Жер атмосферасы әртүрлі биіктікте орналасқан бірнеше қабаттардан тұрады. Ең маңыздыларының бірі – стратосферада орналасқан озон қабаты. Озон тесігінің не екенін анықтау үшін сіз бұл қабаттың қызметін және оның планетадағы тіршілік үшін маңыздылығын түсінуіңіз керек.
Сипаттама
Озон қабатының биіктігі белгілі бір аймақтың температуралық режиміне байланысты өзгереді, мысалы, тропикте ол 25-30 км аралығында, ал полюстерде 15-20 км аралығында болады. Озон газы оттегі молекулаларына күн радиациясының әсерінен пайда болады. Озонның диссоциациялану процесі Күн шығаратын қауіпті ультракүлгін сәулеленудің көп бөлігін сіңіруге әкеледі.
Қабаттың қалыңдығы әдетте Добсон өлшем бірліктерімен өлшенеді, олардың әрқайсысы қалыпты қысым мен температура жағдайында 10 микрометрлік озон қабатына тең. Төменгі қабаттың өмір сүруін тоқтататын ең аз қалыңдығы 220 бірлік болып саналады. Добсон. Озон қабатының болуын француз физиктері Шарль Фабри мен Анри Буиссон ХХ ғасырдың басында спектроскопиялық талдау арқылы анықтады.
Озон тесіктері
Планетаның озон қабатының жұқаруына нақты не себеп болатыны туралы көптеген теориялар бар. Кейбір ғалымдар бұған антропогендік факторларды кінәласа, басқалары оны табиғи процесс деп санайды. Озон саңылаулары – бұл газдың стратосферадан азаюы немесе толық жойылуы. Бұл құбылыс алғаш рет 1985 жылы Антарктика аймағында шамамен 1 мың шаршы км аумақта орналасқан;
Бұл тесіктің пайда болуы циклдік болды, ол тамызда пайда болды және желтоқсанда жоғалды. Сонымен бірге, Арктика аймағында тағы бір сәл кішірек тесік пайда болды. Технологияның дамуымен озон қабатындағы саңылаулардың пайда болуын нақты уақыт режимінде тіркеу мүмкін болды, енді ғалымдар планетада олардың бірнеше жүздегені бар деп сенімді түрде айта алады. Ең ірілері полюстерде орналасқан. 
Озон саңылауларының пайда болу себептері мен салдары
Озон тесіктері табиғи себептерге байланысты пайда болады деген теория бар. Оған сәйкес, оттегінің озонға айналуы күн радиациясының әсерінен болатындықтан, ол болмаған кезде полярлық қыста бұл газ түзілмейді. Ұзақ түнде қазірдің өзінде пайда болған озон өзінің үлкен массасына байланысты атмосфераның төменгі қабаттарына түсіп, қысым әсерінен жойылады. Бұл нұсқа полюстердің үстіндегі саңылаулардың пайда болуын тамаша түсіндіреді, бірақ полярлық түндер байқалмайтын Қазақстан мен Ресей аумақтарында олардың ауқымды аналогтарының пайда болуын ешбір жолмен нақтыламайды.
Жақында ғылыми қауымдастық озон қабатының жыртылуының табиғи және адами себептері бар екендігімен келісіп отыр. Антропогендік факторға жер атмосферасында кейбір химиялық заттардың концентрациясының жоғарылауы жатады. Озон хлор, сутек, бром, хлорсутек, азот оксиді, метан, сондай-ақ фреон және оның туындыларымен әрекеттескенде бұзылады. Озон саңылауларының себептері мен салдары әлі толық анықталған жоқ, бірақ жыл сайын дерлік бұл салада жаңа ашылулар әкеледі.
Озон тесіктері неге қауіпті?
Озон өте қауіпті күн радиациясын жұтып, оның планетаның бетіне жетуіне жол бермейді. Бұл газдың қабаты жұқарған кезде, Жердегі барлық нәрсе қалыпты радиоактивті сәулеленуге ұшырайды. Бұл негізінен теріде локализацияланған қатерлі ісіктің өсуін тудырады. Өсімдіктер үшін озонның жойылуы да зиянды әртүрлі генетикалық мутациялар және оларда өмір сүрудің жалпы төмендеуі орын алады; Жақында адамзат озон тесігінің Жердегі тіршілікке қауіп төндіретінін көбірек білуде.
Қорытынды
Озонның жойылу қаупін түсінген халықаралық қоғамдастық атмосфераға кері әсерді азайтуға бағытталған бірқатар шараларды қабылдады. 1987 жылы Монреальда өнеркәсіпте фреонды қолдануды барынша азайтуды міндеттейтін хаттамаға қол қойылды, өйткені дәл осы газ полярлық аймақтардан тыс тесіктердің пайда болуына себеп болады. Дегенмен, атмосфераға шығарылған фреонның ыдырауы шамамен жүз жылға созылады, сондықтан Жер атмосферасындағы озон саңылауларының саны жақын болашақта азаюы екіталай.
Соңғы жылдары ғалымдарды ультракүлгін сәулелерден қорғайтын қалқан қызметін атқаратын атмосфераның озон қабатының жұқаруы көбірек алаңдатады. Қауіпті ультракүлгін сәулелердің тірі организмдерге зияндылығы.
Ультракүлгін сәулеленудің әсерінен оттегі молекулалары бос атомдарға ыдырайды, олар өз кезегінде басқа оттегі молекулаларымен қосылып озон түзе алады. Бос оттегі атомдары да озон молекулаларымен әрекеттесіп, екі оттегі молекуласын түзе алады. Осылайша, оттегі мен озон арасында тепе-теңдік орнатылады және сақталады.
Дегенмен, фреондар сияқты ластану озонның ыдырау процесін катализдейді (тездетеді), ол мен оттегі арасындағы тепе-теңдікті озон концентрациясының төмендеуіне қарай бұзады.
Ғаламшарға қауіп төніп тұрғанын ескере отырып, халықаралық қауымдастық бұл мәселені шешуге алғашқы қадам жасады. Халықаралық келісімге қол қойылды, оған сәйкес 1999 жылға қарай әлемде фреон өндірісі артады. Шамамен 50%-ға қысқарту керек.
Озон
Озон (O3) - күшті тотықтырғыш әсері бар агрессивті газ. Грек тілінен аударғанда озон «иіс» дегенді білдіреді, өйткені оның өткір, өткір иісі бар. Бұл иісті найзағайдан кейін сезуге болады.
Озон атмосферада оттегіге жоғары энергиялы қысқа толқынды ультракүлгін сәулелер мен электр разрядтары әсер еткенде түзіледі. Жоғары энергия оттегін жеке атомдарға ыдыратады, олар молекулалық оттегімен қосылып озон түзеді.
Озон молекулалары өте тұрақсыз және оңай ыдырайды, сондықтан бұл реакция қайтымды.
Озонның экологиялық рөлі екі жақты.
Жер бетінде фотохимиялық түтіннің құрамдас бөлігі ретінде түзілген озон өте зиянды, өйткені ол күшті тотықтырғыш қасиетке ие және көздің шырышты қабығын және тыныс алу жолдарын тітіркендіреді. Жер бетінде озон найзағай разрядтары кезінде және көліктің пайдаланылған газдарында бөлінетін азот оксидтері мен ұшпа көмірсутектер арасындағы фотохимиялық реакциялар нәтижесінде пайда болады. Осы реакциялардың нәтижесінде озоннан басқа бірқатар агрессивті заттар түзіледі. Олар сондай-ақ күшті тотықтырғыштар, тітіркендіргіш, ал кейбіреулері канцерогенді болып табылады. Бұл заттардың қосындысы фотохимиялық смог деп аталады.
Стратосфераның жоғарғы қабаттарында түзілген озон жер ағзаларын қысқа толқынды ультракүлгін сәулелердің әсерінен қорғайтын озон қабатын құрайды. Озон синтезінің реакциялары Күннен келетін қысқа толқынды ультракүлгін сәулелердің энергиясының 98% дейін тұтынады, соның арқасында олар Жер бетіне жетпейді және организмге зиянды әсер етпейді. Осы себепті озон қабаты Жердің «қорғаныш экраны» деп аталады. Онсыз Жер бетінде тіршілік болуы мүмкін емес еді.
Озон қабатының пайда болуы атмосферадағы оттегінің концентрациясы қазіргі деңгейден 1% жеткенде мүмкін болды. Озон қабатының пайда болуы тіршіліктің құрлыққа жетуіне мүмкіндік берді, ал бұрын тіршілік тек мұхитта ғана болуы мүмкін еді.
Озон қабаты (озоносфера) бүкіл жер шарын қамтиды және 20-25 км биіктікте озонның максималды концентрациясымен 10-50 км биіктікте орналасқан. Атмосфераның озонмен қанығуы планетаның кез келген бөлігінде үнемі өзгеріп отырады, полярлық аймақта көктемде максимумға жетеді.
Озон қабаты атмосферада екі маңызды қызмет атқарады:
- Ағзаларды ультракүлгін сәулелердің зиянды әсерінен қорғайды, олар күннің күйіп қалуын, терінің қатерлі ісігін, катарактаны (көз линзасының бұлттылығын), әлсіреген иммунитетті тудырады;
- Стратосфераны құрайды - температура биіктікке қарай көтерілетін атмосфера қабаты, ол тропосфераға ауа-райының түзілу процестерін шектейді: атмосфераның жоғарғы қызған қабаттары суық жер үсті ауасының көтерілуіне жол бермейді. Егер озон қабаты болмаса, атмосфераның температурасы биіктікке қарай біртіндеп төмендеп, Жердің температуралық режимі мүлде басқаша болар еді.
Озон қабатының бұзылуы
1960 жылдардың ортасында. Ғалымдар атмосферада озонды бұзатын факторлар бар деген қорытындыға келді. Мұндай факторларға дыбыстан жоғары ұшақтардың шығарылуымен стратосфераға бөлінетін және тропосфераның төменгі қабаттарынан келетін су буының және азот оксидтерінің бос радикалдары жатады.
1973 жылы американдық химиктер Ф.Роулэнд пен М.Молина озонды «фреондар» деп аталатын хлорфторкөміртектер ыдырататынын анықтады. Бұл жаңалығы үшін Ф.Роуланд пен М.Молина 1996 ж. Нобель сыйлығы берілді.
1984 жылы Д.Фарман бастаған америкалық ғалымдар тобы Антарктидада жүргізілген зерттеулердің деректерін жариялады. Олар 1983 жылдың көктемінде Антарктидадағы озон мөлшері 40%-ға дейін төмендегенін көрсетті. Д.Фарманның айтуынша, «Антарктиданың үстіндегі аспан сөзбе-сөз бос еді, ол қорқынышты болды» (Раун Ш., 1993).
Антарктидадағы озон концентрациясының төмендеуі «озон тесігі» деп аталды. Қазіргі уақытта «тесік» мөлшері осы континенттің ауданына тең.
Антарктидадағы озон концентрациясының күрт төмендеуі бірнеше себептермен түсіндіріледі:
- Озонның пайда болуы ультракүлгін сәулелердің қатысуымен ғана мүмкін болады, ол полярлық түнде болмайды;
- Төмен температура Антарктиданың үстінде стратосфералық мұз бұлттарының пайда болуына ықпал етеді, олардың бөлшектері озонды бұзу реакцияларын жеделдетеді;
- Антарктида үстіндегі ауа массаларының циркуляциясының өзіндік ерекшеліктері бар: көктемде оның үстінде жоғары көтерілетін құйынды ағындар пайда болып, озоны аз тропосферадан осы аймаққа ауа сорып, орта ендіктерден озонға бай ауаның түсуіне жол бермейді.
Антарктиданың үстінде озон концентрациясының төмендеуінің негізгі себебі оның үстіндегі мұзды стратосфералық бұлттардың пайда болуы, олардың бөлшектерінде хлордың әсерінен озонды бұзу процестері белсендіріледі.
Антарктиданың үстіндегі «озон тесігі» ашылғаннан кейін атмосферадағы озон концентрациясының биологиялық объектілерге әсерін зерттеу бойынша ғылыми зерттеулер жүргізілді. Озон концентрациясы 1%-ға төмендеген кезде ультракүлгін сәулелердің атмосфераға ену дәрежесі 1,5 – 2%-ға артатыны анықталды. Бұл тері қатерлі ісігінің, катарактаның, ағзалардың иммунитетінің төмендеуіне және т.б.
Ғалымдар ультракүлгін сәулелену дозасының жоғарылауы тұқым сапасын, өсімдіктердің құрғақшылық пен ауруларға төзімділігін төмендетеді, антарктикалық фитопланктон өндірісін азайтады және жаһандық балық шаруашылығына апатты әсер етуі мүмкін балық шабақтарының тіршілігін төмендетеді деген қорытындыға келді. Атмосфералық озонның 25%-ға азаюы кезінде фитопланктон өндірісі 35%-ға төмендеуі мүмкін.
Содан бері өлшеулер іс жүзінде бүкіл планетада озон қабатының кең тарағанын растады. Мысалы, Ресейде соңғы он жылда озон қабатының концентрациясы 4-6% төмендеді қыс мезгіліал жазда 3%-ға.
Қазіргі уақытта озон қабатының бұзылуы жаһандық экологиялық қауіпсіздікке елеулі қатер ретінде баршаға мәлім. Озон концентрациясының төмендеуі атмосфераның жердегі барлық тіршілікті ауыр ультракүлгін сәулелерден (УК сәулеленуінен) қорғау қабілетін әлсіретеді. Тірі организмдер ультракүлгін сәулеленуге өте осал, өйткені бұл сәулелерден түсетін бір фотонның энергиясы көптеген органикалық молекулалардағы химиялық байланыстарды жоюға жеткілікті. Озон деңгейі төмен аймақтарда күннің күйіп қалуы, тері қатерлі ісігімен ауыратындардың көбеюі және т.с.с. жалғасады, қосымша 6 миллион адам тері қатерлі ісігіне шалдығады. Тері ауруларынан басқа көз аурулары (катаракта және т.б.), иммундық жүйенің басылуы және т.б.
Сондай-ақ күшті ультракүлгін сәулеленудің әсерінен өсімдіктер фотосинтездеу қабілетін бірте-бірте жоғалтатыны, ал планктонның тіршілік әрекетінің бұзылуы су экожүйелерінің биотасының трофикалық тізбектерінің үзілуіне және т.б.
Озон қабатын зақымдайтын негізгі процестердің не екенін ғылым әлі толық анықтаған жоқ. «Озон саңылауларының» табиғи және антропогендік шығу тегі деп болжанады. Соңғысы, көптеген ғалымдардың пікірінше, ықтималдығы жоғары және хлорфторкөміртектердің (фреондардың) жоғарылауымен байланысты. Фреондар өнеркәсіптік өндірісте және күнделікті өмірде кеңінен қолданылады (тоңазытқыш қондырғылар, еріткіштер, бүріккіштер, аэрозольді қаптамалар және т.б.). Атмосфераға көтерілген фреондар ыдырайды, озон молекулаларына зиянды әсер ететін хлор оксидін шығарады.
Greenpeace халықаралық экологиялық ұйымының мәліметтері бойынша хлорфторкөміртектің (фреондардың) негізгі жеткізушілері АҚШ – 30,85%, Жапония – 12,42%, Ұлыбритания – 8,62% және Ресей – 8,0%. АҚШ озон қабатында ауданы 7 млн шаршы км, Жапония 3 млн шаршы км «тесік» ашты, бұл Жапонияның өзінен 7 есе үлкен. Жақында АҚШ-та және бірқатар Батыс елдерінде озон қабатын бұзатын потенциалы төмен хладагенттердің (гидрохлорфторкөміртектер) жаңа түрлерін өндіретін зауыттар салынды.
Хлорфторкөміртектерді өндіру көлемін және олардың атмосфераға шығарылуын бағалай отырып, ғалымдар бұл озон қабатының сөзсіз бұзылуына әкеледі деген қорытындыға келді.
Атмосфераға хлорфторкөміртек шығарындыларын азайту мәселелері бойынша халықаралық кездесулер өткізіліп, бірқатар келісімдерге қол қойылды. 1989 жылы Хельсинкиде өткен халықаралық конференцияда 81 мемлекет 2000 жылға қарай хлорфторкөміртектердің барлық түрлерін өндіруді тоқтатуға келісті.
Монреаль конференциясының (1990 ж.), содан кейін Лондонда (1991) және Копенгагенде (1992) қайта қаралған хаттамасына сәйкес 1998 жылға қарай хлорфторкөміртек шығарындыларын 50%-ға азайту қарастырылды. Өнерге сәйкес. Ресей Федерациясының қоршаған ортаны қорғау туралы заңының 56-бабына сәйкес, халықаралық шарттарға сәйкес, барлық ұйымдар мен кәсіпорындар озонды бұзатын заттарды өндіруді және пайдалануды азайтуға және кейіннен толығымен тоқтатуға міндетті. Заң озон қабатын қорғау бойынша мынадай шаралар кешенін қарастырады:
- Шаруашылық қызметтің және басқа процестердің әсерінен озон қабатының өзгеруін бақылауды ұйымдастыру;
- озон қабатының жай-күйіне зиянды әсер ететін заттардың рұқсат етілген шекті шығарындыларының нормативтерін сақтау;
- Озон қабатын бұзатын химиялық заттарды өндіру мен пайдалануды реттеу.
1993 жылы біздің елімізде ведомствоаралық комиссия құрылды, оның міндеті озон қабатын қорғау және 2000 жылға қарай озонды бұзатын заттардың шығарылуын тоқтату жөніндегі халықаралық міндеттемелерді орындау бойынша әртүрлі ұйымдардың қызметін үйлестіру болып табылады. Сондай-ақ күкірт қосылыстарының, азот оксидтерінің және ауаға қауіпті басқа да қауіпті ластаушы заттардың шығарындыларын күрт азайту жөніндегі шараларды қарқынды әзірлеу және жүзеге асыру жүргізілуде.
Хаттаманы барлық елдер жүзеге асырса да, адамдарды ультракүлгін сәулеленуден қорғау мәселесін шешуді жалғастыру керек, өйткені көптеген хлорфторкөміртектері атмосферада жүздеген жылдар бойы сақталуы мүмкін.
Қазіргі уақытта озон қабаты жылына 0,5 - 0,7% дейін бұзылуда.
Озон қабатының бұзылуын азайту шаралары:
- Хлорфторкөміртектерді басқа заттармен алмастыруға болатын жерлерде қолдануға жаһандық тыйым салу;
- Пайдаланылған тоңазытқыштар мен кондиционерлерден хлорфторкөміртекті қайта өңдеу;
- Хлорфторкөміртектер, галондар, хлороформ және төрт хлорлы көміртек өндіруге толық тыйым салу.
Дегенмен, озон қабатын азайту мәселесі хлорфторкөміртектер мен көмірқышқыл газының деструктивті әсерімен шектелмейді. Барлық басқа биосфералық процестер сияқты, атмосферадағы озон концентрациясы көптеген факторларға, оның пайда болуы мен жойылуының барлық механизмдерінің арасындағы байланысқа байланысты. Атап айтқанда, озон концентрациясына мыналар әсер етеді:
- Ультракүлгін сәулеленудің қарқындылығы 11 жылдық және одан да ұзақ циклдары бар Күннің белсенділігіне байланысты;
- Атмосферадағы оттегінің мөлшері өсімдіктердің O2 өндіруіне байланысты. Ол адамның орманды кесуінен, органикалық заттардың ыдырауын тездететін топырақты жыртудан, қазба отындарын жағудан азаяды;
- Жанартау атқылауы күн сәулесін, азот пен күкірт оксидтерін ұстап алып, атмосфераға үлкен мөлшерде шаң шығарады;
- Атмосфераның өнеркәсіптік шығарындылардан (азот оксидтері, шаң, күкірт қышқылы аэрозольдары) ластануы – қышқыл тамшылары су буының конденсациялану орталықтары болып табылады, сондықтан бұлттардың пайда болу себебі.
Бірқатар ғалымдар «озон тесігінің» табиғи пайда болуын талап етуді жалғастыруда. Олар оның пайда болу себептерін озоносфераның табиғи өзгермелілігінен және басқалары бұл процестерді Жердің рифтингімен және газсыздануымен байланыстырады;
Біріншіден, озон тесігі өз атына қарама-қайшы, атмосферадағы тесік емес екенін түсіну керек. Озон молекуласының қарапайым оттегі молекуласынан айырмашылығы, ол бір-бірімен байланысқан екі емес, үш оттегі атомынан тұрады. Атмосферада озон деп аталатын жерде шоғырланған озон қабаты, стратосфера шегінде шамамен 30 км биіктікте. Бұл қабат Күн шығаратын ультракүлгін сәулелерді сіңіреді, әйтпесе күн радиациясы Жер бетіндегі тіршілікке үлкен зиян келтіруі мүмкін. Сондықтан озон қабатына кез келген қауіп өте байыпты қарауға лайық. 1985 жылы Оңтүстік полюсте жұмыс істейтін британдық ғалымдар Антарктика көктемінде атмосферадағы озон деңгейі қалыпты деңгейден айтарлықтай төмен екенін анықтады. Жыл сайын бір мезгілде озон мөлшері азайып отырды — кейде көбірек дәрежеде, кейде аз дәрежеде. Арктикалық көктем кезінде Солтүстік полюстің үстінде де ұқсас, бірақ азырақ байқалатын озон тесіктері пайда болды.
Одан кейінгі жылдары ғалымдар озон тесігі неліктен пайда болатынын анықтады. Күн батып, ұзақ полярлық түн басталған кезде температура күрт төмендеп, мұз кристалдары бар жоғары стратосфералық бұлттар пайда болады. Бұл кристалдардың пайда болуы молекулалық хлордың жиналуына әкелетін бірқатар күрделі химиялық реакцияларды тудырады (хлор молекуласы қосылатын екі хлор атомынан тұрады). Күн пайда болып, Антарктика көктемі басталғанда ультракүлгін сәулелердің әсерінен молекулаішілік байланыстар үзіліп, хлор атомдарының ағыны атмосфераға түседі. Бұл атомдар озонды қарапайым оттегіге айналдыратын реакциялар үшін катализатор ретінде әрекет етеді, келесі қос схема бойынша жүреді:
Cl + O 3 -> ClO + O 2 және ClO + O -> Cl + O 2
Осы реакциялардың нәтижесінде озон молекулалары (O 3) оттегі молекулаларына (O 2) айналады, хлордың бастапқы атомдары бос күйінде қалады және қайтадан осы процеске қатысады (әрбір хлор молекуласы олардан бұрын миллиондаған озон молекуласын жояды). басқа химиялық реакциялардың әсерінен атмосферадан жойылады). Осы түрлену тізбегі нәтижесінде озон Антарктиданың үстінде атмосферадан жойыла бастайды, озон тесігі пайда болады. Алайда, көп ұзамай, жылынумен бірге Антарктикалық құйындылар ыдырап, таза ауа (құрамында жаңа озон бар) аймаққа еніп, тесік жоғалады.
1987 жылы Монреальда озон қабатына қауіп төндіретін халықаралық конференция өтті және өнеркәсібі дамыған елдер өндірісті қысқартуға және ақырында жоюға келісті. хлорлы және фторлы көмірсутектер (хлорфторкөміртектер, ХФУ) -озон қабатын бұзатын химиялық заттар. 1992 жылға қарай бұл заттарды қауіпсіз заттармен ауыстыру сәтті болғаны сонша, 1996 жылға қарай оларды толығымен жою туралы шешім қабылданды. Бүгінде ғалымдар шамамен елу жылдан кейін озон қабаты толығымен қалпына келеді деп есептейді.
Осы және басқа да соңғы ғылыми тұжырымдар ғылыми дәлелдемелердің жиынтығы орта және жоғары ендіктерде байқалған озонның жоғалуы, ең алдымен, антропогендік хлор және бром бар қосылыстарға байланысты деп болжайтын алдыңғы бағалаулардың қорытындысын нығайтады.
Түпнұсқа мәтін (ағылшынша)
Осы және басқа да соңғы ғылыми тұжырымдар ғылыми дәлелдемелердің салмағы байқалған орта және жоғары ендіктегі озон жоғалтулары негізінен хлор мен бромның тогендік антропогендік қосылыстарымен байланысты деген тұжырымды бұрынғы бағалаудың қорытындысын нығайтады.
Басқа гипотезаға сәйкес, «озон саңылауларының» пайда болу процесі негізінен табиғи болуы мүмкін және адамзат өркениетінің зиянды әсерлерімен ғана байланысты емес.
Озон тесігінің шекараларын анықтау үшін 220 Добсон бірлігі болатын атмосфералық озонның ең төменгі деңгейі таңдалды.
Антарктидадағы озон тесігінің ауданы 2018 жылы орта есеппен 22,8 миллион шаршы шақырымды құрады (2010-2017 жылдары орташа жылдық мәндері 17,4-тен 25,6 миллион шаршы шақырымға дейін, 2000-2009 жылдары - 12,0-ден 26,6 миллион шаршы шақырымға дейін өзгерді. км, 1990-1999 жылдары - 18,8-ден 25,9 млн. шаршы километрге дейін).
Әңгіме [ | ]
Диаметрі 1000 км-ден асатын озон тесігі алғаш рет 1985 жылы Оңтүстік жарты шарда, Антарктидадан жоғары бір топ британдық ғалымдармен ашылды: (ағылшын), (ағылшын), (ағылшын), ол Nature журналында сәйкес мақаласын жариялады. Әр тамызда ол пайда болды, ал желтоқсан - қаңтарда ол өмір сүруін тоқтатты. Арктикадағы Солтүстік жарты шарда күзде және қыста көптеген мини-озондық тесіктер бар. Мұндай шұңқырдың ауданы 2 миллион км² аспайды, оның қызмет ету мерзімі 7 күнге дейін.
Тәрбие механизмі[ | ]
Күн радиациясының болмауы нәтижесінде полярлық түндерде озон түзілмейді. Ультракүлгін жоқ - озон жоқ. Массасы үлкен, озон молекулалары қалыпты қысымда тұрақсыз болғандықтан, жер бетіне батып, жойылады.
Роуланд пен Молина хлор атомдары стратосферадағы озонның көп мөлшерін бұзуы мүмкін деген болжам жасады. Олардың нәтижелері азот (II) оксиді (NO) озонның бұзылуын тездететінін көрсеткен Пол Джозеф Крутцен мен Гарольд Джонстонның ұқсас жұмыстарына негізделген.
Факторлардың үйлесімі атмосферадағы озон концентрациясының төмендеуіне әкеледі, олардың негізгісі антропогендік және табиғи шыққан әртүрлі заттармен реакциялар кезінде озон молекулаларының өлуі, полярлық қыста күн радиациясының болмауы, әсіресе тұрақты полярлық. субполярлық ендіктерден озонның енуіне жол бермейтін құйынды және беті бөлшектері озонның ыдырау реакцияларын катализдейтін полярлық стратосфералық бұлттардың (ПҚҚ) түзілуіне жол бермейді. Бұл факторлар әсіресе Арктикадағы Антарктикаға тән, континенттік беттің жоқтығынан полярлық құйын әлдеқайда әлсіз, Антарктикаға қарағанда температура бірнеше градусқа жоғары, ал ПСО азырақ кездеседі және де ыдырауға бейім; ерте күз. Озон молекулалары химиялық белсенді бола отырып, көптеген бейорганикалық және органикалық қосылыстармен әрекеттесе алады. Озон молекулаларының бұзылуына ықпал ететін негізгі заттарға қарапайым заттар (сутегі, оттегі, хлор, бром атомдары), бейорганикалық (хлор сутегі, азот тотығы) және органикалық қосылыстар (хлор мен бром атомдарын бөлетін метан, фторхлор және фторбромофреондар) жатады. . Мысалы, гидрофторфреондардан айырмашылығы, олар фтор атомдарына ыдырайды, олар өз кезегінде сумен тез әрекеттесіп, тұрақты фторид сутегін түзеді. Осылайша, фтор озонның ыдырау реакцияларына қатыспайды. Йод сонымен қатар стратосфералық озонды бұзбайды, өйткені құрамында йод бар органикалық заттар тропосферада толығымен дерлік тұтынылады. Озонның бұзылуына ықпал ететін негізгі реакциялар озон қабаты туралы мақалада келтірілген.
Салдары [ | ]
Озон қабатының әлсіреуі мұхит суларына ультракүлгін күн радиациясының ағынын арттырады, бұл теңіз жануарлары мен өсімдіктерінің өлімінің артуына әкеледі.
Озон қабатын қалпына келтіру[ | ]
Адамзат құрамында фтори бар фреондар сияқты басқа заттарға ауысу арқылы хлор және бром бар фреондардың шығарындыларын шектеу шараларын қабылдағанымен, озон қабатын қалпына келтіру процесі бірнеше ондаған жылдарға созылады. Ең алдымен, бұл атмосферада жинақталған фреондардың үлкен көлеміне байланысты, олардың өмір сүру ұзақтығы ондаған және тіпті жүздеген жылдар. Сондықтан озон тесігі 2048 жылға дейін жабылады деп күтуге болмайды. Профессор Сюзан Соломонның айтуынша, 2000 жылдан 2015 жылға дейін Антарктиданың үстіндегі озон тесігі шамамен Үндістан көлеміне қысқарды. NASA мәліметтері бойынша 2000 жылы Антарктида үстіндегі озон тесігінің орташа жылдық ауданы 24,8 миллион шаршы шақырымды, 2015 жылы 25,6 миллион шаршы шақырымды құрады.
Озон тесігі туралы қате түсініктер[ | ]
Озон саңылауларының пайда болуына қатысты бірнеше кең таралған мифтер бар. Ғылыми емес сипатына қарамастан, олар бұқаралық ақпарат құралдарында жиі шығады [ ] - кейде надандықтан, кейде қастандық теориясын жақтаушылар қолдады. Олардың кейбіреулері төменде келтірілген.
Антарктиданың үстіндегі озон тесігі бұрыннан бар[ | ]
Антарктиданың озон қабатын жүйелі ғылыми бақылаулар 20 ғасырдың 20-жылдарынан бастап жүргізілуде, бірақ тек 70-жылдардың екінші жартысында ғана «тұрақты» антарктикалық озон тесігінің пайда болуы және оның дамуының жылдам қарқыны анықталды. (өлшемінің ұлғаюы және саңылау шекараларында озонның орташа концентрациясының төмендеуі) 80-90-шы жылдардағы озон қабатына жойқын антропогендік әсер ету дәрежесінің қайтарылмайтын нүктесі әлдеқашан өтіп кеткендіктен дүрбелең тудырды. .
Фреондар озонды бұзатын негізгі заттар болып табылады[ | ]
Бұл мәлімдеме орта және жоғары ендіктер үшін дұрыс. Қалған бөлігінде хлор циклі стратосферадағы озон жоғалтуының тек 15-25% -ына жауап береді. Айта кету керек, хлордың 80% -ы антропогендік (әртүрлі циклдардың үлесі туралы қосымша ақпаратты озон қабаты туралы мақаладан қараңыз). Яғни, адамның араласуы хлор айналымының үлесін айтарлықтай арттырады. Ал Монреаль хаттамасы күшіне енгенге дейін фреондар өндірісін ұлғайту тенденциясымен (жылына 10%) 2050 жылы озонның жалпы ысыраптарының 30-дан 50%-ға дейін фреондардың әсерінен болады. Адамның араласуына дейін озонның түзілу және жойылу процестері тепе-теңдікте болды. Бірақ адам әрекетінен шығарылатын фреондар бұл тепе-теңдікті озон концентрациясының төмендеуіне қарай өзгертті. Полярлық озон саңылауларына келетін болсақ, мұнда жағдай мүлдем басқаша. Озонды бұзу механизмі жоғары ендіктерден түбегейлі ерекшеленеді, негізгі кезең полярлық стратосфералық бұлттардың бөлшектерінің бетінде пайда болатын галогені бар заттардың белсенді емес нысандарын оксидтерге айналдыру болып табылады. Соның салдарынан галогендермен реакцияларда озонның барлығы дерлік бұзылады, хлор 40-50%, бром шамамен 20-40% жауап береді.
Дюпонның ұстанымы[ | ]
Дюпон фреондардың стратосфералық озонды жоюға қатысуы туралы деректерді жариялағаннан кейін бұл теорияны дұшпандықпен қабылдады және фреондарды қорғау үшін баспасөз науқанына миллиондаған доллар жұмсады. Төраға Дюпон 1975 жылғы 16 шілдедегі Химиялық апталық мақаласында озонның бұзылуы теориясының ғылыми фантастика, бос сөз және ешқандай мағынасы жоқ деп жазды. DuPont-тен басқа, дүние жүзіндегі бірқатар компаниялар өндірді және шығаруда әртүрлі түрлеріроялти төлемдерінсіз фреондар.
Фреондар стратосфераға жету үшін тым ауыр[ | ]
Кейде фреон молекулалары азот пен оттегіден әлдеқайда ауыр болғандықтан, олар стратосфераға айтарлықтай мөлшерде жете алмайды деген пікір айтылады. Дегенмен, атмосфералық газдар стратификацияланған немесе салмағы бойынша сұрыпталған емес, толығымен араласады. Атмосферадағы газдардың диффузиялық стратификациясы үшін қажетті уақытты бағалау мыңдаған жылдардағы уақытты қажет етеді. Әрине, бұл динамикалық атмосферада мүмкін емес. Тік масса алмасу, конвекция және турбуленттілік процестері турбопаузаның астындағы атмосфераны әлдеқайда жылдам араластырады. Сондықтан инертті немесе фреондар сияқты ауыр газдар да атмосферада біркелкі таралады, соның ішінде стратосфераға жетеді. Атмосферадағы олардың концентрациясының тәжірибелік өлшемдері мұны растайды, мысалы, оң жақтағы CFC-11 фреонының биіктігі бойынша таралу графигін қараңыз. Өлшемдер сонымен қатар жер бетінде бөлінген газдардың стратосфераға жетуі үшін шамамен бес жыл қажет екенін көрсетеді, оң жақтағы екінші графикті қараңыз. Егер атмосферадағы газдар араласпаса, оның құрамындағы аргон және көмірқышқыл газы сияқты ауыр газдар жер бетінде бірнеше ондаған метр қалыңдықтағы қабат түзіп, жер бетін өмір сүруге жарамсыз етеді. Бірақ бұл дұрыс емес. Атомдық массасы 84 болатын криптонның да, атомдық массасы 4 болатын гелийдің де салыстырмалы концентрациясы жер бетіне жақын жерде де, 100 км биіктікке дейін де бірдей. Әрине, жоғарыда айтылғандардың барлығы фреондар немесе инертті газдар сияқты салыстырмалы түрде тұрақты газдарға ғана қатысты. Реакцияға түсетін және сонымен қатар әртүрлі физикалық әсерлерге ұшырайтын заттар, айталық, суда ериді, концентрацияға биіктікке тәуелді болады.
Галогендердің негізгі көздері антропогендік емес, табиғи болып табылады[ | ]
Стратосферадағы хлордың көздері
Жанартаулар немесе мұхиттар сияқты галогендердің табиғи көздері озонды бұзу процесі үшін адамдар шығаратындарға қарағанда маңыздырақ деп саналады. Табиғи көздердің галогендердің жалпы тепе-теңдігіне қосқан үлесіне күмән келтірмей, олар суда еритін (негізінен хлорид иондары мен хлорсутек) болғандықтан, әдетте стратосфераға жете алмайтынын атап өткен жөн. атмосфера, жерге жаңбыр болып жауады. Сондай-ақ, табиғи қосылыстар фреондарға қарағанда тұрақты емес, мысалы, метилхлоридтің атмосфералық өмір сүру ұзақтығы фреондар үшін ондаған және жүздеген жылдармен салыстырғанда шамамен бір жыл; Сондықтан олардың стратосфералық озонды жоюға қосқан үлесі өте аз. Тіпті 1991 жылы маусымда Пинатубо тауының сирек атқылауы шығарылған галогендер есебінен емес, бетінде озонды бұзу реакцияларын катализдейтін күкірт қышқылы аэрозольдарының үлкен массасының түзілуі есебінен озон деңгейінің төмендеуіне әкелді. Бақытымызға орай, үш жылдан кейін жанартаулық аэрозольдердің бүкіл массасы атмосферадан жойылды. Осылайша, жанартау атқылауы ондаған және жүздеген жылдар өмір сүретін фреондардан айырмашылығы, озон қабатына әсер ететін салыстырмалы түрде қысқа мерзімді факторлар болып табылады.
Озон тесігі фреон көздерінің үстінде орналасуы керек[ | ]
Жылдар бойынша Антарктидадағы озон тесігі мөлшерінің және озон концентрациясының өзгеру динамикасы
Көптеген адамдар CFC негізгі шығарындылары Солтүстік жарты шарда болған кезде Антарктидада озон тесігі неге пайда болатынын түсінбейді. Өйткені фреондар тропосфера мен стратосферада жақсы араласады. Төмен реактивтілігіне байланысты олар атмосфераның төменгі қабаттарында іс жүзінде тұтынылмайды және бірнеше жыл, тіпті ондаған жылдар бойы өмір сүреді. Жоғары ұшқыш молекулалық қосылыстар болғандықтан, олар атмосфераның жоғарғы қабатына салыстырмалы түрде оңай жетеді.
Антарктикалық «озон тесігінің» өзі жыл бойы болмайды. Ол қыстың аяғында - ерте көктемде (тамыз-қыркүйек) пайда болады және үлкен географиялық аумақта озонның орташа концентрациясының айтарлықтай төмендеуімен көрінеді. Антарктидадағы озон тесігінің пайда болу себептері жергілікті климатқа байланысты. Антарктикалық қыстың төмен температурасы полярлық құйынның пайда болуына әкеледі. Бұл құйынның ішіндегі ауа негізінен Оңтүстік полюс айналасындағы тұйық траекториялар бойымен қозғалады және басқа ендіктердегі ауамен әлсіз араласады. Бұл кезде полярлық аймақ Күнмен жарықтанбайды, ал ультракүлгін сәулелену болмаған кезде озон түзілмейді, бірақ бұрын жинақталған (басқа заттармен және бөлшектермен әрекеттесу нәтижесінде де, өздігінен де, өйткені озон молекулалары тұрақсыз). Полярлық күннің келуімен озон мөлшері біртіндеп артып, қалыпты деңгейге оралады. Яғни, Антарктидадағы озон концентрациясының ауытқуы маусымдық болып табылады.
Бірақ егер біз озон концентрациясының өзгеру динамикасын және соңғы онжылдықтардағы жыл сайын орташа алынған озон тесігінің өлшемін бақылайтын болсақ, онда озонның орташа концентрациясының үлкен географиялық аумаққа түсуінің айқын тенденциясы байқалады.
Дереккөздер мен жазбалар[ | ]
- Озон қабатының бұзылуын ғылыми бағалау: 2006 ж(ағылшынша). Тексерілді 13 желтоқсан 2007. Мұрағатталған 16 ақпан 2012 ж.
- «Білім – күш» Ғылым жаңалықтары: 27.12.99 (орыс). Тексерілді 3 шілде 2007. Мұрағатталған 16 ақпан 2012 ж.
Жақсы жұмысыңызды білім қорына жіберу оңай. Төмендегі пішінді пайдаланыңыз
Білім қорын оқу мен жұмыста пайдаланатын студенттер, аспиранттар, жас ғалымдар сізге шексіз алғысын білдіреді.
Жарияланды http://www.allbest.ru/
РЕСЕЙ ФЕДЕРАЦИЯСЫНЫҢ КӨЛІК МИНИСТРЛІГІ
ФСОУВПО УЛЬЯНОВСК ЖОҒАРЫ АВИАЦИЯЛЫҚ МЕКТЕБІ
АЗАМАТТЫҚ АВИАЦИЯ (ИНСТИТУТ)
ҰШУ ЖӘНЕ ӘУЕ ҚОЗҒАЛЫҒЫН БАСҚАРУ ФАКУЛЬТЕТІ
PASSOP ДЕПАРТАМЕНТІ
АНСТРАТ
тақырып бойынша:Озон тесіктері: себептеріЖәнесалдары
Орындаған: Базаров М.А.
Жетекшісі: Морозова М.М.
Ульяновск 2012 ж
Кіріспе
1. Себептер
2. Салдары
3. Географиялық орны
4. Озон саңылауларының пайда болуындағы азаматтық және әскери авиацияның рөлі
5. Есептерді шешу жолдары
Қорытынды
Кіріспе
Адамзат өркениетінің пайда болуымен бірге тірі табиғаттың тағдырына әсер еткен жаңа фактор пайда болды. Ол қазіргі ғасырда және әсіресе соңғы уақытта орасан зор күшке қол жеткізді. Біздің 5 миллиард замандастарымыз табиғатқа тас дәуіріндегі адамдар саны 50 миллиард адам болса, сондай көлемде әсер етеді, ал бөлінетін энергия көлемін Жер Күннен алады.
Жоғары индустриалды қоғам пайда болғаннан бері адамның табиғатқа қауіпті араласуы күрт өсті, бұл араласудың ауқымы кеңейді, ол жан-жақты болды және қазіргі уақытта адамзат үшін жаһандық қауіпке айналу қаупін төндірді.
Қалпына келмейтін шикізатты тұтыну өсуде, егістік жерлер экономикадан шығып жатыр, өйткені онда қалалар мен зауыттар салынуда. Қазіргі уақытта Жер биосферасы антропогендік әсердің күшеюіне ұшырауда. Сонымен қатар, ең маңызды процестердің бірнешеуін анықтауға болады, олардың ешқайсысы біздің планетамыздың әуе кеңістігінің жағдайын жақсартпайды.
Атмосферада көмірқышқыл газының жиналуы да үдемелі. Бұл процестің одан әрі дамуы планетадағы орташа жылдық температураның жоғарылауының жағымсыз тенденциясын күшейтеді.
Осының салдарынан қоғам алдында дилемма туындады: не күтпеген экологиялық апат кезінде оның болмай қоймайтын өліміне бет бұру, не адам кемеңгері жасаған ғылым мен техниканың қуатты күштерін бұрын табиғат пен адамның өзіне қарсы жасалған қарудан саналы түрде өзгерту, оларды қорғау мен өркендету қаруына, қоршаған ортаны ұтымды басқару қаруына айналды.
Жаһандық экологиялық дағдарыстың нақты қаупі бүкіл әлемге төніп тұр, оны жер шарының бүкіл халқы түсінеді және оның алдын алудың шынайы үміті адамдарды үздіксіз экологиялық білім мен ағартуда.
Дүниежүзілік денсаулық сақтау ұйымы адам денсаулығы 20% тұқым қуалаушылыққа, 20% қоршаған ортаға, 50% өмір салтына және 10% медицинаға байланысты екенін анықтады. Ресейдің бірқатар аймақтарында 2005 жылға қарай адам денсаулығына әсер ететін факторлардың келесі динамикасы күтілуде: экологияның рөлі 40%-ға дейін, генетикалық фактордың әсері 30%-ға дейін, денсаулықты сақтау арқылы денсаулықты сақтау мүмкіндігі артады. өмір салты 25%-ға дейін төмендейді, ал медицинаның рөлі 5%-ға дейін төмендейді.
Экологияның қазіргі жағдайын қиын деп сипаттай отырып, экологиялық апатқа әкелетін негізгі себептерді анықтауға болады: ластану, қоршаған ортаның улануы, атмосфераның оттегімен жұқаруы, озон тесіктері.
Бұл жұмыстың мақсаты озон қабатының бұзылуының себептері мен салдары, сондай-ақ «озон саңылауларының» пайда болу мәселесін шешу жолдары туралы әдебиеттік деректерді жинақтау болды.
озон қабатының тесігі қоршаған орта
1. Себептер
Озон тесігі — жердің озон қабатындағы озон концентрациясының жергілікті төмендеуі. Ғылыми қоғамдастықта жалпы қабылданған теорияға сәйкес, 20 ғасырдың екінші жартысында хлор және бром бар фреондардың бөлінуі түріндегі антропогендік фактордың әсерінің күшеюі озон қабатының айтарлықтай жұқаруына әкелді. .
Басқа гипотезаға сәйкес, «озон саңылауларының» пайда болу процесі негізінен табиғи болуы мүмкін және адамзат өркениетінің зиянды әсерлерімен ғана байланысты емес.
Диаметрі 1000 км-ден асатын озон тесігін алғаш рет 1985 жылы Оңтүстік жарты шарда, Антарктиданың үстінде британдық ғалымдар тобы ашқан: Дж.Шэнклин (ағылшынша), Дж.Фарман (ағылшын), Б.Гардинер (ағылшын). ), Nature журналында сәйкес мақаланы жариялаған. Әр тамызда ол пайда болды, ал желтоқсан - қаңтарда ол өмір сүруін тоқтатты. Арктикадағы Солтүстік жарты шардың үстінде тағы бір саңылау пайда болды, бірақ өлшемі кішірек. Адамзат дамуының осы кезеңінде әлем ғалымдары жер бетінде озон тесіктерінің өте көп екенін дәлелдеді. Бірақ ең қауіпті және ең үлкені Антарктидадан жоғары орналасқан.
Факторлардың үйлесімі атмосферадағы озон концентрациясының төмендеуіне әкеледі, олардың негізгісі антропогендік және табиғи шыққан әртүрлі заттармен реакциялар кезінде озон молекулаларының өлуі, полярлық қыста күн радиациясының болмауы, әсіресе тұрақты полярлық. субполярлық ендіктерден озонның енуіне жол бермейтін құйынды және бетіндегі бөлшектер озонның ыдырау реакцияларын катализдейтін полярлық стратосфералық бұлттардың (ПҚҚ) түзілуін болдырмайды. Бұл факторлар әсіресе Арктикадағы Антарктикаға тән, континенттік беттің жоқтығынан полярлық құйын әлдеқайда әлсіз, Антарктикаға қарағанда температура бірнеше градусқа жоғары, ал ПСО азырақ кездеседі және де ыдырауға бейім; ерте күз. Озон молекулалары химиялық белсенді бола отырып, көптеген бейорганикалық және органикалық қосылыстармен әрекеттесе алады. Озон молекулаларының бұзылуына ықпал ететін негізгі заттарға қарапайым заттар (сутек, оттегі, хлор, бром атомдары), бейорганикалық (хлорлы сутегі, азот тотығы) және органикалық қосылыстар (хлор мен бром атомдарын бөлетін метан, фторхлор және фторбром фреондары) жатады. ). Керісінше, мысалы, фтор атомдарына ыдырайтын гидрофторфреондарға, олар өз кезегінде тұрақты фторид сутегін түзу үшін сумен тез әрекеттеседі. Осылайша, фтор озонның ыдырау реакцияларына қатыспайды. Йод сонымен қатар стратосфералық озонды бұзбайды, өйткені құрамында йод бар органикалық заттар тропосферада толығымен дерлік тұтынылады. Озонның бұзылуына ықпал ететін негізгі реакциялар озон қабаты туралы мақалада келтірілген.
Хлор өте жылдам реакциялардың арқасында озонды да, атомдық оттегін де «жейді»:
O3 + Cl = O2 + ClO
СlO + O = Cl + O2
Сонымен қатар, соңғы реакция белсенді хлордың регенерациясына әкеледі. Сондықтан хлор тіпті тұтынылмайды, озон қабатын бұзады.
Жазда және көктемде озон концентрациясы жоғарылайды. Ол әрқашан экваторлық аймақтарға қарағанда полярлық аймақтарда жоғары. Сонымен қатар, ол күн белсенділігінің циклімен сәйкес келетін 11 жылдық циклде өзгереді. Мұның бәрі 1980 жылдары белгілі болды. Бақылаулар Антарктиданың үстінде стратосфералық озон концентрациясының жылдан жылға баяу, бірақ тұрақты төмендеуін көрсетті. Бұл құбылыс «озон тесігі» деп аталды (бірақ, әрине, сөздің дұрыс мағынасында ешқандай тесік болған жоқ).
Кейінірек, өткен ғасырдың 90-шы жылдары Арктикада да дәл осындай төмендеу байқала бастады. Антарктикалық «озон тесігі» құбылысы әлі анық емес: «тесік» атмосфераның антропогендік ластануы нәтижесінде пайда болды ма, әлде бұл табиғи геоастрофизикалық процесс пе.
Озон саңылауларының пайда болу нұсқаларының арасында:
атомдық жарылыстар кезінде бөлінетін бөлшектердің әсері;
зымырандардың және биіктіктегі ұшақтардың ұшуы;
химиялық зауыттар өндіретін кейбір заттардың озонмен реакциялары. Бұл ең алдымен хлорланған көмірсутектер және әсіресе фреондар - хлорфторкөміртектер немесе сутегі атомдарының барлығы немесе көпшілігі фтор және хлор атомдарымен ауыстырылатын көмірсутектер.
Хлорфторкөміртектер қазіргі заманғы тұрмыстық және өнеркәсіптік тоңазытқыштарда (сондықтан оларды «фреондар» деп атайды), аэрозольдік банкаларда, химиялық тазартқыштар ретінде, көліктегі өрттерді сөндіру үшін, көбік түзгіштер ретінде және полимерлерді синтездеу үшін кеңінен қолданылады. Бұл заттардың әлемдік өндірісі жылына шамамен 1,5 миллион тоннаға жетті.
Хлорфторкөміртектер өте ұшқыш және химиялық әсерлерге айтарлықтай төзімді болғандықтан, қолданғаннан кейін атмосфераға енеді және онда 75 жылға дейін сақталады, озон қабатының биіктігіне жетеді. Мұнда күн сәулесінің әсерінен олар озон қабатындағы негізгі «тәртіпті бұзушы» қызметін атқаратын атомдық хлорды бөліп, ыдырайды.
2. Салдары
Озон тесігі тірі организмдерге қауіп төндіреді, себебі озон қабаты Жер бетін Күннен келетін ультракүлгін сәулеленудің шамадан тыс дозаларынан қорғайды. Озон қабатының әлсіреуі жер бетіне күн радиациясының ағынын арттырады және адамдарда тері қатерлі ісігінің санының артуына себеп болады. Өсімдіктер мен жануарлар да радиацияның жоғарылауынан зардап шегеді.
Стратосферадағы озон Жерді деструктивті ультракүлгін және күн радиациясынан қорғайды. Озон қабатын бұзу күн радиациясының жер бетіне көбірек түсуіне мүмкіндік береді.
АҚШ Қоршаған ортаны қорғау агенттігінің мәліметінше, жоғалған стратосфералық озонның әрбір пайызы ультракүлгін күн радиациясының әсерін 1,5-2 пайызға арттырады. Адамдар үшін ультракүлгін сәулелену қарқындылығының жоғарылауы, ең алдымен, күн радиациясының теріге және көзге әсеріне байланысты қауіпті.
Толқын ұзындығы 280-ден 320 нанометрге дейінгі спектрдегі радиация – озонмен ішінара жабылатын ультракүлгін сәулелер – ерте қартаюға және тері ісіктерінің санының артуына, сондай-ақ өсімдіктер мен жануарларға зиян келтіруі мүмкін.
Толқын ұзындығы 320 нанометрден асатын сәулелену, УК спектрі, озонмен іс жүзінде жұтылмайды және адамдарға D витаминін қалыптастыру үшін қажет. 200 - 280 нанометр спектрінде толқын ұзындығы бар УК сәулелену биологиялық организмдер үшін ауыр зардаптарға әкелуі мүмкін. . Дегенмен, бұл спектрдің сәулеленуін озон толығымен дерлік сіңіреді. Осылайша, жердегі өмірдің «Ахиллес өкшесі» ұзындығы 320-дан 280 нанометрге дейінгі УК толқындарының өте тар спектрінің сәулеленуі болып табылады. Толқын ұзындығы қысқарған сайын олардың тірі организмдерге және ДНҚ-ға зиян келтіру қабілеті артады. Бақытымызға орай, озонның ультракүлгін сәулеленуді сіңіру қабілеті сәулеленудің толқын ұзындығы азайған сайын артады.
· Тері ісігімен сырқаттанушылықтың артуы.
· Адамның иммундық жүйесін басу.
· Көздің зақымдануы.
Ультракүлгін сәулелену қасаң қабықты, көздің дәнекер тінін, линзаны және торлы қабықты зақымдауы мүмкін. Ультракүлгін сәулелену көздің қасаң қабығының немесе дәнекер тінінің күнге күйіп кетуіне ұқсас фотокератозды (немесе қар соқырлығын) тудыруы мүмкін. Озон қабатының бұзылуы нәтижесінде ультракүлгін сәулеленудің жоғарылауы катаракта ауруымен ауыратындар санының артуына әкеледі, дейді «Терімізді қалай құтқарамыз» авторлары. Катаракта көздің линзасын жауып, көру өткірлігін төмендетеді және соқырлыққа әкелуі мүмкін.
· Ауыл шаруашылығы дақылдарының жойылуы.
3. Географиялық орналасуы
Озон қабатының жұқаруы 70-жылдары тіркеле бастады. Ол әсіресе Антарктидада айтарлықтай төмендеді, бұл «озон тесігі» деген жалпы сөздің пайда болуына әкелді. Кішкентай саңылаулар солтүстік жарты шарда – Арктиканың үстінде, Плесецк және Байқоңыр ғарыш айлағы аймағында да тіркелген. 1974 жылы Калифорния университетінің екі ғалымы - Марио Молина мен Шервард Роуланд озонды бұзудың негізгі факторы тоңазытқыш және парфюмерия өнеркәсібінде қолданылатын фреон газдары болды деген болжам жасады. Озонды бұзатын аз маңызды факторлар зымырандардың және дыбыстан жоғары ұшақтардың ұшуы болып табылады.
«Озон саңылауларының» орналасуы оң жаһандық магниттік аномалияларды локализациялауға бейім. Оңтүстік жарты шарда бұл Антарктика, ал Солтүстік жарты шарда бұл Шығыс Сібір жаһандық магниттік аномалиясы. Сонымен қатар, Сібір аномалиясының күші соншалықты күшті, тіпті Новосибирскіде геомагниттік өрістің тік құрамдас бөлігі жыл сайын 30 гаммаға (нанотесла) өсіп келеді.
Арктика бассейнінің үстіндегі озон қабатының жоғалуы биылғы жылы соншалықты маңызды болды, бақылаулар тарихында алғаш рет Антарктикаға ұқсас «озон тесігінің» пайда болуы туралы айтуға болады. 20 км-ден жоғары биіктікте озонның жоғалуы шамамен 80% құрады. Бұл құбылыстың ықтимал себебі - бұл ендіктердегі стратосферадағы салыстырмалы түрде төмен температураның әдеттен тыс ұзақ сақталуы.
4. Білім берудегі азаматтық және әскери авиацияның рөліозон тесіктері
Озон қабатының бұзылуына атмосфераға шығарылған және стратосфераға түсетін фреондар ғана ықпал етпейді. Озон қабатының бұзылуына ядролық жарылыс кезінде түзілетін азот оксидтері де қатысады. Бірақ азот оксидтері биіктіктегі ұшақтардың турбореактивті қозғалтқыштарының жану камераларында да түзіледі. Онда кездесетін азот пен оттегіден азот оксидтері түзіледі. Температура неғұрлым жоғары болса, яғни қозғалтқыш қуаты неғұрлым көп болса, азот оксидтерінің түзілу жылдамдығы соғұрлым жоғары болады.
Ұшақ қозғалтқышының қуаты ғана емес, оның ұшатын биіктігі және озонды бұзатын азот оксидтерін шығаратыны да маңызды. Азот оксиді немесе оксиді неғұрлым жоғары түзілсе, соғұрлым ол озонды жойып жібереді.
Жылына атмосфераға шығарылатын азот оксидінің жалпы мөлшері 1 млрд тоннаға бағаланады, оның шамамен үштен бірін орташа тропопауза деңгейінен (11 км) жоғары ұшақтар шығарады. Әуе кемелеріне келетін болсақ, ең зиянды шығарындылар әскери ұшақтар болып табылады, олардың саны ондаған мыңды құрайды. Олар негізінен озон қабатындағы биіктікте ұшады.
5. Проблемаларды шешу жолдары
Жаһандық қалпына келтіруді бастау үшін озонды өте тез бұзатын және онда ұзақ уақыт сақталатын барлық заттардың атмосфераға қол жеткізуін азайту керек.
Сондай-ақ, біз, барлық адамдар, осыны түсініп, табиғатқа озон қабатын қалпына келтіру процесін бастауға көмектесуіміз керек, жаңа орман екпелері қажет, қандай да бір себептермен өз жерлерін кескісі келмейтін, бірақ ақша табатын басқа елдер үшін ормандарды кесуді тоқтату керек. біздің ормандардан.
Озон қабатын қалпына келтіру үшін оны қайта зарядтау керек. Алғашында бұл мақсатта бірнеше жерүсті озон зауыттарын құру және жүк ұшақтарында озонды атмосфераның жоғарғы қабаттарына «лақтыру» жоспарланған болатын. Алайда бұл жоба (бәлкім, бұл планетаны «емдейтін» алғашқы жоба болса керек) жүзеге асырылмады.
Ресейлік Interozon консорциумы басқа жолды ұсынады: озонды тікелей атмосферада өндіру. Жақын арада немістің Daza компаниясымен бірлесе отырып, инфрақызыл лазерлері бар шарларды 15 шақырым биіктікке көтеру жоспарлануда, олардың көмегімен екі атомды оттегінен озон өндіруге болады.
Бұл тәжірибе сәтті шықса, болашақта ресейлік «Мир» орбиталық станциясының тәжірибесін пайдаланып, 400 шақырым биіктікте энергия көздері мен лазерлері бар бірнеше ғарыш платформасын құру жоспарлануда. Лазерлік сәулелер озон қабатының орталық бөлігіне бағытталып, оны үнемі толықтырып отырады. Энергия көзі күн панельдері болуы мүмкін. Бұл платформалардағы ғарышкерлер тек мерзімді тексерулер мен жөндеу жұмыстарына қажет болады.
Қорытынды
Адамның табиғатқа әсер ету әлеуеті үнемі өсіп келеді және биосфераға орны толмас зиян келтіруге болатын деңгейге жетті. Бұл ұзақ уақыт бойы мүлдем зиянсыз деп саналатын заттың аса қауіпті болып шығуы бірінші рет емес. Жиырма жыл бұрын қарапайым аэрозоль жалпы планетаға үлкен қауіп төндіретінін ешкім елестете алмаған. Өкінішке орай, бұл немесе басқа қосылыстардың биосфераға қалай әсер ететінін дер кезінде болжау мүмкін емес. Дегенмен, ХФҚ жағдайында мұндай мүмкіндік болды: ХФҚ-мен озонды бұзу процесін сипаттайтын барлық химиялық реакциялар өте қарапайым және өте ұзақ уақыт бойы белгілі. Бірақ 1974 жылы CFC мәселесі тұжырымдалғаннан кейін де, CFC өндірісін азайту үшін кез келген шараларды қабылдаған жалғыз ел АҚШ болды және бұл шаралар мүлдем жеткіліксіз болды. Жаһандық ауқымда маңызды шаралар қабылдау үшін CFC қауіптілігін жеткілікті күшті көрсету қажет болды. Айта кету керек, озон тесігі ашылғаннан кейін де Монреаль конвенциясын ратификациялау кезінде қауіп төнген болатын. Бәлкім, CFC мәселесі бізді адамның әрекеті нәтижесінде биосфераға түсетін барлық заттарға көбірек көңіл бөлуге және сақтықпен қарауға үйретеді.
Тарихи және қазіргі климаттық өзгерістер мәселесі өте күрделі болып шықты және бір факторлы детерминизм схемаларында шешімін таппайды. Көмірқышқыл газының концентрациясының жоғарылауымен қатар геомагниттік өрістің эволюциясымен байланысты озоносферадағы өзгерістер маңызды рөл атқарады. Жаңа гипотезаларды жасау және сынау жалпы атмосфералық айналымның заңдылықтарын және биосфераға әсер ететін басқа геофизикалық процестерді түсінудің қажетті шарты болып табылады.
Allbest.ru сайтында жарияланған
...Ұқсас құжаттар
Экологиялық апатқа әкелетін себептер. Озон тесігінің анықтамасы, оның пайда болу механизмі және салдары. Озон қабатын қалпына келтіру. Озонды үнемдейтін технологияларға көшу. Озон тесігі туралы қате түсініктер. Фреондар - озонды бұзатын заттар.
презентация, 10.07.2012 қосылған
Озон саңылаулары және олардың пайда болу себептері. Озон қабатының бұзылу көздері. Антарктиданың үстіндегі озон тесігі. Озон қабатын қорғау шаралары. Компоненттің оңтайлы толықтыру ережесі. Заң Н.Ф. Реймерс экожүйелер иерархиясының бұзылуы туралы.
сынақ, 19.07.2010 қосылған
Озон тесігінің пайда болу теориялары. Антарктида үстіндегі озон қабатының спектрі. Стратосферадағы галогендердің реакциясының схемасы, оның ішінде озонмен реакциялары. Құрамында хлор және бром бар фреондардың шығарындыларын шектеу бойынша шаралар қабылдау. Озон қабатының бұзылуының салдары.
презентация, 14.05.2014 қосылды
Озон тесігі туралы жалпы түсінік, оның пайда болу салдары. Озон тесігі, диаметрі 1000 км, Оңтүстік жарты шарда, Антарктида үстінде. Молекулярлық байланыстың үзілу себептері, озон молекуласының оттегі молекуласына айналуы. Озон қабатын қалпына келтіру.
презентация, 12/01/2013 қосылды
Озон қабатының тозуы Дүниежүзілік мұхиттың экологиясына елеулі әсер етуі мүмкін орнының сипаттамасы, қызметі және маңызы. «Озон тесігінің» пайда болу механизмдері әртүрлі антропогендік араласулар болып табылады. Мәселені шешу жолдары.
сынақ, 12/14/2010 қосылды
Жергілікті экологиялық дағдарыс. Атмосфераның экологиялық проблемалары. Озон қабатының мәселесі. Парниктік эффект туралы түсінік. Қышқыл жаңбыр. Қышқылдық тұнбаға түсудің салдары. Атмосфераның өзін-өзі тазартуы. Негізгі басымдықтар қандай? Не маңыздырақ: экология немесе ғылыми-техникалық прогресс.
аннотация, 14.03.2007 қосылған
Атмосфераның химиялық ластануының ерекшеліктері, парниктік эффектінің қауіптілігі. Қышқыл жаңбырлар, атмосферадағы озон концентрациясының рөлі, озон қабатының қазіргі мәселелері. Көлік құралдарының шығарындыларынан атмосфераның ластануы, Мәскеудегі мәселенің жағдайы.
курстық жұмыс, 17.06.2010 қосылған
Стратосферадағы озон концентрациясының төмендеуі. Озон тесігі дегеніміз не және оның пайда болу себептері. Озоносфераның бұзылу процесі. Күннің ультракүлгін сәулелерінің жұтылуы. Атмосфераның антропогендік ластануы. Ластанудың геологиялық көздері.
презентация, 28.11.2012 қосылған
Озон тесігі - озон қабатындағы жергілікті тамшы. Жер атмосферасындағы озон қабатының рөлі. Фреондар озонды бұзатын негізгі заттар болып табылады. Озон қабатын қалпына келтіру әдістері. Қышқыл жаңбырлар: мәні, пайда болу себептері және табиғатқа кері әсері.
презентация, 14.03.2011 қосылған
Өнеркәсіптік және ауылшаруашылық кәсіпорындарының табиғи ортаның ғаламдық ластану проблемасын зерттеу. Атмосфераның озон қабатының зақымдануының, қышқыл жаңбырдың және парниктік эффектінің сипаттамасы. Лак-бояу материалдарының қалдықтарын қайта өңдеудің сипаттамасы.