Истощение озонового слоя: причины, пути решения проблемы
Озоновый слой расположен в верхней части стратосферы, на высоте 20-25 км. Название связано с тем, что в этом месте содержится озон (трехатомный оксиген). Этот участок защищает земную поверхность, поглощая избыточный солнечный ультрафиолет и вырабатывая при этом кислород. Одной из глобальных экологических проблем является истощение озонового слоя.
Содержание
- 1 Почему происходит истощение озонового слоя?
- 2 Можно ли восстановить озоновый слой?
- 3 Последствия истощения озонового слоя
- 3.1 Воздействие на здоровье людей и животных
- 3.2 Воздействие на наземные растения
- 3.3 Воздействие на водные экосистемы
- 3.4 Воздействие на биохимические циклы
- 3.5 Воздействие на качество воздуха
- 3.6 Воздействие на металлы
Почему происходит истощение озонового слоя?
Впервые истощение озонового слоя обнаружили в конце 50-х годов. Возникшая экологическая проблема стала объектом дискуссий между ученными.
Главный фактор, провоцирующий истощение озонового слоя Земли – техногенное воздействие. Из-за человеческой деятельности оказывается воздействие на озоновую прослойку. В наибольшей мере влияют газы, попадающие в атмосферу. Они меняют температуру в верхних частях атмосферы, вследствие чего озон распадается на молекулы.
Одни из основных веществ, способствующих истощению озона – фреоны. Это газообразные вещества, применяющиеся в аэрозолях и на промышленных предприятиях.
Истощению и образованию озоновых дыр способствует парниковый эффект. Он возникает из-за попадания в атмосферу газов, продуктов горения и разложения органических и неорганических отходов.
Еще одна причина истощения – запуск ракет и других высотных летальных аппаратов, двигатели которых влияют на состав атмосферы.
Можно ли восстановить озоновый слой?
Истощение наносит серьезный ущерб экологии и приводит к негативным для окружающей среды последствиям. Поэтому приобретает актуальность вопрос восстановления озонового слоя.
Есть несколько методов, повышения концентрация атмосферного озона для снижения риска образования дыр. Состав атмосферы стабилизируется и восстанавливается самостоятельно. Но для активизации этого процесса нужно устранить факторы, способствующие истощению. Разработаны методы восстановления нормального состояния озоновой прослойки с применением химических элементов.
Один из распространенных путей решения проблемы предусматривает подъем на 20-30 км состава, содержащего синтезированный в искусственных условиях озон. На высоте он распыляется, способствуя восстановлению. Вместо синтезированного озона в стратосферу могут доставлять смесь кислорода и водорода. Под действием ультрафиолета соединение распадается, влага испаряется, а оставшиеся молекулы кислорода соединяются в трехатомный элемент.
Последствия истощения озонового слоя
Концентрация озона в верхних слоях атмосферы постепенно уменьшается. Согласно результатам исследований, озон истощен на 2-10%, в зависимости от региона. В наибольшей мере это заметно на южном полюсе, так как образовавшаяся озоновая дыра над Антарктидой является крупнейшей.
Проблема истощения озонового слоя влияет на все сферы экологии. В некоторых местах возникают блуждающие озоновые дыры, где концентрация трехатомного кислорода падает на 20-40%. Они регистрируются, преимущественно, в регионах с резкими перепадами температур, например в пустынях.
Воздействие на здоровье людей и животных
Из-за разрушения озона в стратосфере нарушается защитная функция атмосферы. Увеличивается проникающая способность ультрафиолета, из-за чего он способен нанести вред здоровью. Повышенная концентрация ультрафиолетового излучения приводит к развитию болезней кожи, в том числе онкологического характера.
Увеличение потока УФ-лучей снижает иммунные функции организма, негативно влияет на зрение.
Отмечается рост частоты катаракты в регионах, где озоновый слой тоньше нормы всего лишь на 1% или более.
Воздействие на наземные растения
Рост концентрации солнечной радиации негативно отражается на растительных клетках. Несмотря на то, что для большинства растений солнечный свет является необходимым для выработки питательных веществ при фотосинтезе, избыток ультрафиолета губителен.
Растения, подвергающиеся воздействию УФ-лучей, хуже растут. Развитие приостанавливается, масса растения падает. Плодовитость полезных культур сокращается. Из-за истощения в определенных регионах отмечается повышение температуры. Нарушение климатических условий может привести к гибели некоторых видов, если они не приспособлены к изменениям температур.
Воздействие на водные экосистемы
Увеличивающийся поток солнечной радиации неминуемо влияет на состояние водных ресурсов. Вода способна защитить от УФ-излучения те виды флоры и фауны, которые живут на глубине. Но для поверхностных видов рыб и растений избыток ультрафиолета губителен.
В регионах, над которыми обнаружено озоновое истощение, отмечается повышенная смертность среди морской рыбы и растений. Из-за избытка ультрафиолета сокращается количество кислорода, необходимого для дыхания водной фауне. Ультрафиолетовое излучение усиливает испарение жидкости, что приводит к обмельчанию водоемов и гибели рыб.
Воздействие на биохимические циклы
Озоновые дыры оказывают негативное влияние на протекающий круговорот веществ. Из-за избытка ультрафиолета происходит ускоренное разрушение кислорода. Кроме этого, под действием УФ-излучения ускоряются окислительные процессы в почве, которые также затрачивают кислород.
Согласно результатам исследования, для восстановления атмосферного воздуха, при условии исключения техногенных факторов, требуется до 2 тыс. лет.
Воздействие на качество воздуха
Воздух представляет собой смесь газов. Он включает кислород и азот, незначительную долю озона, других химических элементов и соединений. Воздух необходим для дыхания живых организмов, так как с его помощью осуществляется окисление питательных веществ и выработка энергии, посредством которой поддерживается жизнедеятельность.
Рост уровня солнечной радиации на фоне истощения озонового слоя приводит к изменению свойств и состава воздуха. В совокупности с химическим загрязнением, этот фактор оказывает крайне вредное воздействие на все организмы, для выживания которых необходим воздух.
Воздействие на металлы
Озон характеризуется окисляющем эффектом. Он способен окислять все металлы, кроме золота и платины. Истощение слоя влияет на окислительные процессы, из-за чего естественные функции атмосферных слоев нарушаются. Это может повлиять на свойства элементов-металлов и иных веществ.
Озоновый слой считается своеобразной защитной мембраной, защищающей поверхность планеты от солнечной радиации. Истощение – процесс разрушения озонового слоя, влияющий на экологическую ситуацию и способен спровоцировать глобальную экологическую катастрофу. Используются разные способы восстановления верхних слоев атмосферы, что позволяет предотвратить образование новых озоновых дыр и стабилизировать показатели на ранее поврежденных участках.
Узнайте еще много нового:
Последствия разрушения озонового слоя
Истощение озонового слоя увеличивает количество ультрафиолетовых лучей, достигающих поверхности Земли. Лабораторные исследования показывают, что средневолновой ультрафиолет (УФ-B) вызывает рак кожи, не связанный с меланомой, и играет важную роль в развитии злокачественной меланомы.
Кроме того, УФ-B связан с развитием катаракты — помутнения хрусталика глаза.
Поскольку весь солнечный свет содержит некоторое количество УФ-B, даже при нормальном уровне озона в стратосфере, всегда важно защищать кожу и глаза от солнца.
Разрушение озонового слоя и растения
Ультрафиолетовое излучение влияет на физиологические процессы и процессы развития растений. Несмотря на механизмы снижения или восстановления этих эффектов и способность адаптироваться к повышенным уровням УФ-B, ультрафиолет может непосредственно влиять на рост растений.
Косвенные изменения, вызванные УФ-B (такие как изменения формы растения, распределение питательных веществ в растении, сроки фаз развития и вторичного метаболизма) могут быть в равной степени, а иногда и более важными, чем разрушительные эффекты УФ-B.
Эти изменения могут иметь неблагоприятные последствия для экосистем, агроценозов, вызывают нарушения биогеохимических циклов.
Не хотите чтобы продолжалось разрушение озонового слоя? Вот что можно сделать ваша организация:
- Получить разрешение на выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух
- Разработать паспорта газоочистных установок
- Заказать контроль выбросов от стационарных источников
- Измерить выбросы в атмосферу
- Провести инвентаризацию выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух
- Разработать проект нормативов допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух
- Заказать расчет рассеивания выбросов загрязняющих веществ в атмосферу
Разрушение озонового слоя и водные экосистемы
Фитопланктон образует основу для водных кормовых сетей. Производительность фитопланктона ограничивается эвфотической зоной, верхним слоем водоемов, в котором имеется достаточное количество солнечного света для поддержания чистой производительности.
Было показано, что воздействие солнечного УФ-B-излучения влияет как на ориентацию, так и на подвижность фитопланктона, что приводит к снижению выживаемости этих организмов. Ученые продемонстрировали прямое снижение производства фитопланктона из-за связанного с разрушением озонового слоя увеличения содержания УФ-B.
Было обнаружено, что ультрафиолетовое излучение наносит ущерб ранним стадиям развития рыб, ракообразных, земноводных и других морских животных. Наиболее тяжелыми последствиями являются снижение репродуктивной способности и нарушение развития личинок. Небольшое увеличение УФ-облучения может привести к сокращению популяции мелких водных организмов, что повлияет на пищевую цепочку.
Последствия разрушения озонового слоя для биогеохимических циклов
Увеличение ультрафиолетового излучения может повлиять на биогеохимические циклы на суше и в воде, изменяя таким образом как источники, так и поглотители парниковых и химически важных следовых газов (например, двуокиси углерода, окиси углерода, карбонилсульфида, озона),
Статьи по теме
Что такое инженерно-экологические изыскания?
Что такое ПДВ в экологии?
Учет отходов производства и потребления
Последствия истощения озонового слоя для здоровья и окружающей среды
Ключевые ресурсы
Экологические последствия истощения озонового слоя и его взаимодействия с изменением климата: оценка 2014 г.
слой за пределами естественных реакций. Стратосферный озон постоянно создается и разрушается в ходе естественных циклов. Однако различные озоноразрушающие вещества (ОРВ) ускоряют процессы разрушения, что приводит к снижению уровня озона по сравнению с нормальным. Научная страница (http://www.epa.gov/ozone/science/index.html) предлагает более подробную информацию о науке об истощении озонового слоя. означают меньшую защиту от солнечных лучей и большее воздействие UVB Полоса ультрафиолетового излучения с длиной волны от 280 до 320 нанометров, создаваемая Солнцем. UVB — это разновидность ультрафиолетового излучения солнца (и солнечных ламп), которое имеет несколько вредных эффектов. UVB особенно эффективно повреждает ДНК. Это причина меланомы и других видов рака кожи. Он также был связан с повреждением некоторых материалов, сельскохозяйственных культур и морских организмов. Озоновый слой защищает Землю от большей части ультрафиолетового излучения Солнца. Всегда важно защищать себя от УФ-В, даже при отсутствии истощения озонового слоя, надевая головные уборы, солнцезащитные очки и солнцезащитный крем.
Воздействие на здоровье человека
Истощение озонового слоя увеличивает количество УФВ, достигающего поверхности Земли. Лабораторные и эпидемиологические исследования показывают, что УФВ вызывает немеланомный рак кожи и играет важную роль в развитии злокачественной меланомы. Кроме того, УФВ связывают с развитием катаракты, помутнением хрусталика глаза.
Источник: Рисунок Q3-1 от Микаэлы И. Хеглин (ведущий автор), Дэвида У. Фэи, Мака МакФарланда, Стивена А. Монцки и Эрика Р. Нэша, Двадцать вопросов и ответов об озоновом слое: обновление 2014 г., Научная оценка Истощение озонового слоя: 2014 г.
, 84 стр., Всемирная метеорологическая организация, Женева, Швейцария, 2015 г.
Поскольку любой солнечный свет содержит некоторое количество УФВ, даже при нормальном уровне стратосферного озона, всегда важно защищать кожу и глаза от солнца. См. более подробное объяснение последствий для здоровья, связанных с воздействием УФ-В лучей.
Агентство по охране окружающей среды США использует рамочную модель воздействия на атмосферу и здоровье для оценки пользы для здоровья от более надежной защиты озонового слоя в соответствии с Монреальским протоколом. Обновленная информация о преимуществах усилий Агентства по охране окружающей среды по решению проблемы истощения озонового слоя доступна в отчете 2015 года «Обновление расчетов озона и профилей выбросов для использования в рамочной модели воздействия на атмосферу и здоровье».
Воздействие на растения
УФ-излучение влияет на физиологические процессы и процессы развития растений. Несмотря на механизмы уменьшения или устранения этих эффектов и способность адаптироваться к повышенным уровням УФ-В, на рост растений может непосредственно влиять УФ-излучение.
Косвенные изменения, вызванные УФ-В (такие как изменения формы растения, распределение питательных веществ внутри растения, сроки фаз развития и вторичного метаболизма), могут быть не менее, а иногда и более важными, чем повреждающее воздействие УФ-В. Эти изменения могут иметь важные последствия для конкурентного баланса растений, травоядных, болезней растений и биогеохимических циклов.
Воздействие на морские экосистемы
Фитопланктон образует основу водных пищевых сетей. Продуктивность фитопланктона ограничена эвфотической зоной, верхним слоем водной толщи, в котором достаточно солнечного света для поддержания чистой продуктивности. Было показано, что воздействие солнечного УФ-излучения влияет как на ориентацию, так и на подвижность фитопланктона, что приводит к снижению выживаемости этих организмов. Ученые продемонстрировали прямое сокращение производства фитопланктона из-за увеличения УФ-В излучения, связанного с истощением озонового слоя.
Было обнаружено, что УФ-излучение вызывает повреждение ранних стадий развития рыб, креветок, крабов, амфибий и других морских животных.
Наиболее серьезными последствиями являются снижение репродуктивной способности и нарушение развития личинок. Небольшое увеличение воздействия УФ-В может привести к сокращению популяции мелких морских организмов, что повлияет на всю морскую пищевую цепь.
Воздействие на биогеохимические циклы
Повышение уровня УФ-В излучения может повлиять на наземные и водные биогеохимические циклы, тем самым изменяя как источники, так и поглотители парниковых газов и химически важных следовых газов (например, диоксида углерода, монооксида углерода, карбонилсульфида, озона и, возможно, других газы). Эти потенциальные изменения будут способствовать обратным связям между биосферой и атмосферой, которые уменьшат или увеличат концентрацию этих газов в атмосфере.
Воздействие на материалы
Синтетические полимеры, природные биополимеры, а также некоторые другие материалы, представляющие коммерческий интерес, неблагоприятно воздействуют на УФ-излучение. Современные материалы частично защищены от UVB специальными добавками.
Тем не менее, увеличение уровня УФ-В ускоряет их разрушение, ограничивая продолжительность времени, в течение которого они могут быть полезны на открытом воздухе.
SCIRP Открытый доступ
Издательство научных исследований
Журналы от A до Z
Журналы по темам
- Биомедицинские и биологические науки.
- Бизнес и экономика
- Химия и материаловедение.
- Информатика. и общ.
- Науки о Земле и окружающей среде.
- Машиностроение
- Медицина и здравоохранение
- Физика и математика
- Социальные науки. и гуманитарные науки
Журналы по тематике
- Биомедицина и науки о жизни
- Бизнес и экономика
- Химия и материаловедение
- Информатика и связь
- Науки о Земле и окружающей среде
- Машиностроение
- Медицина и здравоохранение
- Физика и математика
- Социальные и гуманитарные науки
Опубликуйте у нас
- Представление статьи
- Информация для авторов
- Ресурсы для экспертной оценки
- Открытые специальные выпуски
- Заявление об открытом доступе
- Часто задаваемые вопросы
Публикуйте у нас
- Подача статьи
- Информация для авторов
- Ресурсы для экспертной оценки
- Открытые специальные выпуски
- Заявление об открытом доступе
- Часто задаваемые вопросы
Подпишитесь на SCIRP
Свяжитесь с нами
клиент@scirp. org | |
| +86 18163351462 (WhatsApp) | |
| 1655362766 | |
| Публикация бумаги WeChat |
| Недавно опубликованные статьи |
| Недавно опубликованные статьи |
Подпишитесь на SCIRP
Свяжитесь с нами
клиент@scirp. |