Osooni augud

On teada, et suurem osa looduslikust osoonist on koondunud stratosfääri 15–50 km kõrgusele Maa pinnast. Osoonikiht algab umbes 8 km kõrgusel pooluste kohal (või 17 km kõrgusel ekvaatorist) ja ulatub ülespoole umbes 50 km kõrgusele. Osooni tihedus on aga väga madal ja kui suruda see kokku sellise tihedusega, mis õhul on maapinnal, ei ületa osoonikihi paksus 3,5 mm. Osoon tekib siis, kui päikese ultraviolettkiirgus pommitab hapnikumolekule.

Suurem osa osoonist on viiekilomeetrises kihis 20–25 km kõrgusel, mida nimetatakse osoonikihiks.

Kaitsev roll. Osoon neelab osa Päikese ultraviolettkiirgusest: selle laia neeldumisriba (lainepikkusega 200-300 nm) alla kuulub ka kogu Maa elule kahjulik kiirgus.

"Osooniaugu" moodustumise põhjused

Suvel ja kevadel osooni kontsentratsioon suureneb; üle polaaralade on see alati kõrgem kui ekvatoriaalpiirkondade kohal. Lisaks muutub see 11-aastase tsükli jooksul, mis langeb kokku päikese aktiivsuse tsükliga. Kõik see oli hästi teada juba siis, kui 1980. a. Vaatlused on näidanud, et Antarktika kohal toimub stratosfääri osoonikontsentratsiooni aeglane, kuid pidev langus aastast aastasse. Seda nähtust nimetati "osooniauguks" (kuigi auku selle sõna õiges tähenduses muidugi polnud) ja seda hakati hoolikalt uurima. Hiljem, 1990. aastatel, hakkas sarnane langus toimuma ka Arktika kohal. Antarktika “osooniaugu” fenomen pole veel selge: kas “auk” tekkis atmosfääri inimtekkelise reostuse tagajärjel või on tegemist loodusliku geoastrofüüsikalise protsessiga.

Alguses eeldati, et osooni mõjutavad aatomiplahvatustest eralduvad osakesed; püüdis osoonikontsentratsiooni muutust seletada rakettide ja kõrglennukite lendudega. Lõpuks tehti selgelt kindlaks, et soovimatu nähtuse põhjuseks oli teatud keemiatehaste toodetud ainete reaktsioon osooniga. Need on peamiselt klooritud süsivesinikud ja eriti freoonid – klorofluorosüsivesinikud ehk süsivesinikud, milles kõik või suurem osa vesinikuaatomitest on asendatud fluori ja kloori aatomitega.

Eeldatakse, et kloori ja sarnaselt toimiva broomi hävitava mõju tõttu 1990. aastate lõpuks. osooni kontsentratsioon stratosfääris vähenes 10%.

1985. aastal avaldasid Briti teadlased andmed, mille kohaselt on viimase kaheksa aasta jooksul avastatud põhja- ja lõunapooluse kohal osooniaugud, mis iga kevadega suurenesid.

Teadlased on selle nähtuse põhjuste selgitamiseks välja pakkunud kolm teooriat:

lämmastikoksiidid - päikesevalguse käes looduslikult moodustunud ühendid;

osooni hävitamine klooriühendite poolt.

Kõigepealt tuleb selgeks teha, et osooniauk, vastupidiselt oma nimele, ei ole auk atmosfääris. Osoonimolekul erineb tavalisest hapnikumolekulist selle poolest, et see koosneb mitte kahest, vaid kolmest omavahel ühendatud hapnikuaatomist. Atmosfääris on osoon koondunud stratosfääris ligikaudu 30 km kõrgusel nn osoonikihti. See kiht neelab Päikese kiirgavaid ultraviolettkiire, vastasel juhul võib päikesekiirgus põhjustada suurt kahju elule Maa pinnal. Seetõttu väärib igasugust ohtu osoonikihile väga tõsiselt võtta. 1985. aastal avastasid lõunapoolusel töötavad Briti teadlased, et Antarktika kevade ajal oli sealse atmosfääri osoonitase normist oluliselt madalam. Igal aastal samal ajal osooni hulk vähenes – vahel suuremal, kord vähemal määral. Sarnased, kuid vähem väljendunud osooniaugud tekkisid arktilise kevade ajal ka põhjapooluse kohale.

Järgnevatel aastatel leidsid teadlased, miks osooniauk ilmub. Kui päike loojub ja algab pikk polaaröö, langeb temperatuur ja tekivad jääkristalle sisaldavad kõrged stratosfääripilved. Nende kristallide ilmumine põhjustab mitmeid keerulisi keemilisi reaktsioone, mis viivad molekulaarse kloori akumuleerumiseni (kloori molekul koosneb kahest ühendatud klooriaatomist). Kui päike ilmub ja algab Antarktika kevad, katkevad ultraviolettkiirte mõjul molekulisisesed sidemed ja atmosfääri tormab klooriaatomite voog. Need aatomid toimivad katalüsaatoritena reaktsioonides, mis muudavad osooni lihtsaks hapnikuks, toimides vastavalt järgmisele kahele skeemile:

Cl + O3 -> ClO + O2 ja ClO + O -> Cl + O2

Nende reaktsioonide tulemusena muudetakse osoonimolekulid (O3) hapnikumolekulideks (O2), kusjuures algsed klooriaatomid jäävad vabasse olekusse ja osalevad uuesti selles protsessis (iga kloorimolekul hävitab enne nende eemaldamist miljon osoonimolekuli atmosfäärist muude keemiliste reaktsioonide kaudu). Selle transformatsiooniahela tulemusena hakkab osoon Antarktika kohal atmosfäärist kaduma, moodustades osooniaugu. Peagi aga, soojenemisega, Antarktika keerised varisevad kokku, piirkonda tormab värsket (uut osooni sisaldavat) õhku ja auk kaob.

1987. aastal võeti vastu Montreali protokoll, mille kohaselt määrati kindlaks kõige ohtlikumate klorofluorosüsivesinike nimekiri ja klorofluorosüsivesinikke tootvad riigid lubasid oma tootmist vähendada. 1990. aasta juunis tehti Londonis Montreali protokolli täpsustused: 1995. aastaks vähendada freoonide tootmist poole võrra ja 2000. aastaks lõpetada see täielikult.

On kindlaks tehtud, et osoonisisaldust mõjutavad lämmastikku sisaldavad õhusaasteained, mis tekivad nii looduslike protsesside kui ka inimtekkelise saaste tulemusena.

Seega tekib NO sisepõlemismootorites. Sellest lähtuvalt viib rakettide ja ülehelikiirusega lennukite käivitamine osoonikihi hävimiseni.

NO allikaks stratosfääris on ka gaas N2O, mis on troposfääris stabiilne, kuid stratosfääris kõva UV-kiirguse mõjul laguneb.

Osoonikihti uurisid esmakordselt Briti Antarktika jaamade teadlased 1957. aastal. Osooni on peetud atmosfääri pikaajaliste muutuste võimalikuks indikaatoriks. 1985. aastal teatas ajakiri Nature iga-aastasest osoonikihi kahanemisest ja osooniaukude tekkest.

Mis on osooniauk ja selle välimuse põhjused

Osooni tekib suurtes kogustes troopika kohal asuvas stratosfääris, kus UV-kiirgus on kõige tugevam. Seejärel ringleb see Maa atmosfääris pooluste suunas. Osooni hulk varieerub sõltuvalt asukohast, aastaajast ja igapäevastest kliimatingimustest. Osooni kontsentratsiooni langust atmosfääris, mida täheldatakse Maa poolustel, nimetatakse osooniauguks.

Mida õhemaks osoonikiht muutub, seda suuremad on osooniaugud. Nende moodustamisel on kolm peamist põhjust:

• Osooni kontsentratsiooni loomulik ümberjaotumine atmosfääris. Osooni maksimaalne kogus leitakse ekvaatoril, vähenedes pooluste suunas, moodustades alasid, kus selle elemendi kontsentratsioon on vähenenud.
• Tehnogeenne tegur . Aerosoolipurkides ja külmutusainetes sisalduvad klorofluorosüsivesinikud satuvad inimtegevuse tõttu atmosfääri. Atmosfääris toimuvad keemilised reaktsioonid hävitavad osooni molekule. See õhendab osoonikihti ja vähendab selle võimet absorbeerida ultraviolettvalgust.
• Globaalne soojenemine. Maapinna temperatuur tõuseb pidevalt, samal ajal kui stratosfääri ülemised kihid jahtuvad. Sellega kaasneb pärlmutterpilvede teke, mille käigus toimuvad osooni hävitamise reaktsioonid.

Osooniaukude laienemise tagajärjed

Elu olemasolu Maal on võimalik ainult tänu osoonikihi olemasolule. See kaitseb planeeti tõhusalt kahjuliku UV-kiirguse eest, mis on väga reaktsioonivõimeline.

• Ultraviolettvalgusega kokkupuutel kahjustatakse DNA-d. See võib põhjustada elusorganismides soovimatuid mutatsioone.
• UV-kiired tungivad isegi vette ja põhjustavad taimerakkude ja mikroorganismide surma, mis on toiduks arenenumatele loomadele. Selle tulemusena väheneb nende arv.
• Inimestel võib liigne UV-kiirgus põhjustada nahavähki. (Osooni kontsentratsiooni 1% langus suurendab nahavähi esinemissagedust 5% võrra).
• Ultraviolettkiirguse otsene kokkupuude silma võrkkestaga põhjustab katarakti tekkimist. See mõjutab nägemise kvaliteeti ja võib põhjustada pimedaksjäämist.

1987. aastal koostati rahvusvaheline leping – Montreali protokoll – osoonimolekule hävitavate kahjulike gaaside atmosfääri paiskamise reguleerimiseks. Protokolli järgimine aitab järk-järgult vähendada osoonikihi kahanemist atmosfääris ja vältida osooniaukude paisumist.

Saada oma head tööd teadmistebaasi on lihtne. Kasutage allolevat vormi

Üliõpilased, magistrandid, noored teadlased, kes kasutavad teadmistebaasi oma õpingutes ja töös, on teile väga tänulikud.

postitatud http://www.allbest.ru/

VENEMAA FÖDERATSIOONI TRANSPORDIMINISTEERIUM

FSOUVPO ULJANOVSKI LENNUKÕRGKOOL

TSIVIILLENNUAMET (INSTITUUT)

LENNUOPERATSIOONIDE JA LENNULIIKLUSE KORRALDUSE TEADUSKOND

PASSOP OSAKOND

ABSTRAKTNE

teemal:Osooniaugud: põhjusedJatagajärjed

Lõpetanud: Bazarov M.A.

Juht: Morozova M.M.

Uljanovski 2012

Sissejuhatus

1. Põhjused

2. Tagajärjed

3. Geograafiline asukoht

4. Tsiviil- ja sõjalennukite roll osooniaukude tekkes

5. Probleemide lahendamise viisid

Järeldus

Sissejuhatus

Inimtsivilisatsiooni tekkimisega ilmnes uus tegur, mis mõjutas eluslooduse saatust. Sellel sajandil ja eriti viimasel ajal on see saavutanud tohutu jõu. 5 miljardil meie kaasaegsel on loodusele sama suur mõju, nagu oleks võinud olla kiviaja inimestel, kui nende arv oleks olnud 50 miljardit inimest ning vabaneva energiahulga võtab maa vastu päike.

Pärast kõrgelt industrialiseeritud ühiskonna tekkimist on inimeste ohtlik sekkumine loodusesse järsult suurenenud, selle sekkumise ulatus on laienenud, muutunud mitmekesisemaks ja ähvardab nüüd muutuda globaalseks ohuks inimkonnale.

Taastumatu tooraine tarbimine suureneb, üha rohkem haritavat maad lahkub majandusest, kuna sellele ehitatakse linnad ja tehased. Maa biosfäär on praegu allutatud kasvavale inimtegevuse mõjule. Samal ajal saab tuvastada mitu kõige olulisemat protsessi, millest ükski ei paranda meie planeedi õhuruumi seisundit.

Samuti edeneb süsihappegaasi akumuleerumine atmosfääri. Selle protsessi edasine areng tugevdab soovimatut suundumust planeedi aasta keskmise temperatuuri tõusule.

Selle tulemusena kerkis ühiskonna ees dilemma: kas veereda meeletult oma vältimatu surma poole eelseisvas ökoloogilises katastroofis või muuta teadlikult inimese geeniuse loodud võimsad teaduse ja tehnika jõud relvast, mis oli varem pööratud looduse ja inimese enda vastu, nende kaitse ja õitsengu relvaks, relvaks ratsionaalseks keskkonnajuhtimiseks.

Ülemaailmse keskkonnakriisi ähvardab reaalne oht, mida mõistab kogu planeedi elanikkond, ja selle vältimise tõeline lootus peitub pidevas keskkonnahariduses ja inimeste valgustamises.

Maailma Terviseorganisatsioon on määranud, et inimese tervis sõltub 20% pärilikkusest, 20% keskkonnast, 50% elustiilist ja 10% meditsiinist. Paljudes Venemaa piirkondades on 2005. aastaks oodata järgmist inimeste tervist mõjutavate tegurite dünaamikat: ökoloogia osatähtsus kasvab 40%, geneetilise faktori mõju 30%ni, võime säilitada tervist läbi elustiil väheneb 25%-ni ja meditsiini roll 5%-ni.

Iseloomustades ökoloogia hetkeseisu kriitiliseks, saame välja tuua peamised põhjused, mis põhjustavad keskkonnakatastroofi: reostus, keskkonna mürgitamine, atmosfääri hapnikusisalduse vähenemine, osooniaugud.

Selle töö eesmärk oli kokku võtta kirjanduse andmed osoonikihi hävimise põhjuste ja tagajärgede kohta, samuti "osooniaukude" tekke probleemi lahendamise viiside kohta.

osoonikihi auk keskkond

1. Põhjused

Osooniauk on osoonikontsentratsiooni lokaalne langus Maa osoonikihis. Teadusringkondades üldtunnustatud teooria kohaselt põhjustas 20. sajandi teisel poolel inimtekkelise faktori kasvav mõju kloori- ja broomi sisaldavate freoonide vabanemise näol osoonikihi olulise hõrenemiseni. .

Teise hüpoteesi kohaselt võib "osooniaukude" moodustumine olla suures osas loomulik ega ole seotud ainult inimtsivilisatsiooni kahjulike mõjudega.

Üle 1000 km läbimõõduga osooniaugu avastas esmakordselt 1985. aastal lõunapoolkeral Antarktika kohal rühm Briti teadlasi: J. Shanklin (inglise), J. Farman (inglise), B. Gardiner (inglise keel). ), kes avaldas vastava artikli ajakirjas Nature. Igal augustil ilmus see ja detsembris-jaanuaris lakkas see olemast. Põhjapoolkera kohale Arktikas tekkis veel üks auk, kuid see oli väiksem. Inimarengu praegusel etapil on maailma teadlased tõestanud, et Maal on tohutult palju osooniauke. Kuid kõige ohtlikum ja suurim asub Antarktika kohal.

Erinevate tegurite kombinatsioon põhjustab osooni kontsentratsiooni langust atmosfääris, millest peamine on osoonimolekulide surm reaktsioonides erinevate inimtekkelist ja looduslikku päritolu ainetega, päikesekiirguse puudumine polaartalvel, eriti stabiilne polaar keeris, mis takistab osooni läbitungimist subpolaarsetelt laiuskraadidelt ja polaarsete stratosfääripilvede (PSC) teket, mille pinnal olevad osakesed katalüüsivad osooni lagunemisreaktsioone. Need tegurid on eriti iseloomulikud Antarktikale, Arktikas on mandripinna puudumise tõttu polaarpeeris palju nõrgem, temperatuur on mitu kraadi kõrgem kui Antarktikas ning PSO-d on vähem levinud ja kipuvad ka lagunema. varasügis. Olles keemiliselt aktiivsed, võivad osoonimolekulid reageerida paljude anorgaaniliste ja orgaaniliste ühenditega. Peamised osoonimolekulide hävitamisele kaasaaitavad ained on lihtained (vesinik, hapnik, kloor, broomi aatomid), anorgaanilised (vesinikkloriid, lämmastikmonooksiid) ja orgaanilised ühendid (metaan, fluorokloor ja fluorobromofreoonid, mis eraldavad kloori ja broomi aatomeid) . Seevastu näiteks hüdrofluorofreoonidele, mis lagunevad fluori aatomiteks, mis omakorda reageerivad kiiresti veega, moodustades stabiilse vesinikfluoriidi. Seega ei osale fluor osooni lagunemisreaktsioonides. Jood ei hävita ka stratosfääri osooni, kuna joodi sisaldavad orgaanilised ained tarbitakse troposfääris peaaegu täielikult ära. Osoonikihti käsitlevas artiklis on toodud peamised reaktsioonid, mis aitavad kaasa osooni hävimisele.

Kloor "sööb" nii osooni kui ka aatomi hapnikku üsna kiirete reaktsioonide tõttu:

O3 + Cl = O2 + ClO

СlO + O = Cl + O2

Veelgi enam, viimane reaktsioon viib aktiivse kloori regenereerimiseni. Seega kloori isegi ei tarbita, hävitades osoonikihi.

Suvel ja kevadel osooni kontsentratsioon suureneb. Polaaralade kohal on see alati kõrgem kui ekvatoriaalpiirkondade kohal. Lisaks muutub see 11-aastase tsükli jooksul, mis langeb kokku päikese aktiivsuse tsükliga. Kõik see oli hästi teada juba siis, kui 1980. a. Vaatlused on näidanud, et Antarktika kohal toimub stratosfääri osoonikontsentratsiooni aeglane, kuid pidev langus aastast aastasse. Seda nähtust nimetati "osooniauguks" (kuigi auku selle sõna otseses tähenduses muidugi polnud).

Hiljem, eelmise sajandi 90ndatel, hakkas samasugune langus toimuma ka Arktika kohal. Antarktika “osooniaugu” fenomen pole veel selge: kas “auk” tekkis atmosfääri inimtekkelise reostuse tagajärjel või on tegemist loodusliku geoastrofüüsikalise protsessiga.

Osooniaukude moodustumise versioonide hulgas on järgmised:

aatomiplahvatuste käigus eralduvate osakeste mõju;

rakettide ja kõrglennukite lennud;

keemiatehaste toodetud teatud ainete reaktsioonid osooniga. Need on peamiselt klooritud süsivesinikud ja eriti freoonid – klorofluorosüsivesinikud ehk süsivesinikud, milles kõik või suurem osa vesinikuaatomitest on asendatud fluori ja kloori aatomitega.

Klorofluorosüsivesinikke kasutatakse laialdaselt tänapäevastes majapidamis- ja tööstuskülmikutes (sellepärast nimetatakse neid "freoonideks"), aerosoolpurkides, keemilise puhastusvahendina, tulekahjude kustutamiseks transpordis, vahuainetena, polümeeride sünteesiks. Nende ainete toodang maailmas on jõudnud peaaegu 1,5 miljoni tonnini aastas.

Olles väga lenduvad ja üsna vastupidavad keemilistele mõjudele, satuvad klorofluorosüsivesinikud pärast kasutamist atmosfääri ja võivad seal püsida kuni 75 aastat, ulatudes osoonikihi kõrgusele. Siin nad päikesevalguse mõjul lagunevad, vabastades aatomi kloori, mis toimib osoonikihi peamise "korra rikkujana".

2. Tagajärjed

Osooniauk kujutab endast ohtu elusorganismidele, sest osoonikiht kaitseb Maa pinda Päikesest tuleva ultraviolettkiirguse liigsete annuste eest. Osoonikihi nõrgenemine suurendab päikesekiirguse voolu maapinnale ja põhjustab inimeste nahavähkide arvu suurenemist. Taimed ja loomad kannatavad ka suurenenud kiirgustaseme all.

Stratosfääris olev osoon kaitseb Maad hävitava ultraviolett- ja päikesekiirguse eest. Osoonikihi kahanemine võimaldab Maa pinnale jõuda rohkem päikesekiirgust.

USA Keskkonnakaitseagentuuri andmetel suurendab iga stratosfääri osooni kadu protsent ultraviolettkiirgusega kokkupuudet 1,5–2 protsenti. Inimestele on ultraviolettkiirguse intensiivsuse suurenemine ohtlik eelkõige päikesekiirguse mõju tõttu nahale ja silmadele.

Kiirgus, mille lainepikkus on vahemikus 280–320 nanomeetrit – UV-kiired, mida osoon osaliselt blokeerib – võib põhjustada enneaegset vananemist ja nahavähkide arvu suurenemist, samuti kahjustada taimi ja loomi.

Kiirgust lainepikkusega üle 320 nanomeetri, UV-spekter, osoon praktiliselt ei neeldu ja on tegelikult vajalik inimese jaoks D-vitamiini moodustamiseks. UV-kiirgus lainepikkusega vahemikus 200–280 nanomeetrit võib põhjustada tõsiseid tagajärgi bioloogilistele organismidele . Selle spektri kiirgus neeldub aga osoonis peaaegu täielikult. Seega on maise elu “Achilleuse kand” üsna kitsa spektri UV-lainete kiirgus pikkusega 320–280 nanomeetrit. Lainepikkuste lühenemisel suureneb nende võime kahjustada elusorganisme ja DNA-d. Õnneks suureneb osooni võime ultraviolettkiirgust neelata, kui kiirguse lainepikkus väheneb.

· Nahavähi esinemissageduse tõus.

· Inimese immuunsüsteemi pärssimine.

· Silmakahjustus.

Ultraviolettkiirgus võib kahjustada sarvkesta, silma sidekude, läätse ja võrkkesta. Ultraviolettkiirgus võib põhjustada fotokeratoosi (või lumepimedust), mis sarnaneb silma sarvkesta või sidekoe päikesepõletusega. Osoonikihi kahanemise tagajärjel suurenenud kokkupuude ultraviolettkiirgusega toob kaasa kataraktiga inimeste arvu suurenemise, väidavad raamatu How to Save Our Skin autorid. Katarakt katab silmaläätse, vähendades nägemisteravust ja võib põhjustada pimedaksjäämist.

· Põllukultuuride hävitamine.

3. Geograafiline asukoht

Osoonikihi hõrenemist hakati registreerima 70ndatel. See vähenes eriti märkimisväärselt Antarktika kohal, mis viis levinud väljendi "osooniauk" tekkeni. Väikesed augud on registreeritud ka põhjapoolkeral - Arktika kohal, Plesetski ja Baikonuri kosmodroomide piirkonnas. 1974. aastal püstitasid kaks California ülikooli teadlast – Mario Molina ja Sherward Rowland – hüpoteesi, et osooni hävitamise peamiseks teguriks on külmutus- ja parfüümitööstuses kasutatavad freoongaasid. Vähem olulised osoonikihti kahandavad tegurid on rakettide ja ülehelikiirusega lennukite lennud.

"Osooniaukude" asukoht kipub lokaliseerima positiivseid globaalseid magnetanomaaliaid. Lõunapoolkeral on see Antarktika ja põhjapoolkeral Ida-Siberi globaalne magnetiline anomaalia. Pealegi kasvab Siberi anomaalia jõud nii tugevalt, et isegi Novosibirskis kasvab geomagnetvälja vertikaalkomponent igal aastal 30 gamma (nanotesla) võrra.

Osoonikihi kadu Arktika basseini kohal oli tänavu nii märkimisväärne, et esimest korda vaatluste ajaloos saame rääkida Antarktikaga sarnase “osooniaugu” tekkest. Üle 20 km kõrgusel oli osoonikadu umbes 80%. Selle nähtuse tõenäoline põhjus on suhteliselt madalate temperatuuride ebaharilikult pikaajaline püsimine stratosfääris neil laiuskraadidel.

4. Tsiviil- ja sõjalennunduse roll haridusesosooniaugud

Osoonikihi hävimist soodustavad mitte ainult atmosfääri paiskuvad ja stratosfääri sattuvad freoonid. Osoonikihi hävitamisel osalevad ka lämmastikoksiidid, mis tekivad tuumaplahvatuste käigus. Kuid lämmastikoksiidid tekivad ka kõrglennukite turboreaktiivmootorite põlemiskambrites. Lämmastikoksiidid tekivad seal leiduvast lämmastikust ja hapnikust. Mida kõrgem on temperatuur, st mida suurem on mootori võimsus, seda suurem on lämmastikoksiidide moodustumise kiirus.

Tähtis pole mitte ainult lennuki mootori võimsus, vaid ka kõrgus merepinnast, millel see lendab ja osoonikihti kahandavaid lämmastikoksiide eraldab. Mida suurem on dilämmastikoksiidi või oksiidi moodustumine, seda hävitavam on see osoonile.

Aastas atmosfääri paisatava lämmastikoksiidi koguhulk on hinnanguliselt 1 miljard tonni, millest umbes kolmandiku eralduvad õhusõidukid, mis on üle keskmise tropopausi taseme (11 km). Lennukitest on kõige kahjulikumad heitmed sõjalennukitest, mille arv ulatub kümnetesse tuhandetesse. Nad lendavad peamiselt osoonikihi kõrgustel.

5. Probleemide lahendamise viisid

Globaalse taastamise alustamiseks on vaja vähendada kõigi osooni väga kiiresti hävitavate ja seal pikka aega säilitatavate ainete juurdepääsu atmosfääri.

Samuti peame meie - kõik inimesed - seda mõistma ja aitama loodusel käivitada osoonikihi taastamise protsess, vaja on uusi metsaistutusi, lõpetada metsade raiumine teistele riikidele, kes mingil põhjusel oma raiuda ei taha, vaid raha teenida. meie metsadest.

Osoonikihi taastamiseks tuleb see uuesti laadida. Algul kavatseti selleks otstarbeks luua mitu maapealset osoonitehast ja kaubalennukitel osooni atmosfääri ülemistesse kihtidesse “visata”. Seda projekti (ilmselt oli see esimene planeedi "ravimise" projekt) aga ei rakendatud.

Vene konsortsium Interozon pakub välja teistsuguse viisi: osooni tootmine otse atmosfääris. Lähiajal plaanitakse koos Saksa firmaga Daza tõsta 15 km kõrgusele infrapunalaseritega õhupalle, mille abil saab toota kaheaatomilisest hapnikust osooni.

Kui see katse osutub edukaks, on tulevikus plaanis kasutada Venemaa orbitaaljaama Mir kogemust ja luua 400 km kõrgusele mitu energiaallikate ja laseritega kosmoseplatvormi. Laserkiired suunatakse osoonikihi keskossa ja täiendavad seda pidevalt. Energiaallikaks võivad olla päikesepaneelid. Nendel platvormidel olevaid astronaude nõutakse ainult perioodiliste ülevaatuste ja remonditööde jaoks.

Järeldus

Inimmõju potentsiaal loodusele kasvab pidevalt ja on juba jõudnud tasemele, kus on võimalik tekitada biosfäärile korvamatut kahju. See pole esimene kord, kui kaua täiesti kahjutuks peetud aine osutub üliohtlikuks. Kakskümmend aastat tagasi ei osanud keegi arvata, et tavaline aerosoolballoon võib kujutada tõsist ohtu planeedile tervikuna. Kahjuks ei ole alati võimalik õigeaegselt ennustada, kuidas see või teine ​​ühend mõjutab biosfääri. CFC-de puhul oli aga selline võimalus olemas: kõik keemilised reaktsioonid, mis kirjeldavad osooni lagunemise protsessi freoonide poolt, on ülilihtsad ja tuntud juba üsna pikka aega. Kuid isegi pärast CFC-probleemi sõnastamist 1974. aastal oli Ameerika Ühendriigid ainus riik, kes võttis mingeid meetmeid CFC-de tootmise vähendamiseks, ja need meetmed olid täiesti ebapiisavad. Vaja oli piisavalt tugevat demonstratsiooni CFC-de ohtude kohta, et võtta tõsiseid meetmeid ülemaailmsel tasandil. Tuleb märkida, et isegi pärast osooniaugu avastamist oli Montreali konventsiooni ratifitseerimine omal ajal ohus. Võib-olla õpetab CFC probleem meid suhtuma suurema tähelepanu ja ettevaatusega kõigisse inimtegevuse tagajärjel biosfääri sattuvatesse ainetesse.

Ajaloolise ja tänapäevase kliimamuutuse probleem on osutunud väga keeruliseks ega leia lahendust ühefaktorilise determinismi skeemides. Süsinikdioksiidi kontsentratsiooni suurenemise kõrval mängivad olulist rolli geomagnetvälja arenguga seotud muutused osonosfääris. Uute hüpoteeside väljatöötamine ja testimine on vajalik tingimus atmosfääri üldise tsirkulatsiooni ja muude biosfääri mõjutavate geofüüsikaliste protsesside mustrite mõistmiseks.

Postitatud saidile Allbest.ru

...

Sarnased dokumendid

Keskkonnakatastroofi põhjustavad põhjused. Osooniaugu määratlus, selle tekkemehhanism ja tagajärjed. Osoonikihi taastamine. Üleminek osoonisäästlikele tehnoloogiatele. Valed arusaamad osooniaugust. Freoonid on osooni hävitajad.

esitlus, lisatud 07.10.2012


Osooniaugud ja nende tekkepõhjused. Osoonikihi hävitamise allikad. Osooniauk Antarktika kohal. Meetmed osoonikihi kaitsmiseks. Komponentide optimaalse täiendavuse reegel. Seadus N.F. Reimers ökosüsteemide hierarhia hävitamisest.

test, lisatud 19.07.2010


Osooniaukude tekke teooriad. Osoonikihi spekter Antarktika kohal. Halogeenide reaktsiooni skeem stratosfääris, sealhulgas nende reaktsioonid osooniga. Meetmete võtmine kloori ja broomi sisaldavate freoonide heitkoguste piiramiseks. Osoonikihi hävimise tagajärjed.

esitlus, lisatud 14.05.2014


Osooniaugu üldkontseptsioon, selle tekkimise tagajärjed. 1000 km läbimõõduga osooniauk lõunapoolkeral Antarktika kohal. Molekulisiseste sidemete purunemise põhjused, osoonimolekuli muutumine hapnikumolekuliks. Osoonikihi taastamine.

esitlus, lisatud 12.01.2013


Osoonikihi asukoha, funktsioonide ja tähenduse tunnused, mille kahanemine võib oluliselt mõjutada maailmamere ökoloogiat. "Osooniaugu" moodustumise mehhanismid on mitmesugused inimtekkelised sekkumised. Probleemi lahendamise viisid.

test, lisatud 14.12.2010


Kohalik keskkonnakriis. Atmosfääri keskkonnaprobleemid. Osoonikihi probleem. Kasvuhooneefekti kontseptsioon. Happevihm. Happelise sadestumise tagajärjed. Atmosfääri isepuhastumine. Millised on peamised prioriteedid? Mis on tähtsam: ökoloogia või teaduse ja tehnika areng.

abstraktne, lisatud 14.03.2007


Atmosfääri keemilise saastamise eripära, kasvuhooneefekti ohud. Happevihmad, osooni kontsentratsiooni roll atmosfääris, osoonikihi tänapäevased probleemid. Sõidukite heitgaasidest tulenev õhusaaste, probleemi olukord Moskvas.

kursusetöö, lisatud 17.06.2010


Stratosfääri osooni kontsentratsiooni vähenemine. Mis on osooniauk ja selle tekkimise põhjused. Osonosfääri hävimise protsess. Päikese ultraviolettkiirguse neeldumine. Antropogeenne õhusaaste. Geoloogilised saasteallikad.

esitlus, lisatud 28.11.2012


Osooniauk on osoonikihi lokaalne langus. Osoonikihi roll Maa atmosfääris. Freoonid on peamised osooni hävitajad. Osoonikihi taastamise meetodid. Happevihmad: olemus, tekkepõhjused ja negatiivne mõju loodusele.

esitlus, lisatud 14.03.2011


Looduskeskkonna globaalse reostuse probleemi uurimine tööstus- ja põllumajandusettevõtete poolt. Atmosfääri osoonikihi kahjustuste, happevihmade ja kasvuhooneefekti tunnused. Värvide ja lakkide jäätmete taaskasutamise kirjeldused.

Üks tähelepanuväärsemaid "rohelisi" müüte on väide, et Maa pooluste kohal olevad osooniaugud on põhjustatud teatud inimeste toodetud ainete atmosfääri paiskamisest. Tuhanded inimesed usuvad sellesse endiselt, kuigi iga koolilaps, kes pole keemia- ja geograafiatunde vahele jätnud, võib selle müüdi ümber lükata.

Müüt, et inimtegevus põhjustab nn osooniaugu kasvu, on tähelepanuväärne mitmes mõttes. Esiteks on see äärmiselt usutav, st põhineb reaalsetel faktidel. Nagu näiteks osooniaugu olemasolu ja asjaolu, et mitmed inimeste toodetud ained võivad osooni hävitada. Ja kui nii, siis pole mittespetsialistil kahtlustki, et osoonikihi kahanemises on süüdi inimtegevus – vaadake vaid augu kasvu ja vastavate ainete atmosfääri heidete suurenemise graafikuid.

Ja siin ilmneb veel üks "osooni" müüdi tunnusjoon. Millegipärast unustavad need, kes eelnimetatud tõendeid usuvad, täiesti ära, et pelgalt kahe graafiku kokkulangemine ei tähenda midagi. Lõppude lõpuks võib see olla lihtsalt õnnetus. Osooniaukude päritolu antropogeense teooria kohta vaieldamatute tõendite saamiseks on vaja uurida mitte ainult osooni hävitamise mehhanismi freoonide ja muude ainete poolt, vaid ka kihi hilisema taastamise mehhanismi.

Noh, siit tuleb lõbus osa. Niipea, kui huvitatud mittespetsialist hakkab kõiki neid mehhanisme uurima (mille jaoks pole vaja päevi raamatukogus istuda - pidage meeles paar lõiku kooli keemia ja geograafia õpikutest), saab ta kohe aru, et see versioon on ei midagi muud kui müüt. Ja meenutades, millist mõju see müüt freoonide tootmist piirates maailmamajandusele avaldas, saab ta kohe aru, miks see loodi. Vaatame aga olukorda päris algusest ja järjekorras.

Keemiakursusest mäletame, et osoon on hapniku allotroopne modifikatsioon. Selle molekulid ei sisalda mitte kahte O-aatomit, vaid kolme. Osooni võib tekkida erineval viisil, kuid looduses levinuim on see: hapnik neelab osa ultraviolettkiirgusest lainepikkusega 175-200 nm ja 280-315 nm ning muundub osooniks. Täpselt nii tekkis osooni kaitsekiht iidsetel aegadel (kuskil 2-1,7 miljardit aastat tagasi) ja nii tekib see tänaseni.

Muide, ülaltoodust järeldub, et peaaegu poole ohtlikust UV-kiirgusest neelab tegelikult hapnik, mitte osoon. Osoon on vaid selle protsessi "kõrvalsaadus". Selle väärtus seisneb aga selles, et see neelab ka osa ultraviolettkiirgusest – sellest, mille lainepikkus on 200–280 nm. Aga mis saab osoonist endast? Täpselt nii – see muutub tagasi hapnikuks. Seega toimub atmosfääri ülemistes kihtides teatud tsükliline tasakaaluprotsess - ühte tüüpi ultraviolett soodustab osooni muutumist hapnikuks ja see, neelates teist tüüpi UV-kiirgust, muutub taas O 2 -ks.

Sellest kõigest järeldub lihtne ja loogiline järeldus – osoonikihi täielikuks hävitamiseks peame oma atmosfääri hapnikust ilma jätma. Lõppude lõpuks, ükskõik kui palju inimese toodetud freoonid (kloori ja broomi sisaldavad süsivesinikud, mida kasutatakse külmutusagensite ja lahustitena), metaan, vesinikkloriid ja lämmastikmonooksiid osoonimolekule hävitavad, taastab hapniku ultraviolettkiirgus taas osoonikihi – ju neid aineid ei saa "välja lülitada"! Lisaks hapniku hulga vähendamisele atmosfääris, kuna puud, rohi ja vetikad toodavad seda sadu tuhandeid kordi rohkem kui inimkond – eelmainitud osooni hävitajad.

Niisiis, nagu näete, ei suuda ükski inimeste loodud aine osoonikihti hävitada seni, kuni Maa atmosfääris on hapnikku ja Päike kiirgab ultraviolettkiirgust. Aga miks siis tekivad osooniaugud? Tahan kohe öelda, et mõiste "auk" ise pole täiesti õige - me räägime ainult osoonikihi hõrenemisest stratosfääri teatud osades, mitte aga selle täielikust puudumisest. Kuid küsimusele vastamiseks peate lihtsalt meeles pidama, kus täpselt planeedil on suurimad ja püsivamad osooniaugud.

Ja siin pole midagi meenutada: stabiilsetest osooniaukudest suurim asub otse Antarktika kohal ja teine, veidi väiksem, Arktika kohal. Kõik teised osooniaugud Maal on ebastabiilsed; nad tekivad kiiresti, kuid on sama kiiresti "neetud". Miks kestab osoonikihi hõrenemine polaaraladel üsna pikka aega? Jah, lihtsalt sellepärast, et neis kohtades kestab polaaröö kuus kuud. Ja selle aja jooksul ei saa Arktika ja Antarktika kohal olev atmosfäär piisavalt ultraviolettvalgust, et muuta hapnik osooniks.

Noh, O 3 omakorda, jäetud ilma "täiendamiseta", hakkab kiiresti kokku kukkuma - lõppude lõpuks on see väga ebastabiilne aine. Seetõttu osoonikiht pooluste kohal märgatavalt hõreneb, kuigi protsess toimub mõningase hilinemisega – suve alguses tekib nähtav auk, mis talve keskpaigaks kaob. Polaarpäeva saabudes hakkab aga uuesti osooni tootma ja osooniauk paraneb aeglaselt. Tõsi, mitte täielikult - samas on UV-kiirguse intensiivse vastuvõtu aeg nendes osades lühem kui selle puudujäägi periood. Sellepärast osooniauk ei kao.

Aga miks antud juhul müüt loodi ja seda korrati? Vastus sellele küsimusele pole mitte ainult lihtne, vaid ka väga lihtne. Fakt on see, et püsiva osooniaugu olemasolu Antarktika kohal tõestati esmakordselt 1985. aastal. Ja 1986. aasta lõpus käivitasid Ameerika ettevõtte DuPont (see tähendab DuPont) spetsialistid uue klassi külmutusagensi - fluorosüsivesinike, mis ei sisalda kloori. See vähendas oluliselt tootmiskulusid, kuid uut ainet tuli siiski turule viia.

Ja siin rahastab DuPont osoonikihti rikkuvate kurjade freoonide kohta müüdi levitamist meedias, mille lõi meteoroloogide rühm tema tellimusel. Selle tulemusena hakkas hirmunud avalikkus võimudelt midagi ette võtma. Ja need meetmed võeti kasutusele 1987. aasta lõpus, kui Montrealis allkirjastati protokoll osoonikihti kahandavate ainete tootmise piiramiseks. See tõi kaasa paljude freoonide tootmisega tegelevate ettevõtete hävingu ja ka selle, et DuPont sai paljudeks aastateks külmutusagensi turu monopolistiks.

Muide, just kiirus, millega DuPont juhtkond otsustas osooniauku enda tarbeks kasutada, viis selleni, et müüt osutus nii lõpetamata, et seda võis paljastada tavaline koolilaps, kes seda tegi. ei jäta vahele keemia- ja geograafiatunde. Kui neil oleks rohkem aega, näed, oleksid nad koostanud veenvama versiooni. Sellegipoolest suutis paljud inimesed veenda isegi see, mille teadlased DuPonti palvel lõpuks "sünnitasid".

Kaasani Riiklik Teadusuuringute Tehnoloogiaülikool

Abstraktne Osoonikihi kahanemine

Lõpetanud: üliõpilane gr.5111-41 Garifullin I.I. Kontrollis: Fatykhova L.A.

Kaasan 2015

1. Sissejuhatus

2. Põhiosa:

a) Osooni määramine

b) "Osooniaukude" põhjused

c) Osoonikihi hävimise peamised hüpoteesid

d) Osoonikihi hävimise keskkonna- ja meditsiinilis-bioloogilised tagajärjed

3.Järeldus

4. Kasutatud kirjanduse loetelu

Sissejuhatus.

21. sajandil Paljude biosfääri globaalsete keskkonnaprobleemide hulgas on endiselt väga aktuaalne osoonikihi hävimise probleem ja sellega seotud bioloogiliselt ohtliku ultraviolettkiirguse suurenemine maapinnal. See võib edasi areneda pöördumatuks katastroofiks, mis hävitab inimkonna. Viimastel aastakümnetel on arvukad uuringud näidanud püsivat suundumust atmosfääri osoonisisalduse vähenemise suunas. Maailma Terviseorganisatsiooni (WHO) andmetel põhjustab iga 1% osoonitaseme langus atmosfääris (ja vastav 2% UV-kiirguse suurenemine) vähihaiguste arvu suurenemise 5%.

Maa kaasaegne hapnikuatmosfäär on ainulaadne nähtus Päikesesüsteemi planeetide seas ja seda omadust seostatakse elu olemasoluga meie planeedil.

Keskkonnaprobleem on praegu inimeste jaoks kahtlemata kõige olulisem. Keskkonnakatastroofi tegelikkusele viitab Maa osoonikihi hävimine. Osoon on hapniku kolmeaatomiline vorm, mis moodustub atmosfääri ülemistes kihtides Päikese kõva (lühilaine) ultraviolettkiirguse mõjul.

Tänapäeval teeb osoon muret kõigile, isegi neile, kes varem ei kahtlustanud osoonikihi olemasolu atmosfääris, vaid uskusid vaid, et osooni lõhn on värske õhu märk. (Pole asjata, et osoon tähendab kreeka keeles "lõhn".) See huvi on mõistetav – me räägime kogu Maa biosfääri, sealhulgas inimese enda tulevikust. Praegu on vaja langetada teatud ja kõigile siduvad otsused, mis võimaldaksid säilitada osoonikihti. Kuid selleks, et need otsused oleksid õiged, vajame täielikku teavet tegurite kohta, mis muudavad osooni kogust Maa atmosfääris, samuti osooni omaduste kohta ja selle kohta, kuidas see täpselt nendele teguritele reageerib. Seetõttu pean enda valitud teemat asjakohaseks ja kaalumiseks vajalikuks.

Põhiosa: Osooni määramine

On teada, et osoonil (Oz), hapniku modifikatsioonil, on kõrge keemiline reaktsioonivõime ja toksilisus. Osoon tekib atmosfääris hapnikust elektrilahenduste käigus äikesetormide ajal ja Päikesest lähtuva ultraviolettkiirguse mõjul stratosfääris. Osoonikiht (osooniekraan, osonosfäär) asub atmosfääris 10-15 km kõrgusel osooni maksimaalse kontsentratsiooniga 20-25 km kõrgusel. Osooniekraan lükkab edasi kõige rängema UV-kiirguse (lainepikkus 200-320 nm), mis on hävitav kõigile elusolenditele, tungimist maapinnale. Kuid inimtekkeliste mõjude tagajärjel muutus osooni “vihmavari” lekkivaks ja sellesse hakkasid tekkima osooniaugud, mille osoonisisaldus oli märgatavalt vähenenud (kuni 50% või rohkem).

Osooniaukude põhjused

Osooni (osooni) augud on vaid osa Maa osoonikihi kahanemise keerulisest keskkonnaprobleemist. 1980. aastate alguses. Antarktika teadusjaamade piirkonnas täheldati atmosfääri koguosoonisisalduse vähenemist. Niisiis, oktoobris 1985 Teatati, et osooni kontsentratsioon stratosfääris Inglise jaama Halley Bay kohal vähenes miinimumväärtustest 40% ja Jaapani jaama kohal peaaegu 2 korda. See nähtus põhjustas "osooniaugu". Märkimisväärsed osooniaugud tekkisid Antarktika kohale 1987., 1992., 1997. aasta kevadel, mil registreeriti stratosfääriosooni (TO) üldsisalduse vähenemine 40–60%. 1998. aasta kevadel saavutas Antarktika kohal asuv osooniauk rekordilise pindala, 26 miljonit ruutmeetrit. km (3 korda Austraalia territooriumist). Ja 14–25 km kõrgusel atmosfääris toimus osooni peaaegu täielik hävimine.

Sarnaseid nähtusi täheldati ka Arktikas (eriti alates 1986. aasta kevadest), kuid osooniaugu suurus oli siin peaaegu 2 korda väiksem kui Antarktika kohal. 1995. aasta märtsis Arktika osoonikiht oli kahanenud umbes 50% ja Kanada põhjapiirkondade ja Skandinaavia poolsaare, Šoti saarte (Ühendkuningriik) kohale tekkisid "miniaugud".

Praegu on maailmas umbes 120 osonomeetriajaama, sealhulgas 40, mis on tekkinud alates 60ndatest. XX sajand Venemaa territooriumil. Maapealsete jaamade vaatlusandmed näitavad, et 1997. aastal täheldati peaaegu kogu Venemaa kontrollitaval territooriumil üldise osoonisisalduse rahulikku olekut.

Selgitada põhjuseid, miks 20. sajandi lõpus tekkisid võimsad osooniaukud just tsirkumpolaarsetes ruumides. Antarktika ja Arktika kohal asuva osoonikihi uurimine viidi läbi (lendavate laborilennukite abil). On kindlaks tehtud, et lisaks antropogeensetele teguritele (freoonide, lämmastikoksiidide, metüülbromiidi jt emissioon atmosfääri) mängivad olulist rolli looduslikud mõjud. Nii registreeriti 1997. aasta kevadel mõnes Arktika piirkonnas osoonisisalduse langus atmosfääris kuni 60%. Veelgi enam, paljude aastate jooksul on Arktika kohal osonosfääri kahanemise kiirus kasvanud isegi tingimustes, mil klorofluorosüsivesinike (CFC) ehk freoonide kontsentratsioon selles püsis konstantsena. Norra teadlase sõnul K. Henriksen, viimase kümnendi jooksul on Arktika stratosfääri alumistes kihtides tekkinud üha laienev külma õhu keeris. See lõi ideaalsed tingimused osoonimolekulide hävitamiseks, mis toimub peamiselt väga madalal temperatuuril (umbes -80*C). Sarnane lehter Antarktika kohal on osooniaukude põhjus. Seega võib osoonikihi hõrenemise protsessi põhjus kõrgetel laiuskraadidel (Arktika, Antarktika) olla suuresti tingitud looduslikest mõjudest.