Что разрушает озоновый слой. Разрушение озонового слоя. Причины истощения озонового слоя

Разрушение озонового слоя

Озоновый слой-- часть стратосферы на высоте от 12 до 50 км, в котором под воздействием ультрафиолетового излучения солнца кислород(О 2) ионизируется, приобретая третий атом кислорода, и получается озон(О 3). Относительно высокая концентрация озона (около 8мл/мі) поглощает опасные ультрафиолетовые лучи и защищает всё живущее на суше от губительного излучения. Более того, если бы не озоновый слой, то жизнь не смогла бы вообще выбраться из океанов и высокоразвитые формы жизни типа млекопитающих, включая человека, не возникли бы. Наибольшая плотность озона встречается на высоте 20 км, наибольшая часть в общем объёме - на высоте 40 км. Если бы можно было извлечь весь озон, находящийся в атмосфере, и сжать под нормальным давлением, то в результате вышел бы слой, покрывающий поверхность Земли толщиной всего 3 мм. Для сравнения, вся сжатая под нормальным давлением атмосфера составляла бы слой в 8 км.

Озон - активный газ и может неблагоприятно действовать на человека. Обычно его концентрация в нижней атмосфере незначительна и он не оказывает вредного влияния на человека. Большие количества озона образуются в крупных городах с интенсивным движением автотранспорта в результате фотохимических превращений выхлопных газов автомашин.

Озон, также, регулирует жесткость космического излучения. Если этот газ хотя бы частично уничтожается, то, естественно жесткость излучения резко возрастает, а, следовательно, происходят реальные изменения растительного и животного мира.

Уже доказано, что отсутствие или малая концентрация озона может или приводит к раковым заболеваниям, что самым наихудшим образом отражается на человечестве и его способностью к воспроизводству.

Причины разрушения озонового слоя

Озоновый слой защищает жизнь на Земле от вредного ультрафиолетового излучения Солнца. Обнаружено, что в течение многих лет озоновый слой претерпевает небольшое, но постоянное ослабление над некоторыми районами Земного шара, включая густонаселенные районы в средних широтах Северного полушария. Над Антарктикой обнаружена обширная "озоновая дыра".

Разрушение озона происходит из-за воздействия ультрафиолетовой радиации, космических лучей, некоторых газов: соединений азота, хлора и брома, фторхлоруглеродов (фреонов). Деятельность человека, приводящая к разрушению озонового слоя, вызывает наибольшую тревогу. Поэтому многие страны подписали международное соглашение, предусматривающее сокращение производства озоно-разрушающих веществ.

Предполагается множество причин ослабления озонового щита.

Во-первых, - это запуски космических ракет. Сгорающее топливо "выжигает" в озоновом слое большие дыры. Когда-то предполагалось, что эти "дыры" затягиваются. Оказалось, нет. Они существуют довольно долго.

Во-вторых, самолеты. Особенно, летящие на высотах в 12-15 км. Выбрасываемый ими пар и другие вещества разрушают озон. Но, в то же время самолеты, летающие ниже 12 км. Дают прибавку озона. В городах он - один из составляющих фотохимического смога. В - третьих, это хлор и его соединения с кислородом. Огромное количество (до 700 тысяч тонн) этого газа поступает в атмосферу, прежде всего от разложения фреонов. Фреоны - это не вступающие у поверхности Земли ни в какие химические реакции газы, кипящие при комнатной температуре, а потому резко увеличивающие свой объем, что делает их хорошими распылителями. Поскольку при их расширении снижается их температура, фреоны широко используют в холодильной промышленности.

Каждый год количество фреонов в земной атмосфере увеличивается на 8-9%. Они постепенно поднимаются наверх, в стратосферу и под воздействием солнечных лучей становятся активными - вступают в фотохимические реакции, выделяя атомарный хлор. Каждая частица хлора способна разрушить сотни и тысячи молекул озона.

9 февраля 2004 года на сайте Института Земли НАСА появилась новость о том, что учёные Гарвардского Университета нашли молекулу, разрушающую озон. Учёные назвали эту молекулу "димер одноокиси хлора", потому что она составлена из двух молекул одноокиси хлора. Димер существует только в особенно холодной стратосфере над полярными регионами, когда уровни одноокиси хлора относительно высоки. Эта молекула происходит из хлорфторуглеродов. Димер вызывает разрушение озона, поглощая солнечный свет и распадаясь на два атома хлора и молекулу кислорода. Свободные атомы хлора начинают взаимодействовать с молекулами озона, приводя к уменьшению его количества.

Последствия разрушения озонового слоя

Возникновение "озоновых дыр" (сезонное уменьшение содержания озона вдвое и более) впервые наблюдали в конце 70-х годов над Антарктидой. В последующие годы длительность существования и площадь "озоновых дыр" росли, и к настоящему времени они уже захватили южные регионы Австралии, Чили и Аргентины. Параллельно, хотя и с некоторым запозданием, развился процесс истощения озона над Северным полушарием. Вначале 90-х годов наблюдали 20 - 25 % его уменьшения над Скандинавией, Прибалтикой и северо-западными областями России. В отличных от приполярных широтных зон истощение озона менее выражено однако и здесь оно является статистически достоверным (1,5-6,2% за последнее десятилетие).

Истощение озонового слоя может оказать значительное влияние на экологию Мирового океана. Многие из имеющихся в нем систем испытывают стресс уже при существующих уровнях естественной Ультрафиолетовой радиации, и увеличение ее интенсивности для некоторых из них может оказаться катастрофическим. В результате воздействия ультрафиолетового излучения у водных организмов нарушается адаптивное поведение (ориентация и миграция), подавляются фотосинтез и ферментативные реакции, а также процессы размножения и развития, особенно на ранних стадиях. Поскольку чувствительность к ультрафиолетовой радиации разных компонентов водных экосистем существенно различается, то в результате разрушения стратосферного озона следует ожидать не только уменьшения общей биомассы, но и изменение структуры водных экосистем. В этих условиях могут погибать и вытесняться полезные чувствительные формы и усиленно размножаться резистентные, токсичные для окружающей среды, например сине-зеленые водоросли.

Эффективность водных пищевых цепей в решающей степени определяется продуктивностью их начального звена - фитопланктона. Расчеты показывают, что в случае 25%-го разрушения стратосферного озона следует ожидать 35%-го снижения первичной продуктивности в поверхностных слоях океана и 10%-го снижения во всем слое фотосинтеза. Значимость прогнозируемых изменений становится очевидной, если принять во внимание, что фитопланктон утилизирует более половины углекислого газа в процессе глобального фотосинтеза, и лишь 10-го снижения интенсивности этого процесса эквивалентно удвоению выброса углекислого газа в атмосферу в результате сжигания полезных ископаемых. Кроме того, ультрафиолетовая радиация подавляет продукцию фитопланктоном диметилсульфида, играющего важную роль в формировании облачности. Последние два феномена могут вызвать долговременные изменения глобального климата и уровня Мирового океана.

Из биообъектов вторичных звеньев водных пищевых цепей ультрафиолетовое излучение способно непосредственно поражать икру и мальков рыб, личинки креветок, устриц и крабов, а также других мелких животных. В условиях истощения стратосферного озона прогнозируется рост и гибель мальков промысловых рыб и, кроме того, снижение улова в результате уменьшения первичной продуктивности Мирового океана.

В отличие от водных организмов, высшие растения могут частично адаптироваться к увеличению интенсивности естественной ультрафиолетовой радиации, однако в условиях 10-20%-й редукции озонового слоя у них наблюдается торможение роста, уменьшение продуктивности и изменения состава, снижающие пищевую ценность. Чувствительность к ультрафиолетовой радиации может существенно различаться как у растений разных видов, так и у разных линий одного вида. Культуры, районированные в южных регионах, более резистентные по сравнению с районированными в зонах умеренного климата.

Очень важную, хотя и посредственную, роль в формировании продуктивности сельскохозяйственных растений играют почвенные микроорганизмы, оказывающие значительное влияние на плодородие почв. В этом смысле особый интерес представляют фототрофные цианобактерии, обитающие в самых верхних слоях почв и способные утилизировать азот воздуха с последующим использованием его растениями в процессе фотосинтеза. Эти микроорганизмы (особенно на рисовых полях) подвергаются непосредственному воздействию ультрафиолетовой радиации. Радиация способна инактивировать ключевой фермент ассимиляции азота - нитрогеназу. Таким образом, в результате разрушения озонового слоя следует ожидать уменьшение плодородия почв. Весьма вероятным является также вытеснение и отмирания других полезных форм почвенных микроорганизмов, чувствительных к ультрафиолетовой радиации, и размножением устойчивых форм, часть которых может оказаться патогенными.

Для человека естественная ультрафиолетовая радиация фактором риска уже при существующем состоянии озонового слоя. Реакции на ее воздействие разнообразны и противоречивы. Некоторые из них (образование витаминами Д, увеличение общей неспецифической резистентности, лечебный эффект при некоторых кожных заболеваниях) улучшает состояние здоровья, другие (ожоги кожи и глаз, старение кожи, катаракто- и канцерогенез) ухудшают его.

Типичной реакцией на переоблучение глаз является возникновение фотокератоконьюнктивита - острого воспаления наружных оболочек глаза (роговицы и конъюнктивы). Он обычно развивается в условиях интенсивного отражения солнечного света от естественных поверхностей (снежное высокогорье, арктические и пустынных зоны) и сопровождается болевыми ощущениями или ощущением постороннего тела в глазу, слезотечением, светобоязнью и спазмом век. Ожог глаз можно получить за 2 часа в заснеженных зонах и за 6 - 8 часов в песчаной пустыне.

Длительное воздействие ультрафиолетовой радиации на глаз может вызвать возникновение катаракты, дегенерацию роговицы и сетчатки, птеригий (разрастание ткани конъюнктивы) и меланому сосудистой оболочки глаза. Хотя все эти заболевания очень опасны, чаще других встречается катаракта, обычно развивающаяся без видимых изменений роговицы. Увеличение частоты катаракт считают основным следствием разрушения стратосферного озона по отношению к глазу.

В результате переоблучения кожи развивается асептическое воспаление, или эритема, сопровождающаяся помимо болевых ощущений изменениями тепловой и сенсорной чувствительности кожи, угнетением потоотделения и ухудшением общего состояния. В умеренных широтах эритему можно получить за полчаса на открытом солнце в середине летнего дня. Обычно эритема развивается с латентным периодом 1 - 8 часов и сохраняется около суток. Величина минимальной эритемной дозы растет с увеличением степени пигментации кожи.

Важный вклад в канцерогенный эффект ультрафиолетовой радиации вносит ее иммуносупрессивное действие. Из 2-х существующих типов иммунитета - гуморального и клеточного лишь последний подавляется в результате воздействия ультрафиолетовой радиации. Факторы гуморального иммунитета либо остаются индифферентными, либо в случае хронического облучения в малых дозах активируются, способствуя повышению общей неспецифической резистентности. Помимо снижения способности отторгать раковые клетки кожи (агрессивность против других типов раковых клеток не изменяется) индуцированная ультрафиолетовой радиацией иммуносупрессия может подавлять кожные аллергические реакции, снижать резистентность к инфекционным агентам, а также изменять характер протекания и исход некоторых инфекционных заболеваний.

Естественная ультрафиолетовая радиация ответственна за основную часть опухолей кожи, частота которых у белого населения близка к суммарной частоте опухолей всех других типов, вместе взятых. Существующие опухоли подразделяются на два вида: немеланомные (базальноклеточный и плоскоклеточный раки) и злокачественную меланому. Опухоли первого вида преобладают количественно, Слабо метастазируют и легко излечиваются. Частота меланом относительно не велика, однако они быстро растут, рано метастазируют и дают высокую смертность. Так же как и для эритемы, для рака кожи характерна четкая обратная корреляция между эффективностью облучения и степенью пигментатированности кожи. Частота опухолей кожи у негритянского населения более чем в 60 раз, у латиноамериканского - в 7 - 10 раз ниже, чем у белого населения в той же широтной зоне при практически одинаковой частоте опухолей, отличных от рака кожи. Помимо степени пигментатированности, факторами риска для возникновения рака кожи являются наличие родинок, пигментных пятен и веснушек, слабая способность к загару, голубой цвет глаз и рыжий цвет волос.

Ультрафиолетовая радиация играет важную роль в обеспечении организма витамина Д, регулирующим процесс фосфорно-кальциевого обмена. Дефицит витамина Д вызывает рахит и кариес, а также играет важную роль в патогенезе представительной железы, дающей высокую смертность.

Роль ультрафиолетового излучения в обеспечении организма витамином Д нельзя компенсировать лишь за счет потребления его с пищей, поскольку процесс биосинтеза витамина Д в коже является саморегулирующимся и исключает возможность возникновения гипервитаминоза. Это заболевание вызывает отложения кальция в различных тканях организма с их последующим некротическим перерождением.

При возникновении дефицита витамина Д необходима доза ультрафиолетовой радиации, составляющая примерно 60 минимальных эритемных доз в год на открытые участки тела. Для белого населения в умеренных широтах это соответствует ежедневному пребыванию на открытом солнце по полчаса в середине дня с мая по август. Интенсивность синтеза витамина Д убывает с увеличением степени пигментативности, у представителей различных этнических групп может различаться более чем на порядок. Вследствие этого пигментация кожи может быть причиной недостаточности витамина Д у цветных иммигрантов в умеренных и северных широтах.

Наблюдающиеся в настоящее время увеличение степени истощения озонового слоя свидетельствует о недостаточности предпринимаемых усилий по его защите.

Пути решения проблемы разрушения озонового слоя

Осознание опасности приводит к тому, что международной общественностью предпринимаются все новые и новые шаги в защиту озонового слоя. Рассмотрим некоторые из них.

• 1) Создание различных организаций по охране озонового слоя (ЮНЕП, КОСПАР, МАГА)
• 2) Проведение конференций.
• а) Венская конференция (сентябрь 1987г.). На ней был обсужден и подписан Монреальский протокол:
  • - необходимость постоянного контроля за изготовлением, продажей, и применением наиболее опасных для озона веществ (фреоны, бромсодержащие соединения и др.)
  • - использование хлорфторуглеводородов по сравнению с уровнем 1986 г. должно быть уменьшено на 20% к 1993 г. и в два раза к 1998г.
• б) В начале 1990г. ученые пришли к выводу, что ограничения Монреальского протокола недостаточны и были внесены предложения о полном прекращении производства и выбросов в атмосферу уже в 1991-1992гг. тех фреонов, которые ограничиваются Монреальским протоколом.

Проблема сохранения озонового слоя относится к глобальным проблемам человечества. Поэтому она обсуждается на многих форумах самого разного уровня вплоть до российско-американских встреч на высшем уровне.

Остается лишь верить в то, что глубокое осознание грозящей человечеству опасности подвигнет правительство всех стран на принятие необходимых мер по уменьшению выбросов вредных для озона веществ.

Нормирование качества окружающей среды. Цель нормирования. Характеристика санитарно-гигиенических нормативов воздушной среды.

Введение государственных норм качества природной среды и установление порядка нормирования воздействия хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду относятся к важнейшей функции государственного управления природопользованием и охраной окружающей природы.

Нормативы качества окружающей среды устанавливаются для оценки состояния атмосферного воздуха, вод, почв по химическим, физическим и биологическим характеристикам. Это означает, что если в атмосферном воздухе, воде или почве содержание, например, химического вещества не превышает соответствующий норматив предельно допустимой его концентрации, то состояние воздуха или почвы является благоприятным, т.е. не представляющим опасности для здоровья человека и для других живых организмов.

Роль нормативов в формировании информации о качестве окружающей природной среды заключается в том, что одни дают оценку окружающей экологической среды, другие лимитируют источники вредного воздействия на нее.

Согласно Закону "Об охране окружающей среды" нормирование качества окружающей среды ставит целью установление научно-обоснованных предельно допустимых норм воздействия на окружающую среду, гарантирующих экологическую безопасность и охрану здоровья населения, обеспечивающих предотвращение загрязнение окружающей среды, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов.

Введение экологических нормативов позволяет решить следующие задачи:

• 1) Нормативы позволяют определить степень воздействия человека на окружающую среду. Мониторинг окружающей среды строится не только на наблюдении за природой. Данное наблюдение должно быть предметно, оно должно с помощью технических показателей определить степень загрязнения воздуха, воды и т.д.
• 2) Нормативы позволяют осуществлять государственным органом контроль за деятельностью природопользователей. Экологический контроль проявляется в анализе уровня загрязнения окружающей среды и определении его допустимого значения согласно установленным нормативам.
• 3) Экологические нормативы служат основанием для применения мер ответственности в случаи их превышения. Зачастую экологические нормативы служат единственным критерием в привлечении виновного лица к ответственности.

Нормативы в области охраны окружающей среды - установленные нормативы качества окружающей среды и нормативы допустимого воздействия на нее, при соблюдении которых обеспечивается устойчивое функционирование естественных экологических систем и сохраняется биологическое разнообразие. Оно осуществляется в целях государственного регулирования воздействия хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду, гарантирующего сохранение благоприятной окружающей среды и обеспечение экологической безопасности.

Нормирование в области охраны окружающей среды заключается в установлении:

• 1) нормативов качества окружающей среды - нормативов, которые установлены в соответствии с физическими, химическими, биологическими и иными показателями для оценки состояния окружающей среды и при соблюдении которых обеспечивается благоприятная окружающая среда;
• 2) нормативов допустимого воздействия на окружающую среду при осуществлении хозяйственной и иной деятельности - нормативов, которые установлены в соответствии с показателями воздействия хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду и при которых соблюдаются нормативы качества окружающей среды;
• 3) иных нормативов в области охраны окружающей среды, таких как:
  • * нормативы допустимой антропогенной нагрузки на окружающую среду - нормативы, которые установлены в соответствии с величиной допустимого совокупного воздействия всех источников на окружающую среду и (или) отдельные компоненты природной среды в пределах конкретных территорий и (или) акваторий, и при соблюдении которых обеспечивается устойчивое функционирование естественных экологических систем и сохраняется биологическое разнообразие;
  • * нормативы допустимых выбросов и сбросов химических веществ, в том числе радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов (нормативы допустимых выбросов и сбросов веществ и микроорганизмов) - нормативы, которые установлены для субъектов хозяйственной и иной деятельности в соответствии с показателями массы химических веществ, в том числе радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов, допустимых для поступления в окружающую среду от стационарных, передвижных и иных источников в установленном режиме и с учетом технологических нормативов, и при соблюдении которых обеспечиваются нормативы качества окружающей среды;
  • * технологический норматив - норматив допустимых выбросов и сбросов веществ и микроорганизмов, который устанавливается для стационарных, передвижных и иных источников, технологических процессов, оборудования и отражает допустимую массу выбросов и сбросов веществ и микроорганизмов в окружающую среду в расчете на единицу выпускаемой продукции;
  • * нормативы предельно допустимых концентраций химических веществ, в том числе радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов - нормативы, которые установлены в соответствии с показателями предельно допустимого содержания химических веществ, в том числе радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов в окружающей среде и несоблюдение которых может привести к загрязнению окружающей среды, деградации естественных экологических систем;
  • * нормативы допустимых физических воздействий - нормативы, которые установлены в соответствии с уровнями допустимого воздействия физических факторов на окружающую среду и при соблюдении которых обеспечиваются нормативы качества окружающей среды.

Кроме того, нормирование качества окружающей среды осуществляется при помощи технических регламентов, государственных стандартов и иных нормативных документов в области охраны окружающей среды.

Нормативы и нормативные документы в области охраны окружающей среды разрабатываются, утверждаются и вводятся в действие на основе современных достижений науки и техники с учетом международных правил и стандартов в области охраны окружающей среды.

Нормативы и методы их определения утверждаются природоохранными органами и органами санитарно-эпидемиологического надзора. По мере развития производства, науки и техники нормирование в экологии развивается и совершенствуется. При разработке нормативов учитываются международные экологические нормы и стандарты.

При нарушении нормативов качества могут быть ограничены, приостановлены, прекращены выбросы, сбросы и иные вредные воздействия. Предписание об этом дают государственные органы в области охраны окружающей среды и санитарно-эпидемиологического надзора.

Санитарно-гигиенические нормативы.

Для учета влияния химического загрязнения на здоровье человека введены различные международные и национальные нормы, или нормативы. Норма загрязнения - это предельная концентрация содержания вещества в среде, допускаемая нормативными актами. Санитарно-гигиенические нормативы - совокупность показателей санитарно-гигиенического состояния компонентов окружающей среды (воздуха, воды, почвы и др.), определяемых величиной уровней их загрязнения, непревышение которых обеспечивает нормальные условия жизни и безопасность для здоровья.

ФЗ от 30.03.1999. №52-ФЗ (ред. от 22.12.2008.) "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения" установил, что санитарные правила и нормы обязательны для соблюдения всеми государственными органами, общественными объединениями, хозяйствующими субъектами, должностными лицами и гражданами. На всей территории России действуют Санитарно-эпидемиологические правила.

Санитарно-гигиенические нормативы загрязнения используются для управления качеством окружающей среды, что позволяет снизить их воздействие на здоровье человека и заболеваемость населения до приемлемого уровня.

Наибольшее распространение в мире получили нормативы ВОЗ. В нашей стране статус государственных стандартов в этой области получили предельно-допустимые концентрации (ПДК), определяющие максимальный уровень присутствия химических загрязняющих веществ в воздухе, воде или почве.

Предельно-допустимая концентрация (ПДК) - санитарно-гигиенический норматив, определяемый как максимальная концентрация химических веществ в воздухе, воде и почве, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни не оказывает вредного влияния на здоровье человека и его потомства. Различают ПДК максимально разовые и среднесуточные, ПДК для рабочей зоны (помещения) или для жилой зоны. Причем ПДК для жилой зоны устанавливается меньше, чем для рабочей зоны.

Нормативы предельно допустимых уровней шума, вибрации, магнитных полей и иных физических воздействий устанавливаются на уровне, обеспечивающем сохранение здоровья и трудоспособности людей, охрану растительного и животного мира, благоприятных условий труда.

Санитарными нормами допустимого уровня шума на территории жилой застройки установлено, что он не должен превышать 60 децибел, а в ночное время - с 23 до 7 часов - 45 децибел. Для санаторно-курортных зон эти нормативы составляют соответственно 40 и 30 децибел.

Для территории жилой застройки органами санитарно-эпидемиологической службы обоснованы и утверждены допустимые уровни вибрации и электромагнитных воздействий.

К иным нормируемым физическим воздействиям относится тепловое воздействие. Его основными источниками являются энергетика, энергоемкие производства, коммунально-бытовое хозяйство. В принятых Правилах охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами установлены нормативы теплового воздействия на водные объекты. В источнике хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водоснабжения летняя температура воды не должна превышать температуру самого жаркого месяца более, чем на 3° по Цельсию, в рыбо-хозяйственных водоемах - быть не более чем на 5° по Цельсию выше естественной температуры воды.

ФЗ "Об охране окружающей среды" требует определения для каждого источника загрязнений норматива предельно допустимых воздействий. Определение ПДК - дорогостоящая и долговременная медико-биологическая и санитарно-гигиеническая процедура. В настоящее время общее количество веществ, для которых определены ПДК, превышает одну тысячу, в то время как вредных веществ, с которыми человек имеет дело на протяжении жизни, на порядок больше.

Все мы живем на земле под лучами теплого солнца, однако все ли нам известно о воздействии этих лучей на человеческий организм?

Вся жизнь на Земле напрямую зависит от энергии Солнца. Именно ультрафиолетовое и являются источником этой бесценной энергии. Однако воздействие ультрафиолета на живые организмы зачастую приводит к неизбежному нарушению структур нуклеиновых кислот и белков, и, как следствие, приводит к гибели клеток.

Сама природа создала надежную защиту - Земли, который служит барьером для вредоносных В воздухе, на высоте 20-50 км содержится огромное количество озона, который создает своеобразный щит, защищающий всю биосферу и человечество.

Организм человека умеет защищаться за счет синтеза темного пигмента (меланина), который мы называем не иначе, как загар. Но при этом в весенний период, когда кожа содержит малое количество меланина, человек не может пребывать длительное время на солнце: кожа может быстро покраснеть, а через несколько часов может подняться общая температура тела и появиться головная боль.

Всем давно известно, что ученые наблюдают методичное разрушение озонового слоя. В атмосфере значительно снизилось содержание озона, более того, была обнаружена так называемая «дыра», которая располагается над Антарктидой. К сожалению, площадь этой дыры увеличивается с каждым годом, и на сегодняшний момент ее площадь превышает по размерам саму Антарктиду.

Разрушение озонового слоя не проходит незаметно для человечества, так, например, в странах, которые находятся в непосредственной близости к материку, наблюдается рост заболеваний. В основном это заболевания, связанные с повышенным УФ-фоном, такие как катаракта, рак кожи и др.

Способствует разрушению нашего «щита» и военная деятельность. Двигатели баллистических ракет, которые используются военными, выбрасывают в атмосферу огромнейшее количество вредных Каждый запуск одной такой ракеты в космос образует огромную «дыру» в озоновом слое. Спустя только несколько часов такая «дыра» затягивается.

Еще в 70-е годы над далеким и безлюдным островом американские военные рассеяли в стратосфере химические вещества, которые способствовали образованию «дыры», которая затянулась только спустя много часов. Разрушение озонового слоя над островом привело к тому, что значительная часть наземных обитателей острова была просто уничтожена. Животные, растения, микроорганизмы - все погибли. Смогли уцелеть только несколько крупных черепах, которые спаслись благодаря толстому костяному панцирю. Однако эти черепахи ослепли, потому что сетчатка глаз была сожжена ультрафиолетом.

Солнца молекулярный кислород) диссоциирует на атомы, которые затем соединяются с другими молекулами О2, образуя озон (О3). Относительно высокая концентрация озона (около 8 мл/м³) поглощает опасные ультрафиолетовые лучи и защищает всё живущее на суше от губительного излучения

Этапы разрушения озонового слоя:

1) Эмиссии : в результате деятельности человека, а также в результате природных процессов на Земле эмитируются (высвобождаются) газы, содержащие галогены (бром и хлор), т.е. вещества, разрушающие озоновый слой.

2) Аккумулирование (эмитированные газы, содержащие галогены, аккумулируются (накапливаются) в нижних атмосферных слоях, и под воздействием ветра, а также потоков воздуха перемещаются в регионы, которые не находятся в прямой близости с источниками такой эмиссии газов).

3) Перемещение (аккумулированные газы, содержащие галогены, с помощью потоков воздуха перемещаются в стратосферу).

4) Преобразование (бóльшая часть газов, содержащих галогены, под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца в стратосфере преобразуется в легко реагирующие галогенные газы, в результате чего в полярных регионах Земного шара разрушение озонового слоя происходит сравнительно активнее).

5) Химические реакции (легко реагирующие галогенные газы вызывают разрушение озона стратосферы; фактор, способствующий реакциям - полярные стратосферные облака).

6) Удаление (под воздействием воздушных потоков легко реагирующие галогенные газы возвращаются в тропосферу , где из-за присутствующей в облаках влажности и дождей разделяются, и таким образом из атмосферы полностью удаляются).

Причины разрушения ОС:

Во-первых , - это запуски космических ракет. Сгорающее топливо «выжигает» в озоновом слое большие дыры. Когда-то предполагалось, что эти «дыры» затягиваются. Оказалось, нет. Они существуют довольно долго. Во-вторых , самолеты, летящие на высотах в 12-15 км. Выбрасываемый ими пар и другие вещества разрушают озон. Но, в то же время самолеты, летающие ниже 12 км, дают прибавку озона. В городах он - один из составляющих фотохимического смога. В-третьих - окислы азота . Их выбрасывают те же самолеты, но больше всего их выделяется с поверхности почвы, особенно при разложении азотных удобрений.

Последствия:

Это негативно сказывается не только на всех живых существах : людях, животных, растениях, тропических лесах, но и на предметах. Например, если озоновый слой станет слишком тонким, резина, используемая в хозяйстве, прослужит намного меньше. Водные организмы, обитающие в верхних слоях воды, прекратят свое существование. Окончательно погибнет фауна амазоских джунглей с питонами и попугаями. Рыбные уловы и сельскохозяйственные урожаи значительно уменьшатся. Несомненно, разрушение озонового слоя отразится и на людях. Человечество станет болеть в два раза больше, потому что иммунитет значительно ослабнет. Вероятность заболевания раком кожи и катарактой увеличится.

Ученые предполагают , что уменьшение озонового слоя на 1% приведет к активному распространению болезней. Например, случаи заболевания раком кожи увеличатся на 10 тысяч раз, а катарактой глаз - на 100 тысяч. Склонность человека к заболеваниям дыхательных путей и легких будет стремительно расти.

Учеными ведутся поиски путей восстановления озонового слоя . Вначале для этой цели предлагалось создание фабрик по производству озона, после чего доставлять оный на самолетах в атмосферу . Другим вариантом является создание аэростатов оснащенных лазерами, имеющих питание от солнечных батарей, которые будут использовать кислород для создания озона. Наиболее же реальным выходом из этой ситуации является сокращение вырубки лесов, и увеличением зеленых насаждений.

10 июля 1976 года в небольшом итальянском городке Севезо произошла страшная катастрофа. В результате аварии на местном химическом заводе по производству трихлорфенола в воздух вырвалось огромное ядовитое облако, содержащее более 2 кг. диоксинов – одних из самых токсичных веществ на земле. (Такое количество диоксинов способно убить более 100 тысяч человек). Причиной аварии явился сбой в процессе производства, в реакторе резко повысилось давление и температура, сработал предохраняющий от взрыва клапан, и произошла утечка смертоносного газа. Утечка длилась две-три минуты, образовавшееся белое облако начало с ветром распространяться на юго-восток и растянулось над городом. Затем оно начало опускаться и покрывать землю туманом. С неба, подобно снегу, сыпались мельчайшие частицы химикатов, а воздух наполнился едким хлороподобным запахом. Тысячи людей охватили приступы кашля, тошноты, появилась сильная резь в глазах и головная боль. Руководство завода посчитало, что произошел всего-лишь небольшой выброс трихлорфенола, который в миллион раз менее токсичен чем диоксины (никто и не предполагал, что они могут там содержаться).
Руководители завода предоставили подробный отчет о происшествии лишь к 12 июля. А между тем, все это время ничего не подозревающие люди продолжали употреблять в пищу овощи и фрукты, как уже оказалось позже, с загрязненной диоксинами местности.

Трагические последствия случившегося в полной мере начали проявляться с 14 июля. Сотни людей, получивших серьезные отравления, оказались в больницах. Кожа пострадавших покрылась экземой, рубцами и ожогами, они мучилась от рвоты и сильной головной боли. У беременных женщин, наблюдался чрезвычайно высокий процент выкидышей. А доктора, полагаясь на информацию компании, лечили больных от отравления трихлорфенолом, который в миллион раз менее токсичен, чем диоксины . Началась массовая гибель животных. Они получали смертельные дозы яда намного быстрее, чем люди, из-за того что они пили дождевую воду и ели траву, в которых содержались большие дозы диоксинов. В этот же день было проведено совещание мэров городов Севезо и недалеко расположенного Меда, на котором был принят план первоочередных действий. На следующий день было принято решение о сожжении всех деревьев, а также урожая фруктов и овощей, собранных на загрязненной территории.

Только через 5 дней химической лабораторией в Швейцарии было установлено, что в результате утечки, в атмосферу было выброшено большое количество диоксинов. О загрязнении местности диоксинами оповестили всех здешних врачей, был установлен запрет на употребление в пищу продуктов с загрязненного региона.
24 июля началась эвакуация жителей из наиболее загрязненных территорий. Эта зона была огорожена колючей проволокой, и вокруг нее были расставлены полицейские кордоны. После этого туда вошли люди в защитных комбинезонах, для уничтожения оставшихся животных и растений. Вся растительность в наиболее загрязненной зоне была выжжена, вдобавок к 25 тысячам умершим животным было убито еще 60 тысяч. На этих участках до сих пор невозможно здоровое существование человека.

Учеными Миланского университета было произведено исследование по изучению частоты раковых образований у населения близлежащих к городу Севезо поселений.
Под наблюдение попало более 36 тысяч людей и у них выявлена значительно превышающая норму частота онкологических заболеваний. С 1976 по 1986 года в районе катастрофы от рака скончалось около 500 человек. В 1977 году там было зафиксировано 39 случаев врожденных уродств, что значительно больше, чем до катастрофы.

Крупнейшая Венгерская промышленная и экологическая катастрофа, произошедшая в 4 октября 2010 года на производящем алюминий заводе (Ajkai Timfoldgyar Zrt) вблизи города Айка (150 км. до Будапешта). На заводе произошел взрыв, разрушивший платформу, которая сдерживала емкость с токсичными отходами. В результате произошла утечка 1100000 кубометров высокощелочного красного шлама. Оказались затоплены территории областей Ваш, Веспрем и Дьер-Мошон-Шопрон. Известно о 10 жертвах аварии (еще один считается пропавшим без вести), всего из-за аварии более 140 человек получило химические ожоги и травмы. Большинство местной флоры и фауны погибло. Ядовитые отходы попали во многие местные реки, значительно повлияв на их экосистемы.

Хронология событий:

4 октября в 12.25 – разрушение плотины. Утечка 1.1 млн. кубометров ядохимиката – красного шлама.

7 октября – превышена норма содержания щелочи в Дунае (по данным Службы по контролю над водными ресурсами Венгрии). Создается угроза всей экосистеме Дуная.

9 октября – начало эвакуации населения пострадавшего города Колонтар из-за имеющейся угрозы повторного разлива шлама.

12 октября – принятие решения о национализации компании, владеющей заводом. Все пострадавшие получат компенсацию. По показаниям мониторинга на сегодняшнее время количество токсических веществ в почве снижается, хотя их уровень по прежнему остается на опасном уровне

Пожалуй, самая главная экологическая проблема реки Нил – это перенаселение стран, располагающихся на реке. Жизнь населения этих стран, полностью зависит от Нила. С каждым годом потребности людей растут. Река обеспечивает народ водными и электрическими ресурсами. Многие войны, в былые времена велись из-за нефти, в современном же мире, они могут вестись из-за воды. Именно Нил – великая река мира, пропустившая сквозь свои потоки историю человечества, окажется в эпицентре конфликта.

Пресная проточная вода всегда питала жизнь на нашей планете, но сейчас ее ценность выше, чем когда либо. Предполагается, что в течение следующих 20 лет, объем воды доступный каждому человеку сократится втрое. Речь идет о Египте. Так, как Египет находится ниже по течению, относительно Эфиопии, вопрос рационального использования водных ресурсов Нила, имеет конфликтный характер. Ситуация крайне серьезна и Египет уже заявлял о возможности войны, имея в виду Эфиопию.

Нил в Египте практически все время течет по пустыне, не считая узких полосок зеленых орошаеых земель, граничащих по обоим берегам с рекой, всю территорию страны составляет бесприютная пустыня. В борьбе за выживание в этой пустыне, река играет ключевую роль.

Гигантские платины были построены выше по течению Нила, для того, что бы удовлетворять потребности в электричестве, но они так, же стали задерживать течение реки и разрушили жизни Египетских крестьян. Раньше в этой стране была одна из самых лучших почв в мире, однако строительство плотин нарушило процесс отложения ила, который естественным образом обогащал эту землю, на протяжении многих тысяч лет. Теперь поля приносят крайне скудный урожай.

Прямым результатом современных методов строительства плотин – стал упадок сельского хозяйства в Египте, впервые за всю историю. Крестьяне вынуждены отказываться от того образа жизни, который поддерживал нацию на протяжении многих тысяч лет. По мере того, как река приближается к самой южной точки границы Египта, становится трудно не заметить, что этот народ быстро осовременивается и что туризм, вымещает земледелие с места главной опоры Египетской экономики, в то время, как старый образ жизни постепенно уходит в прошлое.

Строительство гигантской плотины в Эфиопии, может решить многие проблемы населения этой бедной страны, в том числе обеспечить в полной мере электричеством. При положительном исходе данного проекта, планируется возведение еще нескольких дамб, что в свою очередь сократит поступление водных ресурсов, расположившегося ниже по течению Египта, примерно наполовину.

Несомненно, каждая страна, хочет использовать бесценные богатства Нила, по максимуму. Если компромисс не будет найден, дальнейшая судьба Нила будет печальной. Как бы то ни было, столь специфичную экологическую проблему, река приобрела благодаря росту населения, его осовремениванию и повышенным потребностям.

Открытый характер атмосферы как системы обусловливает возможность тесных связей ее с подстилающей поверхностью, биосферой и Космосом. Влияние космических, солнечных, ультрафиолетовых лучей оказывается во всей толще атмосферы, но больше всего - в озоновом слое. Озоновый слой - это слой атмосферы (стратосфере), в пределах которого концентрация молекул озона (03) в десять раз выше, чем у поверхности Земли.

Озон в переводе с греческого означает "ароматный". Такое название ему дал немецкий химик Кристиан Фридрих Шонбейн, который почти всю жизнь работал в Швейцарии, был профессором Базельского университета. В 1839 г.. Он описал химические методы получения озона. Сам озоновый слой открыли в 1913 г. Шарль Фабри и Анри Буисон. В 20-х годах XX в. исследованиями озонового слоя активно занимался профессор оксфордского университета Гордон Добсон9 в честь которого названа единица измерения толщины озонового слоя - единица Добсона. Исследователь установил мировую сеть наблюдения за озоновым слоем, которая работает с 1928 г.. До сих пор.

Озон наблюдается в слое воздуха от земной поверхности до высоты около 70 км, но основное его количество сосредоточено на высоте 20-55 км. Общее содержание озона в атмосфере, если его привести к нормальному давлению (1013,2 гПа) при температуре 0 ° С, колеблется от 1 до 6 мм. Эту величину принято называть приведенной толщиной слоя озона или его общим количеством. Этот газ, несмотря на его чрезвычайно малое количество, играет очень важную роль в физических процессах верхних слоев атмосферы (стратосфере и мезосферы). Атмосферный озон считается наиболее важным энергетическим частью стратосферы. Он поглощает около 1% всей солнечной радиации, падающей на Землю. Благодаря этому на указанных высотах температура воздуха возрастает до значений, приближающихся к нулю. Вертикальный и горизонтальный распределение температуры в стратосфере, а также барическое поле, режим ветра и, в частности, струйные течения непосредственно связанные с озоном атмосферы.

С точки зрения экологии не менее важно то, что озон определяет ультрафиолетовый климат нашей планеты. Он ограничивает коротковолновую часть солнечного спектра (а также аналогичную часть спектра звезд и Космоса) и не пропускает к земной поверхности излучения короче 290 нм, в случае прохождения которого жизнь на Земле в современной белковой форме было бы невозможным. В случаях проникновения этой радиации к земной поверхности она подавляет фотосинтез у растений, вызывает ожоги кожи и сетчатки глаза, разрушает кровяные тельца и молекулы ДНК, способствует росту злокачественных опухолей и тому подобное. И если человек, а также животные и организмы, не связанные с фотосинтезом, сразу не пострадают от повышения ультрафиолетовой радиации, то наземные растения абсолютно беззащитны перед ней, а их гибель нарушит экологические цепи питания, что приведет к невосполнимым потерям для всей биосферы. Озон является своеобразным защитным экраном для всего живого на Земле.

Почти весь атмосферный озон сосредоточен в нижней стратосфере, и общее содержание его подвержен периодических и непериодических изменений. Увеличение содержания озона в стратосфере способствует уменьшению притока солнечной радиации к земной поверхности, так как он поглощает солнечную радиацию не только в ультрафиолетовой, но и в видимой и близкой к видимому инфракрасной частях спектра. Несомненно, что увеличение содержания озона в стратосфере приводит к увеличению ее нагрева. При этом температура, давление и циркуляция тропосферы также испытывают соответствующих изменений. Климат чутко откликается даже на незначительные изменения солнечной радиации. Итак, с озоном можно связывать как природные, так и искусственные изменения климата, а также зависимость климата от солнечной активности. Искусственное изменение климата - это последствия изменения содержания озона в атмосфере (пока, к сожалению, только в сторону его уменьшения).

Именно озон является причиной голубого цвета неба. В атмосфере озон образует озоносферу - важнейшую часть атмосферы, которая влияет на климат и защищает все живое от ультрафиолетового излучения. Максимальная концентрация озона - на высоте 18-5 км. Мы защищены от агрессивного воздействия ультрафиолетового излучения, так как большая его часть (99%) поглощается слоем озона в стратосфере на высоте около 20-25 км от земной поверхности. Этот слой называется озоновым экраном.

В 1985 г.. Специалисты из Британской антарктической службы исследования атмосферы сообщили о совершенно неожиданном факте: весеннее содержание озона в атмосфере над станцией Халли-Вей в Антарктиде уменьшилось за период с 1977 по 1984 г.. На 40%. Вскоре это подтвердили и другие исследователи, которые доказали, что область пониженного содержания озона выходит за пределы Антарктиды и по высоте охватывает слой от 12 до 24 км, то есть значительную часть нижней стратосферы. В сентябре и октябре над Антарктидой теряется около 70% озона, составляет около 3% всего озона атмосферы. Самым пространством, в котором тщательно исследовался озоновый слой над Антарктидой был международный Самолетный Антарктический озоновый эксперимент. В течение эксперимента ученые из четырех стран несколько раз поднимались в область пониженного содержания озона и собрали детальные данные о размерах "дыры" и химические процессы, которые там происходят. В начале

80-х годов по измерениям со спутника "Нимбус-7" аналогичная "дыра" была обнаружена и в Арктике, правда она охватывала значительно меньшую площадь и снижение уровня озона в ней было не столь существенное - около 9%. В среднем на Земле с 1979 по 1990 г.. Содержание озона уменьшилось на 5%.

Было выдвинуто несколько гипотез относительно объяснения возникновения "озоновой дыры" и отправлено несколько экспедиций для того, чтобы отсеять неправильные гипотезы. Первая гипотеза - это атмосферная циркуляция. Схема циркуляции могла постепенно измениться так, что над Антарктидой потоки воздуха устремились вверх. В результате стратосферного воздух, обогащенный озоном, замищувалося воздухом из тропосферы - нижнего десятикилометрового слоя, содержащего мало озона. Но измерения, наоборот, показали, что на самом деле воздух, заполняет "озоновую дыру", поступает из высших слоев, где озона обычно много.

Вторая гипотеза - химические реакции. В одной из первых таких гипотез речь шла о том, что вокруг "озоновой дыры" могут в повышенных концентрациях присутствовать соединения азота, которые являются важнейшими агентами в разрушении озона. Причиной повышения концентрации считались солнечная активность и атмосферная циркуляция. Более достоверной есть альтернативная химическая теория, согласно которой образование "озоновой дыры" происходит в результате действия соединений хлора, поступающих в атмосферу в основном из числа антропогенных хлорфторуглеродов (ХФУ). Эти инертные соединения, используемые в качестве хладагенты для кондиционеров и холодильников, как химические агенты для производства пенопластов, могут храниться в атмосфере от 50 до 100 лет. Когда они достигают середины стратосферы, расположенной на высоте около ЗО км, ультрафиолетовое излучение разрывает их. Хлор, высвобождается из молекул ХФУ, сначала существует в виде свободного хлора или реагирует с озоном, образуя закись хлора СЮ. Обе формы вступают в дальнейшие реакции, образуя устойчивые соединения - резервуары хлора. Они состоят из различных форм соляной кислоты HCl, образующийся при реакции свободного хлора с такими компонентами, как метан и нитрат хлора. Резервуары хлора не разрушают озон - в таких соединениях хлор остается инертным и не может реагировать с озоном. Первые компьютерные модели показали, что ХФУ не могут значительно повлиять на озоновый слой, то есть некоторая часть свободного хлора может разрушить только небольшую часть озона. Очевидно, что механизм высвобождения хлора из резервуаров.

Итак, хлор - катализатор реакции распада озона. Совершив цикл один раз, хлор повторяет его много раз, пока не покинет стратосферу не будет ли отключено. Ученые вычислили, щ0 за время длительного пребывания в стратосфере каждый атом хлора уничтожает почти 100 тыс. Молекул озона, и тем самым пропускает к земной поверхности столько же ультрафиолетовых фотонов. Фреоны (хлорфторметаны) техногенного происхождения, попадая в стратосферу, накапливаются там и тоже разрушают озон. К этой разрушительной силы прилагаются азотные удобрения, синтез нитросоединений ядерные взрывы. Особую опасность имеют взрывы нейтронных бомб, способных вдребезги разрушить озоновый экран над целыми регионами (экологические войны). Важность этой проблемы признали подразделения ООН, в частности, этой проблемой начала заниматься Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП).

Итак, "озоновая дыра" - это локальное снижение концентрации озона в стратосфере на 10-40%, связано с действием фреонов, уменьшением количества кислорода при запусках космических кораблей и полетами реактивных самолетов (рис. 5.4). Отчетливо проявляется при чрезмерно низких температурах. К значительному уменьшению мощности озонового слоя привело рост во второй половине XX в. антропогенной нагрузки в виде постоянного выделения хлор и бромвмисних фреонов (СГС). Согласно другой гипотезе, процесс образования "озоновых дыр" в значительной степени естественный и не связан исключительно с вредным воздействием человеческой цивилизации.

Рис. 5.4.

Это открытие обеспокоило как ученых, так и широкую общественность, поскольку означало, что слой озона, который покрывает нашу планету, находится в большей опасности, чем считалось ранее. Истончение этого слоя может привести к серьезным последствиям для человечества. Снижение концентрации озона только на 1% приводит к увеличению интенсивности жесткого ультрафиолета у поверхности Земли в среднем на 2%. Этот вывод подтверждается измерениями, проведенными в Антарктиде. По своему воздействию на живые организмы жесткий ультрафиолет подобный ионизирующего излучения, однако из-за большей, чем в у-излучения, длина волны, он не способен проникать глубоко в ткани, а потому поражает только поверхностные органы. Жесткий ультрафиолет имеет достаточно энергии для разрушения ДНК и других органических молекул, вызывающий рак кожи, особенно мимолетные злокачественную меланому, катаракту и иммунную недостаточность. Естественно, жесткий ультрафиолет способен вызывать и обычные ожоги кожи и роговицы. Уже сегодня во всем мире заметно увеличилась заболеваемость раком кожи, однако множество других факторов (например, популярность загара) не позволяет однозначно утверждать, что этому способствовало лишь уменьшение содержания озона.

Жесткий ультрафиолет (УФ) плохо поглощается водой, поэтому очень опасен для морских экосистем. Эксперименты показали, что планктон, который живет в приповерхностном слое воды, при увеличении интенсивности жесткого УФ может серьезно пострадать, даже погибнуть. Планктон - основа пищевых цепочек всех морских экосистем, поэтому есть угроза, что всю жизнь приповерхностных слоев морей и океанов может исчезнуть. Растения менее чувствительны к жесткому УФ, но в случае увеличения дозы могут пострадать и они. Если содержание озона в атмосфере значительно уменьшится, человечество легко найдет средство защиты от жесткого УФ, но при этом рискует умереть от голода.

Стратосферный озоновый экран очень чувствителен к современным техногенных воздействий, достигли угрожающих масштабов. Считается, что 500 сверхзвуковых транспортных самолетов, если они будут регулярно летать на высотах максимального содержания озона в течение года, способны уменьшить его общее содержание вдвое. Запуски космических ракет любого назначения создают "дыры" в озоносфере диаметром в сотни километров. Достаточно 85 таких пусков в течение года, чтобы получить такой же результат разрушения озона.

Абсолютные значения содержания озона крупнейшие в высоких широтах при значительных среднемесячных показателях. Частым и значительным экстремальным отклонением подвергается содержание озона в атмосфере континентальной части средних широт. Особенно часто здесь повторяются отрицательные аномалии, то есть "дыры". Чаще всего значительные экстремумы для озонового слоя наблюдались над Москвой и Будапештом, несколько меньше - над Канадой, Норвегией, Данией, Чехией, а также Санкт-Петербургом, Киевом, Тбилиси.

Впервые мысль об опасности разрушения озонового слоя была высказана еще в конце 1960-х годов. Тогда считалось, что основную опасность для атмосферного озона составляют выбросы водяного пара и оксидов азота (г40х) из двигателей сверхзвуковых транспортных самолетов и ракет. Однако сверхзвуковая авиация развивалась значительно менее бурными темпами, чем предполагалось. На сегодня в коммерческих целях используется только "Конкорд", совершающий несколько рейсов в неделю между Америкой и Европой, с военных самолетов в стратосфере летают практически только сверхзвуковые стратегические бомбардировщики и разведывательные самолеты типа ЭК-71, Такая нагрузка вряд ли представляет серьезную угрозу для озонового слоя. Выбросы окислов азота с поверхности Земли в результате сжигания ископаемого топлива, массового производства и применения азотных удобрений также определенным образом опасные для озонового слоя, но окиси азота неустойчивы и легко разрушаются в нижних слоях атмосферы. Запуски ракет также происходят не очень часто, однако, хлоратни твердые топлива современных космических систем, например, в твердотопливных ускорителях "Спейс-Шаттл" и "Ариан", могут наносить серьезный локальной вреда озоновому слою в районе запуска.

В 1974 г.. Ученые Калифорнийского университета пришли к выводу, что хлорфторуглероды могут разрушать озон. С тех пор так называемая хлорфторвуглецева проблема стала одной из основных в исследованиях загрязнения атмосферы. ХФУ уже более 60 лет используются как "хладагент" в холодильниках и кондиционерах, пропелленты для аэрозольных смесей, пенообразующие агенты в огнетушителях, очистители для электронных приборов, при химической чистке одежды, в производстве пенопластов. Когда рассматривались как идеальные для практического применения химические вещества, поскольку они очень стабильны и неактивны, а значит, нетоксичны. Но именно инертность этих соединений делает их опасными для атмосферного озона. ХФУ не распадаются быстро в тропосфере, как это происходит с большинством оксидов азота, и в конце концов проникают в стратосферу. Когда молекулы ХФУ поднимаются до высоты примерно 25 км, где концентрация озона максимальна, то подвергаются интенсивному воздействию ультрафиолетового излучения, которое не проникает ниже вследствие экранирующей действия озона. Ультрафиолет разрушает устойчивые в обычных условиях молекулы ХФУ, они распадаются на компоненты, обладающие высокой реакционной способностью, в частности, атомный хлор. Таким образом, ХФУ переносят хлор с поверхности Земли через тропосферу и нижние слои атмосферы в стратосферу, на высоту с наибольшей концентрацией озона.

В результате 1 атом хлора может разрушить до 100 тыс. Молекул озона, прежде чем будет отключено или вернется в тропосферу. Сегодня выбросы ХФУ в атмосферу оцениваются миллионами тонн, но нужно отметить, что даже в случае полного прекращения производства и использования ХФУ немедленного результата достичь не удастся: действие ХФУ, что уже попали в атмосферу, будет продолжаться, как минимум, еще несколько десятилетий.

Несмотря на это, многие страны начали принимать меры по сокращению производства и использования ХФУ. С 1978 гг. В США было запрещено использование ХФУ в аэрозолях. К сожалению, их использование в других отраслях ограничено не было. 1987 23 наиболее развитые страны мира подписали в Монреале конвенцию, обязывающую их снизить потребление ХФУ до 1999 г.. В половину по сравнению с уровнем 1986 Для использования в качестве пропеллента в аэрозолях уже найден заменитель ХФУ - пропан-бутановая смесь, которая при физическими параметрами почти не уступает фреонам, но, в отличие от них, огнеопасное. Такие аэрозоли уже используют во многих странах мира. Сложнее с холодильными установками - вторым по величине потребителем фреонов. Ведь из-за полярности молекулы ХФУ имеют высокую теплоту испарения, что очень важно для рабочего тела в холодильниках и кондиционерах. Лучшим известным на сегодня заменителем фреонов является аммиак, но он токсичен и все же уступает ХФУ по физическим параметрам. Хорошие результаты применения фторированных углеводородов. Во многих странах ведутся разработки новых заменителей и уже достигнуты неплохие практические результаты, но полностью эта проблема еще не решена.

Использование фреонов продолжается и уровень ХФУ в атмосфере пока не стабилизируется. Так, по данным сети Глобального мониторинга изменений климата, в фоновых условиях - на берегах Тихого и Атлантического океанов и на островах, далеких от промышленных и густонаселенных районов - концентрация фреонов растет со скоростью 5-9% в год. Содержание в стратосфере фотохимически активных соединений хлора сегодня в 2-3 раза выше по сравнению с уровнем 50-х годов XX в., К началу интенсивного производства фреонов.

Кроме хладагентов, к особо опасным "врагов" атмосферы принадлежит также метилбромид. Этот газ используют в сельском хозяйстве как средство защиты растений. Но метилбромид уничтожает не только вредителей в почве, но и озон в атмосфере, причем даже в высших слоях, чем фреоны. Подсчитано, что разрушительная сила атома брома в 80 раз больше, чем атома хлора. Бром, содержащийся в метилбромид, гораздо опаснее для стратосферного озона, чем хлор с фреоновых газов. В Германии фермеры широко применяли метилбромид при выращивании картофеля и сахарной свеклы, а 1982 его использование было запрещено, но не из-за угрозы разрушения озонового слоя (тогда об этом еще не было), а из-за опасности для грунтовых вод.

Европейский Союз уже почти полностью отказался от использования метилбромида. Исключение составляют только Испания и Италия, где очень распространено выращивание тепличных культур, в частности, томатов и огурцов. В США метилбромид применяют в основном на цветочных и клубничных плантациях в Калифорнии и Флориде. Как известно, сельское хозяйство США отличается своей монокультурность, то есть фермер, который имеет, например, плантации клубники во Флориде, выращивает только их, и к тому же, много лет подряд. Проблема заключается в том, что в почвах размножается огромное количество вредителей, которые специализируются на определенных культурах. В таких случаях используют метилбромид, который является очень агрессивной ядом. Отказ от метилбромида практически означает отказ от монокультурного хозяйствования, а для фермеров это связано с риском и финансовыми убытками. Жесткая конкуренция на рынке не позволяет делать перерывы в производстве.

Итак, прогнозы, которые предполагали, что при сохранении современного уровня выбросов ХФУ к середине XXI в. содержание озона в стратосфере может упасть вдвое, возможно, были очень пессимистичными. Во-первых, "дыра" над Антарктидой во многом является следствием метеорологических процессов. Образование озона возможно только при наличии ультрафиолета, то есть во время полярной ночи не происходит. Зимой над Антарктикой образуется устойчивый вихрь, препятствующий притоку богатого озоном воздуха со средних широт, поэтому к весне даже небольшое количество активного хлора способна нанести серьезный ущерб озоновому слою. Такого вихря почти не над Арктикой, поэтому в Северном полушарии снижение концентрации озона значительно меньше. Многие исследователи считают, что на процесс разрушения озона влияют полярные стратосферные облака. Эти высотные облака, которые гораздо чаще наблюдаются над Антарктикой, чем над Арктикой, образуются зимой, когда нет солнечного света, и в условиях Антарктиды температура в стратосфере падает ниже -80 ° С. Можно предположить, что соединения азота конденсируются, замерзают и остаются связанными с облачными частицами, соответственно, они лишены возможности вступить в реакцию с хлором. Все это свидетельствует о том, что ХФУ способны вызвать значительное снижение концентрации озона только в специфических атмосферных условиях Антарктиды, а для заметного эффекта в средних широтах концентрация активного хлора должна быть намного выше. Во-вторых, при разрушении озонового слоя жесткий ультрафиолет начнет проникать глубже в атмосферу. А это означает, что образование озона будет происходить по-прежнему, но только немного ниже, в области с большим содержанием кислорода.

Хотя первые пессимистические оценки и были пересмотрены, это ни в коем случае не означает, что проблемы нет. Скорее стало понятно, что нет необходимости, "катастрофической" опасности. Даже самые оптимистичные оценки предсказывают при современном уровне выбросов ХФУ в атмосферу серьезные биосферные нарушения во второй половине XXI в., Поэтому сокращать использование ХФУ все же необходимо.

Вследствие своей химической активности, молекулы озона (O3) могут реагировать со многими неорганическими и органическими соединениями. Главные вещества, способствующие разрушению молекул озона:

Простые вещества - водород (Н2), атомы кислорода (О), хлора (Сl), брома (Вr)

Неорганические соединения - хлороводород (HCl), монооксид азота (NO)

Органические соединения - метан (СН4), фторхлор- и фторбром-фреоны, которые выделяют атомы хлора и брома.

Оксиды азота играют важную роль в реакциях разрушения озона в средней стратосфере. Несмотря на то, что азота в атмосфере больше, чем любого другого газа, образование его оксидов непосредственно из молекулярного азота незначительно, поскольку молекула N2 очень стабильная, фактически инертна. Для ее распада нужно много энергии, например, разряд молнии или очень жесткое излучение, солнечные протоны или галактическое излучение. В стратосфере этого нет, поэтому основным источником оксидов азота (NO х) является закись азота (N20), который образуется на поверхности Земли и в океанах в основном в результате деятельности бактерий. Но "вклад" человека в этот процесс сегодня составляет почти треть от общего количества закиси азота.

В связи с этими проблемами, уже в 1975 Всемирная метеорологическая организация впервые выступила с заявлением о влиянии на озоновый слой деятельности человека и его возможные последствия и приняла проект "Глобального изучения и мониторинга озона", который поддержала также Международная комиссия по атмосферного озона. А в 1977г. По инициативе ЮНЕП было проведено специальное совещание экспертов из озона, которая приняла "Мировой план действий по озоновому слою". Первым международным договором, регулирующим этот вопрос, стала Венская конвенция об охране озонового слоя, которое было подписано 1985 в Вене (Австрия), она вступила в действие 22 сентября 1988 Этот международно-правовой документ обязывает государства-участники проводить исследования и систематические наблюдения за химическими и физическими процессами, которые могут влиять на озоновый слой, по влиянию изменений состояния озонового слоя на здоровье человека, изменениями климата и др. За выполнением Венской конвенции следит Конференция Сторон конвенции.

1987 в Монреале было подписано международное соглашение об уменьшении и последующий отказ от производства веществ, разрушающих озоновый слой. Монреальский протокол по веществам, истощающих озоновый слой - это международный договор, созданный для защиты озонового слоя путем прекращения или ограничения производства определенных веществ, которые считались причинами истощения озона. Договор вступил в силу 1 января 1989 После этого участники провели еще восемь встреч, на которых принимались дополнения к договору; в 1989 г.. (Хельсинки), 1990 (Лондон), 1991 (Найроби), 1992 (Копенгаген), 1993 (Бангкок), 1995 (Вена), 1997 (Монреаль) и 1999 (Пекин). Договор был почти всемирно принятый и эффективно выполняется, и тогдашний Генеральный секретарь ООН Кофи Аннан назвал его "возможно, одной из самых успешных международных соглашений на сегодня".

Монреальский протокол является неизменным спутником Венской конвенции об охране озонового слоя. Нормы этого документа имеют более конкретный, уточняющий характер, чем нормы Венской конвенции. В нем содержится перечень веществ и продуктов, которые разрушают озоновый слой. К ним относятся кондиционеры в легковых и грузовых автомобилях, холодильники, морозильные камеры, льдогенераторы, аэрозольные продукты, фторполимеры и тому подобное. Реализация Венской конвенции и Монреальского протокола в Западной Европе успешно закончилась. Там использования веществ, разрушающих озоновый слой, сокращалось даже быстрее, чем это было предусмотрено в Протоколе. К сожалению, длительность сохранения этих веществ в атмосфере означает, что даже при таких ускоренных темпов вывода по потреблению этих веществ озоновый слой, возможно, полностью восстановится лишь после 2050