Р исунок 12. Тренд общего содержания озона по широтам за период 1978-1994 гг. (в % за 10 лет)

Основными продуктами сгорания самолетного топлива являются NO и NO₂. основная масса продуктов сгорания образуется в слоях: а) 10-14 км (дозвуковая авиация) и б) 16-18 км (сверхзвуковая авиация). Атмосферные ядерные взрывы, к счастью, не проводятся. Уменьшение содержания озона в результате роста содержания оксидов азота оценивается в 0,8-1,5 %.

2. Водородный цикл. Водород поступает в атмосферу в виде воды и метана.

Н₂О₂ + О₃ → ОН + 2О₂

=> О₃ + О → О₂ + О₂

ОН + О₃ → НО₂ + О₂

Антропогенные источники воды – ракеты (см. таблицу 3). Состав выбросов космических аппаратов сложен, и оценить влияние этих выбросов на состояние озонового слоя можно только приблизительно, тем более, что в настоящее время запуски космических аппаратов достаточно редки.

Антропогенные источники метана – выбросы из угольных шахт, добыча нефти и природного газа, свалки, рисовые поля, домашние животные.

В целом, вклад в разрушение озонового слоя водородным циклом неоднозначен.

Таблица 3. – Выбросы некоторых космических аппаратов

Тип космического аппарата	Продукты сгорания, т/ 1 пуск
	Н2О	HCl	Al2O3	NO	H2	CO	CO2
«Шатл»	727,3	224,6	309,9	87,6	51,9	324,5	13,2
«Энергия»	1084	-	-	-	26,9	340	648,6
«Титан»	70,7	93,6	129,2	108,4	14,9	145	32,8
«Протон»	143	-	-	-	0,05	55,1	134,7

3. Хлорный цикл.

Cl + O₃ → ClO + O₂

=> O + O₃ → 2 O₂

ClO + O → Cl + O₂

Причем, скорость распада озона на 1 молекулу ClO в 6 раз выше, чем на 1 молекулу NO_x.

Антропогенный источник хлора в атмосфере – фреоны (хлорфторуглеводороды). Фреоны – газы или летучие жидкости, нетоксичны, невзрывоопасны, химически неактивны. Используются в качестве хладагентов, пенообразователей, растворителей и аэрозолей. С 1950 по 1980 гг. выбросы фреонов выросли примерно в 300 раз, их концентрация в стратосфере возросла в 4 раза.

При совместном присутствии перечисленных веществ их воздействие на озон уменьшается.

Озоновые дыры – это области с пониженным (на 40-60 % от нормы) количеством озона в атмосфере. Впервые озоновые дыры были зафиксированы над Антарктидой в 1976 г. С тех пор площадь антарктической озоновой дыры только возрастает и в настоящее время составляет примерно 30 млн км² (см. рисунок 13). Появление озоновой дыры над Антарктидой связано с неблагоприятным сочетанием: а) климатических условий и б) загрязнения атмосферы оксидами азота и фреонами. Сильное выхолаживание приземного слоя воздуха над Антарктидой приводит к денитрификации атмосферы (кристаллизация оксидов азота на поверхности стратосферных облаков), это влечет за собой усиление влияния хлорного цикла на озон. Содержание хлора над Антарктидой также велико, как и над другими областями Земли вследствие перемешивания воздушных масс.

С 90-х гг. «мини» озоновые дыры наблюдаются и над северным полушарием. В отличие от антарктической дыры мини-дыры меньше по размерам, динамичны, существуют не дольше нескольких недель. Чаще всего наблюдаются в зимне-весенний сезон. Их появление вызывает озабоченность в связи с высокой плотностью населения в северном полушарии, тем не менее, существенной угрозы эти дыры пока не представляют, т.к. наблюдаются в сезон максимального содержания озона в течение года.

Мероприятия по сохранению озонового слоя.

В связи с исключительной важностью озонового слоя для сохранения жизни на Земле в 1985 г. в Вене была подписана Конвенция по охране озонового слоя, а в 1987 г. - Монреальский протокол по запрещению выбросов озоноразрушающих веществ в атмосферу. В 1990 г. в Лондоне и в 1992 г. в Копенгагене были внесены поправки к Монреальскому протоколу. Генеральная Ассамблея ООН в декабре 1994 г. приняла решение объявить 16 сентября международным днем охраны озонового слоя Земли.

Республика Беларусь ратифицировала Монреальский протокол и выполняет все его требования по снижению потребления ОРВ, замене технологического оборудования и контролю за состоянием озонового слоя.

Т.о., главным способом сохранения озонового слоя признано уменьшение выбросов озоноразрушающих веществ. Но даже выполнение жестких норм сокращения производства и потребления озоноразрушающих веществ не даст заметного эффекта вплоть до середины XXI в., т.к. многие фреоны имеют среднюю продолжительность жизни в атмосфере 65-110 лет.

Рисунок 13. Озоновая дыра над Антарктидой в разные годы

Смог

Термин «смог» является комбинацией английских слов smoke – дым и fog – туман.

Смог (токсический туман) – это опасное атмосферное явлений, возникающее при неблагоприятных погодных условиях и характеризующееся высокими концентрациями загрязняющих веществ в приземном слое воздуха.

Выделяют несколько видов смога.

Восстановительный (лондонский) смог характерен для городов, расположенных в умеренных широтах. Погодные условия, при которых этот вид смога возникает: положительные, невысокие температуры воздуха (от 0 до +8 ⁰ С), высокая относительная влажность воздуха, туман, малая скорость ветра (штиль). Максимального уровня лондонский смог достигает утром. Основными токсическими компонентами являются: сажа, диоксиды серы и азота. За счет действия образующихся азотной и серной кислот оказывает прямое негативное воздействие на здоровье человека, вплоть до гибели.

Фотохимический (лос-анджелесский) смог характерен для южных городов с высокой интенсивностью ультрафиолетовой радиации Солнца (см. рисунок 14). Погодные условия, при которых этот вид смога возникает: положительные, высокие температуры воздуха (от +24 до +32 ⁰ С), низкая относительная влажность воздуха, малая скорость ветра (штиль). Максимального уровня лос-анджелесский смог достигает около полудня. Основными токсическими компонентами являются: оксиды азота, углеводороды, содержащиеся в выхлопных газах автомобилей. Эти вещества под влиянием солнечного излучения образуют оксиданты, в состав которых входят озон, формальдегид, акролеин, органические озониды, органические кислоты, пероксиды. Смог вызывает раздражение слизистых верхних дыхательных путей и глаз, нарушает процессы вегетации растений, а также имеет неприятный запах.

Ледяной смог наблюдается только в крупных портовых городах, расположенных в полярных широтах. Погодные условия, при которых этот вид смога возникает, похожи на условия возникновения лондонского смога, но наблюдается при отрицательных температурах воздуха. Токсическими компонентами являются: пыль, оксиды серы и азота. Эффект воздействий кислот усиливается действием кристалликов льда.

Рисунок 14. Смог над Лос-Анджелесом

Смог воздействует на слизистые оболочки человека, вызывая першение в горле, кашель, слезоточение, а также головные боли, снижение работоспособности, обострение хронических заболеваний, особенно сердечно-сосудистых и верхних дыхательных путей (см. рисунок 15). При высоких концентрациях загрязняющих веществ возможна гибель людей. Так, за несколько дней со смогом в Лондоне в 1952 г. погибло 4 тыс. человек.

Рисунок 15. Качество воздуха в городах опасно для здоровья человека