МОКУ «Чагортинская средняя общеобразовательная школа им. Т.Е.Бултуковой»
Реферат
Защитим озоновый слой и климат Земли
Выполнила: Манджиева Валерия, 8кл.
Руководитель:Нигдинова С. О,
учитель географии.
п. Чагорта
2016 г.
Содержание:
Введение
Что происходит наверху?
Роль озона в обществе и природе
Круговорот озона в природе
Много ли у нас времени?
Факторы разрушения озонового слоя
Пути решения проблемы восстановления озонового слоя
Заключение
Список литературы
Введение
XX век принес человечеству немало благ, связанных с бурным развитием научно-технического прогресса, и в то же время поставил жизнь на Земле на грань экологической катастрофы.
Все живое укрыто от губительного влияния ультрафиолетового излучения невидимым щитом – озоновым слоем. Адская смесь создаваемых и выбрасываемых в воздух промышленных химикатов методично разрушает эту защитную пленку. Если вовремя не принять меры, глобальная катастрофа неминуема. Озон – аллотропная модификация кислорода: у поверхности земли он вреден для организмов, а на высоте 20-50 км образует защитный слой. Уже почти 20 лет человечество наблюдает разрушение этого озонового экрана. Сначала в нем возникла огромная дыра над Антарктидой. Ученые подсчитали, что озона в этом регионе стало на 70% меньше нормы. Тогда забили тревогу: ведь озоновый слой не пропускает к земле вредное для всего живого ультрафиолетовое излучение. Согласно оценкам, концентрация озона над экватором каждые 10 лет снижается на 3-4%, а над полярными областями – в два с лишним раза быстрее.
Впервые об опасности изменения озонового слоя Земли начали говорить ещё в 70-е годы. Но тогда мало, что было сделано, чтобы нейтрализовать эту угрозу. Проблема атмосферного озона в наше время далеко не исчерпана, и множество важных вопросов по разрушению и сохранению его решается сегодня.
Цель реферата: изучение причин разрушения озонового слоя и путей его восстановления.
Задачи: выяснить: какую роль выполняет озоновый слой, рассмотреть основные причины разрушения озонового слоя, способы его образования, изучить пути решения проблем восстановления озонового слоя.
Что происходит наверху?
Проблема озонового слоя вызывает много вопросов. Большинство людей даже не знают, что это за слой, как и где он образуется. Слово «озон» происходит от греческого ozon – «пахнущий». Так называется газ, содержащий в своей молекуле три атома кислорода – О (а не два – О , как кислород, которым мы дышим). Этот газ имеет характерный «грозовой» запах. Он ядовит и едок: даже в небольших концентрациях наносит большой вред растениям и постройкам, раздражает глаза и дыхательные пути. Поэтому в некоторых странах летом ведется наблюдение за уровнем озона в воздухе, и при его повышении сверх установленной нормы объявляется «озоновое предупреждение».Однако, такие ситуации нечасты.
Озон имеется в разных слоях атмосферы – приземном слое, тропосфере, стратосфере, мезосфере. В каждом из этих слоев он рождается и погибает по своим законам. Озон, образуемый близко от поверхности Земли, называют вредным. Его накопление в нижних слоях атмосферы происходит при особых погодных условиях, например, летом, когда оксиды азота и летучие углеводороды из выхлопных газов автомобилей взаимодействуют между собой под влиянием солнечного света; под действием случайных факторов: он возникает во время грозы, при ударе молнии, работе рентгеновского оборудования, его запах можно ощутить возле работающей копировальной техники. В загрязнённом оксидами озона воздухе под действием солнечных лучей образуется озон, способствующий образованию опасного явления, называемого фотохимическим смогом
Если в нижнем слое атмосферы избыток озона возникает в результате загрязнения воздуха, в верхних ее слоях загрязнение , напротив, уничтожает этот газ. Озоновый слой, окружающий землю, находится в состоянии динамического равновесия: высоко над ее поверхностью он одновременно образуется и разрушается, как мифическая птица феникс, сгорающая, чтобы возродиться из пепла.
Основная часть солнечной радиации беспрепятственно проходит через атмосферу, однако богатый энергией (жесткий) ультрафиолет поглощается молекулами кислорода (О ) и расщепляет эти молекулы на отдельные атомы. Некоторые из них снова соединяются с другими уцелевшими молекулами О . В результате этого двухступенчатого процесса и образуется озон – О . Параллельно с образованием озона происходит его естественное превращение обратно в кислород. Если бы этого не происходило, воздух стал бы непригоден для дыхания. Разрушение озона вызывает другая, мягкая часть ультрафиолета: две молекулы О дают три молекулы О . Этот процесс требует присутствия в воздухе некоторых веществ, действующих как катализаторы, например, частиц серы, выбрасываемых в атмосферу при вулканических извержениях. Таким образом, озон – это продукт воздействия самого ультрафиолета на молекулы кислорода (О ).
Роль озона в обществе и природе
Озоновый слой - это широкий атмосферный пояс, простирающийся на высоте от 10 до 50 км над поверхностью Земли. Если весь озон из атмосферы собрать у поверхности Земли при нормальном давлении, получится слой толщиной всего около 2–3 мм. И вот такие малые количества озона в воздухе фактически обеспечивают жизнь на Земле. Предельно допустимая его концентрация в воздухе составляет всего 0,1 мкг/л. Но если его концентрация превышает, он может вызывать массу неприятных последствий. Если долго дышать озоном при концентрации больше 2 мкг/л, последствия могут быть более тяжелыми – вплоть до оцепенения и упадка сердечной деятельности. При содержании озона 8–9 мкг/л. через несколько часов происходит отек легких и возможен смертельный исход.
Наряду с видимым светом Солнце излучает ультрафиолетовые волны. Мы защищены от агрессивного воздействия ультрафиолетового излучения, так как большая его часть (свыше 99%) поглощается слоем озона в стратосфере на высоте около 25 километров от поверхности земли. Этот слой обычно называют озоновым экраном.
Озон поглощает некоторую часть инфракрасного излучения Земли. Благодаря этому он задерживает около 20% излучения Земли, повышая отепляющее действие атмосферы, что приводит к потеплению климата во всем мире. В результате, только за последнее столетие средняя температура на планете увеличилась на полградуса Цельсия. Сегодня ученые прогнозируют дальнейшее потепление примерно на 1,5- 4,5 С к середине нынешнего века.
Озон эффективно убивает плесень и бактерии. Являясь сильным окислителем при обработке воды, он не только ее обеззараживает, но и на разных стадиях процесса водоподготовки взаимодействует с загрязнениями органического и неорганического происхождения. Так, использование озона приводит к удалению железа, марганца, хрома, меди и других компонентов.
Растения менее чувствительны к жесткому УФ-излучению, но при увеличении дозы могут пострадать и они.
Круговорот озона в природе
Образование и разрушение озона – это естественный цикл, происходящий на протяжении миллионов лет. Однако в последние десятилетия он нарушился, что привело к таким стойким явлениям, как образование в озоновом экране брешей- сначала над Южным, а затем и над Северным полюсом а в 1995 году – над частью Северной Европы.
В 70-е года британские ученые заметили резкое снижение концентрации озона над Антарктидой к концу полярной зимы. Сначала они приписали это неполадкам в аппаратуре. Но она оказалась в порядке, и полученные данные потребовали срочного объяснения.
Ученые выдвинули несколько гипотез о причине появления озоновой дыры. Одни считают, что это следствие метеоритных дождей, вспышек на Солнце или вулканических извержений; по мнению других, баланс между образованием и распадом озона нарушился в результате деятельности человека.
Развитие промышленности привело к загрязнению воздуха рядом веществ, способных разрушить озон. В этом плане внимание ученых привлекают так называемые галогенированные (содержащие хлор, фтор или бром) углеводороды, прежде всего хлорфторуглероды (ХФУ). Десятилетиями эти стойкие соединения широко используются как хладагенты в холодильниках и пропелленты (вытесняющие газы) в аэрозольных баллончиках.Сами по себе эти газы безвредны для организмов, однако, поднимаясь в верхние слои атмосферы, они приводят к опаснейшим для всего живого последствиям. В озоновом слое они разрушаются ультрафиолетом, высвобождая хлор, бром и фтор, которые катализируют цепную реакцию превращения озона в кислород.
Много ли у нас времени?
Согласно подсчетам, снижение концентрации озона на 5 % (что уже наблюдалось в истекшем десятилетии) может повысить на 10% заболеваемость раком кожи. По мнению врачей, каждый потерянный процент озона в масштабах планеты вызывает до 150 тысяч дополнительных случаев слепоты из-за катаракты, значительно возрастает число болезней, вызванных ослаблением иммунной системы человека. Наибольшему риску подвержены жители северного полушария со светлой кожей. Воздействие озона на организм человека может даже привести к преждевременной смерти. Особое опасное влияние озон оказывает на органы дыхания прямым раздражением и повреждением тканей, на холестерин в крови человека с образованием нерастворимых форм, приводящим к атеросклерозу. Но страдают не только люди. УФ-В излучение, к примеру, крайне вредно для планктона, мальков, креветок, крабов, водорослей, обитающих на поверхности океана. Дальнейшее разрушение озона грозит потерями урожая – до 20% особенно чувствительных к ультрафиолету культур, например, сои. Ученые опасаются, что, даже если немедленно принять меры по спасению озонового экрана, худшее еще впереди. Воздух слишком насыщен ХФУ и аналогичными загрязнителями, которые будут годами подниматься в стратосферу.
В 1985 году было подписано важное международное соглашение – Венская конвенция по защите озонового слоя. Спустя два года появился Монреальский протокол по веществам, истощающим озоновый экран. Эти документы ограничивали производство и применение ХФУ и призывали мировое сообщество полностью запретить их. В ведущих индустриальных странах такой запрет уже введен, а для других веществ определены сроки поиска альтернативных химикатов. Несмотря на эти меры, верхние слои атмосферы содержат сейчас на 50% больше хлора, чем в те годы, когда было впервые отмечено разрушение озонового слоя. Ухудшение ситуации очевидно. За последние 25 лет стратосферный экран потерял примерно десятую часть своего озона, и процесс его распада продолжается. Заметный перелом этой тенденции возможен еще не скоро. В середине 90-годов ученые впервые отметили снижение уровня опасных для озона веществ у поверхности Земли. Поскольку эти газы достигают стратосферы за 3-4 года, оснований для оптимизма мало. Еще в течение как минимум нескольких лет разрушение озонового слоя будет продолжаться.
Последствия этого сказываются на всей планете, кроме тропического и субтропического поясов по обе стороны экватора. Именно над ними образуется почти весь стратосферный озон, а затем распространяется в более высокие широты
Факторы разрушения озонового слоя
К разрушению озонового слоя приводят многочисленные факторы:
В первую очередь это- фреоны. Фреоны – это собирательное название целой группы химических веществ появившихся на свет ещё в 20 годы. 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
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.
Действие минеральных удобрений на разрушение озонового слоя. Озон может уменьшаться за счёт того, что в стратосферу попадает закись азота N2 O, 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. Таким способом, в атмосфере ежегодно образуется примерно 3 миллиона тонн закиси азота (источник разрушения озона существенный).
Ядерные взрывы тоже способствуют истощению озонового слоя. Излучение при взрыве приводит к образованию окиси азота.
Закись азота обнаруживается также и в дымовых газах электростанций.
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.
Разрушают озон также пыль и газы, которые в большом количестве попадают в атмосферу при извержении вулканов, примером служит извержение вулкана Эль-Чичон в Мексике.
В последнее время возникло предположение, что озон также эффективно разрушает водород, выделяющийся из земной коры.
Найдены новые разрушающие озон вещества.
Таким образом, причин разрушения озонового слоя немало, и, несмотря на всю его важность, большинство их – это результат человеческой деятельности.
Пути решения проблемы восстановления озонового слоя
Чтобы начать восстановление озонового слоя, нужно уменьшить доступ в атмосферу всех веществ, которые долго там хранятся и очень быстро уничтожают озон. Необходимо помочь природе включить процесс восстановления озонового слоя, нужно прекратить вырубать леса в огромных количествах, а вести посадки лесов. Покрытая лесом площадь Земли составляет миллионы гектаров, и все они выделяют в год сотни тысяч тонн различных углеводородов, в том числе и терпенов. А углеводороды, под действием солнечной радиации и в присутствии других примесей способствуют образованию озона.
Процесс восстановления озонового слоя займёт несколько десятилетий. Прежде всего, это обусловлено огромным объёмом уже накопленных в атмосфере фреонов, которые имеют время жизни десятки и даже сотни лет. Поэтому затягивание озоновой дыры не стоит ожидать ранее 2048 года.
Для решения проблемы восстановления озонового слоя необходимо:
Проведение научных конференций по проблемам сохранения озонового слоя.
Создание Международного фонда сохранения озонового слоя.
Создание различных организаций по охране озонового слоя
Введение государственного контроля над изготовлением, продажей, и применением наиболее опасных для озона веществ (фреоны, бромсодержащие соединения и др.), а так же осуществление санкций за их нарушение правоохранительными органами.
Переход на экологически чистую энергетику.
Расширение экспериментальных исследований по проблеме сохранения озонового слоя; сбор и обобщение достоверной информации об уровне производства и использования озоноразрушающих веществ и содержащей их продукции в промышленной и бытовой сферах, о потребностях в них озонозависимых отраслей экономики.
Проведение Международных телемостов на тему предотвращения экологической катастрофы и сохранения озонового слоя с участием ведущих ученых, политических, религиозных и общественных деятелей.
.
Как видно, ответы достаточно просты и очевидны, но одновременно и сложны, поскольку проблема имеет сложные социально-экономические и политические аспекты. Для ее успешного решения необходима благоприятная обстановка доверия и мира, международное сотрудничество.
Думается, что глубокое осознание грозящей человечеству опасности подвигнет правительство всех стран на принятие необходимых мер по уменьшению выбросов вредных для озона веществ.
Заключение
В настоящее время истощение озонового слоя признано всеми как серьезная угроза глобальной экологической безопасности. Истощение озонового слоя в атмосфере земли приводит к увеличению потока УФ-лучей на земную поверхность, что создает опасность для всего живого на нашей планете. Наука еще до конца не установила, каковы основные процессы, нарушающие озоновый слой. А только ли человек виноват в уменьшении озонового слоя? Наверное, нет. Возможно, и не фреоны - главные виновники разрушения озона. Российские исследователи связывают появление озоновых дыр с выбросами водорода и метана из глубинных океанических разломов. Важны все факторы. Катастрофические извержения вулканов с громадными выбросами загрязняющих веществ в атмосферу, океанические разломы, вызывающие мощные цунами и тайфуны, землетрясения с разломами земной коры вызывают мощные выбросы газов и пыли в атмосферу. На эти факторы человек повлиять не может. Возможно, они имеют гораздо большее значение в нарушении озонового слоя планеты, чем влияние человека.
Люди знают, что за полным исчезновением озона из атмосферы последует катастрофа: непременная гибель всего живого, включая и человека. Что же несет будущее - новые проблемы или безоблачное будущее? Сможет ли человек своим разумом и волей спасти себя самого и нашу планету от нависших над ней многочисленных угроз?
Список литературы
1.Энциклопедия «Все тайны мира», 2-е изд., ЗАО «Издательский Дом Ридерз Дайджест», М., 2011;
2.Александров, Э.Л. Атмосферный озон и изменения глобального климата : Книга / Э.Л. Александров -2-е изд., стереотип. - Л.: Гидрометеоиздат, 2002.
3.Никитин Д.П., Новиков Ю.В. Окружающая среда и человек. – М.: 1986г.
4. «Древо жизни», раздел «Планета Земля»
