Озоновый слой — это воздушный слой в верхних слоях атмосферы (стратосфере) состоящий из особой формы кислорода — озона. Молекула озона состоит из трех атомов кислорода (О3). Озоновый слой начинается на высотах около 8 км над полюсами (или 17 км над Экватором) и простирается вверх до высот приблизительно равных 50-ти км. Однако плотность озона очень низкая, и если сжать его до плотности, которую имеет воздух у поверхности земли, то толщина озонового слоя не превысит 3,5 мм.
Озон образуется, когда солнечное ультрафиолетовое излучение бомбардирует молекулы кислорода (О22 -> О3).
Впрочем, разрушение озонового слоя – очень серьезная проблема. Главный виновник здесь, разумеется, сам человек, ведь все процессы распада в верхних слоях атмосферы инициируют продукты его деятельности, например, хлорофлюорокарбоны и бромметил. К сожалению, природа не предусмотрела более серьезной защиты, чем озоновый слой, а он оказался слишком уязвим для этих вредоносных соединений.
Молекула озона нестабильна, она состоит из трех атомов кислорода, а такая структура долго существовать не может. Поэтому в атмосфере одновременно происходят распад и синтез озона – своеобразный цикл. За время существования Земли сформировался тонкий слой, благодаря которому губительная солнечная радиация не достигает поверхности планеты. Озон обладает замечательным свойством задерживать ультрафиолетовое излучение. Разумеется, часть лучей достигает океанов и суши, но, как показала эволюция, такие условия для жизни уже вполне пригодны.
Озоновые дыры – а сейчас они есть чуть ли не над каждым уголком планеты – так же нестабильны, поскольку они являются дефектами нестабильной структуры, озонового слоя.
Так как озоновый слой поглощает ультрафиолетовое излучение, то его разрушение приведет к более высоким уровням ультрафиолетового излучения на поверхности земли. Это, в свою очередь, вызовет увеличение случаев рака кожи. Другим следствием повышенного уровня ультрафиолетового излучения станет разогрев поверхности земли и, вследствие этого, изменение температурного режима, режима ветров и дождей и повышение уровня моря.
В 1985 году британские ученые обнародовали данные, согласно которым в предшествующие восемь лет были обнаружены увеличивающиеся каждую весну озоновые дыры над Северным и Южным полюсами.
Ученые предложили три теории, объяснявшие причины этого феномена:
– разрушение озонового слоя окисями азота — соединениями, образующимися естественным образом на солнечном свету;
– воздушные потоки из нижних слоев атмосферы при движении вверх расталкивают озон и соединения хлора в атмосфере разрушают озон.
Ученые пришли к заключению, что соединения хлора, называемые хлорфторуглеродами (ХФУ), которые широко использовались в промышленности и в быту, несут ответственность за разрушение озонового слоя земли. Некоторые виды хлорфторуглеродов использовались в качестве охладителей в холодильных установках и кондиционерах. Другие ХФУ применялись для производства поролонов и пенопластов — материалов, широко используемых во многих потребительских товарах, начиная от одноразовой пенопластовой посуды и заканчивая изоляционными материалами. Хлорфторуглероды нашли широкое применение в баллонах для распыления аэрозолей и в качестве веществ для промывания электрооборудования.
В середине сентября 1987 года представители двадцати четырех стран встретились в Монреале и подписали соглашение, по которому обязались сократить вдвое использование озоноразрушаюших ХФУ к 1999-му году. Однако в связи с ухудшающейся ситуацией в 1990-м году в Лондоне были приняты поправки к Монреальскому протоколу. Согласно Лондонским поправкам в список регулируемых ХФУ вошли еще десять веществ и было принято решение прекратить использование ХФУ, галогенов и четырехлористого углерода к 2000-х тысячному, а метилхлороформа — к 2005-му году.
Согласно расчетам ученых, если бы не было Монреальского протокола и не были проведены мероприятия по охране озонового слоя, разрушение озонового слоя в 2050 году в северной части Земного шара достигло бы как минимум 50 %, а на юге – 70 %. Достигающее Землю ультрафиолетовое излучение в северной части удвоилось бы, а на юге – увеличилось в четыре раза. Объем эмитированных в атмосферу веществ, разрушающих озоновый слой, увеличился бы в 5 раз. Чрезмерное ультрафиолетовое излучение вызвало бы более чем 20 миллионов случаев заболеваний раком, 130 миллионов случаев заболеваний катарактой глаз и т.д.
Сегодня под воздействием Монреальского протокола почти на все технологии, в которых используются вещества, разрушающие озоновый слой, найдены альтернативы, и производство этих веществ, торговля ими и их использование стремительно уменьшается. Например, в 1986 году объем потребленных хлорофторуглеродов в мире составил примерно 1 100 000 тонн, а в 2001 году общий объем – только 110 000 тонн. Как следствие, концентрация веществ, разрушающих озоновый слой, в нижних слоях атмосферы уменьшается и ожидается, что в ближайшие годы она начнет уменьшаться и в верхних слоях атмосферы, в том числе, в стратосфере (на высоте 10-50 км), где находится озоновый слой. Ученые прогнозируют, что если будут соблюдаться проводимые сегодня мероприятия по охране озонового слоя, то примерно в 2060 году озоновый слой может быть обновлен, и его «толщина» будет близка к нормальной.
Проблема сохранения озонового слоя показывает, что власть человека над природой не является всесильной, и он должен вовремя осмыслить свою роль во Вселенной и, возможно, кое-где остановиться, ограничиться, иначе может быть поздно; эта глобальная катастрофа, как и ядерное загрязнение, может коснуться всех и каждого. Однако кажущаяся отрешенность этих проблем от сиюминутных забот затрудняет и отодвигает их решение, а экономический кризис перечеркивает достигнутые международные договоренности и национальные предписания.
16 сентября 1987 г. в Канаде был принят Монреальский протокол по веществам, способствующим разрушению озонового слоя. Протоколом определены меры, обязывающие участников ограничить, а затем полностью прекратить производство и потребление отдельных видов озоноразрушающих веществ.
Международное сообщество приняло Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой для того, чтобы защитить землю от вредного ультрафиолетового излучения. За более чем 24 года успешной реализации, Протокол укрепил свои позиции для того, чтобы охватить постепенным выводом почти 100 видов озоноразрушающих веществ. Последние поправки были приняты в 2007 г. для того, чтобы ускорить вывод гидрохлорфторуглеродов (ГХФУ).
ГХФУ являются как озоноразрушающими веществами, так и сильными парниковыми газами: большинство широко используемых ГХФУ вызывают глобальное потепление почти в 2000 раз сильнее двуокиси углерода. Согласовав процесс ускоренного вывода ГХФУ, Стороны Монреальского протокола увеличили также имеющиеся существенные вклады в защиту мировой климатической системы.
Уровни климатических выгод, которые могут быть достигнуты, зависят от того, какие химикаты и технологии выбраны для замены ГХФУ. Таким образом, вывод ГХФУ представляет странам и отраслям промышленности уникальную возможность приобрести передовые технологии, которые не только исключают потребление озоноразрушающих смесей, но и позволяют делать это путем снижения энергетических затрат и увеличения климатических выгод. Для поддержки этого перехода в развивающихся странах, Финансовый механизм Монреальского протокола обеспечит увеличенное финансирование.
Стороны Монреальского протокола теперь рассматривают дальнейшие поправки, включая предложения внести гидрофторуглероды (ГФУ) под контроль Протокола таким образом, который дополнил бы действия, предпринимаемые в рамках РКИК ООН и ее Киотского протокола. ГФУ не разрушают озоновый слой, но они являются очень сильными парниковыми газами, и их потребление быстро увеличивается, так как они используются для замены ГХФУ.
Учеными ведутся поиски путей восстановления озонового слоя. Вначале для этой цели предлагалось создание фабрик по производству озона, после чего доставлять оный на самолетах в атмосферу. Другим вариантом является создание аэростатов оснащенных лазерами, имеющих питание от солнечных батарей, которые будут использовать кислород для создания озона. Наиболее же реальным выходом из этой ситуации является сокращение вырубки лесов, и увеличением зеленых насаждений.
Для дальнейшего успеха необходимы следующие меры:
1) продолжать наблюдения за озоновым слоем, чтобы оперативно отслеживать непредвиденные изменения; обеспечить выполнение странами принятых соглашений;
3) продолжать предоставлять информацию о технологиях и замещающих соединениях, позволяющую использовать холодильную технику, кондиционирование воздуха и теплоизоляционные пеноматериалы, не нанося ущерба озоновому слою.
2. Способы детоксикации и выведения из организма канцерогенных веществ
Химические канцерогены ответственны за возникновение до 80-90% всех злокачественных опухолей человека. Канцерогенез в настоящее время большинством исследователей рассматривается как многостадийный процесс, в котором следует различать 3 главные стадии: инициацию, промоцию и прогрессию. Принято считать, что существуют 2 типа агентов, различающиеся по механизмам своего действия: инициаторы и промоторы. Действие инициаторов необратимо, действие промоторов до определенного момента обратимо. Оказалось, что большинство «сильных» канцерогенов обладают и инициирующими, и промоторными свойствами, а все промоторы, за редкими исключениями, проявляют канцерогенную активность, если их применять в высоких дозах и достаточно долго. Деление на инициаторы и промоторы в определенной степени соответствует делению канцерогенов на генотоксические и негенотоксические.
Под детоксикацией подразумевается такой процесс, при котором токсические чужеродные вещества, в частности, химические соединения, поступившие в организм, подвергаются значительным изменениям, вследствие чего токсичность исходных веществ уменьшается. Однако известны случаи, когда в результате превращений чужеродных веществ в организме образуются более токсичные соединения, чем исходные. Такие реакции называют «летальным» синтезом.
Для детоксикации ксенобиотиков (чужеродные для организмов химические вещества) большое значение имеют:
— скорость всасывания,
— характер распределения по органам и тканям,
Длительность пребывания в организме,
— метаболические превращения и пути выведения, а также:
— физико-химические свойства и реакционная способность самого вещества и его метаболитов.
Детоксикация химических соединений осуществляется посредством метаболического превращения и химической или энзиматической конъюгации, но может происходить и в одну фазу.
Метаболические превращения осуществляются при помощи ферментов, которые локализованы в эндоплазматическом ретикулуме клеток печени - микросомальной фракции и известны как оксидазы «смешанной функции» (ОСФ). Последние катализируют широкий круг реакций, но все они могут быть сведены к одному общему механизму, а именно, к гидроксилированию. Для этих реакций требуются восстановленный кофермент никотинамидадениндинуклеотидфосфат восстановленный (НАДФ-Н) и кислород.
Об активности ОСФ печени в условиях эксперимента обычно судят по содержанию цитохрома Р-450 в микросомальной фракции гомогената печени.
Микросомальные энзимы катализируют метаболизм чужеродных для организма веществ, не затрагивая сходные типы реакций эндогенных соединений.
Микросомальные ферменты действуют в основном на жирорастворимые вещества, что обусловлено высоким содержанием липидов в микросомах, создающих как бы барьер для гидрофильных веществ.
Следовательно, многие химические вещества метаболизируются в менее токсичные соединения с участием ОСФ. Некоторые из них могут выступать в роли ингибиторов или индукторов, что соответственно влияет на процессы детоксикации. Вместе с тем, некоторые ксенобиотики могут метаболизироваться другими (не микросомальными) ферментами межуточного обмена, например, алкогольдегидрогеназами и альдегиддегидразами и некоторыми эстеразами.
Конъюгация является реакцией синтеза чужеродного вещества с эндогенными молекулами или их группировками (аминокислоты, глюкуроновая или серная кислоты и др.). В результате этого молекула яда становится более полярной, менее жирорастворимой и легче выделяется из организма.
Различные превращения токсических веществ, если они не являются химически инертными, в организме сводятся в основном к таким реакциям, как:
— окисление,
— восстановление,
— гидролиз и
— синтез (конъюгация),
или любому сочетанию этих четырех процессов.
Наиболее распространенным путем детоксикации является реакция окисления, Так, этиловый спирт через стадию альдегида окисляется до уксусной кислоты; бензол - до фенола, гидрохинона, пирокатехина и, в меньшей степени, до ненасыщенной муконовой кислоты. Некоторые органические соединения полностью окисляются до углекислоты и воды.
Примером окисления токсических веществ с «летальным» синтезом могут служить хлорорганические пестициды группы диенового синтеза (алдрин, гептахлор и др.). Эти вещества под влиянием окислительных микросомальных ферментов эпоксидаз превращаются в организме в соответствующие эпоксиды, которые по своей токсичности превышают исходные соединения. Ядовитость метилового спирта также связывают с его окислением и образованием в условиях организма формальдегида и муравьиной кислоты.
Реже чужеродные вещества в процессе детоксикации в организме подвергаются восстановлению. Так, например, ароматические нитросоединения восстанавливаются в гидроксиламины и соответствующие амины; пикриновая кислота - в пикраминовую, нитраты - в нитриты, хлоралгидрат - в трихлорэтиловый спирт.
Относительно редко процесс детоксикации осуществляется путем гидролиза. Примером такого процесса может служить ацетилхолин, который в организме под влиянием фермента холинэстеразы распадается на уксусную кислоту и холин.
Чаще всего детоксикация чужеродных веществ в организме определяется способностью их вступать в синтетические процессы с образованием парных или конъюгированных соединений. Это осуществляется в том случае, если молекула соединения содержит гидроксильную, карбоксильную, аминную или сульфгидрильную группы. Если же таковые отсутствуют, то они могут быть приобретены в результате окисления, восстановления или гидролиза. В таких случаях детоксикация осуществляется обычно в две фазы: в первой происходит окисление, восстановление или гидролиз, а во второй - конъюгация. В этих условиях токсические вещества подвергаются в печени изменениям, которые как бы «подготавливают» яд к последующим синтетическим реакциям.
Известны следующие синтетические реакции: образование парных соединений с глюкуроновой, гиппуровой, меркаптуровой и орни-туровой кислотами, глутаминовая и сульфатная конъюгации, ацетилирование и метилирование, а также синтез тиоцианата. При этом одно и то же чужеродное вещество может подвергаться в организме различным превращениям.
Большинство реакций конъюгации у млекопитающих ведет, как указывает Р. Вильяме (1965), к образованию сильно ионизированных продуктов, которые легко выводятся из организма преимущественно почками. Образующиеся при этом продукты менее токсичны, чем их предшественники.
Универсальным способом обезвреживания является образование парных соединений с глюкуроновой кислотой. Глюкурониды могут образовываться в организме, если токсическое вещество имеет либо приобретает в результате реакции окисления или восстановления гидроксильную и карбоксильную, а также аминную и реже сульфгидрильную группы. Источником глюкуроновой кислоты являются глюкоза и гликоген.
Связываться с глюкуроновой кислотой могут спирты и фенолы, а также ароматические кислоты. Если она реагирует с соединениями, содержащими гидроксильную группу, образуются вещества типа простых эфиров, если же кислую группу,- сложные эфиры. Например, трихлорэтиловый спирт с глюкуроновой кислотой образует урохлораловую кислоту. Примером сложных эфиров могут служить глюкурониды салициловой кислоты. Образующиеся глюкурониды менее токсичны, чем соответствующие свободные вещества, и лучше растворяются, что облегчает их выведение из организма.
Образование гиппуровой кислоты из введенной извне бензойной при участии глицина (гликокола) известно уже давно. По скорости образования и выделения гиппуровой кислоты после нагрузки организма бензойной кислотой судят об обезвреживающей способности печени (проба Квика).
В конъюгацию с глицином вступают в основном ароматические соединения как карбоциклические, так и гетероциклические (пиридин, фуран, тиофен). При этом имеющаяся или образующаяся в процессе окисления карбоксильная группа связывается с глицином.
Меркаптуровые кислоты или их предшественники образуются в тех случаях, когда токсические вещества в процессе биотрансформации способны реагировать с восстановленным глютатионом печени или цистеином. К таким относятся многие соединения ароматических и алифатических углеводородов, галоидуглеводороды, у которых галоид входит в ядро. Указанные соединения вступают во взаимодействие вначале с сульфгидрильными группами указанных субстратов, а затем образующийся арил- или алкилцистеин ацетилируется в меркаптуровые кислоты, которые выделяются из организма с мочой. Необходимо отметить, что меркаптуровые кислоты не являются физиологическими продуктами обмена веществ, так как они образуются и выделяются только при введении в организм указанных выше веществ. Образование меркаптуровых кислот рассматривается как процесс детоксикации указанных химических веществ.
Связывание чужеродных веществ возможно также с остатками уксусной (ацетилирование) и серной кислот (сульфатная конъюгация).
Ацетилирование - реакция, которая характерна для соединений, содержащих аминогруппу (ароматические амины, сульфаниламиды, производные гидразина и др.). Осуществляется она после активации соответствующими ферментами (ацетилазами) ускусной кислоты, в результате чего последняя становится акцептором для аминогрупп токсических веществ, поступивших в организм. Ацетильная группа, используемая для ацетилирования аминов, образуется при метаболизме углеводов, жиров и белков. Образование парных соединений серной кислоты характерно для детоксикации фенолов.
Одним из наиболее распространенных процессов обезвреживания чужеродных веществ в организме является метилирование - введение в молекулу яда метильных групп. Основным источником метильных групп для метилирования различных соединений служит метионин. Метилированию подвергаются фенолы, алифатические амины, азотсодержащие гетероциклы и, вероятно, тиолы. В реакцию с метионином в основном вступает атом азота. Например, гетероциклы типа пиридина с метионином образуют М-метилпиридингидроксид. Однако для этой реакции необходима активная форма ме-тионина, которая образуется ферментативным путем из метионина и АТФ.
В результате детоксикации чужеродных веществ, которая происходит путем различных химических и биохимических превращений, образуются в основном малотоксичные парные соединения, которые выделяются теми или иными путями из организма. На эти процессы расходуются многие метаболиты, которые образуются в основном из углеводов или аминокислот. К таким углеводам относятся глюкоза, гликоген и, возможно, рибоза, а к аминокислотам -цистеин, глицин, метионин, глутаминовая кислота и серии, а также глутатион восстановленный.
При этом необходимо учитывать, что если на обезвреживание яда израсходуется значительное количество того или иного метаболита, то в организме образуется его дефицит, который в свою очередь может оказаться опасным. Например, если на образование меркаптуровых кислот будет израсходовано много восстановленного глутатиона или цистеина, то это может вызвать ряд патологических сдвигов (образование катаракты, торможение роста у детей и др.). Поэтому, зная причину отравления и пути детоксикации того или иного яда, необходимо наряду с лечебными средствами применять такие вещества (метаболиты), которые расходуются на обезврежи-ванне.
Можно также в зависимости от яда способствовать или препятствовать процессу окисления. Например, для веществ с «летальным» синтезом полезными окажутся антиоксиданты (например, а-токоферол, галаскорбин и др.). Учитывая, что процессы детоксикации в основном протекают в печени, большое значение имеет функциональное состояние этого органа. Врач, оказывая специальную помощь пострадавшему, всегда должен использовать лечебные средства, направленные на повышение обезвреживающей функции печени. Для стимуляции этой функции при отравлении ядами, даже не поражающими ее паренхиму, следует назначать глюкозу, а также витамины (холина хлорид, фолиевую кислоту, пиридоксина гидрохлорид, цианокобаламин).
Пути выведения яда из организма во многом зависят от его физико-химических свойств. Основными органами экскреции являются:
— почки,
— пищевой канал,
— легкие и
— кожа.
Через почки с мочой обычно выводятся различные хорошо растворимые в воде неэлектролиты и электролиты, а также многие нерастворимые органические и неорганические вещества (соли, большинство алкалоидов и гликозидов). Чужеродные вещества выделяются почками обычно путем фильтрации в клубочках, экскреции в канальцах (йодиды, пенициллин и др.) и диффузии.
Липоидорастворимые неэлектролиты, особенно те, которые плохо растворяются в воде, например углеводороды, практически почками не выводятся.
Для выделения веществ почками имеет значение и их способность вступать в химические реакции, определяющие уровень канальцевой секреции вещества или его активной реабсорбции и протекающие при участии энзимов. Так, для переноса глюкозы через мембраны канальцев необходимо предварительное ее фосфорилирование под влиянием почечной фосфатазы.
На скорость выделения яда почками может влиять его токсическое действие на почечную ткань. Так, этилен- и диэтиленгликоль, сильнее поражающие паренхиму почек, чем пропиленгликоль, выводятся с мочой медленнее. К подобным веществам относятся также соединения ртути, мышьяка, висмута и др.
Элиминация яда может происходить через желудочно-кишечный тракт, а также с желчью через печень. Этим путем выделяются в основном вещества, плохо растворимые в воде (хлорированные углеводороды, тяжелые металлы, галогены и др.).
Существуют методы, при помощи которых можно ускорить выведение токсических веществ из организма:
— усиление естественной детоксикации;
— усиление искусственной детоксикации организма;
— антидотной детоксикации.
К методам усиления естественной детоксикации относятся: очищение желудка, кишок и форсированный диурез. Появление рвоты, которую можно усилить рвотными средствами, рассматривается как защитная реакция организма, направленная на выведение токсического вещества.
К промыванию желудка обычными способами следует относиться с осторожностью, так как могут возникнуть аспирация с последующим развитием пневмонии, ларингоспазма и др. Поэтому промывать желудок рекомендуется через зонд. После промывания вводят различные адсорбенты.
Слабительные средства действуют недостаточно быстро, чтобы препятствовать всасыванию яда и поэтому с целью ускорения детоксикации организма не применяются.
Метод форсированного диуреза является достаточно универсальным способом ускоренного удаления токсических веществ, выделяемых из организма с мочой. Основан он на проведении гидратационной терапии и введении осмотических диуретиков или салуретиков. При этом сперва вводят внутривенно в течение 2-3 ч 1,5-2,5 л (водная нагрузка) изотонический раствор глюкозы, затем внутривенно маннит (10% раствор из расчета 1 г/кг) или мочевину (30% раствор в 10% растворе глюкозы в дозе 1 г/кг).
Из салуретиков применяется фуросемид внутривенно в дозе от 40 до 200 мг. При форсированном диурезе необходимо контролировать содержание электролитов, особенно калия, а также натрия, кальция и концентрацию мочевины в крови. Форсированный диурез резко увеличивает выведение яда из организма и улучшает прогноз при отравлении.
Метод противопоказан при сердечно-сосудистой недостаточности, нарушении функции почек.
К методам искусственной детоксикации организма относятся:
— гемодиализ,
— перитонеальный диализ и
— детоксикационная гемосорбция.
Ранний гемодиализ, проводимый с помощью аппарата «искусственная почка», ускоряет выведение из организма токсических веществ и считается одним из наиболее эффективных методов очищения организма,
Перитонеальный диализ основан на активном выведении токсического вещества в перитонеальную жидкость.
Детоксикационная гемосорбция проводится при помощи специального детоксикатора (портативный аппарат с набором колонок, заполненных древесным углем - сорбентом). Указанные методы эффективны, однако для их осуществления требуются определенные условия и аппаратура, а также высококвалифицированные специалисты.
Стимуляция дыхания углекислотой способствует ускорению выведения газо- и парообразных веществ (окиси углерода, эфиров и др.) легкими.
Процессы детоксикации можно ускорить влиянием на активность ферментов (например, на оксидазы «смешанной функции»), метаболизирующих токсические вещества, использованием индукторов.
Задание
Совокупность материковых, океанических, атмосферных вод Земли – это…:
а) атмосфера;
б) гидросфера;
в) криосфера;
г) литосфера;
д) биосфера.
Ответ
Совокупность материковых, океанических, атмосферных вод Земли – это б) гидросфера.
Гидросфе́ра (от др.-греч. Yδωρ - вода и σφαῖρα - шар) - это водная оболочка Земли. Она образует прерывистую водную оболочку. Средняя глубина океана составляет 3800 м, максимальная (Марианская впадина Тихого океана) - 11 022 метра. Около 97 % массы гидросферы составляют соленые океанические воды, 2,2 % - воды ледников, остальная часть приходится на подземные, озерные и речные пресные воды.
Общий объём воды на планете около 1 532 000 000 кубических километров. Масса гидросферы примерно 1,46*10 21 кг. Это в 275 раз больше массы атмосферы, но лишь 1/4000 от массы всей планеты. Гидросферу на 94% составляют воды Мирового океана, в которых растворены соли (в среднем 3,5%), а также ряд газов. Верхний слой океана содержит 140 трлн тонн углекислого газа, а растворенного кислорода - 8 трлн тонн. Область биосферы в гидросфере представлена во всей ее толще, однако наибольшая плотность живого вещества приходится на поверхностные прогреваемые и освещаемые лучами солнца слои, а также прибрежные зоны.
В общем виде принято деление гидросферы на Мировой океан, континентальные воды и подземные воды. Большая часть воды сосредоточена в океане, значительно меньше - в континентальной речной сети и подземных водах. Также большие запасы воды имеются в атмосфере, в виде облаков и водяного пара. Свыше 96 % объёма гидросферы составляют моря и океаны, около 2 % - подземные воды, около 2 % - льды и снега, около 0,02 % - поверхностные воды суши. Часть воды находится в твёрдом состоянии в виде ледников,снежного покрова и в вечной мерзлоте, представляя собой криосферу.
Поверхностные воды, занимая сравнительно малую долю в общей массе гидросферы, тем не менее играют важнейшую роль в жизни наземной биосферы, являясь основным источником водоснабжения, орошения и обводнения. Сверх того эта часть гидросферы находится в постоянном взаимодействии с атмосферой и земной корой.
Взаимодействие этих вод и взаимные переходы из одних видов вод в другие составляют сложный круговорот воды на земном шаре. В гидросфере впервые зародилась жизнь на Земле. Лишь в начале палеозойской эры началось постепенное переселение животных и растительных организмов на сушу. Океаническую кору слагают осадочный и базальтовый слои.
Список литературы
- Причины экологического кризиса Биохимическое единство всех живых организмов 2014-06-13
Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология. Учебное пособие. –М.: ДОНИТИ, 2010.
Елисеева Н.В., Власова Н.М., Амбарцумян Л.И. Экология. – Краснодар: ООО «Атриум», 2004.
Моисеев А.Н. Экология в современном мире // Энергия. 2006. № 4.
Расположенный на высоте от 7 до 18 км (на экваторе до 50 км), отличающийся повышенной концентрацией молекул озона и защищающий биосферу от ультрафиолетового излучения солнца. Озоновый слой образовался на земле, по современным данным, 570-400 млн. лет назад. В слое озоносферы озон находится в очень разреженном состоянии.
Количество озона в атмосфере определяется балансом реакций его образования и разложения. В среднем в атмосфере земли ежесекундно образуется и исчезает около 100 т озона.
Почему так важно поглощение озоном жесткого ультрафиолетового излучения солнца. Биологические эффекты, вызывающие изменения на молекулярном, клеточном, тканевом уровнях, пока не до конца изучены, однако общеизвестно, что живые организмы на любом уровне организации обладают высокой чувствительностью нуклеиновых кислот, которые могут разрушаться, что приводит к гибели клеток или возникновению мутаций.
Резкое усиление научного и общественного интереса к проблеме озонового слоя началось в начале 70 годов. С этого времени не утихает вопрос, касающийся проблемы зависимости озонового слоя от хозяйственной деятельности человека. С 1985 г мир узнал о существовании глобальных экологических проблем “озоновых дыр”, в частности, что содержание озона над Антарктидой систематически уменьшается.
Ответить на вопрос о причине появления “озоновых дыр” не просто. Но главным виновником ее появления является попадание в верхние слои атмосферы хлорфторуглеродных соединений и других загрязнителей атмосферы, оксидов азота или соединений хлора и др.
Источниками этих веществ - виновников разрушения озонового слоя, в первую очередь, являются все более развивающиеся гражданская авиация и химическая промышленность. Применение азотных удобрений в сельском хозяйстве, хлорирование питьевой воды, широкое использование фреонов в холодильных установках, огнетушителях, растворителей и аэрозолей привело к тому, что миллионы тон хлорфторметанов поступают в нижние слои атмосферы в виде бесцветного нейтрального газа. Распространяясь вверх, хлорфторметаны под действием ультрафиолетового излучения разрушаются, выделяя фтор и хлор, которые активно вступают в процесс разрушения озона.
Развитие альтернативных видов энергетики (ветровой, солнечной, геотермальной);
Всемирная экономия энергии.
На конференции в Рио-де-Жанейро в 1922 г. принята Конвенция ООН об изменении климата, основным положением которой являются международная координация и объединение усилий в борьбе с изменениями климата и его неблагоприятными последствиями для планеты.
Если бы не озоновый слой, то существование человека и других млекопитающих было бы невозможно, именно он защищает нас от ультрафиолетового солнечного излучения. Для того чтобы возникли все необходимые условия образования озонового слоя, чтобы он окончательно сформировался, понадобились миллиарды лет, человечество же каким-то образом сумело нанести ему урон за последнее столетие. Такое происходит, когда научно-технический прогресс и промышленность опережают развитие «экологического» сознания.
К веществам, которые разрушают озоновый слой, ученые причисляют органические химические соединения , в которых содержится бром, хлор . Чтобы оценивать их опасность количественно, была введена величина – озоноразрушающий потенциал или сокращенно ОРП . Итак, чем выше ОРП определенного вещества, тем опаснее оно для озонового слоя.
Наиболее высокий ОРП, достигающий 12, у галлонов (органические газы, которые используют, например, для тушения пожаров), низкий – у хлорфторуглеродов.
Вещества, разрушающие озоновый слой, с точки зрения обывателей
Где же эти сложные химические соединения с устрашающими названиями используются?
Химическая промышленность по всему миру очень долго, не задумываясь о последствиях, выпускала их для охладительных установок, противопожарных систем, приспособлений для подачи теплого воздуха. Проще говоря, используя старые холодильники, огнетушители, аэрозоли, растворител и и т.п., мы вредили тому, что защищает нас от губительного излучения.
Пожиная последствия
Об озоновой дыре слышали многие, еще бы – ее обнаружили над Антарктидой в уже далеком 1985 году. Некоторые возлагают ответственность за ее появление всецело на химическую промышленность. Однако это неправильно. Да, антропогенные факторы (названные ранее вещества) способствуют гибели молекул озона, однако отрицательно влияют на озоновый слой и некоторые природные факторы: полярный вихрь, полярные зимы.
Но в утончении озонового слоя над городами повинно человечество. Как результат – ухудшение сопротивляемости организма людей болезням, уменьшение урожаев сельхоз культур, это даже влияет на срок службы материалов, уменьшая его, например резины.
Ученые подсчитали, что при уменьшении толщины слоя всего лишь на 1%, в тысячи раз увеличится число случаев заболеваний рака кожи. И это только один пример, поэтому давайте попытаемся остановить разрушение, тем более что альтернативы существуют. Вместо разрушающих озон веществ можно использовать: нетоксичные пропан и углекислый газ, аммиак (один из лучших хладагентов), природный газ изобутан (как хладагент, вспенивающий агент), циклопентан .
Все мы живем на земле под лучами теплого солнца, однако все ли нам известно о воздействии этих лучей на человеческий организм?
Вся жизнь на Земле напрямую зависит от энергии Солнца. Именно ультрафиолетовое и являются источником этой бесценной энергии. Однако воздействие ультрафиолета на живые организмы зачастую приводит к неизбежному нарушению структур нуклеиновых кислот и белков, и, как следствие, приводит к гибели клеток.
Сама природа создала надежную защиту - Земли, который служит барьером для вредоносных В воздухе, на высоте 20-50 км содержится огромное количество озона, который создает своеобразный щит, защищающий всю биосферу и человечество.
Организм человека умеет защищаться за счет синтеза темного пигмента (меланина), который мы называем не иначе, как загар. Но при этом в весенний период, когда кожа содержит малое количество меланина, человек не может пребывать длительное время на солнце: кожа может быстро покраснеть, а через несколько часов может подняться общая температура тела и появиться головная боль.
Всем давно известно, что ученые наблюдают методичное разрушение озонового слоя. В атмосфере значительно снизилось содержание озона, более того, была обнаружена так называемая «дыра», которая располагается над Антарктидой. К сожалению, площадь этой дыры увеличивается с каждым годом, и на сегодняшний момент ее площадь превышает по размерам саму Антарктиду.
Разрушение озонового слоя не проходит незаметно для человечества, так, например, в странах, которые находятся в непосредственной близости к материку, наблюдается рост заболеваний. В основном это заболевания, связанные с повышенным УФ-фоном, такие как катаракта, рак кожи и др.
Способствует разрушению нашего «щита» и военная деятельность. Двигатели баллистических ракет, которые используются военными, выбрасывают в атмосферу огромнейшее количество вредных Каждый запуск одной такой ракеты в космос образует огромную «дыру» в озоновом слое. Спустя только несколько часов такая «дыра» затягивается.
Еще в 70-е годы над далеким и безлюдным островом американские военные рассеяли в стратосфере химические вещества, которые способствовали образованию «дыры», которая затянулась только спустя много часов. Разрушение озонового слоя над островом привело к тому, что значительная часть наземных обитателей острова была просто уничтожена. Животные, растения, микроорганизмы - все погибли. Смогли уцелеть только несколько крупных черепах, которые спаслись благодаря толстому костяному панцирю. Однако эти черепахи ослепли, потому что сетчатка глаз была сожжена ультрафиолетом.
В конце прошлого века ученые стали изучать, что разрушает озоновый слой в атмосфере, так как его толщина стала уменьшаться и появились так называемые озоновые дыры, которые увеличивают УФ - радиацию.
Что такое озоновый щит земли
Это часть стратосферы на высоте примерно 20-25 км. Озон состоит из трёх атомов кислорода - О 3. Распределяется в стратосфере озон не равномерно: на экваторе он расположен выше, на полюсах ниже. Предназначение его для человечества играет важную роль - озон защищает землю от губительного избыточного ультрафиолетового излучения солнца. Особенно отрицательно оно для иммунной системы человека. В небольшом количестве солнечные лучи полезны, под их действием вырабатывается витамин Д, при недостатке которого развивается рахит.
Впервые озоновый слой над землей открыли в 70 годах прошлого столетия. И уже в 1985 году обнаружили, что над Антарктидой появилась озоновая дыра размером примерно с территорию США. И ученые стали изучать проблему и какие вещества разрушают озоновый слой. В результате исследований и наблюдения заметили, что
Какие вещества разрушают озоновый слой
Самым губительным для озона признали хлор, а также бром, входящие в состав фреонов. Разрушение защитного слоя опасно для человека и окружающей среды и может привести к непредсказуемым последствиям. Фреоны - это производные углеводородов, используемые как хладагенты в холодильниках и кондиционерах. Особенно вреден для озона фреон с обозначением R-22. Его должен заменить фреон R-410A.
Помимо кондиционеров и холодильников опасные хлорфторуглероды используются при производстве огнетушителей, аэрозолей, растворителей.
Пднимаясь в атмосферу фреон в ступает во взаимодействие с кислородом и под действием ультрафиолета он распадается на хлор, который уничтожает озоновый экран земли.
После того как подтвердилось, что хлорфторуглероды разрушают озоновый щит земли, на международном уровне было принято решение ограничить и прекратить выпуск хлорфторуглеродов. Но на восстановление озонового щита уйдут года и десятилетия, потому как опасный фреон уже накопился в атмосфере и на его полный распад потребуется не мало времени. Но до сих пор проблема полного прекращения использования фреонов не решена. Многие страны ведут разработки по его замене.
