patří kromě stupně pigmentace přítomnost mateřských znamének, stařeckých skvrn a pih, špatná schopnost opalování, modré oči a zrzavé vlasy.

Ultrafialové záření hraje důležitou roli při zásobování těla vitaminem D, který reguluje proces metabolismu fosforu a vápníku. Nedostatek vitaminu D způsobuje křivici a kaz a také hraje důležitou roli v patogenezi reprezentativní žlázy, což vede k vysoké úmrtnosti.

Role ultrafialového záření při zásobování tělu vitaminem D nemůže být kompenzována pouze jeho konzumací s jídlem, protože proces biosyntézy vitaminu D v kůži je samoregulační a vylučuje možnost hypervitaminózy. Toto onemocnění způsobuje usazování vápníku v různých tkáních těla s jejich následnou nekrotickou degenerací.

Při nedostatku vitaminu D je nutná dávka ultrafialového záření, což je přibližně 60 minimálních dávek erytému za rok do exponovaných oblastí těla. Pro bílou populaci v mírných zeměpisných šířkách to odpovídá dennímu vystavení otevřenému slunci po dobu půl hodiny uprostřed dne od května do srpna. Intenzita syntézy vitaminu D klesá se zvýšením stupně pigmentace, zástupci různých etnických skupin se mohou lišit o více než řád. V důsledku toho může být pigmentace kůže příčinou nedostatku vitaminu D u nebílých imigrantů v mírných a severních zeměpisných šířkách.

Současný nárůst stupně poškozování ozonové vrstvy naznačuje, že úsilí vynaložené na její ochranu je nedostatečné.

Způsoby, jak vyřešit problém poškozování ozónové vrstvy

Vědomí nebezpečí vede k tomu, že mezinárodní společenství podniká stále více kroků k ochraně ozonové vrstvy. Podívejme se na některé z nich.

1) Vznik různých organizací na ochranu ozonové vrstvy (UNEP, COSPAR, MAGA)
2) Pořádání konferencí.
a) Vídeňská konference (září 1987). Projednala a podepsala Montrealský protokol:
- - nutnost neustálého sledování výroby, prodeje a používání nejnebezpečnějších látek pro ozon (freony, sloučeniny obsahující brom atd.)
- - používání chlorfluoruhlovodíků ve srovnání s úrovní roku 1986 by se mělo do roku 1993 snížit o 20 % a do roku 1998 na polovinu.
b) Na začátku roku 1990. vědci došli k závěru, že omezení Montrealského protokolu jsou nedostatečná a již v letech 1991-1992 byly předloženy návrhy na úplné zastavení výroby a emisí do atmosféry. ty freony, které jsou omezeny Montrealským protokolem.

Problém zachování ozonové vrstvy je jedním z globálních problémů lidstva. Proto se o něm diskutuje na mnoha fórech různých úrovní, včetně rusko-amerických summitů.

Nezbývá než věřit, že hluboké povědomí o nebezpečí ohrožujícím lidstvo bude inspirovat vládu všech zemí k přijetí nezbytných opatření ke snížení emisí látek škodlivých pro ozon.

Regulace kvality životního prostředí. Účel regulace. Charakteristika hygienických a hygienických norem ovzduší.

Zavádění státních standardů kvality přírodního prostředí a stanovení postupu pro standardizaci vlivu ekonomických a jiných činností na životní prostředí patří k nejdůležitějším funkcím státního řízení hospodaření v přírodě a ochraně životního prostředí.

Standardy environmentální kvality jsou stanoveny pro hodnocení stavu atmosférického vzduchu, vody, půdy z hlediska chemických, fyzikálních a biologických charakteristik. To znamená, že pokud obsah např. chemické látky v atmosférickém vzduchu, vodě nebo půdě nepřekročí odpovídající normu její nejvyšší přípustné koncentrace, pak je stav ovzduší nebo půdy příznivý, tzn. není nebezpečný pro lidské zdraví a jiné živé organismy.

Úloha norem při vytváření informací o kvalitě přírodního prostředí spočívá v tom, že některé podávají hodnocení životního prostředí, jiné omezují zdroje škodlivých vlivů na něj.

Podle zákona „O ochraně životního prostředí“ je cílem regulace kvality životního prostředí stanovit vědecky podložené normy maximálního přípustného dopadu na životní prostředí, které zaručí ekologická bezpečnost a ochrany veřejného zdraví, zajištění prevence znečišťování životního prostředí, reprodukce a racionálního využívání přírodních zdrojů.

Zavedení ekologických norem nám umožňuje řešit následující úkoly:

1) Normy umožňují určit míru vlivu člověka na životní prostředí. Monitoring životního prostředí je založen nejen na pozorování přírody. Toto pozorování by mělo být věcné, mělo by zjišťovat míru znečištění ovzduší, vody atd. pomocí technických ukazatelů.
2) Normy umožňují státnímu orgánu vykonávat kontrolu nad činností uživatelů přírodních zdrojů. Kontrola životního prostředí se projevuje v rozboru úrovně znečištění životního prostředí a stanovení jeho přípustné hodnoty v souladu se stanovenými normami.
3) Ekologické normy slouží jako základ pro uplatnění opatření odpovědnosti v případě jejich překročení. Environmentální standardy často slouží jako jediné kritérium pro postavení pachatele před soud.

Standardy v oblasti ochrany životního prostředí - stanovené standardy kvality životního prostředí a standardy přípustného vlivu na něj, při jejichž dodržení je zajištěno udržitelné fungování přírodních ekologických systémů a zachována biologická rozmanitost. Provádí se za tímto účelem státní regulace vliv ekonomických a jiných činností na životní prostředí, zaručující zachování příznivého životního prostředí a zajištění bezpečnosti životního prostředí.

Přídělový systém v oblasti ochrany životního prostředí spočívá ve stanovení:

1) standardy environmentální kvality - standardy, které jsou stanoveny v souladu s fyzikálními, chemickými, biologickými a jinými ukazateli pro hodnocení stavu životního prostředí a za kterých je zajištěno příznivé životní prostředí;
2) normy pro přípustné vlivy na životní prostředí při hospodářské a jiné činnosti - normy, které jsou stanoveny v souladu s ukazateli vlivu ekonomických a jiných činností na životní prostředí a podle kterých jsou dodržovány normy kvality životního prostředí;
3) další normy v oblasti ochrany životního prostředí, jako jsou:
- * standardy přípustného antropogenního zatížení životního prostředí - standardy, které jsou stanoveny v souladu s hodnotou přípustného celkového vlivu všech zdrojů na životní prostředí a (nebo) jednotlivých složek přírodního prostředí v rámci konkrétních území a (nebo) vodních ploch, a podle nichž je zajištěn udržitelný provoz přírodních ekologických systémů a zachování biologické rozmanitosti;
- * normy přípustných emisí a výpustí chemických látek včetně radioaktivních, jiných látek a mikroorganismů (normy přípustných emisí a výpustí látek a mikroorganismů) - normy, které jsou stanoveny pro subjekty hospodářské a jiné činnosti v souladu s ukazateli hmotnosti chemické látky včetně radioaktivních, jiné látky a mikroorganismy, které mají povolen vstup do životního prostředí ze stacionárních, mobilních a jiných zdrojů ve stanoveném režimu a s přihlédnutím k technologickým standardům a podléhající zajištění standardů environmentální kvality;
- * technologická norma - norma pro přípustné emise a výpusti látek a mikroorganismů, která je stanovena pro stacionární, mobilní a jiné zdroje, technologických postupů, zařízení a odráží přípustné množství emisí a vypouštění látek a mikroorganismů do životního prostředí na jednotku výkonu;
- * normy nejvyšších přípustných koncentrací chemických látek včetně radioaktivních, jiných látek a mikroorganismů - normy, které jsou stanoveny v souladu s ukazateli nejvyššího přípustného obsahu chemických látek včetně radioaktivních, jiných látek a mikroorganismů v životním prostředí a jejichž nedodržení může vést ke znečištění životního prostředí, degradaci přírodních ekologických systémů;
- * normy přípustných fyzikálních vlivů - normy, které jsou stanoveny v souladu s úrovněmi přípustného vlivu fyzikálních faktorů na životní prostředí a v souladu s nimiž jsou zajišťovány normy kvality životního prostředí.

Kromě toho se regulace kvality životního prostředí provádí pomocí technických předpisů, státní normy a další regulační dokumenty v oblasti ochrany životního prostředí.

Normy a normativní dokumenty v oblasti ochrany životního prostředí jsou vyvíjeny, schvalovány a uváděny v platnost na základě moderních poznatků vědy a techniky s přihlédnutím k mezinárodním pravidlům a standardům v oblasti ochrany životního prostředí.

Normy a metody jejich stanovení schvalují orgány životního prostředí a hygienické a epidemiologické orgány. S rozvojem výroby, vědy a techniky se rozvíjí a zdokonaluje regulace v ekologii. Při vytváření předpisů se berou v úvahu mezinárodní normy a standardy v oblasti životního prostředí.

V případě porušení norem kvality mohou být emise, vypouštění a jiné škodlivé vlivy omezeny, pozastaveny, zastaveny. Tento příkaz vydávají státní orgány na úseku ochrany životního prostředí a hygienicko-epidemiologického dozoru.

Sanitární a hygienické normy.

Pro zohlednění dopadu chemického znečištění na lidské zdraví byly zavedeny různé mezinárodní a národní normy či standardy. Míra znečištění je maximální koncentrace obsahu látky v životním prostředí povolená regulačními předpisy. Hygienické a hygienické normy - soubor ukazatelů sanitárního a hygienického stavu složek životního prostředí (vzduch, voda, půda atd.), určovaných velikostí úrovní jejich znečištění, jejichž nepřekročení zajišťuje normální životní podmínky a bezpečnost. pro zdraví.

Federální zákon ze dne 30.03.1999. č. 52-FZ (ve znění ze dne 22. prosince 2008.) „O hygienické a epidemiologické pohodě obyvatelstva“ stanovil, že hygienická pravidla a normy jsou závazné pro všechny státní orgány, veřejná sdružení, podnikatelské subjekty, úředníky a občany . V celém Rusku platí hygienická a epidemiologická pravidla.

K řízení kvality životního prostředí slouží hygienické a hygienické normy znečištění, které umožňují snížit jejich vliv na lidské zdraví a výskyt obyvatel na přijatelnou míru.

Standardy WHO jsou nejrozšířenější na světě. U nás byl status státních norem v této oblasti dán maximálním přípustným koncentracím (MAC), které určují maximální úroveň přítomnosti chemických polutantů v ovzduší, vodě nebo půdě.

Maximální přípustná koncentrace (MPC) je sanitární a hygienická norma definovaná jako maximální koncentrace chemických látek ve vzduchu, vodě a půdě, která při periodické expozici nebo po celý život nepříznivě neovlivňuje zdraví člověka a jeho potomků. Existují maximální jednorázové a průměrné denní MPC, MPC pro pracovní oblast (prostor) nebo pro obytnou oblast. Navíc je MPC pro obytnou oblast nastaveno méně než pro pracovní oblast.

Normy nejvyšších přípustných úrovní hluku, vibrací, magnetických polí a jiných fyzikálních vlivů jsou stanoveny na úrovni, která zajišťuje zachování zdraví a pracovní schopnosti lidí, ochranu rostlin a živočichů, příznivé podmínky práce.

Hygienické normy pro přípustnou hladinu hluku v obytných oblastech stanovily, že by neměla překročit 60 decibelů a v noci - od 23 do 7 hodin - 45 decibelů. Pro zóny sanatoria jsou tyto normy 40 a 30 decibelů.

Pro území obytné zástavby orgány hygienicko-epidemiologické služby zdůvodnily a schválily přípustné úrovně vibrací a elektromagnetických účinků.

Mezi další normalizované fyzikální účinky patří tepelné účinky. Jeho hlavními zdroji jsou energie, energeticky náročná odvětví, služby pro domácnost. Přijatá Pravidla ochrany povrchových vod před znečištěním odpadními vodami stanovují normy pro termický vliv na vodní útvary. Ve zdroji domácí pitné a domácí vody by letní teplota vody neměla překročit teplotu nejteplejšího měsíce o více než 3 °C, v rybářských nádržích nejvýše 5 °C nad přirozenou teplotou vody.

Federální zákon „O ochraně životního prostředí“ vyžaduje definici normy pro maximální přípustné dopady pro každý zdroj znečištění. Stanovení MPC je nákladná a dlouhodobá lékařsko-biologická a sanitárně-hygienická procedura. V současné době celkový počet látek, pro které byly stanoveny MPC, přesahuje tisícovku, přičemž počet škodlivých látek, se kterými se musí člověk po celý život potýkat, je řádově větší.

Země je jedinou planetou v Sluneční Soustava na kterém je život. Existence živých organismů je možná, protože planetu před smrtícím slunečním zářením chrání ozonová vrstva umístěná ve stratosféře (10 - 50 km od povrchu planety). Ozon je namodralý plyn, jehož molekula se skládá ze tří atomů kyslíku. Jeho název je přeložen z řecký znamená "vonící". Když se zhluboka nadechnete, můžete cítit, jak plyn voní.

Bez ozónové vrstvy by planeta doslova shořela pod slunečními ultrafialovými paprsky. Lidstvo se však nikdy nenaučilo být vděčné za možnost žít na Zemi. Ozonové díry na planetě vždy existovaly. Objevují se a mizí z přirozených důvodů. V důsledku antropogenní činnosti však dochází k nebezpečnému rozšiřování oblastí atmosféry nechráněných ozonem, díky čemuž je Země více vystavována ultrafialovému záření.

Co jsou ozónové díry?

Neměli byste si myslet, že ozónová díra je prostor v atmosféře, který je zcela prostý ochranný plyn. Ve skutečnosti se ozon v této oblasti vyskytuje, ale v nižší koncentraci. Takovým úsekem atmosféry ultrafialové záření snadněji proniká na zemský povrch. V ozonové díře může být koncentrace modrého plynu až 30 % normálu.

Ozonová díra nad Antarktidou

První a největší ozonová díra o průměru 1000 km byla identifikována v roce 1985 nad Antarktidou. Koncentrace plynu v tomto prostoru byla pod normou o 50 % a největší úbytek ozonové vrstvy byl zaznamenán ve vzdálenosti 15-20 km od povrchu planety.

Díra nad jižní subpolární oblastí se vyznačuje sezónním výskytem a mizením. Významný pokles koncentrace plynu je pozorován na konci zimy a brzy na jaře (na jižní polokouli je to srpen a září). Tento jev je způsoben zvláštnostmi subpolárního klimatu.

Během antarktické zimy vzniká vlivem poklesu teploty vzduchu vír. Vzduchová hmota ve složení víru cirkuluje kolem jižního pólu. Míchání se vzduchovými hmotami jiných zeměpisných šířek je slabé nebo chybí. Během polární zimy je povrch planety zbaven slunečního záření, je zastavena tvorba ozónu. A plyn nahromaděný v létě se postupně ničí, protože molekuly látky nejsou stabilní. Když polární noc skončí, vrátí se antarktické léto, koncentrace ozonu se začne pomalu zvyšovat a maximální hodnoty dosáhne koncem léta.

Pohled z vesmíru

Podobná sezónní díra, ale ne tak velká, se nachází nad Severním ledovým oceánem. Menší útvary jsou identifikovány výzkumníky po celém světě.

Příčiny úbytku ozónové vrstvy

Příčiny poškozování ozónové vrstvy jsou dva typy faktorů:

přírodní (přírodní procesy, které způsobují znečištění ovzduší);
antropogenní (vlivem člověka).

Přirozenou příčinou výskytu oblastí s nízkou koncentrací ozonu jsou procesy probíhající v subpolárních oblastech planety. Podle vědecké teorie se během polárních nocí, kdy se v atmosféře neprodukuje ozón kvůli absenci slunečního záření, tvoří chlórová oblaka. Chlór, který tvoří základ hmoty mraků, má destruktivní vliv na ozon zůstávající ve stratosféře.

Výsledná díra je utažena, jakmile přijde polární den, sluneční ultrafialové záření interaguje s molekulami kyslíku. Výsledný modrý plyn, který je koncentrovanou verzí kyslíku, stoupá do stratosférické vrstvy. Tato teorie ukazuje, že ztenčování a obnova ozonové vrstvy je nepřetržitý přirozený proces, který vždy existoval.

Ovlivňuje také tvorbu ozónových děr v atmosféře. Při výbuchu sopek se do ovzduší uvolňují zplodiny hoření, které mají destruktivní účinek na molekuly ozonu.

V posledních desetiletích však dochází k poškozování ozonové vrstvy antropogenní dopad. Ozon je nestabilní plyn. Ničí se v důsledku zvýšených emisí chlóru, bromu, vodíku, freonů a dalších chemických sloučenin uvolňovaných do atmosféry v důsledku lidské činnosti, což vytváří skleníkový efekt.

Hlavní zdroje znečištění ovzduší:

závody a továrny, které nejsou zásobovány nebo nedostatečně zásobovány čistírnami;
minerální hnojiva aplikovaná na obdělávanou půdu;
proudová letadla;
jaderné výbuchy.

Při letové dopravě proudovým vzduchem dochází v důsledku spalování paliva v turbínách k vypouštění oxidů dusíku do vzdušného prostoru. Jakmile se dostanou do stratosféry, zničí molekuly modrého plynu. Dnes pochází 1/3 emisí oxidů dusíku z letecké dopravy.

Jaderné testování bylo zakázáno OSN v roce 1996, ale ekologický problém, který způsobil, stále existuje. Při jaderném výbuchu vzniklo obrovské množství oxidů dusíku, které ničí ozonovou vrstvu. Za 20 let, během kterých byly provedeny jaderné testy, se v atmosféře rozšířilo více než 3 miliony tun sloučenin dusíku.

Minerální hnojiva, která se dostávají do půdy a interagují s půdními mikroorganismy, také prostřednictvím komplexu chemické reakce přeměněny na oxidy dusíku.

Důsledky ozónových děr

Pokles ozónové vrstvy vede ke zvýšení dopadu slunečního záření na povrch planety. Sluneční záření bez ozónové clony je smrtelným nebezpečím pro živé organismy.

Hlavním důsledkem zničení ozonové vrstvy Země bude vyhynutí všech zástupců živočišného a rostlinného světa. Již dnes vědci zaznamenávají masové úhyny mořských planktonických druhů a hlubokomořských obyvatel v důsledku zvýšeného negativního dopadu ultrafialového záření.

Pokud jde o dopad na člověka, nárůst slunečního záření nepříznivě ovlivňuje stav kůže a způsobuje nárůst případů melanomu - rakoviny kůže. Pokud množství ultrafialového záření vstupujícího na Zemi poroste, zvýší se i výskyt dalších onkologických patologií. Pokud tedy hladina modrého plynu ve stratosféře klesne o další 1 %, pak počet pacientů s rakovinou vzroste o 7 000 ročně.

Způsoby řešení problému

Vzhledem k tomu, že hlavním viníkem ničení ozonové vrstvy planety je lidská činnost, normalizace stavu atmosféry vyžaduje vytvoření nových výrobních a provozních technologií zaměřených na výrazné snížení až eliminaci emisí freonů a dalších škodlivých látek.

Aby se zabránilo vzniku ozónových děr, je nutné:

zlepšení čisticích struktur na továrních potrubích;
snížení používání minerálních hnojiv;
vytvoření vozidel, která nepojedou na hořlavé palivo, ale na elektřinu a jiné zdroje energie.

Taková preventivní opatření mají pozitivní efekt, podle ekologů jsou však mnohem účinnější opatření na obnovu ozonové vrstvy. To znamená rozprašování uměle syntetizovaného plynu speciálními letadly ve výšce 10-30 km nad zemským povrchem. Tato metoda vám umožní rychle zalátat díry v atmosféře, ale není bez nevýhod. Prvním problémem je vysoká cena akce (ekonomicky proveditelná pouze za společné účasti více států). Druhým problémem je, že dodávka syntetického ozonu na místo postřiku je obtížná a pro dopravce nebezpečná.

V roce 1985 byla přijata Vídeňská úmluva o ochraně ozonové vrstvy. V roce 1987 vznikl Montrealský protokol, který uvádí ty nejškodlivější těkavé látky, objevující se ve vzdušném prostoru v důsledku lidské činnosti. Zúčastněné země se zavázaly snížit emise těchto látek a odstranit je do začátku 21. století.

Výsledky mezinárodní dohody jsou patrné. Plocha ozonových děr se v různých částech planety, včetně Antarktidy, zmenšila. Světové společenství s tímto problémem nadále vážně bojuje: vznikají vozidla šetrná k životnímu prostředí, zdokonalují se průmyslové a zemědělské výrobní technologie.

Nejdůležitější složkou atmosféry, která ovlivňuje klima a chrání veškerý život na Zemi před slunečním zářením, je ozonosféra. Převážná část ozonu se nachází ve výškách od 10 do 50 km a jeho maximum - v 18 - 26 km. Celkově stratosféra obsahuje 3,3 bilionu tun ozónu. Ve vrstvě ozonosféry je ozon ve velmi řídkém stavu.

Úloha ozonu při zachování biologického života na Zemi je mimořádně velká. Molekuly ozonu absorbují tvrdé ultrafialové záření Slunce právě v té spektrální oblasti, která je pro biologické systémy nejničivější. Organické molekuly jsou ničeny ultrafialovým (UV) zářením. To platí i pro molekuly DNA, o kterých je známo, že jsou zodpovědné za přenos dědičných znaků. Ozonová vrstva jako štít nejen chrání živou hmotu před přímou destrukcí, ale zajišťuje i průběh evoluce.

Rýže. 1 Ozon v zemské atmosféře

Pokud by se tloušťka ozónu snížila, způsobilo by to nenapravitelné škody všem živým organismům. Pevné ultrafialové záření je vodou špatně absorbováno, a proto představuje velké nebezpečí pro mořské ekosystémy. Experimenty ukázaly, že plankton žijící v připovrchové vrstvě může být se zvýšením intenzity tvrdého UV vážně poškozen a dokonce úplně odumře. Plankton je základem potravních řetězců téměř všech mořských ekosystémů, takže lze bez nadsázky říci, že téměř veškerý život v povrchových vrstvách moří a oceánů může zmizet. Rostliny jsou méně citlivé na tvrdé UV záření, ale při zvýšení dávky mohou být ovlivněny i ony. Úplné vymizení ozonové vrstvy by nepochybně znamenalo vymizení vyšších forem života. U lidí se nyní odhaduje, že i mírný pokles tloušťky ozonové vrstvy může zvýšit výskyt rakoviny kůže. Lidstvo však snadno najde způsob, jak se chránit před tvrdým UV zářením, ale zároveň riskovat, že zemře hlady. Odlišné rozložení ozonu na výšku také výrazně ovlivní klima, protože se změní povaha absorpce UV záření ozonem a tím i teplota stratosféry.

Problém ozonu, jako jedné z malých plynných složek atmosféry, se dříve zajímal pouze o úzký okruh vědců, nyní však nabyl celosvětového významu. Tato dramatická změna je způsobena objevem, že normální obsah ozonu v atmosféře je ohrožen lidskou činností.

Pokud by bylo celé množství ozónu shromážděno při normálním tlaku 760 mmHg. Umění. a teplotě 273,15 K, pak by tloušťka této vrstvy byla pouze 2,5 -3 mm. Ozón je žíravý, mírně namodralý plyn. Jeho molekula se skládá ze tří atomů kyslíku (O 3), ozón je tedy „chemickým příbuzným“ stabilnější a bohatší látky v atmosféře nezbytné pro lidské dýchání, která je složena ze dvou atomů kyslíku (O 2).

Vlastnosti ozonu:

Schopnost absorbovat biologicky nebezpečné ultrafialové záření ze slunce.

Ozon je nejsilnější oxidační činidlo (jinými slovy jed), proto je přízemní ozon nebezpečný.

Vstřebávání infračervené záření povrch Země.

Schopnost přímo i nepřímo ovlivňovat chemické složení atmosféra.

Vzhledem k tomu, že mechanismus tvorby molekul ozonu je v rovnováze s mechanismem jejich ničení, vědci považují průměrné množství ozonu ve stratosféře za relativně konstantní od doby vzniku moderní zemské atmosféry.

Na rozdíl od jiných složek atmosféry se ozon objevil v atmosféře výhradně chemickou cestou a je nejmladší složkou atmosféry. Z hlediska životního prostředí cenný majetek ozón je jeho schopnost absorbovat biologicky nebezpečné ultrafialové záření ze slunce; zatímco chemická sloučenina ozón je nejsilnějším oxidačním činidlem (prostě jed), které je schopné při přímém kontaktu otrávit stejnou flóru a faunu, kterou chrání jako stratosférická ozonová vrstva. Ozon je navíc účinným skleníkovým plynem. A konečně ozón ovlivňuje malé aktivní složky atmosféry a jejich prostřednictvím i stabilní složky, které stejně jako ozón samotný pohlcují ultrafialové i infračervené záření. Ozon má tedy nejen přímý, ale i nepřímý vliv na skleníkový efekt a úroveň ultrafialového záření na povrchu Země.

Téměř jediným zdrojem ozonu v atmosféře je fotodisociace molekulárního kyslíku na atomy, následovaná rychlým ukolébáním atomu na molekulu O 2 s tvorbou molekuly ozonu:

O 2 + H N \u003d O + O (1)

O + O 2 + M = O 3 + M (2)

(Zde M je jakákoliv molekula vzduchu).

K tomuto procesu dochází ve výškách nad 30 km, protože krátkovlnné sluneční záření pod tuto výšku nepronikne. V důsledku toho se molekuly ozonu a atomy kyslíku objevují v atmosféře poměrně vysoko.

Smrt atmosférického ozonu nastává v důsledku následujících procesů:

O 3 + H N \u003d O + O 2 (3)

O + O 3 \u003d O 2 + O 2 (4)

Atomy, které byly kdysi vytvořeny z molekul kyslíku, jsou tedy rekombinovány do molekuly. Poznamenáváme pouze, že k „rozložení“ molekuly ozonu není zapotřebí krátkovlnné záření. Vazba atomu O s molekulou O 2 v ozonu je velmi slabá, proto i při ozáření viditelným světlem bude molekula ozonu fotodisociována na původní složky.

Poznamenávám také, že reakce (3) je hlavním dodavatelem atomů kyslíku; jeho rychlost ve všech výškách troposféry a stratosféry je o tři nebo více řádů vyšší než rychlost reakce (1).

Výše uvedený mechanismus navrhl počátkem 30. let anglický geofyzik Chapman a byl prvním pokusem vysvětlit vznik ozonové vrstvy v atmosféře.

Ozon ve stratosféře se neustále rodí a odumírá, proto se jeho vrstva skládá z rovnovážného množství. A protože je tato rovnováha pohyblivá, tloušťka ozonové vrstvy se může měnit. Dochází k denním, sezónním výkyvům obsahu ozonu a také cyklům spojeným s dlouhodobými změnami sluneční aktivity. Největší množství ozonu (46 %) se tvoří ve stratosféře tropického pásu, kde se jeho maximální hustota nachází přibližně ve výšce 26 km povrchu. Ve středních zeměpisných šířkách se nachází níže: v zimě - v nadmořské výšce 22 km a v létě - 24 km. V polárních oblastech je výška maxima pouze 13-18 km a zde se ozón nejintenzivněji přenáší do spodních vrstev atmosféry.

Existuje mnoho důvodů pro oslabení ozonového štítu způsobené antropogenní činností. Obecně je lze rozdělit do dvou skupin.

1. Emise z výškových letadel a raket

Za prvé, jsou starty vesmírných raket. Palivo vyhoří, "vyhoří" velké díry v ozónové vrstvě. Kdysi se předpokládalo, že se tyto „díry“ uzavírají. Ukázalo se, že ne. Existují již poměrně dlouho.

Za druhé, - letadla. Zejména ty, které létají ve výškách 12-15 km. Jimi vypouštěná pára a další látky ničí ozón. Ale zároveň letadla létající pod 12 km způsobují nárůst ozónu. Ve městech je jednou ze složek fotochemického smogu.

Za třetí, - oxidy dusíku. Vyhazují je stejná letadla, ale především se uvolňují z povrchu půdy, zejména při rozkladu dusíkatých hnojiv.

Protože se dnes nadzvukové lety příliš často neprovádějí, nezpůsobují výrazné poškození ozonové vrstvy. Starty raket také nejsou příliš časté, ale mohou způsobit velmi vážné poškození ozónové vrstvy. Takže s celkovou hmotností raketoplánu orbiter 143 a půl tun, v procesu zdvihání do výšky 50 km, raketový systém na tuhá paliva emituje 187 tun Cl 2 a jeho sloučenin. , 7 tun oxidů dusíku a během letu zničí 10 milionů tun ozónu. To je hodně, protože zemská atmosféra obsahuje pouze 3 000 000 000 tun ozónu.

Oxidy dusíku hrají důležitou roli při vzniku a destrukci ozonu a ve stratosféře dochází ke katalytickému rozkladu ozonu v troposféře - katalytické tvorbě.

2. Chlorfluoruhlovodíky (CFC) neboli freony

CFC byly kdysi považovány za ideální chemikálie pro praktické aplikace, protože jsou velmi stabilní a neaktivní, a tudíž netoxické. Paradoxně právě inertnost těchto sloučenin je činí nebezpečnými pro atmosférický ozón. CFC se v troposféře (spodní vrstva atmosféry sahající od zemského povrchu do výšky 10 km), jak se to děje např. u většiny oxidů dusíku, rychle nerozpadají a nakonec proniknou do stratosféry, horní hranice která se nachází v nadmořské výšce asi 50 km. Když molekuly CFC vystoupají do výšky asi 25 km, kde je koncentrace ozonu nejvyšší, jsou vystaveny intenzivnímu ultrafialovému záření (obr. 2), ale do nižších nadmořských výšek díky stínícímu účinku ozonu neproniknou. Ultrafialové záření ničí molekuly freonů, které jsou za normálních podmínek stabilní, rozkládají se na vysoce reaktivní složky, zejména atomový chlór. CFC tedy transportují chlór ze zemského povrchu přes troposféru a nižší atmosféru, kde se ničí méně inertních sloučenin chloru, do stratosféry, do vrstvy s nejvyšší koncentrací ozonu. Je velmi důležité, aby chlór působil jako katalyzátor během ničení ozónu: během chemický proces jeho množství neklesá. Výsledkem je, že jeden atom chloru může zničit až 100 000 molekul ozonu, než dojde k jeho deaktivaci nebo návratu do troposféry. Nyní se únik freonů do atmosféry odhaduje na miliony tun, ale je třeba poznamenat, že ani v hypotetickém případě úplného zastavení výroby a používání freonů nelze dosáhnout okamžitého výsledku: účinku freonů, které mají již vstoupil do atmosféry bude pokračovat několik desetiletí. Předpokládá se, že dva nejpoužívanější CFC, Freon-11 (CFCl 3) a Freon-12 (CF 2 Cl 2), mají životnost v atmosféře 75, respektive 100 let.

Rýže. 2 Ničení ozónové vrstvy Země freony Jeden z nejpůsobivějších důkazů, že chlór je skutečně činitelem zodpovědným za ozonovou díru, přišel v září 1987, kdy vědci letěli letadlem z Jižní Ameriky přímo k jižnímu pólu do zóny ozonové díry. Vzestup a pokles ozonu je téměř přesným zrcadlovým obrazem vzestupu a poklesu ClO. Kromě toho je koncentrace Cl v samotné ozonové díře stokrát vyšší než jakákoli úroveň, kterou lze vysvětlit pomocí atmosférické chemie. Tento jev je často označován jako „kouřová pistole“. I výrobci freonů se přesvědčili, že ozónová díra není normální. To je důkaz hlubokých změn v atmosféře způsobených umělými chlórovými znečišťujícími látkami.

Vědcům trvalo několik let, než našli vysvětlení pro vzhled ozónové díry. Stručně řečeno, je to ono.

Vzhledem k tomu, že Antarktida je obklopena oceánem, může kolem kontinentu, který nemá žádná horská pásma, nepřetržitě cirkulovat větry. Během jižní zimy se tvoří kolem pólového víru, trychtýře větrů, které shromažďují vzduch nad Antarktidou a zadržují jej, což mu nedovoluje mísit se s jinou atmosférou. Tento vír slouží jako izolovaný „reakční hrnec“ pro polární chemické sloučeniny atmosféry (je mnohem silnější než ten, který se tvoří nad severním pólem, takže severní ozonová díra je mnohem slabší).

Rýže. 3 Ozonová díra nad Antarktidou Pod tlakem výše uvedených argumentů začala řada zemí přijímat opatření zaměřená na snížení produkce a používání freonů. Od roku 1978 je ve Spojených státech používání freonů v aerosolech zakázáno. Bohužel použití freonů v jiných průmyslových odvětvích nebylo omezeno. V září 1987 podepsalo 23 předních zemí světa v Montrealu protokol zavazující je snížit spotřebu freonů. Dnes se k němu přihlásilo asi 150 zemí.

Kromě toho byla v roce 1985 podepsána Vídeňská úmluva o ochraně ozonové vrstvy, ve které vyspělé země uznaly problém úbytku ozonové vrstvy.

Podle dohody dosažené v Montrealu měly rozvinuté země do roku 1999 snížit spotřebu chlorfluoruhlovodíků na polovinu úrovně z roku 1986. Dobrá náhrada freonů, propan, byla již nalezena v aerosolech pro použití jako hnací plyn (tj. inertní chemikálie která vytváří přetlak) - směs butanu. Z hlediska fyzikálních parametrů není prakticky horší než freony, ale na rozdíl od nich je hořlavý. Takové aerosoly se však již vyrábějí v mnoha zemích. Obtížnější je to u chladicích jednotek – druhého největšího spotřebitele freonů. Faktem je, že díky polaritě molekul CFC mají vysoké výparné teplo, což je velmi důležité pro pracovní kapalinu v chladničkách a klimatizacích. Nejznámější náhražkou freonů je dnes čpavek, který je však toxický a fyzikálními parametry stále horší než freony. Dobré výsledky byly získány pro plně fluorované uhlovodíky. V mnoha zemích se vyvíjejí nové náhrady a již bylo dosaženo dobrých praktických výsledků, ale tento problém ještě není zcela vyřešen.

Chtěl bych doufat, že problém ozonové vrstvy nás naučí zacházet s velkou pozorností a opatrností se všemi látkami, které se dostávají do atmosféry v důsledku antropogenní činnosti.

Před objevy učiněnými v minulém století lidé jednoduše nevěděli o roli, kterou hraje ozon. Na konci století se ukázalo, že z mnoha důvodů ozónová vrstva se ničí, se na některých místech ztenčuje nebo je prostě méně nasycený ozonem. Tento jev byl nazýván ozónové díry.

Příčiny úbytku ozónové vrstvy

Tříatomový kyslík se nazývá ozón. Jeho hlavní část se nachází v horních vrstvách atmosféry ve výšce 12 až 50 kilometrů nad mořem. Nejvýznamnější koncentrace je soustředěna ve výšce 23 kilometrů. Tento plyn objevil v atmosféře v roce 1873 německý vědec Shenbein. Později byla taková modifikace kyslíku nalezena pod jmenovanými výškami a dokonce i ve vrstvách atmosféry poblíž zemského povrchu.

Ozonová vrstva, tion.ru

Ukázalo se, že největší roli při vzniku ozónových děr hrají starty vesmírných raket, lety letadel ve výškách 12 až 16 kilometrů a také emise freonů.

Poprvé byla ozónová díra o průměru více než 1000 km poprvé objevena v roce 1985 na jižní polokouli nad Antarktidou skupinou vědců z Británie.

Technologický pokrok a ozónové díry

Největší poškození ozonové vrstvy způsobují sloučeniny chlóru a vodíku. Takové sloučeniny vznikají při rozkladu freonů. Obvykle se používají jako postřikovače. Když je dosaženo určitého teplotního prahu, freony se vaří. Zároveň se jejich objem několikrát zvětší. Právě tento proces je vyžadován při výrobě aerosolů.

Ozonové díry nad Antarktidou a Ruskem na mapě, omartasatt.info

Freony se také používají při výrobě zařízení, která poskytují nízké teploty. Jsou ve velkých a malých systémech. mrazáky v průmyslových a domácích chladničkách. Když freony uniknou, mají menší hmotnost než atmosférický vzduch, začnou stoupat. V atmosféře se chlor uvolňuje a reaguje s tříatomovým kyslíkem, čímž ničí molekuly ozonu a mění je na běžný kyslík.

Destrukce ozonové vrstvy atmosféry byla objevena již poměrně dávno, ale teprve v 80. letech 20. století byl proces skutečně zhodnocen. Ukázalo se, že s výrazným snížením ozónu v atmosféře se planeta přestane ochlazovat. Teplota začne stoupat. Navíc rychlost tohoto růstu překročí i možnost rozvoje skleníkového efektu v důsledku nárůstu oxidu uhličitého v atmosféře.

Zda je skleníkový efekt příčinou ničení ozonové vrstvy, je pro vědce stále diskutabilní.

Důsledky ničení ozonové vrstvy Země

Jak již bylo zmíněno, ozon je tříatomový kyslík. Plyn má zvláštní vůni a namodralou barvu. Za určitých podmínek se plyn stává kapalinou, která se vyznačuje barvou zvanou „indigo“. Za zvláštních podmínek se ozón může změnit z kapalného skupenství na pevné. V tomto případě se jeho barva změní na tmavě modrou.

Nebylo by přehnané říci, že bez přítomnosti ozónové vrstvy by život na naší planetě nebyl možný. Alespoň v podobě, která existuje.

Ultrafialové záření je nebezpečné pro všechno živé. Pokud bude intenzivnější, začnou pod jeho vlivem masivní vážná onemocnění. Vize trpí. Jedná se o rozvoj šedého zákalu a změn na rohovce a exfoliaci sítnice. Tvrdé ultrafialové záření má tlumivý účinek na buněčnou imunitu. Za prvé to bude mít vliv na kůži, vyjádřenou v onkologických onemocněních. Živé organismy v důsledku vystavení zvýšené radiaci přestanou v mnohem menší míře odolávat jakýmkoli infekcím.

Zajímavost: Vliv ozonových děr na člověka je růst nemocí, jako je rakovina kůže a šedý zákal.

Ozonové díry představují hrozbu pro zdraví, 5klass.net

Intenzivní ultrafialové záření má drtivý vliv na fotosyntézu. Způsobuje změny v chování zvířat. Jejich adaptace je narušena. Začnou migrovat. Zrychluje se množení modrozelených řas, které mají škodlivý vliv na obyvatele vodního prostředí. Biologické zdroje světových oceánů jsou drasticky omezeny. Radiace ovlivňuje rybí potěr a jikry.

Dochází k poklesu úrodnosti půdy. Bakterie žijící v půdě, citlivé na ultrafialové záření, odumírají. A právě jim do značné míry vděčí půda za úrodnost. Pokud se situace nezmění, pak konečným výsledkem bude přeměna Země na planetu bez života.

Problém ozónových děr

O problému se začalo diskutovat na globální úrovni, může vést k. Byly podepsány příslušné dokumenty a smlouvy. Země dospěly k jednotnému rozhodnutí o nutnosti snížit produkci freonů. Našla se za ně náhrada. Ukázalo se, že jde o směs propan-butan. Jeho indikátory jsou takové, že může úspěšně nahradit freony.

Nebezpečí destrukce ozonové vrstvy v současnosti stále patří k těm nejaktuálnějším. Ve světě se však nadále používají technologie využívající freony. Vědci jsou proto zaneprázdněni řešením problému snižování emisí freonů, snaží se najít jejich levnější a pohodlnější náhražky.

Způsoby řešení globálního problému ozónových děr

V roce 1985 začal svět přijímat vážná opatření na ochranu ozonové vrstvy. Ozonové díry jsou nové environmentální problém. Nejprve byla zavedena omezení emisí freonů. Poté vlády schválily Vídeňskou úmluvu. Jeho cílem je chránit ozonovou vrstvu v atmosféře. Úmluva říká, že:

Delegace zastupující různé státy přijímají dohodu o spolupráci v oblasti výzkumu procesů a látek, které ovlivňují ozonovou vrstvu a mají provokující vliv na její změny.
Země se zavazují k systematickému monitorování ozonové vrstvy.
Státy organizují práce na vytváření technologií a také látek s jedinečnými vlastnostmi, které pomáhají minimalizovat škody způsobené ozónu v atmosféře.
Země se zavazují spolupracovat při vypracovávání opatření a jejich využívání a také zajistit neustálé sledování činností, které mohou vyvolat vznik ozonových děr.
Vyvinuté technologie a získané znalosti země se vzájemně přenášejí.

Během doby, která uplynula od přijetí Vídeňské úmluvy, země podepsaly mnoho protokolů ke snížení uvolňování fluorochlorovaných uhlovodíků. Zároveň jsou stanoveny případy, kdy by měla být jejich výroba zcela zastavena.

Obnova ozonové vrstvy

Příčiny a důsledky poškozování ozónové vrstvy jsou dobře známy. Největší problém, který s sebou nese nebezpečí, je technologie používaná při výrobě chladicích jednotek. Toto období bylo někdy dokonce nazýváno freonovou krizí. Nový vývoj vyžadoval značné kapitálové investice. To mělo negativní vliv na výrobu. Řešení se však našlo. Ukázalo se, že freony lze nahradit jinými látkami. Kromě propanových a butanových plynů se ukázalo, že jde o uhlovodíkovou pohonnou látku. Dnes se prosazují zařízení, která využívají endotermické chemické reakce.

Mapa ozonových děr, omartasatt.info. Na mapě můžete vidět úbytek ozonové vrstvy v oblasti rovníku, Rusko (modrá).

Hovoří se také o obnově ozonové vrstvy. Atmosféru planety lze podle fyziků vyčistit od freonů pomocí pohonné jednotky s kapacitou minimálně 10 rBT. Odhaduje se, že Slunce je schopno produkovat až 6 tun ozónu za sekundu, ale jeho zničení je rychlejší. Pokud použijeme energetické jednotky jako ozonové továrny, pak je možné dosáhnout rovnováhy. To znamená, že ozón bude vytvořen stejně jako bude zničen.

Doplnění ozonové vrstvy

Projekt výroby ozonu není jediný. Ozon lze podle vědců například uměle vytvářet ve stratosféře. Totéž lze udělat v atmosféře.

Napájení stratosféry uměle vytvořeným ozonem je navrženo pomocí nákladních letadel, která dokážou tento plyn rozprášit ve správných výškách.

Molekuly ozonu lze získat z běžného kyslíku pomocí infračervených laserů. K tomu lze použít aerostaty.

Pokud použití platformy s lasery poskytne pozitivní efekt při řešení problému ozonových děr, pak mohou být taková zařízení umístěna na vesmírné stanici. V tomto případě je možné zajistit stálý přísun ozónu.

Hlavní nevýhodou všeho takového vývoje je cena. Náklady na jakýkoli projekt jsou příliš vysoké. Z tohoto důvodu není významná část projektů realizována.

Závěr

Miliardy dolarů byly vynaloženy na záchranu ozónové vrstvy Země nebo alespoň na její zachování v podobě, v jaké je nyní. Vědci vypočítali, že pokud se nějaká lidská činnost (), která je příčinou ozonových děr, zastaví, bude trvat 100–200 let, než se obnoví její předchozí objem.