Озоновые дыры. Кислотные дожди

Важнейшая глобальная проблема - разрушение озонового экрана планеты.

Озоновый слой (озоносфера) охватывает весь земной шар и располага­ется на высотах от 10 до 25 км. Насыщенность атмосферы озоном постоянно меняется в любой части планеты, достигая максимума весной в приполярной области. Жизнь на планете возможна только потому, что образовался озоновый экран, поглощающий 99% жёсткого ультрафиолетового излучения Солнца. Средняя концентрация его составляет приблизительно 0,0003% и может изменяться в разных географических областях.

Уменьшение содержания озона в атмосфере было отмечено в начале 80-х годов над Антарктидой. Пространство, в пределах которого регистрируется за­метное уменьшение концентрации озона, получило название "озоновой дыры".

В настоящее время "озоновая дыра" вышла за пределы континента и по размерам (10 млн. км²) превышает площадь США.

Меньшая по размерам «дыра» наблюдается над Арктикой. Над Сибирью озоновый слой сократился на 25%. Однако, в целом над Европой сокращение озонового слоя составило 10-12 %, что близко к пределу нормальных колебаний. Отмечается появление «блуждающих дыр» площадью от 10 до 100 тыс. км².

Снижение концентрации озона ослабляет способность атмосферы защи­щать всё живое на Земле от жестокого ультрафиолетового излучения (УФ – ра­диация). Живые организмы весьма уязвимы для ультрафиолетового излучения, так как достаточно энергии даже одного фотона из этих лучей, чтобы раз­ру­шить химические связи в большинстве органических молекул.

Наиболее опасные для человека и многих животных последствия исто­щения озонового экрана – увеличение числа заболеваний раком кожи и катарак­той глаз. По оценкам специалистов АОС США каждый процент снижения содержания озона в атмосфере может привести к увеличению заболеваемости, прежде всего, в экваториальной зоне на 4-5%, снижению иммунитета как у человека, так и у животных.

Помимо негативного влияния на здоровье, истощение озонового слоя при­водит к усилению «парникового эффекта», снижению урожайности, деградации почв, общему загрязнению окружающей среды.

Причиныпоявления «озоновых дыр» связывают с выбросом фреонов (хлорфторуглеводородов). Эти вещества используются в качестве аэрозолей, хладогенов и растворителей.

Попадая в стратосферу, хлорфторуглеводороды разрушаются, а атомы хлора, выделяющееся при этом взаимодействуют с озоном.

Образовавшийся монооксид хлора (ClO) взаимодействует с атомами кислорода и восстанавливает хлор, что вызывает цепную реакцию разрушения озона.

Из других техногенных причин разрушения озонового слоя называют уничтожение лесов, как основных поставщиков кислорода в атмосферу; ядер­ные взрывы в атмосфере; крупные пожары и другие явления, сопровожда­ющиеся поступлением в верхние слои атмосферы оксидов азота и некоторых углеводородов.

К природным явлениям, способствующим разрушению озонового слоя относятся: 11 – летние циклы солнечной активности, выход озоноразрушающих газов (водород, метан) из разломов земной коры, наличие восходящих вихрей над Антарктидой, способствующих рассеиванию озона.

Наибольшая высота расположения озонового слоя отмечается в атмос­фере над экватором.

Содержание озона в атмосфере измеряют в Добсоновских единицах, а толщина озонового экрана незначительна и составляет всего несколько мил­лиметров.

Кислотные дожди. Всё возрастающее загрязнение атмосферного воздуха сопровождается выбросом кислотообразующих газов – сернистого ангидрида и окислов азота и приводит к кислотным осадкам. При взаимодействии их с атмосферной влагой обра­зуются азотная и серная кислоты. К ним примешиваются органические кислоты и некоторые соединения, что в сумме даёт раствор с кислой реакцией (рН < 5,0). В дальнейшем кислоты выпадают на поверхность суши или водоёмов в виде кислотных дождей или иных атмосферных осадков. Отмечены случаи выпадения осадков с рН 2.2 – 2.3, что соответствует кислотности уксуса.

От кислотных осадков пострадали озёра Канады, Швеции, Финляндии, Норвегии, США, России и др. Помимо гибели рыб, земноводных, фито- и зоо­планктона, гибнет множество других организмов.

Подкисление воды в источниках водоснабжения приводит к растворению в трубах токсичных металлов (кадмий, цинк, свинец и др.), которые могут попасть в питьевую воду.

Отрицательное влияние кислотных осадков разнообразно: почвы, вод­ные экосистемы, растения, памятники архитектуры, строения и другие объекты в той или иной степени страдают от них. Серная кислота, растворяясь в каплях воды, образует едкий туман, вызывающий аллергию и другие заболевания у людей.

В нашей стране площадь значительного закисления от выпадения кислот­ных осадков достигает несколько десятков миллионов гектаров.

Кислые осадки способствуют выщелачиванию из растений биогенов (осо­бенно кальция, магния и калия), сахаров, белков, аминокислот.

Повреждая защитные ткани, они увеличивают вероятность проникнове­ния в них патогенных бактерий и грибов, способствуют появлению вспышек численности насекомых.

Для борьбы с кислотными дождями используются очистные установки различных конструкций, что и для ограничения выбросов оксидов серы и азота в атмосферу.

Представители разных стран – Норвегии, Финляндии и Швеции предло­жили уменьшить выбросы в атмосферу серы на 30%.

Основные «поставщики» оксидов азота – выхлопные газы от автомоби­лей. Для борьбы с ними необходимо применять усовершенствованные дви­гатели.