Какова роль озонового слоя в жизни земли: Что такое озоновый слой? Какова его роль на планете?

ОЗОНОВЫЙ ЭКРАН ЗЕМЛИ — 11 класс

Тип урока: деловая игра.

Интеграция предметов: физика — астрономия — экология.

Пояснительная записка:

1. Заранее определяется круг вопросов, которые будут обсуждаться.

2. Из учащихся класса назначаются специалисты, журналисты и комментатор.

3. Специалисты разрабатывают ответы на вопросы темы.

4. Журналисты являются представителями различных СМИ.

5. В начале урока комментатором формулируется основная экологическая проблема, и на протяжении урока эта проблема разрешается.

Ход урока

Комментатор. Земля — уникальная планета нашей Солнечной системы. Это третья планета от Солнца. Уникальная она потому, что только на ней существует жизнь. Почти без преувеличения можно сказать, что жизнь на нашей планете существует благодаря излучению Солнца. Но без атмосферы это излучение было бы губительно для живого организма. При взаимодействии солнечного излучения с атмосферой происходит его частичное отражение и частичное рассеивание. Рассеянному излучению мы обязаны освещением при закрытом облаками небе.

Озоновый же слой атмосферы, о котором сегодня пойдет речь, является своеобразным защитным щитом Земли. Но этот слой постепенно разрушается и утоньшается. Для биосферы наступают грозные времена.

На нашей деловой встрече представителей средств массовой информации и ведущих ученых страны мы обсудим некоторые вопросы этой глобальной проблемы человечества.

Пожалуйста, вопросы к специалистам.

Корреспондент журнала «Природа». Мой вопрос к химику: что представляет собой озон? Каковы его химические свойства?

Химик. Озон — это аллотропная модификация кислорода О₂. Аллотропия — это существование химического элемента в виде двух простых веществ. Химическая формула озона 0₃. Это газ синего цвета с резким запахом.

Корреспондент журнала «Природа». Скажите, а много ли его содержится в земной атмосфере?

Xимик. В разное время года его содержание в атмосфере различное. Обычно в атмосфере его содержится летом 7 · 10^-6 % объема, а зимой — до 2 · 10^-6 %.

Представитель журнала «Земля и Вселенная». Меня интересует вопрос: как возникает этот газ в атмосфере Земли?

Физик. Причины его возникновения в атмосфере Земли в основном две:

1) Столкновение фотонов ультрафиолетового диапазона частот с молекулами атмосферного кислорода.

2) Озон появляется при воздействии электрических разрядов. Вспомните, характерный «свежий» запах озона ощущается после грозы.

Внештатный корреспондент журнала «Биология в школе». Мой вопрос я адресую биологу: каково биологическое воздействие озона на человека и среду?

Биолог. Этому газу присущи бактерицидные свойства, поэтому он широко применяется в настоящее время для обеззараживания воды и воздуха.

Представитель журнала «Физика в школе». Свой вопрос я адресую физику: почему именно ультрафиолетовое излучение Солнца способствует образованию озона в атмосфере? Вообще, каковы физические свойства солнечного излучения?

Физик. Академик Вернадский писал: «Кругом нас, в нас самих, всюду и везде, вечно сменяясь, совпадая и сталкиваясь, идут излучения разной длины волны. .. Лик земли ими меняется, ими в значительной мере лепится».

На каждый квадратный метр верхней границы атмосферы поступает ежесекундно около 1370 Дж энергии, приносимой электромагнитными излучениями всевозможных частот. В составе солнечного излучения содержатся все частоты. Диапазон длин волн излучения солнца, пропускаемого на землю атмосферой, — от 290 нм до 24 мкм, и от 8 мм до 20 м. На ультрафиолетовую часть приходится около 6,7 %, на видимую — около 46,8 %, на инфракрасную примерно 46,5 %. При прохождении солнечного излучения через атмосферу возникают разнообразные фотохимические реакции. Одна из них имеет жизненно важное значение — это образование озона. Проще будет сказать, что образование озона требует затрат энергии. Эта энергия «отбирается» у солнечного излучения по пути его следования к земной поверхности, причем отбирается у его ультрафиолетовой компоненты. Поток ультрафиолетовой компоненты солнечного излучения производит из атмосферного кислорода гигантское количество озона. Поэтому поверхности Земли достигает ультрафиолетовое излучение уже безопасной интенсивности.

Журналист научно-популярного журнала «Квант». Что такое озоновый слой и где он находится?

Географ. Основная масса озона находится, как выяснилось в результате многолетних исследований, высоко в атмосфере в виде слоя, называемого озоновым. Плотность озона в этом слое неравномерна, она распределена по высоте следующим образом: незначительная концентрация озона наблюдается на высоте около 10 км, то есть в верхних слоях тропосферы. Далее плотность возрастает, достигая максимума на высоте 20—25 км, а затем убывает до незначительной концентрации к высоте 50 км.

Вопрос к биологу: какова роль озонового слоя в существовании жизни на Земле?

Биолог. Важная особенность озонового слоя — он не пропускает на Землю ультрафиолетовое излучение. Поэтому существование озонового слоя имеет жизненно важное значение, ведь ультрафиолетовые лучи при большой интенсивности губят все живое.

Если бы не было заслона, то есть озонового слоя, на пути солнечного излучения, то оно выжгло бы флору и фауну на поверхности Земли.

Я представитель газеты «Аргументы и факты». Мой вопрос к химику и географу: что представляют собой «озоновые дыры»? И какова причина их возникновения?

Химик. Озоновый слой — система хрупкая. Дело в том, что молекулы О₃ химически активны: они вступают в реакцию с рядом химических соединений, выбрасываемых в атмосферу производствами, двигателями внутреннего сгорания и другими источниками. На первом месте здесь стоят фреоны. «Разъедают» озоновый слой и некоторые другие химические соединения.

Биолог. Каковы возможные последствия разрушения озонового слоя, об этом уже говорилось. Толщина озонового слоя с каждым годом уменьшается. Чем больше «грязи», разъедающей озоновый слой, тем ближе глобальная катастрофа биосферы Земли.

Вопрос к химику: существуют ли международные соглашения, предусматривающие меры предупреждения отрицательных последствий?

Химик. Конечно, имеются. Сохранение озонового щита — это одна из главных экологических задач всех стран мира.

Я представитель журнала «Природа». Мой вопрос к химику и физику: что делается в нашей стране по сокращению производства озоноразрушающих веществ?

Физик. Одна из основных мер по охране атмосферного воздуха — это строительство очистительных сооружений, введение на всех промышленных предприятиях замкнутых технологических циклов, исключающих загрязнение атмосферы.

Химик. Уголь, нефть и другие виды топлива подвергаются на обогатительных фабриках специальной обработке, в результате которой они освобождаются от серы и некоторых других вредных веществ, воздействующих на озоновый слой.

А вообще, охрана атмосферы — составная часть охраны природы — предусматривает систему мероприятий местных, государственных и международных по воспроизводству, рациональному использованию, очистке воздуха и контролю за его состоянием.

Охрана атмосферы включает:

1) уменьшение и полное прекращение загрязнений механических, физических, химических, биологических;

2) сохранение и увеличение биомассы производителей кислорода и поглотителей углекислого газа;

3) сохранение и восстановление оптимальной циркуляции атмосферы в региональном масштабе, а в будущем — и в планетарном.

Комментатор. Как известно, возникновение жизни ознаменовало начало особого этапа в развитии нашей планеты. Ученые-естествоиспытатели доказали, что эволюционируя и усложняясь, жизнь стала оказывать возрастающее влияние на процессы, происходящие в природе. В биосфере как целостной системе сформировался и действует сложный процесс саморегулирования, самовосстановления, саморазвития, благодаря чему установилось равновесие природных процессов, которое, однако, в условиях современного научно-технического прогресса иногда резко нарушается, вызывая неблагоприятные последствия.

Для создания атмосферы природе потребовались миллионы лет. Человеку же достаточно несколько десятилетий, чтобы катастрофически изменить ее. Биосфера Земли теперь уже не в состоянии самостоятельно справиться, нейтрализовать ее отрицательное воздействие при помощи самоочищения. Увеличивающееся загрязнение, приведшее к образованию озоновых дыр, приобрело глобальный характер, угрожающий здоровью человека и среде его обитания необратимыми изменениями.

Средства массовой информации должны довести до человечества важность всего, о чем говорилось на нашей деловой встрече.

Пресс-конференция «Озоновый экран нашей планеты» 98 класс)

Внеклассная деловая игра  «Озоновый экран нашей планеты».

Цель деловой игры:  обобщить знания учащихся об одной из глобальных проблем человечества — истончении озонового слоя.

Форма проведения: пресс-конференция.

Предварительная работа

1.Выбор учащихся-«специалистов»: химик, географ, физик, биолог, обществовед, ведущего пресс-конференции, «журналистов».

2.Определение  круга вопросов для обсуждения на пресс-конференции.

3.Самостоятельная разработка ответов на вопросы, с использованием  дополнительной литературы, консультаций учителя.

«Человек родился быть господином,

повелителем, царем природы, но мудрость,

с которой он должен править, не дана 

ему от рождения: она приобретается учением».

Н.И.Лобачевский 

1.Презентация «Экологические проблемы: их особенности, причины возникновения».

2.Вступительное слово ведущего.

Ведущий:  -Растительный и животный мир на нашей планете начал свое развитие лишь после образования охранного озонового слоя, который надежно укрыл Землю от опасного ультрафиолетового солнечного излучения.

Озоновый слой атмосферы – своеобразный охранительный щит Земли, но он постепенно разрушается и утоньшается. Сегодня мы собрались, чтобы обсудить одну из глобальных проблем человечества «Озоновый экран нашей планеты: состояние, проблемы».

        В пресс-конференции участвуют ведущие специалисты НИИ:

«специалист-физик» — Ф.И.О.

«специалист-биолог» — Ф.И.О.

«специалист-химик» — Ф.И.О.

«специалист-географ» — Ф.И.О.

«специалист-обществовед» — Ф.И.О.

и представители  средств массовой информации.

      «Журналисты» задают «специалистам» такие, например, вопросы:

— Что представляет собой озон? Каковы его химические свойства?

Отвечает «химик»:

-Озон- газ синего цвета с резким запахом, температура кипения -112⁰С, сильный окислитель. При больших концентрациях разлагается со взрывом. Образуется из кислорода под действием ультрафиолетового излучения Солнца. Формула озона О₃ . Всего в земной атмосфере примерно 3*10 т озона.

— Что такое озоновый слой? Где он расположен?

Отвечает «географ»:

-Озоновый слой защищает жизнь на Земле от вредного ультрафиолетового излучения Солнца. Несмотря на малую концентрацию озона, он поглощает  99%  опасного солнечного излучения. Озон образуется в верхней стратосфере (40-50 км) при фотохимических реакциях с участием кислорода, азота, водорода, хлора. В нижней стратосфере (10-25 км), где озона больше всего, главную роль в сезонных и более длительных изменениях его концентрации играют процессы переноса воздушных масс.(использование таблицы «Строение атмосферы»).

— Каков состав и физические свойства солнечного излучения?

Отвечает «физик»:

-Земная поверхность и нижние слои воздуха — тропосфера, где образуются облака и возникают другие метеорологические явления, непосредственно получают энергию от Солнца. Солнечная энергия постепенно поглощается земной атмосферой по мере приближения её к поверхности Земли, но  далеко не все виды излучения, испущенного Солнцем, попадают на Землю. На Землю доходит только 40 % солнечного излучения,

60 %излучения же отражаются и уходят обратно в космос. В настоящее время наблюдается очень негативная тенденция к увеличению поглощаемого Землёй количества солнечного тепла по причине увеличения в атмосфере Земли парниковых газов. Под действием солнечного света на Земле происходят такие грандиозные природные явления, как дождь, снег, град, ураган. Происходит перемещение огромного количества воды на Земле, действуют такие океанические течения, как Гольфстрим, течение западных ветров и т. д. Происходит интенсивное испарение влаги, которая затем охлаждается и выпадает в виде дождя. Не будь всего этого — на Земле не было бы жизни. Под действием солнечного тепла образуются облака, бушуют ураганы, дует ветер, существуют волны на море, а также происходят медленные, но неумолимые процессы выветривания, эрозии горных пород.

Все эти явления и делают нашу планету  разнообразной, неповторимой и красивой и происходят за счёт воздействия на Землю не всех видов солнечного излучения, а только некоторых — это, в основном, видимое излучение и инфракрасное. Именно воздействие последнего вида излучения нагревает Землю и формирует  погоду, определяет тепловой режим планеты.

Помимо этого в атмосферу земли проникает поток ионизированных частиц (в основном гелиево-водородной плазмы), истекающий из солнечной короны со скоростью 300-1200 км/с в окружающее космическое пространство (Солнечный ветер).

Множество природных явлений связано с солнечным ветром, в том числе магнитные бури, полярные сияния и различная форма кометных хвостов, всегда направленных от Солнца.

Ультрафиолетовое излучение Солнца разрушает молекулу кислорода, которая распадается на два составляющих её атома (атомарный кислород), и возникшие таким путём свободные атомы кислорода соединяются с другими молекулами кислорода, которые ещё не успели разрушиться солнечным ультрафиолетовым излучением. В результате получается его аллотропная модификация, состоящая из трёх атомов кислорода — озон. Озон жизненно важен для существования жизни на Земле. Образуется он за счёт солнечного излучения, а также благодаря атмосферным электрическим разрядам — молниям. Благодаря озоновому слою до поверхности Земли доходит лишь малая часть жёсткого ультрафиолетового излучения.

Ультрафиолетовые лучи опасны для человека и животных, поэтому образование озоновых дыр представляет серьёзную угрозу для человечества.

Кроме того, инфракрасные лучи Солнца полезны для здоровья человека — они проникают глубоко под слой кожи человека и вызывают заметное тепловое действие, очень полезное при лечении многих видов заболеваний. Поэтому  многие животные, когда болеют, «греются на солнышке».

 В небольшом количестве ультрафиолет необходим человеку. Все знают, что под действием ультрафиолета образуется жизненно необходимый витамин D. При его недостатке возникает серьёзное заболевание — рахит, которое может возникнуть по оплошности родителей, которые прячут своих детей от солнечного света.

Недостаток витамина D опасен и для взрослых, при его  недостатке  наблюдается размягчение костей не только у детей, но и у взрослых (остеомаляция). Из-за недостатка поступления ультрафиолетовых лучей может нарушиться нормальное поступление кальция, вследствие чего усиливается хрупкость мелких кровеносных сосудов, увеличивается проницаемость тканей. Дефицит  солнечного освещения  проявляется также в бессоннице, быстрой утомляемости и др. Поэтому человеку периодически необходимо бывать на солнце.( использование таблицы по физике « Шкала электромагнитных излучений»).

— Как воздействует солнечное излучение на природу и человека,  какова роль озонового слоя в существовании жизни на Земле?

Отвечает «биолог»:

-Из всей энергии, излучаемой Солнцем в межпланетное пространство, примерно одна двухмиллиардная часть достигает границы земной атмосферы. Около трети энергии солнечного излучения, падающего на Землю, отражается ею и рассеивается в межпланетном пространстве.

Много солнечной энергии идет на нагревание земной атмосферы, океанов и суши. В настоящее время в народном хозяйстве достаточно часто используется солнечная энергия. Это теплицы, парники, опреснители, водонагреватели, сушилки. Ведутся работы по созданию солнечных электростанций. Все большее  применение находят полупроводниковые солнечные батареи. Но наряду с этим Солнце обладает коротковолновым излучением (ультрафиолетовым и рентгеновским) — опасным для всего живого. Преградой на пути коротковолнового солнечного излучения и является озоновый слой.

— Что представляют собой озоновые дыры,  каковы причины их возникновения?

Отвечает «географ»:

— В начале 80-х годов 20 века  английские и японские ученые выяснили, что с конца 70-х годов над Антарктикой непрерывно истощается озоносфера – слой атмосферного озона. Наземные и спутниковые измерения обнаружили своего рода озоновую «дыру», в которой озона в столбе воздуха было на 30-50% меньше нормы. Эта дыра в Антарктике наблюдается весной и осенью, в другие сезоны содержание озона ближе к норме.

Заметнее всего это уменьшение на высотах 15-25 км,  в слое с максимальным содержанием озона. Позднее выяснилось, что озона в атмосфере становится все меньше и меньше также и в средних и высоких широтах Северного полушария зимой – весной (январь – март), особенно над Европой, США, Тихим океаном, Европейской частью России, Восточной Сибирью и Японией. Резко уменьшилось  в последнее время содержание озона над Москвой и Санкт-Петербургом.

       Причины ослабления озонового щита:

во-первых, это запуски космических ракет; сгорающее топливо «выжигает» в озоновом слое большие дыры; когда-то предполагалось, что эти «дыры» затягиваются; оказалось —  нет; они существуют довольно долго;

во-вторых, самолеты, особенно летящие на высотах в 12-15 км, выбрасывают   пар и другие вещества, разрушают озон;

в-третьих, это фтористые и хлористые соединения, называемые фреоном. Фреон – это не вступающий у поверхности  Земли ни в какие химические реакции газ, кипящий при комнатной температуре, а потому резко увеличивающий свой объем, что делает его хорошим распылителем. Фреоны  широко применяются в настоящее время в холодильниках, кондиционерах, машинах, пенообразователях, аэрозолях. Эти соединения поднимаются вверх, разрушают озоновый слой, сами же распадаются десятилетиями.

— Каковы возможные последствия разрушения озонового слоя?

Отвечает «биолог»:

-Деятельность человека, приводящая к разрушению озонового слоя,  вызывает наибольшую тревогу. Истончение этого слоя ведет к прямому проникновению ультрафиолетового излучения на Землю, из-за чего 6-9 тысяч  человек ежегодно заболевают раком кожи, происходит уничтожение планктона в океане, мутирует растительный и животный мир.

— Существуют ли международные соглашения, предусматривающие меры предупреждения отрицательных последствий в разрушении озонового слоя Земли?

Отвечает «обществовед»:

-Под давлением этих аргументов многие страны начали принимать меры, направленные на сокращение производства и использования ХФУ. С 1978 г. в США было запрещено использование ХФУ в аэрозолях. В сентябре 1987 г. 23 ведущих страны мира подписали в Монреале конвенцию, обязывающую снизить потребление ХФУ к 1999 г. до половины уровня 1986 г.

— Что делается в нашей стране по сокращению производства озоноразрушающих веществ?

Отвечает «химик»:

 -Для использования в качестве пропиллена в аэрозолях уже найден неплохой заменитель ХФУ — пропанобутановая смесь. По физическим параметрам она практически не уступает фреонам, но, в отличие от них, огнеопасна. Тем не менее, такие аэрозоли уже производятся во многих странах, в том числе, и в России. Сложнее обстоит дело с холодильными установками — вторым по величине потребителем фреонов. Дело в том, что из-за полярности молекулы ХФУ имеют высокую теплоту испарения, что очень важно для рабочего тела в холодильниках и кондиционерах. Лучшим известным на сегодня заменителем фреонов является аммиак. В России, как и во многих других странах, ведутся разработки новых заменителей и уже достигнуты неплохие результаты, но полностью эта проблема еще не решена.

Просмотр последнего слайда презентации.

Мы любим лес в любое время года,

Мы слышим речек медленную речь….

Все это называется природа

Давайте же всегда ее беречь!

 

Используемая  литература.

Физика и экология. 7-11 классы. Г.А. Фадеева, В.А. Попова, — Волгоград,         «Учитель», 2003

1.                              Физика. Человек. Окружающая среда. Приложение к учебнику физики для 7 кл. ОУ. Под ред. Р.Д. Миньковой, А.П., А.П. Рыженкова, — М., «Просвещение», 1996

2.                              Творческое задание по физике в 7-8 кл. Р.И. Манафеев, — М., «Просвещение», 1971

3.                  Физические викторины в средней школе. Пособие для учителя. Изд.3-е, перераб., — М., «Просвещение», 1977

4.                              Перекрестки физики, химии и биологии. В.Р. Ильченко, — М., «Просвещение», 1986

5.                              Занимательные вечера по физике в средней школе. И.Л. Юфанова, — М. ,

«Просвещение», 1990

6.                               Экологический букварь. С.В. Рянжин, — Санкт-Петербург, «Пит-Тал», 1996

 

Что такое озоновый слой: характеристики, дыра и функции

Среди различных слоев атмосферы в одном слое самая высокая концентрация озона на всей планете. Это так называемый озоновый слой. Эта область расположена в стратосфере на высоте около 60 километров и оказывает необходимое влияние на жизнь на Земле. Поскольку люди выбрасывают в атмосферу определенные вредные газы, этот слой истончается, что ставит под угрозу его жизненную функцию на Земле. Однако и по сей день кажется, что ситуация меняется. Многие люди до сих пор плохо знают Что такое озоновый слой.

Поэтому мы собираемся посвятить эту статью тому, чтобы рассказать вам, что такое озоновый слой, каковы его характеристики и текущая ситуация с ним.

Индекс

• 1 Что такое озоновый слой
• 2 Características principales
• 3 Происхождение озонового слоя
• 4 Дыра в озоновом слое
• 5 Защита

Что такое озоновый слой

Чтобы начать понимать роль озонового слоя, мы должны сначала понять природу газа, из которого он состоит: газообразный озон. Его химическая формула — O3, изотоп кислорода, форма, существующая в природе.

Озон — это газ, который он разлагается на обычный кислород при нормальной температуре и давлении. Точно так же он излучает резкий запах серы и имеет мягкий синий цвет. Если на поверхности земли будет обнаружен озон, он будет токсичным для растений и животных. Однако он существует естественным образом в озоновом слое, если в стратосфере не будет такой высокой концентрации этого газа, мы не сможем выбраться наружу.

Озон — важный защитник жизни на поверхности земли. Это потому, что он выполняет функцию защитного фильтра от солнечного ультрафиолетового излучения. Заботится о поглощают в основном солнечные лучи с длиной волны от 280 до 320 нм.

Когда солнечные ультрафиолетовые лучи попадают в озон, молекулы распадаются на атомарный кислород и обычный кислород. Когда обычный кислород и атомарный кислород снова встречаются в стратосфере, они рекомбинируют с образованием молекул озона. Эти реакции постоянны в стратосфере, и озон и кислород сосуществуют одновременно.

Características principales

Озон — это газ, который можно обнаружить вблизи грозы, высоковольтного оборудования или искр. Например, в смесителе озон образуется, когда контакты щетки создают искры. Его легко узнать по запаху.

Этот газ может конденсироваться и выглядеть как очень нестабильная жидкость синего цвета. Однако если он замерзнет, ​​он станет темно-фиолетовым. В этих двух состояниях Это чрезвычайно взрывоопасное вещество из-за его сильной окислительной способности. Когда озон разлагается на хлор, он способен окислять большинство металлов и, хотя его концентрация на поверхности земли очень мала (всего около 20 частей на миллиард), он способен окислять металлы.

Он тяжелее и активнее кислорода. Он также является более окисляющим, поэтому его используют в качестве дезинфицирующего и бактерицидного средства из-за окисления бактерий, которые он вызывает. Был использован Для очистки воды, уничтожения органических веществ или воздуха в больницах, на подводных лодках, и так далее

Происхождение озонового слоя

Сам термин «озоновый слой» обычно неправильно понимается. То есть существует концепция, согласно которой на определенной высоте стратосферы имеется высокая концентрация озона, который покрывает и защищает Землю. Более или менее это представляется так, как если бы небо было покрыто облачным слоем.

Однако это не так. Правда в том, что озон не концентрируется в пласте и не расположен на определенной высоте, но это дефицитный газ, который сильно разбавлен в воздухе и, кроме того, появляется из-под земли за пределы стратосферы. То, что мы называем «озоновым слоем», — это область стратосферы, где концентрация молекул озона относительно высока (несколько частиц на миллион) и намного выше, чем другие концентрации озона на поверхности. Но концентрация озона по сравнению с другими газами в атмосфере, такими как азот, ничтожна.

Озон образуется в основном, когда молекулы кислорода получают большое количество энергии. Когда это происходит, эти молекулы превращаются в радикалы атомарного кислорода. Этот газ крайне нестабилен, поэтому, когда он встречает другую обычную молекулу кислорода, объединится с образованием озона. Эта реакция происходит каждые две секунды или около того.

В этом случае источником энергии обычного кислорода является ультрафиолетовое излучение солнца. Ультрафиолетовое излучение является причиной разложения молекулярного кислорода на атомарный кислород. Когда атомы и молекулы молекулярного кислорода встречаются и образуют озон, он разрушается самим ультрафиолетовым излучением.

В озоновом слое постоянно создаются и разрушаются молекулы озона, молекулярного кислорода и атомарного кислорода. Таким образом, существует динамическое равновесие, в котором озон разрушается и образуется.

Дыра в озоновом слое

Эта дыра в озоновом слое — это уменьшение концентрации этого элемента в определенной области. Следовательно, в этой области на нашу поверхность попадает больше вредной солнечной радиации. Яма находится у столбов, хотя в летние месяцы вроде восстанавливается. Когда он восстанавливается на одном полюсе, кажется, что он деградирует на другом. Этот процесс происходит циклически.

Разложение озона происходит как из-за естественных колебаний из-за электромагнитного поля планеты, так и из-за человеческой деятельности. Человечество, благодаря экономическому развитию и промышленной деятельности, выбрасывает большие количества загрязняющих газов, которые разрушают молекулы озона.

Защита

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

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

• ХФУ (хлорфторуглероды). Они наиболее разрушительны и выпускаются в виде аэрозоля. Они очень долго живут в атмосфере, и поэтому те, что были выпущены в середине XNUMX века, по-прежнему наносят ущерб.
• Галогенированный углеводород. Этот продукт входит в состав огнетушителей. Лучше всего убедиться, что в купленном нами огнетушителе нет этого газа.
• Бромистый метил. Это пестицид, используемый на лесных плантациях. При попадании в окружающую среду разрушает озон. В идеале не стоит покупать мебель из этого дерева.

Я надеюсь, что с этой информацией вы сможете больше узнать о том, что такое озоновый слой.

38.Закон Шелфорда

Закон толерантности Шелфорда — закон, согласно которому существование вида определяется лимитирующими факторами, находящимися не только в минимуме, но и в максимуме. Толерантность-способность организма переносить неблагоприятное влияние того или иного фактора среды. Закон толерантности расширяет закон минимума Либиха.

39.Какова роль озонового слоя в жизни Земли и почему он разрушается?

Озо́новый слой — часть стратосферы на высоте от 12 до 50 км, в котором под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца кислород (О2) ионизируется, приобретая третий атом кислорода, и получается озон (О3). Относительно высокая концентрация озона (около 8 мл/м³) поглощает опасные ультрафиолетовые лучи и защищает всё живущее на суше от губительного излучения. Озоновый слой защищает жизнь на Земле от вредного ультрафиолетового излучения Солнца. Обнаружено, что в течение многих лет озоновый слой претерпевает небольшое, но постоянное ослабление над некоторыми районами Земного шара, включая густо населенные районы в средних широтах Северного полушария. Над Антарктикой обнаружена обширная «озоновая дыра». Разрушение озона происходит из-за воздействия ультрафиолетовой радиации, космических лучей, некоторых газов: соединений азота, хлора и брома, фторхлоруглеродов (фреонов) . Деятельность человека, приводящая к разрушению озонового слоя, вызывает наибольшую тревогу. Поэтому многие страны подписали международное соглашение, предусматривающее сокращение производства озоно-разрушающих веществ. Предполагается множество причин ослабления озонового щита. Во-первых, — это запуски космических ракет. Сгорающее топливо «выжигает» в озоновом слое большие дыры. Когда-то предполагалось, что эти «дыры» затягиваются. Оказалось, нет. Они существуют довольно долго. Во-вторых, самолеты. Особенно, летящие на высотах в 12-15 км. Выбрасываемый ими пар и другие вещества разрушают озон. Но, в то же время самолеты, летающие ниже 12 км. Дают прибавку озона. В городах он — один из составляющих фотохимического смога. В — третьих, это хлор и его соединения с кислородом. Огромное количество (до 700 тысяч тонн) этого газа поступает в атмосферу, прежде всего от разложения фреонов. Фреоны — это не вступающие у поверхности Земли ни в какие химические реакции газы, кипящие при комнатной температуре, а потому резко увеличивающие свой объем, что делает их хорошими распылителями. Поскольку при их расширении снижается их температура, фреоны широко используют в холодильной промышленности. 40. Законы Одум 

-1- организмы могут иметь широкий диапазон толерантности в отношении одного экологического фактора и низкий в отношении другого;

-2- организмы с широким диапазоном толерантности в отношении всех экологических факторов наиболее распространены;

-3- если условия по какому-либо экологическому фактору неоптимальны, то диапазон толерантности может сузиться и в отношении других факторов;

-4- многие факторы среды могут стать лимитирующими в критические периоды жизни организмов.

41. Что такое парниковый эффект и каковы его последствия?

Парнико́вый эффе́кт — повышение температурынижних слоёв атмосферы планеты по сравнению сэффективной температурой, то есть температурой теплового излучения планеты, наблюдаемого из космоса. Главной причиной парникового эффекта является попадание в атмосферу промышленных газов.

Парниковый эффект создают углекислый газ, оксид азота, метан, хлорфторуглероды. Все эти газы — результат деятельности человека.

Последствий же парникового эффекта гораздо больше.

1. Повышенная испаряемость водыв океанах.

2. Увеличение выделения углекислого газа, метана, а также закиси азота в результате промышленной деятельности человека.

3. Быстрое таяние ледников, смена климатических зон, что приводит к уменьшению отражающей способности поверхности Земли, ледников и водоемов.

4. Разложение соединений воды и метана, которые находятся возле полюсов.

5. Замедление течений, в том числе и Гольфстрима, что может вызвать резкое похолодание в Арктике.

6. Нарушение структуры экосистемы, сокращение площади тропических лесов, исчезновение популяций многих животных, расширение среды обитания тропических микроорганизмов.

42. Коагуляция это КОАГУЛЯЦИЯ — процесс слипания частиц при каком-либо внешнем воздействии ( изменении температуры, воздействия электрического поля, введении химических веществ и т. д.), часто приводящий к выпадению осадков. Широко используется в очистке сточных вод. 43. Второе начало термодинамики — применение в экологии

Который определяет, что при любом энергетическом процессе, текущем самопроизвольно, происходит переход энергии из концентрированной формы в рассеянную, то есть всегда есть потери энергии (в виде недоступного для использования тепла), а стопроцентный переход из одного вида энергии в другой невозможен. Характерно действие этого закона при переходе из одной формы в другую в живых системах: солнечная энергия химическая при фотосинтезе и далее в пище консументов превращение в движение мышц, работу мозга и другие проявления жизни – сопровождается на каждом этапе и в конечном итоге деградацией высококачественной энергии, лишь небольшая часть которой переходит с одного уровня на другой, основная часть превращается в низкокачественное тепло и рассеивается в окружающей среде. В открытых системах энтропия, то есть мера неупорядоченности системы, в определённом смысле – свойство энергии переходить не в полезную работу, а в тепло и рассеиваться в пространстве, может, как увеличиваться, так и снижаться, до определённой минимальной величины, но всегда большей нуля. Для экологических биолого-эволюционных, а также общественных процессов важное значение имеет принцип (закон) диссинации (рассеивания) Л. Онсагера, или принцип экономии энергии (экономии энтропии), который определяет, что при возможности развития процесса в некотором множестве направлении (каждое из которых допускается началами термодинамики) будет реализовано то, которое обеспечивает минимум диссинации энергии (то есть минимум роста энтропии).

Разрушение озонового слоя: причины и последствия: Статьи экологии ➕1, 07.06.2022

Озоновый слой — это часть стратосферы Земли, поглощающая избыток ультрафиолетового излучения. Но эта защита не безупречна. Plus-one.ru — о том, из-за чего разрушается озоновый слой и к каким последствиям это может привести.

Фото: iStock

Озоновую дыру впервые обнаружили в 1985 году над Антарктидой. Она появлялась весной, а когда ветры начинали дуть в другом направлении, заполнялась молекулами O₃ из соседних участков атмосферы. Но даже в этот период проблема не исчезала, так как края дыры постепенно истончались и теряли способность эффективно сдерживать ультрафиолетовое излучение.

Научные исследования подтвердили, что озоновый слой повреждается из-за использования химикатов, содержащих хлор и бром. Их также называют озоноразрушающими веществами (ОРВ). Широкое использование ОРВ объяснялось их нетоксичностью и стабильностью. Но именно стабильность этих веществ оказалась губительной для экологии.

ОРВ поднимаются до уровня стратосферы и задерживаются там, распадаясь под воздействием УФ-лучей. Этот процесс сопровождается выделением хлора и брома, расщепляющих молекулы O₃ на атомы. ОРВ способны накапливаться в атмосфере. Значительная часть веществ, использовавшихся человеком в течение последних нескольких десятков лет, все еще оказывает разрушающее воздействие на озоновый слой. Так, доказано, что молекула хлора покидает атмосферу нашей планеты лишь спустя 75-111 лет.

Истончение озонового слоя, в борьбе с которым с 1980-х годов были достигнуты значительные успехи, усиливается из-за глобального потепления. В 2019 году в районе Арктики образовалась озоновая дыра, площадь которой втрое больше территории Гренландии. Ее появление связано не только с выбросами химикатов, но и с изменением климата. Из-за ослабления действия полярных вихрей в районе Северного полюса скопились массы охлажденного воздуха. Их объем был больше, чем в 1937 году, когда зима была рекордно холодной. Это привело к образованию стратосферных облаков, удерживающих вредные вещества вблизи озоносферы.

Как украинский кризис повлиял на борьбу с глобальным потеплением

Насколько опасно промедление, вызванное санкциями против России и энергетическим коллапсом

80% повреждений озоносферы связано с использованием ОРВ. К ним относятся:

Хлорфторуглероды (ХФУ). Используются при производстве аэрозолей, пен, растворителей, хладагентов для кондиционеров, холодильного оборудования, веществ для стерилизации хирургических инструментов.

Тетрахлорметан. Это сырье для медикаментов и сельскохозяйственных химикатов, растворитель смол, жиров, каучука и других веществ. Также тетрахлорметан необходим для получения фреонов.

Бромистый метил. Применяется в пищевой и сельскохозяйственной промышленности. Позволяет бороться с бактериями, грибками, насекомыми, грызунами и поражающими растения вирусами.

Для сохранения озонового слоя эти вещества заменяют аналогами, не оказывающими разрушительного воздействия на молекулы O₃. Например, альтернативой галонам служат инертные газы, галоидоуглеводороды, потоковые агенты, водяной туман, тонкодисперсные частицы аэрозолей.

Озон — это одна из самых важных составляющих земной атмосферы. Он поглощает ультрафиолетовое излучение солнца, высокие дозы которого губительны для всего живого. Под воздействием УФ-лучей нарушается зрение, снижается способность организма сопротивляться инфекциям. Люди чаще страдают от аллергических реакций, онкологии, преждевременного старения, кожных заболеваний, неврозов. Так, среднегодовой прирост заболеваемости меланомой — наиболее опасной формой рака кожи — в России составляет 3,9%, в США — 6%. При этом 86% случаев этой патологии связано с воздействием УФ-лучей.

Фото: iStock

Кроме того, ультрафиолетовые лучи подавляют процесс фотосинтеза растений. А токсичные сине-зеленые водоросли, наоборот, под их воздействием начинают активно развиваться, ухудшая условия жизни обитателей водоемов. Излучение способно поражать икру и мальков рыб, а также устриц, крабов и других мелких животных. Рыболовство поставляет около 20% белка, потребляемого в мире, поэтому обеспечение человечества продовольствием находится под угрозой.

Проблема озонового слоя отражается и на плодородии почв. В верхнем слое грунта обитают цианобактерии. Они синтезируют органические вещества, необходимые для роста растений, и участвуют в процессе самоочищения почвы от загрязнений. Ультрафиолетовое излучение нарушает эти процессы, блокируя действие фермента нитрогеназы, необходимого бактериям для преобразования атмосферного азота в удобрение.

Еще одна важная роль озона для биосферы — поддержание нужной концентрации кислорода в воздухе. Молекулы O₃ динамичны и могут перемещаться в разных направлениях. Когда озон выходит за пределы защитного экрана, его замещает кислород.

В 1977 году в Вашингтоне представители 32 государств разработали первый план действий по защите озоносферы. В итоге в США, Норвегии, Швеции и Канаде запретили использование аэрозолей с хлорфторуглеродами. Но решение проблемы озонового слоя требовало более глобальных действий.

22 мая 1985 года члены ООН сделали следующий шаг на пути к защите земной атмосферы, приняв Венскую конвенцию об охране озонового слоя. Это экологическое соглашение вступило в силу в 1988 году. Оно послужило стимулом для международных усилий по снижению концентрации ОРВ, но не поставило перед участниками конкретные цели. Конвенцию ратифицировали 120 стран и ЕЭС — Европейское экономическое сообщество, состоявшее из 12 государств и существовавшее с 1957-го по 1993 год. Советский Союз присоединился к конвенции в 1986-м.

16 сентября 1987 года был принят Монреальский протокол по озоноразрушающим веществам. Документ подписали представители 46 стран, в том числе Советского Союза. В 1994 году ООН провозгласила дату заключения этого договора Международным днем охраны озонового слоя.

К 2011 году государства-участники Монреальского протокола сократили объем использования веществ из утвержденного перечня на 98%. По данным NASA, озоновая дыра над Антарктидой с 1980-х годов постепенно затягивается. Правда, при низких температурах ее границы временно расширяются, так как часть вредных веществ еще не покинула атмосферу. Прогнозируется, что к 2040 году концентрация ОРВ в воздухе снизится настолько, что погодные условия больше не будут влиять на разрушение O₃.

Состояние озоновой дыры над Антарктидой с 1 июля по 31 декабря в период с 1979-го по 2018 год, видео NASA

В октябре 2016 года сторонами Монреальского протокола была принята Кигалийская поправка. Она призывает страны поэтапно отказаться от использования гидрофторуглеродов, также называемых сверхпарниковыми газами. Эта мера направлена как на защиту озонового слоя, так и на снижение темпов глобального потепления. В России эта поправка начала действовать с 1 января 2021 года. К 2036 году запланировано сократить использование ГФУ на 85%. Вице-премьер правительства РФ Виктория Абрамченко отметила, что такой плавный переход позволит производствам адаптироваться к использованию альтернативных хладагентов, в том числе природного происхождения.

Помимо этого, в 2022 году в нашей стране планируется на 20% снизить объем ОРВ по сравнению с 2021 годом. Список разрешенных веществ из этой группы ограничили двумя наименованиями. Допустимый уровень потребления дифторхлорметана — 218,6 тонны, фтордихлорэтана — 72,3 тонны.

Подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен.

Автор

Вера Жихарева

Геоэкология как новое междисциплинарное направление на стыке географии и экологии | Санкт-Петербургский научный центр РАН

«Ученик – это не сосуд, который надо наполнить,
а факел, который надо зажечь».
Плутарх (ок. 46-120)

Зарождение геоэкологии связывают с именем немецкого географа Карла Тролля (1899-1975), который ещё в 1930-х гг. понимал под ней одну из ветвей естествознания, объединяющую экологические и географические исследования в изучении экосистем. По его мнению, термины «геоэкология» и «ландшафтная экология» являются синонимами. В России широкое использование термина «геоэкология» началось с 1970-х гг., после упоминания его известным советским географом В.Б. Сочавой (Ямковой, 2013). Впервые термин «геоэкология» был опубликован в 1966 г. Геоэкология —  от греч. gē — Земля, oikos — дом и logos – учение. Как отдельная наука геоэкология окончательно сложилась в начале 1990-х гг. Позднее уже с другой смысловой нагрузкой это понятие стало использоваться не только географами, но и биологами, и геологами. В настоящее время он применяется в географических, геологических, социальных и других науках при решении проблем природоохранной направленности.

Однако, как это ни парадоксально, чёткого и общепринятого определения этот термин до сих пор не получил, предмет и задачи геоэкологии также формулируются по-разному, зачастую весьма разнородно. Практически, в самом общем случае, они сводятся в основном к изучению негативных антропогенных воздействий на природную среду.

Среди наиболее известных определений геоэкологии как самостоятельной науки следует упомянуть некоторые из них (Телеш, 2015). В. Т. Трофимов, Д. Г. Зилинг, Т. И. Аверкина определяют геоэкологию как междисциплинарную науку, изучающую состав, структуру, закономерности функционирования и эволюции естественных (природных) и антропогенно преобразованных экосистем высоких уровней организации. Объектом исследования геоэкологии, по их мнению, являются природные и антропогенно нарушенные (преобразованные) экосистемы высокого уровня организации, предметом исследования – закономерности функционирования и эволюции естественных и антропогенно измененных экосистем высокого уровня организации. По В. И. Осипову, геоэкология – междисциплинарная наука об экологических проблемах геосфер, объектом которой являются геосферные оболочки Земли, а предметом – все знания о них, включая изменения под влиянием природных и техногенных факторов. С. П. Горшков определяет новую отрасль знаний – геоэкологию – как науку о «современных ландшафтах (естественных, преобразованных и созданных человеком), геологической среде, о способах и возможностях использования природных ресурсов и экологических ограничениях при социально-экологическом развитии». В качестве предмета этой науки называется «проблема макроорганизации биосферы, вопросы иерархического соподчинения ее макросистем в связи с необходимостью научно обоснованного использования естественных ресурсов, охраны природы». По Н. Ф. Реймерсу, геоэкология – «раздел экологии (по другим воззрениям – географии), исследующий экосистемы (геосистемы) высоких иерархических уровней – до биосферы включительно». Согласно К. М. Петрову, геоэкология – «наука о взаимодействии географических, биологических и социально-производственных систем». В. Г. Морачевский и другие считают, что геоэкология – это «наука, изучающая необратимые процессы и явления в природной среде и биосфере, возникающие в результате интенсивного антропогенного воздействия, а также близкие и отдаленные во времени последствия этих воздействий».

Связи географии с экологией традиционны и многообразны. В 20-30-х гг. XX в. американские географы называли географию экологией человека.

Место геоэкологии в системе географических наук можно изобразить в виде нанизанных на ось дисков, где каждый диск – частная географическая дисциплина. Осью, связующей всю стопку, является экологическое мировоззрение. Кусок, вырезанный из стопки, — это региональный объект геоэкологических исследований. Он включает природно-территориальный комплекс (ПТК) с присущими ему биоценозами и совмещенный с ним территориально-производственный комплекс (ТПК) с его социально-экологическими проблемами (рис. 1) (Петров, 2000).

Термин «геоэкология» (и его производные) получил в России широкое распространение. Он вошел в названия университетских факультетов и кафедр, учебных специальностей, одного из ведущих академических институтов, солидных периодических изданий (журнал РАН «Геоэкология»), научных трудов, учебной литературы и др. Но притом смысл данного термина истолковывается по-разному, подчас весьма про¬извольно и противоречиво. Более того, несмотря на факт происхождения геоэко¬логии как эколого-ландшафтной науки, ее нередко относят к совершенно иным областям знания. Отдельные авторы посчитали ее даже термином свободного пользования (Прозоров, Экзарьян, 2000).

Рисунок 1. Объект геоэкологических исследований

Подобные воззрения на геоэкологию напоминают ситуацию, возникшую в по-следние десятилетия и вокруг «экологии». Предложенный Э.Геккелем термин (1866г.), изначально сугубо биологический по своему содержанию, нередко стали понимать как некую метанауку о взаимодействии природы и общества и упот¬реблять в различных приложениях, вплоть до самых неожиданных («экология души», «экология литературного творчества», «экологический бензин», «плохая экология – причина аппендицита») (Тимашев, 2008;  Фрумин, 2011). Или такие «шедевры». В витрине одного из магазинов в Германии: «Мы заботимся о вашем здоровье. Наши похоронные венки сделаны из экологически чистых материалов». В выставочном зале «Интенсификация-90» с успехом прошла выставка «Экология женщины», после чего в петербургских газетах промелькнуло выражение «экологически чистые девушки».

Согласно паспорту специальности: «Геоэкология» — междисциплинарное научное направление, объединяющее исследования состава, строения, свойств, процессов, физических и геохимических полей геосфер Земли как среды обитания человека и других организмов. Основной задачей геоэкологии является изучение изменений жизнеобеспечивающих ресурсов геосферных оболочек под влиянием природных и антропогенных факторов, их охрана, рациональное использование и контроль с целью сохранения для нынешних и будущих поколений людей продуктивной природной среды».

Одним из основных понятий геоэкологии является понятие «природная среда», представляющее собой комплекс геооболочек Земли, находящихся в условиях относительного термодинамического равновесия. Природная среда включает в себя ближнее космическое пространство, земную атмосферу, Мировой океан, внутреннюю гидросферу, криосферу и деятельный слой литосферы.
Резюмируя приведённые определения геоэкологии и термины, связанные с ней, следует упомянуть о таком устоявшемся понятии в физической географии, как «географическая оболочка» — природный комплекс, возникший в слое взаимодействия и взаимопроникновения литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы и сформировавшийся под воздействием солнечной энергии и органической жизни. Эта оболочка является естественным природным окружением человека в его жизни и хозяйственной деятельности.

Геоэкология решает следующие задачи:

•  исследование источников антропогенного воздействия на природную среду и биосферу, их интенсивности и пространственно-временного распределения;
• создание и оптимизация геоинформационных систем, обеспечивающих непрерывный контроль за состоянием природной среды (биосферы), в основе которых лежат различные виды мониторинга;
• изучение уровня загрязнения и разрушения компонентов глобальной системы (атмосферы, Мирового океана, внутренних вод, литосферы, криосферы, биосферы), постоянный и повсеместный контроль их динамики;
• изучение антропогенной нагрузки на природные ландшафты и их функционирование как экосистем, нормирование и регулирование нагрузок на экосистемы разных иерархических уровней, исследование реакции биосферы на антропогенные процессы различного характера;
• оценка, прогноз и моделирование последствий антропогенных воздействий, проявляющихся в изменении состояния компонентов глобальной и региональной экосистем, в изменении интенсивности процессов тепло-массо-энергообмена между ними для разных временных масштабов;
• геологическое исследование устойчивости природной среды, подвергнутой антропогенному воздействию;
• разработка рекомендаций по сохранению целостности природной среды и биосферы путем оптимизации хозяйственной деятельности и регламентации ресурсопотребления.

Геоэкологические проблемы, как правило, носят комплексный характер, требуют интеграции геологии, географии, почвоведения, геофизики, геохимии, горных наук в единую систему знаний о геологической среде. Охватывая сведения о Земле, геоэкология является не просто суммирующей, а обобщающей областью знаний. Она имеет свой объект и предмет исследований, которые не следует из теории какой-либо отдельной науки о Земле.

Таким образом, геоэкология трактуется довольно широко и разнообразно. В узком смысле она представляет собой науку, занимающуюся изучением экологических функций частных геосфер, и проблем, связанных с деятельностью человека. В более широком смысле геоэкология является междисциплинарным направлением, которое интегрирует все знания об экологических проблемах Земли и представляет собой триумвират из биологических, геологических и почвенно-географических наук, ставящих основной целью сохранение жизнеобеспечивающей среды и жизни на Земле. Развитие геоэкологии продолжается, поэтому приведённый список определений, скорее всего, будет расширяться, уточняться и дополняться.

В XX в. человечество столкнулось с глобальными экологическими проблемами – экологическим вызовом (Данилов-Данильян, Лосев, 2000; Лосев, 2011). Во второй половине ХХ в. перед человечеством возникла проблема, существовавшая всегда, но ставшая по-настоящему глобальной только в последние полвека. В своей эволюции человечество к началу XXI в. покинуло станцию «Покорение природы», проскочило на полном ходу полустанок «Преобразование природы» и, разогнавшись и не снижая скорости, мчится к станции «Тупик». Эта станция может стать последней. Многообразные и обширные потребности человечества очевидно превышают тот объем ресурсов, которым Земля располагает. Тупик заключается в том, что наша цивилизация построена на ограблении планеты, причем неумелый и жадный грабитель портит намного больше, чем ему было бы нужно для достаточного, но умеренного благоденствия. Аппетиты грабителя возрастают, а возможности для грабежа уже почти не увеличиваются. Неизбежно, раньше или позже, величина потребления превысит сумму ресурсов и «услуг» природы. Возникнет, если уже не возник, грозный глобальный кризис, ведущий к катастрофической деградации экосферы, то есть области взаимодействия геосфер и человечества. При оптимистическом взгляде на глобальную ситуацию кризис еще в будущем, при пессимистической оценке он уже наступил. Пока поезд мчится все по той же колее, он неизбежно летит к станции «Тупик», или, что хуже, «Катастрофа» (Голубев, 2006).

Все общемировые геоэкологические проблемы можно разделить на две большие категории: проблемы глобальные и проблемы универсальные. Глобальные проблемы охватывают всю экосферу в целом, но могут проявляться по-разному в различных районах мира. Универсальные проблемы многократно повторяются, в определенных модификациях, складываясь в общемировую проблему. Разрушение озонового слоя Земли — характерный пример глобальной проблемы, в то время как деградация почв — типичный пример универсальной проблемы. Такое деление удобно, потому что стратегии решения глобальных и универсальных геоэкологических проблем различаются. В частности, в первом случае действенным методом решения проблемы может быть международное соглашение, выполняемое затем на национальном уровне, а во втором случае зачастую достаточно концентрировать действия по решению проблемы на локальном уровне, имея в, виду решение общенациональной или всемирной задачи.

Отношение разных ученых к глобальным проблемам различно. Крайние точки зрения таковы: — Абсолютизация глобальных проблем и фатализм, сводящийся к мнению о невозможности решить глобальные проблемы, проповедь идей катастрофизма и неизбежности гибели человечества. — Полное отрицание существования глобальных проблем и признание лишь проблем локальных.

Геоэкологические проблемы являются фокусом глобальных проблем человечества. Другими словами, геоэкологическая проблема – это противоречие, возникающее при нарушении равновесия в системе «живой организм-окружающая среда».

Глобальные геоэкологические проблемы – энергетическая, водная, продовольственная, демографическая, проблема истощения земельных и лесных ресурсов мира, загрязнение природной среды. Геоэкологические проблемы по большей части междисциплинарны. Проблема возникает часто как общественная, но корни ее лежат в вопросах естественного характера. Для ее решения необходимо предпринять определенные действия в социальной сфере, изменяя тем самым природные условия, к которым, в свою очередь, должно приспосабливаться общество.

Например, катастрофическое снижение уровня Аральского моря привело к существенным экономическим потерям (прекращение рыболовства, засоление почв вследствие разноса солей с обнажившегося дна ветром и др.) и имело очень большой общественный резонанс. Падение уровня произошло в результате изменения составляющих его водного баланса: вследствие развития орошения резко уменьшился приток в море воды Амударьи и Сырдарьи. Для восстановления более высокого, чем сейчас, уровня Арала необходимо такое коренное изменение социальных условий в бассейне, которое бы в конечном итоге способствовало снижению водопотребления (снижение доли сельского населения, изменение структуры посевов, пересмотр стратегии развития сельского хозяйства и пр. ). Таким образом, проблема Арала, внешне видимая как естественная, в основном по происхождению гидрометеорологическая, а фактически социальная.

Рассмотрим некоторые глобальные геоэкологические проблемы, обусловленные сильным антропогенным воздействием на различные географические оболочки (атмосферный воздух, водные объекты, почвы).

Проблема  озонового экрана  Земли. В развитии биосферы выделяют два переломных периода (точки), связанные с газовой функцией.   Первая из них относится ко времени, когда содержание кислорода в атмосфере достигло примерно 1% от современного уровня (первая точка Пастера). Это обусловило появление первых аэробных организмов, способных жить только в среде, содержащей кислород. С этого времени восстановительные процессы в биосфере стали дополняться окислительными. Второй переломный период связывают со временем, когда концентрация кислорода достигла примерно 10 % от современной (вторая точка Пастера). Это создало условия для синтеза озона и образования озонового слоя в верхних слоях атмосферы, что обусловило возможность освоения организмами суши (до этого функцию защиты организмов от губительных ультрафиолетовых лучей выполняла вода, под слоем которой возможна была жизнь).    Для живых организмов критическим считается содержание озона в 0,0005% объемного процента.

Основное содержание озона находится в стратосфере на высотах примерно от 15 до 45 км (этот участок иногда называют озоносферой). Максимальная концентрация озона наблюдается на высотах 20 – 25 км. Толщина озонового слоя, приведенного к нормальным условиям (р = 760 мм рт.ст., t = 0⁰С), в среднем для всей Земли составляет 2,5 – 3 мм.

В атмосфере озон образуется во время грозы, а в более верхних слоях атмосферы — под действием УФ-излучения в присутствии примесей (например, азота). Обратимая реакция образования озона имеет вид: ЗО₂  +  285 кДж ↔  2O₃

УФ-излучение представляет для человека двойную опасность. Оно не только увеличивает возможность заболевания раком кожи, но и  подавляет  способность иммунной системы сопротивляться онкологическим заболеваниям. Это  подавление иммунной системы  также  делает  людей  более  восприимчивыми,  например,  к герпесу и другим инфекционными болезнями. Помимо кожи, другим органом, в большей степени подверженным влиянию УФ-излучения, является глаз. Это  излучение  может  воздействовать  на  роговую оболочку  глаза,  создавая  условия  для  возникновения  «снежной  слепоты», названной  так  потому,  что  она  часто   возникает   у   горнолыжников   и альпинистов. Иногда снежная слепота  очень  болезненна;  ее  рецидивы  могут постепенно уменьшить остроту зрения. УФ-излучение представляет  опасность  и для сетчатки, а также вызывает катаракту хрусталика глаза.

В начале 1980-х гг. было отмечено снижение общего содержания озона в атмосфере над районом научных станций в Антарктиде. Так, в октябре 1985 г. появились сообщения о том, что концентрация озона в стратосфере над английской станцией Халли-Бей уменьшилась на 40% от её минимальных значений, а над японской – почти в 2 раза. Два года спустя американские спутники подтвердили эти данные, и область получила название «озоновой дыры» Этим термином обычно называют локальные (от десятков тысяч до сотен миллионов квадратных километров) области с потерей озона.

Весной 1998 г. озоновая дыра над Антарктидой достигла рекордной площади 26 млн. кв. км (в 3 раза больше территории Австралии). А на высоте 14-25 км в атмосфере произошло почти полное разрушение озона. Аналогичные явления отмечались и в Арктике (особенно с весны 1986 г.), но размеры озоновой дыры здесь были почти в 2 раза меньше, чем над Антарктикой. В марте 1995 г. озоновый слой Арктики был истощен примерно на 50%, причем сформировались «мини-дыры» над северными районами Канады и Скандинавского полуостровом, Шотландскими островами (Великобритания).

Процесс деструкции озонового слоя начал принимать глобальный характер и был зафиксирован не только над Антарктидой, но и в Северном полушарии – на станциях в Риге, Бельске, Санкт-Петербурге. Подобные явления были зарегистрированы и над США, Канадой, над озерами Байкал, Балхаш, полярным Уралом, Памиром. В соответствии с современными представлениями, причина образования «озоновой дыры» над Антарктидой является комплексной и связана как с совокупностью природных явлений (полярный вихрь), так и с антропогенным влиянием на состояние атмосферного воздуха.

Первым международным актом, ограничивающим производство фреонов и других соединений, разрушающих озоновый слой, стал Монреальский протокол. Он был подписан тридцатью странами в 1987 г. и вступил в силу с 1 января 1989 г. Считая разрушение озонового слоя крайне опасным для всей органической жизни на Земле, мировое сообщество предприняло ряд беспрецедентных мер вплоть до того, что объявило 16 сентября Международным днём охраны озонового слоя.

Проблема космического мусора. Под космическим мусором подразумеваются все искусственные объекты и их фрагменты в космосе, которые уже неисправны, не функционируют и никогда более не смогут служить никаким полезным целям, но являющиеся опасным фактором воздействия на функционирующие космические аппараты, особенно пилотируемые (рис. 2). В некоторых случаях, крупные или содержащие на борту опасные (ядерные, токсичные и т. п.) материалы объекты космического мусора могут представлять прямую опасность и для Земли — при их неконтролируемом сходе с орбиты, неполном сгорании при прохождении плотных слоев атмосферы Земли и выпадении обломков на населённые пункты, промышленные объекты, транспортные коммуникации и т. п.

В настоящее время в районе низких околоземных орбит (НОО) вплоть до высот около 2000 км находится, по разным оценкам, порядка 220 тыс. (300 тыс. по данным Управления ООН по вопросам космического пространства, октябрь 2009) техногенных объектов общей массой до 5000 тонн. На основе статистических оценок делаются выводы, что общее число объектов подобного рода (поперечником более 1 см) достаточно неопределенно и может достигать 60 000 − 100 000. Из них только порядка 10% (около 8600 объектов) обнаруживаются, отслеживаются и каталогизируются наземными радиолокационными и оптическими средствами и только около 6% отслеживаемых объектов — действующие. Вклад в создание космического мусора по странам: Китай — 40%; США — 27,5%; Россия — 25,5%; остальные страны — 7%.

Рисунок 2. Космический мусор

Синдром (Эффект) Кесслера — гипотетическое развитие событий на околоземной орбите, когда космический мусор, появившийся в результате многочисленных запусков искусственных спутников, приводит к полной непригодности ближнего космоса для практического использования. Впервые такой сценарий детально описал консультант НАСА Дональд Кесслер. Коварство синдрома Кесслера заключается в «эффекте домино». Столкновение двух достаточно крупных объектов приведёт к появлению большого количества новых осколков. Каждый из этих осколков способен в свою очередь столкнуться с другим мусором, что вызовет «цепную реакцию» рождения всё новых обломков. При достаточно большом количестве столкновений или взрыве (например, при столкновении между старым спутником и космической станцией, или в результате враждебных действий), количество лавинообразно возникших новых осколков может сделать околоземное пространство совершенно непригодным для полетов.

Десятисантиметровые объекты движутся на орбите со скоростью в 26 тысяч км/ч и развивают относительную скорость до 50 тысяч км/ч. При столкновениях освобождается энергия, которая может привести к катастрофическим последствиям. При столкновении с объектом размером один сантиметр освобождается энергия, эквивалентная взрыву ручной гранаты. А миллиметровые частицы могут пробить скафандр.
В последние годы на засорение космического пространства стала обращать внимание ООН. В декабре 2007 года резолюцией Генассамблеи был одобрен «Устав внеземной чистоты».

Проблема опустынивания. Опусты́нивание или дезертификация — деградация земель в аридных, полуаридных (семиаридных) и засушливых (субгумидных) областях земного шара, вызванная как деятельностью человека (антропогенными причинами), так и природными факторами и процессами. Термин «климатическое опустынивание» был предложен в 1940-х годах французским исследователем Обервилем. Понятие «земля» в данном случае означает биопродуктивную систему, состоящую из почвы, воды, растительности, прочей биомассы, а также экологические и гидрологические процессы внутри системы.

Из-за хозяйственной деятельности человека ежегодно пустыни увеличиваются на 60-70 тыс. км² (что примерно равно площади Литвы или Ирландии, или Шри-Ланки), а всего за вторую половину XX в. появилось около 9 млн. км² антропогенных пустынь, что примерно соответствует площади Китая (9,56 млн. км²).

Деградация земель — снижение или потеря биологической и экономической продуктивности пахотных земель или пастбищ в результате землепользования. Характеризуется иссушением земли, увяданием растительности, снижением связанности почвы, в результате чего становится возможной быстрая ветровая эрозия и образование пылевых бурь. Опустынивание относится к труднокомпенсируемым последствиям климатических изменений, так как на восстановление одного условного сантиметра плодородного почвенного покрова уходит в аридной зоне в среднем от 70 до 150 лет.

Последствия опустынивания: сокращение объемов производства продовольствия, снижение плодородия почвы и природной способности земли к восстановлению; усиление паводков в низовьях рек, ухудшение качества воды, осадкообразование в реках и озерах, заиление водоемов и судоходных каналов; ухудшение здоровья людей из-за приносимой ветром пыли, включая глазные, респираторные и аллергические заболевания и психологический стресс; нарушение привычного образа жизни пострадавшего населения, вынужденного мигрировать в другие районы.

По оценкам ООН, опустынивание в перспективе может затронуть более миллиарда человек и около трети всех земель, использующихся в сельскохозяйственных целях. В особенности, это относится к большим частям Северной Африки, Средней Азии, Юго-Восточной Азии, Австралии, частям Северной и Южной Америки, а также к Южной Европе. В России процессу опустынивания подвержена территория в 50 млн га. Нерациональное использование земель, в частности бесконтрольный выпас скота, привело к появлению единственной в Европе пустыни «Черные земли» в Калмыкии. При норме выпаса не более 750 тыс. овец здесь постоянно выпасалось 1 млн 650 тыс. Кроме того, на этой территории постоянно обитало свыше 200 тыс. сайгаков. Перегрузка пастбищ превышала норму в 2,5-3 раза. В результате более трети площади пастбищ (650 тыс. га) превращено в подвижные пески. Постепенно калмыцкая степь становится бесплодной пустыней.

Организация Объединённых Наций в 1995 году установила Всемирный день борьбы с опустыниванием и засухой, затем провозгласила 2006 год международным годом пустынь и опустынивания, а в дальнейшем обозначила период с января 2010 года по декабрь 2020 года Десятилетием ООН, посвящённым пустыням и борьбе с опустыниванием.

Проблема обезлесения. Обезлесение — процесс превращения земель, занятых лесом, в земельные угодья без древесного покрова, такие как пастбища, города, пустоши и другие. Наиболее частая причина обезлесения — вырубка леса без достаточной высадки новых деревьев. Кроме того, леса могут быть уничтожены вследствие естественных причин, таких как пожар, ураган или затопление, а также антропогенных факторов, например, кислотных дождей.

Процесс уничтожения леса является актуальной проблемой во многих частях земного шара, поскольку влияет на их экологические, климатические и социально-экономические характеристики и снижает качество жизни. Обезлесение приводит к снижению биоразнообразия, запасов древесины, в том числе для промышленного использования, а также к усилению парникового эффекта из-за снижения объёмов фотосинтеза. Человечество с давних пор вырубало лес, отвоёвывая землю у леса для ведения сельского хозяйства и просто для добычи дров. Позже у человека возникла потребность в создании инфраструктуры (городов, дорог) и добыче полезных ископаемых, что подхлестнуло процесс обезлесения территорий. Однако главной причиной вырубки лесов является увеличение потребности в еде, то есть площадей выпаса скота и посева сельскохозяйственных культур, как постоянных, так и сменных (рис. 3).

По данным Международного Института мировых ресурсов и Всемирного центра природоохранного мониторинга за последние 8000 лет была сведена почти половина некогда существовавших лесов. Из оставшихся лишь 22 процента состоят из естественных экосистем, остальные сильно изменены под натиском человека.

Рисунок 3. Обезлесение в Гватемале, пляж Чамперико

Проблема дефицита чистой воды. В последнее время все острее ощущается нехватка чистой питьевой воды. С этой проблемой сталкиваются не только развивающиеся страны, а и ведущие государства мира. И по прогнозам ученых, ситуация с каждым годом будет только ухудшаться. Уже сегодня проблемы с чистой питьевой водой возникают у 1 миллиарда человек, а в скором времени могут стать реальностью и боевые действия за обладания запасами чистой воды. Почти 80 % заболеваний в развивающихся странах, от которых каждый год умирает почти 3 млн человек, связаны с качеством воды. Так, от диареи каждый день умирает 5 тысяч детей, то есть каждые 17 секунд умирает по ребенку. В целом же почти 10% болезней в мире можно избежать с помощью улучшения водоснабжения, очистки воды, гигиены и эффективного управления водными ресурсами.

По некоторым данным, к 2040 году 40% населения Земли будет проживать в регионах, где чистой питьевой воды не будет совсем. А еще через 10 лет более 7 миллиарда человек будет употреблять какую угодно воду, но только не чистую, а значит небезопасную для здоровья. Как следствие, целые народы начнут мигрировать, чтобы поселиться возле источников воды, обладать которыми будут только самые могущественные державы, диктующие свою волю государствам. Вода будет цениться на вес золота, ее наличие или отсутствие будет решать судьбу правительств и стран. Само существование человеческой цивилизации может оказаться под угрозой. Из-за дефицита «голубого золота» в самое ближайшее время в зонах конфликтов могут оказаться три миллиарда человек из 50 стран, что приведёт к вооружённым столкновениям, региональным войнам.

Проблема парникового эффекта. Идея о механизме парникового эффекта была впервые изложена в 1827 году Жозефом Фурье в статье «Записка о температурах земного шара и других планет», в которой он рассматривал различные механизмы формирования климата Земли, при этом он рассматривал как факторы, влияющие на общий тепловой баланс Земли (нагрев солнечным излучением, охлаждение за счёт лучеиспускания, внутреннее тепло Земли), так и факторы, влияющие на теплоперенос и температуры климатических поясов (теплопроводность, атмосферная и океаническая циркуляция). В 1990 году крупнейшие климатологи планеты подготовили доклад для Межправительственной группы экспертов по проблемам изменения климата, образованной Генеральной ассамблеей ООН, в котором пришли к заключению, что выбросы в атмосферу парниковых газов приводят к дополнительному нагреву земной поверхности. По мнению экспертов, при сохранении современных темпов потепления через полвека на планете может быть достигнута температура, которой не знало человечество за весь период своего существования.

Механизм парникового эффекта заключается в следующем. Земля находится под воздействием потока излучения Солнца (основной энергетический вклад в поток космического излучения дает Солнце). Атмосфера Земли, ее поверхность частично отражают падающее излучение, частично — поглощают. Поглощение энергии вызывает нагрев земной поверхности. Ее сред¬няя температура составляет около 300К. Нагретая Зем¬ля также излучает, но, так как ее температура намного ниже солнечной, основное излучение энергии происходит на частотах инфракрас¬ного диапазона. Часть этого излучения поглощается парниковыми газами атмосферы. Часть излучения, достигающего поверхности Земли, возвращается в атмосферу. Ее количество зависит от альбедо (отражающей способности).

Парниковые газы пропускают излучение в видимом диапазоне и поглощают в инфракрасном (рис. 4). Таким образом, парниковые газы удерживают на Земле дополнительное количество энергии. Иными словами, атмосфера играет роль своеобразного «одеяла», удерживающего тепло аналогично стеклянной и пластмассовой крышке парника. Газы, задерживающие тепловое излучение и препятствующие оттоку тепла в космическое пространство, называются парниковыми газами.

Еще один фактор чреват резким увеличением парникового эффекта – разрушение огромных запасов газовых гидратов (клатратов) на дне моря, которое приведет к выделению в атмосферу больших количеств метана – сильнейшего парникового газа. Удельное поглощение метаном теплового излучения Земли (радиационная активность) примерно в 21 раз выше, чем углекислым газом. Наибольшую опасность представляют гидраты, которые уже сейчас находятся в метастабильном состоянии (в зонах вечной мерзлоты). Особенно подвержены изменению климата газогидратные отложения континентальных арктических шельфов.

Недавно получила поддержку идея гидратного объяснения тайны Бермудского треугольника. Согласно гипотезе, разложение находящихся в этом районе гидратов приводит к освобождению огромных объемов газа. Поднимаясь вверх, они пре- вращают водную поверхность в пузырящуюся пену, мгновенно поглощающую любой корабль, и созда- ют восходящее в небо облако метана, приводящее к гибели самолета за счет потери управления в этом мощном потоке.

Рисунок 4. Схема образования парникового эффекта

Благодаря парниковому эффекту среднегодовая температура у поверхности Земли в последнее тысячелетие составляет примерно 15°С, без него она опустилась бы до –18°С, и существование жизни на Земле стало бы невозможным. Существующая практика инвентаризации включает шесть основных парниковых газов: диоксид углерода (CO₂), метан (CH₄), закись азота (N₂O), и три газа-предвестника: оксид углерода (CO), оксиды азота (NOx), неметановые летучие органические соединения (НМЛОС).

По данным экспертов ООН, к 2025 г. повышение среднегодовой температуры у поверхности Земли может составить 2,5°С, а к концу столетия — почти 6°С. Это приведет к нарушению природных механизмов поддержания теплового баланса планеты и необратимо превратит Землю в раскаленный ад, подобный Венере. Как остроумно сказал английский ученый и писатель-фантаст Артур Кларк, «такая аномалия нашей соседки по космосу — результат энергетических «шалостей» бывших ее обитателей».

В докладе Межправительственной группы экспертов по проблемам изменения климата при ООН на заседании в Шанхае (январь 2001 г.) отмечено, что за последние десять лет толщина ледового покрова в Северном Ледовитом океане сократилась на 40%, происходит интенсивное разрушение ледовых щитов Антарктиды и Гренландии. Из-за таяния гренландских и арктических льдов происходит замедление течения Гольфстрима, несущее миллионы миллиардов ватт тепла из тропиков, согласно исследованиям американских ученых уже сейчас сила потока уменьшилась на 10%.

В результате таяния льдов под водой окажутся многие прибрежные районы и острова, вторжение фронта соленых морских вод в пресноводные реки вызовет засоление пресноводных прибрежных акваторий. Все эти процессы глубоко затронут человеческое общество, особенно густонаселенные приморские районы. Подъем уровня воды вызовет затопление многих приморских городов, ухудшатся условия их водоснабжения, серьезно пострадают места нерестилищ рыб. Подсчитано, что повышение уровня океана на 1 м повлечет за собой колоссальные потери людских и материальных ресурсов. Сотни миллионов людей на земном шаре вынуждены будут мигрировать из прибрежных зон, дельт рек и с островов.

Потепление приведет к высвобождению метана, находящегося в зоне вечной мерзлоты в виде гидрата метана (твердое соединение кристаллов воды и поглощенного под давлением газообразного метана), таянию фунтов. Это создаст угрозу дорогам, строениям и коммуникациям, в том числе газо- и нефтепроводам, буровым установкам и т. п., ухудшит состояние лесных массивов на вечной мерзлоте. Произойдут существенные изменения природных процессов в биосфере: — нарушение круговоротов главных биогенных элементов; — изменение характера облачности и, как следствие, климатические изменения; — изменение распределения осадков по регионам; — смещение климатических зон и, в частности, расширение зон пустынь; — нарушение биологических ритмов развития растений и длительные периоды неурожаев главных сельскохозяйственных культур.

Проблема глобальных климатических изменений антропогенного характера обсуждалась на конференции ООН по окружающей среде и развитию (ЮНСЕД) в Рио-де-Жанейро в 1992 г. По итогам конференции была принята «Конвенция Организации Объединенных Наций об изменении климата», конечная цель ее — стабилизация концентрации парниковых газов в атмосфере на таких уровнях, которые не будут оказывать опасное воздействие на глобальную климатическую систему. Для достижения этого необходимо самое широкое сотрудничество между всеми странами и их участие в соответствующих международных мероприятиях по сокращению выбросов парниковых газов.   Для практической реализации Конвенции по климату в декабре 1997 г. в Киото (Япония) на международной конференции был принят Киотский протокол. В нем определены конкретные квоты на выброс парниковых газов странами-участницами конференции для того, чтобы свести эмиссию парниковых газов (прежде всего углекислого газа) к 2012 г. до уровня 1990 г. В частности, квота России до 2012 г. составляет 3 т парниковых газов в год (по сведениям Росгидромета, сейчас Россия «недовыбрасывает» примерно треть от этой квоты).

Проблема антропогенного эвтрофирования водоемов. Понятие трофности водоемов сформулировано Тинеманном и Науманном в начале XX века. Под этим понятием понимают «кормность», «питательность» водоемов, то есть обеспеченность пищей населяющих их гидробионтов. Само слово эвтрофный происходит от греческого слова «эвтрофос», что в переводе означает «тучность», «жирность». Эвтрофирование — повышение биологической продуктивности водных объектов в результате накопления в воде биогенных элементов под действием антропогенных и естественных (природных) факторов (Дмитриев, Фрумин, 2004).

Основными источниками загрязнения водоемов биогенными веществами служат смыв азотных и фосфорных удобрений с полей, строительство водохранилищ без надлежащей очистки ложа, сброс сточных вод, в том числе и прошедших биологическую очистку. Биогенные компоненты поступают в природные экосистемы как водным, так и воздушным путем; так, сейчас в мире используется свыше 30 млн т/год мыла и детергентов (основанных на фосфатах). В Канаде, например, одному из химиков была присуждена престижная национальная премия за разработку моющих средств (стиральных порошков), не содержащих фосфора.

Эвтрофирование представляет собой естественный процесс эволюции водоема. С момента «рождения» водоем в естественных условиях проходит несколько стадий в своем развитии: на ранних стадиях — от ультраолиготрофного до олиготрофного, далее становится мезотрофным и в конце концов водоем превращается в эвтрофный и гиперэвтрофный — происходит «старение» и гибель водоема с образованием болота.

Однако под воздействием хозяйственной деятельности этот естественный процесс приобретает специфические черты, становится антропогенным. Резко возрастают скорость и интенсивность повышения продуктивности экосистем. Так, если в естественных условиях эвтрофирование какого-либо озера протекает за время 1000 лет и более, то в результате антропогенного воздействия это может произойти в сто и даже тысячу раз быстрее. Такие крупные водоемы как Балтийское море, озера Эри, Тахо и Ладожское перешли из одного трофического состояния в другое всего за 20–25 лет. Данный процесс охватил многие крупнейшие пресноводные озера Европы, США (Великие Американские озера), Канады и Японии. Кстати, в сентябре 1999 г. 350 японских экологов собрались на берегу у озера Бива, чтобы молитвенными песнопениями остановить его эвтрофирование (Гордин, 2007).

По образному выражению Ю. Одума антропогенное эвтрофирование есть злокачественное увеличение первичной продукции в водоеме. Развитие процесса антропогенного эвтрофирования приводит ко многим неблагоприятным последствиям с точки зрения водопользования и водопотребления (развитие «цветения» и ухудшение качества воды, появление анаэробных зон, нарушение структуры биоценозов и исчезновение многих видов гидробионтов, в том числе ценных промысловых рыб).

Первое научное упоминание токсического цветения в пресноводных водоемах Австралии, вызвавшего гибель овец, лошадей, свиней, собак, сделал в 1878 г. Дж. Френсис. С тех пор появилось множество свидетельств таких токсичных цветений в различных водоемах мира. Так, токсичность сине-зеленых водорослей во время их цветения установлена в Киевском водохранилище, на р. Днепр, в Куршском заливе Балтийского моря и т. д. Особенно им благоприятствуют в умеренных широтах подогрев воды в водохранилищах-охладителях и замедленный водообмен. Сине-зеленые водоросли в результате своей жизнедеятельности производят сильнейшие токсины (алкалоиды, низкомолекулярные пептиды и др.), которые сами не используют, но они, попадая в водную толщу, представляют опасность для живых организмов и человека. Токсины могут вызывать цирроз печени, дерматиты у людей, отравление и гибель животных.

По данным мировой статистики, примерно в 40–50% случаев цветения происходит развитие токсигенных цианобактерий. В настоящее время развитие токсигенных цианобактерий приобретает глобальный характер, что обусловлено усилением антропогенного загрязнения водных объектов. Как национальную проблему рассматривают токсичные цветения озер в Англии, Финляндии, Норвегии. В этих странах созданы специальные центры для их изучения и контроля. В литературе описаны наблюдения токсигенных цианобактерий в ряде озер Карелии и в Невской губе.

Интересный пример токсического действия синезеленых планктонных водорослей описан для Южной Африки. Там эти явления привлекли особое внимание после сооружения большого водохранилища на реке Вааль в Трансваале, строительство которого было окончено в 1938 г. С 1940 г. по берегам водохранилища были отмечены случаи падежа скота, принявшие массовый характер в 1942 г. во время сильного цветения водохранилища сине-зелеными водорослями. Погибли тысячи голов крупного рогатого скота и овец, гибли также лошади, мулы, ослы, собаки, кролики и домашняя водоплавающая птица. Отмечалось, что слабым ветром водоросли сгонялись к берегу, где концентрировались, и в этих местах животные гибли за немногие часы.

Основным ограничивающим фактором «цветения» сине-зеленых водорослей является уменьшение сброса биогенных веществ (в основном фосфора) в водные экосистемы.

Поскольку эвтрофирование водоемов стало серьезной глобальной экологической проблемой, по линии ЮНЕСКО начаты работы по мониторингу внутренних вод, контролю за эвтрофированием водоемов земного шара (Фрумин, Гильдеева, 2013).

Проблема закисления (ацидификации) водоемов. Широко известный ныне термин «кислотные дожди» появился в 1872 г. Его ввел в практику английский инженер Роберт Смит, опубликовавший книгу «Воздух и дождь: начала химической климатологии». Детальными, по-настоящему научными исследованиями кислотных дождей стали заниматься только в конце 60-х годов XX века.

О вредном воздействии кислотных дождей свидетельствуют следующие примеры. В Канаде из-за частых кислотных дождей стали мертвыми более 4000 озер, а 12000 озер находятся на грани гибели. В Швеции в 18000 озерах нарушено биологическое равновесие. Одним из наиболее «закисленных» регионов мира является Скандинавия, получая кислоты с ветрами из Германии и Англии. В Швеции насчитывается 90 тыс. озер, из которых 20 тыс. подверглись влиянию кислотных дождей, а в некоторых из них вымерли почти все рыбы. Для борьбы с закислением озер в Швеции с 1980 г. ежегодно проводилось известкование озер. На водную площадь в 6 тыс. км² сбрасывалось с самолетов до 120 тыс. т извести, нейтрализующей кислоту. Кислотные дожди наносят большой урон и лесам. В ФРГ и некоторых районах Швейцарии погибла 1/3 всех елей.
К основным загрязнениям атмосферы, которые являются источниками образования кислотных дождей, относятся диоксид серы (SO2), оксиды азота (в основном оксид азота NO и диоксид азота NO2 ) и летучие органические соединения.

В Средней и Северной Европе, а также Северной Америке кислотные дожди стали важной международной проблемой и даже поводом для конфликтов. Из всего количества кислот, выпавших с дождями над территорией Центральной Европы, в среднем 2/3 приходится на серную кислоту, 1/3 — на азотную. В Москве и Санкт-Петербурге с кислотными дождями на землю в год выпадает до 1500 кг серы на 1 км² (1,5 г/м²).

В 1994 г. в атмосферу поступило более 255 млн. т кислотообразующих оксидов серы и азота, что могло образовать более 500 млн. т кислот. Для перевозки этих кислот потребовалось бы почти 140 тыс. железнодорожных эшелонов, в каждом из которых было бы по 60 цистерн по 60 т в каждой.

Многие страны Европы как бы «экспортирующие» и «импортирующие» серу (имеется в виду поступление и вынос серы через воздушные границы), можно условно разделить на государства с положительным и отрицательным балансом. Так, например, Норвегия, Швеция, Финляндия, Австрия и Швейцария больше получают от своих соседей, чем выпускают через собственные границы. Дания, Нидерланды, Бельгия, Великобритания, Германия и Франция больше направляют выбросов диоксида серы к соседям, чем получают от них.
При изучении кислотности водоемов возникает вопрос, в какой степени кислотность определяется выбросами из антропогенных источников и не связаны ли изменения кислотности с природными факторами. В США проведен глубокий геолого-палеонтологический анализ, результаты которого свидетельствуют о том, что кислотность большинства озер в послеледниковый период была не выше рН 8. В настоящее время для тех же зон кислотность гораздо выше (рН 4,6–5,0 ).

Водоемы с различной естественной кислотностью водной среды населяют гидробионты, адаптированные к определенным интервалам концентраций водородных ионов (эвриионные организмы приспособлены к наиболее значительным колебаниям рН водной среды, стеноионные наоборот, жизнеспособны при незначительных колебаниях рН).

Антропогенное закисление пресноводных экосистем сопровождается глубокими перестройками водных биоценозов на всех трофических уровнях. По мере повышения кислотности водной среды уменьшается видовое разнообразие водных организмов, происходит смена доминантных видов, снижается интенсивность продукционных процессов. Общую направленность экологических изменений при закислении природных вод можно характеризовать как экологический регресс с присущей ему определенной направленностью развития целого комплекса общих по своему экологическому значению признаков: уменьшению видового разнообразия, устойчивости к внешним возмущениям, увеличению энтропии, упрощению межвидовых отношений, уменьшению пространственной гетерогенности, упрощению временной структуры популяций.
Отрицательные экологические последствия закисления пресноводных экосистем обусловлены воздействием на гидробионтов водородных ионов (Н+) и токсичных металлов, концентрации которых при закислении возрастают. Кроме прямого воздействия, связанного с изменением химического состава воды, существенное значение имеет и косвенное воздействие, связанное с изменением межвидовых отношений. Активная реакция водной среды (рН) является одним из важнейших экологических факторов обитания гидробионтов. Когда среда подкислена, яйцеклетки, сперма и молодь водных обитателей погибают. Ущерб не ограничивается гибелью водных организмов. Многие пищевые цепи, охватывающие почти всех диких животных, начинаются в водоемах. Прежде всего, сокращается популяция птиц, питающихся рыбой или насекомыми, личинки которых развиваются в воде.

При рН 5 резко снижается популяция рыб (озерной форели). Развитие популяций рыб отражает суммарные функции экосистемы. При рН воды выше 6 развитие популяций рыб устойчиво, некоторые нарушения наблюдаются при рН 5,5. Поддержание популяции при рН менее 5 практически невозможно. Так, при рН ниже 4,5 не обнаруживаются никакие ракообразные, улитки, мидии, и при этом не может жить никакая имеющая промысловое значение пресноводная рыба.

1. Голубев, Г.Н. Геоэкология: учебник для студентов вузов. М.: Аспект Пресс, 2006. – 288 с.
2. Гордин И.В. Игнорирование экологических угроз. М.: Физматлит, 2007. – 120 с.
3. Данилов-Данильян В.И., Лосев К.С. Экологический вызов и устойчивое развитие. М.: Прогресс-Традиция, 2000. – 416 с.
4. Дмитриев В.В., Фрумин Г.Т. Экологическое нормирование и устойчивость природных систем. Учебное пособие. СПб.: Наука, 2004. – 294 с.
5. Лосев К.С. Мифы и заблуждения в экологии. М.: Научный мир, 2011. – 224 с.
6. Петров К.М. Экология человека и культура: Учебник для вузов. СПб.: Химиздат, 2000. – 384 с.
7. Прозоров Л.Л., Экзарьян В.Н. Введение в геоэкологию. — М.: Пробел, 2000. – 207 с.
8. Телеш И.А. Современные проблемы геоэкологии: пособие. Минск: БГПУ, 2015. – 103 с.
9. Тимашев И.Е. Геоэкология как эколого-ландшафтная наука // Вестник Воронежского государственного университета. Серия География, геоэкология. 2007. №3. С. 114-120.
10. Фрумин Г.Т. Экология и геоэкология: мифы и реальность. СПб.: РГГМУ, 2011. – 236 с.
11. Фрумин Г.Т., Гильдеева И.М. Эвтрофирование водоемов – глобальная экологическая проблема // Экологическая химия. 2013. 22(4). С. 191–197.  
12. Ямковой И.А. Занимательная геоэкология в вопросах и ответах. Благовещенск: БГПУ, 2013. – 235 с.

Как озоновый слой защищает Землю от радиации?

СОХРАНЕНИЕ ОЗОНА. В третьей части нашей серии статей о Монреальском протоколе по веществам, разрушающим озоновый слой, названном «самым успешным в мире экологическим соглашением», объясняется, почему нам нужен озоновый слой.

Озоновый слой действует как фильтр для коротковолнового и крайне опасного ультрафиолетового излучения (УФИ) Солнца, защищая жизнь на Земле от его потенциально вредного воздействия. Когда небо чистое, существует обратная зависимость между стратосферным озоном и солнечным ультрафиолетовым излучением, измеренным на поверхности Земли. То есть чем ниже уровень озона, тем выше солнечное УФ-излучение.

Уровень ультрафиолетового излучения Солнца, измеренный на поверхности Земли, линейно зависит от широты. Ближе к экватору уровни УФ-излучения выше, а ближе к полюсам — ниже (см. рис. 1).

Австралия имеет высокие уровни солнечного ультрафиолетового излучения, в основном из-за своего географического положения. У нас есть столицы на широтах от 12°30’ ю.ш. (Дарвин) вблизи экватора до 42°52’ ю.ш. (Хобарт). Для сравнения с некоторыми местами в Северном полушарии, юг Франции находится на 43 ° с. .

Южное полушарие, как правило, имеет более высокие уровни солнечного ультрафиолетового излучения, чем северное полушарие, потому что Земля находится примерно на 1,7% ближе к Солнцу в январе (летом), чем в день равноденствия, и на 1,7% дальше в июле (северное полушарие летом). Интенсивность солнечного УФ-излучения пропорциональна квадрату расстояния, поэтому это означает, что уровни солнечного УФ-излучения уже на 3,4% выше в южном полушарии, чем в день равноденствия, и на 3,4% ниже в аналогичном месте в северном полушарии. Однако поскольку атмосфера в южном полушарии чище, чем в северном, и легче пропускает УФИ, эти различия еще больше для аналогичных широт и приближаются к ~15%.

Рисунок 1. Измеренные данные солнечного ультрафиолетового излучения в зависимости от широты для ряда местоположений в разных странах. Участки Южного полушария — это Австралия и Новая Зеландия, а также австралийские антарктические станции (чуть ниже 70 ° южной широты) и отмечены как AAD, а уровни ультрафиолетового излучения значительно выше, чем в других местах в высоких широтах из-за воздействия озоновой дыры. На острове Маккуори (~ 55 ° южной широты) годовые уровни ультрафиолетового излучения не зависят от озоновой дыры. Участки Северного полушария — это США (где самые высокие данные, показанные на этом графике, в Мауна-Лоа на Гавайях, на 20 ° северной широты и на высоте 3800 м), Япония и ряд европейских стран.

Австралийцы в основном происходят от людей со светлой кожей, привыкших к европейским условиям, поэтому воздействие этих высоких уровней солнечного УФ-излучения привело к очень высокому уровню заболеваемости раком кожи среди населения. В настоящее время смертность составляет более 1800 человек в год, а расходы системы здравоохранения составляют более 300 миллионов долларов в год.

Как правило, чем выше солнце находится в небе, тем короче путь через атмосферу и тем выше уровень солнечного ультрафиолетового излучения. Максимальная высота солнца в небе медленно меняется изо дня в день, но озоновый слой над местом может значительно меняться день ото дня из-за естественной изменчивости. Уровни могут повышаться или понижаться до 100 единиц Добсона (ЕД) в течение 24 часов.

В течение следующих друг за другом дней безоблачного неба большие, но естественные изменения уровня озона в стратосфере над городами могут значительно повлиять на солнечное ультрафиолетовое излучение на поверхности. Существуют различия до 30-40% от одного дня к другому, при этом измеренные дневные значения УФ-индекса увеличиваются или уменьшаются обратно пропорционально значительному ежедневному уменьшению или увеличению содержания озона.

Озоновая дыра, открытая в начале 1980-х годов, и ее воздействие на уровни ультрафиолетового излучения Солнца над Антарктикой и, возможно, дальше на север могут только усугубить проблему облучения населения ультрафиолетовым излучением. Южное полушарие больше пострадало от истощения озонового слоя, чем северное полушарие, из-за нескольких геофизических и атмосферных факторов, которые привели к ежегодному появлению озоновой дыры над Антарктидой.

Измерения уровней солнечного ультрафиолетового излучения на австралийских антарктических станциях (Кейси, Дэвис и Моусон) показывают, что по мере того, как озоновая дыра проходит над головой каждую весну, годовые уровни солнечного ультрафиолетового излучения на станциях значительно возрастают. Теперь они эквивалентны тем, что принимаются во многих местах Европы. Интересно, что остров Маккуори, который находится за пределами досягаемости антарктической озоновой дыры, практически не демонстрирует увеличения годового уровня солнечного ультрафиолетового излучения.

Поскольку ежегодная озоновая дыра исчезает весной, очаги обедненного озоном воздуха иногда перемещаются на север и проходят над Австралией, немного увеличивая там уровни солнечного ультрафиолетового излучения (впервые это наблюдалось в конце 1980-х). Недавно над Австралией имели место случаи низкого содержания озона из-за других атмосферных процессов, увлекающих воздух с низким содержанием озона в верхних слоях атмосферы вниз из экваториальных регионов (озон обычно ниже над экватором, чем в средних широтах). В таких случаях уровни УФ-индекса на земле повышены и увеличивают вероятность неблагоприятных последствий для здоровья населения, проживающего в этих районах.

Если бы не успех Монреальского протокола, весьма вероятно, что более густонаселенные районы земного шара подверглись бы повышенному солнечному ультрафиолетовому излучению с потенциально серьезными последствиями для здоровья (человека).

Эта статья была написана в соавторстве со Стюартом Хендерсоном, который работает с Питером Гисом в UVR Group в отделении службы радиационной безопасности Австралийского агентства по радиационной защите и ядерной безопасности. Стюарт Хендерсон имеет докторскую степень в области прикладной физики RMIT.

Завтра: что такое озоноразрушающие вещества?

Узнайте больше о 25-летии Монреальского протокола.

Договор о защите озонового слоя также имел преимущества для климата, говорится в исследовании — The Earth Institute

05.08.13

Глобальный договор, предотвративший разрушение защитного озонового слоя Земли, также предотвратил серьезное нарушение глобального характера осадков, согласно новому исследованию, опубликованному в Journal of Climate .

Самая большая озоновая дыра над Антарктидой (выделена фиолетовым цветом) была зарегистрирована в сентябре 2006 года. Благодаря Монреальскому протоколу количество озоноразрушающих химических веществ в атмосфере достигло пика в конце 1990-х годов, и ожидается, что озоновая дыра Антарктиды восстановится к 2060 году. (НАСА)

В соответствии с Монреальским протоколом 1987 г. было прекращено использование хлорфторуглеродов, или ХФУ, класса химических веществ, которые разрушают озон в стратосфере, позволяя большему количеству ультрафиолетового излучения достигать земной поверхности. Хотя договор был направлен на то, чтобы обратить вспять потери озона, новое исследование показывает, что он также защищал гидроклимат. В исследовании говорится, что договор предотвратил потерю озона из-за нарушения атмосферной циркуляции и не позволил фреонам, которые являются парниковыми газами, нагревать атмосферу, а также нарушать атмосферную циркуляцию. Если бы эти эффекты закрепились, они бы объединились, чтобы изменить режим выпадения осадков в сторону, превышающую ту, которая, возможно, уже происходит из-за повышения содержания углекислого газа в воздухе.

Во время разработки Монреальского протокола потенциал ХФУ в отношении потепления был плохо изучен, а влияние разрушения озонового слоя на приземный климат и гидрологический цикл вообще не осознавалось. «Мы увернулись от пули, о которой не знали, что она была выпущена», — сказал соавтор исследования Ричард Сигер, климатолог из Земной обсерватории Ламонт-Доэрти Колумбийского университета.

Сегодня повышение уровня углекислого газа уже нарушает гидрологический цикл Земли, делая засушливые районы более сухими, а влажные – более влажными. Но в компьютерных моделях, имитирующих мир с продолжающимся использованием ХФУ, исследователи обнаружили, что гидрологические изменения в предстоящем десятилетии, 2020–2029 гг., были бы в два раза серьезнее, чем сейчас ожидается. В исследовании говорится, что субтропические пустыни, например, в Северной Америке и Средиземноморском регионе, стали бы еще суше и шире, а влажные регионы в тропиках и средних и высоких широтах стали бы еще более влажными.

Озоновый слой защищает жизнь на Земле, поглощая вредное ультрафиолетовое излучение. По мере того, как слой истончается, верхние слои атмосферы становятся холоднее, что приводит к смещению ветров в стратосфере и тропосфере ниже, смещая струйные течения и следы штормов. Модель исследователей показывает, что если бы разрушение озона не прекращалось, а увеличение количества фреонов еще больше нагревало планету, реактивный поток в средних широтах сместился бы к полюсам, расширив засушливые субтропические зоны и сдвинув дождевые пояса средних широт к полюсу. . Потепление из-за добавления фреонов в воздух также должно было усилить циклы испарения и осадков, в результате чего влажный климат глубоких тропиков и средних и высоких широт стал более влажным, а субтропический сухой климат — более сухим.

Исследование основано на более ранней работе соавтора Лоренцо Полвани, климатолога, работающего по совместительству в Ламонт-Доэрти и Школе инженерии и прикладных наук Колумбийского фонда Фу. Полвани и другие обнаружили, что два фактора человеческого воздействия на климат — потеря озона и промышленные парниковые газы — в последние десятилетия вместе сдвинули реактивный поток в южном полушарии на юг. По мере того, как в ближайшие десятилетия озоновая дыра над Антарктидой закроется, струйный поток остановит свою миграцию к полюсу, обнаружил Полвани в исследовании 2011 года, опубликованном в журнале Geophysical Research Letters. Предполагаемое прекращение миграции струи к полюсу является результатом закрытия озоновой дыры, что сводит на нет эффект увеличения парниковых газов.

«Мы хотели рассмотреть более радикальный сценарий — что было бы, если бы не Монреальский протокол?» — сказал ведущий автор исследования Ютянь Ву, бывший аспирант Ламонта, который сейчас работает докторантом в Нью-Йоркском университете. «Тогда о воздействии ХФУ и разрушении озонового слоя на климат не было известно».

Монреальский протокол считается одним из самых успешных экологических договоров всех времен. Как только ученые связали ХФУ с быстрой потерей озона над Антарктидой, мировые лидеры быстро отреагировали. Договор ратифицировали почти 200 стран. В настоящее время известно, что разрушение озонового слоя, которое могли вызвать ХФУ, было гораздо более серьезным, чем предполагалось в то время, в 1987. Стоимость разработки заменителей ХФУ также оказалась намного меньше, чем предполагалось в отрасли.

«Примечательно, что Монреальский протокол не только сыграл важную роль в защите озонового слоя и уменьшении глобального потепления, но также оказал важное влияние на характер осадков и уменьшение изменений, которые нас ждут», — сказала Сьюзен Соломон, ученый-атмосферник из Массачусетского технологического института, получившая в начале этого года премию Ветлесена за свою работу по разрушению озонового слоя. Соломон не участвовал в исследовании.

В качестве парникового газа фреоны могут быть в тысячи раз более мощными, чем углекислый газ. Голландский ученый Гус Вельдерс подсчитал в исследовании 2007 года, что, если бы химические вещества не были прекращены, к 2010 году они произвели бы потепление, эквивалентное более чем 220 миллиардам тонн углекислого газа. (В 2011 году люди произвели 32 миллиарда тонн CO2).

Гидрофторуглероды, или ГФУ, в значительной степени заменили ХФУ в качестве хладагентов, аэрозольных пропеллентов и других продуктов. Хотя ГФУ безопасны для озона, они также являются мощными парниковыми газами, которые вызывают озабоченность, поскольку мировые лидеры борются с изменением климата. Киотский протокол был разработан для регулирования глобальных выбросов парниковых газов, но его неспособность замедлить рост этих выбросов привела к тому, что некоторые страны обратились за защитой климата в рамках Монреальского протокола. Микронезия, Канада, Мексика и США обратились с просьбой о регулировании ГФУ в рамках Монреаля. Пока никаких действий предпринято не было.

«Это исследование подтверждает принцип, согласно которому лучше не помещать в окружающую среду вещи, которых раньше там не было», — сказал Скотт Барретт, экономист из Института Земли, не участвовавший в исследовании. «Это, безусловно, урок для наших нынешних усилий по ограничению выбросов парниковых газов».

Подробнее:

Монреальский протокол: случайный договор о защите климата

 

 

 

Важность стратосферного озона | Министерство окружающей среды

В тропосфере, ближайшем к Земле слое атмосферы, озон обычно присутствует только в низких концентрациях. Его концентрации максимальны во втором слое атмосферы Земли, стратосфере, и достигают пика на высоте около 25 километров. На этом уровне атмосферы озон полезен, потому что он поглощает разрушительный ультрафиолетовый солнечный свет, снижая уровни, наблюдаемые на поверхности Земли.

Озоноразрушающие вещества и озоновая дыра

	С 1986 по 2015 год мировое производство озоноразрушающих веществ сократилось на 98 процентов.
См. Экологические индикаторы TEAAO AOTEAROA: Глобальное производство веществ с ослаблением озона . Эти вредные вещества в основном используются в качестве хладагентов в кондиционерах и холодильниках, в качестве пропеллентов в аэрозольных баллончиках, в огнетушителях и в качестве растворителей. Большинство озоноразрушающих веществ также являются парниковыми газами. В 1980-х годах ученые были обеспокоены тем, что стратосферный озон находится под угрозой из-за озоноразрушающих веществ, что связано с увеличением количества ультрафиолетового солнечного света, достигающего поверхности Земли. В 1980-х и 1990-х годах во всем мире наблюдалось увеличение количества ультрафиолетового солнечного света из-за истощения озона, особенно в высоких широтах (McKenzie et al, 2011). Толщина озонового слоя в столбе воздуха измеряется в единицах Добсона (DU). Один DU представляет собой количество молекул озона, необходимое для образования 0,01-миллиметрового слоя чистого озона на поверхности Земли. Озоновая «дыра» — это область, где озоновый слой составляет менее 220 е.Д. (NASA, 2017a). Каждую весну над Антарктидой образуется дыра. Это вызвано в основном озоноразрушающими веществами. Зимой озоноразрушающие вещества задерживаются внутри полярного вихря, вездесущего потока воздуха по часовой стрелке вокруг Антарктиды, который усиливается зимой. Полярные стратосферные облака формируются внутри полярного вихря. Озоноразрушающие вещества вступают в реакцию с этими облаками, образуя резервуары хлора и брома. Весной ультрафиолетовые солнечные лучи вступают в реакцию с этими химическими веществами, быстро разрушая озоновый слой, что приводит к образованию весенней дыры над Антарктидой. В 2016 году средний максимальный размер озонового отверстия составлял 20,9 млн. Квадратных километров, снижение с самого большого среднего размера в 2006 году. Экологические показатели Te taiao Aotearoa: Озоновая дыра После принятия Монреальского протокола 1987 года к Венской конвенции (см. вставку 8) глобальное производство озоноразрушающих веществ сократилось на 98 процентов (данные с 1986 по 2015 год). В ответ озоновая дыра начала уменьшаться. В 2016 году средний максимальный размер озоновой дыры составлял 20,9 миллиона квадратных километров, что на 21 процент меньше, чем в 2006 году (26,6 миллиона квадратных километров). Вполне возможно, что озоновая дыра перестанет образовываться к середине этого века, а уровни озона вернутся к своему нормальному уровню, спустя более 60 лет с тех пор, как мир принял меры по сокращению выбросов вредных веществ (Solomon et al, 2016). ). Это отличный пример положительного влияния международной политики на экологические результаты. Вставка 8     Монреальский протокол Монреальский протокол к Венской конвенции был принят в 1987 году. В соответствии с протоколом страны договорились о поэтапном отказе от производства и потребления определенных озоноразрушающих веществ к определенным срокам. Большинство озоноразрушающих веществ, выводимых из обращения, также являются парниковыми газами, поэтому протокол имеет важное преимущество для климата. Международное сообщество обеспокоено тем, что польза для климата может уменьшиться в результате увеличения использования гидрофторуглеродов для замены озоноразрушающих веществ в холодильном оборудовании и оборудовании для кондиционирования воздуха. Гидрофторуглероды не разрушают озон, но являются мощными парниковыми газами и служат предшественниками разрушителей озона. По этой причине они были включены в сферу действия протокола. Кигалийская поправка требует, чтобы развитые страны, такие как Новая Зеландия, начали поэтапное сокращение потребления гидрофторуглеродов в 2019 году. Большинство развивающихся стран последуют этому примеру, заморозив уровни потребления в 2024 году, а вторая группа из 10 стран заморозит свои уровни потребления в 2028 году. Кигалийская поправка вступит в силу 1 января 2019 г. при условии ее ратификации не менее чем 20 сторонами Монреальского протокола (брифинг по ОВОС, 2016 г.). Использование Новой Зеландией озоноразрушающих веществ Новая Зеландия не производит озоноразрушающие вещества и прекратила их импорт и использование внутри страны в соответствии с требованиями Монреальского протокола. Однако мы используем некоторые вещества, разрушающие озоновый слой, в необходимых случаях. Например, мы используем гидрохлорфторуглероды для здоровья и безопасности, например, в ингаляторах и огнетушителях. Мы используем бромистый метил для карантина, для предотвращения проникновения вредных организмов-вредителей в окружающую среду, а также для предотгрузочной обработки, требуемой нашими торговыми партнерами. В настоящее время не существует международно признанной альтернативы бромистому метилу. Окуриваемые товары обычно включают бревна и лесоматериалы на экспорт, импортные фрукты и овощи, а также зараженные транспортные контейнеры (Minister for the Environment, 2015). Концентрации озона в Новой Зеландии, уровни УФ и глобальное потепление максимум в октябре.
См. Экологические показатели Te taiao Aotearoa: концентрации озона в стратосфере

Летом озоновый слой над Новой Зеландией истончается, обеспечивая меньшую защиту от УФ-излучения в то время, когда Земля находится ближе всего к Солнцу. Многолетние среднесуточные концентрации озона изменяются в течение года примерно на 29 процентов, при этом минимальные концентрации приходятся на март, а максимальные — на октябрь.

Озоновая дыра не оказывает большого влияния на концентрацию озона над Новой Зеландией и, следовательно, на наши уровни УФ-излучения. Ранней весной, когда над Антарктидой образуется озоновая дыра, количество озона в Новой Зеландии, естественно, относительно велико. Однако когда в конце весны озоновая дыра исчезнет, ​​над Новой Зеландией могут появиться «шлейфы» обедненного озоном воздуха. Это ненадолго снижает уровень озона в столбе примерно на 5 процентов, примерно на столько же, сколько ежедневные колебания (Ajtic et al, 2004).

Начинают появляться исследования о том, как на уровни УФ-излучения и концентрации озона над Новой Зеландией могут влиять изменения ветров и облачности, связанные с глобальным потеплением и его взаимодействием с истощением озонового слоя (UNEP, 2017). Эти сложные взаимодействия, вероятно, приведут как к рискам, так и к преимуществам воздействия ультрафиолетового солнечного света для окружающей среды и общества (Williamson et al, 2014).

Значение исследования биологических эффектов солнечного ультрафиолетового излучения с использованием Exposed Facility на Международной космической станции

Сохранить цитату в файл

Формат: Резюме (текст)PubMedPMIDAbstract (текст)CSV

Добавить в коллекции

• Создать новую коллекцию
• Добавить в существующую коллекцию

Назовите свою коллекцию:

Имя должно содержать менее 100 символов

Выберите коллекцию:

Невозможно загрузить вашу коллекцию из-за ошибки
Повторите попытку

Добавить в мою библиографию

• Моя библиография

Не удалось загрузить делегатов из-за ошибки
Повторите попытку

Ваш сохраненный поиск

Название сохраненного поиска:

Условия поиска:

Тестовые условия поиска

Эл. адрес: (изменить)

Который день? Первое воскресеньеПервый понедельникПервый вторникПервая средаПервый четвергПервая пятницаПервая субботаПервый деньПервый рабочий день

Который день? ВоскресеньеПонедельникВторникСредаЧетвергПятницаСуббота

Формат отчета: РезюмеРезюме (текст)АбстрактАбстракт (текст)PubMed

Отправить максимум: 1 шт. 5 шт. 10 шт. 20 шт. 50 шт. 100 шт. 200 шт.

Отправить, даже если нет новых результатов

Необязательный текст в электронном письме:

Создайте файл для внешнего программного обеспечения для управления цитированием

. 2004 Декабрь; 18 (4): 255-60.

doi: 10.2187/bss.18. 255.

Акихиса Такахаши ¹ , Такео Ониши

принадлежность

• ¹ Факультет биологии, Медицинский факультет Медицинского университета Нара, Кашихара, Нара, Япония.

• PMID: 15858393
• DOI: 10.2187/бсс.18.255

Бесплатная статья

Акихиса Такахаши и др. Биологическое пространство. 2004 Декабрь

Бесплатная статья

. 2004 Декабрь; 18 (4): 255-60.

doi: 10.2187/bss.18.255.

Авторы

Акихиса Такахаши ¹ , Такео Ониши

принадлежность

• ¹ Факультет биологии, Медицинский факультет Медицинского университета Нара, Кашихара, Нара, Япония.

• PMID: 15858393
• DOI: 10.2187/бсс.18.255

Абстрактный

Считается, что ультрафиолетовое (УФ) излучение Солнца участвовало в событиях, связанных с химической эволюцией и зарождением жизни на первобытной Земле. Хотя УФ-излучение также было бы движущей силой биологической эволюции жизни на Земле, жизненное пространство примитивных живых организмов было бы ограничено в защищенном от УФ-излучения месте, например, в воде на ранней стадии эволюции жизни. После образования стратосферного озонового слоя за счет производства кислорода фотоавтотрофами живые организмы смогли расширить свою область обитания с воды на сушу. В результате сейчас на земле процветает множество видов живых организмов, содержащих человека. В ближайшем будущем из-за истощения озонового слоя стратосферы на поверхность Земли может попасть повышенная передача вредного солнечного УФ-излучения. Чтобы узнать больше о биологических эффектах солнечного УФ-излучения с прерыванием озоновым слоем или без него, требуется использование открытого объекта на Международной космической станции. Эксперименты, предлагаемые для этой установки, послужат инструментом для научного исследования процессов, связанных с зарождением и развитием жизни на Земле, а также могут продемонстрировать важность защиты будущей окружающей среды Земли от разрушения озонового слоя в будущем.

Похожие статьи

• Изменения биологически активного ультрафиолетового излучения, достигающего поверхности Земли.

  Маккензи Р.Л., Бьорн Л.О., Байс А., Ильясад М. Маккензи Р.Л. и др. Фотохимия Photobiol Sci. 2003 Январь; 2(1):5-15. дои: 10.1039/b211155c. Фотохимия Photobiol Sci. 2003. PMID: 12659535 Обзор.

• Последствия для здоровья человека истощения стратосферного озона в сочетании с другими факторами окружающей среды.

  Лукас Р.М., Норвал М., Нил Р.Э., Янг А.Р., де Груйл Ф.Р., Такидзава Ю., ван дер Леун Дж.К. Лукас Р.М. и соавт. Фотохимия Photobiol Sci. 2015 Янв; 14 (1): 53-87. дои: 10.1039/c4ppb. Фотохимия Photobiol Sci. 2015. PMID: 25383760

• Изменения биологически активного ультрафиолетового излучения, достигающего поверхности Земли.

  Мадронич С., Маккензи Р.Л., Бьорн Л.О., Колдуэлл М.М. Мадронич С. и соавт. J Photochem Photobiol B. 1998 Oct; 46 (1-3): 5-19. doi: 10.1016/s1011-1344(98)00182-1. Дж Фотохим Фотобиол Б. 1998. PMID: 9894350 Обзор.

• Биологические космические эксперименты по моделированию марсианских условий: УФ-излучение и аналоги марсианского грунта.

  Реттберг П., Раббоу Э., Паниц С., Хорнек Г. Реттберг П. и соавт. Adv Space Res. 2004;33(8):1294-301. doi: 10.1016/j.asr.2003.09.050. Adv Space Res. 2004. PMID: 15803617

• Роль УФ-В-излучения в водных и наземных экосистемах — экспериментальный и функциональный анализ эволюции соединений, поглощающих УФ-излучение.

  Розема Дж., Бьорн Л.О. , Борнман Дж.Ф., Габерщик А., Хедер Д.П., Трост Т., Герм М., Клиш М., Грёнигер А., Синха Р.П., Леберт М., Хе Ю.Ю., Буффони-Холл Р., де Баккер Н.В., ван де Стаайдж Дж., Мейкамп Б.Б. Розема Дж. и др. J Photochem Photobiol B. 2002 Feb;66(1):2-12. doi: 10.1016/s1011-1344(01)00269-Икс. Дж Фотохим Фотобиол Б. 2002. PMID: 11849977

Посмотреть все похожие статьи

Цитируется

• Улучшение прорастания семян и роста растений, опосредованное соединениями, синтезированными эндофитным штаммом Aspergillus niger (изолят 29), выделенным из Albizia lebbeck (L.) Benth.

  Матхур П., Чатурведи П., Шарма С., Бхатнагар П. Матур П. и др. 3 Биотех. 2022 Окт;12(10):271. doi: 10.1007/s13205-022-03332-x. Epub 2022 11 сентября. 3 Биотех. 2022. PMID: 36105862

• Защитные эффекты флавоноидов против болезни Альцгеймера: патологическая гипотеза, потенциальные мишени и взаимосвязь структура-активность.

  Ли Дж, Сунь М, Цуй Х, Ли С. Ли Дж. и др. Int J Mol Sci. 2022 сен 2;23(17):10020. дои: 10.3390/ijms231710020. Int J Mol Sci. 2022. PMID: 36077418 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

• Анатомические различия и физиологические реакции обгоревших на солнце плодов мандарина сацума ( Citrus unshiu Marc.).

  Ким М, Пак И, Юн С.К., Ким С.С., Джоа Дж., Мун Е., До ГР. Ким М и др. Растения (Базель). 2022 7 июля; 11 (14): 1801. doi: 10.3390/plants11141801. Растения (Базель). 2022. PMID: 358

  Бесплатная статья ЧВК.

• Биологическая активность экстрактов красных и желтых плодов Cornus mas L. — Оценка in vitro антиоксидантной активности, ингибирующей активности в отношении α-глюкозидазы, ацетилхолинэстеразы и способности связывания с сывороточным альбумином человека.

  Дзыдзан О., Бродяк И., Стругала-Данак П., Страх А., Кухарская А.З., Габриельская Ю., Сибирная Н. Дзыдзан О и др. Молекулы. 2022 30 марта; 27 (7): 2244. doi: 10,3390/молекулы27072244. Молекулы. 2022. PMID: 35408646 Бесплатная статья ЧВК.

• Как справиться с проблемами экологических стрессов в эпоху глобального изменения климата: обновленная информация о предотвращении АФК у растений.

  Сингх А., Мехта С., Ядав С., Нагар Г., Гош Р., Рой А., Чакраборти А., Сингх И.К. Сингх А. и др. Int J Mol Sci. 2022 11 февраля; 23 (4): 1995. дои: 10.3390/ijms23041995. Int J Mol Sci. 2022. PMID: 35216108 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

Просмотреть все статьи «Цитируется по»

Типы публикаций

термины MeSH

вещества

Полнотекстовые ссылки

J-STAGE, Японский агрегатор научно-технической информации, электроника

Укажите

Формат: ААД АПА МДА НЛМ

Отправить по телефону

Международный день охраны озонового слоя – Женевская экологическая сеть

Всемирный день озона

Жизнь на Земле была бы невозможна без солнечного света. Но энергии, исходящей от солнца, было бы слишком много для жизни на Земле, если бы не озоновый слой. Этот стратосферный слой защищает нас от большей части вредного солнечного ультрафиолетового излучения. Солнечный свет делает жизнь возможной, но озоновый слой делает жизнь такой, какой мы ее знаем, возможной.

Когда в конце 1970-х ученые обнаружили, что человечество проделывает дыру в этом защитном щите, они забили тревогу. Дыра, вызванная озоноразрушающими газами (ОРВ), используемыми в аэрозолях и охлаждающих устройствах, таких как холодильники и кондиционеры, угрожала увеличением случаев рака кожи и катаракты, а также повреждением растений, сельскохозяйственных культур и экосистем.

Глобальный ответ был решающим, и Всемирный день озона, который ежегодно проводится 16 сентября, отмечает это достижение. Принят Генеральной Ассамблеей ООН в 1994, Международный день охраны озонового слоя, отмечается в честь даты подписания в 1987 году Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой (резолюция 49/114). Он показывает, что коллективные решения и действия, направляемые наукой, — единственный способ разрешить крупные глобальные кризисы. Это напоминает нам не только о том, что озон имеет решающее значение для жизни на Земле, но и о том, что мы должны продолжать защищать озоновый слой для будущих поколений.

Венская конвенция об охране озонового слоя

В 1985 г. правительства стран мира приняли Венскую конвенцию об охране озонового слоя, которая вступила в силу в 1988 г. Подписавшие страны договорились исследовать и контролировать воздействие деятельности человека на озоновый слой и принимать конкретные меры против деятельности которые могут оказать неблагоприятное воздействие на озоновый слой. Конвенция не требует от стран принятия конкретных мер по контролю над озоноразрушающими веществами.

Монреальский протокол

В соответствии с Венской конвенцией Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой, является знаковым многосторонним природоохранным соглашением, которое регулирует производство и потребление почти 100 антропогенных химикатов, называемых озоноразрушающими веществами (ОРВ). При попадании в атмосферу эти химические вещества повреждают стратосферный озоновый слой, защитный щит Земли, который защищает людей и окружающую среду от вредных уровней ультрафиолетового излучения Солнца. Принят 15 сентября 1987, Протокол на сегодняшний день является единственным договором ООН, который был ратифицирован каждой страной на Земле — всеми 198 государствами-членами ООН.

Благодаря Монреальскому протоколу озоновый слой восстанавливается, и ожидается, что к середине века он вернется к значениям, существовавшим до 1980 года.

Кигалийская поправка

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

В поддержку Протокола Кигалийская поправка, вступившая в силу в 2019 году, будет работать в отношении ГФУ. Ожидается, что успешный поэтапный отказ от ГФУ позволит избежать повышения глобальной температуры на 0,4 градуса Цельсия к 2100 году, продолжая при этом защищать озоновый слой.

2022 Тема

Монреальский протокол@35: глобальное сотрудничество в защите жизни на Земле необходимо действовать сообща, налаживать партнерские отношения и развивать глобальное сотрудничество для решения климатических проблем и защиты жизни на Земле для будущих поколений.

В связи с тем, что в этом году во Всемирный день озона исполняется 35 лет соглашению по Монреальскому протоколу, международное сообщество будет помнить, как Монреальский протокол положил конец одной из самых больших угроз, с которыми когда-либо сталкивалось человечество в целом: истощению озонового слоя. Когда мир узнал, что озоноразрушающие газы, используемые в аэрозолях и системах охлаждения, создают дыру в небе, они сошлись воедино. Они показали, что многосторонность и эффективное глобальное сотрудничество работают, и постепенно отказались от этих газов. Сейчас озоновый слой исцеляется, позволяя ему снова защитить человечество от солнечного ультрафиолетового излучения.

С тех пор эта акция защитила миллионы людей от рака кожи и катаракты. Это позволило жизненно важным экосистемам выжить и процветать. Он спас жизнь на Земле. Многие озоноразрушающие вещества согревают климат, поэтому соглашение уже замедлило изменение климата. Если бы химические вещества, разрушающие озоновый слой, не были запрещены, к концу этого столетия глобальная температура повысилась бы еще на 2,5 °C.

Кигалийская поправка к Монреальскому протоколу призвана обеспечить еще большую пользу для климата. В соответствии с Поправкой страны обязались постепенно сокращать использование гидрофторуглеродов (ГФУ). Хотя ГФУ не повреждают озоновый слой, эти хладагенты являются мощными парниковыми газами. Ожидается, что сокращение их использования в соответствии с договоренностью позволит избежать повышения глобальной температуры до 0,4°C к концу века, продолжая при этом защищать озоновый слой.

Что это значит для человечества? Поскольку мы продолжаем защищать озоновый слой, он будет продолжать защищать нас и всю жизнь на Земле. Это также означает более прохладную планету, поскольку все больше стран ратифицируют Поправку. Это означает, что больше людей смогут получить доступ к жизненно важным технологиям охлаждения без дальнейшего нагревания планеты. Это также означает, что Протокол продолжает посылать четкий и четкий сигнал: глобальное сотрудничество для защиты жизни на Земле — наш лучший шанс на светлое будущее для всех!

Преимущества озонового слоя

Озон и климат

По данным Секретариата по озону Программы Организации Объединенных Наций по окружающей среде (ЮНЕП), за последние два десятилетия наблюдаются некоторые признаки восстановления озонового слоя. Например, в средних широтах содержание озона в верхних слоях стратосферы с 2000 г. увеличивалось на 1–3 % каждое десятилетие. При условии постоянного соблюдения Монреальского протокола ожидаемое восстановление озонового слоя выглядит следующим образом:

• В Антарктике , весенний столб озона возвращается к 1980 значений в 2060-х годах;
• В Северном полушарии содержание озона в средних широтах возвращается к значениям 1980 года к 2030-м годам;
• В Южном полушарии содержание озона в средних широтах возвращается к значениям 1980 года примерно в середине века.

Без Монреальского протокола озоновая дыра в Антарктике к 2013 г. увеличилась бы примерно на 40 %, а истощение арктического озона произошло бы очень холодной зимой 2011 г.

Усилия по защите озонового слоя внесли значительный вклад в избежать примерно 135 миллиардов тонн двуокиси углерода (CO ₂ ) эквивалентных выбросов с 1990 по 2010 год. Это в пять раз больше годового целевого показателя сокращения выбросов для первого периода действия обязательств (2008-2012 годы) Киотского протокола, предшествующего Парижскому соглашению об изменении климата.

Модели показывают, что в отсутствие Монреальского протокола к 2070 году средние глобальные температуры повысились бы более чем на 2°C из-за потепления только за счет озоноразрушающих веществ, и что тропические циклоны, вероятно, были бы в три раза интенсивнее в 2065 году.

Озон и здоровье

Моделирование НАСА показало, что без Монреальского протокола глобальный уровень озона к 2065 году упал бы настолько низко, что светлокожие люди в северных районах средних широт получили бы ощутимые солнечные ожоги примерно через 5-10 минут летом. на улице.

Благодаря Монреальскому протоколу к 2030 году во всем мире можно предотвратить до 2 миллионов случаев рака кожи ежегодно. миллион смертей от рака кожи и 63 миллиона случаев катаракты у людей, родившихся в 189 г.0–2100, по данным Агентства по охране окружающей среды США.

Озон и экономика

В соответствии с Монреальским протоколом был учрежден Многосторонний фонд для осуществления Монреальского протокола для работы в развивающихся странах. По состоянию на декабрь 2019 года взносы достигли 4,07 миллиарда долларов США. Фонд также получил дополнительные добровольные взносы в размере 25,5 млн долларов США от группы стран-доноров для финансирования мероприятий по ускоренному началу поэтапного отказа от ГФУ.

Монреальский протокол принесет глобальную пользу для здоровья примерно в 1,8 трлн долларов США (1,109 трлн долларов США только в случае рака кожи) и почти 460 млрд долларов США в виде предотвращения ущерба сельскому хозяйству, рыболовству и материалам (обе кумулятивные оценки с 1987 по 2060 год). .

Последствия истощения озонового слоя

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

Рак кожи

Существует прочная связь между чрезмерным воздействием УФ-излучения и развитием трех наиболее распространенных форм рака кожи (злокачественная меланома, базально-клеточная карцинома и плоскоклеточная карцинома). По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), даже сейчас, после успешного внедрения Монреальского протокола, рак кожи является одной из наиболее распространенных форм рака, особенно у людей с бледной кожей.

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

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

Заболевания глаз

Воздействие высоких уровней УФ-излучения повышает риск развития катаракты. ВОЗ уже считает катаракту приоритетным заболеванием глаз. Катаракта является причиной примерно половины случаев слепоты во всем мире, что эквивалентно примерно 20 миллионам человек в 2010 году. В настоящее время модель катаракты, которую можно избежать во всем мире, доступна только для США, что указывает на то, что неспособность эффективно контролировать истощение озонового слоя привела бы к почти 63 миллиона дополнительных случаев катаракты у людей, родившихся в США в возрасте от 1890 и 2100.

Прочие вопросы здоровья

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

Продовольственная безопасность

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

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

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

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

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

Окружающая среда

Так же, как неконтролируемое истощение озона угрожает производству продуктов питания, оно также угрожает растениям, животным и микробам в естественных экосистемах. Эти экосистемы обеспечивают «экосистемные услуги», на которые мы все рассчитываем, обеспечивая чистый воздух и чистую воду, а также поглощая углекислый газ для атмосферы.

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

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

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

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

Озоновый слой сегодня

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

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

Монреальский протокол также значительно уменьшил потепление климата, поскольку многие озоноразрушающие вещества также являются мощными парниковыми газами, которые, накапливаясь в атмосфере, способствуют воздействию на климат. Контроль Монреальского протокола привел к существенному сокращению выбросов озоноразрушающих веществ за последние два десятилетия. Это сокращение, защищая озоновый слой, имеет дополнительное преимущество, заключающееся в уменьшении вклада человека в изменение климата.

Монреальский протокол может быть дополнительно усилен для контроля за озоноразрушающими веществами и гидрофторуглеродами, используемыми в качестве сырья для обеспечения дополнительной защиты стратосферного озонового слоя и климатической системы, а также для смягчения загрязнения пластмассами. Монреальский протокол может сузить сферу исключений в отношении сырья, чтобы сократить непреднамеренные и несанкционированные выбросы, продолжая при этом исключать производство сырья для ограниченных по времени основных видов использования. Этот подход на начальном этапе может быть эффективным и действенным дополнением к другим усилиям по сокращению загрязнения пластиком до 20% за счет сокращения производства некоторых пластмасс, полученных из исходного сырья, и контроля над винилхлоридом и этилендихлоридом, перерабатываемым в ПВХ.

Существующие механизмы Монреальского протокола, такие как группы по оценке и национальные стратегии реализации, могут служить ориентиром при выборе экологически более эффективных заменителей пластмасс, полученных из исходного сырья. Без контроля Монреальского протокола воздействие на климат веществ, разрушающих озоновый слой, могло бы сейчас почти в два с половиной раза превышать нынешнее значение.

Роль Женевы

Организации перечислены в алфавитном порядке

Группа по наблюдениям за Землей (GEO)

В рамках Рабочей программы GEO осуществляется несколько мероприятий по мониторингу стратосферного озона, таких как Служба мониторинга атмосферы Copernicus (CAMS), Наблюдения за Землей для здоровья (EO4Health) и Глобальное наблюдение и информация в городах GEO (GUOI). ).

Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК)

МГЭИК — это орган Организации Объединенных Наций, занимающийся оценкой научных достижений в области изменения климата. Посредством своих оценок МГЭИК определяет состояние знаний об изменении климата. Он определяет, где в научном сообществе существует согласие по темам, связанным с изменением климата, и где необходимы дальнейшие исследования. Отчеты составляются и рецензируются в несколько этапов, что гарантирует объективность и прозрачность.

Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде (ЮНЕП)

ЮНЕП стала учреждением-исполнителем Многостороннего фонда Монреальского протокола 19 июня 1991 года, и ей был предоставлен мандат этого информационного центра. С тех пор ОзонЭкшн ЮНЕП укрепляет потенциал правительств, особенно оперативных координаторов Монреальского протокола, известных как национальные органы по озону (НОО), и промышленности в развивающихся странах для разработки и обеспечения соблюдения политики, необходимой для реализации Протокола и принимать обоснованные решения об альтернативных технологиях.

Отделение ЮНЕП по химическим веществам и здравоохранению также занимается продвижением химической безопасности и предоставляет странам доступ к информации о токсичных химических веществах, политическим рекомендациям, техническим рекомендациям и наращиванию потенциала для развивающихся стран и стран с переходной экономикой.

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ)

ВОЗ опубликовала несколько ресурсов по УФ-излучению. ВОЗ указывает, что озон является особенно эффективным поглотителем УФ-излучения. По мере того, как озоновый слой становится тоньше, защитная фильтрующая способность атмосферы постепенно снижается. Следовательно, люди и окружающая среда подвергаются более высокому уровню УФ-излучения, особенно УФ-В. При чрезмерном воздействии УФ-излучения необходимо повысить осведомленность и изменить образ жизни, чтобы изменить текущие тенденции рака кожи.

Всемирная метеорологическая организация (ВМО)

ВМО предоставляет прогнозы и оценки состава атмосферы, включая прогнозы содержания озона. Глобальная служба атмосферы (ГСА) предоставляет данные, необходимые для понимания состояния и изменений озонового слоя. ВМО также недавно опубликовала отчет «Научная оценка разрушения озонового слоя: 2018 г.», в котором задокументированы достижения в научном понимании разрушения озонового слоя. Эти достижения дополняют научную основу для решений, принимаемых Сторонами Монреальского протокола, и основаны на более длительных записях наблюдений, новых имитациях химико-климатических моделей и новых анализах. Кроме того, он регулярно публикует отчеты для совещаний Руководителей исследований по озону Сторон Венской конвенции об охране озонового слоя.

ВМО также составляет отчет «Единство в науке», представляющий собой подборку на высоком уровне самой последней информации о климате, подготовленную несколькими организациями.

Обучение

Вводный курс в международно-правовую базу по защите озонового слоя

ИнформМЕА | Онлайн

Образовательный портал Секретариата по озону

Озоновый секретариат | Интернет

Ресурсы

• Восстановление озонового слоя – история успеха в области защиты окружающей среды | ВМО | 16 сентября 2021
• Действуйте сейчас, чтобы замедлить изменение климата и защитить планету, призывает глава ООН | Послание Генерального секретаря по случаю Всемирного дня озона | Новости ООН | 16 сентября 2021
• Под северным сиянием: объяснение истощения озонового слоя мезосферы | Ежедневная наука | 21 августа 2021
• Ученые раскрывают, как знаменательный запрет ХФУ дал планете шанс бороться с глобальным потеплением | Ежедневная наука | 18 августа 2021
• Как мир уже предотвратил гораздо более сильное потепление в этом столетии | Обзор технологий Массачусетского технологического института | 18 августа 2021
• Исторический запрет на ХФУ в 1980-х годах предотвратил смертельный сценарий «выжженной земли», показывают исследования | Независимый | 18 августа 2021
• Рост выбросов парниковых газов представляет постоянную угрозу озоновому слою Арктики | Ежедневная наука | 23 июня 2021
Эксперты говорят, что запуски ракет
• могут повлиять на наш озоновый слой | Си-Би-Си | 22 апреля 2021
• Монреальский протокол | ИнформМЕА
• Двадцать вопросов и ответов об озоновом слое | ВМО

Важнейшая роль таможни – ВТамО

Озоновый слой, находящийся в атмосфере высоко над нашими головами, жизненно важен для защиты здоровья человека и окружающей среды от опасного ультрафиолетового излучения, достигающего поверхности земли. Без него жизнь на Земле не могла бы существовать. Истощение этого тонкого слоя газа вызвано выбросами техногенных озоноразрушающих веществ (ОРВ), таких как хлорфторуглероды (ХФУ) и гидрофторуглероды (ГХФУ), которые используются в основном в холодильной технике и кондиционировании воздуха, а также в производстве пеноматериалов.

В октябре 2019 года в СМИ было много оптимистичных сообщений о том, что дыра в озоновом слое, ежегодно образующаяся над Антарктикой, была самой маленькой за всю историю наблюдений. Это, безусловно, было приятной новостью, но это не означает, что озоновый слой еще не восстановился. Небольшой размер озоновой дыры в это время был обусловлен несколько аномально более высокими температурами в верхних слоях атмосферы, которые препятствовали обычному развитию озоновой дыры. Тем не менее, озоновый слой восстанавливается, хотя и медленно, и ожидается, что его полное восстановление произойдет во второй половине этого столетия.

Монреальский протокол

Эта история успеха в области охраны окружающей среды является свидетельством достижений Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой, согласно которому страны мира отказались от 99% ОРВ. Таким образом, можно сделать вывод, что глобальная экологическая катастрофа предотвращена и теперь остается только ждать. Однако реальность более тревожна. Многие из альтернатив ХФУ и ГХФУ, хотя и не разрушают озоновый слой, могут иметь очень высокий потенциал глобального потепления — некоторые из них почти в 15 000 раз сильнее нагревают атмосферу, чем углекислый газ.

К счастью, в январе 2019 года вступила в силу Кигалийская поправка к Монреальскому протоколу. Эта историческая поправка теперь включает гидрофторуглероды (ГФУ), основные альтернативы ХФУ и ГХФУ, в сферу действия Протокола, обязывая страны поэтапно сокращать производство и потребление этих химических веществ в соответствии с согласованными графиками. Благодаря этой поправке Монреальский протокол призван достичь важной цели, т. е. внести вклад в борьбу с изменением климата, не допустив повышения глобальной температуры до 0,4 ° C к концу века.

Действительно, контроль над торговлей этими химическими веществами и обеспечение при этом соблюдения положений Монреальского протокола является одним из лучших примеров вклада сотрудников таможни, среди прочего, в защиту окружающей среды и благосостояние человечества. Чтобы обеспечить дальнейший успех Протокола, таможня должна способствовать законной торговле и предотвращать незаконную торговлю.

Контрабанда ХФУ, ГХФУ и других ОРВ стала серьезной проблемой с момента вступления в силу Монреальского протокола, и в настоящее время появляется все больше свидетельств незаконного производства ХФУ, которое должно было быть полностью прекращено десять лет назад. . Кроме того, что, возможно, более важно, таможня играет незаменимую роль в мониторинге и предоставлении подробных данных об импорте и экспорте, на которых основывается соблюдение страной своих обязательств по Протоколу. Таким образом, таможня находится на переднем крае обеспечения соблюдения национальных правил, связанных с этим важным Протоколом.

Следующая глава

В связи с Кигалийской поправкой и тем, что некоторые называют «следующей главой» Монреальского протокола, сотрудники таможни снова будут призваны выполнять важную роль в мониторинге и контроле торговли ГФУ. Но для этого им нужны национальные номенклатуры, в которых различаются наиболее распространенные ГФУ и смеси хладагентов, использующие ГС.

Поскольку действующая Номенклатура ГС, издание 2017 г., не включает конкретные коды для ГФУ, ВТО рекомендовала создать коды ГС для ГФУ в отдельных национальных номенклатурах стран до вступления в силу издания ГС 2022 г., которое будет включать конкретные коды ГС для наиболее часто продаваемых ГФУ и смесей.

В связи с вышеизложенным, без этих национальных кодов ГС странам будет очень сложно обеспечить соблюдение системы лицензирования импорта и экспорта ГФУ, которую каждая страна, являющаяся стороной Кигалийской поправки, должна ввести в действие к 1 января 2019 года. (или через два года, если требуется). Точно так же будет очень сложно рассчитать потребление этих веществ, учитывая, что в контексте Монреальского протокола «потребление» рассчитывается на основе данных об импорте и экспорте, а также любом производстве и уничтожении ГФУ.

Текущее сотрудничество

Крайне важно, чтобы таможенные органы, которые еще не создали коды ГС для ГФУ в своей национальной номенклатуре, срочно рассмотрели этот вопрос и выполнили рекомендацию ВТамО. OzonAction — подразделение Программы Организации Объединенных Наций по окружающей среде (ЮНЕП) — и ВТамО опубликовали информационный бюллетень по этому вопросу, в котором даются подробные инструкции о том, как решать этот вопрос.

На самом деле, в течение многих лет обе организации тесно сотрудничали в разработке и внедрении инновационных информационных материалов и учебных инструментов, в организации правоприменительных операций и в разработке мероприятий по обмену разведывательными данными, все из которых направлены на содействие правовым торговле ОРВ, предотвращая любую незаконную торговлю.

Сотрудники таможни из стран восточноафриканского региона учатся пользоваться идентификаторами хладагентов во время семинара OzonAction в Уганде. проблемы в регионе, а также передовой опыт в области контроля над торговлей ОРВ. Встреча также позволила этим странам в конфиденциальной обстановке изучить свои статистические данные об импорте и экспорте, сравнить их со статистическими данными своих торговых партнеров и изучить любые различия в представленных данных.

В ходе вышеупомянутого семинара были проведены практические занятия по идентификаторам хладагентов. Эти идентификаторы являются очень полезным инструментом, помогающим таможенным служащим идентифицировать постоянно увеличивающийся ассортимент хладагентов, которыми торгуют. ЮНЕП предоставляет такие идентификаторы более чем 100 странам в рамках проектов Монреальского протокола, которые она реализует, и предоставляет обучение и материалы, включая видео, по их использованию, а также более общие рекомендации по вариантам действий с изъятыми партиями хладагентов.

Также состоялась демонстрация приложений OzonAction для смартфонов. Приложения включают WhatGas?, базу данных с возможностью поиска, которая позволяет быстро находить информацию об ОРВ, включая торговые названия и соответствующие меры контроля.