Проблемы озонового слоя земли

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

Курский Государственный  Медицинский Университет

 

Кафедра биологии, медицинской генетики и экологии

 

 

 

 

 

 

Реферат на тему:

“ Проблемы озонового слоя земли“

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                     Выполнила: студентка 1 курса 25гр.

                                                                                           лечебного факультета

                                                                                            Мамаева А. А.

                                                                       Проверил:  ассистент                                                                                

                                                                                           Храмцов А.В. 

 

 

Курск 2012

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение 3

2. Что такое озон 5

3. Местоположение и функции озонового слоя 6

4. Факторы разрушающие озоновый слой 8

5. Что было сделано в области защиты озонового слоя…………………...11

6. Воздействие истощения озонового слоя на живые организмы…………………………………………………………………..14

6.1 Воздействие на здоровье  человека

6.2 Воздействие на водные экологические системы

6.3 Воздействие на растительные  сообщества:

 

7 Заключение 15

8. Список литературы 16

 

Введение.

 

На сегодняшний день проблема озона  беспокоит очень многих, о ней

наслышаны даже те, кто раньше и  не знал о существовании озонового  слоя в атмосфере, а помнил о нём  только из школьного курса химии. И интерес к этой проблеме понятен, ведь речь идёт о будущем человечества. Изменения в озоновом слое могут  привести к изменению климата  на планете в худшую сторону, поднимется уровень мирового океана, возрастёт  количество раковых заболеваний  из-за увеличения ультрафиолетового  излучения Солнца достигающего поверхности  планеты. К сожалению опасения людей, об изменении озонового слоя не беспочвенны. Впервые об опасности изменения  озонового слоя Земли начали говорить ещё в 70 годы. Но тогда мало, что  было сделано, что бы нейтрализовать эту угрозу. Если бы в те годы ввели  эффективные методы по предотвращению этой угрозы, то в наше время это  проблема не была бы так актуальна. В первую очередь это связано  с экономическими интересами.

К разрушению озонового слоя приводят различные химические вещества. Такие  как фреоны, использующиеся в холодильной  промышленности и в аэрозолях. Окислы азота, которые образуются при ядерных  взрывах и в камерах сгорания реактивных самолётов и ракет. Причём последнее особенно вредно, так как  на больших высотах окислы азота  живут очень долго. Применение большого количества минеральных удобрений  тоже вредит озоновому слою. Дымовые  газы электростанций вырабатывают миллионы тонн закиси азота в год.

Таким образом, большая часть воздействия  на озоновый слой планеты связана  с хозяйственной деятельностью  человечества. Поэтому быстрого изменения  ситуации ждать не стоит. Ведь человечество не может взять и отказаться от использования минеральных удобрений  или быстро перейти на новые технологии производства холодильных установок.

О нарушении озонового слоя свидетельствовали  озоновые дыры появлявшиеся весной над  Антарктикой. Там благодаря особой циркуляции воздуха в атмосфере  в зимние и весенние месяцы, присутствующие в стратосфере химические вещества, такие как хлор, фтор, азот, метан и др., преобразуются в активные, которые быстро разрушают озон . Измерения показали, что в такие периоды концентрация окиси хлора в 100-500 раз больше чем в средних широтах. То есть вредные вещества, которые попадают в атмосферу переносятся движением воздуха на все широты, но только в Антарктике в конце зимы и весной, благодаря особым природным условиям они эффективно разрушают стратосферный озон. Но это не значит что проблема озоновой дыры в Антарктике региональная, а не глобальная.

Весь озон на планете находится  как бы в сообщающихся сосудах, в  одних районах он образуется регулярно, а в других плохо, где-то он живёт  годы, а где-то секунды. Соответственно если он исчезнет без компенсации  в одном месте, то общий объём  озона в мире уменьшится. Но в  нашем техногенном мире, перекись азота, поступающая в приземной воздух больших городов в составе автомобильных выхлопных газов реагирует при ультрафиолетовом облучении с ненасыщенным углеводородом, тем самым, формируя в больших городах озоновый смог. В приземном слое воздуха озон не только образуется, но и разлагается. Разложение происходит за счёт растений, животных и промышленных выбросов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Что такое озон

 

Озон — модификация кислорода, газ синего цвета, очень сильный  окислитель. В природе образуется при электрическом разряде во время грозы (в нижних слоях атмосферы) и под действием ультрафиолетового  излучения (в верхних слоях). принципе озон это разновидность кислорода. Озон был открыт в 1839 году немецким химиком Шенбейном, а в 1873г. его обнаружили в приземной атмосфере. Спустя 8 лет английский химик Гартли обнаружил озон в верхних слоях атмосферы.

Озоновый слой в стратосфере  важен тем, что он поглощает определённый диапазон солнечного излучения. Сама земля  тоже испускает излучение в инфракрасном спектре. Так вот часть этого  излучения тоже задерживается озоном, тем самым, предохраняя планету  от охлаждения. Главной функцией озона  является защита человека и всей биосферы планеты от жёсткого ультрафиолетового  излучения с длинами волн от 250 до 320 нм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Местоположение  и функции озонового слоя

В воздухе всегда присутствует озон, концентрация которого у земной поверхности  составляет в среднем 10^-6%. Озон образуется в верхних слоях атмосферы из атомарного кислорода в результате химической реакции под влиянием солнечной радиации, вызывающей диссоциацию молекул кислорода.

Озоновый «экран» расположен в  стратосфере, на высотах от7-8 км на полюсах, 17-18 километров на экваторе и примерно до 50 километров над земной поверхностью. Гуще всего озон в слое 22 – 24 километров над Землей.

Слой озона удивительно тонок. Если бы этот газ сосредоточить у  поверхности Земли, то он образовал  бы пленку лишь в 2-4 мм толщиной (минимум  – в районе экватора, максимум –  у полюсов). Однако и эта пленка надежно защищает нас, почти полностью  поглощая опасные ультрафиолетовые лучи. Без нее жизнь сохранилась  бы лишь в глубинах вод  (глубже 10 м) и в тех слоях почвы, куда не проникает солнечная радиация. Озон поглощает некоторую часть инфракрасного излучения Земли. Благодаря этому он задерживает около 20% излучения Земли, повышая отепляющее действие атмосферы.

Озон – активный газ и может  неблагоприятно действовать на человека. Обычно его концентрация в нижней атмосфере незначительна и он не оказывает вредного влияния на человека. Большие количества озона  образуются в крупных городах  с интенсивным движением автотранспорта в результате фотохимических превращений  выхлопных газов автомашин.

Озон, также,  регулирует жесткость космического излучения. Если этот газ хотя бы частично уничтожается, то, естественно жесткость излучения резко возрастает, а, следовательно, происходят реальные изменения растительного и животного мира.

Уже доказано, что отсутствие или  малая концентрация озона может  или приводит к раковым заболеваниям, что самым наихудшим образом  отражается на человечестве и его  способностью к  воспроизводству.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Факторы разрушающие озоновый слой.

К разрушению озонового слоя приводят многочисленные факторы:

В первую очередь это, конечно же, фреоны. Фреоны – это собирательное  название целой группы химических веществ  появившихся на свет ещё в 20 годы. В основном они использовались в  холодильниках в качестве хладагентов. Ещё одна область применения фреонов  это использование их в аэрозольных  упаковках в качестве распылителя. Так как большая часть производимых в мире фреонов попадает в атмосферу, можно сказать, что выпуск фреонов  почти полностью работает на сокращение озонового слоя.

Фреоны достаточно быстро поднимаются  вверх, в стратосферу. В стратосфере  под действием ультрафиолетового  излучения они достаточно быстро разлагаются. В результате выделяются активные атомы хлора, которые и  участвуют в разложении озона.

Ещё один фактор, приводящий к уменьшению озонового слоя. Это высотные самолёты и запуски космических кораблей. Высокая температура в камерах сгорания реактивных двигателей, приводит к образованию окислов азота из находящихся там азота и кислорода. Причём скорость образования азота на прямую зависит от температуры, то есть мощности двигателя. Но ещё и очень важно, на какой высоте находится двигатель и выпускает в атмосферу разрушающие озон окислы азота. Чем выше, тем хуже для озона.

Теперь рассмотрим действие минеральных  удобрений на разрушение озонового  слоя. Озон может уменьшаться за счёт 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 верхних слоях океанов и морей. Эти процессы напрямую связаны с содержанием азота. Таким образом, можно быть уверенным, что с ростом количества минеральных удобрений вносимых в почву будет также и расти количество закиси азота. Далее образующиеся из закиси азота, окислы азота приводят к разрушению озонового слоя.

Ядерные взрывы тоже способствуют истощению  озонового слоя. При сильном нагреве, а температура ядерного взрыва около 6000°С. Происходят такие преобразования химических веществ, которые при  нормальных условиях протекают вяло или вообще не протекают. Излучение при взрыве приводит к образованию окиси азота, а происходит это, прежде всего, потому что излучение производит ионизацию атомов и молекул атмосферного газа. Затем образованные ионы вступают в реакции с другими составляющими атмосферы и образуют окислы азота.

Закись азота обнаруживается также  и в дымовых газах электростанций. Это очень сильный источник влияния  на атмосферу.

Очень важную роль в разрушении озона  играет пар. Эта роль реализуется  через молекулы гидроксила OH, которые  рождаются из молекул воды и в  конце превращаются в них. Поэтому  от количества пара в стратосфере  зависит скорость разрушения озона.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Что было сделано  в области защиты озонового слоя

Под давлением этих аргументов многие страны начали принимать меры направленные на сокращение производства и использования  ХФУ. С 1978 г. в США было запрещено  использование ХФУ в аэрозолях. К сожалению, использование их в других областях ограничено не было. Повторю, что в сентябре 1987 г. 23 ведущих страны мира подписали в Монреале конвенцию, обязывающую их снизить потребление ХФУ. Согласно достигнутой договоренности развитые страны должны к 1999 г. снизить потребление хлора, фтора и углерода до половины уровня 1986 г. Для использования в качестве пропеллента в аэрозолях уже найден неплохой заменитель ХФУ - пропан-бутановая смесь. По физическим параметрам она практически не уступает фреонам, но, в отличие от них, огнеопасна. Тем не менее, такие аэрозоли уже производятся во многих странах, в том числе и в России. Сложнее обстоит дело с холодильными установками - вторым по величине потребителем фреонов. Дело в том, что из-за полярности молекулы ХФУ имеют высокую теплоту испарения, что очень важно для рабочего тела в холодильниках и кондиционерах (см. «Причины ослабления озонового щита»). Лучшим известным на сегодня заменителем фреонов является аммиак, но он токсичен и все же уступает ХФУ по физическим параметрам. Неплохие результаты получены для полностью фторированных углеводородов. Во многих странах ведутся разработки  новых заменителей и уже достигнуты неплохие практические результаты, но полностью эта проблема еще не решена.

Использование фреонов продолжается и пока далеко даже до стабилизации уровня ХФУ в атмосфере. Так, по данным сети Глобального мониторинга изменений  климата, в фоновых условиях - на берегах Тихого и Атлантического океанов и на островах, вдали от промышленных и густонаселенных  районов - концентрация фреонов -11 и -12 в настоящее время растет со скоростью 5-9% в год. Содержание в стратосфере фотохимически активных соединений хлора в настоящее время в 2-3 раза выше по сравнению с уровнем 50-х годов, до начала быстрого производства фреонов.

Факты говорят сами за себя

Вместе с тем, ранние прогнозы, предсказывающие, например, что при сохранении современного уровня выброса ХФУ, к середине XXI в. содержание озона в стратосфере  может упасть вдвое, возможно были слишком  пессимистичны. Во-первых, дыра над  Антарктидой во многом является следствием метеорологических процессов. Образование  озона возможно только при наличии  ультрафиолета и во время полярной ночи не идет. Зимой над Антарктикой  образуется устойчивый вихрь, препятствующий притоку богатого озоном воздуха  со средних широт. Поэтому к весне  даже небольшое количество активного  хлора способно нанести серьезный  ущерб озоновому слою. Такой вихрь  практически отсутствует над  Арктикой, поэтому в северном полушарии  падение концентрации озона значительно  меньше.