Озоновый слой - щит Земли - (реферат)

По расчетам Межправительственной группы экспертов по проблемам изменения климата (IPCC), к 2000 году потери озона составят около 6 процентов в летний период и около 10 процентов зимой. Кроме того, в докладе IPCC 1992 года отмечено, что“возросшие в стратосфере уровни аэрозолей, содержащих серу, из естественных (вулкан Пинатубо) или антропогенных источников могут повлечь еще большие потери озона, так как они усиливают каталитический эффект хлор и бром содержащих химических веществ”. Если перевести это на доступный язык, то увеличение выбросов, содержащих серу из дымовых труб, заводов и таких природных феноменов, как вулканы может привести к еще большей потере озона, поскольку озоноразрушающая способность хлора и брома будет усилена этими веществами.

За последние 10 лет содержание озона, поглощающего ультрафиолет, уменьшилось на 3-8%. Колоссальные прорехи, образующиеся в озоновом щите планеты, многие специалисты связывают с разрушительным действием фреонов - веществ, используемых в холодильной технике, и галонов, незаменимых при тушении пожаров. Монреальский протокол 1987 года обязал многие страны, в том числе и Россию, ограничить использование этих веществ, а затем и перейти на их заменители. Во всем мире уже истрачено на это около 100 млрд. долл. Расходы же нашей страны в ближайшее время должны были

    составить несколько десятков млрд. долл.

Несмотря на огромные затраты, прогнозы ученых оставались малоутешительными. Фреоны живут десятки лет, а потому озон - даже при условии строгого выполнения всех договоренностей - будет восстанавливаться до середины следующего столетия.

Однако тревожный тон по поводу дефицита озона в научных кругах недавно сменился некоторым замешательством. В России, например, сегодняшнее состояние озонового слоя вдруг оказалось

в норме. Весной отмечались лишь кратковременные понижения содержания озона в Сибири и на Дальнем Востоке. В июне несколько таких дней было в Приазовье. И это при том, что начиная с 1995 года дефицит озона наблюдали надо всей территорией России: в отдельные дни“недостача” достигала 40%, подвижные “дыры”длительное время висели над севером европейской части нашей страны и Поволжьем.

Проплешины в озоновом слое ни с того ни с сего “сползли”к югу, дыры появились над экватором, где раньше колебания не превышали 6%. Дефицит озона до 20 и более процентов обнаружили над экваториальной областью планеты - в двух районах с центрами над Тихим океаном и Африкой. Специалисты Центральной аэрологической обсерватории Гидрометцентра (руководитель группы профессор Черников), которые и обнаружили“дыры”над экватором, считают, что изменения в состоянии озонового слоя, в первую очередь, связаны с общими естественными изменениями климата на планете.

    4. Источники поступления ХФУ в атмосферу.

Как уже отмечалось ранее, особенности хлорфторуглеродов - их нетоксичность, стойкость к коррозии, негорючесть и стабильность (они не вступают в реакцию с большинством других веществ) сделали эти вещества идеальным продуктом для широкого применения. Использование ХФУ значительно возросло в 1950-1960-х годах и их производство в среднем увеличивалось на 10 процентов ежегодно, в течение трех десятилетий, пишут Шервуд и Роуленд в журнале“Амбио” в 1990 году. Основные категории продуктов, содержавших ХФУ и галогены до введения ограничений, включают:

жесткие пенопласты - используются в качестве изоляционных и упаковочных материалов;

паралон - используется в мебельном производстве, в матрасах и автомобильных сидениях;

холодильники - для охлаждения продуктов питания в быту и торговле; кондиционеры - в автомобилях и домах;

растворители - для промывания электронных плат, металлических частей и соединений;

    больничные стерилизаторы;
    огнетушители (используют галоны);

аэрозольные баллончики - фреоны использовались в качестве пропилентов (веществ, способствующих распылению содержимого) главным образом в Европе и Японии. До введения в США, Канаде и Швеции в 1978 году запрета на использование ХФУ в аэрозолях, аэрозольное производство было крупнейшим потребителем ХФУ. Использование ХФУ в аэрозолях другими странами продолжалось еще довольно долго после того, как США, Канада и Швеция ввели запрет. Более того, мировое производство ХФУ продолжало увеличиваться еще в течение долгого времени после запрета 1978 года.

США, не нарушая запрета на использование ХФУ в аэрозолях, тем не менее остаются крупнейшим мировым потребителем хлорфторуглеродов. В 1989 году на долю США пришлось 29 процентов мирового потребления ХФУ. Автомобильные кондиционеры стали (еще в большей степени, чем аэрозоли) крупнейшим потребителем ХФУ. На их долю пришлось 16 процентов всех ХФУ, потребленных США в 1989 году. Эта практика должна прекратиться согласно Монреальскому протоколу и 1990 года поправкам к“Закону о чистом воздухе”.

    5. Воздействие на здоровье и окружающую среду:

Озон в стратосфере защищает Землю от разрушительной ультрафиолетовой солнечной радиации. Разрушение озонового слоя позволит большему количеству солнечной радиации достигнуть поверхности Земли.

Каждый потерянный процент содержания озона в стратосфере приводит к увеличению интенсивности воздействия ультрафиолетовой солнечной радиации на 1, 5-2 процента, по данным Агентства по охране окружающей среды США. Для человека увеличение интенсивности ультрафиолетового излучения прежде всего опасно воздействием солнечной радиации на кожу и глаза.

Радиация с длиной волн в спектре от 280 до 320 нанометров - УФ лучи, которые частично блокируются озоном - могут вызвать преждевременное старение и рост числа раковых заболеваний кожи, а также поражение растений и животных. Радиация с длиной волн больше, чем 320 нанометров, УФ спектра, практически не поглощается озоном и фактически необходима человеку для формирования витамина Д. УФ радиация с длиной волн в спектре 200 - 280 нанометров может вызвать серьезные последствия для биологических организмов. Однако излучение этого спектра практически полностью поглощается озоном. Таким образом, “ахиллесова пята”земной жизни - это излучение довольно узкого спектра УФ волн длиной от 320 до 280 нанометров. С сокращением длины волн усиливается их способность причинять вред живым организмам и ДНК. К счастью, способность озона поглощать ультрафиолетовую радиацию растет пропорционально сокращению длины волны излучения. Потенциальные последствия для здоровья человека с увеличением интенсивности ультрафиолетовой радиации описаны ниже:

    5. 1. Увеличение количества случаев заболевания раком кожи.

По данным Агентства по охране окружающей среды США в случае разрушения озонового слоя увеличится частота трех видов рака кожи. Два наиболее распространенных типа рака кожи, это базальноклеточный рак (базалиома) и плоскоклеточный рак (шиповидный). Сегодня более 500 тысяч американцев ежегодно подвержены таким заболеваниям. В ранней стадии развития эти типы рака излечимы. Третий тип рака, саркома, встречается значительно реже, но это наиболее опасная форма. Ежегодно отмечается около 25 тысяч случаев этого заболевания. В пяти тысячах случаев саркома приводит к летальному исходу, что составляет 65 процентов всех смертей, вызванных всеми видами рака кожи вместе взятыми. Согласно данным Совета безопасности Российской Федерации, с 1970 по 1980 годы в СССР был отмечен рост всех видов раковых заболеваний кожи на 13 процентов и на 8 процентов в период с 1985 по 1986 годы (достигнув почти 80 тысяч). Совет безопасности предсказывает удвоение числа заболевших каждые восемь лет. В то время, как ученые в основном согласны с тем, что повышенная УФ радиация вызывает базальноклеточный и плоскоклеточный рак кожи, связь между солнечной радиацией и саркомой не так очевидна. Для более мягких форм рака наблюдается прямая корреляция между временем, проведенным на солнце и возникновением заболевания - это чаще всего происходит у людей в возрасте 70-80 лет в местах, где кожа открыта для воздействия солнечного света (например, лицо и руки). Агентство по охране окружающей среды рассчитало, что увеличение УФ радиации на 2 процента приведет к увеличению случаев заболевания раком (не являющихся саркомой) на 2-6 процентов. Саркома, однако, встречается у более молодых людей и в местах не обязательно подверженных воздействию прямых солнечных лучей. Она имеет тенденцию появляться у людей, вообще не проводящих много времени на открытом воздухе.

Опасность развития саркомы прямо связана с чувствительностью кожи отдельного человека к солнечному свету (светлокожие люди более подвержены этому процессу, чем темнокожие). По данным Института экологической политики и Института по исследованиям энергии и окружающей среды, опубликованным в 1988 году в книге“Как спасти нашу кожу”, жертвами такой формы рака становятся почти исключительно люди кавказского происхождения, особенно кавказцы со светлой кожей. Случаи возникновения саркомы были зарегистрированы в последние десятилетия у людей со светлой кожей по всему миру.

По подсчетам специалистов, солнечная радиация в Пунта-АрЭнас достигла таких размеров, что человек практически полностью обгорает буквально за несколько минут.

По сообщению Национального космического агентства NASA, озоновая дыра над Антарктидой продолжает увеличиваться.

Особенно сильное влияние дыра оказывает на один из чилийских городов Пунта-АрЭнас, где уже сегодня показатели солнечной радиации настолько высоки, что местным жителям рекомендуется как можно меньше находиться на улице. По подсчетам специалистов, солнечная радиация достигла таких размеров, что человек практически полностью обгорает буквально за несколько минут. Хотя местные власти настойчиво рекомендуют жителям по возможности не выходить из дома в течение дня, многие жители Пунте-АрЭнас весьма легкомысленно относятся к рекомендациям специалистов.

В этом году размеры озоновой дыры достигли рекордных размеров за последние 15 лет. Площадь озоновой дыры возросла до 29, 3 миллиона квадратных километров, что в три раза больше территории Соединенных Штатов. Об этом в четверг сообщил исследователь атмосферы Стивен Вуд со ссылкой на данные Национального управления по аэронавтике и космонавтике США.

Другой новозеландский ученый отметил, что отколовшиеся от озоновой дыры фрагменты могут угрожать Аргентине и даже Южной Африке, а также - Австралии и Новой Зеландии. И хотя в настоящее время во всем мире запрещено использование веществ, разрушающих озоновый слой, полное исчезновение дыры следует ожидать не ранее 2050 года.

    5. 2. Подавление иммунной системы человека.

По данным Агентства по охране окружающей среды США ультрафиолетовая радиация ослабляет способность иммунной системы противостоять определенным заболеваниям.

    5. 3. Поражение глаз.

Ультрафиолетовая радиация может повредить роговую оболочку глаза, соединительную оболочку глаза, хрусталик и сетчатку глаза. Ультрафиолетовая радиация может вызвать фотокератозиз (или снежную слепоту), похожий на солнечный ожег роговой или соединительной оболочки глаза. Увеличение воздействия ультрафиолетовой радиации на людей в следствие разрушения озонового слоя приведет к увеличению числа людей с катарактой, по мнению авторов“Как спасти нашу кожу”. Катаракта закрывает хрусталик глаза, снижая остроту зрения, и может вызвать слепоту.

Другие потенциальные последствия, связанные с разрушением озонового слоя стратосферы описаны ниже и взяты частично из книги“Как спасти нашу кожу”:

    5. 4. Уничтожение урожаев.

Способность поглощать ультрафиолетовую радиацию сильно отличается в зависимости от организма. Таким образом, ультрафиолетовая радиация вредно сказывается на росте растений, уменьшая размер листьев и, тем самым, сокращая полезную площадь для улавливания энергии. По данным Агентства по охране окружающей среды США, растение останавливается в развитии и вообще отмечается уменьшение массы растения, подверженного воздействию ультрафиолетовой радиации. Тем не менее, сегодня отсутствует научная информация, которая могла бы однозначно ответить на вопрос о влиянии ультрафиолетового излучения на растения. Изучены были только четыре из десяти экосистем Земли - леса умеренной полосы, сельскохозяйственные экосистемы, травяные экосистемы умеренной полосы, экосистемы тундры и высокогорной тундры. Более того, данные были получены в лабораторных условиях, где растения в целом более чувствительны к ультрафиолетовой радиации, по сравнению с растениями произрастающими в естественных условиях.

Исследования, проведенные Университетом Мериленда, показали, что две трети растений проявили чувствительность к ультрафиолетовой радиации и обнаружили большую устойчивость некоторых сорняков, по сравнению с культурными растениями, к ней. Отдельные исследования показали, что сокращение озона на 25 процентов может привести к существенному сокращению урожаев соевых бобов. Многие организмы выработали механизмы, защищающие их от солнечной радиации: сокращение времени контакта с радиацией (некоторые морские организмы избегают активности в середине дня, когда ультрафиолетовое излучение наиболее сильное); пигментная защита; восстановление поврежденных ДНК или тканей. Тем не менее, в случае увеличения интенсивности солнечной радиации многим организмам существующих механизмов будет явно недостаточно для защиты.

    5. 5. Вредное воздействие на некоторые морские организмы.

Жесткий ультрафиолет плохо поглощается водой и поэтому представляет большую опасность для морских экосистем. Эксперименты показали, что планктон, обитающий в приповерхностном слое при увеличении интенсивности жесткого УФ может серьезно пострадать и даже погибнуть полностью. Планктон находится в основании пищевых цепочек практически всех морских экосистем, поэтому без преувеличения можно сказать, что практически вся жизнь в приповерхностных слоях морей и океанов может исчезнуть. Растения менее чувствительны к жесткому УФ, но при увеличении дозы могут пострадать и они.

Фитопланктон и зоопланктон играют ключевую роль в сложных пищевых цепях морских экосистем. Эти организмы особенно чувствительны к ультрафиолетовой радиации. Поскольку УФ излучение поглощается лишь поверхностными слоями клеток, крупные биологические системы защищены лучше, чем мелкие, и такие системы, как одноклеточные водные организмы оказались в числе наиболее уязвимых биологических видов.

Согласно докладу Института экологической политики и Института по исследованию энергии и окружающей среды, многие виды планктона уже находятся на грани максимальной биологической чувствительности к ультрафиолетовой радиации. Таким образом, даже незначительное увеличение уровня УФ может критическим образом повлиять на планктон и на морские экосистемы в целом. Исследования показывают, что разрушение озона скорее всего повлечет изменение видового состава, проживающего в поверхностном слое океана, чем вызовет сокращение общей его массы.

Еще одно следствие разрушения озонового слоя, это коррозия полимеров. Увеличение ультрафиолетовой радиации ускорит разрушение пластиковых покрытий. Заключение:

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. Лет двадцать назад вряд ли кто-нибудь мог предположить что обычный аэрозольный баллончик может представлять серьезную угрозу для планеты в целом. К несчастью, далеко не всегда удается вовремя предсказать, как - то или иное соединение будет воздействовать на биосферу. Однако в случае с ХФУ такая возможность была: все химические реакции, описывающие процесс разрушения озона ХФУ крайне просты и известны довольно давно. Но даже после того, как проблема ХФУ была в 1974 г. сформулирована, единственной страной, принявшей какие-либо меры по сокращению производства ХФУ, были США и меры эти были совершенно недостаточны. Потребовалась достаточно серьезная демонстрация опасности ХФУ для того, чтобы были приняты серьезные меры в мировом масштабе. Следует заметить, что даже после обнаружения озонной дыры, ратифицирование Монреальской конвенции одно время находилось под угрозой. Быть может, проблема ХФУ научит с большим вниманием и опаской относиться ко всем веществам, попадающим в биосферу в результате деятельности человечества. Пpоблема истоpических и совpеменных изменений климата оказалась оченьсложной и не находит pешения в схемах однофактоpного детеpминизма. Наpяду с pостом концентpации углекислого газа важную pоль игpают изменения озоносфеpы, связанные с эволюцией геомагнитного поля. Разpаботка и пpовеpка новых гипотез являются необходимым условием познания закономеpностей общей циpкуляции атмосфеpы и дpугих геофизических пpоцессов, влияющих на биосфеpу.

    Список литературы:
    РЕФЕРАТ
    НА ТЕМУ:
    “ Озоновые дыры
    в озоновом слое атмосферы. Причины и последствия. ”
    План реферата:
    Введение.
    Озоновый слой - шит Земли.
    ХФУ и озон стратосферы: химия процесса взаимодействия.
    Источники поступления ХФУ в атмосферу.

Открытие проблемы и дальнейшее развитие ситуации вокруг этого открытия.

    Воздействие на здоровие и окружающую среду:
    Увеличение случаев заболевания раком кожи.
    Подавление имунной системы человека.
    Поражение глаз.
    Уничтожение урожаев.
    Вредное воздействие на некоторые морские организмы.
    Заключение.

Страницы: 1, 2, 3