Источники разрушения озонового слоя: Истощение озонового слоя: причины и последствия

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. 

Экологическая безопасность: озоновый слой земли : № 6 : Архив номеров : Вестник «ЮНИДО в России»

К IX КОНФЕРЕНЦИИ ВЕНСКОЙ КОНВЕНЦИИ И XXIII СОВЕЩАНИЮ СТОРОН МОНРЕАЛЬСКОГО ПРОТОКОЛА

Известно, что озоновый слой обеспечивает защиту Земли от губительного воздействия ультрафиолетового излучения. Его истощение грозит увеличением заболеваемости раком кожи у людей, возникновением таких серьезных проблем, как повреждение зерновых культур и гибель значительного количества морского фитопланктона. Его полное разрушение привело бы к катастрофе. Термин «озоновая дыра» знает, пожалуй, каждый представитель современного общества. Избежать появления озоновых дыр сегодня непросто — это стало результатом не только природных процессов, но и деятельности человека, а в последние десятилетия оказывает влияние на атмосферу наряду с другими и космическая отрасль.

В ЦНИИМаш исследованием этого влияния и поисками способов защиты от него в числе других проблем занимается отдел системных и проектно-поисковых исследований по обеспечению экологической безопасности космической деятельности под руководством Якова Тимофеевича Шатрова (и. о. начальника отдела, доктор технических наук, академик Российской академии космонавтики им. К. Э. Циолковского).

По словам Шатрова, тема экологической безопасности космической деятельности была поднята в институте еще в семидесятых годах, после чего уже в восьмидесятых вышла на мировой уровень. Первым проектом по решению проблем экологии космической деятельности стала программа «Экоc» («Программа работ по снижению вредного воздействия ракетно-космической и боевой ракетной техники на окружающую среду»). Она охватывает все аспекты, связанные с обеспечением экологической безопасности при осуществлении космической деятельности. Программа включает в себя порядка десяти направлений, среди которых «тепловое и химическое воздействие на атмосферу и околоземное космическое пространство в результате работы ракетных двигателей» и «локальные разрушения озонового слоя при запусках космических средств выведения (КСВ)». В последние годы наиболее актуальным стало исследование влияния на озоновый слой хлорфторуглеродистых веществ, используемых при изготовлении и испытаниях космических изделий на предприятиях ракетно-космической промышленности.

Яков Тимофеевич подробно рассмотрел все направления данной темы в трехтомной монографии «Обеспечение экологической безопасности ракетно-космической деятельности», автором которой он является. Здесь же он описывает влияние пусков КСВ на атмосферу и рассказывает, каково оно на самом деле: «Основными вредными веществами, загрязняющими воздушную среду, являются газообразные и конденсированные компоненты, образующиеся при сгорании топлив в камере двигателя и догорании продуктов сгорания в струе за срезом сопла: окислы азота, хлор, окись алюминия, водород и радикалы.

Для средней атмосферы основными вредными компонентами продуктов сгорания являются окислы азота и хлорные соединения.

Обычно оцениваются четыре основных вида последствий антропогенного воздействия на атмосферу — истощение стратосферного озона, кислотные дожди, токсичные выбросы и глобальное потепление.

Детальное рассмотрение выбросов ракет и влияния их на стратосферный озон показывает, что глобальное уменьшение стационарного уровня содержания озона при учете действия известных циклов разрушения (водородного, хлорного, азотного), а также влияния аэрозоля составляет величину порядка тысячных долей процента, т. е. незначительно.

На сегодня локальные изменения при старте ракет, по различным расчетным данным, оцениваются падением уровня концентрации озона на 80–10 % от фонового в радиусе 1–5 км от траектории пролета ракеты. Фоновый уровень восстанавливается за 1–3 часа.

Существует несколько механизмов воздействия запусков ракет-носителей на озон:

• Разогрев воздуха в факеле ракетного двигателя и в образующейся при полете PH в стратосфере головной ударной волне. Учитывая небольшой потенциал диссоциации 03, можно ожидать существенного термического его разрушения.
• Влияние озоноактивных компонентов, содержащихся в струе продуктов сгорания жидких (прежде всего окись азота, а также озоноактивные компоненты — окись углерода, свободные радикалы и атомы) и твердых ракетных топлив (в продуктах сгорания содержится до 20 % хлора и его соединений и до 30 % аэрозоля окиси алюминия). Ракеты выбрасывают значительно меньшее количество этих компонентов по сравнению с известными наземными источниками загрязнений (выбросы промышленных предприятий), однако продукты сгорания ракетных топлив поступают непосредственно в стратосферу без трансформации и вымывания в тропосфере.

Исследования по влиянию газообразных продуктов сгорания ракетных топлив на стратосферный озон показали:

• твердотопливные ракеты за счет наличия в продуктах сгорания хлорных соединений оказывают более сильное влияние на озоносферу, чем жидкостные ракеты;
• пуски отдельных ракет, даже таких мощных, как «Энергия» и «Спейс шаттл», оказывают лишь локальное и сравнительно кратковременное воздействие на стратосферный озон;
• глобальное влияние пусков космической техники на озоновый слой Земли при современной их интенсивности весьма мало».

Несмотря на то что вред, наносимый пусками ракет, не так уж велик, мир все же озадачен решением проблемы разрушения озонового слоя. Пристальное внимание уделяет этому аспекту и ЦНИИМаш.

В 1987 году вступил в силу Монреальский протокол. Это международный договор, разработанный с целью защиты озонового слоя, интенсивное истощение которого, по мнению отдельных ученых, началось по причине использования в промышленности некоторых галогенированных углеводородов. Монреальский протокол предусматривает прекращение применения веществ, наносящих вред озоновому слою, и снятие их с производства. Об этом также подробно пишет Я. Т. Шатров.

Но без использования хлорфторуглеродистых веществ ракетно-космической промышленности России в ближайшей перспективе не обойтись. Приходится решать эту проблему ежегодно в рамках действующих процедур Монреальского протокола, добиваясь специальных разрешений на использование предприятиями ракетно-космической промышленности России указанных веществ.

В число основных работ по программе «Экоc» входит разработка конструктивно-технических решений, методов и средств снижения вредного воздействия КСВ (ракет-носителей, КА, наземных объектов) на окружающую среду, включая поверхность Земли, атмосферу, околоземное космическое пространство. Кроме того, существует ряд целевых работ по обеспечению экологической безопасности, многие из которых выполнены в ЦНИИМаш.

Е. К. Эрзина, Я. Т. Шатров

Разрушение озонового слоя — причины и пути решения разрушения озонового слоя

Озон – это разновидность кислорода, которая находится в стратосфере, примерно на уровне 12-50 километров от земли. Наибольшая концентрация этого вещества есть на расстоянии приблизительно 23 километров от поверхности. Озон был обнаружен в 1873 году немецким ученым Шенбейном. В последующем данную модификацию кислорода находили в приземных и в верхних слоях атмосферы. В целом озон состоит из трехатомных молекул оксигена. В нормальных условиях это газ голубого цвета, имеющий характерный аромат. При разных факторах озон превращается в жидкость цвета индиго. Когда он становится твердым, приобретает темно-синий оттенок.

Ценность озонового слоя заключается в том, что он выступает своеобразным фильтром, поглощает некоторое количество ультрафиолетовых лучей. Он защищает биосферу и людей от прямого солнечного излучения.

Причины истощения озонового слоя

Много веков люди не подозревали о существовании озона, но их деятельность пагубно повлияла на состояние атмосферы. В данный момент ученые говорят о такой проблеме, как озоновые дыры. Истощение модификации кислорода происходит по множеству причин:

• запуск ракет и спутников в космос;
• функционирование авиатранспорта на высоте 12-16 километров;
• выбросы фреонов в воздух.

Основные разрушители озонового слоя

Самыми большими врагами слоя модификации кислорода являются соединения водорода и хлор. Это происходит из-за разложения фреонов, которые используются в качестве распылителей. При определенной температуре они способны закипать и увеличиваться в объеме, что актуально для изготовления различных аэрозолей. Весьма часто фреоны применяются для морозильного оборудования, холодильников и охладительных агрегатов. Когда фреоны поднимаются в воздух, в атмосферных условиях происходит отщепление хлора, который в свою очередь превращают озон в кислород.

Проблема разрушения озонового слоя была обнаружена давно, но к 1980-м годам ученые забили тревогу. Если озон значительно сократится в атмосфере, земля утратит нормальный температурный режим и перестанет охлаждаться. В результате было подписано огромное количество документов и соглашений в различных странах, чтобы сократить изготовление фреонов. Кроме того, была изобретена замена фреонам – пропан-бутан. По своим техническим параметрам это вещество имеет высокие показатели, может использоваться там, где и применяются фреоны.

Сегодня проблема разрушения озонового слоя является весьма актуальной. Несмотря на это, продолжается использование технологий с применением фреонов. В данный момент люди думают, как сократить количество выбросов фреонов, ведут поиски заменителей, чтобы сохранить и восстановить озоновый слой.

Методы борьбы

Начиная с 1985 года, принимались меры по защите озонового слоя. Первым шагом стало введение ограничений на выброс фреонов. Далее правительство утвердило Венскую конвенцию, положения которой были направлены на охрану озонового слоя и состояли из следующих пунктов:

• представители разных стран приняли соглашение о сотрудничестве касательно исследования процессов и веществ, влияющих на озоновый слой и провоцирующих его изменения;
• систематические наблюдения за состоянием озонового слоя;
• создание технологий и уникальных веществ, помогающих минимизировать наносимый ущерб;
• сотрудничество в разных областях разработки мер и их применения, а также контроль деятельности, провоцирующей появление озоновых дыр;
• передача технологий и полученных знаний.

На протяжении последних десятилетий были подписаны протокола, согласно которым производство фторхлоруглеродов должно быть уменьшено, а в некоторых случаях и вовсе прекращено.

Наиболее проблематично было применять озонобезопасные средства в производстве холодильной техники. В этот период наступил настоящий «фреоновый кризис». Кроме того, разработки требовали значительных денежных вложений, что не могло не огорчать предпринимателей. К счастью, решение было найдено и производители вместо фреонов стали использовать другие вещества в аэрозолях (углеводородный пропелеллент типа бутана или пропана). Сегодня же распространено применение установок, способных использовать эндотермические химические реакции, поглощающие тепло.

Также очистить атмосферу от содержания фреонов (как утверждают физики) можно с помощью энергоблока АЭС, мощность которого должна быть не меньше 10 гВт. Данная конструкция послужит отличным источником энергии. Ведь известно, что Солнце способно произвести около 5-6 т озона всего за одну секунду. Увеличивая данный показатель с помощью энергоблоков, можно достичь баланса между разрушением и производством озона.

Многие ученые считают целесообразным создание «озоновой фабрики», которая позволит улучшить состояние озонового слоя.

Помимо этого проекта, существует множество других, среди которых получение озона искусственно стратосфере или производство озона в атмосфере. Главным недостатком всех идей и предложений является их высокая стоимость. Большие финансовые потери отодвигают проекты на дальний план и некоторые из них так и остаются не реализованными.

Пятиминутное видео о защите озонового слоя

озоновый слой, статьи, холодильник, экология, Тольятти, озон, озоновая дыра, фреон, монреальский протокол,

• Home
• Разрушение озонового слоя

Разрушение озонового слоя

Озоновый слой (озоносфера) охватывает весь земной шар и располагается на высотах от 10 до 50 км С максимальной концентрацией озона на высоте 20-25 км. Насыщенность атмосферы озоном постоянно меняется в любой части планеты, достигая максимума весной в приполярной области. Впервые истощение озонового слоя привлекло внимание широкой общественности в 1985 г:; когда над Антарктидой было обнаружено пространство с пониженным (до 50%) содержанием озона, получившее название «озоновой дыры». 

С тех пор результаты измерений подтверждают повсеместное уменьшение озонового слоя практически на всей планете. Так, например, в России за последние 10 лет концентрация озонового слоя снизилась на 4-6% в зимнее время и на З% — в летнее. В настоящее время истощение озонового слоя признано всеми как серьезная угроза глобальной экологической безопасности. Снижение концентрации озона ослабляет способность атмосферы защищать вt:e живое на земле от жесткого ультрафиолетового излучения (УФ — радиация). Живые организмы весьма уязвимы для ультрафиолетового излучения, ибо энергии даже одного фотона из этих лучей достаточно, чтобы разрушить химические связи в большинстве органических молекул. Не случайно поэтому в районах с пониженным содержанием озона многочисленны солнечные ожоги, наблюдается рост заболеваемости людей раком кожи и др. Так, например, по мнению ряда ученых — ЭКОЛОГОВ, России при сохранении нынешних темпов истощения озонового слоя заболеют раком кожи дополнительно 6 млн. человек. Кроме кожных заболеваний возможно развитие глазных болезней (катаракта и др.), подавление иммунной системы и т. д. 

Установлено также, что растения под влиянием сильного ультрафиолетового излучения постепенно теряют свою способность к фотосинтезу, а нарушение жизнедеятельности планктона приводит к разрыву трофических цепей биоты водных эко-систем, и т. д.  

Наука еще до конца не установила, каковы же основные процессы, нарушающие озоновый слой. Предполагается как естественное, так и антропогенное происхождение «озоновых дыр,. Последнее по мнению большинства ученых. более вероятно и связано с повышенным содержанием хлорфторуглероодов (фреонов). Фреоны широко применяются в промышленном производстве и в быту (хладоагрегаты, растворители, распылители, аэрозольные упаковки и др. ). Поднимаясь в атмосферу, фреоны разлагаются с вьщелением оксида хлора, губительно действующего на молекулы озона. 

По данным международной экологической организации «Гринпис , основными поставщиками хлорфторуглеродов (фреонов) являются США — 30,85%, Япония — 12,42; Великобритания — 8,62 и Россия — 8,0%. США пробили в озоновом слое «дыру площадью 7 млн. км2, Япония — 3 млн. км2, что В семь раз больше, чем площадь самой Японии. В последнее время в США и ряде западных стран построены заводы по производству новых видов хладореагентов (гидрохлорфторуглеродов) с низким потенциалом разрушения озонового слоя .. 

Согласно протоколу Монреальской конференции (1987 г.), пересмотренному затем в Лондоне (1991 г.) и Копенгагене (1992 г.), предусматривалось снижение выбросов хлорфторуглеродов к 1998 г. на 50 %. В соответствии с Законом РФ «Об охране окружающей среды (2002) охрана озонового слоя атмосферы от экологически опасных изменений обеспечивается посредством регулирования производства и использования веществ, разрушающих озоновый слой атмосферы, на основе международных договоров Российской Федерации и ее законодательства. В будущем необходимо продолжать решать проблему защиты людей от УФ — радиации, поскольку многие из хлорфторуглеродов могут сохраняться в атмосфере сотни лет. 

Ряд ученых продолжают настаивать на естественном происхождении «Озоновой дыры . Причины ее возникновения одни видят в естественной изменчивости озоносферы, циклической активности Солнца, другие связывают эти процессы с рифтогенезом и дегазацией Земли. т. е. с прорывом глубинных газов (водород, метан, азот и др.) через рифтовые разломы земной коры.

Вот мнение одного из ученых:

Фреоны используют, главным образом, как легко испаряющуюся жидкость в производстве пористых материалов и как хладагент в холодильных установках. Согласно техногенно — фреоновой гипотезе, весь промышленный фреон попадает в стратосферу, где на высоте 20-25 км находится озоновый слой. В стратосфере под действием ультрафиолетовых лучей солнца хлор, входящий в состав фреона, вступает в реакцию с озоном и разрушает его. Однако, у этой гипотезы есть противоречие. Так, самая большая озонная дыра располагается над Антарктидой, тогда как основные источники техногенного фреона находятся в северном полушарии. Обмен между воздушными массами обоих полушарий затруднен, что установлено, в частности, при исследовании движения продуктов ядерных испытаний. Кроме того, техногенно — фреоновая гипотеза не дает хоть сколько-нибудь точных прогнозов, хотя в ее распоряжении находятся точные данные по расположению и количеству промышленного фреона. 

В.Л.Сывороткин разработал альтернативную гипотезу, согласно которой озоновый слой уменьшается по естественным причинам. Известно, что цикл разрушения озона хлором не единственный. Существуют также азотный и водородный циклы разрушения озона. Именно водород — «главный газ Земли». Основные его запасы сосредоточены в ядре планеты и через систему глубинных разломов (рифтов) поступают в атмосферу. По примерным оценкам, природного водорода в десятки тысяч раз больше, чем хлора в техногенных фреонах. Однако решающим фактором в пользу водородной гипотезы Сывороткин В.Л. считает то, что очаги озоновых аномалий всегда располагаются над центрами водородной дегазации Земли. 

Система рифтовых зон Земли сегодня хорошо изучена геологами, и это дает возможность прогнозировать расположение озонных дыр. Так постоянство озонной дыры над Антарктидой объясняется тем, что главные каналы дегазации — срединно-океанские рифты — сближаются вокруг Антарктиды и увеличивают «водородную продувку атмосферы» в этом районе. Кроме того, на Антарктиде расположен действующий вулкан Эребус с наибольшими газовыми выбросами в атмосферу. Кстати, американская станция Мак-Мердо, следящая за состоянием атмосферы, находится у подножия этого вулкана. Учитывая повышение сейсмической активности в районе срединно-океанского рифта, В.Л.Сывороткин предсказал образование крупной озонной дыры над экваториальной зоной восточной части Тихого океана (январь 1998).
                                                                                                              
            

     

Какой холодильник выбрать на изобутане или фреоне?
Любой холодильник имеет свойство ломаться. Причины могут быть разными – резкий скачок напряжения, короткое замыкание или банальный износ внутренних механизмов компрессора. И если встал вопрос о покупке нового холодильника, то на каком фреоне должен работать новый холодильник на R600a (изобутан) или R134a. Какой вариант лучше?

Недоказанная научная теория
Имея монополию на заменители фреона, Дюпон стал руками политиков и зеленых бороться за запрещение фреонов по всему миру, стараясь посадить недоразвитые и прочие страны на свою химическую иглу. Так недоказанная научная теория позволила подсуетившимся миллиардерам крупно заработать на дураках – в одних только Соединенных Штатах за отказ от фреона потребители заплатили 220 млрд. долларов

---

1  2  3  4  5  6  7  8  9  10

источник

Названа причина разрушения озонового слоя Земли – Москва 24, 16.01.2020

Фото: портал мэра и правительства Москвы/Дарья Мясина

Международная группа ученых проанализировала содержание йода в нижнем слое стратосферы Земли и пришла к выводу, что именно этот химический элемент не дает озоновому слою восстанавливаться с нужной скоростью, сообщает «Мир 24».

«Йод обладает в 600 раз большим потенциалом для разрушения озона в нижних слоях стратосферы, чем хлор», – отметили авторы исследования.

Уже много десятилетий в мире используют различные химические соединения для создания растворителей, аэрозолей и других нужных вещей. Но в середине восьмидесятых годов прошлого века стало известно, что антропогенное воздействие «проело» в озоновом слое Земли дыру.

По данным ученых, озоновый слой начал постепенно восстанавливаться в верхней стратосфере, но нижняя стратосфера продолжает разрушаться. Специалисты ранее не знали, в каких количествах йод мог «добраться» до нижней стратосферы.

Замеры, произведенные новым устройством, показали, что общая доля йода в стратосфере достигает 0,77 на триллион объема. Йод активно вступает в реакцию с частицами льда в верхней тропосфере, и это может оказаться достаточным для воздействия на стратосферный озон. Как отмечают специалисты, влияние йода в 4–5 раз выше, чем у всех короткоживущих соединений брома и хлора за последние 20 лет.

Концентрация озона в нижних слоях атмосферы достигает океана, вступает в реакцию с водой и может переносить растворенный в нем йод в атмосферу. Через потоки воздуха йод образует летучие соединения и достигает нижней стратосферы.

В ноябре Всемирная метеорологическая организация (ВМО) и Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП) представили доклад, в котором говорится, что озоновый слой в стратосфере Земли, защищающий планету от ультрафиолетового излучения, восстанавливается.

Ученые заявили, что к такому результату привели шаги, предпринимаемые международным сообществом. В частности, речь идет о выполнении вступившего в силу в 1989 году Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой.

Специалисты предполагают, что в Северном полушарии и средних широтах озон должен полностью восстановиться к 2030-м годам, в Южном полушарии – в 2050-е, а в полярных регионах – к 2060-м годам.

Ранее депутат Государственной думы Алексей Журавлев предположил, что возможной причиной аномально теплой зимы в России стали американцы, которые, по его мнению, применили климатическое оружие.

Парламентарий считает, что такие действия могут повлечь за собой уничтожение жизни на планете и потерю озонового слоя. Кроме того, Журавлев подчеркнул, что в случае применения климатического оружия американцами Россия «пострадает больше всего». По мнению депутата, вопреки всем международным запретам США проводят испытания климатического оружия.

Читайте также

Проблема озонового слоя

ПРОБЛЕМА ОЗОНОВОГО СЛОЯ В 1985 году британские ученые обнаружили, что в течение примерно двух месяцев каждую весну общий объем озона снижается примерно на 60% над большей частью Антарктиды. Это истощение озонового слоя получило название «озоновая дыра». Это была первая озоновая дыра диаметром свыше 1000 километров. Она появляется каждый август и исчезает в декабре или январе. Максимальный размер озоновой дыры в 1996 году был больше, чем площадь США. Ультрафиолетовое излучение может попасть на Землю через такие дыры и может повредить клетки живых существ — растений, животных и людей. Это приводит к ряду серьезных рисков для здоровья людей. Оно вызывает катаракту глаз, рак кожи и иммуносупрессию. Животные и растения страдают, когда повышается уровень ультрафиолетового излучения. Это ведет к снижению уровня планктона в океанах, который является основным источником пищи для различных морских рыб, птиц и китов. Кроме того, обитатели морей и океанов, которые живут вблизи водной поверхности, например креветки, крабы, водные растения, не имеют хорошей защиты от ультрафиолетового излучения. В ноябре 2010 года ученые из Института зоологии в Лондоне обнаружили, что у китов у побережья Калифорнии наблюдается резкий рост солнечных повреждений, и эти ученые считали, что в этом виноват истончающийся озоновый слой. Увеличение УФ-излучения влияет на рост растений, тем самым снижая продуктивность сельского хозяйства, например, посевов риса. Что больше всего влияет на толщину озонового слоя? Во — первых, запуски космических ракет, самолетов, которые летают на высоте 12-15 км, и сверхзвуковых самолетов сильно повреждают озоновый слой. Во-вторых, использование природных ресурсов приводит к образованию большого количества химических соединений, которые попадают в атмосферу и плохо влияют на озоновый слой. Основная часть их источников находится в крупных городах. Автомобили и автобусы, фабрики и заводы посылают все больше и больше смога в атмосферу. Еще одним источником органического загрязнения атмосферы является коммунальное хозяйство городов (квартирное и общественное: химчистки, мусорные кучи и так далее). Повреждение озона было вызвано сложными

химическими реакциями с участием хлора и брома. Большое количество газа, называемого хлорфторуглеродом, было произведено в двадцатом веке для использования в бытовых приборах, таких как холодильники, аэрозольные баллончики и огнетушители. Источниками природных разрушителей озонового слоя являются также грязевые вулканы, расположенные на месторождениях нефти. Прогнозы ученых о будущем озоновых дыр различны. Некоторые ученые прогнозируют, что ежегодное истощение озонового слоя будет продолжаться до тех пор, пока уровень галогенов не достигнет уровня 70-х годов, а это может произойти только в середине века. Американские ученые заявили, что озоновый слой будет восстановлен к 2050 году. По данным Всемирной метеорологической организации, озоновая дыра над Антарктикой исчезнет примерно через 50 лет. А некоторые ученые считают, что исчезновение озоновых дыр ускорит глобальное повышение температуры. В течение нескольких лет после открытия некоторых полезных химических соединений (надувных баллонов, охлаждаемых холодильников и т. д.) Люди понимали, что они вредны для нашей окружающей среды. Первое предположение об этой проблеме было сказано в 1974 году. Только вредные соединения были заменены. Их производство сократилось более чем на 95 %. Правительства многих стран признали проблему разрушения озонового слоя и поэтому объединились в 1987 году для подписания Монреальского протокола в целях сокращения количества ХФУ и тем самым защиты озонового слоя. С тех пор его подписали 196 стран, и в него было включено больше веществ для целей контроля. В результате, количество хлора и брома в атмосфере начало снижаться. Я надеюсь, что правительства разных стран смогут коллективно решить эту проблему путем просвещения людей и практики разумного поведения. Ибо если наше общество будет действовать сейчас, будущие поколения будут жить на безопасной и здоровой планете.

Разрушение озонового слоя Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

Территория науки. — 2014. — № 1.

Мухина И.В., Бородкина Т.А.

РАЗРУШЕНИЕ ОЗОНОВОГО СЛОЯ

Воронежский экономико-правовой институт, г. Россошь

Ключевые слова: Озон, излучение, стратосферные облака.

Аннотация: В статье рассказывается о причинах разрушения озонового слоя.

Keywords: ozone, radiation, stratospheric clouds.

Abstract: The article discusses the causes of ozone depletion.

Озоновый слой — часть стратосферы на высоте от 12 до 50 км. Озон представляет собой слой повышенной концентрации О2, толщиной около 3 мм..

В результате многих внешних воздействий озоновый слой начинает истончаться по сравнению со своим естественным состоянием, а при некоторых условиях над определенными территориями и вовсе исчезать — появляются озоновые дыры, чреватые необратимыми последствиями. Сначала они наблюдались ближе к южному полюсу Земли, но недавно были замечены и над азиатской частью России.

Предполагается множество причин ослабления озонового

щита:

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

Во-вторых, самолеты. Особенно, летящие на высотах в 1215 км. Выбрасываемый ими пар и другие вещества разрушают озон. Но, в то же время самолеты, летающие ниже 12 км. Дают прибавку озона. В городах он — один из составляющих фотохимического смога.

В-третьих — окислы азота. Их выбрасывают те же самолеты, но больше всего их выделяется с поверхности почвы, особенно при разложении азотных удобрений.

В-четвертых, это хлор и его соединения с кислородом. Огромное количество (до 700 тысяч тонн) этого газа поступает в атмосферу, прежде всего от разложения фреонов. Фреоны — это не вступающие у поверхности Земли ни в какие химические реакции газы, кипящие при комнатной температуре, а потому резко увеличивающие свой объем, что делает их хорошими

107

Территория науки. — 2014. — № 1.

распылителями. Поскольку при их расширении снижается их температура, фреоны широко используют в холодильной

промышленности. [5]

Свойства озона:

® Способность поглощать биологически опасное

ультрафиолетовое излучение Солнца;

® Озон — сильнейший окислитель (попросту яд), поэтому приземный озон опасен;

® Способность поглощать инфракрасное излучение

земной поверхности;

® Способность прямым и косвенным образом влиять на химический состав атмосферы;

Существует «хороший озон» и «плохой озон». «Плохой озон»- ученые называют фитохимическим смогом. Озон в стратосфере обычно относят к «хорошему» озону, так как он предохраняет землю от разрушительного излучения. Большая часть из оставшихся 10 процентов «плохого» озона находится в приземном слое атмосферы -тропосфере — и, достигнув определенных концентраций, он представляет опасность для здоровья и благополучия населения.

Самые существенные этапы разрушения озонового слоя:

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

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

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

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

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

6) Удаление (под воздействием воздушных потоков легко реагирующие галогенные газы возвращаются в тропосферу, где из-за

108

Территория науки. — 2014. — № 1.

присутствующей в облаках влажности и дождей разделяются, и таким образом из атмосферы полностью удаляются).

Следует отметить, что общая геоэкологическая обстановка в Воронежской области формируется за счет неравномерного распространения источников загрязнения среды. По количеству выбрасываемых вредных веществ стационарными источниками загрязнения, приходящихся на 1 жителя, Воронежская область (около 31 кг/чел.) и г. Воронеж (около 21 кг/чел.) находятся на третьем месте в ЦЧР после Липецкой и Белгородской областей. На территории Воронежской области сосредоточено более 900 предприятий, выбрасывающих вредные вещества в атмосферу, а максимальный объем выбросов обеспечивают кроме областного центра — Воронежа — города Лиски, Калач и Россошь (АО «Минудобрения»). Одним из экологических последствий химического загрязнения атмосферы является, видимо, сокращение содержания озона в атмосфере. Динамика его концентрации над Воронежем, например, имеет устойчивую тенденцию к снижению с 1971 г. (толщина озонового слоя: 1991 г. — 3,41 мм; 1994 г. — 3,36 мм; 1997 г. — 3,34 мм; 2001 г. — 3,30 мм;2013 г.—3,28мм). Около 80 % загрязнения атмосферы связано с транспортом; причем обеспеченность населения автотранспортом за последние 5 лет возросла на 27,8 %, что является одним из дополнительных источников загрязнения среды обитания.

Эта проблема актуальна в наши дни и для дальнейшего сохранения озонового слоя необходимы следующие меры:

1) Продолжать наблюдения за озоновым слоем, чтобы оперативно отслеживать непредвиденные изменения; обеспечить выполнение странами принятых соглашений;

2) Продолжать работу по определению причин изменений озонового слоя и оценивать вредные свойства новых химикатов в отношении разрушения озона и влияния на изменение климата в целом.

3) Продолжать предоставлять информацию о технологиях и

замещающих соединениях, позволяющую использовать холодильную технику, кондиционирование воздуха и теплоизоляционные

пеноматериалы, не нанося ущерба озоновому слою.

16 сентября 1987 года был подписан Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой. В ознаменование этого события в 1994 году Генеральная ассамблея ООН специальной резолюцией объявила 16 сентября ежегодным Международным днем защиты озонового слоя.

109

Территория науки. — 2014. — № 1.

Список литературы

1. Небел Б., Наука об окружающей среде, Т.1 Как устроен мир.- М.,2010. — 34с.

2. Гвишиани Д.М., Римский клуб. История создания, избранные доклады и выступления, официальные материалы, М., 2011. -58с.

3. Микаэль П. Тодаро, Экономическое развитие, М., 2010. — 20с.

4. Вронский В.А. Прикладная экология: Учебное

пособие: Феникс, 2012. -100с.

5. http://www.referatik.com.ua/subject/97/41056/

Варгузина М.С., Бородкина Т.А.

ОСНОВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА В ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ

Воронежский экономико-правовой институт, г. Россошь

Ключевые слова: промышленность. Воздух, атмосфера, загрязнения,

Аннотация: Статья загрязнения воздуха. раскрывает основные источники

Keywords: air, atmosphere, pollution, industry

Abstract: The article reveals the major sources of air pollution

Атмосферный воздух — один из самых значимых факторов среды обитания. Качество воздушного бассейна имеет непосредственное воздействие на здоровье людей. Зависит оно от интенсивности загрязнения и от естественной рассеивающей способности атмосферы.

Сброс загрязняющих веществ может осуществляться в различные среды: атмосферу, воду, почву. Выбросы в атмосферу являются основными источниками последующего загрязнения вод и почв в региональном масштабе, а в ряде случаев и в глобальном.[1]

Загрязнение атмосферного воздуха выбросами промышленных предприятий и автотранспорта является одним из важнейших факторов, характеризующих санитарно-эпидемиологическое благополучие населения. Ежегодно в атмосферу области с выбросами стационарных и подвижных источников поступает от 00 до 500 тыс. тонн вредных веществ.

110

Озоновый слой и причины, последствия и решения проблемы разрушения озона

Чтобы понять озоновый слой, было бы полезно знать различные слои атмосферы. Атмосфера Земли состоит из множества слоев, каждый из которых играет важную роль. Первый слой, простирающийся примерно на 10 километров вверх от поверхности земли, известен как тропосфера. В этом регионе происходит много человеческой деятельности, такой как газовые шары, альпинизм и полеты на небольших самолетах.

Стратосфера — это следующий слой над тропосферой, простирающийся примерно на 15-60 километров. Озоновый слой расположен в нижней части стратосферы на высоте около 20-30 километров над поверхностью земли. Толщина озонового слоя составляет от 3 до 5 мм, но она сильно колеблется в зависимости от сезона и географии.

Озоновый слой — это глубокий слой земной атмосферы, содержащий озон, представляющий собой естественную молекулу, содержащую три атома кислорода.Эти молекулы озона образуют газовый слой в верхних слоях атмосферы Земли, который называется стратосферой.

Эта нижняя область стратосферы, содержащая относительно более высокую концентрацию озона, называется озоносферой. Озоносфера находится на высоте 15-35 км (от 9 до 22 миль) над поверхностью земли.

Концентрация озона в озоновом слое обычно составляет менее 10 частей на миллион, в то время как средняя концентрация озона в атмосфере составляет около 0,3 частей на миллион. Толщина озонового слоя различается в зависимости от сезона и географии.Самые высокие концентрации озона наблюдаются на высотах от 26 до 28 км (от 16 до 17 миль) в тропиках и от 12 до 20 км (от 7 до 12 миль) к полюсам.

Озоновый слой образует толстый слой в стратосфере, окружающий Землю, в которой содержится большое количество озона. Озоновый слой защищает жизнь на Земле от сильного ультрафиолетового излучения, исходящего от Солнца.

Ультрафиолетовые лучи — это вредные лучи, которые могут повысить риск смертельных заболеваний, таких как рак кожи, катаракта, и повредить иммунную систему.Ультрафиолетовые лучи также способны уничтожать одноклеточные организмы, наземные растения и водные экосистемы.

Озоновый слой был открыт в 1913 году французскими физиками Шарлем Фабри и Анри Бюиссоном. Озоновый слой способен поглощать почти 97-99% вредного ультрафиолетового излучения, которое излучает солнце и которое может оказывать долгосрочное разрушительное воздействие на людей, а также на растения и животных.

Состав озонового слоя

Удивительно, что такие же ультрафиолетовые лучи исходят из основной части озонового слоя.Озон — это необычный вид кислорода, состоящий из 3 атомов кислорода вместо обычных 2 атомов кислорода. Озоновый слой обычно образуется, когда несколько видов электрического разряда или излучения расщепляют 2 атома в молекуле кислорода (O2), которые затем независимо воссоединяются с другими типами молекул с образованием озона. Озоновый слой защищал жизнь на планете Земля миллиарды лет, но сейчас он изношен в результате деятельности человека.

Люди начали ценить значение озонового слоя, когда ученые опубликовали результаты исследования, предполагающие, что определенные антропогенные химические вещества, известные как хлорфторуглероды, смогли достичь стратосферы и разрушить озоновый слой посредством серии глубоких химических реакций.

Результаты этого исследования послужили толчком к подписанию в 1973 году глобального договора, известного как Монреальский протокол. Этот договор помог сократить производство этих вредных химических веществ, созданных человеком.

Эти целенаправленные усилия привели к восстановлению озонового слоя за последние годы. Толщина озонового слоя сильно различается в любой день и в любом месте. Из-за непрерывной вертикальной циркуляции атмосферного воздуха как в стратосфере, так и в тропосфере количество озонового слоя, защищающего людей от сильных ультрафиолетовых лучей, может быть меньше или больше.Кроме того, люди, проживающие на возвышенностях, подвергаются риску УФ-излучения, чем те, кто находится на более низких высотах.

Стратосферный озон играет большую роль в защите людей от резкого воздействия солнца. Однако есть также своего рода озон, образовавшийся непосредственно над землей в результате контакта солнечных лучей с загрязнением в атмосфере, что опасно для здоровья человека.

У некоторых людей это может привести к затруднениям дыхания и часто имеет место летом, когда в городах, где воздух неподвижен, свирепствует загрязнение.

Зачем нужен озоновый слой?

Существенным свойством молекулы озона является ее способность блокировать солнечное излучение с длиной волны менее 290 нанометров от поверхности Земли. В этом процессе он также поглощает ультрафиолетовое излучение, опасное для большинства живых существ. Ультрафиолетовое излучение может повредить или убить жизнь на Земле.

Хотя поглощение УФ-излучения нагревает стратосферу, это важно для процветания жизни на планете Земля.Ученые-исследователи ожидают нарушения восприимчивых наземных и водных экосистем из-за истощения озонового слоя.

Ультрафиолетовое излучение может разрушить органические вещества. Растения и планктон не могут развиваться, они служат пищей для наземных и морских животных соответственно. Для людей чрезмерное воздействие ультрафиолетового излучения приводит к более высокому риску рака (особенно рака кожи) и катаракты.

Подсчитано, что каждый 1 процент уменьшения озонового слоя приводит к увеличению заболеваемости раком кожи на 2-5 процентов.К другим негативным последствиям уменьшения защитного озонового слоя относятся увеличение числа случаев катаракты, солнечных ожогов и подавление иммунной системы.

Причины разрушения озонового слоя

Достоверные научные исследования подтвердили, что причиной разрушения озонового слоя является деятельность человека, в частности, искусственные химические вещества, содержащие хлор или бром. Эти химические вещества широко известны как ОРВ, сокращение от «озоноразрушающие вещества ». Ученые наблюдали уменьшение содержания стратосферного озона с начала 1970-х годов.Обнаружено, что он более заметен в полярных регионах.

Озоноразрушающие вещества оказались экологически безопасными, очень стабильными и нетоксичными в окружающей атмосфере. Вот почему с годами они приобрели популярность. Однако их стабильность имеет свою цену; они могут плавать и оставаться статичными высоко в стратосфере.

Находясь там, ОРВ легко расщепляются сильным ультрафиолетовым светом, и в результате образуются хлор и бром. Известно, что хлор и бром разрушают озоновый слой со сверхзвуковой скоростью.Они делают это, просто отрывая атом от молекулы озона. Одна молекула хлора способна расщеплять тысячи молекул озона.

Озоноразрушающие вещества оставались и будут оставаться в атмосфере в течение многих лет. Это, по сути, означает, что многие озоноразрушающие вещества, которые люди позволили попасть в атмосферу в течение предыдущих 90 лет, все еще находятся на своем пути в атмосферу, поэтому они будут способствовать истощению озонового слоя.

Основными озоноразрушающими веществами являются хлорфторуглероды (ХФУ), четыреххлористый углерод, гидрохлорфторуглероды (ГХФУ) и метилхлороформ. Галоны, иногда известные как бромированные фторуглероды, также сильно способствуют разрушению озонового слоя.

Однако их применение сильно ограничено, поскольку они используются в определенных огнетушителях. Обратной стороной галонов является то, что они настолько сильны, что способны разрушать озоновый слой в 10 раз больше, чем озоноразрушающие вещества.

Ученые нашего века круглосуточно работают над созданием гидрофторуглеродов (ГФУ), которые заменят гидрохлорфторуглероды (ГХФУ) и хлорфторуглероды (ХФУ) для использования в кондиционировании воздуха в транспортных средствах.

Гидрохлорфторуглероды — мощные парниковые газы, но они не способны разрушать озон. С другой стороны, хлорфторуглероды в значительной степени способствуют изменению климата, а это означает, что гидрофторуглероды продолжают оставаться лучшей альтернативой до тех пор, пока не появятся более безопасные альтернативы.

Озоновый слой истощился в двух регионах.

• В средних широтах, например, над Австралией, озоновый слой истончается. Это привело к увеличению УФ-излучения, достигающего Земли. По оценкам, толщина озонового слоя уменьшилась примерно на 5-9%, что увеличивает риск чрезмерного воздействия УФ-излучения на людей из-за образа жизни на открытом воздухе.

• В атмосферных регионах над Антарктидой озоновый слой значительно тоньше, особенно в весенний сезон.Это привело к образованию так называемой «озоновой дыры». Озоновые дыры относятся к регионам с сильно уменьшенным озоновым слоем. Обычно озоновые дыры над полюсами образуются с наступлением весны. Одна из крупнейших таких дыр ежегодно появляется над Антарктидой в период с сентября по ноябрь.

Естественные причины истощения озонового слоя

Было обнаружено, что на озоновый слой влияют определенные природные явления, такие как солнечные пятна и стратосферные ветры.Но было установлено, что это вызывает истощение озонового слоя не более чем на 1-2%, и эффекты также считаются временными.

Также считается, что крупные извержения вулканов (в основном Эль-Чичон в 1983 г. и гора Пинатубо в 1991 г.) также способствовали истощению озонового слоя.

Искусственные причины разрушения озонового слоя

Основная причина разрушения озона определяется как чрезмерное выделение хлора и брома из техногенных соединений, таких как хлорфторуглероды (ХФУ).ХФУ (хлорфторуглероды), галоны, CH ₃ CCl ₃ (метилхлороформ), CCl ₄ (четыреххлористый углерод), ГХФУ (гидрохлорфторуглероды), гидробромфторуглероды и бромистый метил оказывают прямое влияние на истощение запасов. озонового слоя. Они относятся к категории озоноразрушающих веществ (ОРВ).

Проблема с озоноразрушающими веществами (ОРВ) заключается в том, что они не вымываются обратно в виде дождя на землю и фактически остаются в атмосфере в течение довольно длительного времени.С такой стабильностью они переносятся в стратосферу.

На выбросы ОРВ приходится примерно 90% общего разрушения озонового слоя в стратосфере. Эти газы переносятся в стратосферный слой атмосферы, где ультрафиолетовое излучение солнца разрушает их, выделяя хлор (из CFC) и бром (из бромистого метила и галонов).

Свободные радикалы хлора и брома вступают в реакцию с молекулами озона и разрушают их молекулярную структуру, тем самым разрушая озоновый слой.Один атом хлора может разрушить более 100 000 молекул озона. Считается, что атом брома в 40 раз более разрушительный, чем молекулы хлора.

Основные озоноразрушающие вещества (ОРВ)

1. Хлорфторуглероды (ХФУ)

Он объявлен наиболее широко используемым озоноразрушающим веществом, поскольку на его долю приходится более 80% общего разрушения озонового слоя. Он использовался в качестве охлаждающей жидкости в бытовых приборах, таких как морозильные камеры, холодильники и кондиционеры, как в зданиях, так и в автомобилях, которые были произведены до 1995 года.Это вещество обычно содержится в средствах для химической чистки, больничных стерилизаторах и промышленных растворителях. Вещество также используется в продуктах из пеноматериала, таких как матрасы, подушки и утеплители для дома.

2. Гидрофторуглероды (ГХФУ)

Гидрофторуглероды на протяжении многих лет служили вместо хлорфторуглеродов. Они не так опасны для озонового слоя, как ХФУ.

3. Галоны

Он особенно используется в некоторых огнетушителях в сценариях, когда оборудование или материалы могут быть разрушены водой или химическими веществами для тушения пожаров.

4. Тетрахлорид углерода

Также используется в некоторых огнетушителях и растворителях.

5. Метилхлороформ

Обычно используется в промышленности для холодной очистки, парового обезжиривания, химической обработки, адгезивов и некоторых аэрозолей.

Серьезные последствия разрушения озона

1. Ущерб здоровью человека

Истощение озонового слоя означает, что люди будут чрезмерно подвержены воздействию сильного ультрафиолетового излучения. Чрезмерное воздействие сильного ультрафиолета вызывает рак кожи, катаракту, солнечные ожоги, ослабление иммунной системы и быстрое старение.

2. Ущерб окружающей среде

Многие виды сельскохозяйственных культур уязвимы для сильного ультрафиолетового излучения, и чрезмерное воздействие может привести к минимальному росту, фотосинтезу и цветению. Некоторые виды сельскохозяйственных культур, уязвимые для ультрафиолетового излучения, включают ячмень, пшеницу, кукурузу, овес, рис, брокколи, помидоры, цветную капусту и многие другие. Леса также несут на себе основную тяжесть разрушения озонового слоя.

3. Угроза морской жизни

Некоторые морские обитатели, особенно планктон, подвергаются сильному воздействию сильных ультрафиолетовых лучей.В водной пищевой цепочке планктон находится наверху. Если количество планктонов уменьшится из-за разрушения озонового слоя, морская пищевая цепь будет нарушена во многих отношениях.

Кроме того, чрезмерное воздействие солнечных лучей может уменьшить судьбу рыбаков. Вдобавок ко всему, некоторые виды морских обитателей сильно пострадали от чрезмерного воздействия ультрафиолетового излучения на ранней стадии своего развития.

4. Воздействие на животных

У домашних животных слишком много ультрафиолетового излучения может также привести к раку кожи и глаз.

5. Воздействие на определенные материалы

Материалы, такие как пластмассы, дерево, ткани, резина, сильно разлагаются из-за слишком большого количества ультрафиолетового излучения

Решения по снижению озонового слоя

1. Воздержитесь от использования пестицидов

Пестициды — отличные химические вещества, чтобы избавить вашу ферму вредителей и сорняков, но они вносят огромный вклад в разрушение озонового слоя. Верное решение избавиться от вредителей и сорняков — применять естественные методы. Просто прополите свою ферму вручную и используйте альтернативные экологически чистые химикаты для борьбы с вредителями.

2. Откажитесь от вождения частных транспортных средств

Самый простой способ минимизировать разрушение озонового слоя — ограничить количество транспортных средств на дороге. Эти автомобили выделяют много парниковых газов, которые в конечном итоге образуют смог, катализатор разрушения озонового слоя.

3. Используйте экологически чистые чистящие средства

Большинство бытовых чистящих средств содержат агрессивные химические вещества, которые попадают в атмосферу, в конечном итоге способствуя разрушению озонового слоя.Чтобы решить эту проблему, используйте натуральные и экологически чистые чистящие средства.

4. Запретить использование вредного оксида азота

Монреальский протокол, принятый в 1989 году, очень помог в ограничении хлорфторуглеродов (ХФУ). Однако протокол никогда не касался закиси азота, которая является известным вредным химическим веществом, способным разрушить озоновый слой. Закись азота используется до сих пор. Правительства должны принять меры сейчас и запретить использование закиси азота, чтобы снизить скорость разрушения озона.

Ссылки:

National Geographic

EPA

Истинный защитник окружающей среды наизусть ❤️. Основанная компания Conserve Energy Future с единственным девизом — предоставлять полезную информацию, связанную с нашей быстро разрушающейся окружающей средой. Если вы твердо не верите в идею Илона Маска сделать Марс еще одной обитаемой планетой, помните, что на самом деле во всей этой вселенной нет «Планеты Б».

Основы приземного озона | Загрязнение озоном на уровне земли

На этой странице:

---

Что такое «хорошо» vs.»плохой» озон?

Озон — это газ, состоящий из трех атомов кислорода (O3). Озон встречается как в верхних слоях атмосферы Земли, так и на уровне земли. Озон может быть хорошим или плохим, в зависимости от того, где он находится.

Называемый стратосферным озоном, хороший озон естественным образом встречается в верхних слоях атмосферы, где он образует защитный слой, защищающий нас от вредных ультрафиолетовых лучей солнца. Этот полезный озон был частично разрушен химическими веществами, созданными руками человека, в результате чего возникло то, что иногда называют «дырой в озоне».«Хорошая новость в том, что эта дыра уменьшается. Узнайте больше о стратосферном или« хорошем »озоне.

Озон на уровне земли является вредным загрязнителем воздуха из-за его воздействия на людей и окружающую среду, и он является основным ингредиентом «смога». Узнайте больше об источниках выбросов в атмосферу.

Как образуется приземный озон?

Тропосферный или приземный озон не выбрасывается непосредственно в воздух, а создается в результате химических реакций между оксидами азота (NOx) и летучими органическими соединениями (VOC).Это происходит, когда загрязняющие вещества, выбрасываемые автомобилями, электростанциями, промышленными котлами, нефтеперерабатывающими заводами, химическими заводами и другими источниками, вступают в химическую реакцию в присутствии солнечного света.

Озон, скорее всего, достигнет нездорового уровня в жаркие солнечные дни в городских условиях, но все же может достигать высоких уровней в более холодные месяцы. Озон также может переноситься ветром на большие расстояния, поэтому даже в сельских районах могут наблюдаться высокие уровни озона.

Начало страницы

---

Каковы вредные эффекты озона?

Какое влияние оказывает озон на здоровье?

Озон в воздухе, которым мы дышим, может нанести вред нашему здоровью.К людям, наиболее подверженным риску вдыхания воздуха, содержащего озон, относятся люди, страдающие астмой, дети, пожилые люди и люди, ведущие активный образ жизни на открытом воздухе, особенно работники на открытом воздухе. Кроме того, люди с определенными генетическими характеристиками и люди с пониженным потреблением определенных питательных веществ, таких как витамины C и E, подвергаются большему риску воздействия озона.

Вдыхание повышенных концентраций озона может вызвать различные реакции, такие как боль в груди, кашель, раздражение горла и воспаление дыхательных путей.Он также может снизить функцию легких и нанести вред легочной ткани. Озон может усугубить бронхит, эмфизему и астму, что приведет к усилению медицинской помощи. Узнайте больше о влиянии на здоровье.

Какое влияние оказывает озон на окружающую среду?

Повышенное воздействие озона может повлиять на чувствительную растительность и экосистемы, включая леса, парки, заповедники и дикие зоны. В частности, озон может нанести вред чувствительной растительности во время вегетационного периода. Узнайте больше о том, как озон вредит экосистемам.

Каков уровень озона в моем районе?

Прогнозы качества воздуха часто даются вместе с прогнозами погоды на портативных устройствах, в Интернете, в газетах или на телевидении. Вы можете проверять уровни озона и другую ежедневную информацию о качестве воздуха на сайте www.airnow.gov, а во многих регионах вы можете получать уведомления о качестве воздуха на сайте www.enviroflash.info.

Что я могу сделать, чтобы уменьшить озон?

Каждый из нас может предпринять действия, чтобы уменьшить загрязнение воздуха и сохранить его более чистым, а также меры предосторожности, которые вы можете предпринять для защиты своего здоровья.Посетите AIRNow, чтобы узнать, что вы можете сделать.

Начало страницы

---

Что делается для уменьшения загрязнения озоном?

Как контролируется загрязнение озоном?

Озон — один из шести распространенных загрязнителей воздуха, определенных в Законе о чистом воздухе. EPA называет эти критерии «загрязнителями воздуха», потому что их уровни в наружном воздухе должны быть ограничены на основе критериев здоровья.

Существуют национальные стандарты качества атмосферного воздуха (NAAQS) для каждого из критериев загрязнителей.Эти стандарты применяются к концентрации загрязняющих веществ в наружном воздухе. Узнайте больше о критериях загрязнителей воздуха и NAAQS.

После работы со штатами и племенами и рассмотрения информации, полученной от мониторов качества воздуха, EPA «определяет» область как достижение или недостижение национальных стандартов качества окружающего воздуха. Если качество воздуха в географической зоне соответствует или лучше, чем национальный стандарт, это называется зоной достижений; области, не соответствующие национальному стандарту, называются областями недостижения.Узнайте больше об обозначениях качества воздуха для озона.

Чтобы улучшить качество воздуха, штаты должны разработать план, известный как план внедрения штата (SIP), чтобы улучшить качество воздуха в районах, не охваченных программой. В плане изложены меры, которые государство примет для улучшения качества воздуха. Как только зона, не связанная с обучением, будет соответствовать стандартам, EPA определит эту зону как «зону обслуживания».

Какие правила или нормы помогают уменьшить загрязнение озоном?

Национальные и региональные правила Агентства по охране окружающей среды по сокращению выбросов загрязняющих веществ, образующих приземный озон, помогут правительствам штатов и местным властям соответствовать национальным стандартам Агентства по качеству воздуха.Действия включают стандарты транспортных средств и транспорта, региональные правила непрозрачности и видимости, а также регулярные проверки NAAQS. Узнайте больше о стандартах озона.

Начало страницы

Озоновый слой — наш мир в данных

Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде (ЮНЕП). Венская конвенция об охране озонового слоя. Доступно по адресу: http://ozone.unep.org/en/handbook-vienna-convention-protection-ozone-layer/2205.

Организация Объединенных Наций. Фон для Международного дня охраны озонового слоя, 16 сентября.Доступно в Интернете: https://www.un.org/en/events/ozoneday/background.shtml.

Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде (ЮНЕП). Монреальский протокол 1987 года по веществам, разрушающим озоновый слой. Доступно по адресу: http://ozone.unep.org/en/handbook-montreal-protocol-substances-deplete-ozone-layer/27571.

Страхан, С. Э., и Дуглас, А. Р. (2018). Снижение разрушения антарктического озонового слоя и содержания хлора в нижних слоях стратосферы, определенное на основе наблюдений с помощью микроволнового зонда Aura. Письма о геофизических исследованиях , 45 (1), 382-390. Доступно по адресу: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/2017GL074830.

Страхан, С. Э., и Дуглас, А. Р. (2018). Снижение разрушения антарктического озонового слоя и содержания хлора в нижних слоях стратосферы, определенное на основе наблюдений с помощью микроволнового зонда Aura. Письма о геофизических исследованиях , 45 (1), 382-390. Доступно по адресу: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/2017GL074830.

Hegglin, M. I. et al. (2015). Двадцать вопросов и ответов об озоновом слое 2014 г. Обновление: научная оценка разрушения озонового слоя, 2014 г. . Всемирная метеорологическая организация. Доступно по адресу: https://www.wmo.int/pages/prog/arep/gaw/ozone_2014/documents/2014%20Twenty%20Questions_Final.pdf.

Монцка, С. А., Даттон, Г. С., Ю, П., Рэй, Э., Портманн, Р. У., Дэниел, Дж. С.,… и Нэнс, Дж. Д. (2018). Неожиданный и стойкий рост глобальных выбросов озоноразрушающих CFC-11. Nature , 557 (7705), 413. Доступно по адресу: https://www.nature.com/articles/s41586-018-0106-2.

Секретариат по озону. Справочник Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой , 9-е издание (Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде, 2012 г.).

Монцка, С. А., Даттон, Г. С., Ю, П., Рэй, Э., Портманн, Р. У., Дэниел, Дж. С.,… и Нэнс, Дж. Д. (2018). Неожиданный и стойкий рост глобальных выбросов озоноразрушающих CFC-11. Nature , 557 (7705), 413. Доступно по адресу: https://www.nature.com/articles/s41586-018-0106-2.

Hegglin, M. I. et al. (2015). Двадцать вопросов и ответов об озоновом слое 2014 г. Обновление: научная оценка разрушения озонового слоя, 2014 г. . Всемирная метеорологическая организация. Доступно по адресу: https://www.wmo.int/pages/prog/arep/gaw/ozone_2014/documents/2014%20Twenty%20Questions_Final.pdf.

Герман, Дж. Р. (2010). Глобальный рост УФ-излучения за последние 30 лет (1979–2008 гг.) Оценивается по спутниковым данным. Журнал геофизических исследований: атмосферы , 115 (D4). Доступно по адресу: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2009JD012219.

Питчер, Х. М., Лонгстрет, Дж. Д. (1991). Смертность от меланомы и воздействие ультрафиолетового излучения: эмпирическая взаимосвязь. Environment International , 17 (1), 7-21. Доступно по адресу: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0160412091L.

Clydesdale, G.Дж., Денди, Г. В., и Мюллер, Х. К. (2001). Повреждение, вызванное ультрафиолетом: иммунологические и воспалительные эффекты. Иммунология и клеточная биология , 79 (6), 547. Доступно по адресу: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1046/j.1440-1711.2001.01047.x.

Дейк, А., Слапер, Х., ден Аутер, П. Н., Моргенштерн, О., Брезике, П., Пайл, Дж. А., и Турпали, К. (2013). Риски рака кожи, которых можно избежать с помощью Монреальского протокола — всемирное моделирование, объединяющее связанные химико-климатические модели с моделью риска для УФ. Фотохимия и фотобиология , 89 (1), 234-246. Доступно по адресу: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/j.1751-1097.2012.01223.x.

Слапер, Х., Г. Дж. М. Велдерс, Дж. С. Даниэль, Ф. Р. де Грюйл и Дж. К. ван дер Леун (1996) Оценки разрушения озонового слоя и заболеваемости раком кожи для изучения достижений Венской конвенции. Nature 384 (6606), 256–258. Доступно по адресу: https://www.nature.com/articles/366023a0.pdf.

Велдерс, Г.Дж., Равишанкара, А. Р., Миллер, М. К., Молина, М. Дж., Алкамо, Дж., Даниэль, Дж. С.,… и Рейманн, С. (2012). Сохранение климатических выгод Монреальского протокола за счет ограничения ГФУ. Science , 335 (6071), 922-923. Доступно по адресу: http://science.sciencemag.org/content/335/6071/922.

Hegglin, M. I. et al. (2015). Двадцать вопросов и ответов об озоновом слое 2014 г. Обновление: научная оценка разрушения озонового слоя, 2014 г. . Всемирная метеорологическая организация.Доступно по адресу: https://www.wmo.int/pages/prog/arep/gaw/ozone_2014/documents/2014%20Twenty%20Questions_Final.pdf.

Hegglin, M. I. et al. (2015). Двадцать вопросов и ответов об озоновом слое 2014 г. Обновление: научная оценка разрушения озонового слоя, 2014 г. . Всемирная метеорологическая организация. Доступно по адресу: https://www.wmo.int/pages/prog/arep/gaw/ozone_2014/documents/2014%20Twenty%20Questions_Final.pdf.

Велдерс, Г. Дж., Равишанкара, А.Р., Миллер, М. К., Молина, М. Дж., Алкамо, Дж., Дэниел, Дж. С.,… и Рейманн, С. (2012). Сохранение климатических выгод Монреальского протокола за счет ограничения ГФУ. Science , 335 (6071), 922-923. Доступно по адресу: http://science.sciencemag.org/content/335/6071/922.

Велдерс, Г. Дж., Андерсен, С. О., Дэниел, Дж. С., Фэи, Д. В., и МакФарланд, М. (2007). Важность Монреальского протокола в защите климата. Proceedings of the National Academy of Sciences , 104 (12), 4814-4819.Доступно по адресу: http://www.pnas.org/content/pnas/104/12/4814.full.pdf.

Велдерс, Г. Дж., Равишанкара, А. Р., Миллер, М. К., Молина, М. Дж., Алкамо, Дж., Даниэль, Дж. С.,… и Рейманн, С. (2012). Сохранение климатических выгод Монреальского протокола за счет ограничения ГФУ. Science , 335 (6071), 922-923. Доступно по адресу: http://science.sciencemag.org/content/335/6071/922.

Montzka, S. A., Dutton, G. S., Yu, P., Ray, E., Portmann, R. W., Daniel, J.С.,… и Нэнс, Дж. Д. (2018). Неожиданный и стойкий рост глобальных выбросов озоноразрушающих CFC-11. Nature , 557 (7705), 413. Доступно по адресу: https://www.nature.com/articles/s41586-018-0106-2.

Все визуализации, данные и код, создаваемые «Нашим миром в данных», находятся в полностью открытом доступе по лицензии Creative Commons BY. У вас есть разрешение использовать, распространять и воспроизводить их на любом носителе при условии указания источника и авторов.

Данные, предоставленные третьими сторонами и предоставленные «Нашим миром в данных», регулируются условиями лицензии исходных сторонних авторов. Мы всегда будем указывать исходный источник данных в нашей документации, поэтому вы всегда должны проверять лицензию на любые такие сторонние данные перед использованием и распространением.

Наши статьи и визуализации данных основаны на работе множества разных людей и организаций. При цитировании этой записи, пожалуйста, также укажите основные источники данных.Данную запись можно цитировать:

Озоноразрушающие вещества | Министерство сельского хозяйства, водных ресурсов и окружающей среды

Какие они?

Озоноразрушающие вещества — это химические вещества, разрушающие защитный озоновый слой Земли. В их числе:

• хлорфторуглероды (CFCs)
• галоны
• четыреххлористый углерод (CCl ₄ )
• метилхлороформ (CH ₃ CCl ₃ )
• гидробромфторуглероды (ГБФУ)
• гидрохлорфторуглероды (ГХФУ)
• бромистый метил (CH ₃ Br)
• бромхлорметан (CH ₂ BrCl)

Использование этих химикатов регулируется Монреальским протоколом по веществам, разрушающим озоновый слой (Монреальский протокол).Существуют и другие озоноразрушающие вещества, но их озоноразрушающие эффекты очень малы, поэтому они не регулируются Монреальским протоколом.

Один килограмм галона 1211 может разрушить 50 тонн озона

Каков озоноразрушающий потенциал?

Озоноразрушающая способность — это мера того, какой вред химическое вещество может нанести озоновому слою по сравнению с аналогичной массой трихлорфторметана (CFC-11). CFC-11 с озоноразрушающей способностью 1,0 используется в качестве базового показателя для измерения озоноразрушающей способности.Чем выше число, тем больший вред химическое вещество может нанести озоновому слою. Бромтрифторметан (галон ‑ 1301) имеет озоноразрушающую способность 10,0. Двуокись углерода (CO ₂ ), встречающийся в природе парниковый газ, имеет озоноразрушающую способность 0,

.

Для чего мы использовали озоноразрушающие вещества?

Основные области применения озоноразрушающих веществ:

• ХФУ и ГХФУ в холодильниках и кондиционерах,
• ГХФУ и галоны в огнетушителях,
• ХФУ и ГХФУ в пене,
• ХФУ и ГХФУ в качестве пропеллентов для аэрозолей и
• бромистый метил для фумигации почвы, конструкций и товаров, предназначенных для импорта или экспорта.

Мы прекратили использование озоноразрушающих веществ?

Производство большинства озоноразрушающих веществ было прекращено в соответствии с Монреальским протоколом. В Австралии и других развитых странах поэтапный отказ от наиболее сильнодействующих химических веществ произошел в период с 1991 по 1995 год. Импорт Австралии ГХФУ, которые обладают более низким озоноразрушающим потенциалом, упал с 250 ОРС (потенциально разрушающих озоновый слой тонн) в 1996 году до 2,5 тонн ОРС в 2016 году.

Почему мы до сих пор используем некоторые озоноразрушающие вещества?

Некоторые озоноразрушающие вещества с высоким озоноразрушающим потенциалом все еще используются в карантинных приложениях и для обеспечения безопасности, поскольку подходящей альтернативы не существует.Бромистый метил чрезвычайно эффективен в качестве карантинного фумиганта. Свойства галона для немедленного пожаротушения необходимы в замкнутых пространствах, таких как самолеты и подводные лодки. Поиск подходящей замены продолжается.

Дополнительная информация

Истощение озонового слоя

| Факты, эффекты и решения

Разрушение озонового слоя , постепенное истончение озонового слоя Земли в верхних слоях атмосферы, вызванное выбросом химических соединений, содержащих газообразный хлор или бром, в результате промышленной и другой деятельности человека.Прореживание наиболее заметно в полярных регионах, особенно над Антарктидой. Истощение озонового слоя — серьезная экологическая проблема, поскольку оно увеличивает количество ультрафиолетового (УФ) излучения, которое достигает поверхности Земли, что увеличивает риск рака кожи, катаракты глаз, а также генетических повреждений и повреждений иммунной системы. Монреальский протокол, ратифицированный в 1987 году, был первым из нескольких всеобъемлющих международных соглашений, принятых с целью остановить производство и использование озоноразрушающих химикатов. Ожидается, что в результате постоянного международного сотрудничества по этому вопросу озоновый слой со временем восстановится.

истощение озонового слоя

Озоновая дыра в Антарктике, 17 сентября 2001 г.

НАСА / Центр космических полетов Годдарда

История

В 1969 году голландский химик Пол Крутцен опубликовал статью, в которой описал основной каталитический цикл оксида азота, влияющий на уровни озона. Крутцен продемонстрировал, что оксиды азота могут реагировать со свободными атомами кислорода, таким образом замедляя образование озона (O ₃ ), а также могут разлагать озон на диоксид азота (NO ₂ ) и газообразный кислород (O ₂ ).Некоторые ученые и защитники окружающей среды в 1970-х годах использовали исследования Крутцена в качестве аргумента против создания американского парка сверхзвуковых транспортных средств (SST). Они опасались, что потенциальный выброс оксидов азота и водяного пара от этих самолетов может повредить озоновый слой. (SST были разработаны для полета на высотах, совпадающих с озоновым слоем, примерно от 15 до 35 км [от 9 до 22 миль] над поверхностью Земли.) В действительности, американская программа SST была отменена, и только небольшое количество франко-британских Concordes и советские Ту-144 пошли на вооружение, так что влияние ТПО на озоновый слой оказалось незначительным для количества эксплуатируемых самолетов.

Однако в 1974 году американские химики Марио Молина и Ф. Шервуд Роуленд из Калифорнийского университета в Ирвине признали, что производимые человеком хлорфторуглероды (ХФУ) — молекулы, содержащие только атомы углерода, фтора и хлора, — могут быть основным источником хлор в стратосфере. Они также отметили, что хлор может разрушить значительное количество озона после того, как он был освобожден из ХФУ под действием УФ-излучения. Свободные атомы хлора и хлорсодержащие газы, такие как монооксид хлора (ClO), могут затем расщепить молекулы озона, оторвав один из трех атомов кислорода.Более поздние исследования показали, что бром и некоторые бромсодержащие соединения, такие как монооксид брома (BrO), были даже более эффективными в разрушении озона, чем хлор и его химически активные соединения. Последующие лабораторные измерения, атмосферные измерения и исследования атмосферного моделирования вскоре подтвердили важность их результатов. Крутцен, Молина и Роуленд получили Нобелевскую премию по химии в 1995 году за свои усилия.

Деятельность человека оказала значительное влияние на глобальную концентрацию и распределение стратосферного озона еще до 1980-х годов.Кроме того, ученые отметили, что значительное ежегодное снижение средних концентраций озона начало происходить по крайней мере к 1980 году. Измерения со спутников, самолетов, наземных датчиков и других инструментов показывают, что общие интегрированные уровни озона в столбе (то есть количество молекул озона, присутствующих на квадратный метр в отобранных столбцах воздуха) уменьшилось примерно на 5 процентов в период с 1970 по середину 1990-х годов с небольшими изменениями после этого. Наибольшее уменьшение содержания озона произошло в высоких широтах (к полюсам), а наименьшее — в более низких широтах (тропики).Кроме того, атмосферные измерения показывают, что истощение озонового слоя увеличивает количество УФ-излучения, достигающего поверхности Земли.

озонозонд

Исследователи запускают воздушный шар с озонозондом, прибором для измерения содержания озона в атмосфере, на Южнополярной станции Амундсена-Скотта в Антарктиде.

NOAA Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Это глобальное уменьшение содержания озона в стратосфере хорошо коррелирует с повышением уровней хлора и брома в стратосфере в результате производства и выбросов ХФУ и других галоидоуглеродов.Галоидоуглероды производятся промышленностью для различных целей, таких как хладагенты (в холодильниках, кондиционерах и больших чиллерах), пропелленты для аэрозольных баллончиков, пенообразователи для изготовления пенопласта, средства пожаротушения и растворители для химической чистки и обезжиривания. Атмосферные измерения четко подтвердили теоретические исследования, показывающие, что хлор и бром, выделяющиеся из галоидоуглеродов в стратосфере, вступают в реакцию с озоном и разрушают его.

процесс разрушения озона

Блок-схема, изображающая основные этапы разрушения стратосферного озона.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Самый серьезный случай истощения озонового слоя был впервые задокументирован в 1985 году в статье ученых Британской антарктической службы (БАС) Джозефа К. Фармана, Брайана Г. Гардинера и Джонатана Д. Шанклина. Начиная с конца 1970-х годов, весной (с сентября по ноябрь) над Антарктидой наблюдалось большое и быстрое уменьшение общего содержания озона, часто более чем на 60 процентов по сравнению со среднемировым значением. Фарман и его коллеги впервые задокументировали это явление над своей станцией BAS в заливе Галлей в Антарктиде.Их анализ привлек внимание научного сообщества, которое обнаружило, что это уменьшение общего содержания озонового слоя было более чем на 50 процентов по сравнению с историческими значениями, наблюдавшимися как с помощью наземных, так и спутниковых методов.

Озоновая дыра в Южном полушарии

Две гистограммы, показывающие максимальный размер озоновой дыры и минимальное покрытие озоном (в единицах Добсона) озоновой дыры Южного полушария, 1979–2014 годы.

Encyclopædia Britannica, Inc.

В результате работы Фармана возник ряд гипотез, которые пытались объяснить антарктическую «озоновую дыру».Первоначально предполагалось, что уменьшение содержания озона можно объяснить каталитическим циклом хлора, в котором отдельные атомы хлора и их соединения отделяют отдельные атомы кислорода от молекул озона. Поскольку произошла большая потеря озона, чем можно было объяснить поступлением химически активного хлора, доступного в полярных регионах, с помощью известных в то время процессов, возникли другие гипотезы. Специальная кампания по измерениям, проведенная Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) и Национальным управлением по исследованию океанов и атмосферы (NOAA) в 1987 году, а также более поздние измерения доказали, что химия хлора и брома действительно несет ответственность за озоновую дыру, но для Другая причина: дыра оказалась продуктом химических реакций, происходящих с частицами, которые составляют полярные стратосферные облака (PSC) в нижней части стратосферы.

Зимой воздух над Антарктикой становится чрезвычайно холодным из-за недостатка солнечного света и меньшего перемешивания нижнего стратосферного воздуха над Антарктидой с воздухом за пределами региона. Это пониженное перемешивание вызвано циркумполярным вихрем, также называемым полярным зимним вихрем. Воздух над Антарктидой и прилегающими к ней морями, ограниченный стратосферной струей ветра, циркулирующей между приблизительно 50 ° и 65 ° южной широты, эффективно изолирован от воздуха за пределами региона. Чрезвычайно низкие температуры внутри вихря приводят к образованию ЦОП, которые возникают на высотах примерно от 12 до 22 км (от 7 до 14 миль).Химические реакции, происходящие с частицами PSC, превращают менее химически активные хлорсодержащие молекулы в более реактивные формы, такие как молекулярный хлор (Cl ₂ ), который накапливается в течение полярной ночи. (Соединения брома и оксиды азота также могут реагировать с этими облачными частицами.) Когда день возвращается в Антарктиду ранней весной, солнечный свет расщепляет молекулярный хлор на отдельные атомы хлора, которые могут вступать в реакцию с озоном и разрушать его. Разрушение озона продолжается до разрушения полярного вихря, что обычно происходит в ноябре.

Полярный зимний вихрь также образуется в Северном полушарии. Однако в целом он не такой сильный и не такой холодный, как тот, что образуется в Антарктике. Хотя полярные стратосферные облака могут формироваться в Арктике, они редко сохраняются достаточно долго для значительного уменьшения содержания озона. Было измерено уменьшение содержания озона в Арктике на 40 процентов. Это истончение обычно происходит в те годы, когда более низкие температуры стратосферы в арктическом вихре были достаточно низкими, чтобы привести к процессам разрушения озона, аналогичным тем, которые наблюдаются в озоновой дыре в Антарктике.Как и в случае с Антарктикой, значительное увеличение концентраций химически активного хлора было зафиксировано в арктических регионах, где имеют место высокие уровни разрушения озона.

Разрушение стратосферного озона — Дефра, Великобритания

Озон полезен и вреден для нас. Возле земли озон, образующийся в результате химических реакций, связанных с загрязнением автомобильным транспортом и солнечным светом, может вызвать ряд респираторных заболеваний, особенно у маленьких детей.Однако высоко в атмосфере, в области, известной как стратосфера, озон отфильтровывает поступающее излучение Солнца в ультрафиолетовой (УФ) части спектра, повреждающей клетки. Без этого озонового слоя жизнь на Земле не развивалась бы так, как она есть.

Стратосфера является вторым основным слоем атмосферы и расположена над тропосферой, самым нижним слоем. Он занимает область атмосферы на высоте примерно от 12 до 50 км над поверхностью Земли, хотя его нижняя граница имеет тенденцию быть выше ближе к экватору и ниже ближе к полюсам.

Концентрации озона в стратосфере колеблются естественным образом в ответ на изменения погодных условий и количества энергии, выделяемой Солнцем, а также на крупные извержения вулканов.

Тем не менее, в 1970-е годы стало понятно, что антропогенные выбросы ХФУ и других химикатов, используемых в холодильном оборудовании, аэрозолях и очищающих средствах, могут вызвать значительное разрушение озона в стратосфере, тем самым пропуская больше вредного ультрафиолетового излучения.

Затем, в 1985 году, весной над антарктическим континентом было обнаружено свидетельство большой «озоновой дыры». Это появлялось ежегодно, обычно с каждым годом становясь больше и глубже. В последнее время появились опасения по поводу значительного истощения озонового слоя в Арктике, ближе к более густонаселенным регионам Северного полушария.

Загрузить «Двадцать вопросов и ответов об озоновом слое» (PDF 2,10 МБ).

Озон регулярно контролируется над Великобританией для определения уровня потери озона.Для получения дополнительной информации посетите веб-сайт «Озоновая дыра».

Воздействие низкого уровня стратосферного озона на окружающую среду.

Увеличение ультрафиолетового (УФВ) излучения, вызванное снижением концентрации стратосферного озона, связано с воздействием на биогеохимические циклы — баланс между производством и разрушением органического вещества. Влияние на естественные выбросы CO и CO ₂ и круговорот минеральных питательных веществ. Качество воздуха — увеличивается количество химических веществ в нижних слоях атмосферы и скорость удаления основных загрязнителей из атмосферы.Экосистемы — водная трофическая сеть — УФВ негативно влияет на рост, фотосинтез, содержание белков и воспроизводство фитопланктона. Земные организмы и измененные модели активности генов.

Защита озонового слоя при одновременном предотвращении изменения климата — Европейское агентство по окружающей среде

Многие аэрозольные пропелленты содержали ХФУ до того, как их использование было ограничено международными соглашениями.Изображение © Скотт Витт

Что такое озоновый слой и как он был поврежден?

Озоновый слой находится в стратосфере на высоте от 15 до 30 км над землей. Он поглощает большую часть солнечного ультрафиолетового излучения (УФ-В), ограничивая количество этого излучения, которое достигает поверхности Земли. Поскольку это излучение вызывает рак кожи и катаракту, озоновый слой играет важную роль в защите здоровья человека. Он также предотвращает радиационное повреждение растений, животных и материалов.

В 1970-х годах ученые заметили, что озоновый слой истончается. Исследователи обнаружили доказательства того, что истощение озонового слоя связано с присутствием в стратосфере хлорфторуглеродов (ХФУ) и других газов, являющихся источниками галогенов. Озоноразрушающие вещества (ОРВ) — это синтетические химические вещества, которые использовались во всем мире в широком спектре промышленных и потребительских приложений. В основном эти вещества использовались в холодильном оборудовании и оборудовании для кондиционирования воздуха, а также в огнетушителях.Другие важные области применения включают аэрозольные пропелленты, растворители и пенообразователи для изоляционных пен.

Истощение озонового слоя (синие цвета) в Южном полушарии в 2006 году.

Источник: Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) — Центр космических полетов Годдарда

Международные действия оказались эффективными в защите озонового слоя

Чтобы остановить разрушение озонового слоя, страны всего мира согласились прекратить использование озоноразрушающих веществ.Это соглашение было оформлено в Венской конвенции об охране озонового слоя в 1985 году и Монреальском протоколе по веществам, разрушающим озоновый слой в 1987 году. В 2009 году Венская конвенция и Монреальский протокол стали первыми договорами в истории Организация Объединенных Наций для достижения всеобщей ратификации. Вещества, подпадающие под действие протокола, называются «контролируемыми веществами». Основные вещества включают хлорфторуглероды (CFCs), гидрохлорфторуглероды (HCFCs), галоны, четыреххлористый углерод, метилхлороформ и бромистый метил.Ущерб озоновому слою, причиненный каждым из этих веществ, выражается их озоноразрушающей способностью (ODP).

Рис. 1: Потребление контролируемых озоноразрушающих веществ

2007 г., правительства взяли на себя дополнительное обязательство, согласившись заморозить производство ГХФУ в развивающихся странах к 2013 г. и перенести окончательную дату поэтапного отказа от этих химикатов до 2030 г.

Эти международные соглашения помогли значительно сократить всемирное использование озоноразрушающих веществ в Европе и во всем мире (Рисунок 1).Научный мониторинг показывает признаки того, что озоновый слой начинает восстанавливаться. Ожидается, что полное восстановление произойдет не раньше середины 21 века.

Защита озонового слоя защищает и климат

Уменьшение количества озоноразрушающих веществ также имело положительный побочный эффект. Озоноразрушающие вещества также являются очень мощными парниковыми газами, способствуя этому явлению, так как другие вещества, широко известные как обладающие парниковым эффектом, такие как углекислый газ (CO ₂ ), метан (CH ₄ ) и закись азота (N ₂ ). О).Таким образом, сокращая выбросы озоноразрушающих веществ, Монреальский протокол одновременно защищает и озоновый слой, и климат.

Размер этой выгоды весьма существенен. Ожидаемое сокращение выбросов ОРВ в результате соблюдения Монреальского протокола оценивается в глобальном масштабе в 10-12 гигатонн CO ₂ , что эквивалентно между 1985 и 2010 годами (Velders et al. 2007). Напротив, целевой показатель сокращения выбросов парниковых газов в соответствии с Киотским протоколом (при условии полного соблюдения всеми развитыми странами) оценивается в 1-2 гигатонны CO ₂ -эквивалента в среднем в год в период с 2008 по 2012 год, по сравнению с выбросы за базовый год.Поэтапный отказ от изменяющих климат ОРВ в соответствии с Монреальским протоколом позволил избежать выбросов парниковых газов в размере, в 5-6 раз превышающем целевой показатель Киотского протокола на 2008-2012 годы.

Заменители ОРВ вызывают беспокойство

Снижение выбросов ОРВ — не всегда позитивная история. Фактически это косвенно привело к новым проблемам. Фторированные газы (F-газы) были внедрены в качестве заменителей ОРВ во многих секторах, таких как холодильная техника и кондиционирование воздуха.Фторсодержащие газы включают гидрофторуглероды (HFC), перфторуглероды (PFC) и гексафторид серы (SF ₆ ). Эти газы не разрушают озоновый слой, но являются парниковыми газами. Это означает, что эти новые газы также способствуют изменению климата. И что еще хуже, эти F-газы часто оказывают гораздо большее влияние на климат, чем «традиционные» парниковые газы, такие как углекислый газ (CO ₂ ). Например, некоторые фторсодержащие газы обладают парниковым эффектом, который в 23 000 раз сильнее, чем такое же количество углекислого газа.К счастью, выбросы фторсодержащих газов намного меньше, чем выбросы CO ₂ , но использование фторсодержащих газов и их присутствие в атмосфере увеличилось с 1990-х годов. В результате значительный вклад Монреальского протокола в борьбу с изменением климата находится под угрозой исчезновения из-за растущего значения выбросов фторсодержащих газов.

Глобальные и европейские соглашения об ограничении фторсодержащих газов

Выбросы фторсодержащих газов отслеживаются в соответствии с Рамочной конвенцией Организации Объединенных Наций об изменении климата (РКИК ООН) и Киотским протоколом к ​​ней, но в настоящее время Монреальским протоколом не рассматривается.В настоящее время на фторированные газы приходится около 2% мировых выбросов парниковых газов. Несколько стран начали принимать меры по фторсодержащим газам под руководством Европейского союза (ЕС), который взял на себя обязательство сократить использование ГФУ, наиболее важных фторсодержащих газов, на 80% от сегодняшнего уровня к 2030 году.

Существует два подхода к сокращению выбросов фторсодержащих газов. Первый подход состоит в том, чтобы полностью отказаться от использования фторсодержащих газов за счет использования газов или технологий, которые менее вредны для климата. Второй подход заключается в сокращении использования фторсодержащих газов в продуктах и ​​оборудовании.ЕС впервые сформулировал конкретную политику по сокращению выбросов фторсодержащих газов в 2006 году в так называемом Регламенте по фторсодержащим газам 2006 года и в директиве, ограничивающей использование фторсодержащих газов в кондиционерах в автомобилях, так называемой Директиве MAC. В отсутствие этого законодательства выбросы фторсодержащих газов должны увеличиться (Рисунок 2, оранжевая линия).

В 2014 году было принято пересмотренное Постановление о фторсодержащих газах 2014 года, которое приведет к значительной дополнительной экономии (рис. 2, синяя линия) в основном за счет следующих новых мер:

• Постепенное «сокращение» ГФУ с 2015 года и далее, осуществляемое путем поэтапного ограничения количества, которое может быть размещено на рынке ЕС.
• Ряд сопутствующих запретов.

Эти новые меры приведут к экономии 70 млн т CO. ₂ экв. В год, или две трети выбросов 2013 года, к 2030 году. Ожидаемые общие совокупные предотвращенные выбросы оцениваются в 1,5 Гт CO ₂ к 2030 году и 5 Гт CO ₂ к 2050 г.

Рисунок 2: Прогнозируемая динамика выбросов фторсодержащих газов из всех источников выбросов в ЕС-27 в 1995-2050 годах в сценарии «без мер» (т.е.без политики ЕС в отношении фторсодержащих газов), сценарии «с мерами» (т.е. исходная политика ЕС по фторсодержащим газам) и дополнительные меры (например, новая политика по фторсодержащим газам).

С учетом общих выбросов

Поскольку фторсодержащие газы способствуют изменению климата, предприятия стремятся заменить их другими веществами. Альтернативы, которые не повреждают озоновый слой и не способствуют изменению климата, стали доступны в последние годы для различных применений, таких как охлаждение, кондиционирование воздуха, пенообразование и аэрозоли. Многие из этих альтернатив приводят также к более высокой энергоэффективности, что важно, поскольку косвенные выбросы от использования энергии в течение срока службы продукта часто значительно выше, чем прямые выбросы фторсодержащих газов.

Необходима дальнейшая работа по сокращению ГФУ и ОРВ На

ГФУ приходится 98% выбросов фторсодержащих газов, и их использование продолжает расти, несмотря на то, что существуют экологически безопасные альтернативы ГФУ. Следовательно, необходимы меры, которые дополнительно ограничивают использование и выбросы ГФУ.

В ЕС критически важно обеспечить полное выполнение нового Регламента по фторсодержащим газам (и, в частности, предусматриваемое им поэтапное сокращение использования ГФУ).

И хотя большинство ОРВ выводится из обращения, Монреальский протокол по-прежнему позволяет производить и использовать некоторые количества ОРВ для определенных нишевых приложений (например,грамм. использование исходного сырья). В этих нишевых приложениях необходимо разработать экономически эффективные альтернативы.

Кроме того, большие количества ОРВ все еще содержатся в старом оборудовании (холодильные системы и кондиционеры) и зданиях (пенопласт) и будут выброшены в атмосферу, если не будут должным образом переработаны и уничтожены.