Otsoniaukon katsotaan olevan paikallinen otsonipitoisuuden pudotus maan otsonikerroksessa. Aluksi asiantuntijat olettivat, että otsonin pitoisuudella on taipumus muuttua minkä tahansa atomiräjähdyksen aikana vapautuvien hiukkasten vuoksi.

Pitkän aikaa korkeilla lentokoneilla ja avaruusaluksilla tehtyjä lentoja pidettiin syyllisinä otsonireikien ilmaantumiseen Maan ilmakehään.

Lukuisten tutkimusten ja kokeiden aikana on kuitenkin todistettu, että otsonipitoisuus voi vaihdella laadullisesti tiettyjen luonnollisten typpeä sisältävien ilmansaasteiden vuoksi.

Tärkeimmät syyt otsoniaukkojen esiintymiseen

Jo pitkään on todettu, että suurin osa luonnollisesta otsonista on 15-50 kilometrin korkeudella maan pinnasta - stratosfäärissä. Otsoni tuottaa suurimman hyödynsä absorboimalla huomattavan määrän ultraviolettisäteilyä, joka muuten olisi haitallista planeettamme eläville organismeille. Otsonipitoisuuden lasku tietyssä paikassa voi johtua kahdentyyppisestä ilmansaasteesta. Nämä sisältävät:

1. Luonnolliset prosessit, joilla ilman saastuminen tapahtuu.
2. Ihmisperäinen maapallon ilmakehän saastuminen.

Maan vaipassa suoritetaan jatkuvasti kaasunpoistoprosesseja, joiden seurauksena vapautuu erilaisia ​​orgaanisia yhdisteitä. Mutatulivuoret ja hydrotermiset lähteet voivat tuottaa tämäntyyppisiä kaasuja.

Lisäksi maankuoressa on tiettyjä kaasuja, jotka ovat vapaassa tilassa. Jotkut heistä voivat tavoittaa maanpinta ja leviävät ilmakehään maankuoren halkeamien kautta. Siksi öljy- ja kaasualtaiden yläpuolella oleva pintailma sisältää usein kohonneita metaanipitoisuuksia. Tämäntyyppiset saasteet voidaan katsoa johtuvan luonnollisesta - esiintyvästä luonnonilmiöiden yhteydessä.

Ihmisten aiheuttamaa ilmansaastetta voivat aiheuttaa avaruusrakettien laukaisut ja yliäänilentokoneiden lennot. Myös suuri määrä erilaisia ​​kemiallisia yhdisteitä vapautuu ilmakehään lukuisten mineraalien louhinnan ja käsittelyn aikana maan suolistosta.

Suuret teollisuuskaupungit, jotka ovat eräänlaisia ​​ihmisperäisiä lähteitä, ovat myös merkittävässä roolissa ilmansaasteiden aiheuttamisessa. Tällaisten alueiden ilmamassat saastuttavat laajan tieliikenteen virtauksen sekä eri teollisuusyritysten päästöjen vuoksi.

Ilmakehän otsonireikien löytämisen historia

Otsoniaukon löysi ensimmäisen kerran vuonna 1985 Joe Farmanin johtama brittitieteilijöiden ryhmä. Reiän halkaisija oli yli 1000 kilometriä, ja se sijaitsi Etelämantereen yläpuolella - eteläisellä pallonpuoliskolla. Tämä vuosittain elokuussa esiintyvä otsoniaukko katosi joulukuusta tammikuuhun.

Vuotta 1992 leimasi tutkijoille se, että jo pohjoisen pallonpuoliskon yläpuolelle Etelämantereelle muodostui toinen otsoniaukko, jonka halkaisija oli paljon pienempi. Ja vuonna 2008 Etelämantereelta löydetyn ensimmäisen otsoniilmiön halkaisija saavutti suurimman ennätyskoonsa - 27 miljoonaa neliökilometriä.

Otsoniaukkojen laajenemisen mahdolliset seuraukset

Koska otsonikerros on suunniteltu suojaamaan planeettamme pintaa ylimääräiseltä ultraviolettisäteilyltä, otsonireikiä voidaan pitää ilmiönä, joka on todella vaarallinen eläville organismeille. Otsonikerroksen aleneminen lisää merkittävästi auringon säteilyn virtausta, mikä voi vaikuttaa ihosyöpien määrän voimakkaaseen kasvuun. Yhtä haitallista ei ole otsoniaukojen ilmaantuminen kasveille ja eläimille maan päällä.

Yleisön huomion ansiosta Wienin yleissopimus otsonikerroksen suojelusta hyväksyttiin vuonna 1985. Sitten oli niin sanottu Montrealin pöytäkirja, joka hyväksyttiin vuonna 1987 ja jossa määriteltiin luettelo vaarallisimmista kloorifluorihiilivedyistä. Samaan aikaan näiden ilmansaasteiden tuottajamaat sitoutuivat rajoittamaan niiden päästöjä ja lopettamaan kokonaan vuoteen 2000 mennessä.

Hypoteesit otsoniaukon luonnollisesta alkuperästä

Mutta venäläiset tutkijat ovat julkaisseet vahvistuksen hypoteesille Etelämantereen otsoniaukon luonnollisesta alkuperästä. Vuonna 1999 NPO Typhoon julkaisi tieteellisen työn Moskovan valtionyliopistossa, jossa geofyysikkojen laskelmien mukaan A.P. Kapitsa ja A.A. Gavrilovin mukaan Etelämantereen otsoniaukko oli olemassa ennen kuin se löydettiin suorilla kokeellisilla menetelmillä vuonna 1982, mikä venäläisten tutkijoiden mukaan vahvistaa hypoteesin Etelämantereen yläpuolella olevan otsoniaukon luonnollisesta alkuperästä.

Tämän tieteellisen työn kirjoittajat olivat A. P. Kapitsa (Venäjän tiedeakatemian kirjeenvaihtajajäsen) ja A. A. Gavrilov (Moskovan valtionyliopisto). Kaksi tutkijaa onnistuivat toteamaan, että Antarktiksen otsoniaukon alkuperää koskevan antropogeenisen hypoteesin kanssa ristiriitaisten tosiseikkojen määrä kasvaa jatkuvasti, ja todistettuaan, että tiedot Etelämantereen kokonaisotsonin epätavallisen alhaisista arvoista vuosina 1957-1959 ovat oikein, kävi selväksi, että otsoniaukojen syy on eri kuin ihmisperäinen.

Kapitsan ja Gavrilovin tutkimustulokset julkaistiin julkaisussa Doklady Akademii Nauk, 1999, osa 366, nro 4, s. 543-546

Johdanto

1.2 Otsoniaukko Etelämantereen yllä

2. Tärkeimmät toimenpiteet otsonikerroksen suojelemiseksi

3. Optimaalisen komponenttien täydentävyyden sääntö

4. Laki N.F. Reimers ekosysteemihierarkian tuhoamisesta

Johtopäätös

Luettelo käytetystä kirjallisuudesta

Johdanto

Maan nykyaikainen happiilmakehä on ainutlaatuinen ilmiö aurinkokunnan planeettojen joukossa, ja tämä ominaisuus liittyy elämän läsnäoloon planeetallamme.

Ihmisten ekologinen ongelma on epäilemättä tärkein nyt. Maan otsonikerroksen tuhoutuminen viittaa ekologisen katastrofin todellisuuteen. Otsoni - hapen kolmiatominen muoto, muodostuu yläilmakehässä auringon kovan (lyhyen aallonpituuden) ultraviolettisäteilyn vaikutuksesta.

Nykyään otsoni huolestuttaa kaikkia, jopa niitä, jotka eivät aiemmin epäillyt otsonikerroksen olemassaoloa ilmakehässä ja uskoivat vain, että otsonin haju on merkki raikkaasta ilmasta. (Ei ihme, että otsoni tarkoittaa kreikaksi "haju".) Tämä kiinnostus on ymmärrettävää - puhumme koko maapallon biosfäärin tulevaisuudesta, ihmisen itsensä mukaan lukien. Tällä hetkellä tarvitaan kaikkia sitovia päätöksiä, jotka mahdollistaisivat otsonikerroksen säilyttämisen. Mutta jotta nämä päätökset olisivat oikeita, tarvitsemme täydelliset tiedot tekijöistä, jotka muuttavat otsonin määrää Maan ilmakehässä, sekä otsonin ominaisuuksista, siitä, kuinka se tarkalleen reagoi näihin tekijöihin.

1. Otsonireiät ja niiden syyt

Otsonikerros on leveä ilmakehän vyöhyke, joka ulottuu 10-50 km maanpinnan yläpuolelle. Kemiallisesti otsoni on molekyyli, joka koostuu kolmesta happiatomista (happimolekyylissä on kaksi atomia). Ilmakehän otsonin pitoisuus on erittäin alhainen ja pienet muutokset otsonin määrässä johtavat suuriin muutoksiin maan pinnalle saapuvan ultraviolettisäteilyn voimakkuudessa. Toisin kuin tavallinen happi, otsoni on epävakaa, se muuttuu helposti kaksiatomiseksi, stabiiliksi hapen muotoksi. Otsoni on paljon vahvempi hapetin kuin happi, minkä ansiosta se pystyy tappamaan bakteereja ja estämään kasvien kasvua ja kehitystä. Kuitenkin, koska sen pitoisuus ilman pintakerroksissa normaalioloissa on alhainen, nämä sen ominaisuudet eivät käytännössä vaikuta elävien järjestelmien tilaan.

Paljon tärkeämpää on sen toinen ominaisuus, mikä tekee tästä kaasusta ehdottoman välttämättömän kaikelle maalla olevalle elämälle. Tämä ominaisuus on otsonin kyky absorboida kovaa (lyhytaaltoista) ultraviolettisäteilyä (UV) Auringosta. Kovan UV-kvanteilla on riittävästi energiaa hajottaakseen joitain kemiallisia sidoksia, joten sitä kutsutaan ionisoivaksi säteilyksi. Kuten muutkin tämäntyyppiset säteilyt, röntgen- ja gammasäteily, se aiheuttaa lukuisia häiriöitä elävien organismien soluissa. Otsonia muodostuu korkeaenergisen auringonsäteilyn vaikutuksesta, mikä stimuloi O 2:n ja vapaiden happiatomien välistä reaktiota. Kohtalaisen säteilyn vaikutuksesta se hajoaa ja absorboi tämän säteilyn energiaa. Siten tämä syklinen prosessi "syö" vaarallisen ultraviolettisäteilyn.

Otsonimolekyylit, kuten happi, ovat sähköisesti neutraaleja, ts. ei sisällä sähkövarausta. Siksi Maan magneettikenttä itsessään ei vaikuta otsonin jakautumiseen ilmakehässä. Ilmakehän ylempi kerros, ionosfääri, on melkein sama kuin otsonikerros.

Polaarisilla vyöhykkeillä, joissa Maan magneettikentän voimalinjat ovat suljettuina sen pinnalla, ionosfäärin vääristyminen on erittäin merkittävää. Ionien, mukaan lukien ionisoitunut happi, määrä polaaristen vyöhykkeiden ilmakehän ylemmissä kerroksissa vähenee. Mutta pääasiallinen syy otsonin alhaiseen pitoisuuteen napojen alueella on auringon säteilyn alhainen intensiteetti, joka putoaa jopa napapäivänä pienissä kulmissa horisonttiin nähden, ja napayönä puuttuu kokonaan. Otsonikerroksen napaisten "aukkojen" pinta-ala on luotettava ilmakehän kokonaisotsonin muutosten indikaattori.

Ilmakehän otsonipitoisuus vaihtelee monista luonnollisista syistä johtuen. Jaksottaiset vaihtelut liittyvät auringon aktiivisuuden sykleihin; monet vulkaanisten kaasujen komponentit pystyvät tuhoamaan otsonia, joten vulkaanisen toiminnan lisääntyminen johtaa sen pitoisuuden laskuun. Otsonia tuhoavat aineet leviävät laajoille alueille stratosfäärin ilmavirtojen korkeiden superhurrikaaninopeuksien vuoksi. Otsonia tuhoavien aineiden lisäksi kuljetetaan myös itse otsonia, joten otsonin pitoisuushäiriöt leviävät nopeasti laajoille alueille ja esimerkiksi raketin laukaisun aiheuttamat paikalliset pienet "reiät" otsonikilvessä imeytyvät suhteellisen nopeasti sisään. Vain napa-alueilla ilma on epäaktiivista, minkä seurauksena otsonin katoamista siellä ei kompensoi sen ajautuminen muilta leveysasteilta, ja napaiset "otsonireiät", erityisesti etelänavalla, ovat erittäin vakaita. .

1.1 Otsonikerroksen tuhoamisen lähteet

Otsonikerroksen heikentäjiä ovat mm.

1) Freonit.

Otsoni tuhoutuu freoneiksi kutsuttujen klooriyhdisteiden vaikutuksesta, jotka tuhoutuvat myös auringon säteilyn vaikutuksesta vapauttavat klooria, joka "repäisee" "kolmannen" atomin otsonimolekyyleistä. Kloori ei muodosta yhdisteitä, vaan toimii "repeämisen" katalyyttinä. Siten yksi klooriatomi pystyy "tuhoamaan" paljon otsonia. Uskotaan, että klooriyhdisteet pystyvät pysymään ilmakehässä 50 - 1500 vuotta (riippuen aineen koostumuksesta). Etelämantereen tutkimusmatkat ovat tehneet planeetan otsonikerroksen havaintoja 1950-luvun puolivälistä lähtien.

Etelämantereen yläpuolella oleva otsoniaukko, joka kasvaa keväällä ja pienenee syksyllä, löydettiin vuonna 1985. Meteorologien löytö aiheutti ketjun taloudellisia seurauksia. Tosiasia on, että "reiän" olemassaolosta syytettiin kemianteollisuutta, joka tuottaa freoneja sisältäviä aineita, jotka edistävät otsonin tuhoamista (deodoranteista jäähdytysyksiköihin).

Ei ole yksimielisyyttä siitä, kuinka paljon ihminen on syyllinen "otsoniaukkojen" muodostumiseen.

Toisaalta kyllä, ehdottomasti syyllinen. Otsonikerrosta heikentävien yhdisteiden tuotanto tulisi minimoida tai, mikä parasta, lopettaa kokonaan. Eli hylätä koko teollisuudenala, jonka liikevaihto on useita miljardeja dollareita. Ja jos et kieltäydy, siirrä se "turvalliselle" radalle, joka myös maksaa rahaa.

Skeptikkojen näkökulma: ihmisen vaikutus ilmakehän prosesseihin kaikesta tuhoisuudestaan ​​huolimatta paikallisella tasolla, planeetan mittakaavassa on mitätön. "Vihreiden" anti-freon-kampanjalla on täysin läpinäkyvä taloudellinen ja poliittinen tausta: sen avulla amerikkalaiset suuryritykset (esim. DuPont) tukahduttavat ulkomaisia ​​kilpailijoitaan pakottamalla "ympäristönsuojelusopimuksia" valtion tasolla ja väkisin. uusi teknologinen vallankumous, jota taloudellisesti heikot valtiot eivät kestä.

2) Korkeat lentokoneet.

Otsonikerroksen tuhoutumista helpottavat paitsi ilmakehään vapautuvat ja stratosfääriin pääsevät freonit. Typpioksidit, joita syntyy ydinräjähdysten aikana, ovat myös osallisena otsonikerroksen tuhoamisessa. Mutta typen oksideja muodostuu myös korkealla sijaitsevien lentokoneiden suihkuturbimoottoreiden palokammioissa. Typen oksideja muodostuu siellä olevista typestä ja hapesta. Typen oksidien muodostumisnopeus on sitä suurempi, mitä korkeampi lämpötila, eli sitä suurempi moottorin teho.

Lentokoneen moottorin tehon lisäksi se lentää ja vapauttaa otsonia tuhoavia typen oksideja. Mitä enemmän oksidia tai typpioksiduulia muodostuu, sitä tuhoisempaa se on otsonille.

Typpioksidien kokonaismääräksi ilmakehään vapautuu vuosittain arviolta 1 miljardi tonnia, josta noin kolmannes vapautuu lentokoneista, jotka ylittävät keskimääräisen tropopauusitason (11 km). Lentokoneista haitallisimmat päästöt ovat sotilaslentokoneita, joita on kymmeniä tuhansia. Ne lentävät pääasiassa otsonikerroksen korkeudella.

3) Mineraalilannoitteet.

Stratosfäärin otsoni voi laskea myös sen vuoksi, että stratosfääriin pääsee typpioksiduulia N 2 O, joka muodostuu maaperän bakteerien sitoman typen denitrifikaatiossa. Saman sitoutuneen typen denitrifikaation suorittavat myös valtamerten ja merien yläkerroksen mikro-organismit. Denitrifikaatioprosessi liittyy suoraan maaperään sitoutuneen typen määrään. Näin ollen voidaan olla varmoja, että maaperään levitettävien kivennäislannoitteiden määrän kasvaessa myös muodostuvan typpioksiduuliin N 2 O määrä kasvaa samassa määrin. Lisäksi typpioksidista muodostuu typen oksideja, jotka johtavat stratosfäärin otsonin tuhoamiseen.

4) Ydinräjähdykset.

Ydinräjähdyksistä vapautuu paljon energiaa lämmön muodossa. 6000 0 K:n lämpötila asetetaan muutaman sekunnin sisällä ydinräjähdyksen jälkeen. Tämä on tulipallon energiaa. Voimakkaasti kuumennetussa ilmakehässä tapahtuu sellaisia ​​kemiallisten aineiden muunnoksia, jotka joko eivät tapahdu normaaleissa olosuhteissa tai etenevät hyvin hitaasti. Mitä tulee otsoniin, sen katoaminen, sille vaarallisimpia ovat näiden muutosten aikana muodostuneet typen oksidit. Siten vuosina 1952-1971 ilmakehässä muodostui ydinräjähdysten seurauksena noin 3 miljoonaa tonnia typen oksideja. Niiden tuleva kohtalo on seuraava: ilmakehän sekoittumisen seurauksena ne putoavat eri korkeuksille, myös ilmakehään. Siellä ne joutuvat kemiallisiin reaktioihin otsonin mukana, mikä johtaa sen tuhoutumiseen.

5) Polttoaineen palaminen.

Otsoniaukkojen esiintyminen napa-alueilla johtuu useiden tekijöiden vaikutuksesta. Otsonin pitoisuus laskee johtuen altistumisesta luonnollisille ja ihmisperäisille aineille sekä auringon säteilyn puutteesta polaaritalven aikana. Pääasiallinen antropogeeninen tekijä, joka aiheuttaa otsoniaukojen muodostumisen napa-alueilla, johtuu useiden tekijöiden vaikutuksesta. Otsonin pitoisuus laskee johtuen altistumisesta luonnollisille ja ihmisperäisille aineille sekä auringon säteilyn puutteesta polaaritalven aikana. Pääasiallisena otsonipitoisuuden laskua aiheuttavana ihmisen aiheuttamana tekijänä pidetään klooria ja bromia sisältävien freonien vapautumista. Lisäksi erittäin alhaiset lämpötilat napa-alueilla aiheuttavat ns. polaaristen stratosfääripilvien muodostumista, jotka yhdessä polaaristen pyörteiden kanssa toimivat katalyytteinä otsonin hajoamisreaktiossa, eli ne yksinkertaisesti tappavat otsonia.

Tuhojen lähteet

Otsonikerroksen heikentäjiä ovat mm.

1) Freonit.

Otsoni tuhoutuu freoneiksi kutsuttujen klooriyhdisteiden vaikutuksesta, jotka tuhoutuvat myös auringon säteilyn vaikutuksesta vapauttavat klooria, joka "repäisee" "kolmannen" atomin otsonimolekyyleistä. Kloori ei muodosta yhdisteitä, vaan toimii "repeämisen" katalyyttinä. Siten yksi klooriatomi pystyy "tuhoamaan" paljon otsonia. Uskotaan, että klooriyhdisteet pystyvät pysymään ilmakehässä 50 - 1500 vuotta (riippuen aineen koostumuksesta). Etelämantereen tutkimusmatkat ovat tehneet planeetan otsonikerroksen havaintoja 1950-luvun puolivälistä lähtien.

Etelämantereen yläpuolella oleva otsoniaukko, joka kasvaa keväällä ja pienenee syksyllä, löydettiin vuonna 1985. Meteorologien löytö aiheutti ketjun taloudellisia seurauksia. Tosiasia on, että "reiän" olemassaolosta syytettiin kemianteollisuutta, joka tuottaa freoneja sisältäviä aineita, jotka edistävät otsonin tuhoamista (deodoranteista jäähdytysyksiköihin). Ei ole yksimielisyyttä siitä, kuinka paljon ihminen on syyllinen "otsoniaukkojen" muodostumiseen. Toisaalta - kyllä, tietysti, syyllinen. Otsonikerrosta heikentävien yhdisteiden tuotanto tulisi minimoida tai, mikä parasta, lopettaa kokonaan. Eli hylätä koko teollisuudenala, jonka liikevaihto on useita miljardeja dollareita. Ja jos et kieltäydy, siirrä se "turvalliselle" radalle, joka myös maksaa rahaa.

Skeptikkojen näkökulma: ihmisen vaikutus ilmakehän prosesseihin kaikesta tuhoisuudestaan ​​huolimatta paikallisella tasolla, planeetan mittakaavassa on mitätön. "Vihreiden" anti-freon-kampanjalla on täysin läpinäkyvä taloudellinen ja poliittinen tausta: sen avulla amerikkalaiset suuryritykset (esim. DuPont) tukahduttavat ulkomaisia ​​kilpailijoitaan pakottamalla "ympäristönsuojelusopimuksia" valtion tasolla ja väkisin. uusi teknologinen vallankumous, jota taloudellisesti heikot valtiot eivät kestä.

2)korkeilla lentokoneilla

Otsonikerroksen tuhoutumista helpottavat paitsi ilmakehään vapautuvat ja stratosfääriin pääsevät freonit. Typpioksidit, joita syntyy ydinräjähdysten aikana, ovat myös osallisena otsonikerroksen tuhoamisessa. Mutta typen oksideja muodostuu myös korkealla sijaitsevien lentokoneiden suihkuturbimoottoreiden palokammioissa. Typen oksideja muodostuu siellä olevista typestä ja hapesta. Typen oksidien muodostumisnopeus on sitä suurempi, mitä korkeampi lämpötila, eli sitä suurempi moottorin teho. Lentokoneen moottorin tehon lisäksi se lentää ja vapauttaa otsonia tuhoavia typen oksideja. Mitä enemmän oksidia tai typpioksiduulia muodostuu, sitä tuhoisempaa se on otsonille. Typpioksidien kokonaismääräksi ilmakehään vapautuu vuosittain arviolta 1 miljardi tonnia, josta noin kolmannes vapautuu lentokoneista, jotka ylittävät keskimääräisen tropopauusitason (11 km). Lentokoneista haitallisimmat päästöt ovat sotilaslentokoneita, joita on kymmeniä tuhansia. Ne lentävät pääasiassa otsonikerroksen korkeudella.

3) Mineraalilannoitteet

Stratosfäärin otsoni voi laskea myös sen vuoksi, että stratosfääriin pääsee typpioksiduulia N 2 O, joka muodostuu maaperän bakteerien sitoman typen denitrifikaatiossa. Saman sitoutuneen typen denitrifikaation suorittavat myös valtamerten ja merien yläkerroksen mikro-organismit. Denitrifikaatioprosessi liittyy suoraan maaperään sitoutuneen typen määrään. Näin ollen voidaan olla varmoja, että maaperään levitettävien kivennäislannoitteiden määrän kasvaessa myös muodostuvan typpioksiduuliin N 2 O määrä kasvaa samassa määrin. Lisäksi typpioksidista muodostuu typen oksideja, jotka johtavat stratosfäärin otsonin tuhoamiseen.

4) ydinräjähdyksiä

Ydinräjähdyksistä vapautuu paljon energiaa lämmön muodossa. 6000 0 C:n lämpötila asetetaan muutaman sekunnin sisällä ydinräjähdyksen jälkeen. Tämä on tulipallon energiaa. Voimakkaasti kuumennetussa ilmakehässä tapahtuu sellaisia ​​kemiallisten aineiden muunnoksia, jotka joko eivät tapahdu normaaleissa olosuhteissa tai etenevät hyvin hitaasti. Mitä tulee otsoniin, sen katoaminen, sille vaarallisimpia ovat näiden muutosten aikana muodostuneet typen oksidit. Joten vuosina 1952-1971 ilmakehässä muodostui ydinräjähdysten seurauksena noin 3 miljoonaa tonnia typen oksideja. Niiden tuleva kohtalo on seuraava: ilmakehän sekoittumisen seurauksena ne putoavat eri korkeuksille, myös ilmakehään. Siellä ne joutuvat kemiallisiin reaktioihin otsonin mukana, mikä johtaa sen tuhoutumiseen.

5) Polttoaineen palaminen.

Dityppioksidia löytyy myös voimalaitosten savukaasuista. Itse asiassa se tosiasia, että typpioksidia ja -dioksidia on palamistuotteissa, on ollut tiedossa jo pitkään. Mutta nämä korkeammat oksidit eivät vaikuta otsoniin. Ne tietysti saastuttavat ilmakehän, edistävät savun muodostumista siinä, mutta ne poistuvat nopeasti troposfääristä. Kuten jo mainittiin, typpioksiduuli on vaarallista otsonille. Alhaisissa lämpötiloissa sitä muodostuu seuraavissa reaktioissa:

N 2 + O + M \u003d N 2 O + M,

2NH 3 + 2O 2 \u003d N 2 O \u003d 3H 2.

Tämän ilmiön laajuus on erittäin merkittävä. Tällä tavalla ilmakehään muodostuu noin 3 miljoonaa tonnia typpioksiduulia vuodessa! Tämä luku osoittaa, että se on otsonin tuhoamisen lähde.

Johtopäätös: Tuholähteitä ovat: freonit, korkean paikan lentokoneet, mineraalilannoitteet, ydinräjähdykset, polttoaineen palaminen.

Otsonia löytyy yritysten päästöistä ja se on vaarallinen kemikaali. Se on erittäin aktiivinen elementti ja voi aiheuttaa erilaisten rakenteiden rakenneosien korroosiota. Ilmakehässä otsoni muuttuu kuitenkin korvaamattomaksi avustajaksi, jota ilman elämää maapallolla ei yksinkertaisesti voisi olla olemassa.

Stratosfääriksi kutsutaan sitä, joka seuraa sitä, jossa elämme. Sen yläosa on peitetty otsonilla, sen pitoisuus tässä kerroksessa on 3 molekyyliä 10 miljoonaa muuta ilmamolekyyliä kohden. Huolimatta siitä, että pitoisuus on erittäin alhainen, otsonilla on tärkein tehtävä - se pystyy estämään avaruudesta tulevien ultraviolettisäteiden polun samanaikaisesti auringonvalon kanssa. Ultraviolettisäteet vaikuttavat negatiivisesti elävien solujen rakenteeseen ja voivat aiheuttaa sairauksien, kuten silmäkaihien, syövän ja muiden vakavien vaivojen kehittymistä.

Suojauksen perusta on seuraava periaate. Sillä hetkellä, kun happimolekyylit kohtaavat ultraviolettisäteiden reitillä, tapahtuu niiden hajoamisreaktio 2 happiatomiksi. Tuloksena olevat atomit yhdistyvät halkeamattomien molekyylien kanssa muodostaen otsonimolekyylejä, jotka koostuvat kolmesta happiatomista. Kohdatessaan otsonimolekyylejä viimeksi mainitut tuhoavat ne kolmeksi happiatomiksi. Molekyylien halkeamishetkeen liittyy lämmön vapautuminen, eivätkä ne enää saavuta Maan pintaa.

Otsonin reikiä

Prosessia, jossa happi muuttuu otsoniksi ja päinvastoin, kutsutaan happi-otsonisykliksi. Sen mekanismi on tasapainoinen, mutta dynaamisuus vaihtelee auringon säteilyn voimakkuudesta, vuodenajasta ja luonnonkatastrofeista riippuen, erityisesti tutkijat päättelivät, että ihmisen toiminta vaikuttaa negatiivisesti sen paksuuteen. Otsonikerroksen heikkenemistä on havaittu viime vuosikymmeninä monin paikoin. Joissakin tapauksissa se katosi kokonaan. Kuinka vähentää henkilön negatiivista vaikutusta tähän kiertoon?

Otsonireikiä syntyy siitä syystä, että suojakerroksen tuhoutumisprosessi on paljon voimakkaampi kuin sen syntyminen. Tämä johtuu siitä, että ihmiselämän aikana ilmakehä saastutetaan erilaisilla otsonikerrosta heikentävillä yhdisteillä. Näitä ovat ensinnäkin kloori, bromi, fluori, hiili ja vety. Tutkijat uskovat, että CFC-yhdisteet ovat suurin uhka otsonikerrokselle. Niitä käytetään laajalti jäähdytys-, teollisuusliuottimissa, ilmastointilaitteissa ja aerosolitölkeissä.

Otsonikerroksen saavuttava kloori on vuorovaikutuksessa. Kemiallinen reaktio tuottaa myös happimolekyylin. Kun kloorioksidi kohtaa vapaan happiatomin, tapahtuu toinen vuorovaikutus, jonka seurauksena klooria vapautuu ja happimolekyyli ilmestyy. Jatkossa ketju toistuu, koska kloori ei pysty menemään ilmakehän rajojen ulkopuolelle tai uppoamaan maahan. Otsonireiät ovat seurausta siitä, että tämän alkuaineen pitoisuus pienenee sen nopeutuneen halkeamisen vuoksi, kun sen kerrokseen ilmaantuu vieraita komponentteja.

Lokalisointipaikat

Etelämantereen yltä on löydetty suurimmat otsonireiät. Niiden koko vastaa käytännössä itse mantereen aluetta. Tämä alue on käytännössä asumaton, mutta tutkijat ovat huolissaan siitä, että kuilu voi levitä muille planeetan tiheästi asutuille alueille. Tämä on täynnä Maan kuolemaa.

Otsonikerroksen alenemisen estämiseksi on ensisijaisesti vähennettävä ilmakehään pääsevien haitallisten aineiden määrää. Vuonna 1987 allekirjoitettiin 180 maassa Montrealin sopimus, joka mahdollistaa klooria sisältävien aineiden päästöjen asteittaisen vähentämisen. Nyt otsoniaukot ovat jo kutistumassa, ja tutkijat toivovat, että tilanne paranee täysin vuoteen 2050 mennessä.

Maapallo on järjestetty siten, että sen ainutlaatuinen ekosysteemi säilyy. Näitä tarkoituksia palvelevat ilmakehän kerrokset, jotka peittävät planeetan ultraviolettisäteiden, säteilyn ja avaruusjätteen tunkeutumiselta. Luonnossa kaikki on täydellistä, ja sen rakenteeseen puuttuminen johtaa erilaisiin kataklysmeihin ja vakiintuneen järjestyksen rikkomiseen. 1900-luvun lopulla nousi esiin selvä ongelma, joka koskee koko ihmiskuntaa. Otsoniaukko muodostui Etelämantereen alueelle ja herätti tutkijoiden huomion kaikkialta maailmasta. Ekologian kriittistä tilannetta pahensi toinen vakava ongelma.

Todettiin, että maan pintaa ympäröivään otsonikerrokseen muodostui yli tuhannen kilometrin mittainen rako. Sen kautta sisään pääsee säteilyä, joka vaikuttaa haitallisesti ihmisiin, eläimiin ja kasvillisuuteen. Otsonireikiä ja kaasuvaipan ohenemista löydettiin myöhemmin useista paikoista, mikä aiheutti kohua julkisissa piireissä.

Ongelman ydin

Otsoni muodostuu hapesta, johon ultraviolettisäteet vaikuttavat. Tämän reaktion ansiosta planeetta on verhottu kaasukerrokselle, jonka läpi säteily ei pääse sisään. Tämä kerros sijaitsee 25-50 kilometrin korkeudessa pinnan yläpuolella. Otsonin paksuus ei ole kovin suuri, mutta se riittää kaiken elämän olemassaoloon planeetalla.

Mikä on otsoniaukko, opittiin viime vuosisadan 80-luvulla. Tämän sensaatiomaisen löydön tekivät brittiläiset tiedemiehet. Otsonin tuhoutumispaikoissa kaasu ei ole täysin poissa, sen pitoisuus laskee kriittiselle tasolle 30%. Stratosfäärikerrokseen muodostunut rako siirtää ultraviolettisäteet maahan, mikä voi polttaa eläviä organismeja.

Ensimmäinen tällainen reikä löydettiin vuonna 1985. Sen sijainti on Antarktis. Otsoniaukon laajenemishuippu oli elokuussa, ja talvella kaasu tiivistyi ja lähes sulkee stratosfäärikerroksen reiän. Kriittiset korkeuspisteet sijaitsevat 19 kilometrin etäisyydellä maasta.

Toinen otsoniaukko ilmestyi arktisen alueen ylle. Sen mitat olivat paljon pienemmät, mutta muuten siinä oli silmiinpistävää yhtäläisyyttä. Kriittiset korkeudet ja katoamisaika osuivat yhteen. Tällä hetkellä otsonireikiä esiintyy eri paikoissa.

Miten otsonikerroksen oheneminen tapahtuu?

Tiedemiehet katsovat otsonikerroksen ohenemiseen liittyvän ongelman syntymisen maapallon napoilla tapahtuvien luonnonilmiöiden ansioksi. Heidän teoriansa mukaan pitkien polaaristen öiden aikana auringonsäteet eivät saavuta maata, eikä hapesta voi muodostua otsonia. Tässä suhteessa muodostuu pilviä, joissa on korkea klooripitoisuus. Hän tuhoaa planeetan suojelemiseksi niin tarpeellisen kaasun.

Maapallolla oli vulkaanisen toiminnan kausi. Sillä oli myös haitallinen vaikutus otsonikerroksen paksuuteen. Palamistuotteiden päästöt ilmakehään tuhosivat stratosfäärin jo ennestään ohuen kerroksen. Freonien vapautuminen ilmaan on toinen syy maan suojakerroksen ohenemiseen.

Otsoniaukko katoaa heti, kun aurinko alkaa paistaa ja on vuorovaikutuksessa hapen kanssa. Ilmavirtojen vaikutuksesta kaasu nousee ja täyttää syntyneen tyhjiön. Tämä teoria osoittaa, että otsonin kierto on jatkuvaa ja väistämätöntä.

Muita syitä otsoniaukkoihin

Huolimatta siitä, että kemialliset prosessit ovat hallitsevassa roolissa otsoniaukojen muodostumisessa, ihmisen vaikutus luontoon luo tärkeimmät edellytykset. Luonnossa esiintyvät klooriatomit eivät ole ainoita otsonia vahingoittavia aineita. Kaasu tuhoutuu myös vedyn, bromin ja hapen vaikutuksesta. Syyt näiden yhdisteiden esiintymiseen ilmassa ovat ihmisen toiminnassa planeetalla. Edellytykset ovat:

• kasvien ja tehtaiden toiminta;
• hoitotilojen puute;
• lämpövoimaloiden päästöt ilmaan;

Ydinräjähdyksillä oli haitallinen vaikutus ilmakehän eheyteen. Niiden seuraukset vaikuttavat edelleen planeetan ekologiaan. Räjähdyksen aikana muodostuu valtava määrä typen oksideja, jotka nouseessaan tuhoavat kaasun, joka suojaa maata säteilyltä. Yli 20 vuoden testauksen aikana yli kolme miljoonaa tonnia tätä ainetta on päässyt ilmakehään.

Suihkulentokoneilla on tuhoisa vaikutus otsonikerrokseen. Kun polttoainetta poltetaan turbiineissa, typen oksideja heitetään ulos, ne joutuvat suoraan ilmakehään ja tuhoavat kaasumolekyylejä. Tällä hetkellä miljoonan tonnin tämän aineen päästöistä kolmasosa on lentokoneiden osuus.

Vaikuttaa siltä, ​​​​että mineraalilannoitteet ovat vaarattomia ja hyödyllisiä, mutta itse asiassa ne vaikuttavat myös haitallisesti ilmakehään. Kun ne ovat vuorovaikutuksessa bakteerien kanssa, ne prosessoidaan typpioksiduuliksi, ja sitten kemiallisten reaktioiden vaikutuksesta ne muuttavat muotoaan ja muuttuvat oksideiksi.

Siten otsoniaukko ei ole vain luonnonilmiöiden tuote, vaan myös tuote. Karkeat päätökset voivat johtaa odottamattomiin tuloksiin.

Miksi otsonikerroksen katoaminen planeetan ympäriltä on vaarallista?

Aurinko on lämmön ja valon lähde kaikelle planeetalla. Eläimet, kasvit ja ihmiset kukoistavat sen elämää antavien säteiden ansiosta. Tämän panivat merkille muinaisen maailman ihmiset, jotka pitivät Aurinkojumalaa tärkeimpänä idolina. Mutta valaisin voi myös aiheuttaa elämän kuoleman planeetalla.

Yhdessä ihmisen ja luonnon vaikutuksesta syntyneiden otsonireikien kautta auringon säteily voi pudota maan päälle ja polttaa kaiken, mitä kerran kasvatettiin. Haitalliset vaikutukset ihmisiin ovat ilmeisiä. Tiedemiehet ovat havainneet, että jos suojakaasu tai sen kerros ohuenee prosentin, maan päälle ilmestyy seitsemän tuhatta syöpäpotilasta lisää. Ensinnäkin ihmisten iho kärsii ja sitten muut elimet.

Otsoniaukkojen muodostumisen seuraukset eivät koske vain ihmiskuntaa. Kasvillisuus kärsii, samoin kuin villieläimet ja syvänmeren asukkaat. Niiden massiivinen sukupuutto on suora seuraus auringossa ja ilmakehässä tapahtuvista prosesseista.

Tapoja ratkaista ongelma

Syitä ilmakehän ilmakehään ilmaantuville otsoniaukille on monia, mutta ne liittyvät yhteen olennaiseen tosiasiaan: ajattelemattomaan ihmisen toimintaan ja uusiin teknologisiin ratkaisuihin. Freonit, jotka pääsevät ilmakehään ja tuhoavat sen suojakerroksen, ovat erilaisten kemikaalien palamistuotteita.

Näiden prosessien pysäyttämiseksi tarvitaan täysin uutta tieteellistä kehitystä, joka mahdollistaa tuotannon, lämmityksen, harjoittelun ja lentämisen ilman typpeä, fluoria ja bromia sekä niiden johdannaisia.

Ongelman ilmaantuminen liittyy huolimattomaan tuotantoon ja maataloustoimintaan. On aika miettiä:

• käsittelylaitosten asentamisesta savupiippuihin;
• kemiallisten lannoitteiden korvaamisesta orgaanisilla;
• liikenteen siirtymisestä sähköön.

Viimeisten kuudentoista vuoden aikana, vuodesta 2000 lähtien, on tehty melko paljon. Tiedemiehet onnistuivat saavuttamaan hämmästyttäviä tuloksia: Etelämantereen yläpuolella olevan otsoniaukon koko on pienentynyt Intian alueen verran.

Huolimattoman ja välinpitämättömän ympäristön asenteen seuraukset alkavat jo tuntua. Jotta tilanne ei pahenisi entisestään, ongelmaa on käsiteltävä maailmanlaajuisesti.