Ozónová vrstva je široký atmosférický pás siahajúci od 10 do 50 km nad zemským povrchom. Chemicky je ozón molekula zložená z troch atómov kyslíka (molekula kyslíka obsahuje dva atómy). Koncentrácia ozónu v atmosfére je veľmi nízka a malé zmeny v množstve ozónu vedú k veľkým zmenám v intenzite ultrafialového žiarenia dopadajúceho na zemský povrch. Na rozdiel od bežného kyslíka je ozón nestabilný, ľahko sa premieňa na dvojatómovú, stabilnú formu kyslíka. Ozón je oveľa silnejšie oxidačné činidlo ako kyslík, a preto je schopný zabíjať baktérie a brzdiť rast a vývoj rastlín. Vzhľadom na jeho nízku koncentráciu v povrchových vrstvách vzduchu za normálnych podmienok však tieto jeho vlastnosti prakticky neovplyvňujú stav živých systémov.

Oveľa dôležitejšia je jeho ďalšia vlastnosť, vďaka ktorej je tento plyn absolútne nevyhnutný pre všetok život na súši. Touto vlastnosťou je schopnosť ozónu absorbovať tvrdé (krátkovlnné) ultrafialové (UV) žiarenie zo slnka. Kvantita tvrdého UV má energiu dostatočnú na prerušenie niektorých chemických väzieb, preto sa označuje ako ionizujúce žiarenie. Rovnako ako iné žiarenie tohto druhu, röntgenové a gama žiarenie, spôsobuje početné poruchy v bunkách živých organizmov. Ozón vzniká vplyvom vysokoenergetického slnečného žiarenia, ktoré stimuluje reakciu medzi O2 a voľnými atómami kyslíka. Pod vplyvom mierneho žiarenia sa rozpadá a absorbuje energiu tohto žiarenia. Tento cyklický proces teda „požiera“ nebezpečné ultrafialové žiarenie.

Molekuly ozónu sú podobne ako kyslík elektricky neutrálne, t.j. nenesú žiadny elektrický náboj. Samotné magnetické pole Zeme preto neovplyvňuje distribúciu ozónu v atmosfére. Horná vrstva atmosféry - ionosféra, sa takmer zhoduje s ozónovou vrstvou.

V polárnych zónach, kde sú siločiary magnetického poľa Zeme na jej povrchu uzavreté, sú deformácie ionosféry veľmi výrazné. Počet iónov vrátane ionizovaného kyslíka v horných vrstvách atmosféry polárnych zón je znížený. No hlavným dôvodom nízkeho obsahu ozónu v oblasti pólov je nízka intenzita slnečného žiarenia, ktoré aj počas polárneho dňa dopadá pod malými uhlmi k horizontu a počas polárnej noci úplne chýba. Oblasť polárnych „dier“ v ozónovej vrstve je spoľahlivým indikátorom zmien celkového atmosférického ozónu.

Obsah ozónu v atmosfére kolíše v dôsledku mnohých prírodných príčin. Periodické výkyvy sú spojené s cyklami slnečnej aktivity; mnohé zložky sopečných plynov sú schopné ničiť ozón, takže zvýšenie vulkanickej aktivity vedie k zníženiu jeho koncentrácie. Látky ničiace ozón sú rozptýlené na veľkých plochách v dôsledku vysokej rýchlosti hurikánových prúdov vzduchu v stratosfére. Neprevážajú sa len poškodzovače ozónu, ale aj samotný ozón, takže poruchy koncentrácie ozónu sa rýchlo šíria na veľké plochy a pomerne rýchlo sa vťahujú lokálne malé „diery“ v ozónovom štíte, spôsobené napríklad štartom rakiet. Len v polárnych oblastiach je vzduch neaktívny, v dôsledku čoho tam nie je vymiznutie ozónu kompenzované jeho posunom z iných zemepisných šírok a polárne „ozónové diery“, najmä na južnom póle, sú veľmi stabilné. .

Zdroje deštrukcie ozónovej vrstvy. Medzi poškodzovače ozónovej vrstvy patria:

1) Freóny.

Ozón sa ničí pod vplyvom zlúčenín chlóru známych ako freóny, ktoré, aj keď sú zničené vplyvom slnečného žiarenia, uvoľňujú chlór, ktorý „odtrháva“ „tretí“ atóm z molekúl ozónu. Chlór netvorí zlúčeniny, ale slúži ako katalyzátor „roztrhnutia“. Jeden atóm chlóru je teda schopný „zničiť“ veľa ozónu. Predpokladá sa, že zlúčeniny chlóru sú schopné zostať v atmosfére 50 až 1500 rokov (v závislosti od zloženia látky) Zeme. Pozorovania ozónovej vrstvy planéty uskutočňujú antarktické expedície od polovice 50. rokov minulého storočia.

Ozónová diera nad Antarktídou, ktorá sa na jar zväčšuje a na jeseň zmenšuje, bola objavená v roku 1985. Objav meteorológov vyvolal reťaz dôsledkov ekonomického charakteru. Faktom je, že existenciu „diery“ obviňoval chemický priemysel, ktorý vyrába látky obsahujúce freóny, ktoré prispievajú k ničeniu ozónu (od deodorantov po chladiace jednotky).

Neexistuje konsenzus v otázke, do akej miery je človek vinný za vytváranie „ozónových dier“.

Na jednej strane áno, určite vinný. Produkcia zlúčenín poškodzujúcich ozónovú vrstvu by sa mala minimalizovať, alebo ešte lepšie, úplne zastaviť. Teda opustiť celý priemyselný sektor s obratom mnohých miliárd dolárov. A ak neodmietnete, preneste ho na „bezpečnú“ trať, čo tiež stojí peniaze.

Pohľad skeptikov: vplyv človeka na atmosférické procesy, pri všetkej jeho deštruktívnosti na lokálnej úrovni, v planetárnom meradle je zanedbateľný. Anti-freónová kampaň „zelených“ má úplne transparentné ekonomické a politické pozadie: s jej pomocou veľké americké korporácie (napríklad DuPont) dusia svojich zahraničných konkurentov tým, že na štátnej úrovni a násilne vnucujú dohody o „ochrane životného prostredia“. zavedenie novej technologickej revolúcie, ktorej ekonomicky slabšie štáty nie sú schopné odolať.

2) Výškové lietadlá.

Deštrukciu ozónovej vrstvy uľahčujú nielen freóny uvoľnené do atmosféry a vstupujúce do stratosféry. Na ničení ozónovej vrstvy sa podieľajú aj oxidy dusíka, ktoré vznikajú pri jadrových výbuchoch. Ale oxidy dusíka vznikajú aj v spaľovacích komorách prúdových motorov vysokohorských lietadiel. Oxidy dusíka sa tvoria z dusíka a kyslíka, ktoré sa tam nachádzajú. Rýchlosť tvorby oxidov dusíka je tým väčšia, čím vyššia je teplota, t.j. tým väčší je výkon motora.

Dôležitý je nielen výkon motora lietadla, ale aj nadmorská výška, v ktorej letí a vypúšťa oxidy dusíka ničiace ozón. Čím vyššie oxid alebo oxid dusný vzniká, tým je pre ozón deštruktívnejší.

Celkové množstvo oxidov dusíka vypustených do ovzdušia za rok sa odhaduje na 1 miliardu ton, asi tretinu z tohto množstva vypúšťajú lietadlá nad priemernú úroveň tropopauzy (11 km). Čo sa týka lietadiel, najškodlivejšie emisie majú vojenské lietadlá, ktorých počet sa pohybuje v desiatkach tisíc. Lietajú najmä vo výškach ozónovej vrstvy.

3) Minerálne hnojivá.

Ozón v stratosfére môže ubúdať aj tým, že sa do stratosféry dostáva oxid dusný N2O, ktorý vzniká pri denitrifikácii dusíka viazaného pôdnymi baktériami. Rovnakú denitrifikáciu viazaného dusíka vykonávajú aj mikroorganizmy v hornej vrstve oceánov a morí. Proces denitrifikácie priamo súvisí s množstvom viazaného dusíka v pôde. Môžeme si byť teda istí, že s nárastom množstva minerálnych hnojív aplikovaných do pôdy sa v rovnakej miere zvýši aj množstvo vytvoreného oxidu dusného N2O. Ďalej sa z oxidu dusného tvoria oxidy dusíka, ktoré vedú k deštrukcii stratosférického ozónu.

4) Jadrové výbuchy.

Jadrové výbuchy uvoľňujú veľa energie vo forme tepla. Teplota rovnajúca sa 60 000 K sa nastaví v priebehu niekoľkých sekúnd po jadrovom výbuchu. Toto je energia ohnivej gule. V silne zohriatej atmosfére prebiehajú také premeny chemických látok, ktoré za normálnych podmienok buď neprebiehajú, alebo prebiehajú veľmi pomaly. Čo sa týka ozónu, jeho zániku, najnebezpečnejšie sú pre neho oxidy dusíka vznikajúce pri týchto premenách. V období rokov 1952 až 1971 sa tak v dôsledku jadrových výbuchov vytvorilo v atmosfére asi 3 milióny ton oxidov dusíka. Ich ďalší osud je nasledovný: v dôsledku miešania atmosféry padajú do rôznych výšok, a to aj do atmosféry. Tam vstupujú do chemických reakcií za účasti ozónu, čo vedie k jeho zničeniu. ozónová diera stratosférický ekosystém

5) Spaľovanie paliva.

Oxid dusný sa nachádza aj v spalinách z elektrární. Skutočnosť, že oxid dusnatý a oxid dusnatý sú prítomné v produktoch spaľovania, je známa už dlho. Ale tieto vyššie oxidy neovplyvňujú ozón. Samozrejme, znečisťujú atmosféru, prispievajú k tvorbe smogu v nej, ale sú rýchlo odstránené z troposféry. Oxid dusný, ako už bolo spomenuté, je nebezpečný pre ozón. Pri nízkych teplotách sa tvorí v nasledujúcich reakciách:

N2 + O + M = N2O + M,

2NH3 + 202 = N20 = 3H2.

Rozsah tohto javu je veľmi významný. Ročne sa tak v atmosfére vytvorí približne 3 milióny ton oxidu dusného! Tento údaj naznačuje, že tento zdroj poškodzovania ozónovej vrstvy je významný.

Ozónová diera nad Antarktídou

Významný pokles celkového ozónu nad Antarktídou bol prvýkrát zaznamenaný v roku 1985 British Antarctic Survey na základe analýzy údajov z ozónovej stanice v Halle Bay (76 stupňov j. š.). Poškodzovanie ozónovej vrstvy zaznamenala táto služba aj na Argentínskych ostrovoch (65 stupňov j. š.).

Od 28. augusta do 29. septembra 1987 bolo vykonaných 13 letov laboratórneho lietadla nad Antarktídou. Experiment umožnil zaregistrovať pôvod ozónovej diery. Jeho rozmery boli získané. Štúdie ukázali, že najväčší pokles množstva ozónu nastal vo výškach 14 - 19 km. Tu prístroje zaregistrovali najväčšie množstvo aerosólov (aerosólových vrstiev). Ukázalo sa, že čím viac aerosólov je v danej nadmorskej výške, tým menej ozónu. Lietadlá – laboratórium zaregistrovalo pokles ozónu rovný 50 %. Menej ako 14 km. zmeny ozónu boli nevýznamné.

Už začiatkom októbra 1985 pokrýva ozónová diera (minimálne množstvo ozónu) tlakové úrovne od 100 do 25 hPa a v decembri sa rozsah výšok, v ktorých ju pozorujeme, rozširuje.

Mnohé experimenty merali nielen množstvo ozónu a iných malých zložiek atmosféry, ale aj teplotu. Najtesnejší vzťah bol stanovený medzi množstvom ozónu v stratosfére a teplotou vzduchu v nej. Ukázalo sa, že charakter zmeny množstva ozónu úzko súvisí s tepelným režimom stratosféry nad Antarktídou.

Vznik a vývoj ozónovej diery v Antarktíde pozorovali britskí vedci v roku 1987. Na jar sa celkový obsah ozónu znížil o 25 %.

Americkí vedci merali ozón a ďalšie malé zložky atmosféry (HCl, HF, NO, NO2, HNO3, ClONO2, N2O, CH4) v Antarktíde v zime a začiatkom jari 1987 pomocou špeciálneho spektrometra. Údaje z týchto meraní umožnili vymedziť oblasť okolo južného pólu, v ktorej je znížené množstvo ozónu. Ukázalo sa, že táto oblasť sa takmer presne zhoduje s extrémnym polárnym stratosférickým vortexom. Pri prechode cez okraj víru sa dramaticky zmenilo množstvo nielen ozónu, ale aj ďalších malých zložiek, ktoré ovplyvňujú ničenie ozónu. V ozónovej diere (alebo inými slovami v polárnom stratosférickom vortexe) boli koncentrácie HCl, NO2 a kyseliny dusičnej výrazne nižšie ako mimo víru. Deje sa tak preto, že chlóry počas studenej polárnej noci ničia ozón v zodpovedajúcich reakciách a pôsobia v nich ako katalyzátory. Práve v katalytickom cykle za účasti chlóru dochádza k hlavnému poklesu koncentrácie ozónu (minimálne 80 % tohto poklesu).

Tieto reakcie prebiehajú na povrchu častíc, ktoré tvoria polárne stratosférické oblaky. To znamená, že čím väčšia je plocha tohto povrchu, t.j. čím viac častíc stratosférických oblakov, a teda aj samotných oblakov, tým rýchlejšie sa ozón nakoniec rozpadne, čo znamená, že ozónová diera sa vytvára efektívnejšie.

Ozón sa nachádza v odpadových plynoch emitovaných podnikmi a je to nebezpečná chemikália. Je to veľmi aktívny prvok a môže spôsobiť koróziu konštrukčných prvkov rôznych štruktúr. V atmosfére sa však ozón premieňa na neoceniteľného pomocníka, bez ktorého by život na Zemi jednoducho nemohol existovať.

Stratosféra sa nazýva stratosféra, ktorá nasleduje po tej, v ktorej žijeme. Jeho vrchná časť je pokrytá ozónom, jeho obsah v tejto vrstve je 3 molekuly na 10 miliónov iných molekúl vzduchu. Napriek tomu, že koncentrácia je veľmi nízka, ozón plní najdôležitejšiu funkciu - je schopný blokovať cestu ultrafialovým lúčom prichádzajúcim z vesmíru súčasne so slnečným žiarením. Ultrafialové lúče negatívne ovplyvňujú štruktúru živých buniek a môžu spôsobiť rozvoj chorôb, ako je očný zákal, rakovina a iné závažné ochorenia.

Základom ochrany je nasledujúci princíp. V momente, keď sa molekuly kyslíka stretnú na dráhe ultrafialových lúčov, dôjde k reakcii ich rozdelenia na 2 atómy kyslíka. Výsledné atómy sa spájajú s nerozštiepenými molekulami a vytvárajú molekuly ozónu pozostávajúce z 3 atómov kyslíka. Pri stretnutí s molekulami ozónu ich tieto rozkladajú na tri atómy kyslíka. Moment štiepenia molekúl je sprevádzaný uvoľňovaním tepla a tie sa už nedostanú na povrch Zeme.

Ozónové diery

Proces premeny kyslíka na ozón a naopak sa nazýva cyklus kyslík-ozón. Jeho mechanizmus je vyvážený, dynamika sa však mení v závislosti od intenzity slnečného žiarenia, ročného obdobia a prírodných katastrof, najmä vedci dospeli k záveru, že ľudská činnosť negatívne ovplyvňuje jeho hrúbku. Poškodzovanie ozónovej vrstvy bolo v posledných desaťročiach zaznamenané na mnohých miestach. V niektorých prípadoch úplne zmizla. Ako znížiť negatívny vplyv človeka na tento cyklus?

Ozónové diery vznikajú v dôsledku toho, že proces deštrukcie ochrannej vrstvy je oveľa intenzívnejší ako jej tvorba. Je to spôsobené tým, že v procese ľudského života je atmosféra znečistená rôznymi zlúčeninami poškodzujúcimi ozónovú vrstvu. Sú to predovšetkým chlór, bróm, fluór, uhlík a vodík. Vedci sa domnievajú, že freóny sú hlavnou hrozbou pre ozónovú vrstvu. Sú široko používané v chladiarňach, priemyselných rozpúšťadlách, klimatizáciách a aerosólových nádobách.

Chlór, ktorý sa dostane do ozónovej vrstvy, interaguje s. Chemickou reakciou vzniká aj molekula kyslíka. Keď sa oxid chlóru stretne s voľným atómom kyslíka, dôjde k ďalšej interakcii, v dôsledku ktorej sa uvoľní chlór a objaví sa molekula kyslíka. V budúcnosti sa reťaz opakuje, pretože chlór nie je schopný prekročiť hranice atmosféry alebo klesnúť k zemi. Ozónové diery sú dôsledkom skutočnosti, že koncentrácia tohto prvku klesá v dôsledku jeho zrýchleného štiepenia, keď sa v jeho vrstve objavia cudzie cudzie zložky.

Miesta lokalizácie

Najväčšie ozónové diery boli nájdené nad Antarktídou. Ich veľkosť prakticky zodpovedá rozlohe samotného kontinentu. Táto oblasť je prakticky neobývaná, ale vedci vyjadrujú obavy, že by sa priepasť mohla rozšíriť do iných oblastí planéty, ktoré sú husto obývané. Toto je plné smrti Zeme.

Aby sa zabránilo zmenšovaniu ozónovej vrstvy, je potrebné predovšetkým znížiť množstvo škodlivých látok vypúšťaných do atmosféry. V roku 1987 bola v 180 krajinách podpísaná Montrealská zmluva, ktorá počíta s postupným znižovaním emisií látok obsahujúcich chlór. Teraz sa už ozónové diery zmenšujú a vedci vyjadrujú nádej, že do roku 2050 sa situácia úplne zlepší.

Výskyt ozónových dier v polárnych oblastiach je spôsobený vplyvom množstva faktorov. Koncentrácia ozónu klesá v dôsledku pôsobenia látok prírodného a antropogénneho pôvodu, ako aj v dôsledku nedostatku slnečného žiarenia počas polárnej zimy. Hlavný antropogénny faktor spôsobujúci výskyt ozónových dier v polárnych oblastiach je spôsobený vplyvom množstva faktorov. Koncentrácia ozónu klesá v dôsledku pôsobenia látok prírodného a antropogénneho pôvodu, ako aj v dôsledku nedostatku slnečného žiarenia počas polárnej zimy. Za hlavný antropogénny faktor spôsobujúci pokles koncentrácie ozónu sa považuje uvoľňovanie freónov obsahujúcich chlór a bróm. Navyše extrémne nízke teploty v polárnych oblastiach spôsobujú tvorbu takzvaných polárnych stratosférických mrakov, ktoré v kombinácii s polárnymi vírmi fungujú ako katalyzátory pri reakcii rozpadu ozónu, teda ozón jednoducho zabíjajú.

Zdroje ničenia

Medzi poškodzovače ozónovej vrstvy patria:

1) freóny.

Ozón sa ničí pod vplyvom zlúčenín chlóru známych ako freóny, ktoré, aj keď sú zničené vplyvom slnečného žiarenia, uvoľňujú chlór, ktorý „odtrháva“ „tretí“ atóm z molekúl ozónu. Chlór netvorí zlúčeniny, ale slúži ako katalyzátor „roztrhnutia“. Jeden atóm chlóru je teda schopný „zničiť“ veľa ozónu. Predpokladá sa, že zlúčeniny chlóru sú schopné zostať v atmosfére 50 až 1500 rokov (v závislosti od zloženia látky) Zeme. Pozorovania ozónovej vrstvy planéty uskutočňujú antarktické expedície od polovice 50. rokov minulého storočia.

Ozónová diera nad Antarktídou, ktorá sa na jar zväčšuje a na jeseň zmenšuje, bola objavená v roku 1985. Objav meteorológov vyvolal reťaz dôsledkov ekonomického charakteru. Faktom je, že existenciu „diery“ obviňoval chemický priemysel, ktorý vyrába látky obsahujúce freóny, ktoré prispievajú k ničeniu ozónu (od deodorantov po chladiace jednotky). Neexistuje konsenzus v otázke, do akej miery je človek vinný za vytváranie „ozónových dier“. Na jednej strane - áno, samozrejme, vinný. Produkcia zlúčenín poškodzujúcich ozónovú vrstvu by sa mala minimalizovať, alebo ešte lepšie, úplne zastaviť. Teda opustiť celý priemyselný sektor s obratom mnohých miliárd dolárov. A ak neodmietnete, preneste ho na „bezpečnú“ trať, čo tiež stojí peniaze.

Pohľad skeptikov: vplyv človeka na atmosférické procesy, pri všetkej jeho deštruktívnosti na lokálnej úrovni, v planetárnom meradle je zanedbateľný. Anti-freónová kampaň „zelených“ má úplne transparentné ekonomické a politické pozadie: s jej pomocou veľké americké korporácie (napríklad DuPont) dusia svojich zahraničných konkurentov tým, že na štátnej úrovni a násilne vnucujú dohody o „ochrane životného prostredia“. zavedenie novej technologickej revolúcie, ktorej ekonomicky slabšie štáty nie sú schopné odolať.

2)vysokohorské lietadlo

Deštrukciu ozónovej vrstvy uľahčujú nielen freóny uvoľnené do atmosféry a vstupujúce do stratosféry. Na ničení ozónovej vrstvy sa podieľajú aj oxidy dusíka, ktoré vznikajú pri jadrových výbuchoch. Ale oxidy dusíka vznikajú aj v spaľovacích komorách prúdových motorov vysokohorských lietadiel. Oxidy dusíka sa tvoria z dusíka a kyslíka, ktoré sa tam nachádzajú. Rýchlosť tvorby oxidov dusíka je tým väčšia, čím vyššia je teplota, t.j. čím väčší je výkon motora. Dôležitý je nielen výkon motora lietadla, ale aj nadmorská výška, v ktorej letí a vypúšťa ozón ničiace oxidy dusíka. Čím vyššie oxid alebo oxid dusný vzniká, tým je pre ozón deštruktívnejší. Celkové množstvo oxidov dusíka vypustených do ovzdušia za rok sa odhaduje na 1 miliardu ton, asi tretinu z tohto množstva vypúšťajú lietadlá nad priemernú úroveň tropopauzy (11 km). Čo sa týka lietadiel, najškodlivejšie emisie majú vojenské lietadlá, ktorých počet sa pohybuje v desiatkach tisíc. Lietajú najmä vo výškach ozónovej vrstvy.

3) Minerálne hnojivá

Ozón v stratosfére môže ubúdať aj tým, že sa do stratosféry dostáva oxid dusný N 2 O, ktorý vzniká pri denitrifikácii dusíka viazaného pôdnymi baktériami. Rovnakú denitrifikáciu viazaného dusíka vykonávajú aj mikroorganizmy v hornej vrstve oceánov a morí. Proces denitrifikácie priamo súvisí s množstvom viazaného dusíka v pôde. Môžeme si byť teda istí, že s nárastom množstva minerálnych hnojív aplikovaných do pôdy sa v rovnakej miere zvýši aj množstvo vytvoreného oxidu dusného N 2 O. Ďalej z oxidu dusného vznikajú oxidy dusíka, ktoré vedú k zničeniu stratosférického ozónu.

4) jadrové výbuchy

Jadrové výbuchy uvoľňujú veľa energie vo forme tepla. Teplota rovnajúca sa 6000 0 C sa nastaví v priebehu niekoľkých sekúnd po jadrovom výbuchu. Toto je energia ohnivej gule. V silne zohriatej atmosfére prebiehajú také premeny chemických látok, ktoré za normálnych podmienok buď neprebiehajú, alebo prebiehajú veľmi pomaly. Čo sa týka ozónu, jeho zániku, najnebezpečnejšie sú pre neho oxidy dusíka vznikajúce pri týchto premenách. Takže v období od roku 1952 do roku 1971 sa v dôsledku jadrových výbuchov vytvorilo v atmosfére asi 3 milióny ton oxidov dusíka. Ich ďalší osud je nasledovný: v dôsledku miešania atmosféry padajú do rôznych výšok, a to aj do atmosféry. Tam vstupujú do chemických reakcií za účasti ozónu, čo vedie k jeho zničeniu.

5) Spaľovanie paliva.

Oxid dusný sa nachádza aj v spalinách z elektrární. Skutočnosť, že oxid dusnatý a oxid dusnatý sú prítomné v produktoch spaľovania, je známa už dlho. Ale tieto vyššie oxidy neovplyvňujú ozón. Samozrejme, znečisťujú atmosféru, prispievajú k tvorbe smogu v nej, ale sú rýchlo odstránené z troposféry. Oxid dusný, ako už bolo spomenuté, je nebezpečný pre ozón. Pri nízkych teplotách sa tvorí v nasledujúcich reakciách:

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

2NH3 + 202 \u003d N20 \u003d 3H 2.

Rozsah tohto javu je veľmi významný. Ročne sa tak v atmosfére vytvorí približne 3 milióny ton oxidu dusného! Tento údaj naznačuje, že ide o zdroj ničenia ozónu.

záver: Zdrojmi ničenia sú: freóny, vysokohorské lietadlá, minerálne hnojivá, jadrové výbuchy, spaľovanie paliva.

Ozónová diera sa považuje za lokálny pokles koncentrácie ozónu v ozónovej vrstve Zeme. Spočiatku odborníci predpokladali, že koncentrácia ozónu má tendenciu meniť sa v dôsledku častíc, ktoré sú emitované pri akomkoľvek atómovom výbuchu.

Po dlhú dobu sa za vinníkov objavenia sa ozónových dier v zemskej atmosfére považovali lety výškových lietadiel a kozmických lodí.

V priebehu mnohých štúdií a experimentov sa však dokázalo, že obsah ozónu sa môže kvalitatívne meniť v dôsledku určitých prírodných látok znečisťujúcich ovzdušie obsahujúcich dusík.

Hlavné dôvody vzniku ozónových dier

Už dávno sa zistilo, že hlavné množstvo prírodného ozónu sa nachádza vo výške 15 až 50 kilometrov nad zemským povrchom – v stratosfére. Ozón prináša najväčší úžitok tým, že pohlcuje značné množstvo ultrafialového slnečného žiarenia, ktoré by inak bolo pre živé organizmy na našej planéte škodlivé. Pokles koncentrácie ozónu na určitom mieste môže byť spôsobený dvoma druhmi znečistenia ovzdušia. Tie obsahujú:

1. Prirodzené procesy, pri ktorých dochádza k znečisťovaniu ovzdušia.
2. Antropogénne znečistenie zemskej atmosféry.

V zemskom plášti neustále prebiehajú odplyňovacie procesy, v dôsledku ktorých sa uvoľňujú rôzne organické zlúčeniny. Bahenné sopky a hydrotermálne pramene môžu vytvárať tieto typy plynov.

Okrem toho sa v zemskej kôre nachádzajú určité plyny, ktoré sú vo voľnom stave. Niektoré z nich sú schopné dostať sa na zemský povrch a difundovať do atmosféry cez trhliny v zemskej kôre. Preto povrchový vzduch nad ropnými a plynovými nádržami často obsahuje zvýšené hladiny metánu. Tieto druhy znečistenia možno pripísať prírodným – vyskytujúcim sa v súvislosti s prírodnými javmi.

Antropogénne znečistenie ovzdušia môže byť spôsobené štartmi vesmírnych rakiet a letmi nadzvukových prúdových lietadiel. Do atmosféry sa tiež uvoľňuje veľké množstvo rôznych chemických zlúčenín počas ťažby a spracovania mnohých minerálov z útrob zeme.

Veľký podiel na znečistení ovzdušia majú aj veľké priemyselné mestá, ktoré sú akýmsi antropogénnym zdrojom. Vzduchové hmoty v takýchto oblastiach sú znečistené extenzívnym tokom cestnej dopravy, ako aj emisiami z rôznych priemyselných podnikov.

História objavovania ozónových dier v atmosfére

Ozónovú dieru prvýkrát objavila v roku 1985 skupina britských vedcov pod vedením Joea Farmana. Priemer diery bol viac ako 1000 kilometrov a nachádzala sa nad Antarktídou - na južnej pologuli. Táto ozónová diera, ktorá sa vyskytuje každoročne v auguste, zmizla od decembra do januára.

Rok 1992 bol pre vedcov poznamenaný skutočnosťou, že už nad severnou pologuľou v Antarktíde sa vytvorila ďalšia ozónová diera s oveľa menším priemerom. A v roku 2008 dosiahol priemer prvého ozónového javu objaveného v Antarktíde svoju maximálnu rekordnú veľkosť – 27 miliónov štvorcových kilometrov.

Možné dôsledky rozširovania ozónových dier

Keďže ozónová vrstva je určená na ochranu povrchu našej planéty pred prebytkom ultrafialového slnečného žiarenia, možno ozónové diery považovať za jav, ktorý je pre živé organizmy skutočne nebezpečný. Pokles ozónovej vrstvy výrazne zvyšuje tok slnečného žiarenia, čo môže ovplyvniť prudký nárast počtu rakovín kože. Nemenej škodlivý je vzhľad ozónových dier pre rastliny a zvieratá na Zemi.

Vďaka pozornosti verejnosti bol v roku 1985 prijatý Viedenský dohovor o ochrane ozónovej vrstvy. Potom tu bol takzvaný Montrealský protokol prijatý v roku 1987 a definujúci zoznam najnebezpečnejších chlórfluórovaných uhľovodíkov. Producentské krajiny týchto látok znečisťujúcich ovzdušie sa zároveň zaviazali obmedziť ich uvoľňovanie a do roku 2000 úplne zastaviť.

Hypotézy o prirodzenom pôvode ozónovej diery

Ruskí vedci ale zverejnili potvrdenie hypotézy o prirodzenom pôvode ozónovej diery v Antarktíde. V roku 1999 NPO Typhoon publikoval vedeckú prácu na Moskovskej štátnej univerzite, v ktorej podľa výpočtov geofyzikov A.P. Kapitsa a A.A. Gavrilov, antarktická ozónová diera existovala ešte pred jej objavením priamymi experimentálnymi metódami v roku 1982, čo podľa ruských vedcov potvrdzuje hypotézu o prirodzenom pôvode ozónovej diery nad Antarktídou.

Autormi tejto vedeckej práce boli A.P. Kapitsa (člen korešpondenta Ruskej akadémie vied) b A.A. Gavrilov (Moskva štátna univerzita). Obom vedcom sa podarilo zistiť, že počet faktov, ktoré sú v rozpore s antropogénnou hypotézou o pôvode antarktickej ozónovej diery, neustále narastá a po preukázaní, že údaje o abnormálne nízkych hodnotách celkového ozónu v Antarktíde v rokoch 1957-1959 sú správne, ukázalo sa, že príčina ozónových dier je iná.ako antropogénna.

Výsledky výskumu Kapitsu a Gavrilova boli publikované v Doklady Akademii Nauk, 1999, ročník 366, číslo 4, s. 543-546

Ozónovú vrstvu prvýkrát študovali vedci na britských antarktických staniciach v roku 1957. Ozón sa považuje za možný indikátor dlhodobých zmien v atmosfére. V roku 1985 bolo v časopise Nature oznámené každoročné ubúdanie ozónovej vrstvy a vytváranie ozónových dier.

Čo je to ozónová diera a prečo vzniká?

Ozón sa vo veľkom množstve produkuje v stratosfére nad trópomi, kde je UV žiarenie najsilnejšie. Potom cirkuluje v zemskej atmosfére smerom k pólom. Množstvo ozónu sa mení v závislosti od lokality, ročného obdobia a denných klimatických podmienok. Pokles koncentrácie ozónu v atmosfére, ktorý sa pozoruje na póloch Zeme, sa nazýva ozónová diera.

Čím tenšia je ozónová vrstva, tým väčšia je veľkosť ozónových dier. Existujú 3 hlavné dôvody ich vzniku:

• Prirodzená redistribúcia koncentrácie ozónu v atmosfére. Maximálne množstvo ozónu sa nachádza na rovníku, smerom k pólom klesá a vytvára oblasti so zníženou koncentráciou tohto prvku.
• Technogénny faktor . CFC obsiahnuté v aerosólových plechovkách a chladivách sú uvoľňované do atmosféry ľudskou činnosťou. Výsledné chemické reakcie v atmosfére ničia molekuly ozónu. Tým sa stenčuje ozónová vrstva a znižuje sa jej schopnosť absorbovať ultrafialové svetlo.
• Globálne otepľovanie klímy. Teplota na zemskom povrchu neustále stúpa, pričom horné vrstvy stratosféry sa ochladzujú. To je sprevádzané tvorbou perleťových oblakov, v ktorých dochádza k reakciám ničenia ozónu.

Dôsledky rozširovania ozónových dier

Existencia života na Zemi je možná len vďaka prítomnosti ozónovej vrstvy. Účinne chráni planétu pred prenikaním škodlivého UV žiarenia, ktoré je vysoko reaktívne.

• Pri vystavení ultrafialovému žiareniu dochádza k poškodeniu DNA. To môže viesť k nežiaducim mutáciám v živých organizmoch.
• UV lúče prenikajú aj cez vodu a spôsobujú odumieranie rastlinných buniek a mikroorganizmov, ktoré slúžia ako potrava pre vyvinutejšie živočíchy. V dôsledku toho sa ich počet znižuje.
• U ľudí môže nadmerné UV žiarenie spôsobiť rakovinu kože. (Pokles ozónu o 1 % zvyšuje výskyt rakoviny kože o 5 %).
• Priamy kontakt ultrafialového svetla so sietnicou oka vyvoláva vznik šedého zákalu. To ovplyvňuje kvalitu videnia a môže spôsobiť slepotu.

V roku 1987 bola vypracovaná medzinárodná dohoda – Montrealský protokol – na reguláciu emisií škodlivých plynov do atmosféry, ktoré ničia molekuly ozónu. Dodržiavanie protokolu pomáha postupne znižovať poškodzovanie ozónovej vrstvy v atmosfére a predchádzať rozširovaniu ozónových dier.