научная работа бжч / Razrushenie_ozonovogo_sloya
.docx57-я научная конференция аспирантов, магистрантов и студентов БГУИР, 2021
РАЗРУШЕНИЕ ОЗОНОВОГО СЛОЯ
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
г. Минск, Республика Беларусь
Приходовская А. В., Рушева М. В.
Мельникова Е. А. – магистр технических наук
В ХХI в. среди многих глобальных экологических проблем биосферы остается весьма актуальной проблема разрушения озонового слоя и связанного с этим усиления биологически опасной ультрафиолетовой радиации на земной поверхности. Это в дальнейшем может перерасти в необратимую, губительную для человечества катастрофу. В последние десятилетия многочисленными исследованиями установлена устойчивая тенденция к уменьшению содержания озона в атмосфере. По данным Всемирной организации здравоохранения(ВОЗ), каждое уменьшение содержания в атмосфере озона на 1%(и соответственно рост УФ-излучения на 2%) приводит к 5%-ному увеличению числа онкологических заболеваний[1].
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. 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. Поэтому выбранную нами тему считаем актуальной и необходимой для рассмотрения[3].
В 1970-е годы учёные предположили, что свободные атомы хлора катализируют процесс разделения озона. А люди ежегодно пополняют состав атмосферы свободным хлором и прочими вредными веществами. Причём относительно небольшое их количество может наносить значительный ущерб озоновому экрану, причём это влияние буде продолжаться неопределённо долго, так как атомы хлора, например, покидают стратосферу очень медленно[4].
Большая часть хлора, используемая на земле, например, для очистки воды, представлена его растворимыми в воде соединениями ионами. Хлорфторуглероды (ХФУ) очень летучи и нерастворимы в воде. Следовательно, они не вымываются из атмосферы и, продолжая распространяться в ней, достигают стратосферы. Там они могут разлагаться, высвобождая атомарный хлор, который собственно и разрушает озон[2].
Таким образом, ХФУ наносят ущерб, выступая в роли переносчиков атомов хлора в стратосферу.
Хлоруглероды относительно инертны химически, негорючи и ядовиты. Более того, будучи газами при комнатной температуре, они ожигаются при небольшом давлении в выделением тепла, а испаряясь, вновь его поглощают и охлаждаются.
Ряд промышленных стран (например, Япония) уже объявили об отказе от использования долгоживущих фреонов и переходе на короткоживущие, время жизни которых существенно меньше года. Однако в развивающихся странах такой переход встречает понятные трудности, поэтому реально вряд ли можно ожидать полного прекращения в обозримые десятилетия выброса долгоживущих фреонов, а значит, и проблема сохранения озонового слоя будет стоять очень остро[1].
Разрушение озона происходит также из-за воздействия ультрафиолетовой радиации, космических лучей, соединений азота, брома. Деятельность человека, приводящая к разрушению озонового слоя, вызывает наибольшую тревогу. Поэтому многие страны подписали международное соглашение, предусматривающее сокращение производства озоноразрушающих веществ. Однако озоновый слой разрушает также реактивная авиация и некоторые пуски космических ракет[2].
Предполагается множество других причин ослабления озонового щита. Во-первых,– это запуски космических ракет. Во-вторых, самолеты, летящие на высотах в 12-15 км. Выбрасываемый ими пар и другие вещества разрушают озон. Но, в то же время самолеты, летающие ниже 12 км, дают прибавку озона. В городах он – один из составляющих фотохимического смога. В-третьих – окислы азота. Их выбрасывают те же самолеты, но больше всего их выделяется с поверхности почвы, особенно при разложении азотных удобрений[2].
Таким образом, причин разрушения озонового слоя немало, и несмотря на всю его важность, большинство их – это результат человеческой деятельности.
Снижение концентрации озона в атмосфере ведёт к прямому воздействию солнечной радиации на все живые организмы. В местах, где озоновый слой “истончился”, наблюдается угнетание роста растений, увеличение частоты специфических заболеваний животных и людей. Некоторые учёные также указывают на связь между разрушением озонового слоя с изменением климата[4].
Самые опасные последствия разрушения озона для человека – это различные заболевания кожи и глаз, в том числе онкологические. Считается, что такие заболевания как катаракта, а также рак и меланома кожи, вызваны, как правило, незащищённым солнечным облучением человека[1].
Самый «легкий» вред для здоровья – это солнечные ожоги. Но степень вредного воздействия УФ-излучения зависит не только от уровня облучения, но и от особенностей организма человека и типа кожи. Например, наиболее подвержены вредного воздействию УФ-излучения люди со светлой кожей, с русыми и рыжими волосами, с голубыми и серыми глазами, веснушчатые. Их организм вырабатывает меньше меланина, который способен защищать от воздействия ультрафиолета[3].
Над Беларусью периодически случаются временные озоновые аномалии. Если внутри известной озоновой аномалии над Антарктидой(рис.1) наблюдается концентрация озона на уровне 180 единиц Добсона (при норме в 300 единиц), в Беларуси снижение плотности озонового слоя доходит до 260–280 единиц.
Рисунок 1 – Озоновая дыра над Антарктидой
Продолжительность таких локальных образований с дефицитом озона, которые проходят над Беларусью, в среднем колеблется от двух до трех суток. Эти образования достаточно велики и, как правило, захватывают сразу всю Беларусь[3].
В Минске при Белорусском государственном университете работает Центр мониторинга озоносферы, который целенаправленно занимается изучением концентрации озона в атмосфере над Европой и, в частности, над Беларусью[3].
Если озоновые аномалии случаются в Беларуси зимой или поздней осенью, никаких поводов для беспокойства у населения быть не должно. В это время небо покрыто достаточно плотной облачностью: путь, который проходит солнечное излучение, достаточно длинный, поэтому основное количество вредного ультрафиолетового излучения задерживается атмосферой. Однако если такая «дыра» образовалась весной, в летние месяцы, то солнце становится опасным для тех людей, которые находятся на открытом воздухе. Например, для тех, кто принимает солнечные ванны или работает на улице. Лучше всего в такие дни прикрыть тело одеждой, голову — широкополой шляпой, глаза — качественными солнечными очками[2].
Осознание опасности приводит к тому, что международной общественностью предпринимаются все новые и новые шаги в защиту озонового слоя. Рассмотрим некоторые из них.
1) Создание различных организаций по охране озонового слоя (ЮНЕП, КОСПАР, МАГА)
2) Проведение конференций.
Согласно расчетам ученых, если бы не было Монреальского протокола и не были проведены мероприятия по охране озонового слоя, разрушение озонового слоя в 2050 году в северной части Земного шара достигло бы как минимум 50 %, а на юге – 70 %. Достигающее Землю ультрафиолетовое излучение в северной части удвоилось бы, а на юге – увеличилось в четыре раза. Объем эмитированных в атмосферу веществ, разрушающих озоновый слой, увеличился бы в 5 раз. Чрезмерное ультрафиолетовое излучение вызвало бы более чем 20 миллионов случаев заболеваний раком, 130 миллионов случаев заболеваний катарактой глаз и т.д.фт[3].
Сегодня под воздействием Монреальского протокола почти на все технологии, в которых используются вещества, разрушающие озоновый слой, найдены альтернативы, и производство этих веществ, торговля ими и их использование стремительно уменьшается[2].
В настоящее время принято международное соглашение по сокращению производства аэрозольных баллонов, содержащих в качестве пропеллентов фторхлоруглероды, поскольку установлено, что они плохо влияют на озоновый слой Земли[2].
Возможности воздействия человека на природу постоянно растут и уже достигли такого уровня, когда возможно нанести биосфере непоправимый ущерб. Уже не в первый раз вещество, которое долгое время считалось совершенно безобидным, оказывается на самом деле крайне опасным. Потребовалась серьезная демонстрация опасности ХФУ для того, чтобы были приняты серьезные меры в мировом масштабе[1].
Понимание взаимодействий между озоном и изменением климата, и предсказание последствий изменения требует громадных вычислительных мощностей, надежных наблюдений, и здравых диагностических способностей. Успех будущего исследования зависит от общей стратегии, с реальным взаимодействием между наблюдениями ученых и математическими моделями.
Список использованных источников:
Белоусов В.В. Последствия разрушения озонового слоя для биосферы//Изв.Ан.СССР Сер.биол.-1991.
Жадин Е.А.Озоновые дыры: новый взгляд//Экология и жизнь.-1999.
http://ozone.ecoidea.by/
Владимиров А.М. и др. Охрана окружающей среды. Санкт-Петербург : Гидрометеоиздат 1991.