Разрушение озонового слоя Земли

Внимание к проблеме озонового слоя планеты ученые стали проявлять с середины 70-х гг. XX века.

Озон образуется из кислорода под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца с длиной волн до 185 нм: в результате фотохимической реакции молекулярный кислород 0₂ соединяется с атомарным кислородом О. Более длинные волны (200—300 нм), напротив, способствуют распаду молекул озона. Образование и распад озона в атмосфере находятся в динамическом равновесии.

Процесс образования озона под действием ультрафиолетового излучения называется фотолизом.

Под воздействием солнечных лучей ежесекундно в атмосфере образуется 5—6 т озона, но процесс его разрушения идет быстрее. Общая масса озона составляет всего 3 млрд. т, т.е. его содержание в атмосфере невелико. Около 90 % общего количества озона содержится на высотах от 10—17 до 50 км (в зависимости от широты и времени года). Этот слой атмосферы называют озоносферой. Наибольшая концентрация озона наблюдается на высоте 20—25 км. Таким образом, основная доля озона в атмосфере приходится на стратосферу, и лишь небольшое количество — на тропосферу.

Функции озонового слоя:

1. Защитная – защита Земли от коротковолновой ультрафиолетовой солнечной радиации.

2. Санитарный барьер - защиты земных организмов от космического влияния. Озон отличается высокой окислительной способностью и в сильном стерилизующем действии: в озоне гибнут не только бактерии, но и грибы, и вирусы.

3.Влияние на тепловой режим стратосферы. Озоновый слой поглощает часть инфракрасного излучения Земли, в результате чего стратосферный воздух нагревается, и в стратосфере поддерживается определенная равновесная температура. Уменьшение озонового слоя в настоящее время ведет к изменению теплового равновесия в атмосфере в целом. К тому же концентрация озона в слое стала крайне неравномерной, вследствие чего он прогревается неравномерно, а перепады температуры, даже очень небольшие, способствуют перемещению огромных масс воздуха с образованием атмосферных фронтов, циклонов и т.д.

Озоновый слой в атмосфере утончается, а его концентрация у Земли увеличивается. В стратосфере концентрация озона достигает 400—700 мкг/м³. Средний показатель содержания озона вблизи поверхности Земли составляет в настоящее время примерно 40—80 мкг/м³ воздуха. Среднесуточная предельно допустимая концентрация (ПДК) озона в воздухе равна 30 мкг/м³, а разовая предельно допустимая норма — 160 мкг/м³. По данным Всемирной организации здравоохранения, предельно допустимая концентрация озона не должна превышать 120—180 мкг/м³.

Основной причиной создающегося дисбаланса между содержанием озона в атмосфере и у поверхности Земли являются антропогенные выбросы определенных загрязняющих веществ в атмосферу — так называемых озоноразрушающих веществ (ОРВ):хлорфторуглероды и фреоны.

Фреоны - полностью замещенные хлорфторпроизводные углеводородов.

Одна молекула ХФУ способна разрушить десять тысяч молекул озона. ОРВ используются в качестве хладагентов в холодильных установках, кондиционерах и распылителей в аэрозольных упаковках; для химической чистки, в огнетушителях, в качестве ядохимикатов. Они образуются при применении минеральных удобрений, работе двигателей транспортных средств, особенно при полетах сверхзвуковых самолетов, ядерных взрывах, в результате вулканических извержений.

Особую тревогу вызывают так называемые озоновые дыры, возникающие в отдельных регионах планеты, чаще над полюсами. Впервые в середине 1980-х гг. было обнаружено, что над Южным полюсом в определенные периоды года содержание озона в высоких слоях атмосферы резко снижается. Это явление, получившее название «озоновой дыры», вскоре было обнаружено и над Северным полюсом.

Дальнейшие наблюдения показали, что в некоторые периоды озоновая дыра распространяется не только на заполярные территории, но и в гораздо более низкие широты, вплоть до достаточно плотно населенных регионов.

Самая большая озоновая дыра находится над Антарктидой. В Северном полушарии ситуация изменчивая: возникают озоновые мини-дыры, распространяющиеся от Гренландии, где озоновый слой наиболее разрежен, по странам Европы. Основное прогнозируемое время появления озоновых дыр в атмосфере Земли — февраль — март.

К практическим мерам, принимаемым в настоящее время, следует, прежде всего, отнести отказ от применения химических веществ, разрушающих озон, и в частности, фреона, используемого в холодильных установках и пенообразующих эмульсиях.