Мініcтeрcтвo ocвіти і нaуки Укрaїни
Дeпaртaмeнт нaуки і ocвіти Хaрківcькoї oблacнoї дeржaвнoї aдмініcтрaції
Хaрківcький нaціoнaльний пeдaгoгічний унівeрcитeт імeні Г. C. Cкoвoрoди (ХНПУ)
Фaкультeт пcихoлoгії тa coціoлoгії
Рeфeрaт
Екологія.
Руйнування озонового шару Землі та шляхи його захисту
Викoнaлa : cтудeнткa 14-П групи, Кoзлoвa Oлeкcaндрa Ігoрівнa
Кeрівник рoбoти : Мухіна Ольга Юліївна
Хaрків 2021
Зміст
Вступ;
Причини руйнування озонового шару;
Негативні наслідки руйнування озонового шару;
Шляхи вирішення проблеми руйнування озонового шару;
Список літератури.
Вступ
Озон, що знаходиться на висоті близько 25 км від земної поверхні, перебуває в стані динамічної рівноваги. Він являє собою шар підвищеної концентрації товщиною близько 3 мм. Стратосферний озон поглинає жорстку ультрафіолетову радіацію Сонця і цим захищає все живе на Землі. Озон також поглинає інфрачервоне випромінювання Землі і є одним з обов'язкових умов збереження життя на нашій планеті.
Озоновий шар - це шар атмосфери (стратосфери), у межах якого концентрація молекул озону (03) удесятеро вища, ніж біля поверхні Землі.
Озон в перекладі з грецької означає "пахучий". Таку назву йому дав німецький хімік Крістіан Фрідріх Шонбейн, який майже все життя працював у Швейцарії, був професором Базельського університету. У 1839 р. він описав хімічні методи отримання озону. Сам озоновий шар відкрили у 1913 р. Шарль Фабрі та Анрі Буїсон. У 20-х роках XX ст. дослідженнями озонового шару активно займався професор оксфордського університету Ґордон Добсон9 на честь якого названа одиниця вимірювання товщини озонового шару - одиниця Добсона. Дослідник установив світову мережу нагляду за озоновим шаром, яка працює з 1928 р. і досі.
В результаті багатьох зовнішніх впливів озоновий шар починає стоншується в порівнянні зі своїм природним станом, а за деяких умов над певними територіями і зовсім зникати - з'являються озонові діри, чреваті незворотними наслідками. Спочатку вони спостерігалися ближче до південного полюса Землі, але недавно були помічені і над азіатській частиною Росії. Ослаблення озонового шару підсилює потік сонячної радіації на землю і викликає у людей зростання числа ракових утворень шкіри і ряд інших важких хвороб. Також від підвищеного рівня випромінювання страждають рослини і тварини.
Хоча людством були прийняті різні заходи по відновленню озонового шару (наприклад, під тиском екологічних організацій багато промислових підприємств пішли на додаткові витрати для установки різних фільтрів для зменшення шкідливих викидів в атмосферу), цей складний процес займе кілька десятиліть. Перш за все, це обумовлено величезним обсягом вже накопичених в атмосфері речовин, що сприяють його руйнуванню. Тому я вважаю, що проблема озонового шару залишається актуальною і в наш час.
1. Причини руйнування озонового шару
У 1970-ті роки вчені припустили, що вільні атоми хлору каталізують процес поділу озону. А люди щорічно поповнюють склад атмосфери вільним хлором і іншими шкідливими речовинами. Причому відносно невелика їх кількість може завдавати значної шкоди озоновому екрану, причому цей вплив буде тривати невизначено довго, так як атоми хлору, наприклад, залишають стратосферу дуже повільно.
Велика частина хлору, використовувана на землі, наприклад, для очищення води, представлена його розчинними у воді сполуками іонами. Отже, ні вимиваються з атмосфери опадами задовго до того, як потрапити в стратосферу. Хлорфторвуглеці (ХФВ) дуже летючі і нерозчинні у воді. Отже, вони не вимиваються з атмосфери і, продовжуючи поширюватися в ній, досягають стратосфери. Там вони можуть розкладатися, вивільняючи атомарний хлор, який власне і руйнує озон. Таким чином, ХФУ завдають шкоди, виступаючи в ролі переносників атомів хлору в стратосферу.
Хлорфторвуглеці щодо інертні хімічно, негорючі і отруйні. Більш того, будучи газами при кімнатній температурі, вони ожігающіх при невеликому тиску в виділенням тепла, а випаровуючись, знову його поглинають і охолоджуються. Ці властивості дозволили застосовувати їх в таких цілях.
1) Хлорфторвуглероди використовуються практично у всіх холодильниках, кондиціонерах повітря і теплових насосах як хлорагенти. Оскільки ці пристосування рано чи пізно ламаються і викидаються, що містяться в них ХФУ зазвичай потрапляють в атмосферу.
2) Друге найважливіше область їх застосування - виробництво пористих пластмас. ХФУ підмішують в рідкі пластмаси при підвищеному тиску (вони розчиняються в органічних речовинах). Коли тиск знижують, вони вспенивают пластмасу, як вуглекислий газ спінює содову воду. І при цьому випаровуються в атмосферу.
3) Третя основна область їх застосування - електронна промисловість, а саме очищення комп'ютерних мікросхем, яка повинна бути досить ретельної. І знову ж таки, хлорфторвуглеці потрапляють в атмосферу. Нарешті, в більшості країн, крім США їх, до сих пір використовують як носії в аерозольних балончиках, які розпилюють їх в повітрі.
Ряд промислових країн (наприклад, Японія) вже оголосили про відмову від використання довгоживучих фреонів і переході на короткоживучі, час життя яких істотно менше року. Однак в країнах, що розвиваються такий перехід (що вимагає поновлення ряду галузей промисловості і господарства) зустрічає зрозумілі труднощі, тому реально навряд чи можна очікувати повного припинення в доступні для огляду десятиліття викиду довгоживучих фреонів, а значить, і проблема збереження озонового шару буде стояти дуже гостро.
В.Л.Сивороткін розробив альтернативну гіпотезу, згідно з якою озоновий шар зменшується з природних причин. Відомо, що цикл руйнування озону хлором не єдиний. Існують також азотний і водневий цикли руйнування озону. Саме водень - "головний газ Землі". Основні його запаси зосереджені в ядрі планети і через систему глибинних розломів (Рифт) надходять в атмосферу. За приблизними оцінками, природного водню в десятки тисяч разів більше, ніж хлору в техногенних фреонах. Однак вирішальним фактором на користь водневої гіпотези Сивороткін В.Л. вважає те, що осередки озонових аномалій завжди розташовуються над центрами водневої дегазації Землі.
Руйнування озону відбувається також через вплив ультрафіолетової радіації, космічних променів, сполук азоту, брому. Діяльність людини, яка веде до руйнування озонового шару, викликає найбільшу тривогу. Тому багато країн підписали міжнародну угоду, що передбачає скорочення виробництва озоноруйнуючих речовин. Однак озоновий шар руйнує також реактивна авіація і деякі пуски космічних ракет.
Передбачається безліч інших причин ослаблення озонового щита. По-перше, - це запуски космічних ракет. Згоряє паливо «випалює» в озоновому шарі більші діри. Колись передбачалося, що ці «діри» затягуються. Виявилося, немає. Вони існують досить довго. По-друге, літаки, що летять на висотах в 12-15 км. Викиди ними пар та інші речовини руйнують озон. Але, в той же час літаки, що літають нижче 12 км, дають надбавку озону. У містах він - один зі складових фотохімічного смогу. По-третє - оксиди азоту. Їх викидають ті ж літаки, але найбільше їх виділяється з поверхні ґрунту, особливо при розкладанні азотних добрив.
Дуже важливу роль в руйнуванні озону грає пар. Ця роль реалізується через молекули гідроксилу OH, які народжуються з молекул води і в кінці перетворюються в них. Тому від кількості пари в стратосфері залежить швидкість руйнування озону.
Таким чином, причин руйнування озонового шару чимало, і не дивлячись на всю його важливість, більшість їх - це результат людської діяльності.
2. Негативні наслідки руйнування озонового шару
В даний час спостерігаються пригнічення росту і зниження врожайності рослин в тих регіонах, де витончення озонового шару виражено найбільш сильно, сонячні опіки листя, загибель розсади томатів, солодкого перцю, захворювання огірків.
Знижується чисельність фітопланктону, що лежить в основі харчової піраміди Світового океану. У Чилі зареєстровані випадки втрати зору рибами, вівцями і кроликами, відзначається загибель ростових нирок у дерев, синтез водоростями невідомого червоного пігменту, що викликає отруєння морських тварин і людини, а також "куль диявола" - молекул, які при низьких концентраціях у воді надають мутагенну дію на геном, а при більш високих - ефект, схожий з радіаційним ураженням. Вони не піддаються біодеградації, нейтралізації, не руйнуються кип'ятінням - словом, захисту від них немає.
У поверхневих шарах грунту відзначаються прискорення мінливості, зміна складу і співвідношення між спільнотами мешкають там мікроорганізмів.
У людини пригнічується імунітет, зростає число випадків захворювання аллергозами, спостерігається прискорене старіння тканин, особливо очей, частіше утворюється катаракта, підвищується захворюваність на рак шкіри, а також озлокачествляются пігментні освіти на шкірі. Помічено, що до цих негативних явищ нерідко призводить перебування в сонячний день на пляжі протягом декількох годин.
Руйнування озонового шару, що сигналізує, між іншим, і про зменшення його підживлення киснем, відбувається досить інтенсивно і в 1995 р досягла 35% (над Сибіром) і 15% (над Європою). Крім описаного вище зміни спектра та інтенсивності різних випромінювань з притаманними їм біологічними ефектами це тягне за собою порушення параметрів електромагнітного поля планети, наслаивающееся на глобальні та регіональні (наприклад, при катастрофах типу Чорнобильської) збільшення потужності іонізуючого випромінювання. При посиленні частоти коливань магнітного поля спостерігається зміна деяких функцій головного мозку. Створюються передумови для виникнення неврозів, психопатизации особистості, енцефалопатій, неадекватного реагування на навколишню дійсність, аж до епілептоїдних нападів нез'ясовного походження з точки зору традиційних уявлень про їх причини.
Ці негативні наслідки будуть наростати, тому що якщо навіть, згідно з вимогами Монреальського протоколу 1987 р перейти на використання в холодильних установках і аерозольних упаковках речовин, які не руйнують озон, дія вже накопичилися фреонів буде позначатися ще багато років, і до середини XXI ст. озоновий шар стоншена ще на 10-16%. Розрахунки показують, що якби надходження фреонів в атмосферу припинилося в 1995 р, то до 2000 р концентрація озону знизилася б на 10%, що протягом десятиліть приносило б шкоди всьому живому. Якщо ж цього не станеться, а саме так і є на сьогодні, то до 2000 р концентрація озону знизиться на 20%. А це вже загрожує куди більш серйозними наслідками.
Власне кажучи, саме так і відбувається, бо в 1996 не виконано жодне міжнародне рішення про припинення провадження фреонів. Правда, вимоги Віденської конвенції 1987 року і Монреальського протоколу виконати не так вже й просто, тим більше що немає ефективної системи контролю за їх виконанням ,, не налагоджено промислові технології випуску пропан-бутанових сумішей і т. Д. До цього потрібно додати, що якщо по Монреальського протоколу країни, які його підписали, зобов'язалися до 2000 р скоротити на 50% виробництво хладонов, то послідувала в 1990 р Лондонська конференція зажадала до цього терміну повністю заборонити їх виробництво, а в 1992 р в Копенгагені редакція цієї резолюції ужест очілась, і закриття озон-руйнують виробництв повинно бути здійснено на 1996 р під страхом різних санкцій.
Становище справді критичне, але більшість країн до цього не готові. Не кажучи вже про країни-члени космічного клубу, чиї ракети терзають озоновий шар нітрохи не менше, ніж хлорфторвуглеці. Космічні ракети не тільки руйнують озон. Вони забруднюють атмосферу несгоревшим і вкрай токсичним паливом ( "Циклон", "Протон", "Шаттл", ракети Індії, Китаю) нітрохи не менше, ніж наземний транспорт, так що саме час вводити на їх запуски міжнародні квоти. У всякому разі, руйнування озонового шару відбувається в даний час неослабний темпами, а концентрація в атмосфері озонразрушающих речовин зростає на 2% щорічно, хоча в середині 80-х років темпи їх приросту становили 4% в рік.
3. Шляхи вирішення проблеми руйнування озонового шару
Усвідомлення небезпеки призводить до того, що міжнародна громадськість робляться все нові і нові кроки на захист озонового шару. Розглянемо деякі з них.
1) Створення різних організацій з охорони озонового шару (ЮНЕП, КОСПАР, МАГА)
2) Проведення конференцій.
а) Віденська конференція (вересень 1987р.). На ній було обговорено і підписано Монреальський протокол:
- необхідність постійного контролю за виготовленням, продажем, і застосуванням найбільш небезпечних для озону речовин (фреони, бромсодержащие з'єднання і ін.)
- використання хлорфторуглеводородов по порівняно з рівнем 1986 р повинно бути зменшено на 20% до 1993 року і в два рази до 1998 р.
б) На початку 1990р. вчені прийшли до висновку, що обмеження Монреальського протоколу недостатні і були внесені пропозиції про повне припинення виробництва та викидів в атмосферу вже в 1991-1992рр. тих фреонів, які обмежуються Монреальським протоколом.
Згідно з розрахунками вчених, якщо б не було Монреальського протоколу і не були проведені заходи з охорони озонового шару, руйнування озонового шару в 2050 році в північній частині Земної кулі досягло б як мінімум 50%, а на півдні - 70%. Досягає Землю ультрафіолетове випромінювання в північній частині подвоїлася б, а на півдні - збільшилася в чотири рази. Обсяг емітованих в атмосферу речовин, що руйнують озоновий шар, збільшився б у 5 разів. Надмірне ультрафіолетове випромінювання викликало б більш ніж 20 мільйонів випадків захворювань на рак, 130 мільйонів випадків захворювань на катаракту очей і т.д.
Сьогодні під впливом Монреальського протоколу майже на всі технології, в яких використовуються речовини, що руйнують озоновий шар, знайдені альтернативи, і виробництво цих речовин, торгівля ними і їх використання стрімко зменшується. Наприклад, в 1986 році обсяг спожитих хлорфторвуглеці в світі склав приблизно 1 100 000 тонн, а в 2001 році загальний обсяг - тільки 110 000 тон. Як наслідок, концентрація речовин, що руйнують озоновий шар, в нижніх шарах атмосфери зменшується і очікується, що в найближчі роки вона почне зменшуватися і в верхніх шарах атмосфери, в т.ч., в стратосфері (на висоті 10-50 км), де знаходиться озоновий шар. Вчені прогнозують, що якщо будуть дотримуватися проводяться сьогодні заходи з охорони озонового шару, то приблизно в 2060 році озоновий шар може бути оновлений, і його «товщина» буде близька до нормальної.
Так само, наукова громадськість висловлює заклопотаність руйнуванням озонового шару Землі і вимагає скорочення використання фторхлорметаном як розпилювачів аерозолів. В даний час прийнято міжнародну угоду по скороченню виробництва аерозольних балонів, що містять в якості пропеллентов фторхлорвуглеводи, оскільки встановлено, що вони погано впливають на озоновий шар Землі.
Серед них знаки на аерозольних препаратах, що відображають відсутність речовин, що призводять до руйнування озонового шару навколо Землі, знаки на предметах споживання (в основному, на предметах із пластиків і частіше - поліетилену), що відображають можливість їх утилізації з найменшою шкодою для навколишнього середовища, та ін . Окремо варто спеціальне маркування матеріалів, зокрема, пакувальних, в рамках заходів щодо поводження з відходами, яка, в принципі, спрямована на збереження ресурсів і охорону природи.
Крім того, щоб захистити озоновий шар, ми можемо:
Уникати споживання газів, небезпечних для озонового шару , через їх вміст або виробничий процес. Одними з найнебезпечніших газів є ХФУ (хлорфторуглероди), галогеновані вуглеводні, бромістий метил та закис азоту.
Мінімізувати використання автомобілів. Найкращий варіант транспорту - міський, велосипедний або пішохідний. Якщо ви використовуєте автомобіль до пункту призначення, спробуйте спільно з іншими зменшити використання автомобілів, щоб менше забруднювати та економити.
Не використовати чистячі засоби, шкідливі для навколишнього середовища та для нас. Багато засобів для чищення містять розчинники та їдкі речовини, але ви можете замінити ці небезпечні речовини нетоксичними продуктами, такими як оцет або бікарбонат.
Купувати місцеві продукти. Таким чином, ви не тільки отримуєте свіжі продукти, але й уникаєте споживання їжі, яка подорожувала на великі відстані. Оскільки чим більше пройдена відстань, тим більше утворюється закису азоту завдяки середовищу, яке використовується для транспортування цього продукту.
Обслуговувати кондиціонери, оскільки їх несправності призводять до виходу ХФУ в атмосферу.
Проблема збереження озонового шару відноситься до глобальних проблем людства. Тому вона обговорюється на багатьох форумах самого різного рівня аж до російсько-американських зустрічей на вищому рівні.
Залишається лише вірити в те, що глибоке усвідомлення загрожує людству небезпеки спонукає уряд всіх країн на прийняття необхідних заходів щодо зменшення викидів шкідливих для озону речовин.
Висновок
Можливості впливу людини на природу постійно ростуть і вже досягли такого рівня, коли можливо нанести біосфері непоправний збиток. Вже не в перший раз речовина, який довгий час вважався абсолютно нешкідливим, виявляється, насправді, надто небезпечним. Років двадцять тому навряд чи хто-небудь міг припустити що звичайний аерозольний балончик може представляти серйозну загрозу для планети в цілому. На жаль, далеко не завжди вдається вчасно передбачити, як те або інше з'єднання буде впливати на біосферу. Була потрібна досить серйозна демонстрація небезпеки ХФУ для того, щоб були прийняті серйозні заходи в світовому масштабі. Слід зауважити, що навіть після виявлення озонной діри, ратифікація Монреальської конвенції один час знаходилося під загрозою.
Розуміння взаємодій між озоном і зміною клімату, і передбачення наслідків зміни вимагає величезних обчислювальних потужностей, надійних спостережень, і здорових діагностичних здібностей. Здібності спільноти науки швидко розвинулися за минулі десятиліття, але все ж деякі фундаментальні механізми роботи атмосфери все ще не ясні. Успіх майбутнього дослідження залежить від загальної стратегії, з реальним взаємодією між спостереженнями вчених і математичних моделями.
Нам потрібно все знати про світ, який нас оточує. І, занісши ногу для чергового кроку, слід уважно подивитися, куди наступиш. Прірви і тонкі болота фатальних помилок вже не прощають людству бездумної життя.
Список використаних джерел
Болбас М.М. Основы промышленной экологии. Москва : Высшая школа , 1993.
Владимиров А.М. и др. Охрана окружающей среды. Санкт-Петербург : Гидрометеоиздат 1991.
Скулачев В.П. Кислород в живой клетке: добро и зло // Соросовский Образовательный Журнал. 1996. № 3. С. 4-16
Основы экологического права. Учебное пособие (Под. Ред. Кандидата юридических наук, доцента И.А. Еремичева. – М.: Центр юридической литературы «Щит», 2005. – 118с.
Ерофеев Б.В. Экологическое право: Учебник для вузов. – М.: Новый Юрист, 2003. – 668с.