Причины истощения озонового слоя не широко распространены, а сконцентрированы, и эти причины истощения озонового слоя были с самого начала цивилизации.
Атмосфера Земли состоит из нескольких уровней. Тропосфера, самый нижний слой, простирается от поверхности Земли до высоты около 10 км. Практически вся деятельность человека, способствующая загрязнению атмосферы, происходит в тропосфере. Высота Эвереста, самой высокой вершины мира, составляет всего около 9 километров. Стратосфера, простирающаяся от 10 до 50 километров, содержит озоновый слой. Большинство коммерческих реактивных самолетов также летают в нижних слоях стратосферы.
Наш основной интерес в этой статье состоит в том, чтобы рассмотреть причины истощения озонового слоя и то, что можно сделать, чтобы защитить наш озоновый слой от истощения.
Итак,
Содержание
Что тозоновый слой?
Озоновый слой представляет собой область атмосферы Земли, где газообразный озон, неорганическая молекула с химической формулой O3, содержится в относительно высоких концентрациях. Озоновый слой на полюсах толще, чем на экваторе. В 1913 году французские физики Шарль Фабри и Анри Бюиссон открыли озоновый слой.
Озон представляет собой бледно-голубой газ с резким (хлороподобным) запахом. Большая часть атмосферного озона сосредоточена в стратосферном слое на высоте от 9 до 18 миль (от 15 до 30 километров) над поверхностью Земли. Несмотря на высокую концентрацию, концентрация в этом слое все еще низка по сравнению с другими газами в стратосфере.
Озон образуется в атмосфере, когда солнечные лучи расщепляют молекулы кислорода на отдельные атомы. Эти отдельные атомы взаимодействуют с кислородом поблизости, образуя озон, молекулу из трех атомов кислорода. Молекулы озона постоянно генерируются и разрушаются в стратосфере в любой момент времени. В течение десятилетий, в течение которых он измерялся, общая сумма была довольно стабильной.
Хотя на каждые десять миллионов молекул воздуха приходится всего около трех молекул, озоновый слой служит солнцезащитным экраном Земли, поглощая примерно 98 процентов вредных ультрафиолетовых или УФ-лучей. Озоновый слой стратосферы поглощает часть солнечной радиации, не давая ей достичь поверхности планеты.
Ультрафиолетовые лучи стерилизовали бы Землю, если бы не существовал озоновый слой. Это привело бы к вредным последствиям, таким как увеличение числа солнечных ожогов, случаев рака кожи, повышение риска повреждения глаз, увядание и гибель деревьев и растений, а также резкое снижение урожайности сельскохозяйственных культур при поврежденном, но все еще существующем озоновом слое. В общем, озон действительно очень важен.
Ученые собрали данные о средних уровнях содержания озона в течение естественных циклов, охватывающих несколько десятилетий. Солнечные пятна, времена года и широта — все это влияет на концентрацию озона в атмосфере. Это хорошо понятные и предсказуемые процессы. За каждым естественным снижением содержания озона следует восстановление. Однако, начиная с 1970-х годов, научные данные показали, что озоновый щит истощается не из-за естественных процессов.
Важность озонового слоя
Когда озон обнаруживается в наших нижних слоях атмосферы (известных как тропосфера), он классифицируется как загрязнитель воздуха, чрезвычайно вредный для здоровья человека. Он нужен нам и в стратосфере, поскольку даже при низкой концентрации 12 частей на миллион озон настолько эффективно поглощает солнечное УФ-излучение, что даже небольшого количества озона достаточно для защиты нас на Земле.
УФ-излучение испускается солнцем и наносит вред живым существам. Излучения поглощаются этим слоем, что препятствует их достижению земной поверхности. Озон защищает Землю от вредных ультрафиолетовых (УФ) лучей Солнца. Жизнь на Земле была бы крайне затруднена без озонового слоя в атмосфере.
Растения, а также планктон, который питает большую часть жизни в океане, не могут развиваться и расти при высоких уровнях ультрафиолетового излучения. Люди были бы более склонны к раку кожи, катаракте и ослаблению иммунной системы, если бы защита озонового слоя была ослаблена.
Причины истощения озонового слоя
Озоновый слой истончился из-за загрязнения , что привело к его разреженности и подвергло жизнь на Земле вредному излучению. Озоновые дыры — распространенное название областей повреждения озонового слоя, хотя этот термин вводит в заблуждение. Повреждение озонового слоя выглядит как тонкое пятно, причем самые тонкие участки находятся вблизи полюсов.
С середины 1980-х годов загрязнение оказывает влияние на озоновый слой над Антарктикой. Температура в этом месте ускоряет превращение фреонов в озонообразующий хлор. ХФУ были выброшены развитыми странами в северном полушарии, что составляет около 90% ХФУ, находящихся в настоящее время в атмосфере.
Монреальский протокол, подписанный в 1989 году, запрещает производство озоноразрушающих химических веществ. С тех пор количество хлора и других озоноразрушающих веществ в атмосфере неуклонно снижается. По мнению ученых, уровень хлора вернется к своей первоначальной форме примерно через 50 лет. К тому времени озоновый слой Антарктики уменьшится до менее восьми миллионов квадратных миль.
Несколько основных причин истощения озонового слоя привели к образованию озоновой дыры.
Естественные причины истощения озонового слоя
Было обнаружено, что некоторые природные явления разрушают озоновый слой. Однако было обнаружено, что это вызывает истощение озонового слоя всего на 1-2 процента и что последствия носят временный характер. К естественным причинам истощения озонового слоя относятся:
1. Солнечные пятна
Выходная энергия Солнца варьируется, особенно в течение 11-летнего цикла солнечных пятен. Чем больше ультрафиолета достигает Земли во время активной части 11-летнего цикла солнечных пятен, тем больше озона образуется. Этот процесс может увеличить среднюю концентрацию озона примерно на 4% над полюсами, но если это усреднить по всему земному шару, глобальное среднее увеличение концентрации озона составит всего около 2%.
Согласно наблюдениям, проведенным в 1-х годах, общий уровень озона во всем мире упал на 2-1960 процента с максимума до минимума нормального цикла.
2. Стратосферные ветры
Очень сильные ветры в стратосфере переносят газообразный азот из солнечных бурь дальше в атмосферу, где он смешивается с озоновым слоем и разрушает его.
3. Извержения вулканов
Химическому превращению хлора в более активные формы, разрушающие озон, способствуют эксплозивные извержения вулканов, которые выбрасывают в стратосферу значительное количество диоксида серы. Считается, что крупные извержения вулканов (в первую очередь Эль-Чичон в 1983 году и гора Пинатубо в 1991 году) также способствовали истощению озонового слоя.
Техногенные причины истощения озонового слоя
Существуют также антропогенные причины истощения озонового слоя, и они являются основными причинами истощения озонового слоя и включают
1. Использование хлорфторуглеродов
Одной из антропогенных причин истощения озонового слоя является использование хлорфторуглеродов, но это также и одна из основных причин истощения озонового слоя.
В холодильниках начала 1900-х годов в качестве хладагентов использовались ядовитые газы, такие как аммиак и хлористый метил. К сожалению, опасные газы просочились из приборов, что привело к гибели людей. В результате началась охота за нетоксичным негорючим химическим веществом для использования в качестве хладагента. В результате появился CFC. ХФУ бывают разных форм, но наиболее распространенными являются ХФУ-11 и ХФУ-12.
Производство и использование ХФУ начали расти в 1930-х годах. К началу 300-х годов ежегодно в атмосферу выбрасывалось почти 11 миллионов фунтов ХФУ-1980. Затем, в 1985 году, британский исследователь Джо Фарман и его коллеги опубликовали исследование огромных сезонных потерь озона над Антарктидой.
Монреальский протокол, ограничивающий производство и использование ХФУ, был подписан в 1987 году благодаря совместным усилиям оперативных научных кругов, промышленности и законодателей.
Монреальский протокол уже подписали все страны на планете. Хотя ХФУ объявлены вне закона, озоновый слой продолжает истощаться. Это связано с тем, что срок службы ХФУ составляет от 50 до 100 лет, и требуется время, чтобы количество ХФУ в окружающей среде существенно уменьшилось. Кроме того, ХФУ по-прежнему выбрасываются в атмосферу.
ХФУ медленно высвобождаются, например, по мере того, как старый холодильник или кондиционер портятся на свалке. Требуется около 5 лет, чтобы влияние выбрасываемых в воздух ХФУ стало ощущаться над Антарктидой, где происходит истощение. ХФУ, образующиеся на уровне земли, в конечном итоге попадают в стратосферу.
Поскольку большая часть солнечного УФ-излучения блокируется озоном в стратосфере, фреоны должны подняться над озоновым слоем, прежде чем солнечный свет сможет их разрушить. Солнечная радиация, достигнув достаточно высокого уровня, высвобождает хлор, большая часть которого превращается в озон в виде соляной кислоты и нитрата хлора.
Поскольку эти реакции уникальны для полярных областей из-за их чрезвычайно низких температур в стратосфере, которые создают особый тип облаков, когда эти вещества попадают в Антарктиду, начинаются эти химические реакции (полярные стратосферные облака). Зимой полярный вихрь возникает в стратосфере южного полушария, когда температура понижается.
Температуры все еще достаточно низкие, чтобы образовались полярные стратосферные облака, поскольку солнечный свет возвращается в Антарктиду в конце зимы и ранней весной. Сейчас тоже солнечный свет. На поверхности облачных частиц происходят химические реакции, превращающие нереакционноспособные хлор и бром в реакционноспособные соединения.
Вихрь служит контейнером, содержащим внутри себя содержимое антарктической стратосферы и позволяющим реактивным соединениям хлора и брома разрушать молекулы озона. Эти реакции будут продолжаться до тех пор, пока присутствуют молекулы озона, пока озон почти не истощится. Озоновая дыра так называется.
Однако специалисты по атмосферным исследованиям обнаружили, что скорость этой реакции не так высока, как предполагалось изначально, поэтому ХФУ больше не являются основным фактором разрушения озонового слоя.
2. Глобальное потепление
Глобальное потепление, хотя и приводит к изменению климата, также является одной из антропогенных причин истощения озонового слоя. Большая часть тепла удерживается в тропосфере, слое под стратосферой, в результате глобального потепления и парникового эффекта.
Поскольку озон присутствует в стратосфере, тепло не достигает тропосферы, из-за чего она остается холодной. Поскольку восстановление озонового слоя требует максимального количества солнечного света и тепла, озоновый слой истощается.
3. Нерегулируемые запуски ракет
Запуски ракет также являются одной из основных антропогенных причин истощения озонового слоя. Согласно исследованиям, нерегулируемый запуск ракет разрушает озоновый слой гораздо сильнее, чем фреоны. Если не принять меры, это может привести к значительному истощению озонового слоя к 2050 году.
4. Азотистые соединения
Небольшие количества азотистых соединений, выделяемых в результате деятельности человека, таких как NO, N2O и NO2, считаются одной из причин истощения озонового слоя.
Озоноразрушающие вещества (ОРВ)
«Озоноразрушающие вещества — это такие вещества, как хлорфторуглероды, галоны, четыреххлористый углерод, гидрофторуглероды и т. д., ответственные за разрушение озонового слоя».
Озоноразрушающие вещества В атмосфере внизу вещества экологически безопасны, относительно стабильны и нетоксичны. Именно поэтому они со временем становятся все более популярными. Однако за их стабильность приходится платить: они могут плавать и оставаться неподвижными в стратосфере.
Когда ОРВ разрушаются мощным ультрафиолетовым излучением, в результате образуются хлор и бром. Известно, что озоновый слой разрушается при сверхзвуковых скоростях хлором и бромом. Они достигают этого, удаляя атом из молекулы озона. Одна молекула хлора способна разрушить тысячи молекул озона.
Озоноразрушающие соединения остаются в атмосфере в течение многих лет и будут оставаться там в будущем. Фактически это означает, что многие из озоноразрушающих соединений, которым люди позволили проникнуть в атмосферу за последние 90 лет, все еще находятся на пути в атмосферу, способствуя разрушению озонового слоя.
Ниже приводится список некоторых из наиболее распространенных озоноразрушающих соединений и источников их выделения:
- Хлорфторуглероды (ХФУ)
- Гидрофторуглероды (ГХФУ)
- Галоны
- Тетрахлорид углерода
- Метилхлороформ
1. Хлорфторуглероды (ХФУ)
Его называют наиболее широко используемым озоноразрушающим соединением, поскольку на его долю приходится более 80% общего разрушения озона. До 1995 года он использовался в качестве хладагента в бытовой технике, такой как морозильники, холодильники и кондиционеры как в зданиях, так и в автомобилях. Это химическое вещество содержится в продуктах для химчистки, больничных стерилизаторах и промышленных растворителях. Он также используется в изделиях из пенопласта, таких как матрасы и подушки, а также в домашней изоляции.
2. Гидрофторуглероды (ГХФУ)
Со временем гидрофторуглероды заняли положение хлорфторуглеродов. Они не так вредны для озонового слоя, как фреоны.
3. Галоны
Он используется в определенных огнетушителях в ситуациях, когда вода или химикаты для огнетушителей могут повредить оборудование или вещество.
4. Четыреххлористый углерод
Он также содержится в нескольких растворителях и огнетушителях.
5. Метилхлороформ
Холодная очистка, обезжиривание паром, химическая обработка, клеи и некоторые аэрозоли широко используются в промышленности.
Причины истощения озонового слоя можно разделить на две группы: естественные и антропогенные причины истощения озонового слоя.
КАК Pзащитить Oзона Lвчера
Во всем мире были предприняты некоторые действия, чтобы уменьшить истощение озонового слоя, следовательно, защитить озоновый слой.
Монреальский протокол
Монреальский протокол по озоноразрушающим соединениям был разработан в 1987 году международным сообществом для решения проблемы истощения озонового слоя. Это был первый международный договор, подписанный всеми странами мира, и его часто считают величайшим достижением ООН в области охраны окружающей среды.
Цель Монреальского протокола – свести к минимуму производство и потребление озоноразрушающих веществ, чтобы уменьшить их присутствие в атмосфере и тем самым защитить озоновый слой Земли.
регулирование ЕС
Правила ЕС в отношении озоноразрушающих веществ являются одними из самых строгих и передовых в мире. ЕС не только реализовал Монреальский протокол с помощью ряда законодательных актов, но и поэтапно отказался от вредных веществ быстрее, чем это было необходимо.
Действующий Регламент ЕС об озоновом кольце ( Регламент (ЕС) 1005/2009 ) включает в себя ряд мер, призванных обеспечить более высокий уровень амбиций. В то время как Монреальский протокол регулирует производство и оптовую продажу этих химических веществ, Регламент об озоновом кольце ограничивает их использование в большинстве случаев (определенные виды использования по-прежнему разрешены в ЕС). Кроме того, он регулирует не только оптовые партии веществ, но и вещества, содержащиеся в продукции и оборудовании.
Регламент ЕС по озону дополнительно устанавливает лицензионные требования для экспорта и импорта всех озоноразрушающих веществ, а также для регулирования и мониторинга веществ, не подпадающих под действие Монреальского протокола (более 90 химических веществ), а также еще пяти химических веществ, известных как «новые вещества».
Действия, необходимые во всем мире для продолжения восстановления озонового слоя:
- Обеспечить надлежащее соблюдение существующих ограничений на использование озоноразрушающих веществ и дальнейшее снижение потребления озоноразрушающих веществ во всем мире.
- Обеспечить экологически безопасное обращение с озоноразрушающими соединениями (как в хранилищах, так и в существующем оборудовании) и их замену безвредными для климата альтернативами.
- Обеспечение того, чтобы озоноразрушающие химические вещества не отвлекались от их законного использования.
- Сокращение использования озоноразрушающих соединений в целях, не связанных с потреблением, как это определено в Монреальском протоколе.
- Обеспечить отсутствие появления новых химических веществ или технологий, которые могут поставить под угрозу озоновый слой (например, очень короткоживущие вещества).
Действия, требуемые от отдельных лиц для защиты озонового слоя.
- Избегайте вдыхания газов, которые вредны для озонового слоя из-за их состава или технологии производства. ХФУ (хлорфторуглероды), галогенированные углеводороды, бромистый метил и закись азота относятся к числу наиболее вредных газов.
- Сократить использование автомобилей. Городской, велосипедный или пешеходный — лучшие виды транспорта. Если вам приходится ехать на автомобиле, постарайтесь объединиться с другими, чтобы уменьшить количество автомобилей на дорогах, тем самым уменьшив загрязнение окружающей среды и сэкономив деньги.
- Избегайте использования чистящих средств, которые вредны как для окружающей среды, так и для нас самих. Многие чистящие средства содержат растворители и едкие соединения, однако их можно заменить нетоксичными альтернативами, такими как уксус или бикарбонат.
- Покупайте вещи, сделанные в вашем районе. Таким образом вы не только получаете свежие продукты, но и избегаете употребления пищи, проехавшей большие расстояния. Из-за среды, используемой для перевозки этого продукта, по мере увеличения пройденного расстояния образуется больше закиси азота.
- Поддерживайте кондиционеры в хорошем рабочем состоянии, так как неисправности приводят к просачиванию хлорфторуглеродов в атмосферу.
Причины истощения озонового слоя – Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Что делает озоновый слой?
Озоновый слой стратосферы поглощает часть солнечной радиации, не давая ей достичь поверхности планеты. В частности, он поглощает часть спектра UVB. UVB — это тип ультрафиолетового света, который исходит от солнца (и солнечных ламп) и имеет много негативных последствий.
Из чего состоит озоновый слой?
Стратосферный озоновый слой состоит из газообразного озона (90% всего озона в атмосфере). Воздействие ультрафиолетового (УФ) света на молекулы кислорода, состоящие из двух атомов кислорода, приводит к образованию озона, состоящего из трех атомов кислорода.
СОВЕТЫ
- Последствия загрязнения океана
. - Организации по борьбе с пластиковым загрязнением по всему миру
. - Причины пластикового загрязнения
. - Последствия пластикового загрязнения океана
. - Причины загрязнения воздуха в Нигерии
. - Влияние глобализации на загрязнение воздуха в Китае
Страстный эколог в душе. Ведущий автор контента в EnvironmentGo.
Я стремлюсь информировать общественность об окружающей среде и ее проблемах.
Это всегда было о природе, мы должны защищать, а не разрушать.