Экология: биология взаимодействия. 6.10. Озон и разрушение озонового экрана

Українська мова (найновіша версія) / російська версія (оновлення припинено)

6.09. Глобальне потепління

Д. Шабанов, М. Кравченко. Екологія: біологія взаємодії
Глава 6. Екологія людини та охорона природи

6.11. Кислотні дощі

6.10. Озон і руйнування озонового екрана
Під впливом іонізуючого випромінювання молекула кисню (O2) може розпадатися на атомарний кисень, який, приєднуючись до інших молекул кисню, утворює озон (O3). Озон затримує іонізуюче випромінювання (від далекого ультрафіолету з довжиною хвилі від 315 нм до γ-променів) значно краще, ніж кисень. Унаслідок цього у верхніх шарах атмосфери (від 12–25 до 45 кілометрів над поверхнею Землі) утворюється шар з підвищеним вмістом озону (з концентрацією близько 0,001%). Саме завдяки цьому шару різко зменшується доза іонізуючого випромінювання, що надходить на поверхню Землі.
Озон — газ, що іноді зустрічається і на поверхні планети. Це він відповідає за запах «свіжості» після грози. Його можна відчути біля працюючих ультрафіолетових ламп, а також біля несправних лазерних принтерів і копіювальних апаратів. На поверхні землі озон — небезпечний забруднювач. Його небезпека виявляється як у тому, що він є значно сильнішим окислювачем, ніж кисень (і може тому ушкоджувати живі клітини, викликаючи, наприклад, рак легенів), так і в тому, що він може брати участь у перетворенні інших атмосферних забруднювачів.
У 1985 р. над Південним полюсом була виявлена «озонова діра» (зона з вмістом озону в межах 40–50% від норми), рівна за площею території США. Згідно з найбільш вірогідними припущеннями, її утворення пов'язане з фреонами (хлорфторвуглецями). Це речовини, що використовуються в холодильних агрегатах, аерозольних балонах, при спінюванні пластмас і очищенні комп'ютерних мікросхем. Випущені в атмосферу, фреони за 10–20 років досягають верхньої межі озонового шару, де під впливом іонізуючого випромінювання розпадаються, утворюючи атомарний хлор і фтор. Реагуючи з молекулами озону, фтор і хлор викликають ланцюгову реакцію їх руйнування. Цей ефект проявляється особливо сильно при знижених температурах (саме тому «озонова діра» утворилася над Антарктикою).
Нині «озоновими дірами» прийнято вважати області, де вміст озону зменшено на 30% порівняно з нормою. У жовтні 2000 року площа «озонової діри» над Антарктикою досягла 29,53 млн. км2. До зони її дії вже потрапило чилійське місто Пунта-Аренас, під загрозою опинились Нова Зеландія, Аргентина, Австралія та ПАР.
Під «озоновою дірою» реєструвалося суттєве збільшення надходження до поверхні Землі ультрафіолету, причому не лише ближнього (УФ-А з довжиною хвилі 400–315 нм), а й далекого (УФ-В з довжиною хвилі 315–280 нм та УФ-С з довжиною хвилі менше 280 нм). Це призводить до порушення фотосинтезу у рослин, неконтрольованих змін в екосистемах, зростання числа захворювань на рак шкіри та катаракту.
Існує небезпека катастрофічного скорочення кількості озону і над Арктикою, оскільки порівняно нещодавно «озонова діра» була виявлена і над Шпіцбергеном.
У 1985 році була укладена міжнародна Віденська конвенція про охорону озонового шару, а в 1987 році був підписаний Монреальський протокол, що її розвиває. Відповідно до цих угод, розвинені країни припинили виробництво та продаж хлорфторвуглецевих речовин, що виснажують озоновий шар, а країни, що розвиваються, мали зробити це до 2010 року. Проведені в 1998 році міжнародні дослідження показали ефективність Монреальського протоколу. Сумарний вміст компонентів, що виснажують озоновий шар, у тропосфері (нижній шар атмосфери) досяг найвищого рівня в 1994 р. і почав знижуватися. Якби не були вжиті заходи відповідно до Протоколу, то виснаження озону було б значно сильнішим. Хоча викиди руйнівних для озонового шару речовин знизилися, вплив уже випущених в атмосферу хімічних речовин продовжується, а це означає, що виснаження озонового шару реєструватиметься протягом тривалого часу.
Руйнуванню озонового шару сприяють також запуски балістичних і космічних ракет та навіть використання авіації. Так, під час Югославської війни авіація НАТО робила по 400–500 вильотів щоденно. Сумарна потужність використаних боєприпасів у кілька разів перевищила потужність атомної бомби, що була вибухнута над Хіросімою. Дії авіації викликали численні пожежі, зокрема на нафтопереробних і хімічних заводах. Викиди авіації, продукти руйнування вибухових речовин і пожежі утворюють сполуки, здатні руйнувати озоновий шар. У 1999 р. порівняно з 1998 р. над районом Косово вміст озону зменшився на 8–10%.
Восени 2005 року Національна адміністрація США з океанографічних та атмосферних явищ повідомила, що стан озонового шару перестав погіршуватися. Хоча ситуація залишається непростою, є надія на її поліпшення з часом.
Вважається, що відновлення озонового шару має відбутися до 2050 року за умови неухильного виконання всіх захисних заходів. Успіх Монреальського протоколу — важливий прецедент успіху міжнародних природоохоронних заходів. Втім, заспокоюватися зарано: багато чинників можуть викликати загострення ситуації.

6.09. Глобальне потепління

Д. Шабанов, М. Кравченко. Екологія: біологія взаємодії
Глава 6. Екологія людини та охорона природи

6.11. Кислотні дощі