Ozono skylės yra svarbi mūsų laikų aplinkos problema. Atmosfera neleidžia naikinti ekosistemos, saugo ją nuo ultravioletinės spinduliuotės ir šiukšlių iš kosmoso. Tačiau XX amžiaus pabaigoje mokslininkai Antarktidoje atrado ozono skylę, kuri buvo ozono sluoksnio suplonėjimas, taip būtina siekiant apsaugoti žemės paviršių.

Ozono skylės, kurių priežastis ir pasekmes jau gerai ištyrė ekspertai, kelia grėsmę žmonių, gyvūnų ir augalų gyvybei.

Kas yra ozono skylės?

Ozono sluoksnis yra stratosferos dalis. Plinta 12–30 km aukštyje. Kuo didesnis ozono kiekis, tuo labiau Žemė apsaugota nuo žalingo saulės spindulių poveikio. Įdomus faktas: pirmą kartą apie apsauginio apvalkalo retinimą jie pradėjo kalbėti 1957 m. Ozono skylė tapo grėsme gyvybei Žemėje.

Problemos esmė

Ozono susidarymo šaltinis yra deguonis, veikiamas ultravioletinių spindulių. Tokia reakcija lemia tai, kad planeta yra apgaubta dujų sluoksniu, per kurį spinduliuotė neprasiskverbia. Ozono sluoksnio plonėjimo problema buvo pradėta skirti daug dėmesio devintajame dešimtmetyje. 20 amžiaus. Reiškinio atradėju pelnytai laikomas britų mokslininkas J.Farmanas.

Tokiose vietose sumažėja ozono kiekis. Jo koncentracija sumažinama iki 30-35%. Per šias sritis ultravioletiniai spinduliai laisvai prasiskverbia į atmosferą ir sudegina visą planetos gyvybę.

Skylių vietos

J. Farmenas, kaip tyrimo grupės dalis, 1985 m. atrado didžiausią OD virš Antarktidos. Tuo pačiu metu ši anomalija atsirado vasarą, rugpjūčio mėnesį. Žiemą, gruodžio-sausio mėnesiais, dujos pradėjo kondensuotis ir vasarą susidariusią skylę taip užveržė, kad ji visiškai išnyko. Tęsdami tyrimą, mokslininkai rado daug kitų mažų OD. Skylės buvo lokalizuotos virš Arkties, egzistavo apie 7 dienas, po to apvalkalas buvo atkurtas.

Dabar ozono skylių žemėlapis nuolat keičiasi dėl metų laiko. Dažniausiai jie susidaro šiltuoju laikotarpiu. Kritiniai taškai, kuriuose pastebimas apvalkalo retėjimas, yra 19 km aukštyje virš Žemės.

Kaip susidaro OD?

Yra keletas OD atsiradimo priežasčių. Vienas iš jų, anot ekspertų, yra dėl gamtos reiškinių, kurie stebimi Žemės ašigaliuose. Teorinis šios anomalijos buvimo pagrindimas redukuojamas iki poliarinių naktų, kurių metu saulės spinduliai nepasiekia Žemės paviršiaus, o tai neleidžia susidaryti ozonui. Dėl to atsiranda stratosferos debesys, su kuriais transportuojami maži ledo kristalai, kuriuose yra chloro. Ši medžiaga daro destruktyvų poveikį atmosferai.

Kita priežastis, kuri neigiamai veikia apsauginio apvalkalo būklę, yra vulkaninio aktyvumo periodai, stebimi Žemės paviršiuje. Vulkanų išsiveržimų metu įvyko ir vis dar vyksta intensyvus degimo produktų išmetimas, kuris prisideda prie stratosferos sluoksnių sunaikinimo.

Freonas, kuris yra angliavandenilių grupė su fluoro atomais, taip pat stipriai neigiamai veikia apsauginių sluoksnių vientisumą.

Ozono skylė susidaro dėl ozono sunaikinimo, veikiant cheminiams junginiams, patekusiems į atmosferą dėl antropogeninių veiksnių.

Pagrindiniai ozono sluoksnio ardytojai

Technologijų pažanga ir ML yra neatskiriamai susiję vienas su kitu. Pagrindinis kenksmingų medžiagų, ardančių ozoną, šaltinis yra įvairios gamyklos, gamyklos, dujinės šiluminės elektrinės ir kt. Jų išmetimai, kuriuose yra tokių elementų kaip vandenilis, bromas, deguonis, degimo produktai, patenkantys į atmosferą sumažina ozono kiekį, dėl to plonėja apsauginis apvalkalas.

Didelis energijos kiekis, išsiskiriantis atliekant branduolinius bandymus, yra lydimas azoto išsiskyrimo. Ši medžiaga reaguoja su ozonu, jį sunaikindama. Ekspertai apskaičiavo, kad 1950–1970 metais dėl sprogimų branduolinių bandymų aikštelėse į atmosferą buvo išleista daugiau nei 3 mln. tonų azoto.

Šio elemento oksidai gaminami reaktyviniuose lėktuvų varikliuose. Didėjant variklio galiai, temperatūra degimo kamerose pakyla. Kasmet į atmosferą išleidžiama daugiau nei 1 mln. tonų azoto. 1/3 šios sumos tenka reaktyvinių orlaivių variklių eksploatacijai.

Mineralinės trąšos, kurios žemės ūkyje naudojamos dideliais kiekiais, taip pat neigiamai veikia ozoną. Juose esantys cheminiai elementai, reaguodami su dirvoje esančiomis bakterijomis, gamina azotą, kuris vėliau oksiduojamas.

Hipotezės apie natūralią OD kilmę

Rusijos mokslininkai pabrėžia, kad ozono sluoksnio plonėjimas yra reiškinys, kurį sukėlė tik natūralios priežastys. Taigi 1999 m. buvo paskelbtas mokslinis darbas, kurio autoriai buvo A. P. Kapitsa ir A. A. Gavrilovas. Jis buvo paskelbtas Maskvos valstybinio universiteto NPO Typhoon pagrindu. Rusijos mokslininkų teigimu, ozono sluoksnio mažėjimas Žemėje buvo pastebėtas dar prieš tai, kai jį atrado jų kolegos britai.

A.P.Kapitsa ir A.A.Gavrilovas eksperimentiškai nustatė, kad yra nemažai natūralių veiksnių, kurie prisideda prie ozono kiekio sumažėjimo stratosferoje, ir šių veiksnių įtaka nuolat didėja. Tokiose vietose gali susidaryti ozono skylė. Jo atsiradimą lemia gamtos reiškiniai, o ne antropogeninė įtaka, kuri, nors ir kenkia aplinkai, yra mažesnė nei tikėtasi.

Kokias pasekmes žmonijai turi ozono sluoksnio ardymas?

Ozono kiekio sumažėjimo pavojų ekologai įžvelgia tame, kad stratosfera laisvai praleis ultravioletinius spindulius, kenksmingus viskam, kas gyva. Šis poveikis paliečia ir žmones: daugėja onkologinių ligų. Mokslininkai priėjo prie išvados, kad jei ozono koncentracija sumažės net 1 proc., vėžiu sergančių žmonių skaičius per metus padidės 7 tūkst. Pirmąją vietą užims odos ligos, o vėliau – onkologinės ligos, pažeidžiančios kitus žmogaus organizmo organus.

Kita OD pasekmė – augalijos sumažėjimas Žemėje. Šio tipo dangos sumažėjimas lems gyvūnų mirtį žemės paviršiuje ir dėl to jūros gelmėse. Net ir dabar kai kurios gyvūnų rūšys nyksta dėl procesų, vykstančių atmosferos sluoksniuose.

Mokslininkai puikiai žino OD pavojų, todėl ragina imtis priemonių ozono sluoksniui atkurti, kitaip ši stichinė nelaimė gali sukelti nenuspėjamų pasekmių Žemėje.

Prognozės ateičiai

OA yra viena iš svarbiausių pasaulinių aplinkosaugos problemų. Daugelio šalių mokslininkai nuolat stebi stratosferoje vykstančius procesus, pastebi ozono sluoksnio padidėjimą ar mažėjimą, taip pat nustato jį įtakojančius veiksnius. Įdomu tai, kad kai kuriuose regionuose galima pastebėti teigiamą Žemei būtino elemento atkūrimo tendenciją.

OD virš Antarktidos buvo didžiausias 2000 m. Per pastarąjį laikotarpį jis nepadidėjo, priešingai – tendencija jį griežtinti. Jos plotas sumažėjo daugiau nei 4 mln. km². Tam įtakos turėjo 1987 metais Monrealyje pasirašyta tarptautinė sutartis. Pagal šį dokumentą visos šalys turi kuo labiau sumažinti azoto ir kitų kenksmingų medžiagų išmetimą į atmosferą ir sumažinti transportavimą. Kinija šiuo atžvilgiu buvo sėkmingiausia. Vyriausybė įvedė automobilių gamybos kvotas.

Kitas veiksnys, kuris teigiamai veikia šios aplinkos situacijos sprendimą, yra alternatyvių energijos šaltinių, tokių kaip vėjo ar saulės energija, naudojimas.

Dauguma prognozių, tyrimų apie OA plėtimosi pasekmes skelbiami mokslo žurnale Science. Kiekvienais metais rengiamos įvairios šiai problemai skirtos konferencijos. Taigi Paryžiaus klimato konferencijos išvados skamba optimistiškai.

Skylė virš Antarktidos išnyks iki 2021 m., jei ozono sluoksnis padidės dėl kenksmingų išmetimų į atmosferą sumažėjimo.

Kaip išvengti ozono sluoksnio ardymo?

Mokslininkai yra užsiėmę ne tik nuskurusio ozono sluoksnio atkūrimo klausimais, bet ir ieško būdų, kaip užkirsti kelią OD atsiradimui. Norint tai padaryti, būtina pasauliniu mastu kovoti su medžiagų, kuriose yra chlorfluorangliavandenilių, gamyba. Toks sprendimas buvo priimtas 1989 metais Monrealyje. Prevencinių ozono sluoksnio ardymo būdų, sprendimų turėtų ieškoti visa pasaulio bendruomenė, nes skylių egzistavimas turi įtakos visos Žemės ekologijai.

Siekiant sumažinti naujų skylių atsiradimo ozono sluoksnyje riziką, būtina nuolat vykdyti mokslinę plėtrą, siekiant išskirti ir panaikinti tokius gamybos, energijos gamybos būdus, kurie nedarys žalos aplinkai. Skubiai visur reikia pradėti įrengti valymo įrenginius ant rūkančių gamyklų ir gamyklų kaminų, chemines trąšas keisti organinėmis. Svarbus žingsnis saugant ozono sluoksnį bus transporto sistemos, kuri varoma naftos produktais, perėjimas prie elektros.

Ar įmanoma atkurti ozono sluoksnį?

Metodai

Kenksmingų emisijų prevencija nėra vienintelis būdas išsaugoti apsauginį Žemės sluoksnį. Ekologai įžvelgia vieną iš veiksmingų būdų specialiais orlaiviais purkšti dirbtinai sukurtą ozoną 15-30 km aukštyje virš Žemės paviršiaus. Ir tai yra geras sprendimas, nes jis užpildys tuštumas stratosferoje.

Tačiau šis metodas turi ir nemažai trūkumų. Jis brangus, todėl gali būti taikomas tik pritraukus lėšas iš kelių šalių. Be to, į OD vietą vienu metu gali būti tiekiamas nedidelis ozono kiekis, jo transportavimo procesas yra sudėtingas ir kelia pavojų jį atliekantiems žmonėms.

mitai

Ozono skylė sukėlė tam tikrų klaidingų nuomonių. Pavyzdžiui, daugelis mano, kad retinimas vyksta tik Antarktidoje. Tačiau OD gali atsirasti bet kurioje Žemės vietoje. Kai kurie pramonininkai bandė sumenkinti aplinkosaugos problemą, nes bijojo prarasti pajamas iš savo įmonių. Tačiau sumenkinti nelaimės masto nebuvo įmanoma.

Yra klaidinga nuomonė, kad freonai turi didelę masę, todėl negali pasiekti stratosferos, nusėda žemėje jos nepažeisdami. Tačiau net ir apatiniuose sluoksniuose šios medžiagos gali susimaišyti su kitais elementais ir kartu su jais pakilti į apsauginį sluoksnį.

Ozono skylė – vietinis ozono koncentracijos sumažėjimas Žemės ozono sluoksnyje. Remiantis mokslo bendruomenėje visuotinai priimta teorija, XX amžiaus antroje pusėje vis didėjantis antropogeninio veiksnio poveikis chloro ir bromo turinčių freonų išsiskyrimo forma lėmė reikšmingą ozono sluoksnio plonėjimą.

Ozonas yra alotropinė deguonies modifikacija. Ozono cheminių ryšių prigimtis lemia jo nestabilumą (po tam tikro laiko ozonas savaime virsta deguonimi: 2O 3 → 3O 2) ir didelį oksidacinį gebėjimą. Ozono oksidacinis poveikis organinėms medžiagoms yra susijęs su radikalų susidarymu: RH + O 3 → RO 2. +OH.

Šie radikalai inicijuoja radikalias grandinines reakcijas su bioorganinėmis molekulėmis (lipidais, baltymais, nukleino rūgštimis), kurios sukelia ląstelių mirtį. Ozono naudojimas geriamam vandeniui sterilizuoti pagrįstas jo gebėjimu naikinti mikrobus. Ozonas neabejingas ir aukštesniems organizmams. Ilgalaikis buvimas aplinkoje, kurioje yra ozono (pvz., fizioterapijos ir kvarco švitinimo patalpose), gali smarkiai pakenkti nervų sistemai. Todėl didelėmis dozėmis esantis ozonas yra toksiškos dujos. Didžiausia leistina jo koncentracija darbo zonos ore yra 0,1 mg / m 3.

Ozono, kuris taip nuostabiai kvepia per perkūniją, atmosferoje yra labai mažai - 3-4 ppm (ppm) - (3-4) * 10 -4%. Tačiau planetos florai ir faunai jos buvimas yra nepaprastai svarbus. Juk gyvybė, atsiradusi vandenyno gelmėse, galėjo „išlįsti“ į sausumą tik ozono skydui susiformavus prieš 600–800 mln. Sugerdama biologiškai aktyvią saulės ultravioletinę spinduliuotę, ji užtikrino saugų jos lygį planetos paviršiuje. Gyvybė Žemėje neįsivaizduojama be ozono sluoksnio, kuris saugo visus gyvius nuo žalingos ultravioletinės saulės spinduliuotės. Ozonosferos išnykimas sukeltų nenuspėjamų pasekmių – odos vėžio protrūkį, planktono sunaikinimą vandenyne, floros ir faunos mutacijas. Todėl labai svarbu suprasti ozono „skylės“ virš Antarktidos ir ozono kiekio sumažėjimo Šiaurės pusrutulyje priežastis.

Ozonas susidaro viršutinėje stratosferos dalyje (40-50 km) vykstant fotocheminėms reakcijoms, kuriose dalyvauja deguonis, azotas, vandenilis ir chloras. Atmosferos ozonas telkiasi dviejose srityse – stratosferoje (iki 90%) ir troposferoje. Kalbant apie troposferos ozono sluoksnį, išsidėsčiusį nuo 0 iki 10 km aukštyje, tai būtent dėl ​​nekontroliuojamų pramoninių emisijų jo vis daugėja. Žemutinėje stratosferoje (10-25 km), kur yra daugiausia ozono, pagrindinį vaidmenį sezoniniuose ir ilgalaikiuose jo koncentracijos pokyčiuose atlieka oro masių perdavimo procesai.

Ozono sluoksnio storis virš Europos sparčiai mažėja, o tai gali nejaudinti mokslininkų protų. Per pastaruosius metus ozono „dangos“ storis sumažėjo 30 proc., o natūralaus apsauginio sluoksnio nusidėvėjimo tempas pasiekė aukščiausią lygį per pastaruosius 50 metų. Nustatyta, kad ozoną ardančios cheminės reakcijos vyksta ant ledo kristalų ir bet kokių kitų dalelių, patekusių į aukštus stratosferos sluoksnius virš poliarinių sričių, paviršiuje. Kokį pavojų tai kelia žmonėms?

Plonas ozono sluoksnis (2-3 mm, kai pasiskirsto po visą Žemės rutulį) negali sutrukdyti prasiskverbti trumpųjų bangų ultravioletiniams spinduliams, sukeliantiems odos vėžį ir pavojingiems augalams. Todėl šiandien dėl didelio saulės aktyvumo degintis tapo mažiau naudinga. Tiesą sakant, ekologijos centrai turėtų teikti gyventojams rekomendacijas, kaip elgtis priklausomai nuo saulės aktyvumo, tačiau mūsų šalyje tokio centro nėra.

Klimato kaita siejama su ozono sluoksnio nykimu. Aišku, kad pokyčiai vyks ne tik toje teritorijoje, virš kurios „ištempta“ ozono skylė. Grandininė reakcija sukels pokyčius daugelyje mūsų planetos giluminių procesų. Tai nereiškia, kad visur prasidės spartus globalinis atšilimas, nes jie mus gąsdina siaubo filmuose. Vis dėlto tai pernelyg sudėtingas ir ilgas procesas. Tačiau gali kilti ir kitų kataklizmų, pavyzdžiui, padaugės taifūnų, viesulų, uraganų.

Nustatyta, kad „skylės“ ozono sluoksnyje susidaro virš Arkties ir Antarktidos. Taip yra todėl, kad poliuose susidaro rūgštūs debesys, ardantys ozono sluoksnį. Pasirodo, ozono skylės atsiranda ne dėl saulės veiklos, kaip įprasta manyti, o dėl kasdienės visų planetos gyventojų, taip pat ir mūsų, veiklos. Tada „rūgščių tarpai“ perkeliami, o dažniausiai – į Sibirą.

Naudojant naują matematinį modelį, buvo galima susieti antžeminių, palydovinių ir oro stebėjimų duomenis su tikėtinu būsimų ozono sluoksnį ardančių junginių išmetimo į atmosferą lygiais, jų transportavimo į Antarktidą laiku ir oru pietinėse platumose. Naudojantis modeliu buvo gauta prognozė, pagal kurią ozono sluoksnis virš Antarktidos atsigaus 2068 m., o ne 2050 m., kaip buvo manyta.

Yra žinoma, kad šiuo metu ozono lygis stratosferoje virš teritorijų, nutolusių nuo ašigalių, yra apie 6% žemiau normos. Tuo pačiu metu pavasario laikotarpiu ozono kiekis Antarktidoje gali sumažėti 70%, palyginti su vidutine metine verte. Naujasis modelis leidžia tiksliau prognozuoti ozono sluoksnį ardančių dujų lygį virš Antarktidos ir jų laiko dinamiką, lemiančią ozono „skylės“ dydį.

Ozono sluoksnį ardančių medžiagų naudojimą riboja Monrealio protokolas. Buvo manoma, kad tai sukels greitą ozono skylės „užveržimą“. Tačiau nauji tyrimai parodė, kad realiai jo mažėjimo tempas bus pastebimas tik nuo 2018 m.

Norint pradėti pasaulinį atsigavimą, būtina sumažinti visų medžiagų, kurios labai greitai ardo ozoną ir yra ten ilgai laikomos, patekimą į atmosferą. Žmonės turėtų tai suprasti ir padėti gamtai įjungti ozono sluoksnio atkūrimo procesą, ypač reikia naujų miško želdinių.

Norint atkurti ozono sluoksnį, jį reikia pamaitinti. Iš pradžių šiam tikslui turėjo būti sukurta keletas antžeminių ozono gamyklų ir krovininiuose lėktuvuose „išmesti“ ozoną į viršutinius atmosferos sluoksnius. Tačiau šis projektas (turbūt tai buvo pirmasis planetos „gydymo“ projektas) nebuvo įgyvendintas. Dar vieną būdą siūlo Rusijos konsorciumas „Interozonas“: gaminti ozoną tiesiai į atmosferą. Artimiausiu metu kartu su vokiečių kompanija Daza į 15 km aukštį planuojama pakelti balionus infraraudonųjų spindulių lazeriais, kurių pagalba iš dviatominio deguonies galima gauti ozoną. Jei šis eksperimentas pasiteisins, ateityje planuojama pasinaudoti Rusijos orbitinės stoties „Mir“ patirtimi ir sukurti kelias kosmines platformas su energijos šaltiniais ir lazeriais 400 km aukštyje. Lazerio spinduliai bus nukreipti į centrinę ozono sluoksnio dalį ir nuolat ją maitins. Energijos šaltinis gali būti saulės baterijos. Astronautai šiose platformose bus reikalingi tik periodinėms apžiūroms ir remontui.

Ar grandiozinis taikos projektas išsipildys, parodys laikas.

Atsižvelgiant į padėties skubumą, atrodo, kad būtina:

ü plėsti ozono sluoksnio išsaugojimo problemos teorinių ir eksperimentinių studijų kompleksą;

ü aktyviomis priemonėmis sukurti Tarptautinį ozono sluoksnio išsaugojimo fondą;

ü suburti Tarptautinį komitetą, kuris parengtų žmonijos išlikimo ekstremaliomis sąlygomis strategiją.

1. Pagrindinės ozono sluoksnio apsaugos priemonės
2. Optimalaus komponento papildomumo taisyklė
3. Teisė N.F. Reimersas apie ekosistemų hierarchijos sunaikinimą

Išvada

Įvadas

Šiuolaikinė Žemės deguonies atmosfera yra unikalus reiškinys tarp Saulės sistemos planetų, ir ši savybė siejama su gyvybės buvimu mūsų planetoje.

Ekologijos problema žmonėms dabar neabejotinai yra pati svarbiausia. Žemės ozono sluoksnio sunaikinimas rodo ekologinės katastrofos tikrovę. Ozonas – triatomė deguonies forma, susidaro viršutiniuose atmosferos sluoksniuose, veikiant kietai (trumpo bangos ilgio) ultravioletinei Saulės spinduliuotei.

Šiandien ozonas kelia nerimą visiems, net tiems, kurie anksčiau neįtarė, kad atmosferoje yra ozono sluoksnis, ir tikėjo tik tuo, kad ozono kvapas yra gryno oro ženklas. (Nenuostabu, kad ozonas graikiškai reiškia „kvapas“.) Toks susidomėjimas suprantamas – kalbame apie visos Žemės biosferos, įskaitant ir patį žmogų, ateitį. Šiuo metu reikia priimti tam tikrus visiems įpareigojančius sprendimus, kurie leistų išsaugoti ozono sluoksnį. Tačiau norint, kad šie sprendimai būtų teisingi, mums reikia visos informacijos apie veiksnius, kurie keičia ozono kiekį Žemės atmosferoje, taip pat apie ozono savybes, apie tai, kaip jis reaguoja į šiuos veiksnius.

1. Ozono skylės ir jų priežastys

Ozono sluoksnis yra plati atmosferos juosta, besitęsianti nuo 10 iki 50 km virš Žemės paviršiaus. Chemiškai ozonas yra molekulė, susidedanti iš trijų deguonies atomų (deguonies molekulėje yra du atomai). Ozono koncentracija atmosferoje yra labai maža, o nedideli ozono kiekio pokyčiai lemia didelius ultravioletinių spindulių, pasiekiančių žemės paviršių, intensyvumo pokyčius. Skirtingai nuo paprasto deguonies, ozonas yra nestabilus, lengvai virsta dviatome, stabilia deguonies forma. Ozonas yra daug stipresnis oksidatorius nei deguonis, todėl jis gali naikinti bakterijas ir slopinti augalų augimą bei vystymąsi. Tačiau dėl mažos koncentracijos paviršiniuose oro sluoksniuose normaliomis sąlygomis šios jo savybės praktiškai neturi įtakos gyvųjų sistemų būklei.

Daug svarbesnė yra kita jo savybė, dėl kurios šios dujos yra būtinos visai gyvybei sausumoje. Ši savybė yra ozono savybė sugerti kietą (trumpųjų bangų) ultravioletinę (UV) saulės spinduliuotę. Kietųjų UV spindulių kiekiai turi energijos, kurios pakanka kai kuriems cheminiams ryšiams nutraukti, todėl tai vadinama jonizuojančia spinduliuote. Kaip ir kitos šios rūšies spinduliuotės, rentgeno ir gama spinduliuotės, sukelia daugybę gyvų organizmų ląstelių sutrikimų. Ozonas susidaro veikiant didelės energijos saulės spinduliuotei, kuri skatina reakciją tarp O 2 ir laisvųjų deguonies atomų. Vidutinės spinduliuotės įtakoje jis suyra, sugerdamas šios spinduliuotės energiją. Taigi šis cikliškas procesas „suvalgo“ pavojingą ultravioletinį spindulią.

Ozono molekulės, kaip ir deguonis, yra elektriškai neutralios, t.y. neturi elektros krūvio. Todėl pats Žemės magnetinis laukas neturi įtakos ozono pasiskirstymui atmosferoje. Viršutinis atmosferos sluoksnis – jonosfera, beveik sutampa su ozono sluoksniu.

Poliarinėse zonose, kur Žemės magnetinio lauko jėgos linijos yra uždaros jos paviršiuje, jonosferos iškraipymas yra labai reikšmingas. Viršutiniuose poliarinių zonų atmosferos sluoksniuose sumažėja jonų, įskaitant jonizuotą deguonį, skaičius. Tačiau pagrindinė mažo ozono kiekio polių srityje priežastis yra mažas saulės spinduliuotės intensyvumas, kuris net poliarinę dieną krinta mažais kampais į horizontą, o poliarinės nakties metu jos visiškai nėra. Polinių „skylių“ plotas ozono sluoksnyje yra patikimas bendro atmosferos ozono pokyčių rodiklis.

Ozono kiekis atmosferoje svyruoja dėl daugelio natūralių priežasčių. Periodiniai svyravimai yra susiję su saulės aktyvumo ciklais; daugelis vulkaninių dujų komponentų gali ardyti ozoną, todėl padidėjus vulkaniniam aktyvumui sumažėja jo koncentracija. Ozoną ardančios medžiagos pasklinda dideliuose plotuose dėl didelio, superuraganiško oro srovių greičių stratosferoje. Pervežami ne tik ozono ardikliai, bet ir pats ozonas, todėl ozono koncentracijos sutrikimai greitai išplinta dideliuose plotuose, o vietinės nedidelės „skylės“ ozono skyde, atsiradusios, pavyzdžiui, raketos paleidimo, gana greitai įsitraukia. Tik poliariniuose regionuose oras yra neaktyvus, dėl to ozono išnykimo ten nekompensuoja jo dreifas iš kitų platumų, o poliarinės „ozono skylės“, ypač Pietų ašigalyje, yra labai stabilios.

1.1 Ozono sluoksnio ardymo šaltiniai

Tarp ozono sluoksnį ardančių medžiagų yra:

1) Freonai.

Ozonas sunaikinamas veikiant chloro junginiams, žinomiems kaip freonai, kurie, taip pat irdami saulės spinduliuotės įtakoje, išskiria chlorą, kuris „atplėšia“ iš ozono molekulių „trečiąjį“ atomą. Chloras nesudaro junginių, bet tarnauja kaip "plyšimo" katalizatorius. Taigi vienas chloro atomas sugeba „sunaikinti“ daug ozono. Manoma, kad chloro junginiai gali išlikti atmosferoje nuo 50 iki 1500 metų (priklausomai nuo medžiagos sudėties). Planetos ozono sluoksnio stebėjimus Antarkties ekspedicijos vykdė nuo šeštojo dešimtmečio vidurio.

Ozono skylė virš Antarktidos, kuri pavasarį didėja, o rudenį mažėja, buvo aptikta 1985 m. Meteorologų atradimas sukėlė ekonominio pobūdžio pasekmių grandinę. Faktas yra tas, kad dėl „skylės“ egzistavimo buvo kaltinama chemijos pramonė, gaminanti medžiagas, kurių sudėtyje yra freonų, kurie prisideda prie ozono sunaikinimo (nuo dezodorantų iki šaldymo įrenginių).

Nėra sutarimo dėl to, kiek žmogus kaltas dėl „ozono skylių“ susidarymo.

Viena vertus, taip, tikrai kaltas. Ozono sluoksnį ardančių junginių gamybą reikėtų sumažinti arba, dar geriau, visiškai sustabdyti. Tai yra, atsisakyti viso pramonės sektoriaus, kurio apyvarta siekia daug milijardų dolerių. O jei neatsisakysite, perkelkite į „saugų“ takelį, kuris taip pat kainuoja.

Skeptikų požiūris: žmogaus įtaka atmosferos procesams, nepaisant viso jo destruktyvumo vietos, planetos mastu, yra nereikšminga. „Žaliųjų“ antifreoninė kampanija turi visiškai skaidrų ekonominį ir politinį pagrindą: jos pagalba didelės Amerikos korporacijos (pavyzdžiui, „DuPont“) užgniaužia savo užsienio konkurentus, primesdamos susitarimus dėl „aplinkos apsaugos“ valstybiniu lygiu ir priverstinai įvesdamos naują technologinę revoliuciją, kurios ekonomiškai silpnesnės valstybės nepajėgios atlaikyti ir nepajėgios.

2) Didelio aukščio lėktuvai.

Ozono sluoksnio ardymą palengvina ne tik į atmosferą patekę ir į stratosferą patekę freonai. Branduolinių sprogimų metu susidarantys azoto oksidai taip pat dalyvauja ardant ozono sluoksnį. Bet azoto oksidai susidaro ir didelio aukščio orlaivių turboreaktyvinių variklių degimo kamerose. Azoto oksidai susidaro iš ten esančio azoto ir deguonies. Kuo didesnis azoto oksidų susidarymo greitis, tuo aukštesnė temperatūra, t.y., tuo didesnė variklio galia.

Svarbu ne tik orlaivio variklio galia, bet ir aukštis, kuriame jis skrenda ir išskiria ozoną ardančius azoto oksidus. Kuo didesnis oksidas arba azoto oksidas susidaro, tuo jis ardomesnis ozonui.

Bendras per metus į atmosferą išmetamo azoto oksido kiekis yra 1 milijardas tonų, apie trečdalį šio kiekio išmeta orlaiviai, viršijantys vidutinį tropopauzės lygį (11 km). Kalbant apie orlaivius, žalingiausias išmetimas yra kariniai orlaiviai, kurių skaičius siekia keliasdešimt tūkstančių. Jie daugiausia skraido ozono sluoksnio aukštyje.

3) Mineralinės trąšos.

Ozono stratosferoje gali sumažėti ir dėl to, kad į stratosferą patenka azoto oksidas N 2 O, kuris susidaro denitrifikuojantis dirvožemio bakterijų surištam azotui. Tą patį surišto azoto denitrifikaciją taip pat atlieka mikroorganizmai viršutiniame vandenynų ir jūrų sluoksnyje. Denitrifikacijos procesas yra tiesiogiai susijęs su surišto azoto kiekiu dirvožemyje. Taigi galima neabejoti, kad padidėjus į dirvą tręšiamų mineralinių trąšų kiekiui, tokiu pat kiekiu padidės ir susidarančio azoto oksido N 2 O. Toliau iš azoto oksido susidaro azoto oksidai, dėl kurių ardomas stratosferos ozonas.

4) Branduoliniai sprogimai.

Branduoliniai sprogimai išskiria daug energijos šilumos pavidalu. Per kelias sekundes po branduolinio sprogimo nustatoma temperatūra, lygi 6000 0 K. Tai ugnies kamuolio energija. Stipriai įkaitusioje atmosferoje vyksta tokie cheminių medžiagų virsmai, kurie normaliomis sąlygomis arba nevyksta, arba vyksta labai lėtai. Kalbant apie ozoną, jo nykimą, jam pavojingiausi yra šių virsmų metu susidarantys azoto oksidai. Taigi 1952–1971 m. dėl branduolinių sprogimų atmosferoje susidarė apie 3 mln. tonų azoto oksidų. Tolesnis jų likimas yra toks: dėl atmosferos maišymosi jie patenka į skirtingus aukščius, įskaitant atmosferą. Ten jie pradeda chemines reakcijas, kuriose dalyvauja ozonas, dėl kurio jis sunaikinamas.

5) Kuro deginimas.

Azoto oksido taip pat yra elektrinių išmetamosiose dujose. Tiesą sakant, tai, kad degimo produktuose yra azoto oksido ir dioksido, žinoma jau seniai. Tačiau šie aukštesni oksidai neturi įtakos ozonui. Jie, žinoma, teršia atmosferą, prisideda prie smogo susidarymo joje, tačiau greitai pašalinami iš troposferos. Azoto oksidas, kaip jau minėta, yra pavojingas ozonui. Esant žemai temperatūrai, jis susidaro šiose reakcijose:

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

2NH3 + 2O 2 \u003d N 2 O \u003d 3H 2.

Šio reiškinio mastas yra labai reikšmingas. Tokiu būdu kasmet atmosferoje susidaro maždaug 3 milijonai tonų azoto oksido! Šis skaičius rodo, kad šis ozono sluoksnio ardymo šaltinis yra reikšmingas.

1.2 Ozono skylė virš Antarktidos

Apie reikšmingą bendro ozono sluoksnio sumažėjimą Antarktidoje pirmą kartą pranešė 1985 m. Britanijos Antarkties tyrimas, pagrįstas Halės įlankos ozono stoties (76 laipsniai pietų) duomenų analize. Ozono sluoksnio nykimą ši tarnyba taip pat pastebėjo Argentinos salose (65 laipsniai pietų).

1987 metų rugpjūčio 28 – rugsėjo 29 dienomis virš Antarktidos buvo atlikta 13 laboratorinių lėktuvų skrydžių. Eksperimentas leido užregistruoti ozono skylės kilmę. Buvo gauti jo matmenys. Tyrimai parodė, kad didžiausias ozono kiekio sumažėjimas įvyko 14 - 19 km aukštyje. Čia prietaisai užregistravo didžiausią aerozolių (aerozolių sluoksnių) kiekį. Paaiškėjo, kad kuo daugiau aerozolių tam tikrame aukštyje, tuo mažiau ozono. Lėktuvai – laboratorija užregistravo ozono sumažėjimą, lygų 50 proc. Žemiau 14 km. ozono pokyčiai buvo nežymūs.

Jau 1985 m. spalio pradžioje ozono skylė (minimalus ozono kiekis) apima slėgio lygius nuo 100 iki 25 hPa, o gruodį aukščių diapazonas, kuriame ji stebima, plečiasi.

Daugelio eksperimentų metu buvo matuojamas ne tik ozono ir kitų smulkių atmosferos komponentų kiekis, bet ir temperatūra. Artimiausias ryšys nustatytas tarp ozono kiekio stratosferoje ir ten esančios oro temperatūros. Paaiškėjo, kad ozono kiekio kitimo pobūdis glaudžiai susijęs su stratosferos virš Antarktidos terminiu režimu.

Ozono skylės susidarymą ir vystymąsi Antarktidoje britų mokslininkai stebėjo 1987 m. Pavasarį bendras ozono kiekis sumažėjo 25%.

Amerikiečių mokslininkai specialiu spektrometru matavo ozoną ir kitus smulkius atmosferos komponentus (HC l, HF, NO, NO 2, HNO 3, ClONO 2, N 2 O, CH 4 ) Antarktidoje 1987 m. žiemą ir ankstyvą pavasarį. Šių matavimų duomenys leido nubrėžti zoną aplink Pietų ašigalį, kurioje sumažėja ozono kiekis. Paaiškėjo, kad šis regionas beveik tiksliai sutampa su kraštutiniu poliariniu stratosferos sūkuriu. Praeinant pro sūkurio kraštą, smarkiai pasikeitė ne tik ozono kiekis, bet ir kiti smulkūs komponentai, turintys įtakos ozono ardymui. Ozono skylėje (arba, kitaip tariant, poliariniame stratosferos sūkuryje), HC l, NO 2 ir azoto rūgšties koncentracija buvo daug mažesnė nei sūkurio išorėje. Taip nutinka todėl, kad chlorai šaltą poliarinę naktį sunaikina ozoną atitinkamose reakcijose ir jose veikia kaip katalizatoriai. Būtent kataliziniame cikle, kuriame dalyvauja chloras, įvyksta pagrindinis ozono koncentracijos sumažėjimas (mažiausiai 80% šio sumažėjimo).

Šios reakcijos vyksta ant dalelių, sudarančių poliarinius stratosferos debesis, paviršiuje. Tai reiškia, kad kuo didesnis šio paviršiaus plotas, t. y. kuo daugiau stratosferos debesų dalelių, taigi ir pačių debesų, tuo greičiau ozonas ilgainiui irsta, o tai reiškia, kad ozono skylė susidaro efektyviau.

2. Pagrindinės priemonės ozono sluoksniui apsaugoti

Kadangi aktyviausias Žemės ozono skydo naikintojas yra chloras, pagrindinės kuriamos priemonės ozono sluoksnio ardymui pažaboti – sumažinti chloro ir chloro turinčių junginių, pirmiausia freonų, išmetimą į atmosferą. Viena iš pagrindinių technologinių problemų, kurios sprendimų ieškoma visose pramoninėse šalyse, yra freonų pakeitimas kitais šaltnešiais, kurie neturi chloro ir tuo pačiu nenusileidžia freonams savo pagrindinėmis fizinėmis savybėmis ir cheminiu inertiškumu.

Kita užduotis, kuri jau praktiškai išspręsta paleidimo raketoje „Energija“ – raketų technologijų ir didelio aukščio reaktyvinių lėktuvų perkėlimas į aplinkai nekenksmingus degalus ir variklius.

Azoto oksido išmetimo iš sausumos pramonės, energetikos ir transporto sistemų mažinimas svarbus ne tik kritulių rūgštingumui mažinti ir „rūgštaus lietaus“ problemai spręsti. Azoto oksidai nėra visiškai išplaunami dėl kritulių, kai kurie iš jų pasiekia aukštį, kuriame yra ozono sluoksnis, ir prisideda prie jo ardymo.

Nors azoto oksidai yra 10 000 kartų mažiau aktyvūs kaip ozono naikintojai nei chloras, jų išmetimas į atmosferą yra daug kartų didesnis nei chloro. Tai padidina variklių, elektrinių, katilų, naujų kuro rūšių ir jo deginimo būdų kūrimo svarbą, kurie sumažintų azoto oksidų susidarymą ir išmetimą į atmosferą.

Pirmoji tarptautinė konvencija dėl ozono sluoksnio apsaugos buvo sudaryta Vienoje 1985 m. Po kelių mėnesių Pietų pusrutulyje buvo aptikta „ozono skylė“. Po to Monrealyje buvo pasirašytas protokolas, įpareigojantis dalyvaujančias šalis atsikratyti kenksmingų freonų. 1990, 1992 ir 1997 metais buvo papildytas ardomųjų medžiagų sąrašas. Tuo atveju, jei visos šalys jo laikysis (ir, pavyzdžiui, Kinija ir Indija nepasirašė konvencijos, teigdamos, kad jos „negali sau to leisti“), sinoptikai pažadėjo ozono sluoksnį atkurti iki 2150 m. Pagrindiniai ozonui kenksmingų junginių gamintojai (90% pasaulio kiekio) vadinami besivystančiomis šalimis (kurios iš tikrųjų yra „civilizuotų“ šalių pasenusių produktų vartotojai) ir buvusios SSRS šalimis.

Kartu teigiama, kad freonų emisija į atmosferą 1986 metais, kuri siekė 1,1 mln.t, iki 1996 metų sumažėjo iki 160 tūkst.t. Be Monrealio konvencijos iki 2010 m. būtume turėję 8 mln. tonų metinių išmetamųjų teršalų.

3. Optimalaus komponento komplementarumo taisyklė

Optimalaus komponentų papildomumo taisyklė teigia, kad jokia ekosistema negali egzistuoti savarankiškai, kai yra dirbtinai sukurtas vieno iš ekologinių komponentų perteklius arba trūkumas.

Ekologinio komponento „norma“ turėtų būti laikoma ta, kuri užtikrina tam tikro tipo ekologinę pusiausvyrą, leidžiančią funkcionuoti būtent tai ekosistemai, kuri išsivystė ir atitinka pusiausvyrą natūralioje supersistemoje bei visą natūralių sistemų hierarchiją tam tikrame erdvės vienete (konkrečiame biotope).

4. Teisė N.F. Reimersas apie ekosistemų hierarchijos sunaikinimą

Teisė N.F. Reimersas apie ekosistemų hierarchijos sunaikinimą teigia, kad daugiau nei trijų ekosistemų hierarchijos lygių sunaikinimas yra absoliučiai negrįžtamas ir katastrofiškas.

Hierarchiniai geochoro (biochoro) lygiai yra išdėstyti eilės tvarka nuo aukščiausio iki žemiausio. Yra penki pagrindiniai ugeocho ir biochoro lygiai:

• gigahorai – pagrindiniai biosferos ir geografinio apvalkalo elementai: vandenynai ir žemynai, bioklimatinės zonos ir biogeografinės karalystės, didesnės nei 10 6 km 2;
• megachorai - gamtinio-ekonominio ir biogeografinio (fitogeografinio) zonavimo vienetai, kurių dydis 10 3 -10 5 km 2;
• makrochorai - specifinių kraštovaizdžių teritorija, 10-10 -2 km 2 dydžio;
• mikrochorai ir mezochorai yra morfologiniai 10 -1 -10 -2 km 2 dydžio kraštovaizdžio vienetai ir juos sudarančios biogeocenozės.

Kiekviena posistemė vadovaujasi savo sistema, tiksliau, supersistemos plėtra lemia daugybę jos posistemių plėtros apribojimų. Toks vystymosi krypties „stūmimo“ procesas būdingas visam sisteminiam pasauliui tiek superilgais evoliucinio laiko periodais, tiek santykinai trumpais individo vystymosi laikotarpiais. Visur sistemų hierarchijoje yra ryšiai – evoliucijos raida ir raidos raida. Jei vystymąsi sąlyginai lemia supersistemų, o iš dalies ir posistemių hierarchijos įtaka praeityje (posistemės, besikeičiančios, gali neveikti visumos, to pavyzdys yra mutacija), tai procesų pobūdis nepasikeis ir ateityje, bent jau artimiausioje ateityje (sistemoms būdingo laiko mastu). Ir nors principas „plėtra – tai judesių judėjimas visoje reikšmingų sistemų hierarchijoje“ neleidžia sukurti vieno nealternatyvaus modelio, vis tiek galima numatyti tikėtiną įvykių eigą.

N.F. Reimers (1994) pažymi, kad netolygaus sistemų vystymosi dėsnį arba, geriau, posistemių raidos (keitimo) dėsnį didelėse sistemose skirtingu laiku, galima suformuluoti taip: to paties hierarchijos lygio sistemos (dažniausiai aukštesnio organizacijos lygio sistemos posistemės) nesivysto griežtai sinchroniškai - kai kurios iš jų yra mažiau išsivysčiusios, o kitos yra pasiekusios aukštesnį išsivystymo lygį.

Išvada

Visos pasaulinės aplinkos problemos yra tarpusavyje susijusios ir nė viena iš jų neturėtų būti vertinama atskirai nuo kitų.

Atrodytų, ozono kiekis atmosferoje yra labai didelis – apie 3 mlrd. Tačiau tai yra nereikšminga visos atmosferos dalis. Jei visas atmosferos ozonas būtų paviršiniame oro sluoksnyje, tai „normaliomis sąlygomis“ (slėgis 1 atmosfera ir temperatūra 25 laipsniai Celsijaus) ozono ekrano, saugančio Žemę nuo kietos Saulės UV spinduliuotės, storis būtų tik apie 3 mm. Tačiau ozono sluoksnio efektyvumas yra labai didelis. Visų pirma, ekspertai apskaičiavo, kad 1% ozono sumažėjimas lemia tokį paviršiaus UV spinduliavimo intensyvumo padidėjimą, dėl kurio mirčių nuo odos vėžio skaičius per metus padidės 6-7 tūkstančiais žmonių.

Skubiai reikia imtis ozono sluoksnio apsaugos priemonių: kurti nekenksmingus šaltnešius, galinčius pakeisti freonus pramonėje ir kasdieniame gyvenime, aplinkai nekenksmingus orlaivių ir kosminių raketų sistemų variklius, kurti technologijas, mažinančias azoto oksidų emisiją pramonėje ir transporte. Galiojantys tarptautiniai susitarimai dėl ozono, Vienos tarptautinė konvencija dėl ozono sluoksnio apsaugos ir Monrealio protokolas, įpareigojantys pasirašiusias valstybes dirbti konkrečiose srityse, vis dar nėra pakankamai veiksmingi. Pavojaus žmonės vis dar nepakankamai suvokia, šioje srityje vis dar mažai dirba talentingi mokslininkai ir inžinieriai. Ir laikas nelaukia.

Naudotos literatūros sąrašas

1. Akimova T.A., Khaskin V.V. Ekologija. - M.: UNITI, 1998. - 455 p.
2. Dedyu I.I. Ekologinis enciklopedinis žodynas. - Kišiniovas: Mir, 1990. - 568 p.
3. Knyazeva E.N., Kurdyumov S.P. sudėtingų sistemų evoliucijos ir saviorganizacijos dėsniai. - M.: Nauka, 1994. - 250 p.
4. Kormilitsin Z.I. Ekologijos pagrindai. - M.: "Tarpstilius", 1997. - 364 p.
5. Bendroji ekologija: visuomenės ir gamtos sąveika. - Sankt Peterburgas: Chemija, 1997. - 352 p.
6. Sverlova L.I., Voronina N.V. Natūralios aplinkos tarša ir ekologinė žmogaus potologija. - Chabarovskas.: KhGAEP, 1995. - 106-108 p.
7. Rozanovas S.I. Bendroji ekologija. - Sankt Peterburgas: leidykla "Lan", 2001. - 288 p.

Kadangi ašigaliuose stebimos ilgos poliarinės naktys, šiose vietose smarkiai sumažėja temperatūra ir susidaro stratosferos debesys, kuriuose yra ledo kristalų. Dėl to ore kaupiasi molekulinis chloras, kurio vidiniai ryšiai nutrūksta prasidėjus pavasariui ir pasirodžius saulės spinduliuotei.

Cheminių procesų grandinė, atsirandanti, kai chloro atomai veržiasi į atmosferą, sukelia ozono sunaikinimą ir ozono skylių susidarymą. Kai Saulė pradeda šviesti visa jėga, į ašigalius siunčiamos oro masės su nauja ozono dalimi, dėl kurios skylė užsidaro.

Kodėl atsiranda ozono skylės?

Ozono skylių atsiradimo priežasčių yra daug, tačiau svarbiausia iš jų – žmogaus užterštumas. Be chloro atomų, ozono molekulės naikina vandenilį, deguonį, bromą ir kitus degimo produktus, kurie patenka į atmosferą dėl gamyklų, gamyklų, išmetamųjų dujų šiluminių elektrinių emisijų.
Branduoliniai bandymai ne ką mažiau paveikia ozono sluoksnį: sprogimų metu išsiskiria didžiulis energijos kiekis ir susidaro azoto oksidai, kurie reaguoja su ozonu ir ardo jo molekules. Skaičiuojama, kad vien 1952–1971 metais branduolinių sprogimų metu į atmosferą pateko apie 3 mln.

Ozono skylių atsiradimą skatina ir reaktyviniai lėktuvai, kurių varikliuose taip pat susidaro azoto oksidai. Kuo didesnė turboreaktyvinio variklio galia, tuo aukštesnė temperatūra jo degimo kamerose ir tuo daugiau azoto oksidų patenka į atmosferą. Remiantis tyrimais, metinis azoto kiekis, išmetamas į orą, yra 1 milijonas tonų, iš kurių trečdalis yra iš orlaivių. Dar viena ozono sluoksnio ardymo priežastis – mineralinės trąšos, kurios, patekusios į žemę, reaguoja su dirvožemio bakterijomis. Tokiu atveju į atmosferą patenka azoto oksidas, iš kurio susidaro oksidai.

Kokios pasekmės žmonijai gali sukelti ozono skyles?

Dėl ozono sluoksnio susilpnėjimo didėja saulės spinduliuotės srautas, o tai savo ruožtu gali sukelti augalų ir gyvūnų mirtį. Ozono skylių poveikis žmogui pirmiausia išreiškiamas padidėjusiu odos vėžio atvejų skaičiumi. Mokslininkai paskaičiavo, kad jei ozono koncentracija atmosferoje sumažės bent 1 proc., tai vėžiu sergančių pacientų skaičius per metus padidės apie 7000 žmonių.
Štai kodėl aplinkosaugininkai dabar skambina pavojaus varpais ir bando imtis visų būtinų priemonių ozono sluoksniui apsaugoti, o dizaineriai kuria aplinkai draugiškus mechanizmus (lėktuvus, raketų sistemas, antžemines transporto priemones), kurie į atmosferą išmeta mažiau azoto oksidų.

rūgštūs lietūs

Rūgštūs lietūs – visų rūšių meteorologiniai krituliai – lietus, sniegas, kruša, rūkas, šlapdriba – kai kritulių pH (vandenilio indeksas) sumažėja dėl oro taršos rūgštiniais oksidais, dažniausiai sieros oksidais ir azoto oksidais [

Rūgštus lietus yra vienas iš terminų, kuriuos žmonijai atnešė industrializacija. Nenuilstantis planetos išteklių suvartojimas, didžiulis kuro deginimo mastas, aplinkosaugos požiūriu netobulos technologijos yra aiškūs sparčios pramonės plėtros, kurią galiausiai lydi cheminė vandens, oro ir žemės tarša, požymiai. Rūgštūs lietūs – tik viena iš tokios taršos apraiškų.

Pirmą kartą paminėtas 1872 m. sąvoka iš tikrųjų tapo aktuali tik XX amžiaus antroje pusėje. Šiuo metu rūgštūs lietūs yra daugelio pasaulio šalių, įskaitant JAV ir beveik visas Europos šalis, problema. Rūgščių lietaus žemėlapis, sukurtas aplinkosaugininkų visame pasaulyje, aiškiai parodo sritis, kuriose yra didžiausia pavojingų kritulių rizika.

RŪGŠČIO LIETAUS PRIEŽASTYS

Bet koks lietaus vanduo turi tam tikrą rūgštingumo lygį.. Tačiau įprastu atveju šis rodiklis atitinka neutralų pH lygį - 5,6-5,7 arba šiek tiek aukštesnį. Nedidelį rūgštingumą lemia anglies dioksido kiekis ore, tačiau jis laikomas tokiu mažu, kad nedaro jokios žalos gyviems organizmams. Taigi rūgštaus lietaus priežastys yra siejamos tik su žmogaus veikla ir negali būti paaiškintos natūraliomis priežastimis.

Prielaidos didinti atmosferos vandens rūgštingumą atsiranda tada, kai pramonės įmonės išskiria didelius kiekius sieros oksidų ir azoto oksidų. Tipiškiausi tokios taršos šaltiniai yra transporto priemonių išmetamosios dujos, metalurgijos gamyba ir šiluminės elektrinės (CHP). Deja, dabartinis valymo technologijų išsivystymo lygis neleidžia išfiltruoti azoto ir sieros junginių, susidarančių deginant anglį, durpes ir kitas pramonėje naudojamas žaliavas. Dėl to tokie oksidai patenka į atmosferą, dėl saulės spindulių reakcijų susijungia su vandeniu ir nukrenta ant žemės kritulių pavidalu, kurie vadinami „rūgštiniu lietumi“.

RŪGŠČIO LIETAUS PASEKMĖS

Mokslininkai pažymi, kad Rūgščių lietų pasekmės yra labai daugiamatės ir pavojingos tiek žmonėms, tiek gyvūnams, tiek augalams.. Tarp pagrindinių efektų yra šie:

1. Rūgštus lietus žymiai padidina ežerų, tvenkinių, rezervuarų rūgštingumą, dėl to jų natūrali flora ir fauna ten palaipsniui nyksta. Dėl vandens telkinių ekosistemos pokyčių jie pelkėja, užsikemša, padaugėja dumblų. Be to, dėl tokių procesų vanduo tampa netinkamas naudoti žmonėms. Tai padidina sunkiųjų metalų druskų ir įvairių toksiškų junginių kiekį, kuriuos normaliomis sąlygomis sugeria rezervuaro mikroflora.

2. Rūgštūs lietūs veda prie miškų degradacijos, augalų nykimo. Ypač nukenčia spygliuočiai, nes lėtas lapijos atsinaujinimas nesuteikia jiems galimybės savarankiškai pašalinti rūgštaus lietaus poveikio. Jauni miškai taip pat labai jautrūs tokiems krituliams, kurių kokybė sparčiai prastėja. Nuolat veikiant vandeniui su dideliu rūgštingumu, medžiai miršta.

3. JAV ir Europa rūgštus lietus yra viena dažniausių prasto derliaus priežasčių, žemės ūkio pasėlių išnykimas didžiuliuose plotuose. Tuo pačiu metu tokios žalos priežastis yra tiek tiesioginis rūgštaus lietaus poveikis augalams, tiek dirvožemio mineralizacijos pažeidimas.

4. Rūgštus lietus daro nepataisomą žalą architektūros paminklams, pastatams, statiniams. Tokių kritulių veikimas sukelia pagreitintą metalų koroziją, mechanizmų gedimą.

5. Esant dabartiniam rūgštingumui, kurį turi rūgštus lietus, kai kuriais atvejais jis gali padaryti tiesioginės žalos žmonėms ir gyvūnams. Pirmiausia, žmonių didelės rizikos zonose serga viršutinių kvėpavimo takų ligomis. Tačiau jau ne taip jau toli diena, kai kenksmingų medžiagų prisotinimas atmosferoje pasiekia tokį lygį, kai kritulių pavidalu iškris pakankamai didelės koncentracijos sieros ir nitratų rūgštis. Esant tokiai situacijai, grėsmė žmonių sveikatai bus daug didesnė.

KAIP KOVOTI SU RŪGŠČIU LIETU?

Su pačiais krituliais susitvarkyti beveik neįmanoma. Iškritę dideliuose plotuose, rūgštūs lietūs daro didelę žalą, todėl nėra konstruktyvaus šios problemos sprendimo.

Kitas dalykas – rūgščių lietų atveju kritiškai būtina kovoti ne su tokio reiškinio pasekmėmis, o su priežastimis. Alternatyvių energijos gamybos šaltinių paieška, aplinką tausojančios transporto priemonės, naujos gamybos technologijos ir išmetamųjų teršalų į atmosferą valymo technologijos – nepilnas sąrašas, kuo žmonija turi pasirūpinti, kad pasekmės netaptų katastrofiškos.

Atogrąžų miškai – tai unikali augalų bendrija, kuriai būdinga gausi augalų ir gyvūnų įvairovė. Dėl neprieinamumo, paslapties ir pavojų, kurie kiekviename žingsnyje laukia kiekvieno, išdrįsusio čia prasiskverbti, baltieji keliautojai neatsitiktinai pelnė šioms vietoms pagarbų „žaliojo pragaro“ vardą. Deja, ši ekosistema, patyrusi mažiausiai pokyčių per visą žemės egzistavimą, dabar nyksta nerimą keliančiu greičiu, o tai, ką gamta sukūrė per milijonus metų, žmogus gali sunaikinti per kelis dešimtmečius. Pasekmės gali būti nenuspėjamos.

Augalijos rūšių pasiskirstymas pasaulyje priklauso nuo klimato ir yra zoninis. Įspūdingiausios iš šių zonų yra atogrąžų miškai, augantys vietovėse, kuriose yra palankiausios sąlygos augalams augti ir vystytis. Tai palengvina klimato ypatumai – šiai zonai būdinga aukšta, bet ne per daug temperatūra ir gausūs krituliai. Dienos ir metiniai temperatūros svyravimai yra nedideli, todėl atogrąžų miškuose nėra metų laikų, o visos dienos panašios viena į kitą. Taip pat dienos šviesos trukmė beveik nesikeičia ištisus metus. Žodžiu, augalams čia sukuriamos kone idealios sąlygos gyvenimui. Atogrąžų miškuose organinė gyvybė tiesiogine prasme verda. Medis prieš mirštant jį iš karto užpuola būriai grybų, bakterijų ir vabzdžių, o per kelias dienas miško milžinai visiškai suyra į paprastesnes medžiagas, būdami maistu daugeliui kitų rūšių. Todėl dirvožemis atogrąžų miškuose yra neįprastai skurdus, o savo produktyvumu neprilygsta turtingoms vidutinio klimato juostos žemėms – humuso storis po atogrąžų miško baldakimu siekia vos kelis milimetrus.

Galingesnis negali būti, nes krintantys lapai labai greitai suyra, o viską, kas turi nors menkiausią maistinę vertę, daugelis norinčių iškart pasisavina. Dėl per milijonus metų vykstančios intensyvios organinės medžiagos apyvartos atogrąžų miškai susikūrė puikią pusiausvyrą. Be abejo, tai būtų tęsiasi ir toliau, bet atėjo žmogus ir pradėjo barbariškai eksploatuoti gamtos išteklius. O jei medžių nėra, tai ir taip plonas humuso sluoksnis greitai išeikvos. Kaitinantys saulės spinduliai, liesdami žemę, greitai ją išdžiovina ir sunaikina organines medžiagas skaidančias bakterijas, o po plonu gyvybę teikiančiu humusu – nederlingi dirvožemiai, neturintys net organinės gyvybės požymių. Taigi nukirstų medžių vietą labai greitai užima negyva dykuma. Pasaulio rinkose daugelio rūšių atogrąžų medžių mediena yra labai vertinama, todėl nenuostabu, kad didžiosios prekybos įmonės ėmė ją kirsti bet kokia kaina. Verslo požiūriu vertingiausios medžių rūšys auga įsiterpusios į kitas rūšis, nesukuriant atskirų grupių – o norėdami jų gauti, kirtėjai priversti naikinti didelius miško plotus.

Krisdami miško milžinai sutraiško kitus augalus, o sunkioji technika, išvežanti kamienus perdirbti, padaro miškui nepataisomą žalą, vikšrais ir ratais ardo viršutinį dirvos sluoksnį. Tačiau vertingų medžių rūšių gavyba nėra vienintelė grėsmė pusiaujo miškams, kuriuos masiškai ryja gaisrai. Gaisrai šiose vietose siautėja dėl dviejų pagrindinių priežasčių: pirma, kartais menkaverčių medžių rūšių eksportas nepasiteisina, o kirtėjai jas tiesiog degina tiesiai kirtavietėje; Antroji priežastis – agrarinė žmogaus veikla. Pirmiausia kalbame apie primityvias gentis, kurios iki šių dienų išliko atogrąžų miškuose ir atlaisvina savo laukams erdvę pačiu primityviausiu būdu – deginant mišką.

Tačiau su šia žala dar būtų galima susitaikyti, nes genčiai pasitraukus, po dvejų ar trejų metų, paprastai atkuriami palyginti nedideli išdeginti miško ploteliai.

Tačiau pagrindinis pavojus yra tas, kad toks primityvus ariamos žemės plėtimosi procesas daugelyje pusiaujo šalių įgauna nacionalinį mastą, o ekologinė situacija keičiasi dramatiškai – atogrąžų miškų gelmėse vis dažniau atsiranda didžiuliai laukai, aplink kuriuos auga ūkininkų gyvenvietės. Tokia plėtra vyksta, pavyzdžiui, Brazilijoje, kur vyriausybė, ieškodama ekonominių rezervų, daug investuoja į žemės ūkio sektoriaus stumdymą gilyn į Amazonės miškus. Kai kuriose atogrąžų miškų vietose buvo aptikta vertingų naudingųjų iškasenų telkinių, o pasitvirtinus jų plėtros ekonominiam pagrįstumui, žaliavų eksploatavimas labai greitai prasideda pigiausiu atviru būdu – vienas iš šių karjerų Amazonėje užima kelių šimtų kvadratinių kilometrų plotą.

Brazilija patvirtino vyriausybės programą, skirtą chemijos ir farmacijos įmonėms Amazonėje steigti. Didžiulės erdvės palei Amazonės krantus yra apnuodytos gyvsidabriu, kurį naudoja aukso kalnakasiai. Tiesiant greitkelius, kertančius atogrąžų miškus, plačios asfalto juostos sutrikdo ekosistemos vientisumą ir kelia grėsmę gyvūnų gyvybėms. Atogrąžų miškuose gausu upių, kurios garsėja vaizdingais kriokliais. Tačiau ekonomikos plėtrai šis gamtos grožis neturi reikšmės – civilizuotiems lankytojams rūpi tik pelnas, slypintis nemokamoje energijoje, kurią gali suteikti upės. Todėl atogrąžų miškuose sparčiai statomos hidroelektrinės su ištisa užtvankų sistema – tada užliejami didžiuliai miškai, pasikeičia paviršinio ir požeminio vandens balansas.

Tuo tarpu didžiulė žalioji atogrąžų miškų masė atlieka išskirtinai svarbų vaidmenį stabilizuojant žemės atmosferą. Fotosintezės procese lapai sugeria anglies dvideginį ir gamina deguonį, o tai labai svarbu palaikant šių dujų balansą gamtoje ir gelbėjant planetą nuo grėsmingo šiltnamio efekto. Žaliojo dangalo sumažinimą perpus galima palyginti su operacija, kai sveikam žmogui buvo išpjaunamas vienas plautis. Atogrąžų miškai auga vietose, kuriose gausu kritulių. Tačiau šie krituliai nemaža dalimi atsiranda dėl atogrąžų miškų, kurie garuodami į atmosferą tiekia neįtikėtinai daug vandens garų. Dėl miškų naikinimo išnyksta vanduo ir šešėlis, o kaitri saulė šiose platumose labai greitai užbaigia dykumėjimo procesą. Mokslininkai apskaičiavo, kad jau šiandien milijardas ūkininkų gyvena ariamose vietose, kurios kadaise sudarė atogrąžų miškus. Klimatologai skambina pavojaus varpais – jei atogrąžų miškai ir toliau bus naikinami tokiu pat tempu, planetai gresia visuotinė sausra, kylanti temperatūra ir nesiliaujančių uraganų atsiradimas.

Atogrąžų miškų ploto sumažėjimas taip pat kelia grėsmę, kaip nepataisomas daugelio floros ir faunos rūšių praradimas. Nustatyta, kad pirmykščiuose atogrąžų miškuose gyveno 45 % visų augalų rūšių, 96 % nariuotakojų, 45 % žinduolių ir 30 % paukščių. Sunaikinus miškus, išnyko daug rūšių, o kartu sumažėjo ir planetos biologinė įvairovė – su kiekviena nykstančia rūšimi žmonija praranda dalį Žemėje sukauptos genetinės informacijos. Beje, tarp mirštančių rūšių yra daug tokių, kurių mokslas dar net nežino, gali būti, kad kokių nors nežinomų augalų lapuose, šaknyse ir vaisiuose slypi cheminiai junginiai, galintys išgydyti, pavyzdžiui, piktybinius navikus. Gyvūnai taip pat miršta – dažniausiai dėl to, kad žmogus pakeičia ar sunaikina įprastą buveinę.

Atogrąžų miškų likimas kelia nerimą tūkstančiams žmonių ir dešimtims organizacijų, kurios deda pastangas suvaldyti unikalios biocenozės naikinimo procesą. Yra daug būdų apsaugoti gamtą. Didžiosios aplinkosaugos organizacijos Europoje ir Šiaurės Amerikoje boikotuoja tropinės medienos gaminių pardavimą; savo ruožtu Tarptautinė atogrąžų medienos prekybos draugija sukūrė racionalaus šios rūšies žaliavos panaudojimo metodus.

Visa tai daroma ne tik dėl meilės gamtai – čia yra ir pagrįstas komercinis skaičiavimas: ekonomistai paskaičiavo, kad dėl grobuoniško požiūrio į mišką anksčiau ar vėliau sumažės prekyba mediena, todėl kai kuriose šalyse pradeda kurtis vertingų atogrąžų medžių rūšių plantacijos. Iš to naudos turės tik ateities kartos – tokie medžiai auga dešimtmečius. Tačiau jau šiandien nemažai gaminių yra pažymėtas ženklu, kuris rodo, kad gaminys pagamintas iš plantacijoje užaugintos medienos. Tačiau geriausias būdas išsaugoti atogrąžų miškus jų originalioje formoje – sukurti nacionalinių parkų tinklą. Žingsnis, leidęs privatiems asmenims įsigyti nedidelius atogrąžų miškų plotus, turėjo didelę moralinę įtaką – iš tokių simbolinių pirkinių ilgainiui Kosta Rikoje atsirado nacionalinis parkas.

Šalys, kuriose auga atogrąžų miškai, jau supranta, kad geriau užsidirbti iš turtingų turistų, norinčių savo akimis pamatyti unikalią tropinės floros ir faunos įvairovę, nei naikinti šį nuolatinį pajamų šaltinį. Vis daugiau įmonių prisijungia prie popieriaus ir kartono surinkimo ir perdirbimo programos. Tarptautinis valiutos fondas suteikė Indonezijai finansinę pagalbą, siekdamas kompensuoti žalą, padarytą toje šalyje išardžius korumpuotą medienos prekybos konsorciumą. Mokslo ir politikos pasaulis vis dažniau rengia konferencijas, skirtas apsaugoti „žaliuosius Žemės plaučius“. Ar visa tai duos greitų rezultatų, nežinia. Tačiau yra vilties, kad ateinančiais metais lavina primenantis atogrąžų miškų plotų mažėjimas sustos.

Pirmą kartą ozono sluoksnį ištyrė Didžiosios Britanijos Antarkties stočių mokslininkai 1957 m. Ozonas buvo laikomas galimu ilgalaikių atmosferos pokyčių rodikliu. 1985 metais žurnale „Nature“ buvo paskelbta apie kasmetinį ozono sluoksnio nykimą ir ozono skylių susidarymą.

Kas yra ozono skylė ir kodėl ji atsiranda?

Ozonas dideliais kiekiais susidaro virš tropikų esančioje stratosferoje, kur UV spinduliuotė yra stipriausia. Tada jis cirkuliuoja žemės atmosferoje ašigalių link. Ozono kiekis skiriasi priklausomai nuo vietovės, metų laiko ir paros klimato sąlygų. Ozono koncentracijos atmosferoje sumažėjimas, stebimas Žemės ašigalių, vadinamas ozono skyle.

Kuo plonesnis ozono sluoksnis, tuo didesnės ozono skylės. Yra 3 pagrindinės jų susidarymo priežastys:

• Natūralus ozono koncentracijos perskirstymas atmosferoje. Didžiausias ozono kiekis randamas ties pusiauju, mažėjantis link ašigalių, suformuojant sritis, kuriose šio elemento koncentracija sumažėjusi.
• Technogeninis veiksnys . Aerozolių balionėliuose ir šaltnešiuose esantys CFC į atmosferą išmetami dėl žmogaus veiklos. Susidariusios cheminės reakcijos atmosferoje sunaikina ozono molekules. Dėl to plonėja ozono sluoksnis ir sumažėja jo gebėjimas sugerti ultravioletinę šviesą.
• Visuotinis klimato atšilimas. Temperatūra žemės paviršiuje nuolat kyla, o viršutiniai stratosferos sluoksniai vėsta. Tai lydi perlamutrinių debesų susidarymas, kurių metu vyksta ozono destrukcijos reakcijos.

Ozono skylių išsiplėtimo pasekmės

Gyvybės egzistavimas Žemėje įmanomas tik dėl ozono sluoksnio buvimo. Jis veiksmingai apsaugo planetą nuo kenksmingos UV spinduliuotės, kuri yra labai reaktyvi, prasiskverbimo.

• Veikiant ultravioletiniams spinduliams, DNR pažeidžiama. Tai gali sukelti nepageidaujamas mutacijas gyvuose organizmuose.
• UV spinduliai prasiskverbia net per vandenį ir sukelia augalų ląstelių bei mikroorganizmų, kurie yra maistas labiau išsivysčiusiems gyvūnams, mirtį. Dėl to jų skaičius mažėja.
• Žmonėms UV spinduliuotės perteklius gali sukelti odos vėžį. (1% sumažėjęs ozono kiekis padidina odos vėžio atvejų skaičių 5%).
• Tiesioginis ultravioletinių spindulių kontaktas su akies tinklaine provokuoja kataraktos susidarymą. Tai turi įtakos regėjimo kokybei ir gali sukelti aklumą.

1987 metais buvo sudarytas tarptautinis susitarimas – Monrealio protokolas – reguliuoti kenksmingų dujų, ardančių ozono molekules, išmetimą į atmosferą. Protokolo laikymasis padeda palaipsniui mažinti ozono sluoksnio nykimą atmosferoje ir užkirsti kelią ozono skylių plėtrai.