Круговорот кислорода. Озоновый экран
оминала, принята Венская конвенция по защите
озонного слоя Земли, которая потом дополнялась Монреальским протоколом в
1987 г. и поправками к нему Лондонской (1990 г.) и Копенгагенской (1992 г.)
конференций. Ныне производство агрессивных, по отношению к озоновой
оболочке, фреонов запрещено. Однако время пребывания в атмосфере уже
попавших туда фреонов оценивается от 60 до 400 лет. По некоторым экспертным
оценкам, озона в атмосфере Земли стало меньше на 8%, а скорость убыли ныне
достигла 0,5% в год.
Современное ослабление озонового щита планеты выражается в
образовании, по меньшей мере, двух гигантских сезонных озоновых дыр. Они
разверзаются не только над полюсами и в высоких широтах, но часто достигают
и средних.
Нет ничего удивительного в том, что в 1990-е годы природная защита от
жесткого ультрафиолетового излучения оказалась существенно ослабленной
почти над всей территорией бывшего СССР. Так, в 1995 г. со второй половины
января над районами Сибири начала развиваться озоновая аномалия, которая в
феврале-марте захватила территорию от Крыма до Камчатки. Для многих
сибирских и якутских метеорологических станций в этот период
зарегистрированы рекордно низкие среднемесячные значения. В отдельные дни
над этими районами понижение концентрации озона достигало 40%. Согласно
некоторым источникам в марте 1995 г. озоновый слой в Арктике был истощен на
50%.
Даже если причины возникновения озоновых дыр в Северном полушарии
другие, нежели в Антарктиде, то вряд ли от этого легче тем, кто страдает от
связанных с ними последствий. Известно, что от избыточной ультрафиолетовой
радиации (УФР) растет число людей, болеющих раком кожи, меланомой,
катарактой и просто испытывающих ослабление иммунной системы. Избыток УФР
негативно влияет на океанические экосистемы.
Страна озоновой аномалии.
Нельзя забывать и о других последствиях разрушения озонового слоя над
Россией, да и над Землей в целом.
Стратосферный озоновый слой защищает Землю от перегрева. По данным
доктора физико-математических наук Ракиповой, количество тепла,
поглощаемого озоном (3% приходящей солнечной радиации), - это больше, чем
вклад озона в парниковый эффект. В основном озон - антипарниковый газ.
Районы в Северном полушарии, где содержание озона максимально, практически
совпадают в холодное время года с основными очагами холода в Канаде и
Восточной Сибири.
Негативные изменения в стратосфере в последние 15-20 лет не могли не
привести к снижению эффективности природного компенсатора парникового
эффекта - стратосферного озона. Территория России в силу ее географического
положения и размеров страдает больше, чем любая другая страна от перипетий
с озоном.
Вот уже не первый год на юге Сибири, а иногда и в центральной части
фиксируются необычно ранние волны теплой и жаркой погоды. Их причину ищут в
усилении парникового эффекта. Но не парниковый эффект, а ослабление
антипарниковой функции озонового слоя больше ответственно за происходящее.
Например, можно с большой долей вероятности утверждать, что необычно ранняя
сверхтеплая погода на юге Сибири весной 1997 г. - отклик на осязаемое и
чрезвычайно неприятное событие.
На карте, по состоянию на 15 апреля 1997 г., видно, что большую часть
России поглотила озоновая аномалия, и за ее края выходили в основном лишь
большая часть Камчатки, Сахалин, юг Дальнего Востока, а также европейская
Россия без Кольского полуострова и бассейнов рек Северная Двина и Печора.
В случае с озоновым слоем Россия щедро платит, как это ни
парадоксально, за техническое несовершенство и экологическую безграмотность
наиболее продвинутых в промышленном отношении стран. Вполне может быть
выявлена Мера ответственности конкретных государств. Медвежью услугу
человечеству, особенно России, оказали научные круги, явно раздувавшие
опасность грядущего потепления климата. Ныне каждый школьник в Европе и, по-
видимому, в США и Японии уверен, что приоритет экологической геополитики
состоит в воздействии на климат.
Чрезмерная забота о климате, а точнее, о парниковых газах и в
особенности о контроле над СО2, оттеснили на второй план проблему
стратосферного озона. Ее явно запоздалое осознание бумерангом ударило по
природе.
Похоже на то, что международная наука выпустила пар в гудок по поводу
грядущей мезозойской жары. Из-за этого мы прозевали куда более серьезную
опасность, связанную с разрушением озонового слоя. А рассчитываться за это
больше всех придется, по-видимому, нашей стране.
Разрушение озонного слоя земли хлорфторуглеводородами.
В 1985 г. специалисты по исследованию атмосферы из Британской
Антарктической Службы сообщили о совершенно неожиданном факте: весеннее
содержание озона в атмосфере над станцией Халли-Бей в Антарктиде
уменьшилось за период с 1977 по 1984 г. на 40%. Вскоре этот вывод
подтвердили другие исследователи, показавшие также, что область пониженного
содержания озона простирается за пределы Антарктиды и по высоте охватывает
слой от 12 до 24 км, т.е. значительную часть нижней стратосферы.
Наиболее подробным исследованием озонного слоя над Антарктидой был
международный Самолетный Антарктический Озонный Эксперимент. В его ходе
ученые из 4 стран несколько раз поднимались в область пониженного
содержания озона и собрали детальные сведения о ее размерах и проходящих в
ней химических процессах. Фактически это означало, что в полярной атмосфере
имеется озонная "дыра". В начале 80-х по измерениям со спутника "Нимбус-7"
аналогичная дыра была обнаружена и в Арктике, правда она охватывала
значительно меньшую площадь и падение уровня озона в ней было не так велико
- около 9%. В среднем по Земле с 1979 по 1990 г. содержание озона упало на
5%.
Это открытие обеспокоило как ученых, так и широкую общественность,
поскольку из него следовало, что слой озона, окружащий нашу планету,
находится в большей опасности, чем считалось ранее. Утончение этого слоя
может привести к серьезным последствиям для человечества. Содержание озона
в атмосфере менее 0.0001%, однако, именно озон полностью поглощает жесткое
ультрафиолетовое излучение солнца с длиной волны l<280 нм и значительно
ослабляет полосу УФ-Б с 280<315 нм, наносящие серьезные поражения клеткам
живых организмов. Падение концентрации озона на 1% приводит в среднем к
увеличению интенсивности жесткого ультрафиолета у поверхности земли на 2%.
Эта оценка подтверждается измерениями, проведенными в Антарктиде (правда,
из-за низкого положения солнца, интенсивность ультрафиолета в Антарктиде
все еще ниже, чем в средних широтах).
По своему воздействию на живые организмы жесткий ультрафиолет близок к
ионизирующим излучениям, однако, из-за большей, чем у g-излучения длины
волны он не способен проникать глубоко в ткани, и поэтому поражает только
поверхностные органы. Жесткий ультрафиолет обладает достаточной энергией
для разрушения ДНК и других органических молекул, что может вызвать рак
кожи, в особенности быстротекущую злокачественную меланому, катаракту и
иммунную недостаточность. Естественно, жесткий ультрафиолет способен
вызывать и обычные ожоги кожи и роговицы. Уже сейчас во всем мире заметно
увеличение числа заболевания раком кожи, однако, значительно количество
других факторов (например, возросшая популярность загара, приводящая к
тому, что люди больше времени проводят на солнце, таким образом, получая
большую дозу УФ облучения) не позволяет однозначно утверждать, что в этом
повинно уменьшение содержания озона. Жесткий ультрафиолет плохо поглощается
водой и поэтому представляет большую опасность для морских экосистем.
Эксперименты показали, что планктон, обитающий в приповерхностном слое, при
увеличении интенсивности жесткого УФ может серьезно пострадать и даже
погибнуть полностью. Планктон находится в основании пищевых цепочек
практически всех морских экосистем, поэтому без преувеличения можно
сказать, что практически вся жизнь в приповерхностных слоях морей и океанов
может исчезнуть. Растения менее чувствительны к жесткому УФ, но при
увеличении дозы могут пострадать и они. Если содержание озона в атмосфере
значительно уменьшится, человечество легко найдет способ защититься от
жесткого УФ излучения но при этом рискует умереть от голода.
Что было сделано в области защиты озонового слоя.
Под давлением этих аргументов многие страны начали принимать меры
направленные на сокращение производства и использования ХФУ. С 1978 г. в
США было запрещено использование ХФУ в аэрозолях. К сожалению,
использование ХФУ в других областях ограничено не было. Повторю, что в
сентябре 1987 г. 23 ведущих страны мира подписали в Монреале конвенцию,
обязывающую их снизить потребление ХФУ. Согласно достигнутой договоренности
развитые страны должны к 1999 г. снизить потребление ХФУ до половины уровня
1986 г. Для использования в качестве пропеллента в аэрозолях уже найден
неплохой заменитель ХФУ - пропанобутановая смесь. По физическим параметрам
она практически не уступает фреонам, но, в отличие от них, огнеопасна. Тем
не менее, такие аэрозоли уже производятся во многих странах, в том числе и
в России. Сложнее обстоит дело с холодильными установками - вторым по
величине потребителем фреонов. Дело в том, что из-за полярности молекулы
ХФУ имеют высокую теплоту испарения, что очень важно для рабочего те
| |  скачать работу |
Круговорот кислорода. Озоновый экран |
