Современная кислородная атмосфера Земли — уникальное явление среди планет Солнечной системы, и эта её особенность связана с наличием на нашей планете жизни.
Проблема экологии для людей сейчас, несомненно, самая главная. На реальность экологической катастрофы указывает разрушение озонного слоя Земли. Озон — трехатомная форма кислорода, образуется в верхних слоях атмосферы под действием жесткого ультрафиолетового излучения Солнца.
Сегодня озон беспокоит всех, даже тех, кто раньше не подозревал о существовании озонного слоя в атмосфере, а считал только, что запах озона является признаком свежего воздуха. Этот интерес понятен — речь идёт о будущем всей биосферы Земли, в том числе и самого человека. В настоящее время назрела необходимость принять определённые обязательные для всех решения, которые позволили бы сохранить озонный слой. Но чтобы эти решения были правильны, нужна полная информация о тех факторах, которые изменяют количество озона в атмосфере Земли, а также о свойствах озона, о том, как именно он реагирует на эти факторы. Именно в этом заключается основная цель настоящей работы.
Основная часть, Озоновые дыры и причины их возникновения
Озоновый слой — это широкий атмосферный пояс, простирающийся на высоте от 10 до 50 км над поверхностью Земли. Озон — гораздо более сильный окислитель, чем кислород, и это делает его способным убивать бактерии, подавлять рост и развитие растений. Впрочем, из-за его низкой в обычных условиях концентрации в приземных слоях воздуха эти его особенности практически не влияют на состояние живых систем. Содержание озона в атмосфере колеблется вследствие многих естественных причин. Периодические колебания связаны с циклами солнечной активности; многие компоненты вулканических газов способны разрушать озон, поэтому повышение вулканической активности ведет к снижению его концентрации. Благодаря высоким, сверхураганным скоростям воздушных потоков в стратосфере разрушающие озон вещества разносятся на большие площади. Переносятся не только разрушители озона, но и он сам, поэтому нарушения концентрации озона быстро разносятся на большие площади, а локальные небольшие «дыры» в озоновом щите, вызванные, например, запуском ракеты, сравнительно быстро затягиваются. Только в полярных областях воздух малоподвижен, вследствие чего исчезновение там озона не компенсируется его заносом из других широт, и полярные «озонные дыры», особенно на Южном полюсе, весьма устойчивы.
Экологические проблемы атмосферы Кислые осадки Проблема озонового ...
... Земли будет в состоянии справиться самостоятельно. В настоящее время глобальный экологический кризис включает четыре основных компонента: кислотные дожди, парниковый эффект, загрязнение планеты суперэкотоксикантами и так называемые озоновые дыры. ... концентрацией озона в атмосфере на уровне Земли. Другими вредными составляющими смога являются альдегиды, пероксиацетилнитраты и окись. (Рисунок ...
Источники разрушения озонового слоя
Среди разрушителей озонного слоя можно выделить:
1 Фреоны.
Озон разрушается под воздействием соединений хлора, известных как фреоны, которые, также разрушаясь под воздействием солнечной радиации, освобождают хлор, «отрывающий» от молекул озона «третий» атом. Хлор в соединения не образовывает, но служит катализатором «разрыва». Таким образом, один атом хлора способен «погубить» много озона. Считается, что соединения хлора способны оставаться в атмосфере от 50 до 1500 лет (в зависимости от состава вещества) Земли.
В вопросе о том насколько человек повинен в образовании «озоновых дыр» — единого мнения нет.
С одной стороны — да, безусловно, повинен. Производство соединений, приводящих к разрушению озона, следует свести к минимуму, а лучше и вообще прекратить. То есть отказаться от целого сектора промышленности, с оборотом в многие миллиарды долларов. А если не отказаться — то перевести ее на «безопасные» рельсы, что тоже стоит денег.
2) Высотные самолёты.
Разрушению озонного слоя способствуют не только фреоны, выделяющиеся в атмосферу и попадающие в стратосферу. К разрушению озонного слоя причастны и окислы азота, которые образуются при ядерных взрывах. Но окислы азота образуются и в камерах сгорания турбореактивных двигателей высотных самолётов. Окислы азота образуются из азота и кислорода, которые там находятся. Скорость образования окислов азота тем больше, чем выше температура, т. е. чем больше мощность двигателя.
Важна не только мощность двигателя самолёта, но и высота, на которой он летает и выпускает разрушающие озон окислы азота. Чем выше образуется окись или закись азота, тем он губительнее для озона.
Общее количество окиси азота, которое выбрасывается в атмосферу в год, оценивается в 1 млрд. т. Примерно треть этого количества выбрасывается самолётами выше среднего уровня тропопаузы (11 км).
Что касается самолётов, то наиболее вредными являются выбросы военных самолётов, количество которых исчисляется десятками тысяч. Они летают преимущественно на высотах озонного слоя.
3) Минеральные удобрения.
Озон в стратосфере может уменьшаться и за счет того, что в стратосферу попадает закись азота N2O, которая образуется при денитрификации связанного почвенными бактериями азота. Такую же денитрификацию связанного азота производят и микроорганизмы в верхнем слое океанов и морей. Процесс денитрификации напрямую связан с количеством связанного азота в почве. Таким образом, можно быть уверенным в том, что с ростом количества вносимых в почву минеральных удобрений будет в такой же мере увеличиваться и количество образованной закиси азота N2O. Далее, из закиси азота образуются окислы азота, которые и приводят к разрушению стратосферного озона.
Озоновый слой Земли
... Все это время не прекращались наблюдения за стратосферным озоном, позволившие сделать вывод о действенности предпринятых мер по охране озонового слоя. Минимум концентрации был достигнут в 1997 году, ... ХФУ), попадая в атмосферу, могут разрушать стратосферный озон. Незадолго до этого с похожей гипотезой, касающейся, правда, другого вещества — закиси азота — выступил голландский физик Пол Крутцен (Paul ...
4) Ядерные взрывы.
При ядерных взрывах выделяется очень много энергии в виде тепла. Температура, равная 60000 К устанавливается уже через несколько секунд после ядерного взрыва. Это энергия огненного шара. В сильно нагретой атмосфере происходят такие преобразования химических веществ, какие при нормальных или не происходят, или протекают очень медленно. Что касается озона, его исчезновения, то наиболее опасными для него являются образующиеся при этих преобразованиях окислы азота. Так, за период с 1952 по 1971 г. в результате ядерных взрывов в атмосфере образовалось около 3 млн т. окислов азота. Дальнейшая судьба их такова: они в результате перемешивания атмосферы попадают на разные высоты, в том числе и в атмосферу. Там они вступают в химические реакции с участием озона, приводя к его разрушению. (5)
5) Сжигание топлива.
Закись азота обнаруживается и в дымовых газах электростанций. Собственно, о том, что окись и двуокись азота присутствуют в продуктах сгорания, было известно давно. Но эти высшие окислы не влияют на озон. Они, конечно, загрязняют атмосферу, способствуют образованию в ней смога, но довольно быстро удаляются из тропосферы. Закись же азота, как уже говорилось, опасна для озона.
Все глобальные экологические проблемы взаимосвязаны, и ни одна из них не должна рассматриваться в изоляции от других.
Казалось бы, количество озона в атмосфере очень велико — около 3 миллиардов тонн. Это, однако, ничтожная доля от всей атмосферы. Если бы весь озон атмосферы находился в приземном слое воздуха, то при «нормальных условиях» (давления 1 атмосфера и температура 25 градусов Цельсия) толщина озонового экрана, защищающего Землю от жесткого ультрафиолетового излучения Солнца, составляла бы всего около 3мм. Вместе с тем эффективность озонового слоя очень велика. В частности, специалистами рассчитано, что снижение содержания озона на 1% ведет к такому повышению интенсивности ультрафиолетового облучения поверхности, в результате которого количество смертей от рака кожи возрастет на 6-7 тысяч человек в год.
Необходимо срочно принимать меры к охране озонового слоя: разрабатывать безвредные хладагенты, способные заменить фреоны в промышленности и быту, экологически безопасные двигатели самолетов и космических ракетных систем, разрабатывать технологии, уменьшающие выбросы окислов азота в промышленности и на транспорте. Существующие международные соглашения по озону, Венская международная конвенция по охране озонового слоя и Монреальский протокол, обязывающий подписавшие его государства вести работу в конкретных направлениях, пока недостаточно эффективны. Еще недостаточно осознана людьми опасность, еще мало талантливых исследователей и инженеров работают в этой области. А время не ждет…
Рациональное использование и охрана атмосферы
... в атмосфере увеличивается количество метана, оксидов азота и других газов, вызывающих такие неблагоприятные явления, как парниковый эффект, разрушение озонового слоя, кислотные дожди, смог. Атмосфера Земли ... Баланс газов в атмосфере поддерживается за счет постоянно идущих процессов использования их живыми организмами и поступления газов в атмосферу. Азот выделяется при мощных геологических ...
Восстановление озонового слоя
Ухудшение экологической ситуации в зарубежной Европе привело к тому, что уже в 60-70 –х гг. во многих странах здесь начали поиск новых концепций природопользования, путем совершенствования экологической политики. Деятельность государства выразилась прежде всего в принятии нового природоохранного законодательства. Включая как общие законы об охране природы, так и законы, относящиеся к охране природы, воздуха, земельных, лесных и других ресурсов. Основополагающий принцип этих законов: «Платит тот, кто загрязняет». (1) Были увеличены также государственные расходы на научно – исследовательские и опытно – конструкторские работы в области охраны окружающей среды. Постепенно стали расти и расходы частного капитала на эти цели, прежде всего на создание и совершенствование очистных сооружений.
Чрезвычайно активизировались различные общественные движения. Большое значение во многих странах приобрели партии «зеленых», ориентирующиеся в первую очередь на некоторые городские агломерации и университетские города. Эти партии завоевали достаточно прочные позиции в Европейском парламенте, в национальном собрании Франции, в палате общин Великобритании, в бундестаге ФРГ, в шведском риксдаге, в итальянской палате депутатов и в других парламентах. В 80-х гг. партии и движения «зеленых» стали возникать и в странах Восточной Европы.
Проблема сокращения озона в атмосфере сразу привлекла к себе внимание мирового сообщества. В 1985 году была принята Венская конвенция об охране озонового слоя. В 1987 году был принят Монреальский протокол, по которому определили перечень наиболее опасных хлорфторуглеродов, и страны-производители хлорфторуглеродов обязались снизить их выпуск. В июне 1990 года в Лондоне в Монреальский протокол внесли уточнения: к 1995 году снизить производство фреонов вдвое, а к 2000 году прекратить его совсем.
Человечеством были приняты меры по ограничению выбросов хлор- и бромсодержащих фреонов путем перехода на фторсодержащие фреоны. Однако процесс восстановления озонового слоя должен занять несколько десятилетий из-за большого объемом накопленных в атмосфере фреонов, которые имеют период распада в десятки и сотни лет. Поэтому затягивание озоновой дыры не стоит ожидать ранее 2048 года.
Страны Организации экономического сотрудничества и развития в начале 90-х гг. представили миллиардные субсидии и кредиты на осуществление экологических проектов в Европе. Внимание этим проблемам уделяет и Европейский банк реконструкции и развития. Франция, Италия, Нидерланды, а также США и Япония осуществляют со странами этого субрегиона двухсторонние контакты.
В географическом плане интересным примером общеевропейского сотрудничества может служить движение «Здоровых городов». Разработку проекта здоровых городов с благоприятной для жизни городской средой начало 1986 г. Европейское отделение ВОЗ. Первоначально предполагали участие в нем небольшого числа избранных городов. Но уже к 1990 г. Число их достигло 30.
Охрана окружающей среды как глобальная проблема современности
... как международное экологическое право. Глава 1. Охрана окружающей среды как глобальная проблема современности 1.1. Факторы развития международного права окружающей среды Даже высокая эффективность природоохранительной деятельности на национальном уровне не означает полного решения проблемы обеспечения охраны окружающей среды ...
Леса на страже озонового слоя.
Леса способны поглощать атмосферные загрязнители антропогенного происхождения как газообразные (диоксиды углерода и серы, оксиды азота, озон и пр.), так и твердые частицы (пыль).
Антропогенное нарушение цикла углерода, проявившееся в повышении концентрации СО 2 в атмосфере, привело к усилению парникового эффекта. Поэтому реальным способом увеличения поглощения диоксида углерода является использование в качестве поглотителей лесов. Подсчитано, что в настоящее время в России компенсирующий эффект лесов составляет 10-15% антропогенных выбросов СО 2 . При широкомасштабных лесовосстановительных работах компенсирующий эффект лесов может к 2015 г. возрасти до 20-25%. Лесные формации в США способны поглощать до 25% ежегодных выбросов моноксида углерода и большую часть диоксида серы. Значительной поглотительной способностью обладают лесные почвы, в частности лесные экосистемы земного шара поглощают диоксида серы 201 * 10 12 кг/ в год, из них на почвы приходится 200 * 10 12 , а остальное – на растительность. Аналогичные показатели получены и по другим антропогенным загрязнителям: озону, моноксиду углерода, оксидам азота и др. (3)
Хвоя многих хвойных пород способна накапливать огромные количества загрязняющих веществ. Исследования в северо-таежных лесах Руссой равнины показали, что в еловой хвое деревьев, расположенных вблизи промышленных центров (на расстоянии 6 -10км) максимальные концентрации тяжелых металлов (никель, медь, цинк, кадмий, кобальт, свинец) достигают 1200 – 1300 мг/кг сухого веса. В значительных количествах в еловой хвое зафиксирована также сера – до 3159 -3400 мг/кг. (4)
Значительной пылеулавливающей способностью обладает сосновые и березовые леса лесостепных районов Сибири, что подтверждается исследованиями в районе крупнейшего Бородинского угольного карьера. Так, на расстоянии 500м от карьера в среднем аккумулируется на 1м 2 березовых деревьев до 480 г угольной пыли. Поэтому для защиты от загрязнения угольной пылью в населенных пунктах рекомендуется создавать лесные полосы из сосны и березы при минимальной ширине 15м. Огромна роль лесных насаждений, расположенных вдоль автомагистралей с интенсивным движением, в поглощении тяжелых металлов. Растения испытывают сильную нагрузку этого потока, при этом содержание свинца в них может в 50 -200 раз превышать фоновые концентрации.
Проблемы и возможные меры борьбы с уничтожением лесов
... в них углерод поступает в атмосферу в виде диоксида углерода. Сведение лесов приводит ... Сведение лесов представляет собой серьезную глобальную экологическую проблему. Уничтожение леса, главным ... леса поглощают огромное количество углекислого газа, поэтому их уничтожение может привести к повышению его концентрации ... наиболее ценные леса, то повсеместно наблюдается обеднение лесного покрова. Кедр ...
Заключение
Грядёт новая эпоха. На пороге — глобальная революция, мирная революция экологии. Её цели – выживание и благополучие человека. Это революция гуманизма, путь любви и счастья, здоровья, мира и радостей для всей планеты.
Угроза нависла над всем этим. Призрак экологического кризиса стал грозной явью. Его тяжёлая поступь слышна в аномалиях климата, кислотных осадках.
«Земля у нас одна» — девиз ООН. Это должен помнить каждый.
Список использованных источников и литературы
1. Максаковский В.П. Экологическая ситуация и меры по охране окружающей среды.
2.Вронский В.А. Популярная экология от «А» до «Я». География в школе №6 1994.
3. Смит У.Х. Лес и атмосфера. М.: Прогресс, 1985.
4. Крючков В.В. Экология, 1991.
5. В поисках равновесия. М.: Международные отношения, 1992.
