WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаЕкологія, Природокористування → Руйнування озонного шару Землі хлорфторвуглеводнями - Реферат

Руйнування озонного шару Землі хлорфторвуглеводнями - Реферат


Реферат на тему:
Руйнування озонного шару Землі хлорфторвуглеводнями
Руйнування озонного шару Землі хлорфторвуглеводнями
У 1985 р. фахівцями з дослідження атмосфери з Британської антарктичної служби був представлений разючий факт: весняний вміст озону в атмосфері над станцією Халлі-Бей в Антарктиді за період з 1977 по 1984 р. зменшився на 40%. Інші дослідники згодом підтвердили ці висновки. Вони навіть пішли далі, їм
вдалося довести, що область зниженого вмісту озону виходить за межі Антарктиди, а за висотою охоплює шар від 12 до 24 км, тобто значну частину нижньої стратосфери. Літаковий антарктичний озонний експеримент став найбільш результативним дослідженням озонного шару над Антарктидою. Протягом усього часу його проведення вченими з 4 країн були зібрані детальні відомості про область зниженого вмісту озону і про хімічні процеси, що у ній протікають. Для цього дослідникам довелося кілька разів підніматися в цю область. Цим було доведено той факт, що в полярній атмосфері існує озонна "діра". На самому початку 80-х років подібна діра була знайдена над Арктикою завдяки вимірюванням супутника "Німбус-7". Втішав лише той факт, що вона була значно меншою, до того ж падіння рівня озону в ній було не таким великим - близько 9 %. За підрахунками вчених, у середньому вміст озону на Землі з 1979 по 1990 р. зменшився на 5 %.
Це відкриття збентежило не тільки дослідників, але й широкі маси населення 3 нього виразно випливало, шо той шар озону, який оточує нашу планету, знаходиться в більшій небезпеці, ніж передбачалося раніше.
Стоншення цього шару може призвести до серйозних наслідків для людства. Вміст озону в атмосфері менший за 0,0001%, однак саме озон повністю поглинає жорстке ультрафіолетове випромінювання сонця з довжиною хвилі <280 нм і значно послаблює смугу УФ-Б з 280<1<315 нм, які серйозно уражають клітини живих організмів. Падіння концентрації озону на 1% призводить у середньому до збільшення інтенсивності жорсткого ультрафіолету біля поверхні землі на 2 %. Ця оцінка підтверджується вимірюваннями, проведеними в Антарктиді (правда, через низьке положення сонця, інтенсивність ультрафіолету в Антарктиді все ще нижча, ніж у середніх широтах). За своїм впливом на живі організми жорсткий ультрафіолет близький до іонізуючих випромінювань, однак через більшу, ніж у у-випромінювання, довжину хвилі він не здатен проникати глибоко в тканини, і тому вражає тільки поверхневі органи. Жорсткий ультрафіолет має достатньо енергії для руйнування ДНК й інших органічних молекул, що може викликати рак шкіри, особливо швидкоплинну злоякісну меланому, катаракту й імунну недостатність. Природно, жорсткий ультрафіолет здатен викликати і звичайні опіки шкіри й роговиці. Уже зараз в усьому світі помітним є зростання числа захворювань на рак шкіри, однак значна кількість інших факторів (наприклад, чимала популярність засмаги, яка призводить до того, що люди більше часу проводять на сонці, у такий спосіб одержують велику дозу УФ опромінення) не дозволяє однозначно стверджувати, що це спричинене зменшенням вмісту озону. Жорсткий ультрафіолет погано поглинається водою і тому становить велику небезпеку для морських екосистем. Експерименти показали, що планктон, який живе в приповерхневому шарі, при збільшенні інтенсивності жорсткого УФ може серйозно постраждати і навіть загинути повністю. Планктон знаходиться в основі харчових ланцюжків практично всіх морських екосистем, тому без перебільшення можна сказати, що практично все життя в приповерхневих шарах морів і океанів може зникнути. Рослини менш чутливі до жорстокого УФ, але при збільшенні дози можуть постраждати і вони. Якщо вміст озону в атмосфері значно зменшиться, людство легко знайде спосіб захиститися від жорсткого УФ випромінювання, але при цьому ризикує померти від голоду.
Запишемо утворення озону за допомогою рівняння:
О2+О?О3.
Атомарний кисень, необхідний для цієї реакції, на висоті більш ніж 20 км утворюється шляхом розщеплення кисню завдяки впливу ультрафіолетового випромінювання з К240 нм.
02 + h ? 2О.
Фотони нижче цього рівня практично не проникають. У такий спосіб виникають атоми Оксигену завдяки фотодисоціаціі нітроген двооксиду фотонами м'якого ультрафіолету з <400 нм.
NO2+h?NO + O
Молекули озону починають руйнуватися, коли вони потрапляють на частинки аерозолів або на поверхню землі, але основний стік озону визначають цикли каталітичних реакцій у газовій фазі:
03 + Y?YO + O2, YO + O?Y + O2,
де ? = NO, ОН, Сі, Вг.
Ще наприкінці 1960-х років була вперше висловлена думка про те, що існує небезпека руйнування озонного шару. Тоді вважалося, що головну небезпеку для атмосферного озону становлять викиди водяної пари й нітроген оксидів . (NOx) із двигунів надзвукових транспортних літаків і ракет. Слід, однак, зауважити, що надзвукова авіація розвивалася значно менш бурхливими темпами, ніж передбачалося. На цьому етапі з комерційною метою використовується тільки "Конкорд", який робить усього кілька рейсів у тиждень, літаючи між Америкою І Європою. Військові літаки представлені винятково надзвуковими стратегічними бомбардувальниками, такими як В1-В або Ту-160, і розвідувальними літаками типу SR-71. Підраховано, що це не може становити серйозної небезпеки для озонного шару.
Викиди нітроген оксидів з поверхні землі як результат спалювання викопного палива і масового виробництва й застосування азотних добрив також становлять собою певну небезпеку для озонного шару. Слід додати, що нітроген оксиди не є стійкими, тому досить легко руйнуються в нижніх шарах атмосфери. Ракети зараз також запускають не часто. Однак хлоратні тверді види палива, що використовуються в сучасних космічних системах, наприклад у твердопаливних прискорювачах "Спейс-Шаттл" або "Аріан", можуть завдати серйозної шкоди озонному шару в районі запуску.
У 1974 р. М. Моліна і Ф. Роуленд із Каліфорнійського університету в Ірвіні довели, що хлорфторвуглеці (ХФВ) можуть викликати руйнування озону. З цього часу так звана хлорфторвуглецева проблема стала однією з найголовніших у вивченні забруднень атмосфери. Хлорфторвуглеці вже більше 60 років застосовуються як холодоагенти в холодильниках і кондиціонерах, пропеленти - для аерозольних сумішей, піноутворюючі агенти - у вогнегасниках, очисниках, для електронних приладів при хімічному чищенні одягу, при виробництві пенопла-стиків. Були часи, коли їх вважали ідеальними хімічними речовинами для практичного застосування, тому що вони неактивні й дуже стабільні, що передбачає нетоксичність. Як це не дивно, саме їхня інертність стає небезпечною для атмосферного озону. У тропосфері ХФВ не можуть швидко розпадатися, як більшість нітроген оксидів. У результаті ХФВ потрапляють у стратосферу, верхня межа якої лежить на висоті приблизно 50 км. Коли ж молекули цих сполук піднімаються до висоти близько 25 км, де концентрація озону найвища, на них дуже сильно впливає ультрафіолетове випромінювання, яке не може опуститися нижче через дію озону, який йогоекранує. Ультрафіолет руйнує стабільні в звичайних умовах молекули ХФВ, І вони розпадаються на компоненти, що мають високу реактивну здатність, зокрема атомний хлор. Завдяки цьому ХФВ мають можливість переносити хлор з поверхні землі через
Loading...

 
 

Цікаве