Растения защищают озоновый слой во время засухи

Растения защищают озоновый слой во время засухи

Часто ли люди задумываются о засухе? Проблемные ситуации, связанные с экологией, могут сильно сказываться на уровне и качестве жизни всего населения. Люди привыкли не задумываться о них, стараясь отстраниться от общего потока или наоборот — слиться с ним. Забота о природе и жизни в балансе с ней помогает всему населению чувствовать спокойствие и ощущение комфорта.

Что может случиться , если засуха начнет проявляться при загрязнении воздуха азотом?

Если засуха все же начнет проявляться и негативно воздействовать на окружающую среду, то растения быстро станут производить изопрен. Данное вещество уже является переходным между производными озона. Озоновый слой стратосферы помогает защищаться от излучения от солнца и выполняет еще множество важных задач. Но специалисты уверяют, что озон действительно может быть токсичен — он выступает в роли сильного окислителя, способного негативно воздействовать на органы дыхания, влиять на развитие множества болезней, вызывать определенные мутации. Они не исключают, что при чрезмерно высокой концентрации организм человека просто не выдержит — всё может закончиться летальным исходом.

Озон может появляться и в призменном слое, но от его воздействия людей оберегает Мировой океан и отдельные виды растений — они тоже сталкиваются с токсичностью, но могут бороться с ней и даже поглощать.

Не стоит забывать, что растения могут выделять органические вещества, переносящиеся по воздуху . У них есть способность вступать в различных слоях атмосферы в реакции, начинающие активное производство уже описанного ранее озона. И то, что растения могут поглощать озон, что они выделяют определенные вещества и озон буквально начинает входить в круговорот — все может зависеть от условий, окружающих человека.

Но как все описанное ранее может зависеть от окружающих условий? Когда начинается период засухи, многие растения закрывают специальные отверстия в листьях, помогающие им заниматься испарением воды и получение нужных для запуска многих процессов различных газов. Из-за вхождения в состояние стресса растения часто сталкиваются с производством всё меньшего количества летучих веществ.

Ученые смогли детально изучить процесс засухи и уровень озона, когда в Калифорнии случилась действительно долгая засуха.

Специалисты следили за тем, как растения могут влиять на уровень озона, если они оказываются в сложных условиях, при недостатке влаги и жидкости. Результаты показали, что все растения начинают гораздо меньше поглощать озон — засушливые годы приводят их в тому, что потребление вещества начинает сокращаться более чем на двадцать процентов. С наступлением засухи часть растений начинает активно производить и синтезировать изопрен, являющийся частью цепочки, позволяющей осуществлять реакции, порождающие производство озона. Изопрен может справляться с ошибками, растения стараются следить за его выделением. Поэтому начинает расти и концентрация в приземном воздухе.

Источник



Озон О3 защита, благо и опасность

Как отрицательное, так и положительное действие озона на живые клетки следует учитывать в среде обитания организмов. Угроза истощения озона в атмосфере и порой чрезмерное повышение его концентрации в приземном слое воздуха, выдвигает проблему соотношения жизни и содержания озона в атмосфере на одно из первых мест .В связи с большой опасностью для живых организмов высоких концентраций тропосферного озона индикация повреждений, им вызванных, представляет важную задачу.

Озон О3 — аллотропическое видоизменение кислорода. Этот газ тяжелее воздуха и постоянно образуется в атмосфере. В отличие от обычного двухатомного кислорода О2 воздуха озон включает три кислородных атома, и, вследствие этого обладает высокой окислительной способностью. Это — вещество с характерным запахом свежести, названное от греческого слова “озо” , что означает “пахну”. В сжиженной форме озон приобретает голубую окраску, поскольку имеет полосу поглощения в области 580-620 нм.
Озон возникает при диссоциации кислорода воздуха, который поступает в атмосферу при фотосинтезе растений. Под влиянием ультрафиолетовой радиации Солнца в начале образуется атомарный кислород О,который при соударении с молекулой молекулярного кислорода и в присутствии любой частицы воздуха дает озон:

Принципиально важно, что озон может образовываться в любых процессах, где возникает атомарный кислород. Источниками озона являются окислы азота, угарный газ и углеводороды, выделяемые растениями или антропогенными источниками – выбросами промышленности и автотранспортом. В цепи химических реакций под влиянием ультрафиолетовой радиации из этих соединений возникает атомарный кислород, из которого затем образуется озон. Появление техники, выделяющей ультрафиолетовую радиацию (компьютеры, копировальные аппараты и др.), также способствует образованию озона и внутри помещений.
Распределение озона в атмосфере неравномерно. Наибольшая плотность озона (число молекул в единице объема) наблюдается на высоте 24-26 км в тропиках и 18-20 км в полярной зоне. Общее содержание озона в атмосфере принято условно характеризовать слоем озона, приведенным к нормальным условиям (0o С, 1 атм). Это — так называемый озоновый слой. Принято считать, что он расположен в стратосфере на высоте примерно 20-25 км над поверхностью Земли.
Значение озонового слоя для биосферы наглядно видно из оптических свойств этого газа, если сравнить спектры поглощения озона и важнейших компонентов живых клеток – нуклеиновых кислот и белков. Озон имеет самую интенсивную полосу поглощения в области 200-300 нм. В этой же области спектра поглощают нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) и белки. Озон, содержащийся в верхних слоях атмосферы, целиком поглощает особенно губительные коротковолновые ультрафиолетовые лучи, препятствуя тем самым повреждению живых систем. Снижение концентрации озона в атмосфере в целом хотя бы на 10 % уже сказывается на живых организмах — снижается урожай растений, у животных и человека наблюдаются различного рода патологии, например нарушение легочной функции, увеличение хронических заболеваний легких, нервной и иммунной систем, рак кожи и сетчатки глаз. Заметные сдвиги под влиянием возросшего ультрафиолетового облучения могут наблюдаться и в состоянии целых экосистем, особенно наземной растительности и фитопланктона, а также осуществлении биогеохимических циклов.
Снижение содержания озона в стратосфере связано с различными химическими соединениями, проникающими в атмосферу в результате ядерных взрывов, космических полетов и полетов сверхзвуковой авиации, применением хлор- и фторорганических аэрозолей и удобрений в сельском хозяйстве, холодильном производстве и др. Под влиянием ультрафиолетовой радиации все они катализируют распад озона.
Проблема образования “озоновых дыр” (больших участков атмосферы, со сниженным содержанием или почти полностью лишенных озона) особенно актуальна для человечества , поскольку за последние двадцать лет наблюдалось заметное снижение концентрации озона в некоторых районах Земли, особенно Антарктиды и Арктики. Местами даже над Восточной Сибирью площадь “озоновых дыр” составляла несколько тысяч квадратных километров, а концентрация озона а таких участках атмосферы снижалась на 40 %.
Озоновый слой имеет значение не только как экран биосферы от повреждения жестким ультрафиолетовым излучением, но и определяет термический режим атмосферы. В инфракрасной области спектра у озона есть еще важная полоса поглощения с максимумом 960 нм. Благодаря этому, О3 поглощает выделяемую Землей энергию инфракрасного диапазона (тепловую), не дает ей рассеяться в Космосе, и, тем самым задерживает тепло в атмосфере нашей Планеты.
Если в верхнем слое атмосферы (в стратосфере) концентрация озона имеет тенденцию к снижению, то в нижних районах атмосферы (в тропосфере), напротив, к увеличению. Обычно концентрация озона в приземных слоях тропосферы невелика — до 2,1-21 мкг /м 3 (0,001-0,01 мкл /л). Но она резко возрастает при грозе и, в еще большей мере, при загрязнении воздуха. Запах озона ощущается примерно в его концентрациях 21 мкг/м 3 (0,01 мкл/л), а превышение этой концентрации в 10 раз есть предел безопасности для живых организмов. Обычно экологи называют ее предельно допустимой концентрацией. Выше нее состояние атмосферы характеризуют уже определенным уровенем загрязнения, когда озон становится опасным токсикантом. В тропосфере озон является компонентом “фотохимического смога”, который представляет собой туман, ставший более тяжелым и более темным благодаря промышленным выбросам, продуктам сжигания угля и нефти. Впервые описанный в ЛосАнжелосе ,такой смог наблюдается во многих городах Мира. Под влиянием высоких 1-10 мкл/л концентраций озона в легких многих млекопитающих и Человека наблюдаются заметные воспалительные реакции, а у ряда чувствительных растений, которые служат индикаторами озонового загрязнения, видны характерные признаки повреждения в виде белых или цветных пятен. На уровне целого организма озоновые повреждения при высоких концентрациях О3 вначале обнаруживаются по резкому снижению активности фотосинтеза (у растений и фотосинтезирующих организмов), а затем дыхания у всех живых существ. Особенно наглядны эффекты на растениях при хроническом воздействии озоном, поскольку обнаруживаются выцветание пигментов и некротические пятна.

Читайте:  Хвойные растения в ландшафтном дизайне

Среди проблем, связанных с озоном особенно важна ранняя диагностика вызванных им нарушений, чтобы принять защитные меры. Ведется и поиск организмов – индикаторов озонового загрязнения в природе.
Однако имеются все предпосылки для практического использования искусственного воздействия озоном, например в санитарных или лечебных целях. Следует учитывать, что у разных царств живых организмов проявляется разная чувствительность к озону. Даже при небольших дозах озона может наступать гибель микроорганизмов, что широко используется в санитарии и пищевой промышленности, для обеззараживания воды и др. Причем при определенных дозах гибнут возбудители опасных инфекций, например таких как сальмонелла. Иногда даже улучшается состояние ВИЧ-инфицированных пациентов, по-видимому за счет воздействия на возбудителей вторичного бактериального заражения. Окислительный эффект озона может быть так велик, что озонированная вода уже применяется как пестицид в сельском хозяйстве для уничтожения паразитов. У животных обнаружена стимуляция иммунитета при воздействии низкими дозами озона, и угнетение легочной функции в высоких его дозах. Причем наиболее чувствительны в этом отношении млекопитающие, а низкоорганизованные животные менее изучены – это поле деятельности в будущем.
Что же касается растений, то их реакции наиболее разнообразны по сравнению с другими царствами – от стимуляции роста и развития низкими дозами озона до повреждения и опада листьев, усыхания лесов и общего нарушения фитоценозов при хронических воздействиях озона в урбанизированных районах. Особенно чувствительны хвойные растения. Это тем более опасно, поскольку источниками озона на Земле является окисление кислородом воздуха монотерпенов лесных растений, в основном, хвойных пород.
Глобальные эффекты озона связаны, в первую очередь, с экранирующей ролью озона для всей биосферы. В результате нарушения озонового экрана и появления “озоновых дыр” происходит усиление ультрафиолетовой радиации. Это ведет, прежде всего, к исчезновению организмов, неустойчивых к ультрафиолетовому излучению, и вследствие этого, происходит нарушение биоразнообразия фауны и флоры. В перспективе, возможно, будет расти число заболеваний, обусловленных УФ –радиацией, таких как рак кожи, катаракта и др. Глобальные последствия действия озона в тропосфере приведут к снижению урожая (а это жизненно необходимые продукты питания и одежда), отмиранию лесов, будут прелюдией кислых дождей, поскольку при больших концентрациях озона образуется много пероксидов с кислой реакцией, произойдет ускорение старения и возникнут многочисленные заболевания легких.
Локальные последствия действия озона приведут к увеличению числа легочных заболеваний в городах, вымиранию растений, неустойчивых к озону. В настоящее время 64 миллиона человек постоянно живут в районах с концентрацией озона весьма опасной для здоровья. Основные меры для предотвращения таких нарушений — не создавать крупные мегаполисы и снижать число выбросов автотранспорта и промышленности в атмосферу.
Литература
1.Рощина В.В. Озон и живые организмы. Наука в России, 2005, N2 , C. 60-63.

Источник

Одуваны-убийцы

Через пару дней начнётся лето. Хорошо, когда есть возможность на летнюю пору уехать куда-нибудь подальше от плавящегося от жары асфальта городов – к морю, например, или на дачу. К сожалению, для многих эта роскошь недоступна: как минимум, пять дней в неделю горожане вынуждены проводить своё время в «каменных джунглях». Жители городов стремятся при первой удачной возможности, если не получается выбраться в лес, то хотя бы почаще посещать городские парки и скверы.

Растения в городе

Растения в городе

Мы привыкли считать, что зелёные насаждения в городах благотворно влияют на жизнь человека в непростых экологических условиях мегаполисов. Растения способствуют очищению воздуха, выделяют полезные фитонциды.

Но не всё так радужно. От растений в городах, конечно, масса пользы. Но, как оказалось, есть и вполне ощутимый вред. Этот вред смогла оценить международная группа учёных-экологов из немецкого Университета Гумбольдта, среди которых есть и наша соотечественница, доктор наук Галина Чуркина. О результатах своих исследований группа учёных и заявила.

Городские растения виновны в 225 тыс. смертей в год

Оказалось, что городские растения способствуют увеличению приземного (тропосферного) озона. Этот газ по классификации вредных веществ относится к веществам высшего класса опасности, представляющих серьёзный риск для человека – вплоть до возможного летального исхода.

Городские растения увеличивают приземное количество озона

Городские растения увеличивают приземное количество озона

Увеличению количества озона способствуют все растения. Однако особенно этим отличаются представители рутовых, кизиловых и астровых. И если апельсины и лимоны (семейство рутовые) – не слишком частые гости на наших улицах, то дёрен (семейство кизиловые) и лопух с одуванчиками (астровые) у нас распространены изрядно.

О полезном и вредном озоне

Учёные выделяют два вида озона. Точнее, озон-то один и тот же: это газообразное вещество, состоящее из трёх атомов кислорода. Озон, образующий в стратосфере слой, защищающий жизнь на нашей планете от воздействия солнечной радиации, полезен. Более того, без него невозможно было бы существование и само зарождение жизни на Земле.

Все мы слышали об озоновых дырах – истончении слоя озона в результате выброса в атмосферу хлорфторуглеродов, бромистого метила, четыреххлористого углерода, гидрохлорфторуглеродов и прочего.

Городские растения увеличивают приземное количество озона

Городские растения увеличивают приземное количество озона

Но трёхатомное соединение кислорода по токсичности превосходит боевые отравляющие вещества, такие, например, как хлор. Поэтому тот озон, который находится в нижних слоях атмосферы – в тропосфере – смертельно опасен. К тому же ВОЗ (Всемирная организация здравоохранения) относит озон к веществам беспорогового действия. То есть любая концентрация этого вещества опасна для здоровья человека.

В чём «вина» растений, или Как происходит образование «вредного» озона

В общем-то, растения не виноваты. Вина за появление тропосферного озона, впрочем, как и разрушение слоя стратосферного, лежит на человеке, на его разрушительном влиянии на экологию планеты.

Образование озона – это нормальная для нашей планеты фотохимическая реакция. Реакция между окислами азота и летучими органическими соединениями при воздействии ультрафиолетового излучения. Именно так, с помощью растений, миллионы лет назад и образовался этот защитный экран нашей планеты – озоновый слой.

Растения выделяют органические соединения – монотерпены и сесквитерпены, изопрен и прочее. Благодаря им, пахнет сосновая хвоя, болотный багульник, апельсин. Чем жарче светит солнце, тем сильнее происходит выделение растениями летучих органических соединений, и как следствие – образование озона, который потом поднимается в верхние слои атмосферы.

Выхлопные газы содержат оксиды азота, в десять раз более опасные, чем угарный газ

Выхлопные газы содержат оксиды азота, в десять раз более опасные, чем угарный газ

Но беда в том, что эти летучие органические соединения реагируют с оксидами азота, которые содержатся в выхлопных газах автомобилей. В результате, кроме опасности от самих выхлопных газов (оксиды азота в десять раз более ядовиты, чем угарный газ), происходит образование озона.

По подсчётам учёных, присутствие растений увеличивает почти на 60 % количество озона в городах. Учитывая количество автомобилей в мегаполисах, такой объём образовавшегося озона не успевает удалиться в стратосферу.

Чем опасен озон

Являясь химически активным соединением – окислителем, озон, попадая в организм, вызывает оксидативный стресс. В результате происходит лавинообразное образование свободных радикалов, отрицательно влияющих на живые организмы, вызывая их деградацию.

Озон в первую очередь влияет на дыхательные пути, вызывая кашель, воспаление лёгких, обострение приступов у астматиков, эмфизему и отёк лёгких. У людей, не склонных к респираторным заболеваниям, озон вызывает повышенную утомляемость, тошноту, головную боль. И они тоже рискуют получить астму, бронхит и прочие проблемы.

Читайте:  Географическое положение и климат

Дети наиболее уязвимы перед воздействием озона

Дети наиболее уязвимы перед воздействием озона

Озон способствует обострению или появлению аллергии. А самое главное – озон генотоксичен. Это значит, что он является мутагеном или канцерогеном. То есть, озон – вещество, вызывающее мутации генов или появление опухолей.

Наиболее опасно воздействие озона на детей, пожилых, людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями и, как уже говорилось выше, имеющих проблемы с дыхательными путями.

Экономическое выражение негативного влияния озона – потерь от заболеваемости и смертности – для России выражается почти в 2401 миллиарде рублей в год, что составляет около 6 % от ВВП. Ну, и в качестве «бонуса»: озон разрушает не только живые организмы, но и строительные материалы и конструкции.

Как уберечься от озона

К сожалению, жизнь наша устроена таким образом, что большинство людей вынуждено жить в городах. Против природных законов идти сложно, и процесс образования озона не остановить. Можно лишь уменьшить его количество, снизив количество выхлопных газов. Правда, это по большей части тоже вне власти обывателя.

Единственное, что вы можете сделать для своего здоровья и здоровья близких – находиться как можно меньше на открытом солнце, и тем более не заниматься на жаре активной физической деятельностью: чем жарче светит солнце, тем более активно идёт процесс образования озона. Максимум приходится на полуденные часы, минимум – на раннее утро.

По данным исследований, во время аномальной жары 2010 года уровень озона в Московской области достигал 500 мкг/м3, при предельно допустимой концентрации в 100 мкг/м3. Такое количество озона (500 мкг/м3) убивает 20% лабораторных крыс всего лишь в течении часа.

Найдите местечко в тени для полуденной сиесты

Найдите местечко в тени для полуденной сиесты

Источник

Озоновый слой — роль в атмосфере, как образуется и разрушается

Озоновый слой находится в атмосфере Земли и содержит относительно высокие концентрации О3. Он поглощает 93−99% солнечного ультрафиолетового излучения, которое потенциально угрожает жизни на планете, и расположен в нижней части стратосферы. Его толщина варьируется в зависимости от сезона и географического положения.

История открытия

Это явление было открыто в 1913 г. французскими физиками Шарлем Фарби и Анри Буассоном. Более детально его свойства исследованы британским метеорологом Дж. М. Б. Добсоном, который разработал простой спректрофотометр, использующийся для измерения содержания стратосферного газа с земли.

Между 1928 и 1958 гг. этот учёный создал всемирную сеть мониторинга. Она продолжает функционировать и по сей день, а «единица Добсона» названа в его честь и признана удобной мерой для оценки общего количества озона в верхней части колонны воздуха. С тех пор исследователи проделали большую работу для выяснения природы явления, а политики постарались на законодательном уровне затормозить разрушительные процессы в верхних слоях атмосферы.

Роль в развитии жизни на планете

Без стратосферного озона жизнь на планете не смогла бы достигнуть высокого уровня. Первая стадия развития одноклеточного организма требует бескислородной среды, и подходящие условия существовали на Земле более 3 миллиардов лет назад. По мере развития примитивные формы начали выделять в процессе жизнедеятельности незначительное количество кислорода в результате реакции фотосинтеза.

Накопление О2 в атмосфере привело к образованию озонового слоя в верхней части воздушного пространства. Этот защитный экран отфильтровывает повреждающее клетки входящее излучение ультрафиолетового спектра (УФ). Таким образом, благодаря именно этому явлению произошло формирование более совершенных организмов.

Химический процесс

Озоновый слой на самом деле таковым не является: молекулы О3 рассредоточены в атмосфере на расстоянии от 19 до 30 км от поверхности Земли. Их концентрация обычно составляет менее 10 частей на миллион. Озон образуется в стратосфере, когда ультрафиолетовое излучение Солнца попадает на молекулы кислорода О2 и вызывает расщепление двух атомов кислорода. При столкновении одного свободного атома с О2 образуется озон (О3). Этот процесс известен как фотолиз. Вещество также естественным образом разрушается в стратосфере солнечным светом и химической реакцией с различными соединениями, содержащими:

  • азот;
  • водород;
  • хлор.

В незначительных количествах образуется в приземном слое в качестве реакции химических соединений с солнечным светом, является компонентом смога и может быть вредным для здоровья человека.

Хотя оба вида озона содержат одни и те же молекулы, их присутствие в отдельных частях атмосферы имеет очень разные последствия:

  • Стратосферный слой блокирует вредную для живых существ солнечную радиацию.
  • Приземный слой является просто фактором загрязнения. Он поглощает некоторую часть излучения, но не может компенсировать разрушение озонового слоя в стратосфере.

N, H и Cl в природе встречаются в очень небольших количествах. В незагрязнённой атмосфере существует баланс между численностью образующего и разрушающегося озона. В результате общая концентрация остаётся постоянной. При разных температурах и давлениях скорость образования и разрушения отличается.

Озон имеет следующие особенности:

  • бесцветный газ с резким запахом;
  • встречается гораздо реже, чем О2;
  • из миллиона молекул воздуха озоном являются не больше десяти.

Значительная часть находится над экватором, где уровень УФ является наибольшим. Ветрами он переносится в направлении более высоких широт. Следовательно, количество газа над разными регионами Земли изменяется естественным образом в зависимости от широты, климата и времени года ежедневно. В нормальных условиях самые высокие значения наблюдаются над канадской Арктикой и Сибирью, а низкие — в районе экватора.

Стратосферная аномалия

В средствах массовой информации и многих книгах термин «озоновая дыра» часто используется слишком свободно для описания любого эпизода разрушения О3, независимо от того, насколько этот процесс значителен. К сожалению, это неаккуратное обращение с фактами упрощает проблему и стирает важное различие между огромными потерями озона в полярных областях и менее значительными в других регионах мира.

Технически этот термин должен применяться в тех случаях, когда истощение стратосферного О3 настолько велико, что его уровень падает ниже 200 единиц Добсона (д.е.). Нормальная концентрация составляет от 300 до 350 д. е. Такая потеря каждую весну происходит над Антарктидой и в меньшей степени над Арктикой, где особые метеорологические условия и очень низкие температуры воздуха усиливают разрушение озона искусственными химическими веществами.

Обнаруженное в 1980-х гг. истощение над Южным полюсом оказалось настолько значительным, что измеривший его британский геофизик Джо Фарман заподозрил неисправность спектрофотометра и отправил устройство в ремонт. Как только появились повторные данные, существование аномалии было подтверждено.

Благодаря предоставленным НАСА спутниковым снимкам, учёные неоднократно наблюдали большое количество химических веществ в атмосфере над Антарктидой.

Причины разрушения

Исчезновение озона происходит тогда, когда естественный баланс между выработкой и разрушением склоняется в пользу последнего. Хотя природные явления могут вызывать временную потерю О3, хлор и бром, выделяющиеся из искусственных соединений, сейчас считаются основной причиной истощения.

Впервые на это обратили внимание общественности М. Молина и С. Роуланд в 1974 г. Они обнаружили, что группа химических соединений, известная как хлорфторуглероды (ХФУ), является основным источником разрушения защитного слоя. Однако это сообщение не было принято всерьёз до открытия озоновой дыры над Антарктидой в 1985 г. Проблема в том, что ХФУ не «вымываются» обратно на землю дождями и не разрушаются в результате реакций с другими веществами, а остаются в атмосфере от 20 до 120 лет и даже дольше.

Постепенно они попадают в стратосферу, где в итоге разрушаются ультрафиолетом, высвобождая свободный хлор. Последний активно вовлекается в процесс разложения О3. Конечным результатом становится то, что две молекулы озона заменяются тремя молекулами кислорода, и хлор высвобождается для повторения реакции:

  • CL + O3 = CLO + O2;
  • CL + O = CL + O2.

Озон превращается в кислород, оставляя атом хлора свободно повторять процесс до 100 тысяч раз, что приводит к снижению уровня О3. На выбросы ХФУ приходится 80% общего уменьшения количества атмосферного озона. Природный хлор способствует тем же процессам, но имеет более короткий цикл.

Современные исследования, проведённые в США, выявили новую опасность: будущее разрушение озона от нерегулируемых запусков ракет в итоге превысит показатели потерь из-за всех остальных факторов. Университет аэронавтики им. Эмбри-Риддла представил анализ рынка для оценки будущего истощения на основе ожидаемого роста космической отрасли и различных последствий запусков. Высокореактивные молекулы микроэлементов, известные как радикалы, доминируют в разрушении защищающие функции стратосферного О3. Один радикал здесь может погубить до 10 тыс. молекул озона до его деактивации и удаления из атмосферы.

Читайте:  Клематис ломонос жгучий восточный виноградолистный

Воздействие на человека и природу

Повышенное проникновение солнечного ультрафиолетового излучения оказывает глубокое воздействие на здоровье человека. Оно потенциально может способствовать таким заболеваниям:

  • повреждение роговицы и хрусталика глаза;
  • инфекции, вызванные ослаблением иммунитета;
  • немеланомный рак кожи.

Известно, что УФ лучи влияют на физиологические процессы у растений, приводя к мутациям и изменению видового состава. Это нарушает биологическое разнообразие в экосистемах, а также косвенно влияет на растительное сообщество, приводя к изменениям формы и вторичному метаболизму. Всё это может иметь важные последствия для конкурентного природного баланса.

Увеличение солнечного ультрафиолетового излучения оказывает влияние на биогеохимические циклы на суше и в воде, что приводит к изменению как источников, так и поглотителей парниковых газов (диоксид углерода CO2, монооксид углерода СО, карбонилсульфид COS и т. д. ) Эти трансформации способствуют обратной связи между биосферой и атмосферой. Другие эффекты включают:

  • нарушения в росте и разложении растений;
  • уменьшение роста планктона в верхних слоях океана;
  • повышенная деградация растворённых в воде органических веществ;
  • изменение выбросов важных атмосферных газов.

Меры по восстановлению

Значение озонового экрана для жизни на планете огромно, поэтому человечество уделяет много внимания его сохранению. Ожидается, что истощение О3, вызванное промышленными соединениями хлора и брома, постепенно исчезнет примерно к середине XXI века, поскольку в результате естественных процессов эти компоненты медленно удаляются из стратосферы. Такое экологическое достижение обусловлено международным соглашением о контроле за производством и использованием озоноразрушающих веществ, принятым в Монреале в 1987 г.

Без этого протокола продолжающееся применение ХФУ и других вредных соединений увеличило бы стратосферное содержание хлора и брома в 10 раз к середине 2050-х гг. по сравнению с их количеством в 1980 г. Напротив, в соответствии с действующими соглашениями, которые сокращают антропогенные выбросы, их чистые концентрации в тропосфере начали снижаться в 1995 г. При прочих постоянных условиях ожидается, что озоновый слой вернётся к нормальным значениям уже к середине следующего столетия.

Медленное восстановление связано, прежде всего, с необходимым для естественных процессов удалением из атмосферы чрезмерного содержания ХФУ. Это займёт от 50 до нескольких сотен лет. Развитые страны на своей территории строго следят за нарушением принятых норм и находят пути к взаимодействию.

Новейшие исследования

Сейчас появляется всё больше данных, подтверждающих теорию, согласно которой в разрушении озонового щита основную роль играет не солнечный свет, а космическое излучение (возникающие в космосе частицы энергии). Материалы, собранные за три последних десятилетия и охватывающие два полных 11-летних солнечных цикла, однозначно показывают временные корреляции между интенсивностью лучей и глобальным истощением озона.

Это открытие не только даёт новое направление исследованиям, но и противоречит общепринятой фотохимической теории, которая не может объяснить все наблюдения. Например, озоновые дыры сосредоточены над полюсами из-за магнитного поля планеты, где наибольшее количество электронов.

Озоновый слой предохраняет Землю от жёсткого солнечного излучения и способствует продолжению жизни на планете. Его состояние затрагивает всё человечество и давно стало темой как научных исследований, так и школьных презентаций. Дальнейшая работа в этом направлении нужна для общемирового понимания необходимости решения проблемы.

Источник

Что такое озоновый слой и почему его разрушение вредно? Описание, фото и видео

Что такое озоновый слой и почему его разрушение вредно?

Планета Земля

В 20 – 50 километрах над поверхностью Земли в атмосфере находится слой озона. Озон — это особая форма кислорода. Большинство молекул кислорода воздуха состоит из двух атомов. Молекула же озона состоит из трех атомов кислорода.

Озон образуется под действием солнечного света. При столкновении фотонов ультрафиолетового света с молекулами кислорода от них отщепляется атом кислорода, который, присоединившись к другой молекуле O2, образует О3 (озон).

Толщина озонового слоя

Озоновый слой атмосферы очень тонок. Если всем имеющимся в наличии озоном атмосферы равномерно покрыть участок площадью в 45 квадратных километров, то получится слой толщиной в 0,3 сантиметра. Немного озона проникает с потоками воздуха в нижние слои атмосферы. Когда лучи света реагируют с веществами, содержащимися в выхлопных газах и промышленных дымах, тоже образуется озон.

Опасность и полезность озонового слоя

Жарким туманным днем в загазованной местности уровень озона может достигнуть угрожающих величин. Дыхание озоном очень опасно, так как этот газ (трехатомный кислород) разрушает легкие. Пешеходы, вдыхающие большое количество озона, начинают задыхаться и ощущать боль в груди.

Деревья и кусты, обрамляющие загазованные магистрали, при высоких концентрациях озона в воздухе перестают нормально расти. Но если озон находится там, где ему положено быть — на большой высоте, то он очень даже полезен для здоровья. Озон поглощает ультрафиолетовые лучи. Это те самые лучи, от которых кожа становится загорелой. Но если на кожу падает избыток ультрафиолетового излучения, то можно получить солнечный ожог или заболеть раком кожи.

Факты об озоновом слое

Факты об озоновом слое

Что разрушает озоновый слой?

Об озоновом слое атмосферы ученые узнали в 70 годы. Было сделано открытие, что производные хлор фтор углерода (фреоны) — соединения, применяющиеся в холодильниках, кондиционерах и аэрозольных баллонах — уничтожают озон. Фреоны выделяются в атмосферу при каждом использовании баллончика с дезодорантом или лаком для волос.

Поднимаясь в верхние слои атмосферы, молекулы фреонов взаимодействуют с молекулами озона. Под действием солнечной радиации фреоны выделяют хлор, который расщепляет озон с образованием обычного кислорода. В месте такого взаимодействия озоновый слой разрушается – исчезает.

В 1978 году, основываясь на данных о действии фреонов на озоновый слой атмосферы, правительство Соединенных Штатов Америки (США) запретило производство и продажу аэрозолей, содержащих фреоны. Правда, производители аэрозолей, а вместе с ними и многие ученые, считают неубедительной теорию разрушения озонового слоя. В 1985 году английские ученые сделали поразительное открытие.

Они обнаружили над Антарктидой огромную «дыру» в озоновом слое. Это отверстие площадью с США появляется ежегодно весной. Когда меняется направление господствующих ветров, озоновая дыра заполняется молекулами озона из рядом расположенных участков атмосферы, при этом количество озона в соседних участках снижается. Например, зимой 1992 года слой озона над Европой и Канадой стал на 20 процентов тоньше.

Как выяснили ученые, в небе над Антарктидой очень высока концентрация ангидрида хлорной кислоты — соединения, образующегося в момент разрушения молекулы озона хлором. Открытие англичан подтверждает, что распространенное использование фреонов действительно создает проблему озоновых дыр. Ученые подсчитали, что уменьшение содержания озона в верхних слоях атмосферы на 1 процент вызывает увеличение заболеваемости раком кожи на 3- 6 процентов, так как на 2 процента увеличивается проницаемость атмосферы для ультрафиолетовых лучей.

Озоновая дыра

Озоновая дыра

Ультрафиолетовые лучи, кроме того, оказывают повреждающее действие на иммунную систему организма, делая нас более восприимчивыми к инфекционным заболеваниям, например малярии. Ультрафиолетовые лучи разрушают и клетки растений — от деревьев до злаков.

Влияние на климат

Еще более тревожит то, что истощение озонового слоя может непредсказуемо изменить климат Земли. Озоновый слой задерживает тепло, рассеивающееся с поверхности Земли. По мере уменьшения количества озона в атмосфере температура воздуха снижается, изменяется направление господствующих ветров и меняется погода. Результатом могут стать засухи, неурожаи, нехватка продовольствия и голод. Некоторые ученые подсчитали, что даже если будут приняты меры и прекратится всякая деятельность, разрушающая озоновый слой, то на восстановление его в полном объеме уйдет 100 лет.

Интересное видео об озоновом слое

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник