Озоновый слой и причины, последствия и решения проблемы истощения озонового слоя

Чтобы понять, что такое озоновый слой, желательно знать разные слои атмосферы. Обстановка Земли складывается из большого количества слоев, каждый из которых играет ключевую роль. Первый слой, простирающийся приблизительно на 10 километров вверх от поверхности Земли, известный как тропосфера. В данной области происходит много видов деятельности человека, например как полеты на газовых аэростатах, альпинизм и полеты небольших самолетов.

Стратосфера — это дальнейший слой над тропосферой, простирающийся приблизительно на 15-60 километров. Озоновый слой находится снизу стратосферы на высоте приблизительно 20-30 километров над поверхностью Земли. Толщина озонового слоя будет примерно 3-5 мм, однако она сильно колеблется в зависимости от времени года и географии.

Озоновый слой — это глубокий слой в атмосфере Земли, который содержит озон, он собой представляет встречающуюся в природе молекулу, содержащую три атома кислорода. Эти молекулы озона образовывают газообразный слой сверху атмосферы Земли, именуемый стратосферой.

Эта нижняя область стратосферы, содержащая относительно более большую концентрацию озона, называется озоносферой. Озоносфера находится на высоте 15-35 км (9-22 мили) над поверхностью Земли.

Концентрация озона в озоновом слое обычно составляет меньше 10 частей на миллион, тогда как средняя концентрация озона в атмосфере будет примерно 0.3 части на миллион. Толщина озонового слоя зависит от времени года и расположения. Самые большие концентрации озона наблюдаются на высоте от 26 до 28 км (16-17 миль) в тропиках и от 12 до двадцати километров (7-12 миль) по направлению полюсов.

Разрушение озонового слоя и его причины

Озоновый слой образовывает большой слой в стратосфере, окружающий Землю, в котором есть приличное количество озона. Озоновый слой оберегает жизнь на Земля от сильного ультрафиолета, которое исходит от солнечных лучей.

Лучи ультрафиолета — это вредные лучи, которые могут повысить риск развития подобных смертельных болезней, как рак кожи, катаракта, и повредить иммуннитет. Лучи ультрафиолета также способны разрушать одноклеточные организмы, наземную растительную жизнь и водные экосистемы.

Озоновый слой открыли в 1913 году французскими физиками Шарлем Фабри и Анри Бюиссоном. Озоновый слой способен поглощать практически 97-99% плохого ультрафиолета, которое испускает солнце и какое может оказывать долговременное пагубное воздействие на человека, а еще растения и животных.

Состав озонового слоя

Поразительно, что такие же лучи ультрафиолета из весомой части озонового слоя. Озон — это оригинальный вид кислорода, который состоит из 3 атомов кислорода вместо обыкновенных 2 атомов кислорода. Озоновый слой обычно образуется, когда более десяти видов электрического тока в газах или радиации расщепляют 2 атома в молекуле кислорода (O2), которые потом самостоятельно воссоединяются с другими типами молекул, образовывая озон. Озоновый слой защищал жизнь на планете Земля в течение миллиардов лет, однако на данный момент он рушиться в результате человеческой деятельности.

Люди начали ценить важность озонового слоя, когда ученые опубликовали результаты исследования, согласно которым определенные химические вещества, сделанные человеком, известны как хлорфторуглероды, смогли достичь стратосферы и разрушить озон в результате глубокой серии хим. реакций.

Результаты этого исследования подтолкнули к подписанию в первой половине 70-ых годов XX века глобального договора, известного как Монреальский протокол. Этот договор помог уменьшить производство таких вредных веществ химии, созданных человеком.

Благодаря данным целенаправленным стараниям озоновый слой восстанавливался в течение последнего времени. Толщина озонового слоя сильно меняется в любой день и в любых местах. Благодаря постоянной вертикальной циркуляции атмосферного воздуха как в стратосфере, так и в тропосфере, толщина озонового слоя, который защищает человека от сильных лучей ультрафиолета, может быть меньше или больше. Помимо того, люди, которые живут на значительных высотах, предрасположены риску ультрафиолета больше, чем люди, которые живут на более невысоких высотах.

Стратосферный озон играет нужно сказать довольно важную роль в защите человека от сурового излучения солнца. Но все таки есть также вид озона, образующегося именно над землёй в результате контакта солнечных лучей с загрязнениями в атмосфере, который опасен для человеческого здоровья.

У определенных людей это способно привести к осложнениям дыхания и часто происходит летом, когда в городах, где воздух статичен, встречается большое загрязнение.

Почему нужен озоновый слой?

Самым важным свойством молекулы озона считается ее способность блокировать излучение солнца с длиной волны менее 290 нанометров от достижения поверхности Земли. Он при этом также поглощает УФ излучение, опасное для многих живых существ. УФ излучение может привести к травме или убить жизнь на Земля.

Озоновый слой. Озоновые дыры. Возможная катастрофа.

Хотя поглощение ультрафиолета нагревает стратосферу, оно важно для процветания жизни на планете Земля. Ученые-исследователи прогнозируют нарушение чувствительных наземных и водных экосистем из-за истощения озонового слоя.

Парниковый эффект, истощение озонового слоя их последствия. 9 класс.

УФ излучение может разрушить органические вещества. Растения и планктон не смогут процветать, и то, и другое служит пищей для сухопутных и морских животных исходя из этого. Для человека очень большое действие ультрафиолета приводит к повышению риска развития рака (особенно рака кожи) и катаракты.

Подсчитано, что каждое 1-процентное уменьшение озонового слоя приводит к увеличению заболеваемости раком кожи на 2-5%. Другие плохие последствия сокращения защитного озонового слоя включают — увеличение заболеваемости катарактой, солнечные ожоги и пресечение иммунной системы.

Причины истощения озонового слоя

Достоверные исследования науки подтвердили, что основой разрушения озонового слоя считается человеческая деятельность, например, сделанные человеком химические вещества, содержащие хлор или бром. Эти химические вещества известны широко как ОРВ — аббревиатура от Ozone-Depleting Substances. Ученые наблюдают уменьшение стратосферного озона с начала 1970-х годов. Явление это более заметно в полярных регионах.

Доказали, что озоноразрушающие вещества считаются экологически безопасными, очень стабильными и нетоксичными в атмосфере. Собственно поэтому они завоевали популярность со временем. Но за их стабильность необходимо платить: они могут плавать и оставаться неподвижными высоко в стратосфере.

Там, сверху, ОРВ удобно расщепляются под влиянием сильного ультрафиолетового света, из-за чего появляются хлор и бром. Известно, что хлор и бром разрушают озоновый слой на сверхзвуковых скоростях. Они выполняют это, просто отрывая атом от молекулы озона. Одна молекула хлора способна разрушить тысячи молекул озона.

Озоноразрушающие вещества оставались и могут оставаться в атмосфере в течение многих лет. Это, в сущности, означает, что многие озоноразрушающие вещества, которым люди дали возможность попасть в атмосферу в течение предыдущих 90 лет, все еще находятся у себя на пути в атмосферу, поэтому они будут помогать разрушению озонового слоя.

К основным озоноразрушающим веществам относятся хлорфторуглероды (ХФУ), четыреххлористый углерод, гидрохлорфторуглероды (ГХФУ) и метилхлороформ. Галоны, иногда известны как бромированные фторуглероды, также вносят существенный депозит в разрушение озонового слоя.

Но их использование существенно ограничено, поскольку они применяются в специализированных огнетушителях. Недостатком галонов считается то, что они настолько мощные, что могут разрушить озоновый слой на порядок больше, чем озоноразрушающие вещества.

Ученые в наш век круглые сутки работают над созданием гидрофторуглеродов (ГФУ), которые должны занять место гидрохлорфторуглеродов (ГХФУ) и хлорфторуглеродов (ХФУ) для применения в автомобильных кондиционерах.

Гидрохлорфторуглероды являются мощными парниковыми газами, однако они не способны разрушать озон. Хлорфторуглероды, с другой стороны, вносят существенный депозит в изменение климата, что значит, что гидрофторуглероды остаются прекрасной заменой до той поры, пока не появятся более безопасные альтернативы.

Есть два региона, в которых озоновый слой истощился.

  • В средних широтах, к примеру, над Австралией, озоновый слой истончен. Это стало причиной увеличению ультрафиолета, достигающего Земли. По оценкам, толщина озонового слоя уменьшилась приблизительно на 5-9%, что повышает риск переоблучения людей ультрафиолетом из-за жизненного образа на открытом воздухе.
  • В атмосферных регионах над Антарктидой озоновый слой существенно тоньше, особенно весной. Это стало причиной образованию так именуемой "озоновой дыры". Озоновые дыры относятся к регионам с сильно уменьшенным слоем озона. Обычно озоновые дыры появляются над полюсами во время наступления весеннего сезона. Одна из наиболее больших подобных дыр каждый год возникает над Антарктидой в период с сентября по ноябрь.

Естественные причины истощения озонового слоя

Было обнаружено, что на озоновый слой оказывают влияние некоторые натуральные явления, например пятна на Солнце и стратосферные ветры. Однако было обнаружено, что это приводит к истощению озонового слоя не больше чем на 1-2%, и считается, что это влияние носит временный характер.

Является также, что большие извержения вулканов (по большей части Эль-Чичон в первой половине 80-ых годов XX века и вулкан Пинатубо в первой половине 90-ых годов XX века) также способствовали разрушению озонового слоя. Пинатубо в первой половине 90-ых годов XX века) также внесли свою лепту в истощение озонового слоя.

Антропогенные причины истощения озонового слоя

Главная причина истощения озонового слоя определяется как очень большое выделение хлора и брома из техногенных соединений, например как хлорфторуглероды (ХФУ). ХФУ (хлорфторуглероды), галоны, CH3CCl3 (метилхлороформ), CCl4 (тетрахлорид углерода), ГХФУ (гидрохлорфторуглероды), гидробромфторуглероды и бромистый метил оказывают прямое действие на истощение озонового слоя. Они относятся к категории озоноразрушающих веществ (ОРВ).

Проблема с озоноразрушающими веществами (ОРВ) состоит в том, что они не смываются назад в виде дождя на землю и практически остаются в атмосфере в течение довольно долгого времени. Благодаря подобной стабильности они переносятся в стратосферу.

На выбросы ОРВ приходится приблизительно 90% общего истощения озонового слоя в стратосфере. Эти газы переносятся в стратосферный атмосферный слой, где УФ излучение солнца разрушает их, высвобождая хлор (из фреонов) и бром (из бромистого метила и галонов).

Свободные радикалы хлора и брома реагируют с молекулами озона и разрушают их молекулярную структуру, таким образом истощая озоновый слой. Один атом хлора может разрушить более 1 00 000 молекул озона. Считается, что атом брома в 40 раз более разрушителен, чем молекулы хлора.

Главные озоноразрушающие вещества (ОРВ)

1. Хлорфторуглероды (ХФУ)

Это вещество называют довольно широко применяемым веществом, разрушающим озон, так как на его долю приходится более 80% общего разрушения озонового слоя. Он применялся в качестве охлаждающего средства в приборах для домашнего применения, например как морозильники, холодильники и кондиционеры, как в зданиях, так и в автомобилях, которые были сделаны до 1995 года. Это вещество обычно содержится в средствах химической чистки, больничных стерилизаторах и промышленных растворителях. Вещество также применяется в пенопластовых изделиях, например как матрасы и подушки, и в домашней изоляции.

2. Гидрофторуглероды (ГХФУ)

Гидрофторуглероды в течение многих лет служили вместо хлорфторуглеродов. Они не так вредны для озонового слоя, как ХФУ.

3. Галоны

Особенно постоянно применяются в отдельных огнетушителях в сценариях, когда оборудование или материал могут быть разрушены водой или химикатами огнетушителя.

4. Тетрахлорид углерода

Также применяется в отдельных огнетушителях и растворителях.

5. Метилхлороформ

Обычно применяется в промышленности для холодной очистки, парового обезжиривания, обработки химическим путем, клеящих веществ и некоторых аэрозолей.

Важные последствия разрушения озонового слоя

1. Ущерб человеческому здоровью

Если озоновый слой истощен, это значит, что люди будут подвергаться чрезмерному влиянию сильного ультрафиолета. Очень большое действие сильного ультрафиолетового света вызывает рак кожи, катаракту, солнечные ожоги, ослабление иммунной системы и быстрое старение.

2. Разрушение внешней среды

Многие виды культур сельского хозяйства уязвимы к сильному ультрафиолету, и очень большое действие может привести к очень маленькому росту, фотосинтезу и цветению. Определенные виды культур сельского хозяйства, ранимые к ультрафиолету, включают ячмень, пшеницу, кукурузу, овес, рис, брокколи, томаты, цветную капусту и прочие. Леса также несут ключевую тяжесть разрушения озонового слоя.

3. Угроза для морской жизни

Определенные виды морской жизни, особенно планктонные организмы, сильно страдают от влияния сильных лучей ультрафиолета. В водной пищевой цепи планктоны занимают верхние позиции. Если планктоны уменьшатся в количестве из-за разрушения озонового слоя, морская пищевая цепь нарушиться во многих отношениях.

Помимо того, очень большое действие солнечных лучей может сделать меньше состояние рыбаков. Помимо того, определенные виды обитателей моря стали жертвами чрезмерного влияния ультрафиолета на ранней стадии развития.

4. Влияние на животных

У животных живущих дома очень сильное УФ излучение также может привести к раку кожи и глаз.

5. Действие на некоторые материалы

Такой материал, как пластик, дерево, ткани, резина, подвержены существенному разрушению под влиянием ультрафиолета

Решения проблемы истощения озонового слоя

1. Нужно отказаться от применения пестицидов

Пестициды — отличные химикаты для избавления вашей фермы от вредителей и сорняков, однако они вносят очень большой депозит в разрушение озонового слоя. Надежным решением для избавления от вредителей и сорняков считается использование природных методов. Просто пропалывайте собственную ферму вручную и примените альтернативные экологично чистые химикаты для борьбы с вредителями.

2. Не поощряйте вождение личного автомобильного транспорта

Самый аскетический способ уменьшить разрушение озонового слоя — это уменьшить кол-во автомобилей на дорогах. Эти машины выбрасывают приличное количество тепличных газов, которые по завершению образовывают смог, катализатор разрушения озонового слоя.

3. Примените экологично чистые средства для чистки

Большинство бытовых средств для чистки содержат химические агрессивные вещества, которые попадают в атмосферу, помогая разрушению озонового слоя. Примените настоящие и экологично чистые средства для чистки, чтобы исправить ситуацию.

4. Запретить применение плохого оксида азота

Монреальский протокол, принятый во второй половине 80-ых годов двадцатого века, оказал большую помощь в сокращении применения хлорфторуглеродов (ХФУ). Но этот протокол не обхватывал закись азота, которая считается знаменитым вредным химическим веществом, способным разрушить озоновый слой. Закись азота применяется и сегодня. Правительства должны принять меры сейчас и объявить применение закиси азота вне закона, чтобы уменьшить скорость разрушения озонового слоя.

Ссылки:

National Geographic