Ce cauzează distrugerea stratului de ozon. Găuri de ozon

Ozonul este un tip de oxigen care se găsește în stratosferă, la aproximativ 12-50 de kilometri de pământ. Cea mai mare concentrație a acestei substanțe se află la o distanță de aproximativ 23 de kilometri de suprafață. Ozonul a fost descoperit în 1873 de omul de știință german Schönbein. Ulterior, această modificare a oxigenului a fost găsită la suprafața și în straturile superioare ale atmosferei. În general, ozonul este format din molecule triatomice de oxigen. În condiții normale, este un gaz albastru cu aromă caracteristică. Sub diverși factori, ozonul se transformă într-un lichid de culoare indigo. Când devine solidă, capătă o nuanță de albastru închis.

Valoarea stratului de ozon constă în faptul că acesta acționează ca un fel de filtru, absorbind o anumită cantitate de raze ultraviolete. Protejează biosfera și oamenii de radiațiile solare directe.

Cauzele epuizării stratului de ozon

Timp de multe secole, oamenii nu au bănuit existența ozonului, dar activitatea lor a afectat negativ starea atmosferei. ÎN acest moment oamenii de știință vorbesc despre o astfel de problemă precum găurile de ozon. Modificarea epuizării oxigenului are loc din mai multe motive:

lansarea de rachete și sateliți în spațiu;
operarea transportului aerian la o altitudine de 12-16 kilometri;
emisii de freon în aer.

Principalele epuizări ale stratului de ozon

Cei mai mari dușmani ai stratului de modificare a oxigenului sunt compușii de hidrogen și clorul. Acest lucru se datorează descompunerii freonilor, care sunt utilizați ca atomizatoare. La o anumită temperatură, sunt capabili să fiarbă și să crească în volum, ceea ce este important pentru fabricarea diferiților aerosoli. Destul de des, freonii sunt folosiți pentru echipamente de congelare, frigidere și unități de răcire. Când freonii se ridică în aer, clorul este divizat în condiții atmosferice, ceea ce, la rândul său, transformă ozonul în oxigen.

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. Drept 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, putând fi folosită acolo unde se folosesc freoni.

Astăzi, problema epuizării stratului de ozon este foarte relevantă. În ciuda acestui fapt, utilizarea tehnologiilor care utilizează freoni continuă. În acest moment, oamenii se gândesc cum să reducă cantitatea de emisii de freon, caută înlocuitori pentru salvarea și refacerea stratului de ozon.

Metode de luptă

Din 1985, au fost luate măsuri pentru protejarea stratului de ozon. Primul pas a fost introducerea de restricții privind emisia de freoni. În plus, guvernul a aprobat Convenția de la Viena, ale cărei prevederi aveau drept scop protejarea stratului de ozon și constau din următoarele puncte:

reprezentanți tari diferite a adoptat un acord de cooperare privind studiul proceselor și substanțelor care afectează stratul de ozon și provoacă modificări ale acestuia;
monitorizarea sistematică a stării stratului de ozon;
crearea de tehnologii și substanțe unice care ajută la minimizarea daunelor;
cooperarea în diverse domenii de dezvoltare a măsurilor și aplicarea acestora, precum și controlul activităților care provoacă apariția găurilor de ozon;
transfer de tehnologie și cunoștințe dobândite.

În ultimele decenii, au fost semnate protocoale, conform cărora producția de fluoroclorocarburi ar trebui redusă, iar în unele cazuri complet oprită.

Cea mai problematică a fost utilizarea produselor prietenoase cu ozonul în producția de echipamente frigorifice. În această perioadă a început o adevărată „criză freonului”. În plus, evoluțiile au necesitat investiții financiare semnificative, care nu au putut decât să deranjeze antreprenorii. Din fericire, s-a găsit o soluție și producătorii în loc de freoni au început să folosească în aerosoli și alte substanțe (propulsor hidrocarburic precum butanul sau propanul). Astăzi, este obișnuită utilizarea instalațiilor capabile să utilizeze reacții chimice endoterme care absorb căldură.

De asemenea, este posibilă purificarea atmosferei din conținutul de freoni (conform fizicienilor) cu ajutorul unei centrale nucleare, a cărei putere ar trebui să fie de cel puțin 10 GW. Acest design va servi ca o sursă excelentă de energie. La urma urmei, se știe că Soarele este capabil să producă aproximativ 5-6 tone de ozon într-o secundă. Prin creșterea acestei cifre cu ajutorul unităților de putere, este posibil să se realizeze un echilibru între distrugerea și producerea de ozon.

Mulți oameni de știință consideră că este oportun să creeze o „fabrică de ozon” care va îmbunătăți starea stratului de ozon.

Pe lângă acest proiect, există multe altele, inclusiv producția de ozon în mod artificial în stratosferă sau producerea de ozon în atmosferă. Principalul dezavantaj al tuturor ideilor și propunerilor este costul lor ridicat. Pierderile financiare mari împing proiectele în plan secund, iar unele dintre ele rămân nerealizate.

Videoclip de cinci minute despre protejarea stratului de ozon

Distrugerea stratului de ozon

Stratul de ozon este o parte a stratosferei la o altitudine de 12 până la 50 km, în care, sub influența radiațiilor ultraviolete de la soare, oxigenul (O 2 ) este ionizat, dobândind un al treilea atom de oxigen și ozonul (O 3 ). ) este obținut. O concentrație relativ mare de ozon (aproximativ 8 ml/m3) absoarbe razele ultraviolete periculoase și protejează tot ce trăiește pe uscat de radiațiile dăunătoare. Mai mult decât atât, dacă nu ar fi stratul de ozon, atunci viața nu ar fi putut deloc să iasă din oceane și forme de viață foarte dezvoltate precum mamiferele, inclusiv oamenii, nu ar fi apărut. Cea mai mare densitate a ozonului apare la o altitudine de 20 km, cea mai mare parte din volumul total - la o altitudine de 40 km. Dacă ar fi posibil să se extragă tot ozonul din atmosferă și să-l comprima sub presiune normală, rezultatul ar fi un strat care acoperă suprafața Pământului de numai 3 mm grosime. Spre comparație, întreaga atmosferă comprimată la presiune normală ar forma un strat de 8 km.

Ozonul este un gaz activ și poate afecta negativ oamenii. De obicei, concentrația sa în atmosfera inferioară este neglijabilă și nu are un efect nociv asupra oamenilor. În marile orașe cu trafic intens se formează cantități mari de ozon ca urmare a transformărilor fotochimice ale gazelor de eșapament ale vehiculelor.

Ozonul reglează, de asemenea, duritatea radiațiilor cosmice. Dacă acest gaz este cel puțin parțial distrus, atunci, în mod natural, duritatea radiației crește brusc și, în consecință, au loc schimbări reale în lumea vegetală și animală.

S-a dovedit deja că absența sau concentrația scăzută a ozonului poate sau duce la cancer, care afectează în cel mai rău mod umanitatea și capacitatea acesteia de a se reproduce.

Cauzele epuizării stratului de ozon

Stratul de ozon protejează viața de pe Pământ de radiațiile ultraviolete dăunătoare de la soare. De-a lungul anilor, s-a constatat că stratul de ozon suferă o slăbire ușoară, dar constantă, în anumite zone ale globului, inclusiv în zonele dens populate de la latitudinile mijlocii ale emisferei nordice. O „gaură de ozon” extinsă a fost descoperită peste Antarctica.

Distrugerea ozonului are loc din cauza expunerii la radiații ultraviolete, razele cosmice, anumite gaze: compuși cu azot, clor și brom, fluoroclorocarburi (freoni). Activitățile umane care epuizează stratul de ozon reprezintă cea mai mare îngrijorare. Prin urmare, multe țări au semnat un acord internațional pentru a reduce producția de substanțe care epuizează stratul de ozon.

Există multe motive pentru slăbirea scutului de ozon.

În primul rând, acestea sunt lansările de rachete spațiale. Arderea combustibilului „ard” găurile mari din stratul de ozon. Se presupunea cândva că aceste „găuri” erau închise. Sa dovedit că nu. Ei există de ceva vreme.

În al doilea rând, avioanele. Mai ales zborul la altitudini de 12-15 km. Aburul și alte substanțe emise de aceștia distrug ozonul. Dar, în același timp, aeronave care zboară sub 12 km. Oferă o creștere a ozonului. În orașe, este una dintre componentele smogului fotochimic. În al treilea rând, este clorul și compușii săi cu oxigen. O cantitate mare(până la 700 de mii de tone) din acest gaz intră în atmosferă, în primul rând din descompunerea freonilor. Freonii sunt gaze care nu intră în nicio reacție chimică în apropierea suprafeței Pământului, fierbând la temperatura camerei și, prin urmare, își măresc brusc volumul, ceea ce îi face niște buni atomizatori. Deoarece temperatura lor scade pe măsură ce se extind, freonii sunt utilizați pe scară largă în industria frigorifice.

În fiecare an, cantitatea de freoni din atmosfera pământului crește cu 8-9%. Ele se ridică treptat în stratosferă și devin active sub influența luminii solare - intră în reacții fotochimice, eliberând clor atomic. Fiecare particulă de clor este capabilă să distrugă sute și mii de molecule de ozon.

Pe 9 februarie 2004, pe site-ul NASA Earth Institute a apărut știrea că oamenii de știință de la Universitatea Harvard au găsit o moleculă care distruge ozonul. Oamenii de știință au numit această moleculă „dimer de monoxid de clor” deoarece este alcătuită din două molecule de monoxid de clor. Dimerul există doar în stratosfera deosebit de rece de deasupra regiunilor polare, atunci când nivelurile de monoxid de clor sunt relativ ridicate. Această moleculă provine din clorofluorocarburi. Dimerul face ca ozonul să se descompună prin absorbția luminii solare și descompunerea în doi atomi de clor și o moleculă de oxigen. Atomii de clor liber încep să interacționeze cu moleculele de ozon, ceea ce duce la o scădere a cantității acestuia.

Consecințele epuizării stratului de ozon

Apariția „găurilor de ozon” (o scădere sezonieră a conținutului de ozon la jumătate sau mai mult) a fost observată pentru prima dată la sfârșitul anilor 70 în Antarctica. În anii următori, durata existenței și zona „găurilor de ozon” au crescut, iar până acum au capturat deja regiunile sudice ale Australiei, Chile și Argentina. În paralel, deși cu o oarecare întârziere, procesul de epuizare a stratului de ozon s-a dezvoltat în emisfera nordică. La începutul anilor '90, s-a observat o scădere de 20 - 25% peste Scandinavia, statele baltice și regiunile de nord-vest ale Rusiei. În zonele latitudinale, altele decât zonele subpolare, epuizarea stratului de ozon este mai puțin pronunțată, dar aici este și semnificativă statistic (1,5-6,2% în ultimul deceniu).

Epuizarea stratului de ozon poate avea un impact semnificativ asupra ecologiei oceanelor. Multe dintre sistemele sale sunt deja stresate la nivelurile existente ale radiației UV naturale, iar o creștere a intensității sale pentru unele dintre ele poate fi catastrofală. Ca urmare a expunerii la radiațiile ultraviolete în organismele acvatice, comportamentul adaptativ (orientarea și migrarea) este perturbat, fotosinteza și reacțiile enzimatice sunt suprimate, precum și procesele de reproducere și dezvoltare, în special în stadiile incipiente. Deoarece sensibilitatea la radiațiile ultraviolete a diferitelor componente ale ecosistemelor acvatice variază semnificativ, ca urmare a distrugerii ozonului stratosferic, ar trebui să ne așteptăm nu numai la o scădere a biomasei totale, ci și la o schimbare a structurii ecosistemelor acvatice. În aceste condiții, formele sensibile utile pot muri și fi forțate afară, iar rezistente, toxice pentru mediu, cum ar fi algele albastre-verzi, se pot multiplica intens.

Eficiența lanțurilor trofice acvatice este determinată decisiv de productivitatea verigii lor inițiale - fitoplanctonul. Calculele arată că, în cazul unei distrugeri de 25% a ozonului stratosferic, ar trebui de așteptat o scădere cu 35% a productivității primare în straturi de suprafață ocean și o scădere cu 10% a întregului strat de fotosinteză. Semnificația schimbărilor prezise devine evidentă dacă luăm în considerare faptul că fitoplanctonul utilizează mai mult de jumătate din dioxidul de carbon în procesul de fotosinteză globală și doar o scădere a zecea a intensității acestui proces echivalează cu o dublare a emisiilor de dioxid de carbon. în atmosferă ca urmare a arderii mineralelor. În plus, radiațiile ultraviolete inhibă producția de sulfură de dimetil de către fitoplancton, care joacă un rol important în formarea norilor. Ultimele două fenomene pot provoca schimbări pe termen lung ale climei globale și ale nivelului mării.

Dintre obiectele biologice ale verigilor secundare ale lanțurilor alimentare acvatice, radiațiile ultraviolete pot afecta în mod direct ouăle și prăjelii de pește, larvele de creveți, stridii și crabi, precum și alte animale mici. În condițiile epuizării ozonului stratosferic, se preconizează creșterea și moartea alevinilor de pește comercial și, în plus, o scădere a capturilor ca urmare a scăderii productivității primare a Oceanului Mondial.

Spre deosebire de organismele acvatice, plantele superioare se pot adapta parțial la o creștere a intensității radiațiilor ultraviolete naturale, totuși, în condițiile unei reduceri de 10-20% a stratului de ozon, ele experimentează inhibarea creșterii, o scădere a productivității și modificări ale compoziție care reduc valoare nutritionala. Sensibilitatea la radiațiile ultraviolete poate varia semnificativ ca și în cazul plantelor tipuri diferite, și pentru linii diferite ale aceleiași specii. Culturile zonate în regiunile sudice sunt mai rezistente decât cele zonate în zonele temperate.

Un rol foarte important, deși mediocru, în modelarea productivității plantelor agricole îl au microorganismele din sol, care au un impact semnificativ asupra fertilității solului. În acest sens, de interes deosebit sunt cianobacteriile fototrofe care trăiesc în straturile superioare ale solului și sunt capabile să utilizeze azotul din aer cu utilizarea lui ulterioară de către plante în procesul de fotosinteză. Aceste microorganisme (în special în câmpurile de orez) sunt direct expuse la radiațiile ultraviolete. Radiațiile pot inactiva enzima cheie a asimilării azotului - azotaza. Astfel, ca urmare a distrugerii stratului de ozon, trebuie de așteptat o scădere a fertilității solului. De asemenea, este foarte probabil ca alte forme utile de microorganisme ale solului, care sunt sensibile la radiațiile ultraviolete, să fie înlocuite și să moară, iar formele rezistente să se înmulțească, dintre care unele se pot dovedi a fi patogene.

Pentru oameni, radiațiile ultraviolete naturale reprezintă un factor de risc deja în starea existentă a stratului de ozon. Reacțiile la impactul său sunt variate și contradictorii. Unele dintre ele (formarea vitaminei D, o creștere a rezistenței generale nespecifice, efect de vindecare cu unele boli de piele) îmbunătățește sănătatea, altele (arsuri ale pielii și ochilor, îmbătrânirea pielii, cataracta și carcinogeneza) o agravează.

O reacție tipică la supraexpunerea ochilor este apariția fotokeratoconjunctivitei - o inflamație acută a membranelor exterioare ale ochiului (corneea și conjunctiva). De obicei, se dezvoltă în condiții de reflectare intensă a luminii solare de pe suprafețele naturale (aluni înzăpezite, zone arctice și deșertice) și este însoțită de durere sau senzație de corp străin în ochi, lacrimare, fotofobie și spasm al pleoapelor. Arsura oculară poate fi obținută în 2 ore în zonele înzăpezite și 6 până la 8 ore în deșertul nisipos.

Expunerea pe termen lung la radiațiile ultraviolete din ochi poate provoca cataractă, degenerare a corneei și retinei, pterigion (o creștere excesivă a țesutului conjunctival) și melanom coroidian. Desi toate aceste boli sunt foarte periculoase, cataracta este mai frecventa decat altele, dezvoltandu-se de obicei fara modificari vizibile la nivelul corneei. O creștere a frecvenței cataractei este considerată principala consecință a distrugerii ozonului stratosferic în raport cu ochiul.

Ca urmare a supraexpunerii pielii, se dezvoltă o inflamație aseptică sau eritem, însoțită, pe lângă durere, de modificări ale sensibilității termice și senzoriale a pielii, inhibarea transpirației și deteriorarea stării generale. În latitudinile temperate, eritemul se poate obține în jumătate de oră la soare deschis, în mijlocul unei zile de vară. De obicei, eritemul se dezvoltă cu o perioadă de latentă de 1-8 ore și persistă aproximativ o zi. Valoarea dozei minime eritemice crește odată cu creșterea gradului de pigmentare a pielii.

O contribuție importantă la efectul carcinogen al radiațiilor ultraviolete este efectul său imunosupresor. Dintre cele 2 tipuri existente de imunitate - umorală și celulară, numai cea din urmă este suprimată ca urmare a expunerii la radiații ultraviolete. Factorii imunității umorale fie rămân indiferenți, fie, în cazul iradierii cronice în doze mici, se activează, contribuind la creșterea rezistenței generale nespecifice. Pe lângă reducerea capacității de respingere a celulelor canceroase ale pielii (agresivitatea față de alte tipuri de celule canceroase nu se modifică), imunosupresia indusă de radiațiile ultraviolete poate suprima reacțiile alergice ale pielii, poate reduce rezistența la agenții infecțioși și, de asemenea, poate modifica cursul și rezultatul unora. boli infecțioase.

Radiațiile ultraviolete naturale sunt responsabile pentru cea mai mare parte a tumorilor cutanate, a căror frecvență în populația albă este apropiată de frecvența totală a tumorilor de toate celelalte tipuri combinate. Tumorile existente sunt împărțite în două tipuri: non-melanomul (carcinoame bazocelulare și spinocelulare) și melanom malign. Tumorile de primul tip predomină cantitativ, metastazează slab și se vindecă ușor. Frecvența melanoamelor este relativ scăzută, dar acestea cresc rapid, metastazează precoce și au o rată de mortalitate ridicată. Ca și în cazul eritemului, cancerul de piele se caracterizează printr-o corelație inversă clară între eficacitatea iradierii și gradul de pigmentare a pielii. Frecvența tumorilor cutanate la populația neagră este de peste 60 de ori, la hispanici - de 7-10 ori mai mică decât la populația albă din aceeași zonă latitudinală, cu aproape aceeași frecvență a tumorilor, altele decât cancerul de piele. Pe lângă gradul de pigmentare, factorii de risc pentru cancerul de piele includ prezența alunițelor, a petelor de vârstă și a pistruilor, capacitatea slabă de bronzare, ochii albaștri și părul roșu.

Radiațiile ultraviolete joacă un rol important în asigurarea organismului cu vitamina D, care reglează procesul de metabolism fosfor-calciu. Deficiența de vitamina D provoacă rahitism și carii și, de asemenea, joacă un rol important în patogeneza glandei reprezentative, dând o mortalitate ridicată.

Rolul radiațiilor ultraviolete în furnizarea organismului de vitamina D nu poate fi compensat doar prin consumul acesteia cu alimente, deoarece procesul de biosinteză a vitaminei D în piele este autoreglabil și exclude posibilitatea hipervitaminozei. Această boală provoacă depozite de calciu în diferite țesuturi ale corpului cu degenerarea lor necrotică ulterioară.

Când apare deficiența de vitamina D, este necesară o doză de radiații ultraviolete, care este de aproximativ 60 de doze minime eritematoase pe an în zonele expuse ale corpului. Pentru populația albă din latitudini temperate, aceasta corespunde unei expuneri zilnice la soare deschis timp de o jumătate de oră în mijlocul zilei din mai până în august. Intensitatea sintezei vitaminei D scade odată cu creșterea gradului de pigmentare; reprezentanții diferitelor grupuri etnice pot diferi cu mai mult de un ordin de mărime. Ca o consecință, pigmentarea pielii poate fi cauza deficienței de vitamina D la imigranții non-albi din latitudinile temperate și nordice.

Creșterea actuală a gradului de epuizare a stratului de ozon indică faptul că eforturile depuse pentru protejarea acestuia sunt insuficiente.

Modalități de a rezolva problema epuizării stratului de ozon

Conștientizarea pericolului duce la faptul că comunitatea internațională ia tot mai multe măsuri pentru protejarea stratului de ozon. Să luăm în considerare unele dintre ele.

1) Crearea diferitelor organizații pentru protecția stratului de ozon (UNEP, COSPAR, MAGA)
2) Ținerea de conferințe.
a) Conferinţa de la Viena (septembrie 1987). Acesta a discutat și semnat Protocolul de la Montreal:
- - necesitatea monitorizării constante a producerii, vânzării și utilizării celor mai periculoase substanțe pentru ozon (freoni, compuși care conțin brom etc.)
- - utilizarea clorofluorocarburilor, comparativ cu nivelul din 1986, ar trebui redusă cu 20% până în 1993 și la jumătate până în 1998.
b) La începutul anului 1990. oamenii de știință au ajuns la concluzia că restricțiile Protocolului de la Montreal sunt insuficiente și au fost făcute propuneri pentru a opri complet producția și emisiile în atmosferă încă din 1991-1992. acele freoni care sunt limitate de Protocolul de la Montreal.

Problema conservării stratului de ozon este una dintre problemele globale ale omenirii. Prin urmare, este discutat la multe forumuri de diferite niveluri, inclusiv la reuniuni la nivel înalt ruso-american.

Rămâne doar să credem că o conștientizare profundă a pericolului care amenință omenirea va inspira guvernul tuturor țărilor să ia măsurile necesare pentru a reduce emisiile de substanțe dăunătoare pentru ozon.

Reglementarea calitatii mediului. Scopul reglementării. Caracteristicile standardelor sanitare și igienice ale mediului aerian.

Introducerea standardelor de stat pentru calitatea mediului natural și stabilirea unei proceduri de standardizare a impactului activităților economice și de altă natură asupra mediului se numără printre cele mai importante funcții ale managementului de stat al managementului naturii și al protecției mediului.

Standardele de calitate a mediului sunt stabilite pentru a evalua starea aerului atmosferic, a apei, a solului din punct de vedere al caracteristicilor chimice, fizice si biologice. Aceasta înseamnă că, dacă conținutul, de exemplu, a unei substanțe chimice în aerul atmosferic, apă sau sol nu depășește standardul corespunzător al concentrației sale maxime admise, atunci starea aerului sau a solului este favorabilă, adică nu este periculos pentru sănătatea umană și pentru alte organisme vii.

Rolul standardelor în formarea informațiilor despre calitatea mediului natural constă în faptul că unele oferă o evaluare a mediului, în timp ce altele limitează sursele de efecte nocive asupra acestuia.

Conform Legii „Cu privire la protecția mediului”, reglementarea calității mediului are ca scop stabilirea unor standarde de impact maxim admisibil asupra mediului, bazate pe știință, care să garanteze siguranța mediuluiși protecția sănătății publice, asigurând prevenirea poluării mediului, reproducerea și utilizarea rațională a resurselor naturale.

Introducerea standardelor de mediu ne permite să rezolvăm următoarele sarcini:

1) Standardele vă permit să determinați gradul de impact uman asupra mediului. Monitorizarea mediului se bazează nu numai pe observarea naturii. Această observație ar trebui să fie de fond, să determine gradul de poluare a aerului, apei etc. cu ajutorul indicatorilor tehnici.
2) Standardele permit organului de stat să exercite controlul asupra activităților utilizatorilor resurselor naturale. Controlul mediului se manifesta prin analiza nivelului de poluare a mediului si determinarea valorii admisibile a acestuia in conformitate cu standardele stabilite.
3) Standardele de mediu servesc drept bază pentru aplicarea măsurilor de răspundere în cazul în care acestea sunt depășite. Adesea, standardele de mediu servesc ca singurul criteriu în aducerea făptuitorului în fața justiției.

Standarde în domeniul protecției mediului - au stabilit standarde de calitate a mediului și standarde de impact admisibil asupra acestuia, sub rezerva cărora se asigură funcționarea durabilă a sistemelor ecologice naturale și se păstrează diversitatea biologică. Se realizează în acest scop reglementare de stat impactul activităților economice și de altă natură asupra mediului, garantând conservarea unui mediu favorabil și asigurând siguranța mediului.

Raționalizarea în domeniul protecției mediului constă în stabilirea:

1) standarde de calitate a mediului - standarde care se stabilesc în conformitate cu indicatorii fizici, chimici, biologici și de altă natură pentru evaluarea stării mediului și în baza cărora se asigură un mediu favorabil;
2) standarde pentru impactul admisibil asupra mediului în cursul activităților economice și de altă natură - standarde care sunt stabilite în conformitate cu indicatorii de impact al activităților economice și de altă natură asupra mediului și în baza cărora sunt respectate standardele de calitate a mediului;
3) alte standarde în domeniul protecției mediului, cum ar fi:
- * standarde de încărcare antropică admisibilă asupra mediului - standarde care sunt stabilite în conformitate cu valoarea impactului total admisibil al tuturor surselor asupra mediului și (sau) componentelor individuale ale mediului natural în teritorii și (sau) zone de apă specifice, și sub rezerva căreia se asigură funcționarea durabilă a sistemelor ecologice naturale și conservarea biodiversității;
- * standarde pentru emisiile și evacuările permise de substanțe chimice, inclusiv radioactive, alte substanțe și microorganisme (standarde pentru emisii și evacuări admise de substanțe și microorganisme) - standarde care sunt stabilite pentru subiecții activităților economice și de altă natură în conformitate cu indicatorii masei de substanțele chimice, inclusiv radioactive, alte substanțe și microorganisme cărora li se permite să pătrundă în mediu din surse staționare, mobile și alte surse în modul stabilit și ținând cont de standardele tehnologice, și sub rezerva cărora se asigură standardele de calitate a mediului;
- * standard tehnologic - standardul pentru emisiile și evacuările permise de substanțe și microorganisme, care este stabilit pentru surse staționare, mobile și alte surse; procese tehnologice, echipamente și reflectă masa admisibilă a emisiilor și evacuărilor de substanțe și microorganisme în mediu pe unitatea de producție;
- * standarde pentru concentrațiile maxime admise de substanțe chimice, inclusiv radioactive, alte substanțe și microorganisme - standarde care sunt stabilite în conformitate cu indicatorii conținutului maxim admisibil de substanțe chimice, inclusiv radioactive, alte substanțe și microorganisme din mediu și nerespectarea cărora poate duce la poluarea mediului, degradarea sistemelor ecologice naturale;
- * standarde de impact fizic admisibil - standarde care se stabilesc în conformitate cu nivelurile de impact admisibil al factorilor fizici asupra mediului și cu respectarea cărora sunt asigurate standardele de calitate a mediului.

În plus, reglementarea calității mediului se realizează cu ajutorul reglementărilor tehnice, standardele de statși alte documente de reglementare în domeniul protecției mediului.

Normele și documentele normative în domeniul protecției mediului sunt elaborate, aprobate și puse în aplicare pe baza realizărilor moderne în știință și tehnologie, ținând cont de regulile și standardele internaționale în domeniul protecției mediului.

Standardele și metodele de determinare a acestora sunt aprobate de autoritățile de mediu și autoritățile sanitare și epidemiologice. Odată cu dezvoltarea producției, științei și tehnologiei, reglementarea în ecologie se dezvoltă și se îmbunătățește. La elaborarea reglementărilor se iau în considerare normele și standardele internaționale de mediu.

În cazul încălcării standardelor de calitate, emisiile, evacuările și alte efecte nocive pot fi limitate, suspendate, oprite. Acest ordin este dat de organele de stat din domeniul protecției mediului și supravegherii sanitare și epidemiologice.

Standarde sanitare și igienice.

Pentru a ține cont de impactul poluării chimice asupra sănătății umane, au fost introduse diverse norme sau standarde internaționale și naționale. Rata de poluare este concentrația maximă a conținutului unei substanțe în mediu, permisă de actele normative. Standarde sanitare și igienice - un set de indicatori ai stării sanitare și igienice a componentelor mediului (aer, apă, sol etc.), determinate de amploarea nivelurilor lor de poluare, a căror nedepășire asigură condiții normale de viață și siguranță. pentru sanatate.

Legea federală din 30.03.1999. Nr. 52-FZ (modificat la 22 decembrie 2008.) „Cu privire la bunăstarea sanitară și epidemiologică a populației” a stabilit că regulile și normele sanitare sunt obligatorii pentru toate organele de stat, asociațiile obștești, întreprinderile, funcționarii și cetățenii. . Regulile sanitare și epidemiologice se aplică în toată Rusia.

Standardele sanitare și igienice de poluare sunt utilizate pentru a gestiona calitatea mediului, ceea ce face posibilă reducerea impactului acestora asupra sănătății umane și a incidenței populației la un nivel acceptabil.

Standardele OMS sunt cele mai răspândite din lume. În țara noastră, statutul de standarde de stat în acest domeniu a fost acordat concentrațiilor maxime admisibile (MAC), care determină nivelul maxim de prezență a poluanților chimici în aer, apă sau sol.

Concentrația maximă permisă (MPC) este un standard sanitar și igienic definit ca concentrația maximă de substanțe chimice în aer, apă și sol, care, prin expunere periodică sau pe tot parcursul vieții, nu afectează negativ sănătatea unei persoane și a urmașilor acestuia. Există MPC-uri maxime unice și medii zilnice, MPC-uri pentru zona de lucru (incinta) sau pentru zona rezidențială. În plus, MPC pentru zona rezidențială este setat mai puțin decât pentru zona de lucru.

Standardele pentru nivelurile maxime admise de zgomot, vibrații, câmpuri magnetice și alte impacturi fizice sunt stabilite la un nivel care să asigure conservarea sănătății și a capacității de muncă a oamenilor, protecția florei și faunei, conditii favorabile muncă.

Normele sanitare pentru nivelul de zgomot admis în zonele rezidențiale au stabilit ca acesta să nu depășească 60 de decibeli, iar noaptea - de la 23 la 7 ore - 45 de decibeli. Pentru zonele sanatoriu-stațiuni, aceste standarde sunt de 40, respectiv 30 de decibeli.

Pentru teritoriul de dezvoltare rezidențială, organele serviciului sanitar și epidemiologic au fundamentat și aprobat nivelurile admisibile de vibrații și efecte electromagnetice.

Alte efecte fizice normalizate includ efectele termice. Principalele sale surse sunt energia, industriile consumatoare de energie, serviciile casnice. Regulile adoptate pentru protecția apelor de suprafață împotriva poluării cu apele uzate stabilesc standarde pentru impactul termic asupra corpurilor de apă. În sursa de alimentare cu apă potabilă și menajeră, temperatura apei de vară nu trebuie să depășească temperatura celei mai calde luni cu mai mult de 3 ° Celsius, în rezervoarele de pescuit - nu mai mult de 5 ° Celsius peste temperatura naturală a apei.

Legea federală „Cu privire la protecția mediului” impune definirea unui standard pentru impactul maxim admisibil pentru fiecare sursă de poluare. Determinarea MPC este o procedură medico-biologică și sanitar-igienică costisitoare și de lungă durată. În prezent, numărul total de substanțe pentru care au fost determinate MPC-uri depășește o mie, în timp ce numărul de substanțe nocive cu care o persoană trebuie să se confrunte de-a lungul vieții este cu un ordin de mărime mai mare.

Pământul este singura planetă din sistem solar pe care există viață. Existenta organismelor vii este posibila deoarece planeta este protejata de radiatia solara mortala de stratul de ozon situat in stratosfera (la 10 - 50 km de suprafata planetara). Ozonul este un gaz albăstrui, a cărui moleculă este formată din trei atomi de oxigen. Numele său este tradus din greacăînseamnă „miroase”. Într-adevăr, după ce ai inspirat adânc, poți simți cum miroase gazul.

Fără un strat de ozon, planeta ar arde literalmente sub razele ultraviolete ale soarelui. Cu toate acestea, omenirea nu a învățat niciodată să fie recunoscătoare pentru oportunitatea de a trăi pe Pământ. Găurile de ozon au existat întotdeauna pe planetă. Apar și dispar din motive naturale. Cu toate acestea, ca urmare a activității antropice, are loc o extindere periculoasă a zonelor atmosferei neprotejate de ozon, din cauza căreia Pământul devine din ce în ce mai expus la radiațiile ultraviolete.

Ce sunt găurile de ozon?

Nu trebuie să vă gândiți că gaura de ozon este un spațiu din atmosferă, complet lipsit de gaz protector. De fapt, ozonul este prezent în această zonă, dar la o concentrație mai mică. Printr-o astfel de secțiune a atmosferei, radiația ultravioletă este mai ușor de pătruns la suprafața pământului. În gaura de ozon, concentrația de gaz albastru poate fi de până la 30% din normal.

Gaură de ozon deasupra Antarcticii

Prima și cea mai mare gaură de ozon, atingând un diametru de 1000 km, a fost identificată în 1985 peste Antarctica. Concentrația de gaz în acest spațiu a fost sub norma cu 50%, iar cea mai mare epuizare a stratului de ozon s-a observat la o distanță de 15-20 km de suprafața planetară.

Gaura de deasupra regiunii subpolare sudice se caracterizează printr-o apariție și dispariție sezonieră. O scădere semnificativă a concentrației de gaz se observă la sfârșitul iernii și la începutul primăverii (în emisfera sudică este vorba de 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 compoziția vârtejului circulă în jurul polului sud. Amestecarea cu masele de aer de la alte latitudini este slabă sau absentă. În timpul iernii polare, suprafața planetară este lipsită de lumina soarelui, formarea ozonului este oprită. Și gazul acumulat vara este distrus treptat, deoarece moleculele substanței nu sunt stabile. Când se termină noaptea polară, 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

Cauzele epuizării stratului de ozon sunt două tipuri de factori:

naturale (procese naturale care provoacă poluarea aerului);
antropogenă (datorită influenței umane).

Cauza naturală a apariției zonelor cu concentrații scăzute de ozon sunt procesele care au loc în regiunile subpolare ale planetei. Conform teoriei științifice, în timpul nopților polare, când ozonul nu este produs în atmosferă din cauza absenței radiației solare, se formează nori de clor. Clorul, care formează baza masei norilor, are un efect distructiv asupra ozonului rămas în stratosferă.

Orificiul rezultat este strâns, de îndată ce vine ziua polară, ultravioletele solare interacționează cu moleculele de oxigen. Gazul albastru rezultat, care este o versiune concentrată a oxigenului, se ridică în stratul stratosferic. 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, epuizarea stratului de ozon a devenit rampantă din cauza impact antropic. Ozonul este un gaz instabil. Este distrus din cauza creșterii emisiilor de clor, brom, hidrogen, freoni și alți compuși chimici care intră în atmosferă ca urmare a activităților umane, creând un efect de seră.

Principalele surse de poluare a aerului:

instalații și fabrici care nu sunt aprovizionate sau insuficient alimentate cu stații de epurare;
îngrășăminte minerale aplicate pe terenurile cultivate;
avioane cu reacție;
explozii nucleare.

În timpul transportului aerian cu reacție, ca urmare a arderii combustibilului în turbine, oxizii de azot sunt emiși în spațiul aerian. 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 problema de mediu pe care a provocat-o încă există. În timpul unei explozii nucleare, s-a format o cantitate imensă de oxizi de azot, distrugând stratul de ozon. Peste 20 de ani, în care au fost efectuate teste nucleare, în atmosferă s-au răspândit peste 3 milioane de tone de compuși ai azotului.

Îngrășăminte minerale, care pătrund în sol și interacționează cu microorganismele solului, de asemenea prin complexe reacții chimice transformat în oxizi de azot.

Consecințele găurilor de ozon

O scădere a stratului de ozon duce la o creștere a impactului radiației solare asupra suprafeței planetei. Radiația solară fără un ecran de ozon reprezintă un pericol mortal 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 constată moartea în masă a speciilor planctonice marine și a locuitorilor din adâncurile mării din cauza impactului negativ crescut al radiațiilor ultraviolete.

În ceea ce privește impactul asupra oamenilor, creșterea radiației solare afectează negativ starea pielii, determinând o creștere a cazurilor de melanom - cancer de piele. Dacă cantitatea de radiații ultraviolete care intră 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 7.000 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 să vizeze reducerea semnificativă și chiar eliminarea emisiilor de freoni și alți compuși nocivi.

Pentru a preveni apariția găurilor de ozon, este necesar:

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, însă, potrivit ecologiștilor, măsurile de refacere a stratului de ozon sunt mult mai eficiente. Aceasta se referă la pulverizarea gazului sintetizat artificial de către aeronave speciale la o altitudine de 10-30 km deasupra suprafeței pământului. Această metodă vă va permite să plasați rapid găurile în 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 Convenția de la Viena pentru Protecția Stratului de Ozon. În 1987, a fost creat Protocolul de la Montreal, care enumeră cele mai dăunătoare volatile, apărând 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: se creează vehicule ecologice, se îmbunătățesc tehnologiile de producție industrială și agricolă.

Cea mai importantă componentă a atmosferei, care afectează clima și protejează toată viața de pe Pământ de radiațiile solare, este ozonosfera. Cea mai mare parte a ozonului este situată la altitudini de la 10 la 50 km, iar maximul său - la 18 -26 km. În total, stratosfera conține 3,3 trilioane de tone de ozon. În stratul de ozonosferă, ozonul este într-o stare foarte rarefiată.

Rolul ozonului în conservarea vieții biologice de pe Pământ este excepțional de mare. Moleculele de ozon absorb radiațiile ultraviolete dure ale Soarelui tocmai în acea regiune spectrală, care este cea mai distructivă pentru sistemele biologice. Moleculele organice sunt distruse de radiațiile ultraviolete (UV). Acest lucru se aplică și moleculelor de ADN, despre care se știe că sunt responsabile pentru transmiterea trăsăturilor ereditare. Stratul de ozon, ca un scut, nu numai că protejează materia vie de distrugerea directă, dar asigură și cursul evoluției.

Orez. 1 Ozonul în atmosfera Pământului

Dacă grosimea ozonului ar scădea, ar provoca daune ireparabile tuturor organismelor vii. Ultravioletele solide sunt slab absorbite de apă și, prin urmare, reprezintă un mare pericol pentru ecosistemele marine. Experimentele au arătat că planctonul care trăiește în stratul apropiat de suprafață, cu o creștere a intensității UV dur, poate fi grav deteriorat și chiar să moară complet. Planctonul se află la baza lanțurilor trofice ale aproape tuturor ecosistemelor marine, așa că se poate spune fără exagerare că aproape toată viața din straturile de suprafață ale mărilor și oceanelor poate dispărea. Plantele sunt mai puțin sensibile la UV dur, dar dacă doza este crescută, pot fi și ele afectate. Dispariția completă a stratului de ozon ar însemna, fără îndoială, dispariția formelor superioare de viață. La om, se estimează acum că chiar și o scădere ușoară a grosimii stratului de ozon poate crește incidența cancerului de piele. Cu toate acestea, omenirea va găsi cu ușurință o modalitate de a se proteja de radiațiile UV dure, dar în același timp riscă să moară de foame. O distribuție diferită a ozonului în înălțime va afecta, de asemenea, în mod semnificativ clima, deoarece natura absorbției radiațiilor UV de către ozon se va modifica și, prin urmare, temperatura stratosferei.

Problema ozonului, ca una dintre micile componente gazoase ale atmosferei, a fost anterior de interes doar pentru un cerc restrâns de oameni de știință, dar acum a căpătat semnificație globală. Această schimbare dramatică se datorează descoperirii că conținutul normal de ozon din atmosferă este amenințat de activitățile umane.

Dacă întreaga cantitate de ozon a fost colectată la o presiune normală de 760 mmHg. Artă. si o temperatura de 273,15 K, atunci grosimea acestui strat ar fi de numai 2,5 -3 mm. Ozonul este un gaz corosiv, ușor albăstrui. Molecula sa este formată din trei atomi de oxigen (O 3), deci ozonul este o „rudă chimică” a substanței mai stabile și mai bogate din atmosferă necesară respirației umane, care este compusă din doi atomi de oxigen (O 2).

Proprietățile ozonului:

Capacitatea de a absorbi radiațiile ultraviolete periculoase din punct de vedere biologic de la soare.

Ozonul este cel mai puternic agent oxidant (cu alte cuvinte, o otravă), așa că ozonul de la nivelul solului este periculos.

Absorbţie Radiatii infrarosii suprafața pământului.

Capacitatea de a influența direct și indirect compoziție chimică atmosfera.

Deoarece mecanismul de creare a moleculelor de ozon este în echilibru cu mecanismul de distrugere a acestora, oamenii de știință consideră că cantitatea medie de ozon din stratosferă este relativ constantă de la formarea atmosferei moderne a Pământului.

Spre deosebire de alți constituenți atmosferici, ozonul a apărut în atmosferă exclusiv prin mijloace chimice și este cea mai tânără componentă atmosferică. Din punct de vedere al mediului, proprietate de valoare ozonul este capacitatea sa de a absorbi radiațiile ultraviolete periculoase din punct de vedere biologic de la soare; în timp ce compusul chimic ozonul este cel mai puternic agent oxidant (pur și simplu o otravă), capabil să otrăvească aceeași floră și faună la contact direct pe care le protejează ca stratul de ozon stratosferic. În plus, ozonul este un gaz cu efect de seră eficient. Și, în sfârșit, ozonul afectează micile componente active ale atmosferei și, prin intermediul acestora, componentele stabile, care, ca și ozonul însuși, absorb atât radiațiile ultraviolete, cât și cele infraroșii. Astfel, ozonul are nu doar un efect direct, ci și indirect asupra efectului de seră și asupra nivelului de radiații ultraviolete de pe suprafața Pământului.

Aproape singura sursă de ozon din atmosferă este fotodisociarea oxigenului molecular în atomi, urmată de adormirea rapidă a atomului la molecula de O 2 cu formarea moleculei de ozon:

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

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

(Aici M este orice moleculă de aer).

Acest proces are loc la altitudini de peste 30 km, deoarece radiația solară cu unde scurte nu pătrunde sub această altitudine. Ca rezultat, moleculele de ozon și atomii de oxigen apar destul de sus în atmosferă.

Moartea ozonului atmosferic are loc ca urmare a următoarelor procese:

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

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

Astfel, atomii care s-au format cândva din molecule de oxigen sunt recombinați într-o moleculă. Remarcăm doar că, pentru a „descompune” molecula de ozon, nu este necesară radiația cu unde scurte. Legătura atomului de O cu molecula de O 2 din ozon este foarte slabă, prin urmare, chiar și atunci când este iradiată cu lumină vizibilă, molecula de ozon va fi fotodisociată în componentele originale.

Mai notez că reacția (3) este principalul furnizor de atomi de oxigen; viteza sa la toate înălțimile troposferei și stratosferei este cu trei sau mai multe ordine de mărime mai mare decât viteza de reacție (1).

Mecanismul de mai sus a fost propus la începutul anilor 1930 de geofizicianul englez Chapman și a fost prima încercare de a explica formarea stratului de ozon în atmosferă.

Ozonul din stratosferă se naște și moare în mod constant, prin urmare, stratul său este format dintr-o cantitate de echilibru. Și deoarece acest echilibru este mobil, grosimea stratului de ozon se poate modifica. Există fluctuații zilnice, sezoniere, ale conținutului de ozon, precum și cicluri asociate cu modificările pe termen lung ale activității solare. Cea mai mare cantitate de ozon (46%) se formează în stratosfera centurii tropicale, unde densitatea maximă a acestuia este situată aproximativ la o altitudine de 26 km de suprafață. La latitudini medii, este situat mai jos: iarna - la o altitudine de 22 km, iar vara - 24 km. În regiunile polare, înălțimea maximului este de numai 13-18 km, iar aici ozonul este cel mai intens transferat în straturile inferioare ale atmosferei.

Există multe motive pentru slăbirea scutului de ozon cauzată de activitățile antropice. În general, acestea pot fi împărțite în două grupuri.

1. Emisii de la aeronavele și rachetele de mare altitudine

In primul rand, sunt lansări de rachete spațiale. Combustibilul arde, „ard” găuri mari în stratul de ozon. Se presupunea cândva că aceste „găuri” erau închise. Sa dovedit că nu. Ei există de ceva vreme.

În al doilea rând, - avioane. Mai ales cele care zboară la altitudini de 12-15 km. Aburul emis de ei și alte substanțe distrug ozonul. Dar, în același timp, avioanele care zboară sub 12 km dau o creștere a ozonului. În orașe, este una dintre componentele smogului fotochimic.

În al treilea rând, - oxizi de azot. Ele sunt aruncate de aceleași avioane, dar mai ales sunt eliberate de la suprafața solului, mai ales în timpul descompunerii îngrășămintelor cu azot.

Deoarece zborurile supersonice nu se efectuează foarte des astăzi, ele nu provoacă daune semnificative stratului de ozon. Lansările de rachete nu sunt, de asemenea, foarte frecvente, dar pot provoca daune foarte grave stratului de ozon. Deci, cu o masă totală a orbiterului navetei spațiale de o sută patruzeci și trei de tone și jumătate, în proces de ridicare la o înălțime de 50 km, sistemul de rachete cu combustibil solid emite 187 de tone de Cl 2 și compușii săi. , 7 tone de oxizi de azot și distruge 10 milioane de tone de ozon în timpul zborului. Este mult, deoarece atmosfera pământului conține doar 3.000.000.000 de tone de ozon.

Oxizii de azot joacă un rol important în formarea și distrugerea ozonului, iar distrugerea catalitică a ozonului în troposferă are loc în stratosferă - formarea catalitică.

2. Clorofluorocarburi (CFC) sau freoni

CFC-urile au fost odată considerate substanțe chimice ideale pentru aplicații practice, deoarece sunt foarte stabile și inactive și, prin urmare, netoxice. În mod paradoxal, inerția acestor compuși este cea care îi face periculoși pentru ozonul atmosferic. CFC-urile nu se descompun rapid în troposferă (stratul inferior al atmosferei care se extinde de la suprafața pământului până la o înălțime de 10 km), așa cum se întâmplă, de exemplu, cu majoritatea oxizilor de azot și, în cele din urmă, pătrund în stratosferă, limita superioară a care se află la o altitudine de aproximativ 50 km. Când moleculele de CFC se ridică la o înălțime de aproximativ 25 km, acolo unde concentrația de ozon este cea mai mare, ele sunt expuse la radiații ultraviolete intense (Fig. 2), dar nu pătrund la altitudini mai mici datorită efectului de ecranare al ozonului. Ultravioletele distrug moleculele de freon care sunt stabile în condiții normale, se descompun în componente foarte reactive, în special, clorul atomic. Astfel, CFC-urile transportă clorul de la suprafața pământului prin troposferă și atmosfera inferioară, unde compușii clorului mai puțin inerți sunt distruși, în stratosferă, către stratul cu cea mai mare concentrație de ozon. Este foarte important ca clorul să acționeze ca un catalizator în timpul distrugerii ozonului: în timpul proces chimic cantitatea sa nu scade. Ca rezultat, un atom de clor poate distruge până la 100.000 de molecule de ozon înainte de a fi dezactivat sau returnat în troposferă. Acum eliberarea de freoni în atmosferă este estimată la milioane de tone, dar trebuie menționat că, chiar și în cazul ipotetic al unei încetări complete a producției și utilizării CFC-urilor, nu se poate obține un rezultat imediat: efectul freonilor care au deja intrat în atmosferă va continua timp de câteva decenii. Cele două CFC cele mai utilizate pe scară largă, Freon-11 (CFCl 3) și Freon-12 (CF 2Cl 2), se crede că au durate de viață în atmosferă de 75 și, respectiv, 100 de ani.

Orez. 2 Distrugerea stratului de ozon al Pământului de către freoni Una dintre cele mai impresionante dovezi că clorul este într-adevăr agentul responsabil pentru gaura de ozon a venit în septembrie 1987, când oamenii de știință au zburat cu un avion din America de Sud direct la Polul Sud, în zona găurii de ozon. Creșterea și scăderea ozonului este aproape o imagine exactă în oglindă a creșterii și scăderii ClO. Mai mult, concentrația de Cl în gaura de ozon în sine este de sute de ori mai mare decât orice nivel care ar putea fi explicat în termeni de chimie atmosferică. Acest fenomen este adesea denumit „pistol de fum”. Chiar și producătorii de CFC s-au convins că gaura de ozon nu este normală. Aceasta este o dovadă a schimbărilor profunde ale atmosferei cauzate de poluanții artificiali cu clor.

Oamenii de știință au avut nevoie de câțiva ani pentru a găsi o explicație pentru apariția găurii de ozon. Pe scurt, asta este.

Deoarece Antarctica este înconjurată de ocean, vânturile pot circula continuu în jurul continentului, care nu are lanțuri muntoase. În timpul iernilor sudice, ele se formează în jurul vârtejului polului, o pâlnie de vânt care adună aer peste Antarctica și îl ține, nepermițându-i să se amestece cu cealaltă atmosferă. Acest vortex servește drept „oală de reacție” izolat pentru compușii chimici atmosferici polari (este mult mai puternic decât cel care se formează peste Polul Nord, deci gaura de ozon nordică este mult mai slabă).

Orez. 3 gaură de ozon deasupra Antarcticii Sub presiunea argumentelor de mai sus, multe țări au început să ia măsuri menite să reducă producția și utilizarea freonilor. Din 1978, utilizarea freonilor în aerosoli a fost interzisă în Statele Unite. Din păcate, utilizarea freonilor în alte industrii nu a fost limitată. În septembrie 1987, 23 de țări lider ale lumii au semnat la Montreal un protocol prin care le obliga să reducă consumul de CFC. Astăzi, aproximativ 150 de țări s-au înscris la acesta.

În plus, în 1985, a fost semnată Convenția de la Viena pentru Protecția Stratului de Ozon, în care țările dezvoltate au recunoscut faptul că problema epuizării stratului de ozon.

Conform acordului la Montreal, țările dezvoltate urmau să reducă consumul de clorofluorocarburi la jumătate față de nivelul din 1986 până în 1999. Un bun înlocuitor pentru freoni, propanul, a fost deja găsit în aerosoli pentru a fi utilizat ca propulsor (adică o substanță chimică inertă). care creează exces de presiune) - amestec de butan. În ceea ce privește parametrii fizici, practic nu este inferior freonilor, dar, spre deosebire de aceștia, este inflamabil. Cu toate acestea, astfel de aerosoli sunt deja produși în multe țări. Mai dificil este cazul agregatelor frigorifice – al doilea consumator de freoni. Cert este că, datorită polarității moleculelor CFC, acestea au o căldură mare de vaporizare, care este foarte importantă pentru fluidul de lucru din frigidere și aparate de aer condiționat. Cel mai cunoscut înlocuitor al freonilor de astăzi este amoniacul, dar este toxic și încă inferior freonilor în ceea ce privește parametrii fizici. S-au obținut rezultate bune pentru hidrocarburile complet fluorurate. În multe țări se dezvoltă noi înlocuitori și s-au obținut deja rezultate practice bune, dar această problemă nu a fost încă rezolvată complet.

Aș dori să sper că problema stratului de ozon ne va învăța să tratăm cu mare atenție și precauție toate substanțele care intră în atmosferă ca urmare a activității antropice.

Înainte de descoperirile făcute în secolul trecut, oamenii pur și simplu nu știau despre rolul pe care îl joacă ozonul. La sfârșitul secolului a devenit clar că din mai multe motive stratul de ozon este distrus, devine mai subțire pe alocuri sau pur și simplu mai puțin saturat cu ozon. Acest fenomen a fost numit găuri de ozon.

Cauzele epuizării stratului de ozon

Oxigenul triatomic se numește ozon. Partea sa principală este situată în atmosfera superioară, la o altitudine de 12 până la 50 de kilometri deasupra nivelului mării. Cea mai semnificativă concentrație este concentrată la altitudinea de 23 de kilometri. Acest gaz a fost descoperit în atmosferă în 1873 de omul de știință german Shenbein. Mai târziu, o astfel de modificare a oxigenului a fost găsită sub înălțimile numite și chiar în straturile atmosferei de lângă suprafața pământului.

Stratul de ozon, tion.ru

S-a dovedit că cel mai mare rol în formarea găurilor de ozon îl au lansările de rachete spațiale, zborurile cu avioane la altitudini de 12 până la 16 kilometri, precum și emisiile de freon.

Pentru prima dată, o gaură de ozon cu un diametru de peste 1000 km a fost descoperită pentru prima dată în 1985 în emisfera sudică deasupra Antarcticii de către un grup de oameni de știință din Marea Britanie.

Progresul tehnologic și găurile de ozon

Cel mai mare prejudiciu adus stratului de ozon este cauzat de compușii de clor și hidrogen. Astfel de compuși se formează în timpul descompunerii freonilor. De obicei sunt folosite ca pulverizatoare. Când se atinge un anumit prag de temperatură, freonii fierb. În același timp, volumul lor crește de mai multe ori. Acest proces este necesar în fabricarea aerosolilor.

Găuri de ozon peste Antarctica și Rusia pe hartă, omartasatt.info

Freonii sunt folosiți și la fabricarea dispozitivelor care asigură temperaturi scăzute. Sunt în sisteme mari și mici. congelatoare, în frigiderele industriale și de uz casnic. Când freonii se scurg, având o greutate mai mică decât cea a aerului atmosferic, aceștia încep să se ridice. În atmosferă, clorul se desprinde și reacționează cu oxigenul triatomic, distrugând astfel moleculele de ozon, transformându-l în oxigen obișnuit.

Distrugerea stratului de ozon al atmosferei a fost descoperită cu destul de mult timp în urmă, dar abia în anii 1980 procesul a fost cu adevărat evaluat. S-a dovedit că odată cu o reducere semnificativă a ozonului din atmosferă, planeta se va opri din răcire. Temperatura va începe să crească. Mai mult, ritmul acestei creșteri va depăși chiar și opțiunea de a dezvolta un efect de seră din cauza creșterii dioxidului de carbon din atmosferă.

Dacă efectul de seră este cauza distrugerii stratului de ozon, este încă un subiect discutabil pentru oamenii de știință.

Consecințele distrugerii stratului de ozon al Pământului

După cum am menționat deja, ozonul este oxigen triatomic. Gazul are un miros deosebit și o culoare albăstruie. În anumite condiții, gazul devine lichid, care se distinge printr-o culoare numită „indigo”. În condiții speciale, ozonul se poate schimba de la o stare lichidă la o stare solidă. În acest caz, culoarea sa va deveni albastru închis.

Nu ar fi exagerat să spunem că fără prezența stratului de ozon, viața pe planeta noastră ar fi imposibilă. Cel puțin în forma care există.

Radiațiile ultraviolete sunt periculoase pentru toate ființele vii. Dacă devine mai intensă, atunci sub influența sa vor începe boli grave masive. Vederea suferă. Aceasta este dezvoltarea cataractei și modificări ale corneei și exfolierea retinei. Ultravioletul dur are un efect deprimant asupra imunității celulare. În primul rând, va afecta pielea, exprimată în boli oncologice. Organismele vii, din cauza expunerii la radiații crescute, vor înceta să reziste oricăror infecții într-o măsură mult mai mică.

Fapt interesant: efectul găurilor de ozon asupra oamenilor este creșterea unor boli precum cancerul de piele și cataracta.

Găurile de ozon reprezintă o amenințare pentru sănătate, 5klass.net

Radiațiile ultraviolete intense au un efect copleșitor asupra fotosintezei. Provoacă schimbări în comportamentul animalelor. Adaptarea lor este ruptă. Încep să migreze. Reproducerea algelor albastre-verzi, care au un efect dăunător asupra locuitorilor mediului acvatic, se accelerează. Resursele biologice ale oceanelor lumii sunt reduse drastic. Radiațiile afectează prăjiturile de pește și ouăle.

Există o scădere a fertilităţii solului. Bacteriile care trăiesc în sol, sensibile la radiațiile ultraviolete, mor. Și doar lor, în mare măsură, solul le datorează fertilitate. Dacă situația nu se schimbă, atunci rezultatul final va fi transformarea Pământului într-o planetă fără viață cu.

Problema găurilor de ozon

Problema a început să fie discutată la nivel global, poate duce la. Au fost semnate documentele și acordurile relevante. Țările au ajuns la o decizie unificată cu privire la necesitatea reducerii producției de freoni. S-a găsit un înlocuitor pentru ei. S-a dovedit a fi un amestec propan-butan. Indicatorii săi sunt de așa natură încât poate înlocui cu succes freonii.

În prezent, pericolul distrugerii stratului de ozon continuă să fie printre cele mai actuale. Cu toate acestea, în lume, tehnologiile care folosesc freoni continuă să fie folosite. Prin urmare, oamenii de știință sunt ocupați să rezolve problema reducerii emisiilor de freon, încercând să găsească înlocuitori mai ieftini și mai convenabil pentru acestea.

Modalități de a rezolva problema globală a găurilor de ozon

În 1985, lumea a început să ia măsuri serioase pentru a proteja stratul de ozon. Găurile de ozon sunt noi problemă de mediu. La început, au fost introduse restricții privind emisiile de freon. Atunci guvernele au aprobat Convenția de la Viena. Are ca scop protejarea stratului de ozon din atmosferă. Convenția spune că:

Delegațiile reprezentând diferite state adoptă un acord care prevede cooperarea în domeniul cercetării proceselor și substanțelor care afectează stratul de ozon și au un efect provocator asupra modificărilor acestuia.
Țările se angajează să monitorizeze sistematic stratul de ozon.
Statele organizează lucrări pentru crearea de tehnologii, precum și de substanțe cu proprietăți unice care ajută la minimizarea daunelor cauzate ozonului din atmosferă.
Țările se angajează să coopereze la elaborarea măsurilor și utilizarea acestora, precum și să asigure monitorizarea constantă a activităților care pot provoca formarea găurilor de ozon.
Tehnologiile dezvoltate și cunoștințele dobândite ale țării sunt transferate reciproc.

În timpul care a trecut de la adoptarea Convenției de la Viena, țările au semnat multe protocoale pentru a reduce eliberarea de fluoroclorocarburi. În același timp, sunt stipulate cazuri când producția lor ar trebui oprită complet.

Refacerea stratului de ozon

Cauzele și consecințele epuizării stratului de ozon sunt bine cunoscute. Cea mai mare problemă care implică pericol este tehnologia folosită la fabricarea unităților frigorifice. Această perioadă de timp a fost uneori numită chiar criza freonului. Noile dezvoltări au necesitat investiții de capital semnificative. Acest lucru a avut un efect negativ asupra producției. S-a găsit însă o soluție. S-a dovedit că freonii pot fi înlocuiți cu alte substanțe. Pe lângă gazele propan și butan, acestea s-au dovedit a fi un propulsor de hidrocarburi. Astăzi, instalațiile care folosesc reacții chimice endoterme câștigă teren.

Harta găurilor de ozon, omartasatt.info. Pe hartă se poate observa epuizarea stratului de ozon din regiunea ecuatorului, Rusia (albastru).

Se vorbeste si despre refacerea stratului de ozon. Potrivit fizicienilor, atmosfera planetei poate fi curățată de freoni folosind o unitate de putere cu o capacitate de cel puțin 10 rBT. Se estimează că Soarele este capabil să producă până la 6 tone de ozon pe secundă, dar distrugerea lui este mai rapidă. Dacă, pentru a utiliza unități de putere ca fabrici de ozon, atunci este posibil să se realizeze un echilibru. Adică, ozonul va fi creat atât cât va fi distrus.

Refacerea stratului de ozon

Proiectul de producere a ozonului nu este singurul. De exemplu, conform oamenilor de știință, ozonul poate fi creat artificial în stratosferă. La fel se poate face și în atmosferă.

Alimentarea stratosferei cu ozon creat artificial este propusă cu ajutorul avioanelor cargo care pot pulveriza acest gaz la înălțimile potrivite.

Moleculele de ozon pot fi obținute din oxigen obișnuit folosind lasere în infraroșu. Aerostatele pot fi folosite pentru aceasta.

Dacă utilizarea unei platforme cu lasere va oferi un efect pozitiv în rezolvarea problemei găurilor de ozon, atunci astfel de dispozitive pot fi amplasate pe stația spațială. În acest caz, este posibil să se asigure o aprovizionare constantă cu ozon.

Principalul dezavantaj al tuturor acestor evoluții este prețul. Costul oricărui proiect este prea mare. Din acest motiv, o parte semnificativă a proiectelor nu este implementată.

Concluzie

S-au cheltuit miliarde de dolari pentru a salva stratul de ozon al Pământului, sau cel puțin pentru a-l conserva în forma în care se află acum. Oamenii de știință au calculat că, dacă orice activitate umană (), care este cauza găurilor de ozon, se oprește, va dura 100-200 de ani pentru a o restabili la volumul anterior.