Глобальные экологические проблемы

Вопросы:

1 Проблема разрушения озонового слоя;

2 Проблема «парникового эффекта»;

3 Проблема кислотных дождей.

1 Проблема разрушения озонового слоя

Важнейшей составной частью атмосферы, влияющей на климат и защищающей все живое на Земле от избытка ультрафиолетового излучения Солнца, является озоносфера. Озоновый слой образовался на Земле, по современным данным, 570 - 400 млн. лет назад. Основ­ная масса озона находится на высотах от 10 до 50 км, а его макси­мум - на высоте 20 - 25 км. В слое озоносферы озон находится в очень разреженном состоянии. Если бы можно было провести такой фантастический эксперимент и собрать все количество озона, со­держащегося в атмосфере, при давлении 760 мм рт. ст. и температу­ре 20 °С, то толщина этого слоя составила бы всего 2,5 - 3 мм. Количество озона в атмосфере определяется балансом реак­ций его образования и разложения. В среднем в атмосфере Земли ежесекундно образуется и исчезает около 100 т озона.

Почему так важно по­глощение озоном жесткого ультрафиолетового излуче­ния (УФ)? Даже при не­большом повышении дозы УФ у человека появляются ожоги на коже. Ученые установили, что увеличение числа случаев заболевания раком кожи, а также болезней глаз, приводящих к слепоте, связано с ростом интенсивности УФ-радиации. Биологическое действие УФ-радиации обусловлено высокой чувствительностью нуклеиновых кислот, которые могут разрушаться, что приводит к гибели кле­ток или возникновению мутаций. Биологические эффекты, вызы­вающие изменения на молекулярном, клеточном, тканевом уров­нях, пока не до конца изучены, однако имеющиеся данные за­ставляют относиться к проблеме очень серьезно.

Резкое усиление научного и общественного интереса к про­блеме озонового слоя произошло в начале 70-х годов, когда поч­ти одновременно в научных журналах появились статьи амери­канскою ученого Гарольда Джонстона и немецкого - Пауля Крутцена. Тема обеих статей была одинаковой - угроза озоново­му слою Земли в результате хозяйственной деятельности челове­ка. А уже в 1985 году мир узнал о глобальной экологической проблеме «озоновых дыр». В журнале «Nature» («Природа») поя­вилась статья английского ученого Дж. Фармана, в которой он утверждал, что содержание озона над Антарктидой систематиче­ски уменьшается. Основанием для такого заключения послужили наблюдения за общим содержанием озона, проведенные на анг­лийской антарктической станции Халли-Бэй.

В чем же причина появления «озоновых дыр» над Северным и Южным полюсами? Ответить на этот вопрос не так просто, тем более, что ученые узнали о их существовании совсем недавно.

Есть разные варианты объяснений и прогнозов, но большинство ученых сходится в одном: главными виновниками являются хлорфторуглеводороды (фреоны).

Попытаемся разобраться в механизме образования и разру­шения озонового слоя. Образование озона обычно начинается с реакции диссоциации молекулярного кислорода под действием УФ-излучения Солнца:

О₂ + hv  О + О

Образовавшиеся радикалы либо соединяются между собой, образуя снова молекулярный кислород:

О + О  О₂

либо взаимодействуют с молекулой кислорода, образуя молекулу озона:

О + 0₂  О₃

Образовавшийся озон под влиянием внешних условий либо разрушается (диссоциирует):

О₃ + hv  О₂ + О,

либо, будучи химически активными, радикал кислорода и моле­кула О₃ взаимодействуют между собой с образованием молеку­лярного кислорода:

О + О₃  О₂ + О₂

Такую схему поведения озона в естественных условиях пред­ложил в 1930 г. английский геофизик С. Чепмен.

Существенное влияние на состояние озона в атмосфере ока­зывает наличие загрязнителей, например, оксидов азота, соедине­ний хлора и др.

Выделяют три цикла разрушения озона: азотный, водородный и хлорный.