0 просмотров

Все об озоне
а также
озоновый слой

Содержание

Кислород, который мы
дышать (два кислорода
атомы = О2)

Озон (три
атомы кислорода
= О3)

ОЗОН (О3) СОСТАВЛЯЕТ

Озоновый слой высокий
в
атмосфера

ОЗОНОВЫЙ СЛОЙ

Поглощает вредные
ультрафиолет
радиация

БЕЗ ОЗОНОВОГО СЛОЯ

Статья в тему:  Где находятся самые большие дыры в озоновом слое

Есть
серьезный
последствия

ОЗОНОВЫЙ СЛОЙ

Что такое озоновый слой?

Озоновый слой представляет собой область с высокой концентрацией озона в стратосфере, на высоте от 15 до 35 километров над поверхностью Земли. Озоновый слой действует как невидимый щит и защищает нас от вредного ультрафиолетового (УФ) излучения Солнца. В частности, озоновый слой защищает нас от УФ-излучения, известного как УФ-В, которое вызывает солнечные ожоги. Длительное воздействие высоких уровней УФ-В угрожает здоровью человека и наносит ущерб большинству животных, растений и микробов, поэтому озоновый слой защищает всю жизнь на Земле.

ОЗОНОВЫЙ СЛОЙ

Как озон защищает нас от УФ-В?

Озон поглощает УФ-В излучение солнца. Когда молекула озона поглощает УФ-В, она распадается на молекулу кислорода (O2) и отдельный атом кислорода (O). Позже эти два компонента могут преобразовать молекулу озона ( O3).Поглощая УФ-В в стратосфере, озоновый слой предотвращает попадание вредных уровней этого излучения на поверхность Земли.

ОЗОНОВЫЙ СЛОЙ

Как образуется и разрушается озон в стратосфере?

Озон производится и уничтожается постоянно. Помимо УФ-В, солнце также излучает другую форму ультрафиолетового света, УФ-С. Когда свет УФ-С достигает стратосферы, он полностью поглощается молекулами кислорода и никогда не достигает поверхности Земли. УФ-С расщепляет молекулы кислорода на атомы кислорода. Затем эти отдельные атомы реагируют с другими молекулами кислорода с образованием озона. Итак, эти реакции увеличивают количество озона в стратосфере.

Статья в тему:  Что делает дыры в озоновом слое

Но озон — не единственный газ в стратосфере. Другие газы, содержащие азот и водород, также находятся в стратосфере и участвуют в реакционных циклах, которые разрушают озон, превращая его обратно в кислород. Таким образом, эти реакции уменьшают количество озона в стратосфере.

При отсутствии нарушений баланс между естественными процессами образования и разрушения озона поддерживает постоянную концентрацию озона в стратосфере. К сожалению, мы, люди, не оставляем этот естественный процесс нетронутым…

ПРОБЛЕМА

Истощение озонового слоя и «озоновая дыра»

В середине 1970-х годов ученые поняли, что озоновому слою угрожает накопление в атмосфере газов, содержащих галогены (хлор и бром). Затем, в середине 1980-х годов, ученые обнаружили «дыру» в озоновом слое над Антарктидой — области земной атмосферы с сильным истощением.

Так что же вызывает истончение озонового слоя вокруг земного шара и «озоновую дыру» над Антарктидой?

Было установлено, что искусственные химические вещества, содержащие галогены, являются основной причиной потери озона. Эти химические вещества известны под общим названием озоноразрушающие вещества (ОРВ). ОРВ использовались буквально в тысячах продуктов в повседневной жизни людей по всему миру.

Наиболее важными ОРВ были хлорфторуглероды (ХФУ), которые в свое время широко использовались в кондиционерах, холодильниках, аэрозольных баллончиках и ингаляторах, которыми пользовались больные астмой. Другие химические вещества, такие как гидрохлорфторуглероды (ГХФУ), галоны и бромистый метил, также разрушают озоновый слой. Большинство наших компьютеров, электроники и деталей бытовой техники очищались озоноразрушающими растворителями. Приборные панели автомобилей, изоляционные пены в наших домах и офисных зданиях, бойлеры и даже подошвы для обуви были изготовлены с использованием ХФУ или ГХФУ. Галоны для противопожарной защиты широко используются в офисах, компьютерных центрах, военных базах, самолетах и ​​кораблях. Многие фрукты и овощи, которые мы ели, были обработаны бромистым метилом для уничтожения вредителей.

Статья в тему:  Как люди определили озоновые дыры НАСА

Как эти химические вещества разрушают озон?

Когда молекула CFC достигает стратосферы, она в конечном итоге поглощает УФ-излучение, что приводит к ее разложению и высвобождению атомов хлора. Один атом хлора может разрушить до 100 000 молекул озона. Слишком многие из этих реакций хлора и брома нарушают хрупкий химический баланс, поддерживающий озоновый слой, в результате чего озон разрушается быстрее, чем создается.

Без Монреальского протокола произошло бы крупномасштабное истощение озонового слоя с серьезными последствиями.

Благодаря Монреальскому протоколу мы избежали мира, в котором над Арктикой и Антарктикой каждый год возникали бы серьезные озоновые дыры. К середине 21 века серьезное истощение озонового слоя распространится по всей планете, включая тропики. Но насколько большое увеличение УФ-В могло бы произойти в результате неконтролируемого истощения озона? И как повышенный уровень УФ-В повлиял бы на людей, производство продуктов питания, экосистемы и даже строительные материалы? Давайте рассмотрим некоторые последствия неспособности контролировать разрушение озонового слоя.

ПОСЛЕДСТВИЯ

УФ-В излучение: сейчас и в мире без Монреальского протокола

Истощение озонового слоя позволяет большему количеству УФ-В-излучения достигать поверхности Земли, но УФ-В также изменяется естественным образом. Уровни УФ-В-излучения выше в тропиках, чем в умеренных или полярных широтах, и выше на больших высотах, чем на уровне моря. УФ-В также предсказуемо меняется в зависимости от времени года (в умеренных и высоких широтах УФ-В достигает своего максимума в середине лета) и от времени суток (пиковые уровни наблюдаются примерно в середине дня). Изменения в облаке также имеют большое влияние.

Статья в тему:  Почему дыры в озоновом слое Земли представляют собой проблему quizlet

Одним из способов измерения этих естественных вариаций УФ-В является УФ-индекс (УФИ) [WHO1]. UVI — это мера солнечного УФ-излучения, которое в настоящее время обычно используется для отображения уровней УФ-излучения в прогнозах погоды. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) определяет любой УФ-излучение выше 11 как экстремальный [WHO2], но с защитой неповрежденного озонового слоя такие высокие УФ-излучение возникают только на большой высоте в тропиках [WHO3].

Компьютерные модели дают нам представление об УФ-излучении в мире без Монреальского протокола (часто называемом «миром, которого избегают»). К середине этого века значения UVI превышали 25 на большинстве широт, а UVI достигало бы около 50 в тропиках, что в пять раз превышает нынешнее определение «экстремального» УФ-излучения.

Ущерб здоровью и благополучию человека

Даже с Монреальским протоколом по защите озонового слоя мы все должны стараться избегать чрезмерного пребывания на солнце, чтобы снизить риск таких заболеваний, как рак кожи и катаракта, вызванных чрезмерным воздействием УФ-В-излучения. Но что, если бы Монреальский протокол не увенчался успехом? Как неконтролируемое истощение озонового слоя повлияло бы на основные заболевания в этом мире?

ПОСЛЕДСТВИЯ

Рак кожи в мире без Монреальского протокола

Существует прочная связь между чрезмерным воздействием УФ-излучения и развитием трех наиболее распространенных форм рака кожи (злокачественная меланома, базально-клеточная карцинома и плоскоклеточная карцинома).Даже сейчас, с успешным внедрением Монреальского протокола, рак кожи является одной из наиболее распространенных форм рака, особенно среди людей с бледной кожей [WHO5].

Статья в тему:  Что вызывает разрывы или дыры в озоновом слое

Понимание того, как распространенность рака кожи увеличилась бы при неконтролируемом истощении озонового слоя, исходит из компьютерных моделей мира, которых избегают. Эти модели объединяют наше понимание того, как озоноразрушающие вещества влияют на озоновый слой, как изменения в озоновом слое влияют на УФ-излучение и как УФ-излучение влияет на заболеваемость раком кожи.

Например, одна глобальная модель предполагает, что к 2030 году успешная реализация Монреальского протокола позволит ежегодно предотвращать около двух миллионов случаев рака кожи. Долгосрочная модель сфокусирована на воздействии на здоровье людей, родившихся в США между 1890 и 2100 годами. По оценкам этой модели, защита озонового слоя предотвратит в общей сложности примерно 443 миллиона случаев рака кожи и 2,3 миллиона смертей от рака кожи в США. один. Это включает 8-10 миллионов случаев злокачественной меланомы. До сих пор не существует долгосрочных моделей рака кожи, которых можно было бы избежать во всем мире. Однако все существующие модели приводят к одному и тому же выводу. Неконтролируемое истощение озонового слоя существенно увеличило бы риск развития рака кожи во всем мире.

ПОСЛЕДСТВИЯ

Болезни глаз в мире без Монреальского протокола

Воздействие высоких уровней УФ-излучения приводит к повышенному риску катаракты. Всемирная организация здравоохранения уже считает катаракту приоритетным заболеванием глаз [WHO6]. Катаракта является причиной примерно половины слепоты во всем мире, что эквивалентно примерно 20 миллионам человек в 2010 г. [WHO6]. На данный момент всемирно избегаемая модель катаракты доступна только для США. Эта модель показывает, что неспособность эффективно контролировать разрушение озонового слоя привела бы к почти 63 миллионам дополнительных случаев катаракты у людей, родившихся в США между 1890 и 2100 годами.

Статья в тему:  Что делают озоновые дыры

ПОСЛЕДСТВИЯ

Другие последствия для здоровья в мире без Монреальского протокола

Наряду с раком кожи и катарактой УФ-излучение может иметь и другие последствия для здоровья. Эти эффекты включают выработку витамина D в коже, что полезно для здоровья. В мире, в котором мы живем сейчас, при эффективной защите озонового слоя существует баланс между положительным и отрицательным воздействием УФ-В [WHO4]. Если бы мы не смогли защитить озоновый слой, баланс резко изменился бы в сторону негатива, прежде всего повышенного риска рака кожи и катаракты. Избежав этих негативных последствий, Монреальский протокол внес значительный вклад в укрепление здоровья и благополучия, что является одной из целей устойчивого развития, принятых всеми государствами-членами Организации Объединенных Наций в 2015 году.

ПОСЛЕДСТВИЯ

Ущерб продовольственной безопасности

В ходе эволюции животные, растения и микробы выработали механизмы, позволяющие им справляться с колебаниями УФ-В-излучения, с которыми они сталкиваются в своей обычной среде, защищенные неповрежденным озоновым слоем. Это включает в себя растения и животных, от которых мы все полагаемся в пищу.

Культурам необходим солнечный свет для фотосинтеза, поэтому они не могут избежать воздействия УФ-В. Они разработали системы, которые уменьшают или восстанавливают повреждения, включая пигменты, которые действуют как «солнцезащитные экраны». Как и в случае со здоровьем человека, существует баланс между положительным и отрицательным воздействием УФ-В на растения. Неконтролируемое истощение озонового слоя сильно сместило бы этот баланс в отрицательную сторону.

Статья в тему:  Как люди определили озоновые дыры

Повышенное воздействие УФ-излучения может повредить водные пищевые цепи и нанести прямой ущерб ракообразным и икре рыб. В результате неконтролируемое истощение озонового слоя поставило бы под угрозу рыболовство и другие водные ресурсы, которые вносят значительный вклад в глобальное снабжение продовольствием.

До сих пор не существует моделей производства продуктов питания, которых «избегают в мире». Существуют приблизительные цифры взаимосвязи между истощением озонового слоя и ростом растений.Это предполагает, что 10-процентное сокращение стратосферного озона может снизить урожайность растений примерно на 6 процентов. Если эта взаимосвязь верна для очень серьезного истощения озона, ожидаемого в мире, которого удалось избежать, то неконтролируемое истощение озона привело бы к существенному сокращению производства сельскохозяйственных культур во всем мире.

В целом, хотя мы пока не можем дать количественную оценку потерь в производстве продовольствия, ясно, что без Монреальского протокола истощение озонового слоя сделало бы достижение цели устойчивого развития по искоренению голода все более трудным.

ПОСЛЕДСТВИЯ

Ущерб нашей окружающей среде

Так же, как неконтролируемое истощение озонового слоя угрожает производству продуктов питания, оно также угрожает растениям, животным и микробам в естественных экосистемах. Эти экосистемы обеспечивают «экосистемные услуги», на которые мы все рассчитываем, обеспечивая чистый воздух и чистую воду, а также поглощая углекислый газ для атмосферы.

ПОСЛЕДСТВИЯ

Жизнь на суше

Как и сельскохозяйственные культуры, дикорастущие растения способны справляться с нынешними уровнями УФ-В излучения, но их рост можно замедлить за счет значительного увеличения УФ-В. Похоже, что большинство животных также могут избежать разрушительного воздействия нынешних уровней УФ-В-излучения. Мы не знаем, в какой момент механизмы защиты животных были бы перегружены беспрецедентным ростом УФ-В в мире, которого удалось избежать. Даже в этом случае повреждение растений уменьшит количество пищи, доступной для травоядных, с последствиями для всей пищевой сети.

Статья в тему:  Как ХФУ создают дыры в озоновом слое

ПОСЛЕДСТВИЯ

Жизнь под водой

Океаны — крупнейшие экосистемы Земли. Они содержат микроорганизмы, животных и растения, которые обеспечивают нас половиной кислорода, которым мы дышим, и большей частью пищи, которую мы едим. Здоровый океан жизненно важен для нашего выживания.

В океанах, озерах и реках УФ-В оказывает неблагоприятное воздействие на многие различные аспекты биологии организмов в пищевой цепи. Несмотря на то, что не существует моделей реакции экосистем, которых можно было бы избежать, значительное увеличение УФ-В привело бы к нарушению целых пищевых сетей, что поставило бы под угрозу биоразнообразие и экосистемные услуги.

ПОСЛЕДСТВИЯ

Экосистемы

Из-за этого воздействия на экосистемы крупномасштабное увеличение УФ-В может изменить обмен углекислым газом между атмосферой и биосферой. Повышенное ультрафиолетовое излучение также стимулирует расщепление гниющих листьев и других органических веществ. В совокупности воздействие повышенного уровня УФ-В уменьшит способность экосистем улавливать углекислый газ, в том числе углекислый газ, образующийся в результате деятельности человека. Таким образом, крупномасштабное истощение озонового слоя усугубило бы накопление углекислого газа в атмосфере, вызывающее изменение климата. Изменение УФ-В также изменяет круговорот азота и других химических веществ в окружающей среде, что может усугубить загрязнение воздуха.

ПОСЛЕДСТВИЯ

Повреждение наружных материалов

Воздействие УФ-В также повреждает натуральные и синтетические материалы. К уязвимым материалам относятся дерево, пластик, резина и даже материалы, используемые в некоторых солнечных панелях. Эти материалы, широко используемые в строительстве, сельском хозяйстве и коммерческих продуктах, уже предназначены для минимизации ущерба, причиняемого УФ-излучением.

Статья в тему:  Почему по всей Австралии образовались гигантские дыры в озоновом слое

Крупномасштабное истощение озонового слоя, вызывающее большее воздействие солнечных УФ-лучей, усугубит этот ущерб и ослабит эти материалы. Это привело бы к более быстрому износу и необходимости дополнительной защиты от УФ-излучения, увеличению стоимости и снижению надежности многих изделий.

Решение

В 1980-х годах мировое сообщество решило что-то сделать с истощением озонового слоя. Растущие доказательства того, что ХФУ наносят ущерб озоновому слою, и понимание многих последствий неконтролируемого истощения, учёных и политиков призвали страны контролировать использование ХФУ. В ответ на это в 1985 г. была принята Венская конвенция об охране озонового слоя, за которой в 1987 г. последовал Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой. Это первые международные природоохранные договоры, повсеместно одобренные 198 странами мира. .

Венская конвенция

Венская конвенция об охране озонового слоя была принята в 1985 г. и вступила в силу в 1988 г. Государства, подписавшие Конвенцию, называемые сторонами, согласились исследовать и отслеживать воздействие деятельности человека на озоновый слой и принимать конкретные меры. против деятельности, которая может оказать неблагоприятное воздействие на озоновый слой.

Конвенция не требует от стран принятия конкретных мер по контролю над озоноразрушающими веществами. Конкретные действия прописаны в Монреальском протоколе.

Монреальский протокол

Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой, представляет собой глобальное соглашение по защите озонового слоя Земли путем поэтапного отказа от потребления и производства большинства химических веществ, разрушающих его. Историческое соглашение было подписано 16 сентября 1987 г., которое во всем мире отмечается как Всемирный день озона, и вступило в силу в 1989 г. Протокол предусматривает ряд практических и практических задач по поэтапному отказу от озоноразрушающих веществ, которые были согласованы всеми.

Статья в тему:  Где весной возникают «озоновые дыры»

Протокол уникален тем, что обладает гибкостью реагирования на новую научную информацию. С момента своего создания Протокол успешно достиг своих целей и продолжает защищать озоновый слой сегодня.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x
Adblock
detector