Озоновые дыры

 
 

Оглавление 

 
 
1.     Введение…………………………………………………………………2 

                 I. Основная часть

 
2.    Озоновые дыры и причины их возникновения.……………………….. 3 
 
3.   Источники разрушения озонового  слоя…………………………………4 
 
4.   Озоновая дыра над Антарктикой…………………………………………7  
 
5.   Последствия озоновых дыр………………………………………………. 8 
 
6.   Проблемы и пути их решения…………………………………………….8  
 
II.1. Выводы………………………………………………………………………10 

2. Список литературы……………………………………………………………10 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

           

         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 (коротковолнового) 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. (Недаром озон в переводе с греческого означает ''запах''.) 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. 

Цель: изучить такую природную проблему как озоновые дыры

Задачи:

               •дать понятие: что такое озоновый слой, что он из себя представляет

               •изучить причины разрушения  озонового слоя

               •выяснить чем опасны озоновые дыры

               •выявить проблемы, связанные с  озоновыми дырами

               •предложить пути решения этих  проблем

               •выяснить какие мероприятия могут защитить озоновый слой

               •сделать выводы по сделанной  работе 

Проблема: существует угроза человеческой жизни - озоновые дыры

Объект  исследования: озоновые дыры

Предмет исследования: причины, проблемы, пути решения проблем

Гипотеза: проблема утоньшения озонового слоя возрастает

 
 
 
 
 
 
 

I. Основная часть 

2. Озоновые дыры и причины их возникновения. 

      Озоновый  слой - это широкий атмосферный  пояс, простирающийся на высоте  от 10 до 50 км над поверхностью Земли. Химически озон - это молекула, состоящая из трех атомов кислорода (молекула кислорода содержит два атома). Концентрация озона в атмосфере очень мала, и небольшие изменения количества озона приводят к серьезным изменениям интенсивности ультрафиолета, достигающего земной поверхности. В отличии от обычного кислорода озон неустойчив, он легко переходит в двухатомную, устойчивую форму кислорода. 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.                                [ http://revolution.allbest.ru/ecology/00197980_0.html]

Гораздо важнее его  другое свойство, делающее этот газ  совершенно необходимым для всей жизни на суше. Это свойство - способность  озона поглощать жесткое (коротковолновое) ультрафиолетовое (УФ) излучение Солнца. Кванты жесткого УФ обладают энергией, достаточной для разрыва некоторых химических связей, поэтому его относят к ионизирующим излучениям. Как и другие излучения этого рода, рентгеновское и гамма-излучение, оно вызывает многочисленные нарушения в клетках живых организмов. Озон образуется под воздействием высокоэнергетичной солнечной радиации, стимулирующей реакцию между О₂ и свободными атомами кислорода. Под воздействием умеренной радиации он распадается, абсорбируя энергию этой радиации. Таким образом, этот цикличный процесс "съедает" опасный ультрафиолет.

Молекулы озона, как  и кислорода, электрически нейтральные, т.е. не несут электрического заряда. Поэтому само по себе магнитное поле  

Земли не влияет на распределение  озона в атмосфере. Верхний слой атмосферы - ионосфера, практически совпадает с озоновым слоем.

В полярных зонах, где  силовые линии магнитного поля Земли  замыкаются на ее поверхности, искажения  ионосферы весьма значительны. Количество ионов, в том числе и ионизированного кислорода, в верхних слоях атмосферы полярных зон снижено. Но главная причина малого содержания озона в области полюсов - малая интенсивность солнечного облучения, падающего даже во время полярного дня под малыми углами к горизонту, а во время полярной ночи отсутствуют вовсе. Площадь полярных «дыр» в озоновом слое - надежный показатель изменений общего содержания озона в атмосфере.

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, сверураганным 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. 
 
 
 

3.Источники разрушения озонового слоя 

Среди разрушители  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.

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.

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) 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. При низких температурах она образуется в таких реакциях:

N₂ + O + M = N₂O + M,

2NH₃ + 2O₂ =N₂O = 3H₂.

Масштаб этого явления  очень значителен. Таким путём  в атмосфере ежегодно образуется примерно 3 млн т. закиси азота! Эта  цифра говорит о том, что этот источник разрушения озона существенный.        [http://www.coolreferat.com/%D0%9F%D0%B0%D1%80%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B9_%D1%8D%D1%84%D1%84%D0%B5%D0%BA%D1%82._%D0%9E%D0%B7%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B9_%D1%81%D0%BB%D0%BE%D0%B9]      
 
 
 

4. Озоновая дыра над Антарктидой 

Спутник зафиксировал увеличение озоновой дыры над Антарктидой, которого не происходило уже десять лет.

Специалисты из Национальной администрации по океану и атмосфере США (NOAA) сообщают, что  в сентябре и октябре этого  года озоновая  
 

дыра над  Антарктидой начала расти впервые  за последние десять лет. В этом году она оказалась на девятом месте по размерам за весь период наблюдений, начиная с 1979 года.

По данным инструмента OMI (Ozone Monitoring Instrument), установленного на спутнике Aura, средняя концентрация озона над Антарктикой в это  время не превышала 95 единиц Добсона (нормой считается 220 единиц Добсона). Правда данные, полученные с помощью метеорологических зондов, несколько отличаются от спутниковых, поскольку спутники фиксируют среднюю концентрацию озона, а зонды показывают более детальную картину.          Например, зонды NOAA «уловили» больше озона над Южным полюсом (102 единицы Добсона), чем в целом над Антарктидой.

«Озоновая дыра достигла такой большой величины из-за более низкой, чем обычно, температуры  в стратосфере. Но хотя это, действительно, довольно большие значения, мы ожидали этого, исходя из уровня хлорфторуглеродов, которые все еще присутствуют в атмосфере», - говорит руководитель научной программы атмосферных исследований Центра космических полетов имени Годдарда Паул Ньюман.[ http://www.infox.ru/science/planet/2011/10/21/Ozonovaya_dyyra_nad_.phtml] 
 
 
 
 
 
 

5. Последствия озоновых дыр 
 
 

В результате разрушения озонового слоя Землю достигает  повышенное количество солнечного излучения UV-B, что оказывает негативное воздействие как на живые существа (людей, животных, растительность), так и на предметы. Последствия слишком « тонкого» озонового слоя: