Экологические проблемы и международные отношения
томы хлора.6 Вместе
эти публикации предсказывали, что использование человеком ХФУ может
привести к до тех пор неизвестной экологической опасности.
Благодаря стабильности и инертности ХФУ они не растворяются в дождевой
воде и не реагируют с другими газами. Связи углерод(фтор и углерод(хлор в
этих соединениях столь прочны, что солнечное излучение с той длиной волны,
которая достигает нижних слоев атмосферы, не разрушает их. Пожалуй,
единственной возможностью для молекул ХФУ «исчезнуть» из атмосферы остается
возможность подняться очень высоко, в самые верхние ее слои, туда, где они
встретят коротковолновое УФ-излучение, никогда не достигающее земной
поверхности, поскольку озоновый и кислородный «фильтры» не пропускают его.
Это излучение в конце концов разрывает молекулу ХФУ, освобождая радикал
хлора.
Здесь-то и начинается беда. Свободный радикал хлор (CL) может
реагировать с молекулой озона, образуя кислород (О2) и оксид хлора (ClO).
Затем оксид хлора реагирует с атомом кислорода (О), образуя кислород и
снова радикал хлора. Этот радикал может реагировать с новой молекулой
озона, образуя кислород и оксид хлора, и т.д.
Один атом хлора может проходить через эту серию реакций снова и снова,
разрушая одну молекулу озона за другой. Один атом хлора в среднем может
разрушить 100 тыс. Молекул озона до того, как он в конце концов исчезнет из
стратосферы. Обычным путем удаления хлора является его реакция с метаном с
образованием соляной кислоты (HCl). В этот момент могут наблюдаться два
явления: молекула HCl либо разлагается, снова освобождая атом Cl, который
продолжает цикл разрушения озона, либо опускается в нижние слои атмосферы,
где она обычно растворяется в воде и возвращается на Землю в виде кислого
дождя.
Многократная химическая регенерация атома Cl представляет собой только
одну характеристику коварного процесса разрушения озона. Другой является
длительный период запаздывания между синтезом молекулы ХФУ и ее появлением
в стратосфере. В одних случаях, когда ХФУ используются в качестве
аэрозольного реактивного топлива, их распыление в воздухе очень быстро
следует за производством. В других случаях, когда ХФУ выступает в роли
хладагентов или пенопластов, они могут храниться годами и даже
десятилетиями после производства. После того как они попадут в атмосферу,
может пройти до пятнадцати лет, пока молекула ХФУ пройдет свой путь от
земной поверхности к верхним слоям стратосферы, где она разрушится и
прореагирует с озоном. Таким образом, наблюдается результатом действия ХФУ,
произведенных и выброшенных в атмосферу 15 или более лет тому назад.
2.Первый отклик.
Две статьи, предсказавшие в 1974г. разрушение озонового слоя, положили
начало буму исследований в области химии атмосферного хлора во всем мире. В
США научная информация моментально проникла и в политическую сферу. Это
произошло частично потому, что авторами первых статей были американцы,
обеспокоенные судьбой своего открытия. Поэтому они действовали энергично,
привлекая к этой проблеме внимание общественности (особенно Ф.Шервуд
Роуланд, который незамедлительно передал результаты исследования в
Национальную академию наук и Конгресс). Другим фактором, который немедленно
вызвал политическую дискуссию а США, было широкое, умело организованно
экологическое движение.
Когда американские защитники окружающей среды осознавали последствия связи
озона и ХФУ, они приступили к действиям. Началом стало осуждение
использования аэрозольных баллончиков. Это безумие, говорили они, угрожать
жизни всего мира из-за удобства опрыскать себя дезодорантом. Их выбор
аэрозольного баллончика в качестве мишени был огромным упрощением проблемы,
поскольку в ряде баллончиков использовались аэрозольные распылители на
другой основе, не содержащей ХФУ. Но для того чтобы сделать эту проблему
простой и понятной, баллончики были заклеймены, и потребители ответили на
призыв. Объем продаж этого вида продукции сократился более чем на 60%. Рост
политического давления заставил принять закон, запрещающий производство
аэрозолей, содержащих ХФУ.
Со стороны промышленности, как и следовало ожидать, последовало
сопротивление такому развитию событий. Представитель компании Du Pont в
1974г. сделал следующее заявление перед конгрессом:»Гипотеза связи хлора с
истощением озонового слоя является в настоящее время чисто спекулятивной и
не имеет никаких доказательств, чтобы поддерживать ее». Но при этом он
добавил: «Если достоверные научные данные... покажут, что любые
хлорфторуглеводороды не могут использоваться без вреда для здоровья, Du
Pont остановит производство этих соединений». Четырнадцать лет спустя Du
Pont, крупнейший в мире производитель ХФУ, выполнил свое обещание.
Закон, запрещающий использование ХФУ в качестве аэрозольных распылителей,
был принят в США в 1978г. Совместно с действиями потребителей, которые уже
сократили покупку аэрозолей, этот запрет привел к падению мирового
производства ХФУ на 25%. В большинстве стран, однако, аэрозольные
распылители по-прежнему содержали ХФУ, и в других областях приминения ХФУ,
особенно в электронной промышленности, объем их потребления продолжал
рости. Тем не менее к середине 80-х годов мировое потребление ХФУ вернулось
к уровню 1975г. (см. диограмму).
ГЛАВА III
1.Разрушение: Озоновая дыра.
В октябре 1984г. ученые Британской антарктической экспедиции (British
Antarctic Survey) обнаружили, что содержание озона в стратосфере над
станцией Халли-Бей снизилось на 40%. Измерения концентрации озона в течение
примерно 10 лет показали, что она непрерывно уменьшается.(см. рисунок.)
[pic]
Концентрация озона в атмосфере над антарктической станцией Халли-Бей
измерялась в октябре, когда в Южном полушарии наступает весна и Солнце
возвращается на континент. Снижение концентрации озона наблюдалась на
протяжении более чем десятилетнего периода до опубликования в 1985г.
статьи, объявившей о существовании озоновой дыры.
Источник: J.C. Farman et al.
Ученые усомнились в достоверности полученных данных. Снижение
концентрации на 40% казалось просто немыслимым. Согласно прогнозам
компьютерной модели, основанным на данных атмосферной химии, в этот момент
уменьшение содержания озона могло составлять максимум несколько процентов.
Британские ученые проверили всю свою контрольно-измерительную
аппаратуру и просмотрели все результаты подобного рода измерений,
полученные в других частях Земли. Наконец они нашли то, что искали. Вторая
исследовательская станция, расположенная приблизительно в 1600 км к северо-
западу, также сообщала о небывалом снижении концентрации стратосферного
озона.
В мае 1985г. была опубликована историческая статья, объявившая о
появлении в Южном полушарии озоновой дыры.7 Ученые НАСА (США) тщательно
проанализировали данные об атмосферном озоне, полученные спутником Nimbus7.
Измерения проводились непрерывно начиная с 1978г. Спутник ни разу не
обнаружил озоновой дыры.
Перепроверив все данные, специалисты из НАСА установили, что их
компьютер отбрасывал очень низкие значения концентрации озона как ошибку в
показаниях приборов. К счастью, все значения, отбракованные компьютером,
удалось восстановить. Они показали, что содержание озона над Южным полюсом
уменьшается в течение последних 10 лет, подтвердив тем самым наблюдения
станции Халли-Бей.
Более того, была получена детальная карта дыра в озоновом слое. Она
оказалась огромной, величиной с континентальную часть США, и с каждым годом
становилась все глубже.
Почему дыра? Почему над Антарктидой? Что эти данные предвещают с точки
зрения Земли от УФ-радиации? В течение нескольких последующих лет была
проведена колоссальная работа по решению этой загадки. Одно из наиболее
впечатляющих доказательств того, что хлор действительно является агентом,
ответственным за появление озоновой дыры, появилось в сентябре 1987г.,
когда ученые пролетели на самолете из Южной Америки прямо к Южному полюсу,
в зону озоновой дыры. Результаты их измерений концентрации озона и ClO по
мере движения самолета показаны на рисунке. Увеличение и уменьшение
концентрации озона являются почти точным зеркальным отражением уменьшения и
увеличения концентрации ClО.8 Более того, концентрация ClO в самой озоновой
дыре в сотни раз превышает любой уровень, который можно было бы объяснить с
точки зрения атмосферной химии. Это явление часто называют «дымовым
ружьем». Даже производители ХФУ убедились в том, что озоновую дыру нельзя
считать нормальным явлением. Это свидетельство глубоких изменений в
атмосфере, вызванных искусственными хлорсодержащими загрязнителями.
Ученым потребовалось несколько лет, чтобы найти объяснение появлению
озоновой дыры. Вкратце оно таково.
Поскольку Антарктида окружена океаном, ветры могут непрерывно
циркулировать вокруг континента, на котором нет горных цепей. Во время
южной зимы они образуют околополюсный вихрь, воронку из ветров, которая
собирает воздух над Антарктидой и удерживает его, не позволяя смешиваться с
остальной атмосферой. Этот вихрь служит изолированным «реакционным котлом»
для полярных атмосферных химических соединений (он значительно сильнее
того, что образуется над Северным полюсом, поэтому северная озоновая дыра
проявляется значительно с
| |  скачать работу |
Экологические проблемы и международные отношения |
