Что делает озоновый слой: Страница не найдена — Тион

ООН объявила, что озоновый слой Земли восстановится к 2060 году. Это значит, что люди больше не производят парниковые газы?

Святослав Иванов Новостной редактор

Специалисты Всемирной метеорологической организации (ВМО) и ООН опубликовали доклад, согласно которому озоновый слой Земли восстанавливается на 1–3% каждые десять лет, а это значит, что он полностью восстановится к 2060 году. «Хайтек» разбирается, что означает этот доклад и при чем тут Монреальское соглашение 1989 года.

Читайте «Хайтек» в

---

ООН: озоновый слой Земли восстановится к 2060 году

---

Что вообще такое озоновый слой и зачем он нужен?

Озоновым слоем называют часть земной стратосферы, которая находится в тропических широтах на высоте 25–30 км, в умеренных 20–25 км, а в полярных — 15–20 км. В этом слое самое большое количество озона — вещества, молекула которого состоит из трех атомов кислорода. Он образуется в результате воздействия солнечного ультрафиолетового излучения на молекулярный кислород — О2, именно с этим и связан состав озона — О3.

По сути, этот слой защищает всю биосферу от ультрафиолетового излучения. Озон просто его поглощает, поэтому до поверхности Земли доходит лишь небольшое количество этого разрушительного излучения. Озоновый слой возник в атмосфере Земли около 600 млн лет назад в результате действия фотосинтеза. Только после его появления жизнь на Земле вышла из океанов на сушу. В случае, если озоновый слой на Земле исчезнет, то ультрафиолетовое излучение полностью уничтожит всех живых существ на нашей планете или же заставит радикально изменить условия существования, в том числе и человечества.

Почему озоновый слой стал истощаться? Как это произошло?

Впервые озоновая дыра диаметром более 1 тыс. км в атмосфере была обнаружена в 1985 году. Оказалось, что каждый год над Антарктидой она появлялась, а в январе-феврале уже прекращала свое существование. В прошлом году ее размер составил 17 млн кв. км. В Северном полушарии — в Арктике — осенью и зимой существует огромное количество озоновых дыр общей площадью до 2 млн кв. км, однако они живут не более семи дней.

По своей сути озон возникает при взаимодействии ультрафиолетового излучения с молекулярным кислородом. Нет солнечного света — нет и нового озона, поэтому во время полярной ночи (зимние месяцы в Арктике, летние — в Антарктиде) процесс создания новых молекул озона прекращается, а существующие из-за своей большой массы опускаются к поверхности Земли, где разрушаются в результате непривычного для себя давления.

Есть две основные гипотезы о причинах появления озоновых дыр — антропогенная и естественная. При этом концепция о естественном постоянном разрушении озонового слоя постоянно критикуется учеными и экологами, аргументы которых опираются на то, что изучение озонового слоя над Антарктидой происходит с 20-х годов XX века, однако первая большая дыра была найдена только во второй половине века — как раз в период появления новых для атмосферы химических элементов в таких объемах.

Но это не значит, что природные явления не уменьшают озоновый слой. Согласно исследованию томских ученых, проведенному в 2011 году после крупного извержения вулкана Мерапи на острове Ява, условия для разрушения огромного количества озона в тот год возникли внутри полярного циклона, который ускорился именно из-за разогретого вулканом воздуха.

«После извержения вулкана Мерапи осенью 2010 года в тропической стратосфере сформировалось аэрозольное облако. Оно подогрело стратосферный воздух и привело к ускорению циркумполярного вихря весной 2011 года — масштабного полярного циклона. Внутри вихря возникли все условия, необходимые для формирования озоновой дыры: при аномально низких температурах на частицах стратосферных облаков под воздействием солнечного излучения восстанавливался активный хлор, разрушивший озон», — считает замдиректора томского Института мониторинга климатических и экологических систем Сибирского отделения РАН, член-корреспондент РАН Владимир Зуев.

Это значит, что все-таки человечество своей деятельностью разрушает озоновый слой?

Основной причиной уменьшения концентрации озона в атмосфере является совокупность огромного количества факторов в результате химических реакций молекул с разными веществами. Они возникают и вследствие полярной зимы, и благодаря появлению стратосферных облаков — их частицы катализируют реакции распада озона. Однако эти факторы чаще всего характерны для самых южных и северных широт.

Молекулы озона реагируют на контакт с множеством соединений как органического, так и химического происхождения. Среди простых веществ, разрушающих озон, чаще всего указываются водород, хлор, бром и кислород. Неорганических — хлороводород, монооксид азота и органических — метан, фторхлор- и фторбромфреоны, хлор и бром.

Сильнее всего на озон влияют галогенированные углеводороды, которые широко применялись в промышленности на момент подписания Монреальского соглашения в 1989 году. В итоге в рамках соглашения почти все страны на Земле постепенно отказались от использования низших хлорфторуглеродов — низкокипящих фреонов на основе метанового, этанового и пропанового рядов. Их использовали в качестве пропиленов в аэрозольных баллонах, вспенивающих агентов и взрывобезопасных растворителей, однако они довольно быстро достигали стратосферы, разлагались в атмосфере, образуя хлор и монокись хлора, вступающие в контакт с озоном.

За исследования влияния хлорфторуглеродов (ХФУ-11) на озоновый слой Земли биологи Пауль Джозеф Крутцен, Шервурд Роуланд и Марио Молине получили Нобелевскую премию по химии с формулировкой «За работу в атмосферной химии, особенно в части процессов образования и разрушения озонового слоя».

Некоторые исследователи также связывают разрушение озонового слоя с испытаниями ядерных бомб и запуском космических кораблей.

Значит, с 1989 года человечество больше не выбрасывает вещества, которые разрушают озоновый слой?

Только частично. Да, основное количество стран подписали это соглашение, однако это не означает, что абсолютно все его соблюдают. Последний крупный скандал в этой отрасли произошел весной 2018 года, когда ученые заметили: снижение концентрации фреонов в атмосфере Земли, несмотря на то, что эти соединения могут существовать десятки лет, происходит намного медленнее, чем должно.

В 1980-е годы на Земле производилось около 350 т фреонов, тогда как сейчас этот показатель официально снизился до нуля. Однако в атмосфере его содержание снизилось лишь на 1%. Кроме того, резко увеличилась разница содержания фреонов в южном и северном полушариях Земли, многие ученые связывают это с появлением множества незарегистрированных производств в Восточной Азии.

Что еще делает человечество в рамках Монреальского соглашения?

Всего есть четыре базовых протокола к Монреальскому договору — Лондонский, Копенгагенский, Монреальский и Пекинский. При этом последний, Пекинский, ратифицировали в 191 стране ООН, хотя сам договор подписали 196 стран-участниц ООН. С 2019 года вступает в силу еще одна поправка к протоколу, ограничивающая производство гидрофторуглеродов (ГФУ). Эти соединения являются безопасными для озонового слоя, однако являются мощными парниковыми газами, поднимающими температуру на Земле. Пока поправку ратифицировали 58 стран, что уже позволит избежать роста глобальной средней температуры почти на 0,4 °С.

А при чем тут вообще парниковые газы?

Озон является одним из основных парниковых газов, вместе с водяным паром, углекислым газом и метаном. Потенциально вклад в парниковый эффект вносят также фреоны и оксиды азота, например, парниковая активность фреона в 8,5 тыс. раз превышает воздействие углекислого газа, однако из-за ничтожного процента содержания фреона в атмосфере по сравнению с другими соединениями его роль в этом процессе до конца не изучена.

Истощение озонового слоя: причины и последствия

Озоновый слой (его ещё называют «озоносферой») — часть атмосферы нашей планеты. Он пролегает между стратосферой и тропосферой на высоте 25-30 км в тропических широтах, 20-25 — в умеренных, и 15-25 — на полярном круге. Как ясно из названия, по большей части он состоит из озона — одной из модификаций хорошо знакомого нам кислорода, образующейся при воздействии на него ультрафиолетового излучения от солнца.  

Без озонового слоя появление столь многочисленной и разнообразной фауны на нашей планеты было бы невозможным: как и кислород, озон поглощает часть ультрафиолетового излучения и солнечной радиации, защищая человека и животных от вредоносного воздействия. Кроме того, излишнее количество ультрафиолета затрудняло бы фотосинтез в растениях и снижало бы продуктивность сельского хозяйства.     Важно понимать, что озон абсорбирует ультрафиолет и радиацию, однако почти не поглощает видимый свет и оставляет растениям достаточное количество солнечной энергии для фотосинтеза. 

Кроме того, озоновый слой выполняет такие функции:

• Нейтрализует углекислый газ;
• Отражает космическое излучение;
• Регулирует температуру на поверхности Земли;
• Удерживает кислород.

Что такое озоновые дыры и откуда они берутся

 

Озоновой дырой называют падение концентрации озона на конкретном участке атмосферы. Впервые это явление заметили британские учёные Джон Шанклин, Джо Фармен и Брайан Гардинер. В своей статье известному научному журналу Nature они описали свои наблюдения, суть которых заключалась в том, что каждый год (как правило, в августе) над Арктикой появляются многочисленные озоновые дыры общей площадью более двух миллионов квадратных километров. Продолжительность их существования в среднем — семь дней. 

После продолжительных исследований учёные смогли установить причину этого явления. Во время наступления продолжительной «полярной ночи», солнце прячется за горизонт, из-за чего резко падает температура и сокращается поступление ультрафиолета в атмосферу. Как результат — в стратосфере появляются облака, состоящие из кристаллов льда. В таких кристаллах накапливается хлор, который, после череды сложных химических реакций превращает озон (который, как мы помним, лишь модификация кислорода) обратно в кислород. Одна молекула хлора способна уничтожить миллион молекул озона. 

По окончании полярной ночи и наступлении полярного дня, эти дыры затягиваются, ультрафиолет снова начинает взаимодействовать с кислородом и превращать его в озон.  

 

Причины разрушения озонового слоя

 

Вопреки распространённому мнению, человек — не единственный виновник возникновения озоновых дыр, к этому явлению приводят и некоторые природные факторы. Прежде всего — газы, заключённые в земной коре, в породах или в воде, в растворённом виде. Относительно недавно учёные установили, что, к примеру, во время извержения вулкана, из пород поднимается большой объём газа, содержащего фторуглеводороды, расщепляющие озон. 

Современная наука, однако, считает главной причиной появления озоновых дыр всё-таки антропологический фактор, то есть человека. Озон — неустойчивый газ, и он легко разрушается, взаимодействуя со многими веществами, который человек выбрасывает в воздух в результате своей жизнедеятельности: бром, хлор, фреоны, водород. 

Главными источниками подобных выбросов являются:

• Промышленные предприятия — фабрики и заводы без очистных сооружений;
• Минеральные удобрения;
• Теплоэлектростанции;
• Ядерные взрывы;
• Запуск ракет в космос;
• Реактивные самолёты.

Тем не менее, основная причина разрушения озонового слоя — фреоны (хлорфторуглероды или ХФУ), на которых стоит остановиться подробнее. Это целая группа веществ-хладагентов, которые используются, в первую очередь, при изготовлении холодильников и морозильных камер, — раньше для этих задач использовали токсичные вещества вроде аммиака или сернистого газа. Кроме того, хлорфторуглероды используются при изготовлении аэрозолей, растворителей, вспенивателей, а также в парфюмерии и пищевой промышленности.

При всей своей полезности фреоны наносят вред озоновому слою: при воздействии солнечной радиации они разлагаются на вещества, которые расщепляют озон, превращая его в кислород. Когда учёные заметили эту реакцию и забили тревогу, ООН по окружающей среде вместе со Всемирной Метеорологической Организацией организовали подписание так называемого Монреальского протокола. Промышленники, дипломаты, политики и учёные со всего мира собрались в канадском городе Монреаль и подписали договорённость о том, что в их странах начнётся постепенный отказ от фреонов и поиск новых, безопасных ему альтернатив. Протокол был подписан в 1987-м году, начал действовать — два года спустя, в 1989-м.

 

Мифы об озоновых дырах

 

Несмотря на то, что истончение озонового слоя — вполне реальная проблема, чреватая реальными проблемами, нужно признать: для многих людей, не проявляющих особенного внимание к науке, она может казаться мифичной и абстрактной. Как результат — множество ненаучных теорий, созданных конспирологами и невнимательными журналистами, охотно их подхватывающих в попытке раздуть «сенсацию». Вот лишь некоторые из подобных теорий: 

1. Фреоны не влияют на образование озоновых дым, потому что они слишком тяжёлые и не могут достичь стратосферы. Да, фреоны действительно тяжелее кислорода и азота, однако нужно понимать, что газы в атмосфере расположены не слоями, а перемешиваются вместе. Как результат — и фреоны, и тяжёлые инертные газы, и прочие загрязняющие вещества равномерно распределяются в атмосфере, достигая и стратосферы, — примерно, за пять лет, как показывают эксперименты и исследования.  

Вот самый очевидный аргумент, с которым сторонники этой теории поспорить не могут: если бы в атмосфере нашей планеты газы не смешивались, входящие в её состав углекислый газ и аргон образовали бы слой толщиной в несколько десятков метров. Такие условия лишили бы Землю возможности стать обитаемой.

2. Урон озоновому слою от хлорфторуглеродов (ХФУ) — вымысел, пролоббированный промышленниками, которым выгодно продавать более дорогие хладагенты. Токсичные хлорфторуглероды — довольно дешёвое вещество, которое активно использовали (а некоторые продолжают использовать) при создании аэрозолей, изоляционных материалов, пенопласта, хладагентов для холодильников. 

Приведённое выше утверждения легко опровергается простой исторической справкой и логикой. В семидесятых были опубликованы первые данные о вредоносном воздействии фреонов на стратосферу нашей планеты. Вскоре, в июле 1975-го года, глава крупной американской компании DuPont написал для журнала Chemical Week статью, в которой резко критиковал приведённые данные, называя теорию о разрушении озонового слоя «научной фантастикой» и «бессмысленным вздором». Нетрудно угадать, что бытовые хладагенты из хлорфторуглеродов изготавливала, в том числе, DuPont.

На самом деле, альтернативой ХФУ стали куда более дешёвые газы природного происхождения, которые не нужно было синтезировать в дорогостоящих лабораторных условиях: в аэрозолях стали использовать бутан и пропан, в качества хладагента для холодильников — углеводород, а для теплоизоляции — циклопентан. 

3. Озоновая дыра должна находиться не над Антарктикой, а над населёнными территориями, — там, где активно используют фреоны. И снова нам стоит вернуться к физическим свойствам атмосферы и вспомнить, что газы в ней перемешиваются. Фреоны перемешиваются вместе с другими газами в стратосфере и тропосфере и из-за низкой реакционной способности могут находиться там годами, а то и десятилетиями, перемещаясь и распространяясь над всей территорией планеты. 

Нужно понимать, что озоновая дыра — это не «дыра» в прямом смысле, у неё нет чётких территориальных границ. Это абстрактное явление, подразумевающее сниженную концентрацию озона. Обычно его замечают в Антарктике, но лишь потому, что только здесь бывает полярная ночь, когда долго нет солнца и тепла, из-за чего уровень озона падает до рекордно низких значений. 

 

Последствия истончения озонового слоя 

 

Как мы уже говорили выше, озон абсорбирует значительную часть ультрафиолетового излучения от солнца. Очевидно, что при снижении концентрации озона в атмосфере человек получает повышенную дозу ультрафиолета. Учёные установили, что это приводит к возникновению рака кожи и злокачественной меланомы, а также к серьёзными заболеваниям глаз — к катаракте и помутнению глазного хрусталика. 

Сниженная концентрация озона в атмосфере — серьёзная проблема для морской фауны. Фитопланктон, важнейшее звено в пищевых цепочках морских обитателей, живёт в верхних слоях водной толщи. Учёными установлено, что чрезмерное солнечное излучение мешает ему ориентироваться в пространстве, и, собственно говоря, жить, — исследования подтвердили зависимость интенсивности ультрафиолетовых лучей и выживаемости фитопланктона.  

Чрезмерное количество ультрафиолета оказывает негативное влияние и на растения, которые обычно куда проще свыкаются с внешними факторами, чем любые другие живые организмы. Ультрафиолет может влиять на форму и размер растений, продолжительность жизни, вторичный метаболизм, изменять способ распределения питательных веществ внутри растения. 

Если бы человечество вовремя не осознало серьёзность такой проблемы как истощение озонового слоя, последствия были бы куда серьёзнее: уже к середине двадцать первого века исчезло бы более 60% озоносферы нашей планеты, в результате чего ультрафиолетовое излучение, достигающее поверхности Земли стало бы таким сильным, что было бы способным вызывать у человека солнечные ожоги за считанные минуты, а вероятность мутации под воздействием солнечной радиации увеличилось бы более, чем в шесть раз.

 

Пути решения проблемы разрушения озонового слоя

 

К счастью, однако, описанная выше ситуация — это антиутопия, вряд ли ждущая человечество в действительности. Начиная с семидесятых годов, силами активистов и некоммерческих компаний, во всём мире начали активно бороться за защиту озонового слоя. Значительно снижено потребление и производство веществ и соединений, негативно влияющей на озоносферу. Им были найдены безопасные природные альтернативы: пропан, изобутан, аммиак, углекислый газ. Удивительно, но практически все страны мира согласились с необходимостью подобных мер и вот уже несколько десятилетий неукоснительно им следуют. Один из немногих случаев серьёзного нарушения был зафиксирован в 2018-м году в Китае, где 18 фабрик признались в использовании фреонов. 

В России охрана озонового слоя и контроль за его истончением закреплены на законодательном уровне. Регламентированы такие защитные мероприятия по охране озонового слоя:

• Организация постоянного наблюдения за состоянием озонового слоя;


• Постоянный контроль за изменениями климата;


• Контроль за соблюдением промышленными предприятиями нормативов по выбросам вредных веществ в атмосферу;


• Контроль и регуляция производства химических веществ и соединений, оказывающих вредоносное влияние на озоновый слой;


• Применение санкций (штрафов и проч. ) в случае несоблюдения описанных выше требований.

На самом деле, сделать свой вклад в защиту озонового слоя может каждый из нас, достаточно лишь следовать нескольким простым (и известным) правилам: при возможности — переходить на экологически чистые виды топлива и правильно утилизировать токсичные отходы (батарейки, бытовая химия). Если каждый (или хотя бы большинство) из нас будет помнить, каковы причины и последствия разрушения озонового слоя, а крупные промышленники — следовать международным договоренностям, то уже к 60-м годам 21-го века экологическая проблема истощение озонового слоя может быть закрыта навсегда. 

Такой разный озон: пять фактов о газе, который может спасать и убивать

https://ria.ru/20130916/963459215.html

Такой разный озон: пять фактов о газе, который может спасать и убивать

Такой разный озон: пять фактов о газе, который может спасать и убивать — РИА Новости, 12.10.2017

Такой разный озон: пять фактов о газе, который может спасать и убивать

Международный день охраны озонового слоя отмечается 16 сентября. Разобраться в разных свойствах непростого озона РИА Новости помогал старший научный сотрудник лаборатории катализа и газовой электрохимии химического факультета МГУ имени Ломоносова Вадим Самойлович.

2013-09-16T12:58

2013-09-16T12:58

2017-10-12T15:54

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/150632/41/1506324104_0:372:4843:3096_1920x0_80_0_0_aaa4b5b4196ba51e5b2d264cea4c519b.jpg

москва

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2013

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og. xn--p1ai/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

1920

1080

true

1920

1440

true

https://cdnn21.img.ria.ru/images/150632/41/1506324104_112:0:4733:3466_1920x0_80_0_0_e35d6d7d3efaeef6faf1b667ea2a213f.jpg

1920

1920

true

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

москва, открытия — риа наука

Москва, Наука, Открытия — РИА Наука

МОСКВА, 16 сен — РИА Новости. Международный день охраны озонового слоя, тонкого «щита», защищающего все живое на Земле от губительного ультрафиолетового излучения Солнца, отмечается в понедельник, 16 сентября — в этот день в 1987 году был подписан знаменитый Монреальский протокол.

В нормальных условиях озон, или O3, — бледно-голубой газ, который по мере охлаждения превращается в темно-синюю жидкость, а затем и в иссиня-черные кристаллы. Всего на озон в атмосфере планеты приходится около 0,6 части на миллион по объему: это значит, например, что в каждом кубометре атмосферы всего 0,6 кубического сантиметра озона. Для сравнения, углекислого газа в атмосфере уже около 400 частей на миллион — то есть больше двух стаканов на тот же кубометр воздуха.

На самом деле, такую небольшую концентрацию озона можно назвать благом для Земли: этот газ, который на высоте 15-30 километров образует спасительный озоновый слой, в непосредственной близости от человека куда менее «благороден». Озон по российской классификации относится к веществам наивысшего, первого класса опасности — это очень сильный окислитель, который крайне токсичен для человека.

16 сентября 2012, 08:30

Международный день охраны озонового слоя

Разобраться в разных свойствах непростого озона РИА Новости помогал старший научный сотрудник лаборатории катализа и газовой электрохимии химического факультета МГУ имени Ломоносова Вадим Самойлович.

Озоновый щит

«Это достаточно хорошо изученный газ, практически все изучено — всего никогда не бывает, но основное все (известно)… У озона много всяких применений. Но и не забывайте, что, вообще говоря, жизнь возникла благодаря озоновому слою — это, наверное, главный момент», — говорит Самойлович.

В стратосфере озон образуется из кислорода в результате фотохимических реакций — такие реакции начинаются под воздействием солнечного излучения. Там концентрация озона уже выше — около 8 миллилитров на кубический метр. Разрушается газ при «встрече» с некоторыми соединениями, например, атомарным хлором и бромом — именно эти вещества входят в состав опасных хлорфторуглеродов, более известных как фреоны. До появления Монреальского протокола они использовались, в частности, в холодильной промышленности и как пропелленты в газовых баллончиках.

16 сентября 2012, 08:28

Протокол по защите озонового слоя выполнил задачу, считают ученыеМонреальский протокол выполнил свою задачу — наблюдения показывают, что содержание озоноразрушающих веществ в атмосфере снижается, а научное сообщество с помощью соглашения сильно продвинулось в понимании процессов в атмосфере, связанных с озоновым слоем, сказал РИА Новости представитель России в Международной комиссии по озону, ведущий научный сотрудник Института физики атмосферы РАН имени Обухова Александр Груздев.

В 2012 году, когда Монреальский протокол отмечал 25-летие, эксперты Программы ООН по окружающей среде (UNEP) назвали защиту озонового слоя одной из всего четырех ключевых экологических проблем, в решении которой человечеству удалось добиться значительных успехов. Тогда же в UNEP отмечали, что содержание озона в стратосфере перестало снижаться с 1998 года, и, по прогнозам ученых, к 2050-2075 годам может вернуться к уровням, фиксировавшимся до 1980 года.

Озоновый смог

В 30 километрах от поверхности Земли озон «ведет себя» хорошо, но в тропосфере, приземном слое, он оказывается опасным загрязнителем. По данным UNEP, концентрация тропосферного озона в Северном полушарии за последние 100 лет выросла почти втрое, что к тому же делает его третьим по значимости «антропогенным» парниковым газом.

Здесь озон тоже не выбрасывается в атмосферу, а образуется под действием солнечного излучения в воздухе, который уже загрязнен «предшественниками» озона — оксидами азота, летучими углеводородами и некоторыми другими соединениями. В городах, где озон является одним из основных компонентов смога, в его появлении косвенно «виноваты» главным образом выбросы автотранспорта.

Страдают от приземного озона не только люди и климат. По оценкам специалистов UNEP, снижение концентрации тропосферного озона может помочь сохранить около 25 миллионов тонн риса, пшеницы, сои и кукурузы, которые ежегодно теряются из-за этого токсичного для растений газа.

16 сентября 2013, 05:30

Эксперты Приморья: озоновые дыры появляются, но кто виноват, непонятноПричины появления озоновых дыр до сих пор остаются спорной темой среди специалистов. В день охраны озонового слоя эксперты Приморья рассказали РИА Новости о том, какие существуют теории его повреждения и насколько соседний Китай, чья энергетика держится на угле, влияет на состояние этой части стратосферы.

Именно из-за того, что приземный озон уже совсем не так полезен, специалисты метеослужб и экологического мониторинга постоянно ведут наблюдение за его концентрациями в воздухе крупных городов, в том числе и Москвы.

Озон полезный

«Одно из очень интересных свойств озона — бактерицидное. Он по бактерицидности практически первый среди всех таких веществ, хлора, перекиси марганца, окиси хлора», — отмечает Вадим Самойлович.

Та же экстремальная природа озона, делающая его очень сильным окислителем, объясняет сферы применения этого газа. Озон используется для стерилизации и дезинфекции помещений, одежды, инструментов и, конечно, очистки воды — как питьевой, так и промышленной и даже сточной.

Кроме того, подчеркивает эксперт, озон во многих странах используется как заменитель хлора в установках для отбеливания целлюлозы.

«Хлор (при реакции) с органикой дает соответственно хлорорганику, которая гораздо более ядовитая, чем просто хлор. По большому счету, избежать этого (появления ядовитых отходов — ред.) можно либо резко уменьшив концентрацию хлора, либо просто устранив его. Один из вариантов — замена хлора на озон», — объяснил Самойлович.

Озонировать можно и воздух, и это тоже дает интересные результаты — так, по словам Самойловича, в Иванове специалисты ВНИИ охраны труда и их коллеги провели целую серию исследований, в ходе которых «в прядильных цехах в обычные воздуховоды вентиляции добавляли некоторое количество озона». В результате, распространенность респираторных заболеваний уменьшалась, а производительность труда, напротив, росла. Озонирование воздуха на складах пищевой продукции может повышать ее сохранность, и такие опыты в других странах тоже есть.

Озон токсичный

5 сентября 2013, 10:03

Австралийские авиарейсы производят больше всего токсичного озонаИсследователи обнаружили в Тихом океане «пятно» размером в тысячу километров, где тропосферный озон генерируется эффективнее всего, а также выявили самые «производительные» в отношении озона авиарейсы — все они имеют местом назначения Австралию или Новую Зеландию.

Подвох с использованием озона все тот же — его токсичность. В России предельно допустимая концентрация (ПДК) по озону в атмосферном воздухе составляет 0,16 миллиграмма на кубический метр, а в воздухе рабочей зоны — 0,1 миллиграмма. Поэтому, отмечает Самойлович, то же озонирование требует постоянного мониторинга, что сильно усложняет дело.

«Это все-таки техника достаточно сложная. Вылить ведро какого-нибудь там бактерицида — это проще гораздо, вылил и все, а тут следить надо, какая-то подготовка должна быть», — говорит ученый.

Озон вредит организму человека медленно, но серьезно — при длительном нахождении в загрязненном озоном воздухе возрастает риск сердечно-сосудистых заболеваний и болезней дыхательных путей. Вступая в реакцию с холестерином, он образует нерастворимые соединения, что приводит к развитию атеросклероза.

«При концентрациях выше предельно допустимых могут возникать головная боль, раздражение слизистых, кашель, головокружение, общая усталость, упадок сердечной деятельности. Токсичный приземной озон приводит к появлению или обострению болезней органов дыхания, в группе риска находятся дети, пожилые люди, астматики», — отмечается на сайте Центральной аэрологической обсерватории (ЦАО) Росгидромета.

Озон взрывоопасный

Озон вредно не только вдыхать — спички тоже стоит спрятать подальше, потому что этот газ весьма взрывоопасен. Традиционно «порогом» опасной концентрации газообразного озона считается 300-350 миллилитров на литр воздуха, хотя некоторые ученые работают и с более высокими уровнями, говорит Самойлович. А вот жидкий озон — та самая синяя жидкость, темнеющая по мере охлаждения — взрывается самопроизвольно.

Именно это мешает использовать жидкий озон как окислитель в ракетном топливе — такие идеи появились вскоре после начала космической эры.

«Наша лаборатория в университете возникла как раз на такой идее. У каждого топлива ракетного есть своя теплотворная способность в реакции, то есть сколько тепла выделяется, когда оно сгорает, и отсюда насколько мощной будет ракета. Так вот, известно, что самый мощный вариант — жидкий водород смешивать с жидким озоном… Но есть один минус. Жидкий озон взрывается, причем взрывается спонтанно, то есть без каких-либо видимых причин», — говорит представитель МГУ.

По его словам, и советские, и американские лаборатории потратили «огромное количество сил и времени на то, чтобы сделать это каким-то безопасным (делом) — выяснилось, что сделать это невозможно». Самойлович вспоминает, что однажды коллегам из США удалось получить особо чистый озон, который «вроде бы» не взрывался, «уже все били в литавры», но затем взорвался весь завод, и работы были прекращены.

«У нас были случаи, когда, скажем, колба с жидким озоном стоит, стоит, жидкий азот подливают туда, а потом — то ли азот там выкипел, то ли что — приходишь, а там половины установки нет, все разнесло в пыль. Отчего он взорвался — кто его знает», — отмечает ученый.

7 Causes of Ozone Layer Depletion

Причины истощения озонового слоя не широко распространены, а сконцентрированы, и эти причины истощения озонового слоя были с самого начала цивилизации. 

Атмосфера Земли имеет несколько уровней. Тропосфера, самый нижний слой, простирается от поверхности Земли до высоты около 6 миль (10 км). Почти вся человеческая деятельность, вносящая вклад в загрязнение атмосферы происходят в тропосфере. Гора Эверест, самая высокая вершина в мире, имеет высоту всего около 5. 6 километров. Стратосфера, которая простирается от 9 миль (6 километров) до примерно 10 мили (31 километров), содержит озоновый слой. Большинство коммерческих самолетов также летают в нижних слоях стратосферы.

Наш основной интерес в этой статье состоит в том, чтобы рассмотреть причины истощения озонового слоя и то, что можно сделать, чтобы защитить наш озоновый слой от истощения.

Итак,

Содержание

Что тозоновый слой?

Озоновый слой представляет собой область атмосферы Земли, где газообразный озон, неорганическая молекула с химической формулой O3, содержится в относительно высоких концентрациях. Озоновый слой на полюсах толще, чем на экваторе. В 1913 году французские физики Шарль Фабри и Анри Бюиссон открыли озоновый слой.

Озон представляет собой бледно-голубой газ с резким (хлороподобным) запахом. Большая часть атмосферного озона сосредоточена в стратосферном слое на высоте от 9 до 18 миль (от 15 до 30 километров) над поверхностью Земли. Несмотря на высокую концентрацию, концентрация в этом слое все еще низка по сравнению с другими газами в стратосфере.

Озон образуется в атмосфере, когда солнечные лучи расщепляют молекулы кислорода на отдельные атомы. Эти отдельные атомы взаимодействуют с кислородом поблизости, образуя озон, молекулу из трех атомов кислорода. Молекулы озона постоянно генерируются и разрушаются в стратосфере в любой момент времени. В течение десятилетий, в течение которых он измерялся, общая сумма была довольно стабильной.

Хотя на каждые десять миллионов молекул воздуха приходится всего около трех молекул, озоновый слой служит солнцезащитным экраном Земли, поглощая примерно 98 процентов вредных ультрафиолетовых или УФ-лучей. Озоновый слой стратосферы поглощает часть солнечной радиации, не давая ей достичь поверхности планеты.

Ультрафиолетовые лучи стерилизовали бы землю, если бы не существовало озонового слоя. Будет вредное воздействие например, больше солнечных ожогов, больше случаев рака кожи, больше случаев повреждения глаз, увядание и гибель деревьев и растений, а также резкое снижение урожайности с поврежденным, но все еще существующим озоновым слоем. Подводя итог, озон действительно важен.

Ученые собрали данные о средних уровнях содержания озона в течение естественных циклов, охватывающих несколько десятилетий. Солнечные пятна, времена года и широта — все это влияет на концентрацию озона в атмосфере. Это хорошо понятные и предсказуемые процессы. За каждым естественным снижением содержания озона следует восстановление. Однако, начиная с 1970-х годов, научные данные показали, что озоновый щит истощается не из-за естественных процессов.

Важность озонового слоя

Когда озон обнаруживается в наших нижних слоях атмосферы (известных как тропосфера), он классифицируется как загрязнитель воздуха, чрезвычайно вредный для здоровья человека. Он нужен нам и в стратосфере, поскольку даже при низкой концентрации 12 частей на миллион озон настолько эффективно поглощает солнечное УФ-излучение, что даже небольшого количества озона достаточно для защиты нас на Земле.

УФ-излучение испускается солнцем и наносит вред живым существам. Излучения поглощаются этим слоем, что препятствует их достижению земной поверхности. Озон защищает Землю от вредных ультрафиолетовых (УФ) лучей Солнца. Жизнь на Земле была бы крайне затруднена без озонового слоя в атмосфере.

Растения, а также планктон, который питает большую часть жизни в океане, не могут развиваться и расти при высоких уровнях ультрафиолетового излучения. Люди были бы более склонны к раку кожи, катаракте и ослаблению иммунной системы, если бы защита озонового слоя была ослаблена.

Причины истощения озонового слоя

Озоновый слой стал тоньше из-за загрязнение, что привело к истончению озонового слоя, подвергая жизнь на Земле вредному излучению. Озоновые дыры — это обычное название областей с поврежденным озоновым слоем, хотя этот термин и обманчив. Повреждение озонового слоя проявляется в виде тонкого пятна, самые тонкие участки которого расположены вблизи полюсов.

С середины 1980-х годов загрязнение оказывает влияние на озоновый слой над Антарктикой. Температура в этом месте ускоряет превращение фреонов в озонообразующий хлор. ХФУ были выброшены развитыми странами в северном полушарии, что составляет около 90% ХФУ, находящихся в настоящее время в атмосфере.

Монреальский протокол, подписанный в 1989 году, запрещает производство озоноразрушающих химических веществ. С тех пор количество хлора и других озоноразрушающих веществ в атмосфере неуклонно снижается. По мнению ученых, уровень хлора вернется к своей первоначальной форме примерно через 50 лет. К тому времени озоновый слой Антарктики уменьшится до менее восьми миллионов квадратных миль.

Несколько основных причин истощения озонового слоя привели к образованию озоновой дыры.

Естественные причины истощения озонового слоя

Было обнаружено, что некоторые природные явления разрушают озоновый слой. Однако было обнаружено, что это вызывает истощение озонового слоя всего на 1-2 процента и что последствия носят временный характер. К естественным причинам истощения озонового слоя относятся:

1. Солнечные пятна

Выходная энергия Солнца варьируется, особенно в течение 11-летнего цикла солнечных пятен. Чем больше ультрафиолета достигает Земли во время активной части 11-летнего цикла солнечных пятен, тем больше озона образуется. Этот процесс может увеличить среднюю концентрацию озона примерно на 4% над полюсами, но если это усреднить по всему земному шару, глобальное среднее увеличение концентрации озона составит всего около 2%.
Согласно наблюдениям, проведенным в 1-х годах, общий уровень озона во всем мире упал на 2-1960 процента с максимума до минимума нормального цикла.

2. Стратосферные ветры

Очень сильные ветры в стратосфере переносят газообразный азот из солнечных бурь дальше в атмосферу, где он смешивается с озоновым слоем и разрушает его.

3. Извержения вулканов

Химическому превращению хлора в более активные формы, разрушающие озон, способствуют эксплозивные извержения вулканов, которые выбрасывают в стратосферу значительное количество диоксида серы. Считается, что крупные извержения вулканов (в первую очередь Эль-Чичон в 1983 году и гора Пинатубо в 1991 году) также способствовали истощению озонового слоя.

Техногенные причины истощения озонового слоя

Существуют также антропогенные причины истощения озонового слоя, и они являются основными причинами истощения озонового слоя и включают

1. Использование хлорфторуглеродов

Одной из антропогенных причин истощения озонового слоя является использование хлорфторуглеродов, но это также и одна из основных причин истощения озонового слоя.

В холодильниках начала 1900-х годов в качестве хладагентов использовались ядовитые газы, такие как аммиак и хлористый метил. К сожалению, опасные газы просочились из приборов, что привело к гибели людей. В результате началась охота за нетоксичным негорючим химическим веществом для использования в качестве хладагента. В результате появился CFC. ХФУ бывают разных форм, но наиболее распространенными являются ХФУ-11 и ХФУ-12.

Производство и использование ХФУ начали расти в 1930-х годах. К началу 300-х годов ежегодно в атмосферу выбрасывалось почти 11 миллионов фунтов ХФУ-1980. Затем, в 1985 году, британский исследователь Джо Фарман и его коллеги опубликовали исследование огромных сезонных потерь озона над Антарктидой.

Монреальский протокол, ограничивающий производство и использование ХФУ, был подписан в 1987 году благодаря совместным усилиям оперативных научных кругов, промышленности и законодателей.

Монреальский протокол уже подписали все страны на планете. Хотя ХФУ объявлены вне закона, озоновый слой продолжает истощаться. Это связано с тем, что срок службы ХФУ составляет от 50 до 100 лет, и требуется время, чтобы количество ХФУ в окружающей среде существенно уменьшилось. Кроме того, ХФУ по-прежнему выбрасываются в атмосферу.

ХФУ медленно высвобождаются, например, по мере того, как старый холодильник или кондиционер портятся на свалке. Требуется около 5 лет, чтобы влияние выбрасываемых в воздух ХФУ стало ощущаться над Антарктидой, где происходит истощение. ХФУ, образующиеся на уровне земли, в конечном итоге попадают в стратосферу.

Поскольку большая часть солнечного УФ-излучения блокируется озоном в стратосфере, фреоны должны подняться над озоновым слоем, прежде чем солнечный свет сможет их разрушить. Солнечная радиация, достигнув достаточно высокого уровня, высвобождает хлор, большая часть которого превращается в озон в виде соляной кислоты и нитрата хлора.

Поскольку эти реакции уникальны для полярных областей из-за их чрезвычайно низких температур в стратосфере, которые создают особый тип облаков, когда эти вещества попадают в Антарктиду, начинаются эти химические реакции (полярные стратосферные облака). Зимой полярный вихрь возникает в стратосфере южного полушария, когда температура понижается.

Температуры все еще достаточно низкие, чтобы образовались полярные стратосферные облака, поскольку солнечный свет возвращается в Антарктиду в конце зимы и ранней весной. Сейчас тоже солнечный свет. На поверхности облачных частиц происходят химические реакции, превращающие нереакционноспособные хлор и бром в реакционноспособные соединения.

Вихрь служит контейнером, содержащим внутри себя содержимое антарктической стратосферы и позволяющим реактивным соединениям хлора и брома разрушать молекулы озона. Эти реакции будут продолжаться до тех пор, пока присутствуют молекулы озона, пока озон почти не истощится. Озоновая дыра так называется.

Однако специалисты по атмосферным исследованиям обнаружили, что скорость этой реакции не так высока, как предполагалось изначально, поэтому ХФУ больше не являются основным фактором разрушения озонового слоя.

2. Глобальное потепление

Глобальное потепление, хотя и приводит к изменению климата также является одной из антропогенных причин истощения озонового слоя. Большая часть тепла задерживается в тропосфере, которая является слоем под стратосферой, в результате глобального потепления и парникового эффекта.

Поскольку озон присутствует в стратосфере, тепло не достигает тропосферы, из-за чего она остается холодной. Поскольку восстановление озонового слоя требует максимального количества солнечного света и тепла, озоновый слой истощается.

3. Нерегулируемые запуски ракет

Запуски ракет также являются одной из основных антропогенных причин истощения озонового слоя. Согласно исследованиям, нерегулируемый запуск ракет разрушает озоновый слой гораздо сильнее, чем фреоны. Если не принять меры, это может привести к значительному истощению озонового слоя к 2050 году.

4. Азотистые соединения

Небольшие количества азотистых соединений, выделяемых в результате деятельности человека, таких как NO, N2O и NO2, считаются одной из причин истощения озонового слоя.

Озоноразрушающие вещества (ОРВ)

«Озоноразрушающие вещества — это такие вещества, как хлорфторуглероды, галоны, четыреххлористый углерод, гидрофторуглероды и т. д., ответственные за разрушение озонового слоя».

Озоноразрушающие вещества В атмосфере внизу вещества экологически безопасны, относительно стабильны и нетоксичны. Именно поэтому они со временем становятся все более популярными. Однако за их стабильность приходится платить: они могут плавать и оставаться неподвижными в стратосфере.

Когда ОРВ разрушаются мощным ультрафиолетовым излучением, в результате образуются хлор и бром. Известно, что озоновый слой разрушается при сверхзвуковых скоростях хлором и бромом. Они достигают этого, удаляя атом из молекулы озона. Одна молекула хлора способна разрушить тысячи молекул озона.

Озоноразрушающие соединения остаются в атмосфере в течение многих лет и будут оставаться там в будущем. Фактически это означает, что многие из озоноразрушающих соединений, которым люди позволили проникнуть в атмосферу за последние 90 лет, все еще находятся на пути в атмосферу, способствуя разрушению озонового слоя.

Ниже приводится список некоторых из наиболее распространенных озоноразрушающих соединений и источников их выделения:

• Хлорфторуглероды (ХФУ)
• Гидрофторуглероды (ГХФУ)
• Галоны
• Тетрахлорид углерода
• Метилхлороформ

1. Хлорфторуглероды (ХФУ)

Его называют наиболее широко используемым озоноразрушающим соединением, поскольку на его долю приходится более 80% общего разрушения озона. До 1995 года он использовался в качестве хладагента в бытовой технике, такой как морозильники, холодильники и кондиционеры как в зданиях, так и в автомобилях. Это химическое вещество содержится в продуктах для химчистки, больничных стерилизаторах и промышленных растворителях. Он также используется в изделиях из пенопласта, таких как матрасы и подушки, а также в домашней изоляции.

2. Гидрофторуглероды (ГХФУ)

Со временем гидрофторуглероды заняли положение хлорфторуглеродов. Они не так вредны для озонового слоя, как фреоны.

3. Галоны

Он используется в определенных огнетушителях в ситуациях, когда вода или химикаты для огнетушителей могут повредить оборудование или вещество.

4. Четыреххлористый углерод

Он также содержится в нескольких растворителях и огнетушителях.

5. Метилхлороформ

Холодная очистка, обезжиривание паром, химическая обработка, клеи и некоторые аэрозоли широко используются в промышленности.

Причины истощения озонового слоя можно разделить на две группы: естественные и антропогенные причины истощения озонового слоя.

Как записаться Pзащитить Oзона Lвчера

Во всем мире были предприняты некоторые действия, чтобы уменьшить истощение озонового слоя, следовательно, защитить озоновый слой.

Монреальский протокол

Игровой автомат Монреальский протокол по озоноразрушающим соединениям была разработана международным сообществом в 1987 году для решения проблемы потери озонового слоя. Это был первый международный договор, подписанный всеми странами мира, и его часто считают величайшим успехом ООН в области охраны окружающей среды.

Цель Монреальского протокола – свести к минимуму производство и потребление озоноразрушающих веществ, чтобы уменьшить их присутствие в атмосфере и тем самым защитить озоновый слой Земли.

регулирование ЕС

Правила ЕС в отношении озоноразрушающих веществ являются одними из самых строгих и передовых в мире. ЕС не только реализовал Монреальский протокол с помощью ряда законодательных актов, но и поэтапно отказался от вредных веществ быстрее, чем это было необходимо.

В настоящее «Регламент ЕС по озону» включены различные меры (Регулирование (ЕС) 1005 / 2009), чтобы обеспечить более высокую степень амбиций. В то время как Монреальский протокол регулирует производство и оптовую продажу этих химикатов, Регламент по озону ограничивает их использование в большинстве случаев (некоторые виды использования все еще разрешены в ЕС). Кроме того, он распространяется не только на сыпучие соединения, но и на вещества, содержащиеся в продуктах и ​​оборудовании.

Регламент ЕС по озону дополнительно устанавливает лицензионные требования для экспорта и импорта всех озоноразрушающих веществ, а также для регулирования и мониторинга веществ, не подпадающих под действие Монреальского протокола (более 90 химических веществ), а также еще пяти химических веществ, известных как «новые вещества».

Действия, необходимые во всем мире для продолжения восстановления озонового слоя:

1. Обеспечить надлежащее соблюдение существующих ограничений на использование озоноразрушающих веществ и дальнейшее снижение потребления озоноразрушающих веществ во всем мире.
2. Обеспечить экологически безопасное обращение с озоноразрушающими соединениями (как в хранилищах, так и в существующем оборудовании) и их замену безвредными для климата альтернативами.
3. Обеспечение того, чтобы озоноразрушающие химические вещества не отвлекались от их законного использования.
4. Сокращение использования озоноразрушающих соединений в целях, не связанных с потреблением, как это определено в Монреальском протоколе.
5. Обеспечить отсутствие появления новых химических веществ или технологий, которые могут поставить под угрозу озоновый слой (например, очень короткоживущие вещества).

Действия, требуемые от отдельных лиц для защиты озонового слоя.

1. Избегайте вдыхания газов, которые вредны для озонового слоя из-за их состава или технологии производства. ХФУ (хлорфторуглероды), галогенированные углеводороды, бромистый метил и закись азота относятся к числу наиболее вредных газов.
2. Сократить использование автомобилей. Городской, велосипедный или пешеходный — лучшие виды транспорта. Если вам приходится ехать на автомобиле, постарайтесь объединиться с другими, чтобы уменьшить количество автомобилей на дорогах, тем самым уменьшив загрязнение окружающей среды и сэкономив деньги.
3. Избегайте использования чистящих средств, которые вредны как для окружающей среды, так и для нас самих. Многие чистящие средства содержат растворители и едкие соединения, однако их можно заменить нетоксичными альтернативами, такими как уксус или бикарбонат.
4. Покупайте вещи, сделанные в вашем районе. Таким образом вы не только получаете свежие продукты, но и избегаете употребления пищи, проехавшей большие расстояния. Из-за среды, используемой для перевозки этого продукта, по мере увеличения пройденного расстояния образуется больше закиси азота.
5. Поддерживайте кондиционеры в хорошем рабочем состоянии, так как неисправности приводят к просачиванию хлорфторуглеродов в атмосферу.

Причины истощения озонового слоя – Часто задаваемые вопросы

Что делает озоновый слой?

Озоновый слой стратосферы поглощает часть солнечной радиации, не давая ей достичь поверхности планеты. В частности, он поглощает часть спектра UVB. UVB — это тип ультрафиолетового света, который исходит от солнца (и солнечных ламп) и имеет много негативных последствий.

Из чего состоит озоновый слой?

Стратосферный озоновый слой состоит из газообразного озона (90% всего озона в атмосфере). Воздействие ультрафиолетового (УФ) света на молекулы кислорода, состоящие из двух атомов кислорода, приводит к образованию озона, состоящего из трех атомов кислорода.

рекомендации

• Последствия загрязнения океана
  .
• Организации по борьбе с пластиковым загрязнением по всему миру
  .
• Причины пластикового загрязнения
  .
• Последствия пластикового загрязнения океана
  .
• Причины загрязнения воздуха в Нигерии
  .
• Влияние глобализации на загрязнение воздуха в Китае

Провиденс Амаэти

редактор at Окружающая средаGo! | Providenceamaechi0@gmail. com | + сообщения

Страстный эколог в душе. Ведущий автор контента в EnvironmentGo.
Я стремлюсь информировать общественность об окружающей среде и ее проблемах.
Давайте посмотрим, как мы можем смягчить эти проблемы вместе.
Это всегда было о природе, мы должны защищать, а не разрушать.

Разрушение озонового слоя: причины, последствия и как с этим бороться

Среди слоев атмосферы есть тот, который защищает нас от вредного ультрафиолетового излучения солнца. Это об озоновом слое. Озоновый слой находится в стратосфере и состоит в основном из озона. Проблема в том, что это вызывает разрушение озонового слоя в результате производственной деятельности человека. Благодаря различным договорам дыра, созданная в этом слое, уменьшается. Однако предстоит еще много работы.

В этой статье мы расскажем вам, как разрушение озонового слоя влияет на нашу планету и что делать, чтобы с этим справиться.

Индекс

schema.org/SiteNavigationElement»>
• 1 Разрушение озонового слоя
• 2 Важность предотвращения разрушения озонового слоя
• 3 Как за этим ухаживать

Разрушение озонового слоя

Это защитный слой, расположенный в стратосфере. Он действует как фильтр для ультрафиолетового солнечного излучения, вредного для живых существ. Хотя этот слой очень важен для выживания, мы, люди, по-прежнему полны решимости его уничтожить. Хлорфторуглероды — это химические вещества, которые разрушают озон в стратосфере посредством различных реакций.. Это газ, состоящий из фтора, хлора и углерода. Когда это химическое вещество достигает стратосферы, оно подвергается реакции фотолиза с ультрафиолетовым излучением Солнца. Это заставляет молекулы разрушаться и требовать атомов хлора. Хлор вступает в реакцию с озоном в стратосфере, в результате чего атомы кислорода образуются и разрушают озон.

Озон содержится в стратосфере и имеет высоту от 15 до 30 километров. Этот слой состоит из молекул озона, которые, в свою очередь, состоят из 3 атомов кислорода. Функция этого слоя — поглощать ультрафиолетовое излучение B и действовать как фильтр для уменьшения повреждений.

Разрушение озонового слоя происходит, когда происходит химическая реакция, вызывающая разрушение стратосферного озона. Падающая солнечная радиация фильтруется озоновым слоем, где через молекулы озона проникает ультрафиолетовое излучение B. Когда это происходит, молекулы озона распадаются на кислород и диоксид азота. Этот процесс называется фотолизом. Это означает, что молекулы разрушаются под действием света.

Основная причина ускоренного разрушения озонового слоя — выброс хлорфторуглеродов. Хотя мы уже упоминали, что падающий солнечный свет разрушает озон, он делает это сбалансированным и нейтральным образом. То есть количество озона, разложившегося при фотолизе, равно или меньше количества озона, которое может образоваться в результате межмолекулярной ассоциации.

Важность предотвращения разрушения озонового слоя

Озоновый слой простирается по всей стратосфере по всему миру. Его толщина не одинакова на всех участках Земли, но его концентрация непостоянна. Молекула озона состоит из трех атомов кислорода и находится в газообразной форме как в стратосфере, так и на поверхности. Если мы обнаруживаем тропосферный озон, то есть на уровне земной поверхности, он загрязняет окружающую среду и наносит вред здоровью.

Однако озон, обнаруженный в стратосфере, миссия защиты от ультрафиолетовых лучей Солнца. Эти лучи вредны для кожи, растительности и фауны планеты. Если бы озоновый слой не существовал, мы не смогли бы выйти на улицу, не обожгшись, а рак кожи стал бы еще более распространенным во всем мире.

Озоновый слой заставляет большую часть солнечной радиации, которая приходит из космоса, возвращаться и не достигает поверхности. Таким образом мы защищены от вредных лучей.

Если озоновый слой ослаблен до такой степени, что пропускает вредные солнечные лучи UVA, это может серьезно повлиять на молекулы, необходимые для жизни, такие как молекулы ДНК.

У людей чрезмерное воздействие такого непрерывного излучения вызывает серьезные последствия для здоровья, такие как: появление рака. В растительности также есть снижение скорости фотосинтеза, снижение роста и производства. Без фотосинтеза растения не могут жить или вырабатывать кислород, поглощая при этом CO2.

Наконец, морские экосистемы также подвержены влиянию на глубину до первых 5 метров (это область, где наблюдается наибольшее распространение солнечной радиации). В этих районах океана скорость фотосинтеза фитопланктона снижается., что-то жизненно важное, поскольку это основа пищевой цепи.

Как за этим ухаживать

Чтобы защитить озоновый слой, правительства всего мира должны принять меры по сокращению выбросов этих вредных газов. В противном случае многие растения могут пострадать от солнечной радиации, увеличится количество рака кожи и возникнут более серьезные экологические проблемы.

На индивидуальном уровне, как граждане, вы можете покупать аэрозольные продукты, которые не содержат или сделаны с частицами, разрушающими озон. К числу наиболее разрушительных газов этой молекулы относятся:

• ХФУ (хлорфторуглероды). Они наиболее разрушительны и выпускаются в виде аэрозоля. Они очень долго живут в атмосфере, и поэтому те, что были выпущены в середине XNUMX века, по-прежнему наносят ущерб.
• Галогенированный углеводород. Этот продукт входит в состав огнетушителей. Лучше всего убедиться, что в купленном нами огнетушителе нет этого газа.
• Бромистый метил. Это пестицид, используемый на лесных плантациях. При попадании в окружающую среду разрушает озон. В идеале не стоит покупать мебель из этого дерева.
• Не покупайте спреи, содержащие ХФУ..
• Не используйте галоновые огнетушители.
• Покупайте изоляционный материал, не содержащий ХФУ. как агломерированная пробка.
• Если хорошее обслуживание кондиционера, мы предотвратим попадание частиц ХФУ в озоновый слой.
• Если холодильник не остывает как следует, может произойти утечка CFC. То же самое и с кондиционером автомобиля.
• Как можно реже пользуйтесь автомобилем и пользуйтесь общественным транспортом или велосипедом.
• Купить энергосберегающие лампочки.
• Всегда ищите самый короткий маршрут путешествовать на машине, если нет другого выхода, кроме как взять ее. Таким образом мы также будем смотреть через карман.
• Как можно реже пользуйтесь кондиционированием воздуха и отоплением.

Я надеюсь, что с этой информацией вы сможете больше узнать о разрушении озонового слоя и о том, насколько это важно.

Дыра, которую мы залатаем

В прошлом месяце над Арктикой была замечена озоновая дыра площадью шесть миллионов квадратных километров. Над северным полюсом такое случилось впервые, и неожиданная близость атмосферной бреши к нашему дому заставила многих задаться резонным вопросом: кажется, для защиты озонового слоя планеты человечество приложило немало сил — неужели мы в итоге не справились? На самом деле нет, все хорошо: дыра над Арктикой это не симптом неудачи Монреальского протокола, а сам протокол вообще следует считать образцовым примером тому, что мы умеем решать проблемы глобального масштаба. О том, как его принимали и что получили 31 год спустя, рассказывает для N + 1 ведущий научный сотрудник лаборатории изменений климата и окружающей среды Арктического и антарктического научно-исследовательского института (ААНИИ) Алексей Екайкин.

У климатических отрицателей есть один железный (как им кажется) аргумент: мол, вспомните историю с озоновым слоем — раздули шумиху с фреоном, перешли на производство других хладагентов, кто-то на этом заработал, а потом про озон благополучно забыли. Вот и с глобальным потеплением точно так же, это игра нечестных дельцов, пытающихся погреть на потеплении руки.

Парадокс этого аргумента в том, что в реальности все было ровно наоборот. История с Монреальским протоколом это пример того, что человечество способно успешно решать отдельно взятые глобальные проблемы.

Хлор, пожиратель озона

В начале 1970-х годов химики Франк Шервуд Роуленд и Марио Молина заинтересовались судьбой хлорфторуглеродов (ХФУ) в атмосфере. Первоначально они собирались использовать эти инертные и потому долгоживущие газы для изучения атмосферной циркуляции. Ученые предположили, что рано или поздно эти вещества попадают в стратосферу, где время их жизни может составлять 40-150 лет, и где они постепенно разлагаются ультрафиолетом с образованием хлора. Им также были известны работы Пауля Крутцена и Харольда Джонстона, которые примерно в то же время изучали разложение озона в атмосфере за счет реакции с оксидами азота.

Роуленд и Молина осознали, что хлор с озоном может вести себя схожим образом — и 28 июня 1974 года опубликовали коротенькую, всего 2 странички, статью в журнале Nature о том, что производимые человеком ХФУ могут разрушать озоновый слой. Один из самых неприятных выводов статьи заключался в том, что в этих реакциях хлор действует в качестве катализатора: то есть один атом хлора может «убить» много молекул озона.

Зачем озон планете

Озон — это неустойчивая форма кислорода с химической формулой О₃.

Обнаружили его в XVIII веке по характерному запаху, но описали уже лишь в XIX-м. Озон образуется из кислорода, но для реакции нужно много энергии — поэтому в природе озон возникает при грозовых разрядах, либо под действием коротковолнового солнечного излучения, ультрафиолета.

Озон — мощнейший окислитель, эффективно разлагает органику, и это его свойство успешно используется для дезинфекции. Но это же делает его для нас, людей, ядовитым газом. Смертельная концентрация озона — всего-навсего 4,8 ppm (миллионных долей, то есть 4,8 молекулы озона на 1 миллион молекул воздуха). К счастью, мы распознаем озон в воздухе по запаху гораздо раньше, чем он станет для нас опасен. (Не забывайте, что при использовании домашнего озонатора дышать этим «запахом грозы» нельзя, нужно покинуть помещение!)

В тропосфере озон, таким образом, считается загрязняющим веществом.

Но бóльшая часть атмосферного озона находится в стратосфере: наибольшая концентрация на высоте 20-25 км может достигать 2-8 ppm, образуясь там из кислорода под действием солнечного света — это и есть тот самый «озоновый слой». Здесь озон выполняет важнейшую функцию — он поглощает солнечное излучение в жестком ультрафиолетовом диапазоне (UV-b, 280-315 нм), которое, достигая поверхности Земли, крайне опасно для человека (вызывает рак кожи и катаракту), растений и морского фитопланктона.

Озоновый экран образовался на нашей планете около миллиарда лет назад, когда фотосинтезирующие бактерии устроили на Земле «кислородную революцию», после которой жизнь смогла выбраться из моря на сушу.

Экран этот весьма тонкий: если собрать весь озон атмосферы возле поверхности Земли и сжать до нормального давления, то получится слой толщиной всего лишь около 3 миллиметров — что соответствует 300 единицам Добсона (ДЕ), в которых принято измерять содержание этого газа.

Как менялся озоновый слой над Антарктидой с 1979 по 2019 год

NASA Earth Observatory

Поделиться

Озон производится в стратосфере постоянно, но озоновый слой не становится больше, потому что этот газ разрушается реакциями с оксидами азота, галогенами (особенно хлором и бромом), ионами OH-, а также самопроизвольно. До того, как на происходящее с озоном стали влиять мы, образование и разрушение озона находились в равновесии, которое изредка нарушалось впрыском в стратосферу разрушающих озон веществ вулканами.

Время чинить небо

В 1974-м году события развивались стремительно. Широкая общественность сильно обеспокоилась, и уже в декабре 1974 года Роуленд и Молина были приглашены на слушания в палату представителей США, где было принято решение более детально изучить этот вопрос. В 1976 году академия наук США, проведя собственные исследования, подтвердила выводы ученых.

В 1985 году Британская антарктическая служба опубликовала данные об аномально низкой концентрации озона на антарктической станции Халли Бэй. В то же время измерения химического состава стратосферы показало аномально высокое содержание хлора. Так человечество осознало, что «озоновая дыра» — реальность, в которой мы уже существуем какое-то время.

Почему дыра в Антарктиде

Почему дыра в Антарктиде, хотя фреоны выпускаются в атмосферу в основном в Северном полушарии?

Дело в том, что пока фреоны добираются до стратосферы, они успевают хорошенько перемешаться в атмосфере планеты — поэтому снижение концентрации озона в стратосфере происходит повсеместно: за период с 1980 по 2000 год содержание озона в средних и низких широтах упало на 5-7 процентов. Но в Антарктиде особые условия, и потому содержание озона падало особенно сильно. Зимой над Антарктикой формируется полярный вихрь, который препятствует притоку озона из более низких широт. В условиях полярной ночи температура в нижней стратосфере падает до -80 ºС, и там формируются полярные стратосферные — они же перламутровые — облака (ПСО), в присутствии которых химические реакции разрушения озона резко ускоряются. Но для этих реакций также нужно УФ излучение, поэтому основное снижение уровня озона приходится на весну, с появлением первых солнечных лучей.

Над Антарктикой формируется огромная дыра в озоновом слое, покрывающая весь континент — количественно это значит, что концентрация озона здесь оказывается на уровне 220 единиц Добсона и ниже. Ближе к лету температура повышается, полярные стратосферные облака разрушаются, вихрь размывается, в Антарктику начинает идти насыщенный озоном воздух из нижних широт, и к декабрю дыра затягивается.

Поделиться

Перламутровые облака над антарктической станцией Мак-Мердо

Alan R Light / Wikimedia commons / CC BY-SA 2. 0

Поделиться

Сразу же после появления первых данных о влиянии фреонов на озон в игру вступили промышленники, производящие аэрозоли, спреи и хладагенты, во главе с американской фирмой DuPont. В Америке упали продажи аэрозолей, и это им не нравилось. Председатель правления «Дюпон» назвал теорию антропогенного влияния на озон «научной фантастикой, кучей мусора, полной чепухой». Корпорации не сдавались вплоть до самого конца, хотя и обещали прекратить производство ХФУ, если будут даны убедительные доказательства их влияния на озон. С принятием Монреальского протокола им пришлось уступить.

В 1985 году была согласована Венская конвенция об охране озонового слоя, а в 1987 году подготовлен к подписанию Монреальский протокол — дополнение к конвенции, в котором изложены цели и методы сокращения разрушающих озон веществ. 1 января 1989 года он вступил в силу. К 2013 году его ратифицировали все страны ООН, острова Кука, Святой престол, а также Европейский союз. Последним подписавшим Протокол государством стал Южный Судан, получивший независимость в 2011 году. 

Таким образом, от первой научной публикации до решения на международном уровне прошло 13 лет. Это следует признать огромным успехом. Крутцен, Молина и Роуленд в 1995 году получили за своё открытие Нобелевскую премию по химии.

Протокол подразумевает постепенное сокращение до нуля производства и потребления разрушающих озон веществ (ODSs — Ozone Depleting Substances) — мы для простоты будем называть их «фреонами».

Среди фреонов выделяются несколько групп, в зависимости от их разрушительного потенциала.

• Наиболее опасные для озона вещества — хлорфторуглероды (ХФУ), имеющие химическую формулу типа CFCl₃. Протокол предусматривал постепенное снижение их производства и потребления до нуля к 1996 году с заменой на менее опасные субстанции (ГХФУ и ГФУ, о них ниже). При этом для некоторых веществ были сделаны исключения — например, дозволялось использовать ХФУ в некоторых замкнутых циклах, например тушения пожаров на подводных лодках. Другая опасность ХФУ в том, что они — исключительно мощные парниковые газы, чей отеплительный потенциал в тысячи раз больше, чем у СО2.

• Следующая группа — гидрохлорфторуглероды (ГХФУ). Их разрушительный потенциал существенно ниже, чем у ХФУ, потому что они в основном разрушаются уже в тропосфере. Развитые страны начали снижать потребление ГФХУ в 2004 году, а производство в 2010 году, выход на ноль должен состояться в этом. Для развивающихся стран предусмотрена отсрочка порядка 10 лет. Также, как и ХФУ, ГХФУ являются мощными парниковыми газами.

• Наконец, третья группа — это гидрофторуглероды (ГФУ). Они не разрушают озоновый слой, поскольку не содержат хлора, и именно на них в основном заменяли ХФУ и ГХФУ. Тем не менее, они также являются парниковыми газами, поэтому в 2016 году было принято решение сократить и их производство тоже (поправка Кигали к Монреальскому протоколу).

Расчеты показывают, что сокращение производства и выпуска в атмосферу фреонов должно дать положительный эффект на озоновый слой через несколько десятилетий — из-за большого времени жизни этих веществ в стратосфере. Сейчас, по прошествии 30 лет, можно подводить первые итоги.

Монреальские завоевания

Все страны более или менее честно соблюдали Протокол — об этом можно судить по инструментально наблюдаемому снижению концентрации фреонов в атмосфере. Рост ХФУ не остановился сразу (потому что молекулы хлора еще какое-то время продолжали «добегать» из тропосферы в стратосферу), но замедлился: где-то в 90-х годах их концентрация достигла максимума, после чего начала снижаться. 

Концентрация ГХФУ, напротив, продолжает расти — поскольку именно этими веществами были поначалу заменены ХФУ. Тем не менее, общая концентрация фреонов, приведенная к эквиваленту «эффективного хлора» (верхняя панель на рисунке ниже), уже преодолела максимум в конце XX века.

Изменение концентрации ODS в атмосфере с 1950 года, и прогноз до конца XXI века. Кружки — данные наблюдений, сплошные линии — оценка прошлых изменений до начала измерений, пунктир — прогноз на будущее

NOAA

Поделиться

Не все, правда, соблюдали этот протокол честно. Есть предположения, что в 90-е Россия производила ХФУ для продажи на черном рынке Европы. А в 2018 году появились публикации о том, что существует неопознанный источник ХФУ где-то в восточной Азии.

Тем не менее, в 2006 году Национальное управление океанических и атмосферных исследований США (NOAA) констатировало: «Монреальский протокол работает. Есть четкие доказательства снижения атмосферной концентрации разрушающих озон веществ и некоторые первые признаки восстановления озонового слоя». В отсутствие Монреальского протокола снижение озона в атмосфере было бы гораздо более сильным, что повлекло бы более сильный рост жёсткого УФ-излучения и стоило бы человечеству нескольких миллионов дополнительных смертей от онкологических заболеваний.

Около 2000 года наметилось сокращение озоновой дыры над Антарктидой. С 2000 по 2015 год площадь дыры сократилась на 4 млн км² — правда, на этот тренд накладывается сильная межгодовая изменчивость, поэтому судить о его достоверности трудно.

На фоне этого в целом позитивного тренда могут случаться разные аномалии — так, в прошлом месяце этого года наблюдалась озоновая дыра в Арктике, что вообще-то не типично для этого региона, поскольку там нечасто формируется устойчивый полярный вихрь и температуры редко опускаются до очень низких значений.

Дополнительный эффект

Снижение количества фреонов и увеличение озона будет влиять не только на здоровье человека, но также иметь долговременные сложные и пока еще слабо изученные последствия для климата Южного полушария и всей Земли. Например, озон над Антарктикой активно влияет на циркуляцию атмосферы во всем Южном полушарии через тропосферно-стратосферный обмен. С 1980 по 2000 годы снижение количества озона привело к понижению температуры в нижней стратосфере за счет меньшего поглощения солнечной энергии. Это, в свою очередь, привело к усилению полярного вихря, смещению к югу полярного фронта и расширению «ячейки Хэдли» (она же «ячейка Гадлея») — одной из основных циркуляционных ячеек Земли, включающей внутритропическую зону конвергенции, зону пассатов и тропическую область высокого давления. С практической точки зрения это означает, что площадь засушливых тропических областей Южного полушария немного увеличилась, со всеми вытекающими последствиями для местных жителей.

После 2000 года наметился перелом трендов всех этих процессов в обратную сторону — но все не так-то просто. На фоне восстановления озонового слоя продолжается общее потепление планеты, при котором тропосфера теплеет, а вот стратосфера как раз становится холоднее — что компенсирует ее нагрев озоном. Далее, сам озон является парниковым газом — поэтому увеличение его концентрации немного ускоряет потепление. Наконец, фреоны — тоже мощнейшие парниковые газы, и снижение их количества благоприятно влияет на климат.

Так что про озон никто не забывал, и мы не раз еще услышим о нём в последующие годы. Ожидается, что полное восстановление озонового слоя на доиндустриальном уровне произойдёт к 2050-2060 году. А пока что можно следить за его количеством в режиме реального времени на специальном сайте NASA.

Монреальский протокол — отличный пример того, как человечество может сообща решить отдельно взятую проблему. Смогли разобраться с фреоном — сможем одолеть и глобальное потепление? Хочется верить, что сможем, хотя проблема с потеплением неизмеримо сложнее и масштабнее: в ней задействовано несравнимо большее количество сторон. Да и цена вопроса — на несколько порядков больше, чем в озоновой истории.

Алексей Екайкин

Озон и ты | Ozone Секретариат

THIS IS A

Одноместный

кислород
атом

ЭТО

Кислород, который мы

дышать (два кислорода
атомы = O ₂ )

И ЭТО

Озон (три

атома кислорода
= O ₃ )

ОЗОН (O ₃ ) СОСТАВЛЯЕТ

Высокий озоновый слой

в
атмосфера

ОЗОНОВЫЙ СЛОЙ

Поглощает вредные

ультрафиолет
радиация

БЕЗ ОЗОНОВОГО СЛОЯ

Есть

серьезный
последствия

   ОЗОНОВЫЙ СЛОЙ

Озоновый слой представляет собой область с высокой концентрацией озона в стратосфере на высоте от 15 до 35 километров над поверхностью Земли. Озоновый слой действует как невидимый щит и защищает нас от вредного ультрафиолетового (УФ) излучения Солнца. В частности, озоновый слой защищает нас от УФ-излучения, известного как УФ-В, которое вызывает солнечные ожоги. Длительное воздействие высоких уровней УФ-В угрожает здоровью человека и наносит ущерб большинству животных, растений и микробов, поэтому озоновый слой защищает всю жизнь на Земле.

   ОЗОНОВЫЙ СЛОЙ

Озон поглощает ультрафиолетовое излучение солнца. Когда молекула озона поглощает УФ-В, она распадается на молекулу кислорода (O ₂ ) и отдельный атом кислорода (O). Позже эти два компонента могут реформировать молекулу озона (O ₃ ). Поглощая УФ-В в стратосфере, озоновый слой предотвращает попадание вредных уровней этого излучения на поверхность Земли.

   ОЗОНОВЫЙ СЛОЙ

Озон постоянно производится и уничтожается. Помимо УФ-В, солнце также излучает другую форму ультрафиолетового света, УФ-С. Когда свет УФ-С достигает стратосферы, он полностью поглощается молекулами кислорода и никогда не достигает поверхности Земли. УФ-С расщепляет молекулы кислорода на атомы кислорода. Затем эти отдельные атомы реагируют с другими молекулами кислорода с образованием озона. Итак, эти реакции увеличивают количество озона в стратосфере.

Но озон не единственный газ в стратосфере. Другие газы, содержащие азот и водород, также находятся в стратосфере и участвуют в реакционных циклах, которые разрушают озон, превращая его обратно в кислород. Таким образом, эти реакции уменьшают количество озона в стратосфере.

При отсутствии нарушений баланс между естественными процессами образования и разрушения озона поддерживает постоянную концентрацию озона в стратосфере. К сожалению, мы, люди, не оставляем этот естественный процесс нетронутым…

   ПРОБЛЕМА

В середине 1970-х годов ученые поняли, что озоновому слою угрожает накопление в атмосфере газов, содержащих галогены (хлор и бром). Затем, в середине 1980-х годов, ученые обнаружили «дыру» в озоновом слое над Антарктидой — области земной атмосферы с сильным истощением.

Итак, что вызывает истончение озонового слоя вокруг земного шара и «озоновую дыру» над Антарктидой?

Было установлено, что искусственные химические вещества, содержащие галогены, являются основной причиной потери озона. Эти химические вещества известны под общим названием озоноразрушающие вещества (ОРВ). ОРВ использовались буквально в тысячах продуктов в повседневной жизни людей по всему миру.

Наиболее важными ОРВ были хлорфторуглероды (ХФУ), которые в свое время широко использовались в кондиционерах, холодильниках, аэрозольных баллончиках и ингаляторах, которыми пользовались больные астмой. Другие химические вещества, такие как гидрохлорфторуглероды (ГХФУ), галоны и бромистый метил, также разрушают озоновый слой. Большинство наших компьютеров, электроники и деталей бытовой техники очищались озоноразрушающими растворителями. Приборные панели автомобилей, изоляционные пены в наших домах и офисных зданиях, бойлеры и даже подошвы для обуви были изготовлены с использованием ХФУ или ГХФУ. Галоны для противопожарной защиты широко используются в офисах, компьютерных центрах, военных базах, самолетах и ​​кораблях. Многие фрукты и овощи, которые мы ели, были обработаны бромистым метилом для уничтожения вредителей.

Как эти химикаты разрушают озон?

Когда молекула CFC достигает стратосферы, она в конечном итоге поглощает УФ-излучение, что приводит к ее разложению и высвобождению атомов хлора. Один атом хлора может разрушить до 100 000 молекул озона. Слишком многие из этих реакций хлора и брома нарушают хрупкий химический баланс, поддерживающий озоновый слой, в результате чего озон разрушается быстрее, чем создается.

ПОСЛЕДСТВИЯ

Благодаря Монреальскому протоколу мы избежали мира, в котором над Арктикой и Антарктикой ежегодно возникали бы серьезные озоновые дыры. К середине 21 ^{-го 90-го 103-го века серьезное истощение озонового слоя распространилось бы по всей планете, включая тропики. Но насколько большое увеличение УФ-В могло бы произойти в результате неконтролируемого истощения озона? И как повышенный уровень УФ-В повлиял бы на людей, производство продуктов питания, экосистемы и даже строительные материалы? Давайте рассмотрим некоторые последствия неспособности контролировать разрушение озонового слоя.}

    ПОСЛЕДСТВИЯ

Истощение озонового слоя позволяет большему количеству УФ-В-излучения достигать поверхности Земли, но УФ-В также изменяется естественным образом. Уровни УФ-В-излучения выше в тропиках, чем в умеренных или полярных широтах, и выше на больших высотах, чем на уровне моря. УФ-В также предсказуемо меняется в зависимости от времени года (в умеренных и высоких широтах УФ-В достигает своего максимума в середине лета) и от времени суток (пиковые уровни наблюдаются примерно в середине дня). Изменения в облаке также имеют большое влияние.

Одним из способов измерения естественного изменения УФ-В является УФ-индекс (УФИ) ^[ВОЗ1] . UVI — это мера солнечного УФ-излучения, которое в настоящее время обычно используется для отображения уровней УФ-излучения в прогнозах погоды. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) определяет любой УФ-излучение выше 11 как экстремальный ^[ВОЗ2] , но с защитой неповрежденного озонового слоя такие высокие УФП возникают только на больших высотах в тропиках ^[ВОЗ3] .

Компьютерные модели дают нам представление об УФ-излучении в мире, где нет Монреальского протокола (его часто называют «избегаемым миром»). К середине этого века значения UVI превышали 25 на большинстве широт, а UVI достигало бы около 50 в тропиках, что в пять раз превышает нынешнее определение «экстремального» УФ-излучения.

Ущерб здоровью и благополучию человека

Несмотря на Монреальский протокол по защите озонового слоя, мы все должны стараться избегать чрезмерного пребывания на солнце, чтобы снизить риск таких заболеваний, как рак кожи и катаракта, которые вызывают при чрезмерном воздействии УФ-В излучения. Но что, если бы Монреальский протокол не увенчался успехом? Как неконтролируемое истощение озонового слоя повлияло бы на основные заболевания в этом мире?

    ПОСЛЕДСТВИЯ

Существует прочная связь между чрезмерным воздействием УФ-излучения и развитием трех наиболее распространенных форм рака кожи (злокачественная меланома, базально-клеточная карцинома и плоскоклеточная карцинома). Даже сейчас, после успешного внедрения Монреальского протокола, рак кожи является одной из наиболее распространенных форм рака, особенно у людей с бледной кожей ^[ВОЗ5] .

Понимание того, как распространенность рака кожи увеличилась бы из-за неконтролируемого истощения озонового слоя, приходит из компьютерных моделей мира, которого избегают. Эти модели объединяют наше понимание того, как озоноразрушающие вещества влияют на озоновый слой, как изменения в озоновом слое влияют на УФ-излучение и как УФ-излучение влияет на заболеваемость раком кожи.

Например, одна глобальная модель предполагает, что к 2030 году успешная реализация Монреальского протокола позволит ежегодно предотвращать около двух миллионов случаев рака кожи. Долгосрочная модель сфокусирована на воздействии на здоровье людей, родившихся в США между 1890 и 2100 годами. По оценкам этой модели, защита озонового слоя предотвратит в общей сложности примерно 443 миллиона случаев рака кожи и 2,3 миллиона смертей от рака кожи в США. один. Это включает 8-10 миллионов случаев злокачественной меланомы. До сих пор не существует долгосрочных моделей рака кожи, которых можно было бы избежать во всем мире. Однако все существующие модели приводят к одному и тому же выводу. Неконтролируемое истощение озонового слоя существенно увеличило бы риск развития рака кожи во всем мире.

    ПОСЛЕДСТВИЯ

Воздействие высоких уровней УФ-излучения повышает риск развития катаракты. Всемирная организация здравоохранения уже считает катаракту приоритетным заболеванием глаз ^[WHO6] . Катаракта является причиной примерно половины случаев слепоты во всем мире, что эквивалентно примерно 20 миллионам человек в 2010 г. ^[WHO6] . На данный момент всемирно избегаемая модель катаракты доступна только для США. Эта модель показывает, что неспособность эффективно контролировать разрушение озонового слоя привела бы к почти 63 миллионам дополнительных случаев катаракты у людей, родившихся в США в период между 189 и 19 годами.0 и 2100.

    ПОСЛЕДСТВИЯ

Наряду с раком кожи и катарактой УФ-излучение может иметь и другие последствия для здоровья. Эти эффекты включают выработку витамина D в коже, что полезно для здоровья. В мире, в котором мы живем сейчас, при эффективной защите озонового слоя существует баланс между положительным и отрицательным воздействием УФ-В ^[ВОЗ4] . Если бы мы не смогли защитить озоновый слой, баланс резко изменился бы в сторону негатива, прежде всего повышенного риска рака кожи и катаракты. Избежав этих негативных последствий, Монреальский протокол внес значительный вклад в укрепление здоровья и благополучия, что является одной из целей устойчивого развития, принятых всеми государствами-членами Организации Объединенных Наций в 2015 г.

    ПОСЛЕДСТВИЯ

В ходе эволюции животные, растения и микробы выработали механизмы, позволяющие им справляться с колебаниями УФ-В излучения, с которыми они сталкиваются в своей обычной среде, защищенные неповрежденным озоновым слоем. Это включает в себя растения и животных, от которых мы все полагаемся в пищу.

Культурам для фотосинтеза необходим солнечный свет, поэтому они не могут избежать воздействия УФ-В. Они разработали системы, которые уменьшают или восстанавливают повреждения, включая пигменты, которые действуют как «солнцезащитные экраны». Как и в случае со здоровьем человека, существует баланс между положительным и отрицательным воздействием УФ-В на растения. Неконтролируемое истощение озонового слоя сильно сместило бы этот баланс в отрицательную сторону.

Повышенное воздействие УФ-излучения может повредить водные пищевые цепи и нанести прямой ущерб ракообразным и икре рыб. В результате неконтролируемое истощение озонового слоя поставило бы под угрозу рыболовство и другие водные ресурсы, которые вносят значительный вклад в глобальное снабжение продовольствием.

Пока еще не существует моделей производства продуктов питания, которых «избегают в мире». Существуют приблизительные цифры взаимосвязи между истощением озонового слоя и ростом растений. Это предполагает, что 10-процентное сокращение стратосферного озона может снизить урожайность растений примерно на 6 процентов. Если эта взаимосвязь верна для очень серьезного истощения озона, ожидаемого в мире, которого удалось избежать, то неконтролируемое истощение озона привело бы к существенному сокращению производства сельскохозяйственных культур во всем мире.

В целом, хотя мы пока не можем дать количественную оценку потерь в производстве продуктов питания, ясно, что без Монреальского протокола истощение озонового слоя сделало бы достижение цели устойчивого развития по искоренению голода все более сложной задачей.

    ПОСЛЕДСТВИЯ

Неконтролируемое истощение озонового слоя угрожает не только производству продуктов питания, но и растениям, животным и микробам в природных экосистемах. Эти экосистемы обеспечивают «экосистемные услуги», на которые мы все рассчитываем, обеспечивая чистый воздух и чистую воду, а также поглощая углекислый газ для атмосферы.

    ПОСЛЕДСТВИЯ

Как и сельскохозяйственные культуры, дикорастущие растения способны справляться с текущими уровнями УФ-В излучения, но их рост может быть замедлен за счет значительного увеличения УФ-В. Похоже, что большинство животных также могут избежать разрушительного воздействия нынешних уровней УФ-В-излучения. Мы не знаем, в какой момент механизмы защиты животных были бы перегружены беспрецедентным ростом УФ-В в мире, которого удалось избежать. Даже в этом случае повреждение растений уменьшит количество пищи, доступной для травоядных, с последствиями для всей пищевой сети.

    ПОСЛЕДСТВИЯ

Океаны — крупнейшие экосистемы Земли. Они содержат микроорганизмы, животных и растения, которые обеспечивают нас половиной кислорода, которым мы дышим, и большей частью пищи, которую мы едим. Здоровый океан жизненно важен для нашего выживания.

В океанах, озерах и реках УФ-В оказывает неблагоприятное воздействие на многие различные аспекты биологии организмов в пищевой цепи. Несмотря на то, что не существует моделей реакции экосистем, которых можно было бы избежать, значительное увеличение УФ-В привело бы к нарушению целых пищевых сетей, что поставило бы под угрозу биоразнообразие и экосистемные услуги.

    ПОСЛЕДСТВИЯ

Благодаря такому воздействию на экосистемы крупномасштабное увеличение УФ-В может изменить обмен углекислым газом между атмосферой и биосферой. Повышенное ультрафиолетовое излучение также стимулирует расщепление гниющих листьев и других органических веществ. В совокупности воздействие повышенного уровня УФ-В уменьшит способность экосистем улавливать углекислый газ, в том числе углекислый газ, образующийся в результате деятельности человека. Таким образом, крупномасштабное истощение озонового слоя усугубило бы накопление углекислого газа в атмосфере, вызывающее изменение климата. Изменение УФ-В также изменяет круговорот азота и других химических веществ в окружающей среде, что может усугубить загрязнение воздуха.

    ПОСЛЕДСТВИЯ

Воздействие УФ-В также повреждает натуральные и синтетические материалы. К уязвимым материалам относятся дерево, пластик, резина и даже материалы, используемые в некоторых солнечных панелях. Эти материалы, широко используемые в строительстве, сельском хозяйстве и коммерческих продуктах, уже предназначены для минимизации ущерба, причиняемого УФ-излучением.

Крупномасштабное истощение озонового слоя, вызывающее большее воздействие солнечных УФ-лучей, может увеличить этот ущерб и ослабить эти материалы. Это привело бы к более быстрому износу и необходимости дополнительной защиты от УФ-излучения, увеличению стоимости и снижению надежности многих изделий.

В 1980-х годах мировое сообщество решило что-то сделать с истощением озонового слоя. Растущие доказательства того, что ХФУ наносят ущерб озоновому слою, и понимание многих последствий неконтролируемого истощения, учёных и политиков призвали страны контролировать использование ХФУ. В ответ на это в 1985 г. была принята Венская конвенция об охране озонового слоя, за которой в 1987 г. последовал Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой.8 народов мира.

Венская конвенция об охране озонового слоя была принята в 1985 г. и вступила в силу в 1988 г. Государства, подписавшие Конвенцию, называемые сторонами, договорились исследовать и контролировать воздействие деятельности человека на озоновый слой и принимать конкретные действия против деятельности, которая может оказать неблагоприятное воздействие на озоновый слой.

Конвенция не требует от стран принятия конкретных мер по контролю над озоноразрушающими веществами. Конкретные действия прописаны в Монреальском протоколе.

Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой, — это глобальное соглашение по защите озонового слоя Земли путем поэтапного прекращения потребления и производства большинства химических веществ, разрушающих его. Историческое соглашение было подписано 16 сентября 1987 г., которое во всем мире отмечается как Всемирный день озона, и вступило в силу в 1989 г. Протокол предусматривает ряд практических и практических задач по поэтапному отказу от озоноразрушающих веществ, которые были согласованы всеми.

Протокол уникален тем, что обладает гибкостью реагирования на новую научную информацию. С момента своего создания Протокол успешно достиг своих целей и продолжает защищать озоновый слой сегодня.

Хотя Монреальский протокол был разработан для поэтапного отказа от производства и потребления ОРВ, некоторые заменители этих веществ, известные как гидрофторуглероды (ГФУ), оказались мощными парниковыми газами. На самом деле, некоторые ГФУ более чем в тысячу раз сильнее влияют на изменение климата, чем углекислый газ.

После нескольких лет усилий 15 октября 2016 года стороны договорились внести поправку в Протокол, включив в нее меры контроля для сокращения выбросов ГФУ (Кигальская поправка). Ожидается, что успешный поэтапный отказ от ГФУ позволит избежать повышения глобальной температуры на 0,4 градуса Цельсия к 2100 году, продолжая при этом защищать озоновый слой.

Венская конвенция, Монреальский протокол и Кигалийская поправка создают основу глобальной политики для защиты озонового слоя и климата. Осуществление этой политики потребовало глубоких изменений во многих коммерческих и технологических секторах.

    Применение политики на практике

Холодильное оборудование и системы кондиционирования воздуха были основными потребителями ХФУ. Согласно Монреальскому протоколу, ХФУ полностью выведены из употребления. Первоначально ХФУ были заменены ГХФУ, а затем ГФУ. Поправка Кигали в настоящее время стимулирует дальнейший переход к ГФУ с низким уровнем глобального потепления или альтернативным хладагентам, таким как углеводороды или аммиак. Этот переход на новые хладагенты также позволил производителям и пользователям перейти на системы охлаждения и кондиционирования воздуха с более эффективным использованием энергии.

    Применение политики на практике

В 1990-х годах почти все пенопласты, используемые для изоляции зданий, холодильников и т. д., были «взорваны» с использованием фреонов. Теперь ХФУ полностью заменены озонобезопасными технологиями, включая ГФУ и углеводороды.

    Применение политики на практике

Быстрый и полный отказ от ХФУ в аэрозолях был одним из наиболее признанных достижений Монреальского протокола. Замена ХФУ в ингаляторах, используемых при астме и хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ), была более сложной задачей. Тем не менее, были разработаны доступные по цене альтернативы всем ингаляционным методам лечения, не содержащие ХФУ, и в настоящее время они доступны во всем мире.

    Применение политики на практике

Наиболее сильнодействующие ОРВ, контролируемые Протоколом, – галоны – используются в противопожарной защите. Производство галонов было прекращено с 2010 года. Однако остается одна проблема: галоны, произведенные до 2010 года, все еще используются для противопожарной защиты в гражданской авиации.

    Применение политики на практике

Бромид метила является сильнодействующим ОРВ, который ранее широко использовался для борьбы с вредителями и болезнями как при выращивании сельскохозяйственных культур, так и при хранении пищевых продуктов. Монреальский протокол стимулировал замену бромистого метила новыми методами борьбы с вредителями и болезнями, которые не только безопасны для озона, но и более безопасны для операторов.

Пока нам еще есть над чем работать, есть и хорошие новости. На сегодняшний день 99 процентов озоноразрушающих веществ, подпадающих под действие Монреальского протокола, выведены из употребления. Ученые и исследователи по всему миру постоянно следят за изменением озонового слоя. Они также измеряют содержание озоноразрушающих веществ, в том числе тех, которые не регулируются Монреальским протоколом. Эти вещества имеют низкие концентрации в атмосфере и не представляют непосредственной угрозы озоновому слою.

   СЕГОДНЯ И ЗАВТРА

Монреальский протокол широко известен как огромный экологический успех. Хотя ущерб, который мы нанесли озоновому слою, еще не устранен, благодаря этому соглашению и совместным усилиям стран всего мира существуют научные доказательства того, что озоновый слой восстанавливается сам по себе и, как ожидается, восстановится к середине этот век.

Монреальский протокол также значительно уменьшил потепление климата, поскольку многие озоноразрушающие вещества также являются мощными парниковыми газами, которые, накапливаясь в атмосфере, способствуют воздействию на климат. Контроль Монреальского протокола привел к существенному сокращению выбросов озоноразрушающих веществ за последние два десятилетия. Это сокращение, защищая озоновый слой, имеет дополнительное преимущество, заключающееся в уменьшении вклада человека в изменение климата. Без контроля Монреальского протокола воздействие на климат веществ, разрушающих озоновый слой, могло бы сейчас почти в два с половиной раза превышать нынешнее значение.

    СЕГОДНЯ И ЗАВТРА

Мы добились большого прогресса, но нам нужно продолжать совместную работу, чтобы защитить озоновый слой в будущем. В то время как ученые и исследователи находят новые решения и создают безвредные для окружающей среды продукты, есть вещи, которые мы все можем делать, например, покупать продукты с пометкой «безвредные для озона» или «не содержащие ГХФУ». Посетите раздел «Что вы можете сделать», чтобы увидеть полный список простых вещей, которые вы можете сделать, чтобы внести свой вклад. Исцеление озонового слоя является крупным достижением, но оно также доказывает что-то важное, поскольку мы смотрим в будущее, как бороться с другие глобальные экологические проблемы. Посыл ясен: когда люди и страны по всему миру собираются вместе, объединенные общей целью, мы можем решать, казалось бы, неразрешимые проблемы. Это, безусловно, повод для большого оптимизма, поскольку мы размышляем о том, на что еще способно наше глобальное сообщество!

ЧТО ВЫ МОЖЕТЕ СДЕЛАТЬ     ВРЕМЯ

Что такое озон?

Озоновый слойОзоновый слой

— Что такое озоновый слой?
— Озон и УФ-В
— Производство и уничтожение озона

Проблема

Последствия Последствия

— УФ-В излучение
— Рак кожи
— Заболевания глаз
— Другие последствия для здоровья
— Продовольственная безопасность
— Ущерб нашей окружающей среде
— Жизнь на суше
— Жизнь под водой
— Экосистемы
— Наружные материалы

РешениеРешение

— Венская конвенция
— Монреальский протокол
— Кигалийская поправка

Политика на практикеПолитика на практике

— Охлаждение — Строительные материалы
— Аэрозоли и ингаляторы
— Пожарная безопасность
— Зерновые

Сегодня и завтра

Озон

Что такое озон?

Озон — это газ, который встречается как в верхних слоях атмосферы Земли, так и на уровне земли. Озон может быть «хорошим» или «плохим» для вашего здоровья и окружающей среды, в зависимости от его местоположения в атмосфере.

Как озон может быть одновременно «хорошим» и «плохим»?

Озон встречается в двух слоях атмосферы. Тропосфера — это слой от уровня земли до высоты около 6 миль. Приземный или «плохой» озон существует в тропосфере и представляет собой загрязнитель воздуха, который вреден для дыхания. Озон наносит ущерб посевам, деревьям и другой растительности и является основным компонентом городского смога. Через 6 миль вверх начинается стратосфера. «Хороший» озоновый слой простирается вверх примерно от 6 до 30 миль и защищает жизнь на Земле от вредных ультрафиолетовых (УФ) лучей Солнца.

«Хороший» озоновый слой

Озон естественным образом образуется в стратосфере под действием ультрафиолетовых лучей, реагирующих с кислородом. Но этот «хороший» озон постепенно разрушается искусственными химическими веществами, называемыми озоноразрушающими веществами (ОРВ), включая хлорфторуглероды (ХФУ), гидрохлорфторуглероды (ГХФУ), галоны, бромистый метил, четыреххлористый углерод и метилхлороформ. Эти вещества ранее использовались и иногда используются в охлаждающих жидкостях, пенообразователях, огнетушителях, растворителях, пестицидах и аэрозольных пропеллентах. После попадания в воздух эти озоноразрушающие вещества разлагаются очень медленно. Они могут оставаться годами, двигаясь через тропосферу, пока не достигнут стратосферы. Там они разрушаются под действием солнечных ультрафиолетовых лучей и выделяют молекулы хлора и брома, разрушающие «хороший» озон. Ученые подсчитали, что один атом хлора может разрушить 100 000 «хороших» молекул озона.

Несмотря на то, что мы сократили или прекратили использование многих озоноразрушающих веществ, их использование в прошлом все еще может влиять на защитный озоновый слой. Исследования показывают, что истощение «хорошего» озонового слоя сокращается во всем мире. Утончение защитного озонового слоя можно наблюдать с помощью спутниковых измерений, особенно над полярными регионами.

Как истощение «хорошего» озона влияет на здоровье человека и окружающую среду?

Истощение озонового слоя может привести к увеличению количества УФ-излучения, достигающего Земли, что может привести к большему количеству случаев рака кожи, катаракты и ослабления иммунной системы. Считается, что чрезмерное воздействие ультрафиолета способствует росту меланомы, самого смертельного из всех видов рака кожи. С 1990, риск развития меланомы увеличился более чем в два раза.

УФ также может повредить чувствительные культуры, такие как соя, и снизить урожайность. Некоторые ученые предполагают, что морской фитопланктон, являющийся основой пищевой цепи океана, уже испытывает стресс от УФ-излучения. Этот стресс может иметь неблагоприятные последствия для снабжения людей продуктами питания из океанов.

Что делается с истощением «хорошего» озона?

Соединенные Штаты, наряду с более чем 180 другими странами, осознали угрозу разрушения озонового слоя и в 1987 был принят договор под названием Монреальский протокол о поэтапном прекращении производства и использования озоноразрушающих веществ.

Агентство по охране окружающей среды установило правила поэтапного отказа от озоноразрушающих химикатов в Соединенных Штатах. Предупреждающие этикетки должны быть размещены на всех продуктах, содержащих ХФУ или аналогичные вещества, а несущественное использование продуктов, разрушающих озоновый слой, запрещено. Также запрещены выбросы в воздух хладагентов, используемых в автомобильных и бытовых кондиционерах и приборах. Были произведены некоторые заменители озоноразрушающих продуктов, а другие разрабатываются. Если Соединенные Штаты и другие страны прекратят производство озоноразрушающих веществ, по оценкам, естественное производство озона должно вернуть озоновый слой к нормальному уровню примерно к 2050 году9.0005

Что вызывает «плохой» озон?

Приземный или «плохой» озон не выбрасывается непосредственно в воздух, а образуется в результате химических реакций между оксидами азота (NOx) и летучими органическими соединениями (ЛОС) в присутствии солнечного света. Выбросы промышленных предприятий и предприятий электроэнергетики, выхлопные газы автомобилей, пары бензина и химические растворители являются одними из основных источников NOx и ЛОС.

На уровне земли озон является вредным загрязнителем. Загрязнение озоном вызывает беспокойство в летние месяцы, потому что сильный солнечный свет и жаркая погода приводят к опасным концентрациям озона в воздухе, которым мы дышим. Многие городские и пригородные районы по всей территории Соединенных Штатов имеют высокий уровень «плохого» озона. Но многие сельские районы страны также подвержены высокому уровню озона, поскольку ветры уносят выбросы на сотни миль от их первоначальных источников.

Как «плохой» озон влияет на здоровье человека и окружающую среду?

Вдыхание озона может вызвать различные проблемы со здоровьем, включая боль в груди, кашель, раздражение горла и заложенность носа. Это может усугубить бронхит, эмфизему и астму. «Плохой» озон также может снижать функцию легких и вызывать воспаление слизистой оболочки легких. Повторное воздействие может привести к необратимому рубцеванию легочной ткани.

Здоровые люди также испытывают трудности с дыханием при воздействии озонового загрязнения. Поскольку озон образуется в жаркую погоду, любой, кто проводит время на открытом воздухе летом, может быть затронут всеми, особенно детьми, работниками на открытом воздухе, людьми с хроническими заболеваниями и людьми, занимающимися физическими упражнениями. Миллионы американцев живут в районах, где превышены национальные санитарные стандарты по озону. Агентство по охране окружающей среды определило более 300 округов Соединенных Штатов, сгруппированных вокруг наиболее густонаселенных районов (особенно в Калифорнии и на северо-востоке), как не соответствующие Национальным стандартам качества окружающего воздуха. Районы Нэшвилл, Чаттануга и Джонсон-Сити-Кингспорт-Бристоль имеют соглашения с Агентством по охране окружающей среды о соблюдении национальных стандартов по озону.

Приземный или «плохой» озон также наносит ущерб растительности и экосистемам. Это приводит к снижению урожайности сельскохозяйственных культур и коммерческих лесов, снижению роста и выживаемости саженцев деревьев, а также повышению восприимчивости к болезням, вредителям и другим стрессам, таким как суровые погодные условия. Только в Соединенных Штатах из-за приземного озона ежегодно снижается урожайность на миллионы долларов. Приземный озон также повреждает листву деревьев и других растений, влияя на ландшафт городов, национальных парков и лесов, а также зоны отдыха.

Что делается с «плохим» озоном?

В соответствии с Законом о чистом воздухе Агентство по охране окружающей среды установило безопасные для здоровья стандарты содержания озона в воздухе, которым мы дышим. Агентство по охране окружающей среды, штаты и города разработали множество программ для соблюдения этих стандартов, основанных на охране здоровья. По всей стране внедряются дополнительные программы по сокращению выбросов NOx и ЛОС от транспортных средств, промышленных объектов и электроэнергетики. Программы также направлены на сокращение загрязнения за счет изменения состава топлива и потребительских/коммерческих продуктов, таких как краски и химические растворители, которые содержат летучие органические соединения. Добровольные программы также поощряют сообщества к внедрению таких методов, как совместное использование автомобилей, для сокращения вредных выбросов.

Что делать с высокогорным «хорошим» озоном?

1. Защитите себя от солнечных ожогов. Когда УФ-индекс «высокий» или «очень высокий», ограничьте занятия на открытом воздухе с 10:00 до 16:00, когда солнце наиболее интенсивно. За двадцать минут до выхода на улицу обильно нанесите солнцезащитный крем широкого спектра действия с фактором защиты от солнца (SPF) не менее 15. Наносите повторно каждые два часа или после купания или потоотделения. Прогнозы УФ-индекса см. в сообщениях местных СМИ или на веб-сайте: www.epa.gov/sunwise/uvindex.html
2. Используйте одобренные хладагенты в кондиционерах и холодильном оборудовании. Убедитесь, что специалисты, работающие с вашим кондиционером или холодильником, сертифицированы для извлечения хладагента. Отремонтируйте протекающие кондиционеры перед их повторной заправкой.

Что делать с «плохим» озоном на уровне земли?

1. Проверьте прогноз качества воздуха в вашем регионе. В то время, когда прогнозируется нездоровый индекс качества воздуха (AQI), ограничьте физические нагрузки на открытом воздухе. Во многих местах пик концентрации озона приходится на период с середины дня до раннего вечера. Измените время интенсивной активности на свежем воздухе, чтобы избежать этих часов, или уменьшите интенсивность активности. Прогнозы AQI можно найти в местных СМИ или на сайте: www.airnow.gov 9.0336
2.   Помогите своим местным электроэнергетическим компаниям уменьшить загрязнение воздуха озоном, экономя энергию дома и в офисе. Рассмотрите возможность установки термостата немного выше летом и немного ниже зимой. Участвуйте в программах распределения нагрузки и энергосбережения местных коммунальных служб.
3.   Уменьшите загрязнение воздуха автомобилями, грузовиками, газонокосилкой и садовой техникой, лодками и другими двигателями за счет правильной настройки и технического обслуживания оборудования. Летом заправляйте бензобак в более прохладные вечерние часы и будьте осторожны, чтобы не пролить бензин. Сократите вождение автомобиля, совместное использование автомобилей, использование общественного транспорта, пеших прогулок или езды на велосипеде, чтобы уменьшить загрязнение озоном, особенно в жаркие летние дни.
4.   Используйте бытовую и садовую химию с умом. Используйте краски и растворители с низким содержанием летучих органических соединений. Обязательно читайте этикетки для правильного использования и утилизации.

 

Вызывает ли озоновая дыра глобальное потепление? — Earth@Home

Быстрый ответ

Озоновая дыра не вызывает глобального потепления. Озон встречается в природе в слое атмосферы, называемом стратосферой. Озоновая дыра — это область стратосферы над Антарктидой (и в меньшей степени над Арктикой), где количество озона уменьшилось в конце 20 9 г.0102-й

-й век, из-за химических реакций между озоном и антропогенными веществами из таких вещей, как аэрозольные баллончики и хладагенты. Озон является парниковым газом, поэтому его присутствие оказывает согревающее действие, а результатом снижения содержания озона в конце 20 ^го века стало региональное охлаждение стратосферы над Антарктидой, а не потепление.

Рисунок 1: Озоновый слой в стратосфере. Диаграмма Ингрид Забель для проекта PRI [email protected] ( CC BY-NC-SA 4.0 9лицензия 0369).

---

---

Озон — это встречающаяся в природе молекула, которая находится высоко в атмосфере, в слое, называемом стратосферой ( Рисунок 1. ). Это чуть выше места, где мы летаем на самолетах. Стратосферный озон защищает нас и другую жизнь на планете, потому что он поглощает ультрафиолетовое излучение Солнца, которое может нанести вред нашей коже и глазам, а также другим организмам.

Озоновая дыра — это не буквальная дыра в стратосфере — это область, где уровень озона снизился в конце 20 ^-й век. Озон был истощен в результате химических реакций между озоном и антропогенными веществами из таких вещей, как аэрозольные баллончики и хладагенты.

Каким образом озоновая дыра может привести к глобальному потеплению? Помните, что озоновая дыра — это область, где истощен озоновый слой. Вы можете подумать, что чем меньше озона в стратосфере, тем больше ультрафиолетового света может пройти через атмосферу, и это согреет Землю. Но любой согревающий эффект от этого мал по сравнению с потепление парниковых газов из-за таких газов, как двуокись углерода и метан в атмосфере. И озоновая дыра не влияет на количество видимого света, достигающего Земли — Солнце излучает наиболее сильно видимый свет (см. эффект.

Один из способов понять, что озоновая дыра не может быть причиной глобального потепления, — это рассмотреть и сравнить тенденции изменения размера озоновой дыры и температуры поверхности Земли во времени. Рисунок 2 показывает, что антарктическая озоновая дыра увеличилась в 1980-х и 1990-х, а затем начал уменьшаться в 2000-х. Озоновая дыра начала сокращаться из-за успеха Монреальского протокола, международного соглашения, заключенного в 1987 году, которое привело к запрету озоноразрушающих веществ. Если бы гипотеза о том, что большая озоновая дыра ведет к большему количеству ультрафиолетового света, вызывающего глобальное потепление, была верна, то меньшая озоновая дыра привела бы к меньшему потеплению. Но рисунок 2 показывает, что глобальное потепление продолжало увеличиваться, даже когда озоновая дыра уменьшалась. Фактически, на момент написания этой статьи (2021 г.) все десять самых жарких лет в истории наблюдений пришлись на период с 2005 г., когда озоновая дыра сокращалась.

Рисунок 2: Сравнение тенденций изменения размера озоновой дыры и средней температуры поверхности Земли. Данные озоновой дыры: NASA Ozone Watch . Данные о температуре: Национальные центры экологической информации NOAA, Краткий обзор климата . Рисунок Ингрид Забель для проекта PRI [email protected] (лицензия CC BY-NC-SA 4.0 ).

---

Большая озоновая дыра не вызывает глобального потепления, но озон является парниковым газом, поэтому его присутствие имеет эффект потепления. Основной климатический эффект увеличения озоновой дыры — то есть меньшего количества озона над Антарктидой — заключается в охлаждении стратосферы над Антарктидой. Это может повлиять на крупномасштабные ветры в Южном полушарии, но не привело к глобальному потеплению. Когда речь заходит о парниковых газах в атмосфере, ученых гораздо больше беспокоит углекислый газ, чем стратосферный озон.

---

Спасибо Джиму Соммеру (Средняя школа Шалмонта) и профессору Сурешу Дханияле (Университет Кларксона).

---

Узнать больше

Стратосферный озон: https://www.epa.gov/ozone-layer-protection

Программа наблюдения за озоновой дырой НАСА: https://ozonewatch.gsfc.nasa.gov/ SH.html

Приложение: Солнечный спектр

---

Рисунок 3: Спектр солнечной энергии в верхних слоях атмосферы (серый) и на поверхности Земли после прохождения через атмосферу (черный). Данные Министерства энергетики США Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии. Рисунок Ингрид Забель для проекта PRI [email protected] (лицензия CC BY-NC-SA 4. 0 ).

---

Солнце излучает различные типы электромагнитной энергии, включая ультрафиолетовый свет, видимый свет и инфракрасный свет. На рис. 3 показаны два спектра солнечного света — графики зависимости солнечной радиации от длины волны солнечного света. Серая кривая показывает солнечную энергию в верхней части атмосферы Земли, а черная кривая показывает солнечную энергию на поверхности Земли после прохождения через атмосферу. Мы видим, что черная кривая в целом ниже, чем серая кривая, что означает, что некоторая энергия теряется между верхней частью атмосферы и поверхностью Земли. Это связано с тем, что часть солнечного света отражается обратно в космос, а часть поглощается газами в атмосфере.

Площадь под черной кривой представляет мощность солнечного света на единицу площади поверхности Земли. Видно, что площадь под кривой в ультрафиолетовой части спектра значительно меньше площади под кривой в видимой или инфракрасной частях спектра. В основном это связано с тем, что Солнце сильнее всего излучает видимый свет, но отчасти потому, что озон в стратосфере поглощает много ультрафиолетового света, не давая ему достичь Земли.

---

Подробнее

Солнечный спектр: https://www.e-education.psu.edu/meteo300/node/683

Какого цвета Солнце? http://solar-center.stanford.edu/SID/activities/GreenSun.html

Мы спасли озоновый слой. We Can Save the Climate

Я обновляю этот пост 2012 года по случаю выхода в эфир нового документального фильма на канале PBS: «Озоновая дыра: как мы спасли планету». Это лучший рассказ о почти 50-летней истории научных открытий, гражданских действий, дипломатического лидерства и технических инноваций — все ингредиенты, необходимые для решения климатического кризиса. Читайте дальше, а потом смотрите!

Визуализация озоновой дыры над Антарктидой в 2015 году

НАСА

Изменение климата — не первый кризис планетарного загрязнения, с которым мы столкнулись. Это различие связано с истощением защитного озонового слоя Земли.

Тридцать два года назад страны подписали самый успешный в мире экологический договор — Монреальский протокол. Это договор, который спас озоновый слой, спас миллионы жизней и избежал глобальной катастрофы.

Мы слишком часто принимаем спасение озонового слоя как должное. Целое поколение выросло, мало что слышав об этом, за исключением, может быть, одного раза в сентябре, когда возвращение антарктической озоновой дыры кратко упоминается в новостях. Пока мы пытаемся обуздать углеродное загрязнение, которое вызывает изменение климата, стоит помнить и учиться на наших успехах в решении озонового кризиса.

Как прекрасно сказано в новом документальном фильме  Озоновая дыра , история начинается почти 50 лет назад, когда два химика, Шервуд Роуленд и Марио Молина, обнаружили, что хлорфторуглероды (ХФУ), выделяемые из аэрозольных баллончиков, могут подниматься на многие мили над нашими головами в стратосферу. . Там резкие солнечные лучи расщепляют фреоны на части, вызывая реакции, разрушающие молекулы озона. По мере ослабления озонового щита более опасные ультрафиолетовые лучи могут достигать поверхности земли. Это обрекло бы миллионы людей во всем мире на смерть от рака кожи, ослепление от катаракты или иммунные заболевания.

Их открытие стало большой новостью и воодушевило американцев. Продажи аэрозолей резко упали, так как миллионы потребителей перешли на спреи с помпой и шариковые баллончики. Некоторые компании быстро изменили дизайн своих продуктов. Но другие вмешались. Более десяти лет химические компании, производившие ХФУ, реагировали так же, как сегодняшние угольные и нефтяные компании: они отрицали науку, нападали на ученых и предсказывали экономический крах.

Но ученые и юристы из NRDC — задолго до того, как я приехал сюда — сопротивлялись. Они помогли Роуленду и Молине рассказать свою историю Конгрессу и средствам массовой информации. Они настаивали на запрете аэрозолей ХФУ у себя дома и настаивали на том, чтобы Соединенные Штаты требовали того же от других стран.

Роуленд Шервуд (слева) в лаборатории Калифорнийского университета в Ирвине с Марио Дж. Молиной, январь 1975 года. Двадцать лет спустя они разделили Нобелевскую премию по химии.

Библиотека специальных коллекций Калифорнийского университета в Ирвине

В конце 1970-х общественность требовала действий, и правительство откликнулось. Конгресс добавил защиту озонового слоя к Закону о чистом воздухе, федеральные агентства уничтожили последние аэрозоли, а Государственный департамент начал работать с другими странами над соглашением. В 1980 Агентство по охране окружающей среды США опубликовало вывод об «опасности», заявив, что другие виды использования ХФУ в холодильниках, кондиционерах и промышленных процессах также представляют угрозу для озонового слоя и здоровья населения.

Но когда Рональд Рейган вступил в должность, все застопорилось. Те из вас, кто помнит Энн Горсач и Джеймса Уатта, знают, что защита озонового слоя не была приоритетом в первые годы правления Рейгана. Агентство по охране окружающей среды ничего не сделало, переговоры по соглашению зашли в тупик, использование ХФУ возобновилось, так что к середине 19В 80-е годы производство вернулось к своему пику 1974 года и быстро росло. Опасность снова нарастала.

Итак, я и мой коллега из NRDC, Алан Миллер, подали в суд на Агентство по охране окружающей среды в соответствии с Законом о чистом воздухе, потому что агентство было обязано издать нормативные акты о ХФУ в связи с обнаружением опасности. Как только Уильям Ракелсхаус сменил Энн Горсач у руля Рейгановского агентства по охране окружающей среды, агентство, к его чести, последовало науке и урегулировало наш судебный процесс с помощью плана действий. Агентство по охране окружающей среды работало с НАСА и другими агентствами, чтобы собрать убедительную, прошедшую экспертную оценку научную оценку. Агентство по охране окружающей среды объединило представителей промышленности, защитников окружающей среды и других лиц для согласования альтернатив. Государственный департамент возобновил переговоры по договору.

Конгресс провел слушания в середине 1980-х годов под двухпартийным руководством сенаторов Макса Бокуса, Джона Чейфи и Эла Гора, а также представителей Генри Ваксмана и Шервуда Бёлерта, держа опасность в поле зрения общественности. И средства массовой информации освещали эту историю, не уделяя равного времени маргинальным скептикам.

Неожиданное открытие антарктической озоновой дыры в середине 1980-х годов добавило актуальности. В течение года ученые НАСА во главе со Сьюзен Соломон, которая сейчас работает в Массачусетском технологическом институте, установили связь между фреонами и озоновой дырой. К 1986, даже химическая промышленность признала необходимость ограничения содержания ХФУ.

В 1986 году я предложил идею 10-летнего глобального поэтапного отказа — немедленно начать использовать имеющиеся альтернативы и создать рыночные стимулы для быстрого совершенствования и развертывания решений для оставшихся применений. К их чести, следующий администратор Агентства по охране окружающей среды при Рейгане Ли Томас и госсекретарь Джордж Шульц выложили план поэтапного отказа на стол международных переговоров.

Но не все были на борту. Министр внутренних дел Дональд Ходел призвал Рейгана сказать людям, чтобы они просто носили шляпы и солнцезащитные очки. (Моя роль в разоблачении «Плана Rayban» Ходеля рассказывается, начиная с отметки 31:30 в 9 часов.0367 Озоновая дыра документальный фильм.) Его план стал изюминкой. Рейган, у которого сам был рак кожи, продолжал поддерживать договор.

А в сентябре 1987 года страны достигли соглашения по Монреальскому протоколу. К 1990 году в него были внесены поправки, и он стал глобальным соглашением о поэтапном отказе. В том же году Конгресс добавил к Закону о чистом воздухе строгие меры безопасности по озону.

Каждый президент со времен Рейгана поддерживал договор; каждая страна на земле, от Китая до Восточного Тимора, теперь является полноправной партией.

Роуленд и Молина получили Нобелевскую премию по химии в 1995 году.

Нелегко передать масштабы катастрофы, которой удалось избежать, катастрофы, которой не произошло. Именно этого ученый НАСА доктор Пол А. Ньюман достиг в своем экстраординарном анализе «Мир, которого избегают». Вы можете прочитать об этом здесь и посмотреть презентацию доктора Ньюмана на пресс-конференции NRDC в 2012 году.  0370, начало в 41:30.)

Миллионы спасенных жизней. Предотвращены сотни миллионов случаев рака. Сельскохозяйственной катастрофы удалось избежать. Это большие достижения.

Но наша работа еще не сделана. Вот несколько соображений о том, что нам еще нужно сделать в рамках Монреальского протокола, и об уроках договора по озону для борьбы с изменением климата.

Во-первых, как показал доктор Ньюман, озоновый слой лечит. В то время как страны взяли на себя обязательство отказаться от последних химических веществ, разрушающих озоновый слой, мы должны держать руку на пульсе, чтобы убедиться, что это произойдет в соответствии с графиком. И хотя национальное соблюдение Монреальских обязательств было чрезвычайно высоким, правительствам приходится прилагать больше усилий, чтобы расправиться с нарушителями закона и контрабандистами. Ученые ожидают, что если мы будем придерживаться этого, озоновая дыра в Антарктике навсегда закроется в конце этого века.

Антарктическая озоновая дыра с 1980 по 2018 год, любезно предоставлено НАСА

Во-вторых, в Монреале мы можем сделать больше для борьбы с изменением климата. Бонус за изменение климата уже есть. ХФУ также были чрезвычайно сильными загрязнителями, улавливающими тепло, и их замена замедлила изменение климата на десятилетие. Если бы мы не действовали, мир уже страдал бы от еще более сильных засух, лесных пожаров, наводнений и штормов. Экстремальная погода, от которой мы страдаем год за годом, была бы еще хуже.

Но одна группа заменителей ХФУ, называемая ГФУ, представляет большую проблему. ГФУ также являются мощными парниковыми газами, и научная группа доктора Ньюмана подсчитала, что если мы позволим им продолжать расти, к середине века они будут улавливать столько же тепла, сколько ХФУ поглощали на пике своего развития. Другая научная группа показала, что, если их не остановить, они могут добавить к глобальному потеплению почти полградуса по Цельсию к 2100 году, что еще больше затруднит удержание общего потепления на уровне 1,5 или даже 2 градусов, после чего последствия для климата станут катастрофическими.

Велдерс и др.

Монреальский договор мудро возложил на стороны ответственность за обеспечение безопасности замещающих химических веществ, в том числе за то, чтобы они не усугубляли изменение климата. Итак, 10 лет назад две группы стран — группа островных государств во главе с Микронезией и США, Канада и Мексика — предложили использовать Монреальский протокол для поэтапного отказа от ГФУ.

Потребовалось десятилетие обучения и напряженных переговоров, но в октябре 2016 года страны мира приняли Кигалийскую поправку , предусматривающую постепенное сокращение использования ГФУ на 85 процентов во всем мире в ближайшие десятилетия. В очередной раз страны объединились, следуя проверенной формуле Монреальского протокола, где все страны взяли на себя обязательство сократить свои выбросы, поскольку развитые страны берут на себя инициативу и помогают финансировать действия в развивающихся странах.

Команда NRDC в Кигали, когда была принята поправка к HFC

Кигалийская поправка была ратифицирована более чем 60 странами и вступила в силу 1 января 2019 года. В 2017 году администрация Трампа заявила, что поддерживает цели и подход соглашения и рассматривает возможность ратификации. Поэтапный отказ от ГФУ получил широкую поддержку со стороны отрасли и двух партий: в прошлом году 13 сенаторов от Республиканской партии написали президенту письмо с призывом к ратификации, а также был внесен двухпартийный законопроект о поэтапном отказе. Но администрация еще не приняла решения. Это, конечно, лучше, чем прямой отказ Трампа от Парижского соглашения по климату, но это все равно оставляет США в подвешенном состоянии.

Итак, NRDC приступил к действиям ведущих штатов. В сентябре прошлого года Калифорния приняла закон о ГФУ, а штат Вашингтон находится на грани принятия собственного законопроекта. Нью-Йорк, Мэриленд и Коннектикут обязались ввести ограничения на использование ГФУ в соответствии с существующими законами, и многие другие штаты, входящие в Климатический альянс США, рассматривают возможность введения аналогичных законов или правил.

В этом году будет еще одна двухпартийная кампания по принятию федерального законодательства о ГФУ, при этом неожиданные союзники будут работать от NRDC до Национальной ассоциации производителей.

Тем временем промышленность продолжает внедрять более безопасные для климата альтернативы ГФУ.

Таким образом, даже в эти трудные времена Монреальский протокол является убедительным доказательством того, что почти 200 стран мира могут эффективно сотрудничать, чтобы защитить своих граждан от планетарного кризиса загрязнения — решать проблемы изменения климата, а также истощения озонового слоя.

Мы спасли озоновый слой. Мы можем сохранить климат.

Хотите вступить в бой? Мы нанимаем.

Что случилось с мировой озоновой дырой?

Загрузка

Узнать факты | Атмосфера

Что случилось с мировой озоновой дырой?

(Изображение предоставлено Getty Images)

Кира Уокер, 22 марта 2022 г.

Еще в 1990-х годах дыра в озоновом слое планеты была насущным глобальным кризисом — если бы мы проигнорировали ее, сегодня их было бы несколько.

I

В конце 1970-х годов Джонатан Шанклин, метеоролог из Британской антарктической службы, проводил большую часть своего времени в офисе в Кембридже, работая с массивом данных с самого южного континента нашей планеты.

Шанклин отвечал за надзор за оцифровкой бумажных записей и расчетом значений спектрофотометров Добсона — наземных приборов, измеряющих изменения в атмосферном озоне.

Шли годы, и Шанклин начал понимать, что что-то происходит — после почти двух десятилетий довольно постоянных измерений он заметил, что в конце 1970-х годов уровень озона начал снижаться. Поначалу начальство Шанклина не было так уверено, как он сам, что что-то происходит, что его расстраивало.

К 1984 году озоновый слой над исследовательской станцией в бухте Халли в Антарктике потерял треть своей толщины по сравнению с предыдущими десятилетиями. Шанклин и его коллеги Джо Фарман и Брайан Гардинер опубликовали свои выводы в следующем году, предполагая связь с искусственным соединением, называемым хлорфторуглеродами (ХФУ), которые используются в аэрозолях и охлаждающих устройствах. Их открытие, истончение озонового слоя над Антарктидой, стало известно как озоновая дыра.

Когда новость об открытии распространилась, тревога охватила весь мир. Прогнозы о том, что разрушение озонового слоя негативно повлияет на здоровье людей и экосистемы, вызвали общественный страх, мобилизовали научные исследования и побудили правительства мира к беспрецедентному сотрудничеству.

Вам также могут понравиться:

• Сладко-горькая история о том, как мы остановили кислотные дожди
  
• Как бороться с загрязнением микропластиком с помощью магнитов
  
• Странная сделка, создавшая город-призрак

С момента своего расцвета история одной из самых серьезных экологических проблем, с которыми сталкивалось человечество, в значительной степени выпала из поля зрения.

Что случилось с дырой в озоновом слое спустя более 30 лет после ее открытия?

Жизненно важное явление

Озон в основном находится в стратосфере, слое атмосферы на высоте от шести до 30 миль (10-50 км) над поверхностью Земли. Этот озоновый слой образует невидимый защитный экран над планетой, поглощая губительное ультрафиолетовое излучение Солнца. Без него жизнь на Земле была бы невозможна.

Британская антарктическая служба впервые начала измерять концентрацию озона над Антарктидой в 1950-х годах. Но прошло несколько десятилетий, прежде чем стало ясно, что проблема существует.

Австралия запустила кампанию общественного здравоохранения «Slip, Slop, Slap» в ответ на озоновую дыру, которая напомнила людям о том, что нужно прикрываться, наносить солнцезащитный крем и искать тень (Фото: Alamy)

, Шерри Роуленд опубликовала статью, в которой предположила, что ХФУ могут разрушать озон в стратосфере Земли. До этого ХФУ считались безвредными, но Молина и Роуленд предположили, что это предположение было неверным. Их результаты подверглись критике со стороны промышленности, которая настаивала на безопасности своей продукции. Среди ученых их исследования оспаривались. Прогнозы указывали на то, что истощение озонового слоя будет незначительным — от 2 до 4% — и многие думали, что это произойдет в течение столетий.

Использование ХФУ не ослабевало, и к 1970-м годам они были повсеместно распространены во всем мире, использовались в качестве хладагентов в холодильниках и кондиционерах, в аэрозольных баллончиках и в качестве промышленных чистящих средств.

Всего десять лет спустя, в 1985 году, Британская антарктическая служба подтвердила наличие дыры в озоновом слое и предположила связь с ХФУ, подтвердив работу Молины и Роуленда, которым в 1995 году была присуждена Нобелевская премия по химии. Хуже того, истощение происходило гораздо быстрее, чем предполагалось. «Это было действительно шокирующим событием», — говорит Шанклин, ныне почетный сотрудник Британской антарктической службы.

С тех пор ученые стремились выяснить, как и почему это происходит.

Химическая тайна

В 1986 году, когда антарктическая зима подходила к концу, Сьюзен Соломон, исследователь Национального управления океанических и атмосферных исследований США, привела группу ученых на базу Мак-Мердо в поисках ответов. В то время ученые обсуждали три возможные теории, одна из которых была предложена Соломоном: что ответ может заключаться в химии поверхности с участием хлора в полярных стратосферных облаках, которые встречаются в высоких широтах и ​​образуются только при очень низких температурах полярной зимой.

«Это была великая загадка», — говорит Соломон, ныне профессор химии атмосферы и климатологии в Массачусетском технологическом институте. Ее исследование объяснило, как и почему в Антарктиде возникает озоновая дыра. «Все данные указывали на комбинацию увеличения содержания хлора в результате использования человеком ХФУ и присутствия полярных стратосферных облаков как на спусковой крючок того, что произошло».

Спутниковый мониторинг подтвердил разрушение озонового слоя на обширной территории – 7,7 миллионов квадратных миль (20 миллионов квадратных километров).

Серьезная угроза, связанная с истощением озонового слоя – рост заболеваемости раком кожи и катарактой у людей, вред для роста растений, сельскохозяйственных культур и животных, а также репродуктивные проблемы у рыб, крабов, лягушек и фитопланктона – основа морской пищевой цепи – spurred international действие и сотрудничество.

Но, учитывая, насколько серьезной угрозой считалась озоновая дыра, почему мы больше не слышим о ней?

«Это уже не та причина для беспокойства, которая была раньше», — говорит Лаура Ревелл, доцент кафедры физики окружающей среды в Университете Кентербери, Новая Зеландия. Во многом это связано с беспрецедентными международными шагами, предпринятыми правительствами для решения проблемы.

Холодильники, произведенные до 1995 года, содержали хладагенты CFC, которые вместе с другими веществами, разрушающими озоновый слой, стали причиной образования озоновой дыры (Фото: Getty Images).

Думая, что разрушение озонового слоя будет незначительным и произойдет в далеком будущем, международные политики изначально придерживались осторожного подхода к защите озонового слоя. В 1977 году был принят глобальный план действий, призывающий к мониторингу озона и солнечной радиации, изучению воздействия истощения озонового слоя на здоровье человека, экосистемы и климат, а также к оценке рентабельности мер контроля. За несколько месяцев до открытия озоновой дыры британскими учеными это привело к 1985 Венской конвенции, призывающей к дальнейшим исследованиям. Но он не включал юридически обязательный контроль за сокращением ХФУ, что разочаровало многих.

После открытия озоновой дыры значительные инвестиции в научные исследования, мобилизация экономических ресурсов и скоординированные международные политические действия помогли изменить ситуацию.

В 1987 году был принят Монреальский протокол для защиты озонового слоя путем отказа от химических веществ, разрушающих его. Для поддержки соблюдения договор признает «общую, но дифференцированную ответственность», разбивая графики поэтапного отказа для развитых и развивающихся стран и учреждая многосторонний фонд для оказания финансовой и технической помощи, чтобы помочь развивающимся странам выполнить свои обязательства.

В 1990-х и начале 2000-х производство и потребление ХФУ были остановлены. К 2009 году 98% химикатов, согласованных в соглашении, были выведены из употребления. Шесть поправок, которые допускаются соглашением, когда научные данные свидетельствуют о необходимости дальнейших действий, привели к ужесточению ограничений на вещества, вводимые вместо ХФУ, такие как гидрохлорфторуглероды (ГХФУ) и гидрофторуглероды (ГФУ). Эти замены оказались полезными для озонового слоя, но оказались вредными для климата. Например, потенциал глобального потепления наиболее часто используемого ГХФУ почти в 2000 раз выше, чем у двуокиси углерода.

Климатические преимущества договора оказались положительным побочным эффектом. В 2010 году сокращение выбросов благодаря Монреальскому протоколу составило от 9,7 до 12,5 гигатонн в эквиваленте CO2, что примерно в пять-шесть раз превышает цель Киотского протокола, международного договора, принятого в 1997 году и направленного на сокращение выбросов парниковых газов. Принятие в 2016 году Кигалийской поправки, которая ограничит использование ГФУ, поможет избежать глобального потепления на 0,5 °C к 2100 году. чем любое другое [климатическое] соглашение, которое у нас было на сегодняшний день», — говорит Ревелл.

С момента принятия Монреальский протокол был подписан каждой страной на Земле — на сегодняшний день это единственный договор, ратифицированный всеми. Это широко считается триумфом международного экологического сотрудничества. Согласно некоторым моделям, Монреальский протокол и поправки к нему помогли ежегодно предотвращать до двух миллионов случаев рака кожи и предотвращали миллионы случаев катаракты во всем мире.

Озоновый кризис потребовал от человечества совместной работы (Фото: Getty Images)

Если бы мир не запретил ХФУ, сейчас мы оказались бы на грани массового истощения озонового слоя. «К 2050 году довольно хорошо известно, что у нас будут условия, подобные озоновым дырам, по всей планете, и планета станет непригодной для жизни», — говорит Соломон.

Соломон считает, что быстрому решению проблемы способствовали три фактора: очевидная и непосредственная опасность, которую озоновая дыра представляет для здоровья человека, сделала ее личной для людей, яркие спутниковые снимки сделали ее заметной, и были практические решения этой проблемы – озоноразрушающие вещества. может быть заменена довольно быстро и легко.

Долгое восстановление

Сегодня все еще существует озоновая дыра, которая ежегодно весной образуется над Антарктидой. Летом он снова закрывается, когда к нему примешивается стратосферный воздух из более низких широт, исправляя его до следующей весны, когда цикл начинается снова. Но есть свидетельства того, что он начинает исчезать и восстанавливаться более или менее, как и ожидалось, говорит Соломон. Согласно научным оценкам, ожидается, что озоновый слой вернется к уровням, существовавшим до 1980 года, примерно в середине века. Заживление происходит медленно из-за длительного срока службы молекул, разрушающих озоновый слой. Некоторые сохраняются в атмосфере от 50 до 150 лет, прежде чем разлагаются.

Несмотря на общий успех Монреальского протокола, были и неудачи. В 2018 году, например, было обнаружено, что концентрация ХФУ-11, запрещенного с 2010 года, не снижается так быстро, как ожидалось, что позволяет предположить, что незадекларированные выбросы происходят откуда-то. Агентство экологических исследований отследило выбросы до заводов в Китае, которые производили его для использования в изоляционной пене. После обнародования китайское правительство быстро приняло меры, и ученые говорят, что теперь мы вернулись на правильный путь.

Для Шанклина это подчеркивает жизненно важную важность долгосрочного мониторинга переменных параметров окружающей среды, будь то фреоны, температура или индикаторы биоразнообразия. «Если мы не следим за ними, мы не знаем, в беде мы или нет, а если вы не знаете, что у вас проблемы, вы не можете принять превентивные меры, и я думаю, что это жизненно важная часть. этой истории».

И будущее не без риска. Крупные извержения вулканов обычно приводят к кратковременным потерям озона, в то время как закись азота, мощный парниковый газ, выделяемый при применении удобрений в сельском хозяйстве, также является веществом, сильно разрушающим озоновый слой. Однако он не регулируется Монреальским протоколом, объясняет Ревелл, и выбросы растут.

Озоновая дыра открывается над Антарктидой каждую весну и снова закрывается летом. Он перестал расти в 1990-х годах и с тех пор сокращается. может предотвратить худшие последствия глобального потепления, закачивая аэрозоль в стратосферу для охлаждения климата, заставляя солнечный свет отражаться от этих аэрозольных частиц.

«Очень важно, чтобы мы помнили об уроках, извлеченных из истории с озоновой дырой, и всегда были в курсе того, что происходит в стратосфере», — говорит Ревелл. «Риск заключается в том, что мы нанесем непредвиденный ущерб озоновому слою, если такие оценки не будут проведены заранее».

Существует тенденция сравнивать озоновую дыру с изменением климата, но хотя Монреальский протокол и демонстрирует, что мы можем решать крупные экологические проблемы, это сравнение заходит слишком далеко. ХФУ были заменяемым компонентом нескольких продуктов. Масштабы изменения климата значительно затрудняют его решение; ископаемое топливо широко распространено в нашем образе жизни, его нельзя заменить так же легко, и большинство правительств и промышленности до сих пор сопротивлялись сокращению выбросов ископаемого топлива.

Для Шанклин печально, что мы оказались там, где мы есть, остановились в борьбе с изменением климата, продолжая говорить о том, что мы могли бы сделать, когда есть такой яркий пример, на котором можно учиться.

«Создание озоновой дыры показало, как быстро мы можем изменить нашу планетарную среду к худшему, и этот урок на самом деле не воспринимается политиками достаточно серьезно», — говорит Шанклин. «Честно говоря, изменение климата — более серьезная проблема.