Разрушение озонового слоя

В течение последнего десятилетия ученые и мировая общественность обеспокоены судьбой озонового слоя. Озон (изотоп кислорода) обладает сильными окислительными свойствами. В атмосфере озон встречается у земной поверхности и на высотах до 80 км, однако максимальная его концентрация наблюдается в озоносфере, которая располагается в средних широтах на высоте 20...24 км, в тропиках - на высоте 24...27 км, а в высоких широтах опускается до высот 13... 15 км.

Если весь атмосферный озон привести к нормальным условиям земной поверхности (давление 760 мм рт. ст. и температура ОС), то средняя толщина озонового слоя не превысит 3 мм.

Именно озоновый слой, поглощая коротковолновое ультрафиолетовое излучение Солнца, сохраняет все живое на Земле и предопределяет тепловой режим, а также динамику атмосферы.

В общем случае ультрафиолетовое (УФ) излучение - это электромагнитное излучение с длинами волн в диапазоне 1 400 нм. В связи с тем, что УФ-излучение различной длины неодинаково влияет на активность человека, то указанный диапазон подразделен на три области: УФ-А - с длиной волны 315...400 нм, УФ-В -280...315 нм, УФ-С - 1...280 нм.

Длинноволновое излучение УФ-А характеризуется слабым биологическим воздействием на организм человека. Средневолновое излучение УФ-В сильно воздействует на кожный покров и обладает противорахитным действием, при этом максимально эффективно излучение с длиной волны 297 нм. Коротко волновое излучение УФ-С весьма отрицательно воздействует на тканевые белки и липойды, сетчатку глаза, разрушает кровяные тельца, а также вызывает мутацию молекул ДНК. Защитные свойства озонового слоя определяются не только его толщиной, но и углом, под которым солнечная радиация падает на Землю. Из этого следует, что интенсивность коротковолнового УФ-излучения в тропиках больше, чем в других местах земной поверхности.

На протяжении многих лет в озоновом слое наблюдаются локальные уменьшения содержания озона - озоновые дыры. Под озоновой дырой понимают пространство в озоносфере, характеризующиеся значительным понижением концентрации озона (до 50%) под воздействием естественных и антропогенных факторов. Время от времени эти громадные по площади дыры возникают над разными территориями и висят над ними от нескольких дней до недели, частота их появления увеличивается.

Наибольшие понижения концентрации озона в озоносфере зафиксированы над Антарктикой. Как установлено, в цепочке процессов, обусловливающих формирование озоновой дыры, можно выделить три важных звена: высокие концентрации хлорных соединений, низкие температуры в стратосфере и наличие аэрозольных облаков.

Причиной разрушения озонового слоя является попадание в него хлора и оксидов азота, которые содержатся в основном в промышленных выбросах и выбросах автомобилей. В этих процессах наиболее значимо первое вещество.

Вследствие разрушения озонового слоя повышается вероятность заболевания человека раком кожи, что подтверждает статистика Австралии, где зарегистрирована одна из наиболее крупных озоновых дыр. По некоторым данным уменьшение концентрации озона на 1% вызывает увеличение заболеваемости раком кожи на 2%. Если темпы разрушения озонового слоя будут сохранятся, то к середине XXI в. число заболеваний раком кожи достигнет десятков миллионов человек в год.

Сохранение озонового слоя - одна из глобальных задач мирового сообщества. Для предотвращения разрушения озонового слоя необходим отказ от хлорсодержащих веществ. В 1987 г. 34 страны подписали Монреальский протокол об ограничениях производства хлорированных и фторированных углеводородов. Эта практика расширяется, и за этим направлением большое будущее. Другим направлением является создание систем генерации озона в атмосфере, что связано с серьезными затратами.