Все причины разрушения озонового слоя, последствия, пути решения и восстановления

Введение

В 20 веке есть признаки изменения климата. Земля стала теплее. Прошлый век был самым теплым за тысячелетие. Что является причиной этого? Каковы последствия этого? Нас давно интересуют вопросы экологии. В конце прошлого века в научных кругах много писалось и обсуждалось о проблемах атмосферы, о роли озона и озонового экрана, и это широко освещалось в прессе. Поэтому у нас было представление об этом. Но в процессе работы над темой «Проблемы атмосферы: озон» мы несколько изменили свое мнение о проблеме атмосферы и состоянии озонового слоя Земли.         Стал ли человек и его влияние центральными в возникновении этой проблемы? Эта тема актуальна и важна сегодня, как и раньше. 

Мифы

Озоновая дыра стала причиной появления некоторых заблуждений. Например, многие полагают, что истончение возникает только в Антарктиде. Однако ОД могут появиться в любых местах Земли. Некоторые промышленники пытались снизить значение экологического вопроса, поскольку боялись потерять доходы от своих предприятий. Однако умалить масштаб бедствия не удалось.

Существует ложное представление о том, что фреоны имеют большую массу, поэтому не могут достигать стратосферы, оседая в земле, не нанося ей вреда. Но оказавшись даже в нижних слоях, эти вещества могут смешаться с другими элементами и уже вместе с ними подняться к защитному слою.

причины возникновения и последствия для человечества

Всем известно, что нашу планету окутывает довольно плотный озоновый слой, располагающийся на высоте 12–50 км над поверхностью земли. Эта воздушная прослойка является надежной защитой всего живого от опасного ультрафиолета и позволяет избежать губительного воздействия солнечного излучения.Именно благодаря озоновому слою когда-то микроорганизмы сумели выбраться из океанов на сушу и способствовали появлению высокоразвитых форм жизни. Однако с начала XX столетия озоновая прослойка начала разрушаться, в результате чего в некоторых местах стратосферы стали появляться озоновые дыры.

Что такое озоновые дыры?

Вопреки распространенному мнению обывателей, что озоновая дыра является брешью в небесном пространстве, на самом деле она представляет собой участок значительного снижения уровня озона в стратосфере. В таких местах ультрафиолетовым лучам легче проникать к поверхности планеты и оказывать свое разрушительное воздействие на все живущее на ней.

В отличие от мест с нормальной концентрацией озона в дырах содержание «голубого» вещества составляет всего около 30 %.

Где находятся озоновые дыры?

Первая большая озоновая дыра была обнаружена над Антарктидой в 1985 году. Ее диаметр составлял около 1000 км, причем она появлялась каждый год в августе, а к началу зимы исчезала. Тогда исследователи определили, что концентрация озона над материком снижена на 50 %, а наибольшее его уменьшение было зафиксировано на высотах от 14 до 19 км.Впоследствии еще одна крупная дыра (меньших размеров) была обнаружена над Арктикой, сейчас же ученым известны сотни подобных явлений, хотя самой огромной по-прежнему остается та, что возникает над Антарктидой.

Как образуются озоновые дыры?

Поскольку на полюсах наблюдаются долгие полярные ночи, в этих местах происходит резкое снижение температуры и образуются стратосферные облака, содержащие ледяные кристаллики. Как следствие, в воздухе накапливается молекулярный хлор, внутренние связи которого разрываются с наступлением весны и появлением солнечного излучения.

Цепочка химических процессов, возникающих при устремлении в атмосферу атомов хлора, приводит к разрушению озона и образованию озоновых дыр. Когда Солнце начинает светить в полную силу, к полюсам направляются воздушные массы с новой порцией озона, благодаря чему дыра затягивается.

Почему появляются озоновые дыры?

Существует множество причин появления озоновых дыр, но важнейшая из них – загрязнение природной среды человеком. Помимо атомов хлора, молекулы озона разрушают водород, кислород, бром и другие продукты сгорания, попадающие в атмосферу из-за выбросов фабрик, заводов, дымовых газовых ТЭЦ.Не меньшее влияние на слой озона оказывают ядерные испытания: при взрывах выделяется огромное количество энергии и образуются окислы азота, которые входят в реакцию с озоном и уничтожают его молекулы. Подсчитано, что только с 1952 по 1971 год при ядерных взрывах в атмосферу попало около 3 миллионов тонн этого вещества.

Возникновению озоновых дыр способствуют и реактивные самолеты, в двигателях которых также образуются окислы азота. Чем выше мощность турбореактивного двигателя, тем выше температура в камерах его сгорания и тем больше азотных окислов попадает в атмосферу. Согласно исследованиям, ежегодные объемы азота, выбрасываемого в воздух, составляют 1 миллион тонн, из них треть приходится на самолеты. Еще одна причина разрушения озонового слоя – минеральные удобрения, которые при внесении в землю вступают в реакцию с почвенными бактериями. В этом случае в атмосферу попадает закись азота, из которой образуются окислы.

К каким последствиям для человечества могут привести озоновые дыры?

В силу ослабления озонового слоя увеличивается поток солнечной радиации, что в свою очередь, может привести к гибели растений и животных. Влияние озоновых дыр на человека выражается прежде всего в увеличении числа раковых заболеваний кожи. Ученые подсчитали, что если концентрация озона в атмосфере упадет хотя бы на 1%, то число больных раком возрастет примерно на 7000 человек в год.

Озоновый слой и УФ-излучение

Главная задача озонового слоя — оберегать планету от опасной солнечной радиации.

УФ-излучение в малых дозах полезно для человеческого организма, потому что напрямую связано с выработкой витамина D.

В современной медицине это излучение используется для лечения псориаза, остеопороза, желтухи, экземы и рахита. При лечении также учитывается риск негативного воздействия, поэтому любое использование данного излучения происходит под четким медицинским наблюдением.

Долгосрочное воздействие солнечного ультрафиолетового излучения на человека может спровоцировать развитие острых и хронических заболеваний кожи, глаз и иммунной системы.

Солнечные ожоги случаются в результате долгого влияния УФ-излучения на кожу. Оно способно вызвать дегенеративные изменения клеток кожи, фиброзной ткани и кровеносных сосудов. Рак кожи и катаракта — самые серьезные и нередкие последствия облучения ультрафиолетом.

Озоновый слой служит естественным щитом Земли и спасает человечество от ультрафиолетовой радиации, которая также вызывает мутации ДНК.

Мощность ультрафиолетового излучения Солнца чаще всего делят на три категории:

1. УФ-А (от 320 до 400 нанометров): не поглощаемая озоном длина, так как находится на безопасном расстоянии.
2. УФ-В (от 280 до 320 нанометров): большая часть поглощается озоном, но данная длина излучения может быть вредна для чувствительной кожи.
3. УФ-С (менее 280 нанометров): полностью поглощается озоном. Наиболее опасная длина, потому что она самая короткая и может уничтожить добрую часть нашей экосистемы.

Роль озона и озонового экрана для жизни нашей планеты

Озон — трехатомный кислород (O3), газ довольно редкого интенсивного синего цвета, при низких температурах (-112 о С) он превращается в темно-синюю жидкость, а при меньшем охлаждении образует темно-фиолетовые кристаллы. Озон чрезвычайно токсичен (даже больше, чем окись углерода), его ПДК в воздухе составляет 0,00001%. Часть синего цвета атмосферы Земли связана с озоном. Озон присутствует в атмосфере над Землей на высоте от 15 до 50 км, в очень незначительной концентрации — даже до высоты 70 км. Его максимальная концентрация находится на высоте около 40 км над поверхностью Земли.     

Озоновая среда — агрессивная среда, разъедающая железо, разъедающие органические соединения, представляет собой дезинфицирующий раствор (в жидкостях).

Большая часть озона образуется в верхних слоях атмосферы под действием ультрафиолетового излучения. Его концентрация зависит от интенсивности солнечного ультрафиолетового излучения на разных длинах волн. Ультрафиолетовое излучение Солнца с длиной волны менее 230 нм приводит к увеличению содержания озона. Увеличение излучения в более длинных волнах вызывает повышение температуры и, наоборот, разрушает озон.   

Ультрафиолетовый свет разбивает обычные молекулы кислорода на атомы, и эти свободные атомы присоединяются к молекулам кислорода, образуя полезный озон высотой несколько миллиметров на высоте от 19 до 40 км над поверхностью Земли. Небольшое количество озона проникает с воздушными потоками в нижние слои атмосферы. 

Об озоновом слое атмосферы ученые узнали в 70-х годах ХХ века. Наряду с видимым светом солнце излучает ультрафиолетовые волны. Особенно опасна коротковолновая часть жесткого ультрафиолетового излучения. Все живое на Земле защищено от агрессивного воздействия ультрафиолетового излучения, которое обладает высокой биологической активностью, поскольку более 90% его поглощается озоновым слоем, так называемым озоновым экраном. (По материалам «Справочника по охране геологической среды»)     

Озоновый экран — это слой атмосферы, который близко совпадает со стратосферой, лежит между 7-8 км (на полюсах) и 17-18 км (на экваторе) и 50 км над поверхностью планеты и характеризуется повышенной концентрацией. озона, отражающего жесткое коротковолновое / ультрафиолетовое / космическое излучение, опасное для живых организмов. Основная часть озона находится в стратосфере. Толщина стратосферного озонового слоя, приведенная к нормальным условиям атмосферного давления (101,3 МПа) и температуры (0 ° C) на поверхности Земли, составляет около 3 мм. Но реальное количество озона зависит от сезона, широты, долготы и многого другого. Этот слой защищает людей и дикую природу от мягкого рентгеновского излучения. Благодаря озону стало возможным возникновение жизни на Земле и ее последующая эволюция. Озон сильно поглощает солнечное излучение в различных частях спектра, но особенно интенсивно в ультрафиолетовой части (с длиной волны менее 400 нм), а с большей длиной волны (более 1140 нм) — намного меньше.      

Озон, образующийся у поверхности Земли, называют вредным. В приземных слоях озон создается случайными факторами. Это происходит во время грозы, при ударе молнии, когда работает рентгеновское оборудование, и вы можете почувствовать его запах возле работающего копировального аппарата. В воздухе, загрязненном оксидами озона, озон образуется под действием солнечного света, способствуя образованию опасного явления, называемого фотохимическим смогом. Когда лучи света вступают в реакцию с веществами, содержащимися в выхлопных газах и промышленных парах, также образуется озон. В жаркий туманный день в загазованной зоне уровень озона может достигать угрожающих значений. Вдыхание озона очень опасно, потому что оно повреждает легкие. Пешеходы, которые вдыхают большое количество озона, задыхаются и испытывают боль в груди. Деревья и кусты, растущие возле загрязненных газом магистралей, перестают нормально расти при высоких концентрациях озона.         

К счастью, природа наделила людей обонянием. Концентрация 0,05 мг / л, что намного меньше ПДК, прекрасно ощущается человеком, и он может почувствовать опасность. Запах озона — это запах кварцевой лампы.  

Но если озон находится на большой высоте, то это очень полезно для здоровья. Озон поглощает ультрафиолетовые лучи. Лишь 47% солнечной радиации достигает поверхности Земли, около 13% солнечной энергии поглощается озоновым слоем в стратосфере, остальная часть поглощается.  

Прогноз на будущее

Ученые погружаются в изучение озоновых дыр все глубже. Обнаружено, что в крупных промышленных зонах они появляются и исчезают сами по себе. Отмечена и положительная динамика: некоторые крупные прорехи в озоновом слое стали уменьшаться. Общая концентрация озона в стратосфере тоже постепенно повышается. Это подтверждает, что конвенция ООН и другие принимаемые меры работают.

Огромный вклад внес Монреальский протокол, подписанный в 1987 году. В него вступили ряд государств, они обязались снизить количество вредного для окружающей среды транспорта и уменьшить объемы выбросов озоноразрушающих веществ

Важно и то, что человечество начало использовать альтернативные источники энергии, и теперь может беречь озоновый слой без ущерба для собственного комфорта

Озоновый слой не только защищает нас от ультрафиолета, но и способствует сохранению тепла. С его истончением климат на планете становится более холодным. Также последствиями становятся изменения направлений ветров и засухи, влекущие за собой голод.

Последствия природного явления

Возникновение прорех в защитном слое негативно сказывается на здоровье людей, о чем говорят многие представители современной медицины. Так, при существенном снижении озона в воздухе в регионах массово повышаются онкологические болезни, развивается катаракта, ведущая к полной слепоте, существенно снижается работа иммунной системы, что влечет осложнения многих патологий.

Нарушенный защитный слой негативно сказывается на флоре и фауне. Больше всего страдают обитатели верхних океанических пластов:

• водоросли;
• планктон;
• креветки;
• крабы и пр.

В настоящее время существует и функционирует международный договор, которым предусмотрено снижение применения веществ, разрушающих озоновый шар (прежде всего это хлор и бром). Но все же он способен восстанавливаться, хоть и очень долго.

Озоновые дыры

Земля — это единственная планета в Солнечной системе, на которой есть жизнь. Существование живых организмов возможно потому, что планету защищает от смертоносного солнечного излучения озоновый слой, расположенный в стратосфере (10 – 50 км от планетарной поверхности). Озон – газ голубоватого цвета, молекула которого состоит из трех атомов кислорода. Его название в переводе с греческого языка означает «пахнущий». Действительно, после грозы, глубоко вдохнув воздух, можно почувствовать, как пахнет газ.

Без озонового слоя планета буквально сгорит под ультрафиолетовым воздействием Солнца. Однако человечество так и не научилось быть благодарным за возможность жить на Земле. Озоновые дыры существовали на планете всегда. Они то появляются, то исчезают по естественным причинам. Однако в результате антропогенной деятельности отмечается опасное расширение незащищенных озоном участков атмосферы, из-за чего Земля становится все более подверженной воздействию ультрафиолета.

Защита озонового слоя

К способам защиты озона относится переход на биотопливо, разработка новых технологий в холодильной промышленности, отказ от опасного производства, от использования озоноразрушающих веществ.

В России

В РФ выполняются все предписания Монреальского протокола. В законе №7-ФЗ от 2002 г., касающегося охраны окружающей среды, ст. 54 посвящена защите озонового слоя.

Каждое промышленное предприятие имеет разрешение на выброс в атмосферу определенного количества газов, содержащих вредные для озона вещества. За превышение лимита следуют строгие санкции, вплоть до закрытия предприятия.

Международный опыт

В странах ЕС строго контролируется использование фторсодержащих газов. Все оборудование, содержащее озоноразрушительные вещества, в обязательном порядке проверяется на герметичность. Специалисты, обслуживающие такие системы, обязаны сдать экзамен для допуска к работам. Государственные и частные компании также проходят лицензирование.

В Нидерландах, Венгрии и некоторых других странах проводится строгий учет оборота оборудования, использующего вредные для озона вещества. Информацию поставляют производители и продавцы, монтажные организации, устанавливающие это оборудование. Контролем занимаются сразу несколько структур, включая органы местного самоуправления.

В Европейском союзе запрещено утилизировать оборудование без предварительного извлечения фторсодержащих веществ. Этим занимаются специализированные организации, а ответственность лежит на потребителе.

16 сентября проводится Международный день охраны озонового слоя, а это значит, что проблема находится на контроле у правительств всех стран мира.

Крупнейшие озоновые дыры Земли

Впервые нарушения озоновой оболочки Земли обнаружены в 80-х годах над Антарктидой. Вывод о существовании озоновых дыр был сделан на основе анализа изменений размера спектра ультрафиолетового излучения. Измерения проводятся регулярно с середины XX века, когда в мире была создана сеть метеорологических станций по инициативе британского ученого Добсона, в честь которого названа единица измерения содержания озона (Единица Добсона) и прибор (Добсонометр).

Относительно 70-х годов содержание озона на Антарктидой сократилось на 40%.

Со временем при исследовании остальных частей озоносферы выявили, что над Антарктидой расположена крупнейшая дыра. Диаметр антарктической озоновой дыры – более 20 миллионов кв. км. Вторая крупнейшая дыра расположена на противоположном конце планеты – в Арктике. Для арктической дыры характерно регулярное изменение размеров, связанное с сезонностью.

Третья по размеру дыра – Тибетская. Ее размеры до конца не установлены, но по некоторым оценкам она составляет от 2 до 20 миллионов кв. км.

Способы решения проблемы

Поскольку главный виновник уничтожения озонового слоя планеты – человеческая деятельность, то для нормализации состояния атмосферы требуется создание новых технологий производства и эксплуатации, направленных на существенное сокращение и даже исключение выбросов фреонов и других вредных соединений.

Чтобы предупредить появление озоновых дыр, требуется:

• усовершенствование очистительных конструкций на заводских трубах;
• сокращение применения минеральных удобрений;
• создание транспортных средств, работающих не на горючем топливе, а на электричестве и иных источниках энергии.

Такие предупредительные меры дают положительный эффект, однако гораздо эффективнее, по мнению экологов, мероприятия по восстановлению озонового слоя. Имеется в виду распыление искусственно синтезированного газа специальными летательными устройствами на высоте 10 – 30 км над земной поверхностью. Такой метод позволит быстро залатать прорехи в атмосфере, однако он не лишен минусов. Первая проблема – высокая стоимость мероприятия (оно экономически целесообразно только при совместном участии нескольких государств). Вторая проблема – доставка синтетического озона к месту распыления сложна и опасна для перевозчика.

Результаты международного соглашения заметны. Сократилась площадь озоновых дыр в разных частях планеты, в том числе над Антарктидой. Мировое сообщество продолжает серьезно бороться с проблемой: создаются экологически безопасные транспортные средства, совершенствуются технологии промышленного и сельскохозяйственного производства.

Основные причины

Дыры в озоновом пласте появляются на фоне ряда факторов. Однако основной причиной считается загрязнение окружающей среды. Помимо хлора, к разрушающим веществам относится бром, кислород, водород, всевозможные продукты горения (появляются в процессе воспламенения разных объектов). Многие опасные компоненты вырабатываются промышленными объектами, которые недобросовестно выполняют свои обязанности и не очищают выбросы.

Непоправимый ущерб защитному природному слою приносят ядерные испытания, результатом которых является выработка энергии в большом количестве. Подобные действия приводят к появлению оксидов азота. Они вступают во взаимосвязь с озоном, приводя к его полному разрушению на молекулярном уровне. Страшный факт: с 1952 до 1971 год из-за ядерных испытаний в атмосферу было выброшено порядка 3 млн тонн оксидов азота.

Причины и последствия озоновых дыр представлены многочисленными полетами реактивных самолетов. Все те же опасные для природы оксиды азота вырабатываются двигателями обозначенных агрегатов, с увеличением мощности которых повышается масса опасных выбрасываемых веществ. Научные данные показывают, что каждый год в атмосферу поступает более 1 млн тонн азота.

Еще одна немаловажная причина представлена нерациональным использованием минеральных удобрений. Поступая в грунт, такие вещества вступают в реакцию с бактериями и другими микроорганизмами. Вырабатываемая в ходе взаимодействия закись азота также поднимается в стратосферу, ухудшая уровень озона.

Озоновые дыры

Проекты по восстановлению озона

Сейчас есть и другие проекты: искусственно производить озон в стратосфере. Для этого необходимо вывести на орбиту Земли 20-30 спутников, оснащенных лазерами. Каждый спутник представляет собой космическую платформу весом 80-100 тонн, на которой установлен солнечный конвектор — «тепловая ловушка», которая аккумулирует солнечную энергию и преобразует тепло в электричество. Лазерные лучи должны «встряхнуть» молекулы озона, и тогда с помощью Солнца процесс пойдет сам по себе. Идея этого проекта состоит в том, чтобы создать 20 000 тонн озона и сохранить это количество до тех пор, пока люди не придумают что-то лучшее.    

Среди существующих программ по защите озона можно назвать российско-американский проект «Метеор 3 — ТОМС». Другой путь предлагает российский консорциум «Интерозон»: производить озон прямо в атмосфере. Вскоре совместно с немецкой компанией «Даза» планируется поднять на высоту 15 км воздушные шары с инфракрасными лазерами, с помощью которых из двухатомного кислорода получают озон. С помощью МКС можно создать несколько космических платформ с источниками энергии и лазерами на высоте около 400 км. Лучи лазера будут направлены в центральную часть озонового слоя и будут постоянно его подпитывать. Источником энергии в этом проекте могут быть солнечные батареи. Космонавты на этих платформах понадобятся только для их периодических осмотров и ремонта. Да, есть проекты по восстановлению озонового слоя, но все они требуют огромных финансовых затрат, и будут ли они реализованы, покажет время.       

Производство озоноразрушающих веществ в России

Механизм действия фреонов следующий: попадая в верхние слои атмосферы, они трансформируются. Молекулярные связи разрушаются. В результате выделяется хлор, который при соединении с озоном его разрушает:  

О 3 + Cl2 O2 + O + Cl2

Одной молекулы хлора достаточно, чтобы разрушить десятки тысяч молекул озона и тем самым уменьшить его количество в атмосфере. Ежегодно в мире производится более миллиона тонн фреонов. Фреоны летучие и поднимаются в стратосферу. Озон вступает в активные фотохимические реакции с фреонами, оксидами азота. Фреоны разлагаются, выделяя атомарный хлор, который разрушает озоновый слой. На месте такого взаимодействия исчезает озоновый слой.     

Скорость загрязнения воздуха некоторыми озоноразрушающими веществами стала снижаться. К 2030 году их производство должно быть полностью остановлено. За последние 15 лет количество выбросов фреона резко снизилось: с 1,1 млн тонн до 160 тыс. тонн сегодня. Фреоны очень медленно удаляются из атмосферы и живут в ней десятки лет (а некоторые — 139 лет!).

Причины разрушения озонового слоя

Загрязнение озоновых дыр

Дикая природа и люди испытывают многие негативные последствия загрязнения воздуха. Повреждение дыхательной системы является наиболее частым последствием у людей и животных, но также распространены неврологические проблемы и раздражение кожи.

Растения и сельскохозяйственные культуры меньше растут при длительном воздействии загрязненного воздуха. Загрязнение озоном наносит вред растениям, повреждая структуры, называемые устьицами, которые представляют собой крошечные поры на нижней стороне листьев, которые позволяют растению «дышать». Некоторые виды растений могут защитить себя, временно закрыв устьица или, вырабатывая антиоксиданты, но другие особенно чувствительны к повреждениям.

В период с 1980 по 2011 год в США были потеряны соевые бобы и кукуруза на девять миллиардов долларов в результате загрязнения озоном. Когда кислотные дожди, токсичность свинца и воздействие оксидов азота изменяют химическую природу почвы, растения лишаются питательных веществ, необходимых им для роста и выживания. Это влияет на сельское хозяйство, леса и пастбища.

История открытия озона

Озон – вещество, являющееся модификацией кислорода. В нормальных условиях он представляет собой газ с резким специфическим запахом и голубым оттенком. Озон является примером аллотропной модификации. Это когда один и тот же химический элемент образует молекулы с настолько разной структурой, что в результате появляются новые вещества. Разница между озоном и кислородом состоит в количестве атомов. В кислороде их 2, а в озоне – 3.

Атмосфера Земли

Интересный факт: впервые озон обнаружили в 1785 году, хотя как вещество он описан не был. Первооткрыватель Мартин Ван Марум (голландский физик) распознал его по специфическому запаху и окислительным свойствам воздуха, через который проходил электрический заряд. Но тогда он воспринял озон в качестве электрической материи. В переводе с древнегреческого «озон» означает «пахнущий». Данный термин в 1840 предложил химик Х. Ф. Шенбейн. Поэтому многие называют первооткрывателем именно его.

Факт наличия особого озонового слоя в атмосфере был установлен намного позже. Это произошло в 1912 году, благодаря французским ученым-физикам – Шарлю Фабри и Анри Буиссону. Они занимались исследованием ультрафиолетового излучения. При помощи спектроскопии (изучения спектров разных видов излучения) удалось доказать, что в отдаленных слоях атмосферы присутствует озон. Последующее изучение данного вопроса предоставило специалистам еще больше полезных данных об озоновом слое.

Интересно:

Что такое зал свечей? Описание, фото и видео

В частности, нужно было понять, насколько высокое содержание озона в атмосфере. Для этого в 1920 году британский физик Гордон Добсон изобрел специальный прибор. Сейчас он носит название в честь изобретателя – Добсоновский озонный спектр. Имеется и соответствующая единица измерения озона – единица Добсона, которая равноценна 10 мкм.

Постепенно специалисты выяснили, как образуется озон в атмосфере. Это происходит за счет взаимодействия ультрафиолетового солнечного излучения и кислорода. Можно долго перечислять пользу озонового слоя, но главное – он обеспечил жизнь на Земле. Если бы озона не было, Земля постоянно подвергалась бы большим дозам солнечной радиации и прочему космическому воздействию. Жизни на нашей планете в такой форме как сейчас могло не быть.

Решение проблем разрушения озонового слоя

Человек своей необдуманной деятельностью сумел истощить озоносферу, но способы ее восстановления пока не найдены. Остается только ждать, пока это произойдет естественным путем и постараться сохранить запас имеющегося стратосферного озона.

Попытки улучшить ситуацию в этом вопросе предпринимаются. Одним из первых шагов стал международный протокол.

Монреальский протокол

Как только ученые заметили, что концентрация озона уменьшается, сразу же стали предприниматься меры по недопущению усиления этого процесса. В сентябре 1987 г. в Монреале был подписан протокол, который вступил в силу 1 января 1989 г. В связи с новыми научными исследованиями, в документ 7 раз вносились изменения.

В Протоколе говорится о необходимости отказа от производства и использования некоторых галогенуглеводородов. Есть надежда, что реализация планов, изложенных в этом документе, поможет до 2050-2060 г. полностью восстановить озоновую защиту.

Производство озона

Озон получают несколькими способами:

• из воздуха и кислорода, используя электрический разряд;
• из растворов электролитов, через электрохимические реакции;
• облучая воздух коротковолновым (жестким) ультрафиолетом.

Устройства для промышленного получения озона называются озонаторами.

Электросинтез озона в коронном разряде.

Запустив озоновые фабрики на всех континентах, можно было бы не переживать за истощение озоносферы, но из-за большого энергопотребления такой вариант возможен только теоретически.

Использование экологически чистого топлива

Двигатели внутреннего сгорания, которыми оснащен почти весь автомобильный парк России, увеличивают в воздухе концентрацию вредных веществ. Поэтому во всем мире осуществляется переход на электротягу. Это потянет за собой новую проблему – утилизация аккумуляторных батарей, так что идеального во всех отношениях варианта пока нет.

Еще один перспективный вариант отказа от использования в двигателях солярки и бензина – это биотопливо. США и Бразилия – лидеры по производству биоэтанола, который добавляют в бензин. Из растительных масел и животных жиров производят еще один вид топлива – биодизель. Он используется как самостоятельное топливо и в смеси с солярой.

Не создано пока безопасное топливо и для ракетоносителей. Чтобы вывести на орбиту космический корабль, сжигаются десятки тонн топлива, которое выделяет токсичные вещества.

Высадка лесов

Зеленые насаждения способствуют выработке озона сразу в 2-х направлениях. Через фотосинтез вырабатывается кислород, который под воздействием ультрафиолета превращается в озон. С другой стороны, растительность поглощает углекислый газ, который также разрушает озон.

Конечно, деревья не смогут залатать озоновые дыры, но поспособствовать сохранению имеющегося О₃ им под силу.

Прочие методы борьбы с проблемой

Создан проект о введении на орбиту 20-30 спутников с лазерными излучателями, которые будут ускорять образование озона.

Способы восстановления озонового слоя

С момента обнаружения озоновых дыр человечеством принимаются меры по защите озоносферы. Государствами в 1987 году принят Монреальский протокол, закрепляющий обязанности стран вводить меры по снижению негативного воздействия на атмосферу. В России обязанности государства закреплены в федеральном законе № ФЗ-7 в статье 54.

Конкретные меры включают:

• замену и исключения фреона из цепочки производства и потребления;
• ограничение использования сельскохозяйственных удобрений;
• применение новых видов авиационного и ракетного топлива;
• выбрасывание в атмосферу компонентов, способствующих формированию озона.

Сокращение выбросов фреонов и других веществ

Согласно положениям Монреальского протокола, государства законодательно обязуются ограничивать применение фреона в промышленности и быту. Он выделяется не только при работе холодильных установок, но и при распылении аэрозольных баллончиков. Для внедрения ограничений необходима замена на другие компоненты, позволяющие сохранить свойства товаров и устройств.

Для замены предлагается использовать следующие вещества:

• углекислый газ;
• нетоксичный пропан;
• аммиак;
• изобутан.

Восстановление озона с помощью летательных аппаратов

Озоновый слой разрушается под действием химических реакций расщепления при выбросе вредных веществ. Ученые разработали способ восстановления слоя с помощью обратной реакции соединения молекул. Для этого должны в а выбросы, которые вступят в реакцию со свободными атомами кислорода и образуют трехатомные соединения. Такой эффект достигается при рассеивании с воздушного судна жидких реагентов, содержащих смесь водорода и кислорода.