Проблемы озонового слоя

Про озоновый слой Земли многие жители планеты знают только то, что в нем появилась огромная дыра, и это грозит вселенской катастрофой. То и дело в источниках массовой информации появляются статьи, где людей пугают потенциальными проблемами. Ученые всех стран все чаще говорят о грядущем изменении климата, который негативно повлияет на все живое на Земле, поэтому 16 сентября объявлен Международным днем охраны озонового слоя.
Озоновый слой – это волшебный щит, защищающий планету от пагубного воздействия солнечных лучей. Но реалия такова, что этому щиту уже самому требуется защита. Так ли это на самом деле? Стоит ли беспокоиться уже сейчас и не преувеличивают ли ученые масштабность грядущей беды? Грозит ли нам в ближайшем будущем разрушение озонового слоя и как это может сказаться на климате? Попытаемся во всем разобраться.
Где расположен
Около 90 % атмосферного озона находится в стратосфере, главным образом на высоте от 7 до 25 км над поверхностью Земли, в зависимости от географической широты местности. Стоит отметить, что большое количество озона в атмосфере — это огромный плюс для нашей Земли. Чем больше его, тем лучше он поглощает ультрафиолетовые лучи. Собственно, это и есть главное его предназначение.
Однако не думайте, что озоновый слой атмосферы — это толстая подушка, надежно укрывающая Землю от раскаленных лучей Солнца. Общее количество озонового слоя таково, что если бы можно было весь его переместить на уровень моря и сконцентрировать до атмосферного давления при температуре 0 °C, он занял бы слой высотой всего 3 мм на поверхности Земли. Для сравнения, вся сжатая под нормальным давлением атмосфера составляла бы слой в 8 км.
Но несмотря на эти сравнительные цифры, диапазон солнечной радиации, вызывающий загар и рак кожи, поглощается озоном почти полностью (от 97 до 99 %). До поверхности Земли доходит лишь несколько процентов, тогда как видимый свет практически не поглощается. Таким образом, озоновый слой, поглощая ультрафиолетовое излучение Солнца, поддерживает жизнь на нашей планете.
Состав озонового слоя
Озоновый слой — часть стратосферы с наибольшим содержанием озона (вещества, молекула которого состоит из трёх атомов кислорода, O3), образующегося в результате воздействия ультрафиолетового излучения Солнца и грозовых разрядов на кислород в воздухе (O2). Атомы кислорода образуют озон, при этом происходит поглощение излучения ближней (к видимому свету) наиболее жёсткой части ультрафиолета солнечного спектра.
Кто не знает — О3 (озон), как кислородная форма, токсичен. Озон имеет приятный запах свежести, который ощущается в воздухе после дождя с молнией и громом.
Кислород это жизнь
500-600 млн лет назад на планете Земля в результате фотосинтеза скопилось большое количество кислорода. Под воздействием УФ-излучения Солнца его молекулы распадались на атомы, способные при определенных условиях вступать во взаимодействие с еще нераспавшимися молекулами О2. Так образовался озон. Он стал барьером от солнечного излучения (жесткого ультрафиолета) в диапазоне, опасном для растений и других живых форм. В результате живые организмы смогли развиваться на суше, превращаясь в более высокоорганизованные формы, что привело к появлению млекопитающих, включая человека.
Если рассматривать воздух по его составляющим, то мы увидим, что среди того, что мы вдыхаем:
азота - 78%;
кислорода - 21%;
прочие газы -1% и в их составе 0,03% углекислого газа.
Очевидно, что кислородом заняты все оболочки Земли — литосфера, гидросфера, атмосфера и биосфера. Особенно важным является содержание его в составе воздуха. Ведь именно этот фактор позволяет существовать на нашей планете жизненным формам, в том числе и человеку.
Физиологоия кислорода
Кислород — необходимый компонент для обеспечения человека энергией жизни. Кислородом обеспечивается дыхательный процесс человека, далее, после окисления органических соединений, образуется углекислый газ и вода, в процессе чего высвобождается энергия. Иначе говоря, мы получаем энергию, ежеминутно требующуюся в нашей жизнедеятельности, которая является результатом расщепления съеденной нами пищи. Расщепление пищи идет под воздействием вдыхаемого кислорода.
А вы знаете, что вес человека на 62% наполнен кислородом? Например, если ваш вес 70 кг, то 43 кг из него это кислород. Приведем вам интересный факт: в сутки человек съедает кислорода в количестве 2 кг и 900 граммов вдыхает с воздухом.
Кому не нужен кислород для жизни
Нет надобности в кислороде у анаэробных бактерий и глубоководных обитателей (их энергетику основывают вещества, полученные в результате деятельности вулканов). Все остальное живое нуждается в кислороде. Жизнь на планете невозможна без него. Его всего лишь 5-7 минутное отсутствие порождает гипоксию (кислородное голодание) тканей и вызывает смерть.
Жизненно-необходимые элементы организма (белки, нуклеиновые кислоты и т.д.) наполнены кислородом. Дыхание без него бессмысленно, окисление жиров, белков, аминокислот, углеводов и прочие биохимические процессы тоже невозможны без кислорода.
Днем, когда мы бодры, то расходуем большое количество кислорода. В наш организм он попадает естественным путем, вдыхается легкими. Дальше драгоценный биокомпонент, поступивший в кровь, начинает поглощать гемоглобин, преобразуя его в оксигемоглобин, и затем он распределяется по всем нашим составляющим (тканям и органам). Но еще он попадает и в связанном виде, когда мы пьем воду. Получив кислород, ткани расходуют его на процесс метаболизма, для окисления различных элементов. Дальнейший путь кислорода направлен на его метаболизм до СО2 (углекислого газа) и Н2О (воды) и в итоге он выводится организмом - почками и легкими.
Значение кислорода в природе
Очень важно, сколько кислорода содержится в природе. Ведь известно, что на некоторых спутниках больших планет (Юпитер, Сатурн) были обнаружены следовые количества этого газа, однако очевидной жизни там нет. Наша Земля имеет достаточное его количество, которое в сочетании с водой дает возможность существовать всем живым организмам. Помимо того, что он является активным участником дыхания, кислород еще проводит бесчисленное количество реакций окисления, в результате которых высвобождается энергия для жизни.
Основными поставщиками этого уникального газа в природе являются зеленые растения и некоторые виды бактерий. Благодаря им поддерживается постоянный баланс кислорода и углекислого газа. Кроме того, выстраиваемый защитный экран озона над всей Землей не позволяет проникать большому количеству уничтожающего ультрафиолетового излучения к молекулам кислорода.
Важное предназначение
Иногда после дождя, особенно летнего, воздух становится особенно свеж, приятен, и люди говорят: «Пахнет озоном». Это отнюдь не образное выражение. Действительно, какое-то количество озона частично проникает в нижние слои атмосферы с потоками верхнего воздуха. Это так называемый полезный озон. Он и придает атмосфере необыкновенную свежесть. Часто такое явление можно наблюдать после грозовых ливней.
Но бывает еще и очень вредный, крайне опасный для человека, озон. Выхлопные газы и промышленные выбросы, попадая под действие лучей солнечного света, вступают в фотохимическую реакцию. В результате этого образуется так называемый приземный озон. Он очень вреден для здоровья человека. Чаще всего такой озон встречается в мегаполисах и крупных городах. Дышать таким воздухом крайне опасно, поскольку этот газ неблагоприятно действует на бронхи и лёгкие и разрушает их.
Наибольшую опасность смог представляет для астматиков, лиц, болеющих эмфиземой, бронхитом, стенокардией, гипертонией, ВСД. Даже у здоровых людей, надышавшихся воздухом без кислорода, может сильно болеть голова, наблюдаться слезотечение и першение в горле.
Дыра размером с материк
Озоновый слой земли был открыт учеными в 70-е годы двадцатого века. Тогда же физики определили его ценность и описали в научных трудах. Но спустя всего полтора десятилетия перед исследователями встала глобальная проблема исчезновения озонового слоя. Английские ученые в 1985 году сделали открытие, которое напугало весь мир и заставило по-иному взглянуть на развитие современной промышленности.
Над Антарктидой исследователи обнаружили огромную «дыру». Озоновый слой над этим материком целиком отсутствовал. Причем, дыра была ужасающих размеров — с территорию США.
Опытным путем было выяснено, что в атмосфере над самым холодным материком Земли в больших количествах присутствуют соединения, которые образуются при взаимодействии озона и хлора. Таким образом, была подтверждена теория о том, что хлор разрушает озон.
Опасные фреоны
Наибольший вред озоновому слою приносят промышленные и другие бытовые выбросы. В первую очередь фреоны.
Причины разрушения в том, что молекулы фреонов вступают во взаимодействие с молекулами озона. Солнечная радиация заставляет фреоны выделять хлор. Он расщепляет озон, в результате чего образуется атомарный и обычный кислород. В месте, где происходит такое взаимодействие, озоновый слой полностью исчезает.
Фреоны – это собирательное название целой группы химических веществ, появившихся на свет ещё в 20-е годы прошлого века. В основном они использовались в холодильниках и кондиционерах в качестве хладагентов. Ещё одна область применения фреонов это использование их в аэрозольных баллончиках в качестве распылителя.
Другие факторы разрушения озонового слоя:
- автомобильные выхлопы;
- химические удобрения;
- горение промышленного топлива электростанций и другие паровые выбросы;
- ядерные взрывы;
- разрушение газового слоя продуктами горения самолётов и космических ракет.
Блуждающая дыра
Если предположить, что озонная дыра будет и дальше постоянно расширяться, а это вполне возможно, то человечеству грозит гибель. И это не преувеличение. Поэтому сохранность озонового слоя в наши дни имеет очень важное значение для всех стран.
Стоит отметить, что озоновая дыра — непостоянная. Как только количество вредных выбросов в атмосферу сокращается, начинает постепенно затягиваться и озоновая дыра. Молекулы озона проникают в нее из тех участков атмосферы, которые расположены рядом. Но здесь возникает другая дилемма. На соседних участках, как следствие, количество озона значительно уменьшается. Слой становится тоньше.
Факторы риска
Тем временем ученые продолжают проводить исследования и пугают нас неутешительными выводами. Они пришли к такому мнению, что если количество озона уменьшится всего на один процент в верхних слоях атмосферы, то, к примеру, увеличение онкологических заболеваний кожи произойдет на 3-6%. Кроме того, ультрафиолетовые лучи в большом количестве негативно влияют на иммунную систему человека. Он становится более уязвимым к инфекционным заболеваниям. Возможно, именно этим и объясняется тот факт, что в XXI веке от злокачественных опухолей страдает все больше и больше людей.
Повышенный ультрафиолет также негативно влияет и на природу. Он разрушает клетки растений, они начинают мутировать и вырабатывать меньше кислорода. И хотя озоновый слой находится высоко и мы его не ощущаем, значение его для природы трудно переоценить.
Влияет на ветер, дожди и температуру
Как считают ученые, утончение озонового слоя напрямую влияет на климат нашей планеты. Вы ведь заметили, что с каждым годом погода становится все более переменчивой и невыносимо жаркой?
Озоновый слой — это не только «зонтик» для ультрафиолетового излучения, но и своеобразная крышка для Земли. Он задерживает приемлемую температуру воздуха, которая очень быстро рассеивается с поверхности нашей планеты. Чем тоньше озоновый слой, тем быстрее теплый воздух у поверхности Земли нагревается. Как отмечают исследователи, температура воздуха на планете постепенно, год за годом, повышается. Это способствует изменению направлений господствующих ветров и образованию парникового эффекта. Погода становится крайне переменчивой.
Пугающие цифры
Вот еще немного сухой статистики, которая подсказывает о грядущей катастрофе. С 1979 года и по наши дни произошло снижение годового содержания озона примерно на 4-5 процентов. А в средних широтах планеты эта цифра еще выше — на 7 процентов стал меньше озоновый слой.
И если раньше ученые обнаружили озоновую дыру только над Антарктидой, то сегодня на карте появились и другие места, где не наблюдается этот защитный слой. Несколько дыр поменьше специалисты выявили над Арктикой и прилегающими к ней районами Северного полушария.
Но есть и оптимистические доклады. После того как человечество озаботилось проблемой сохранности озонового слоя и был разработан целый ряд защитных и запретительных мер, ситуация несколько стабилизировалась. Так что можно смело утверждать, что если мы будем вести себя разумно, эту проблему в силах решить.
Защитные меры
После того как ученые документально подтвердили, что происходит разрушение озонового слоя, политики задумались над тем, как его сохранить. Ведь это важно не для отдельно взятой страны, а для всего человечества в целом. В мире прошла целая серия консультаций и совещаний по данному вопросу, в которых принимали участие представители всех стран, где развита промышленность.
В 1985 году была принята Конвенция об охране озонового слоя. Подписи под ней поставили представители 44-х государств. Спустя год был подписан еще один важный документ — Монреальский протокол. Согласно его положениям, в мире было значительно ограничено производство и потребление веществ, которые разрушают озон.
Некоторые пытались противиться этим запретам. Но для каждой страны были определены четкие квоты по опасной промышленности, которые нельзя превышать. Ведь на кону стоит судьба всего человечества.
Охрана озонового слоя в России
По действующему законодательству Российской Федерации озоновый слой является одним из важных природных объектов. Он подлежит правовой охране. Закон «Об охране окружающей природной среды» (ст. 4) регламентирует защитные меры, направленные на охрану этого природного объекта от повреждения, загрязнения, разрушения и истощения.
Существует несколько международных организаций и инспекций, которые тщательно следят, как выполняются мероприятия по защите озонового слоя в разных странах мира.
В нашей Республике, в связи с отсутствием объектов энергетики, химической промышленности, сокращением производства в результате проведения украинской стороной боевых действий и введением экономической блокады, с одной стороны, отсутствуют значительные объемы выбросов, а с другой – непризнанность Республики не позволяет вступить в международную конвенцию об охране озонового слоя. По действующему законодательству Донецкой Народной Республики озоновый слой является одним из важных природных объектов и подлежит охране. В будущем, при признании Республики, планируется принятие и выполнение международных обязательств по сокращению объемов импорта / экспорта и производства озоноразрушающих веществ, разработка и проведение мероприятий, направленных на минимизацию негативного антропогенного воздействия на озоновый слой.
Только совместными усилиями, как на бытовом уровне, так и на уровне промышленных конгломератов, можно сохранить озоновый слой – сохранить жизнь на Земле.