Eserin metni görseller ve formüller olmadan yayınlanmaktadır.
Çalışmanın tam versiyonuna PDF formatında "Çalışma Dosyaları" sekmesinden ulaşılabilir.

GİRİİŞ

Ozon, oldukça toksik ve kimyasal olarak reaktif olan oksijenin bir modifikasyonudur. Ozon, gök gürültülü fırtınalar sırasındaki elektrik deşarjları sırasında ve stratosferde Güneş'ten gelen ultraviyole radyasyonun etkisi altında atmosferdeki oksijenden oluşur. Ozon tabakası atmosferde 10-15 km yükseklikte bulunur ve maksimum ozon konsantrasyonu 20-25 km yükseklikte bulunur. Ozon kalkanı, dünya yüzeyini tüm canlılara zararlı olan yüksek düzeydeki ultraviyole radyasyondan korur. Ancak insan kaynaklı etkiler sonucunda ozon “şemsiyesi” tükendi ve içinde son derece düşük ozon içeriğine sahip ozon delikleri oluşmaya başladı.

Çalışmamızın amacı 9-11. sınıf öğrencilerinin “Ozon Tabakası” konusundaki yeterliliklerini incelemekti.

Bu hedefe ulaşmak için aşağıdaki görevleri çözmemiz gerekiyordu:

Araştırma konusuyla ilgili literatürü seçin

Ozon tabakasının incelmesine bağlı çevresel sorunları keşfedin

Ozon tabakasını korumanın yollarını belirleyin

Araştırma konusuyla ilgili öğrenciler (9-11. Sınıflar) arasında bir anket yapın

1. BÖLÜM TEORİK BÖLÜM

1.1 Ozon tabakasının gezegenimizdeki yaşam açısından rolü

Ozon ekranı . - Stratosferle yakından örtüşen, 7-8 km (kutuplarda) ile 17-18 km (ekvatorda) arasında ve gezegenin yüzeyinden 50 km yukarıda yer alan ve artan konsantrasyonla karakterize edilen bir atmosfer katmanı. Ozon, sert kısa dalga / ultraviyole / kozmik radyasyonu yansıtan, canlı organizmalar için tehlikelidir. Ozonun büyük kısmı stratosferde bulunur. Dünya yüzeyindeki normal atmosferik basınç (101,3 MPa) ve sıcaklık (0 o C) koşullarına indirgenmiş stratosferik ozon tabakasının kalınlığı yaklaşık 3 mm'dir. Ancak gerçek ozon miktarı yılın zamanına, enlemine, boylamına ve çok daha fazlasına bağlıdır. Bu katman insanları korur ve yaban hayatı ayrıca yumuşaktan x-ışını radyasyonu. Bilim adamları, ozon sayesinde Dünya'da yaşamın ortaya çıkmasının ve ardından gelen evrimin mümkün olduğuna inanıyor. Ozon, spektrumun çeşitli kısımlarında güneş ışınımını güçlü bir şekilde emer, ancak özellikle ultraviyole kısmında (400 nm'den az dalga boylarında) ve daha uzun dalga boylarında (1140 nm'den fazla) çok daha az yoğun bir şekilde emer.

Dünya yüzeyine yakın bölgelerde oluşan ozona zararlı denir. Zemin katmanlarında rastgele faktörlerin etkisi altında ozon oluşur. Fırtına sırasında, yıldırım çarpması sırasında, X-ışını ekipmanının çalışması sırasında meydana gelir ve kokusu çalışan kopya ekipmanının yakınında hissedilebilir. Kirli havada, güneş ışığının etkisi altında ozon oluşur ve bu, fotokimyasal duman adı verilen tehlikeli bir olgunun oluşumuna katkıda bulunur. Işık ışınları egzoz gazlarında ve endüstriyel dumanlarda bulunan maddelerle reaksiyona girdiğinde ozon da oluşur. Kirli bir bölgede sıcak ve sisli bir günde ozon seviyeleri endişe verici seviyelere ulaşabilir. Ozonu solumak akciğerlere zarar verdiği için çok tehlikelidir. Büyük miktarda ozon soluyan yayalar boğulma ve göğüs ağrısı yaşayabilir. Kirli otoyolların yakınında büyüyen ağaçlar ve çalılar, yüksek ozon konsantrasyonlarında normal şekilde büyümeyi durdurur.

Neyse ki doğa insanlara koku alma duyusunu bahşetmiştir. İzin verilen maksimum konsantrasyonun çok altında olan 0,05 mg/l'lik bir konsantrasyon, kişi tarafından açıkça hissedilir ve tehlikeyi hissedebilir. Ozon kokusu kuvars lambanın kokusudur.

Ancak ozon yüksek rakımlarda ise sağlığa oldukça faydalıdır. Ozon ultraviyole ışınları emer. Güneş ışınımının yalnızca %47'si dünya yüzeyine ulaşır, güneş enerjisinin yaklaşık %13'ü stratosferdeki ozon tabakası tarafından emilir, geri kalanı bulutlar tarafından emilir (referans ve eğitim literatürüne dayanarak).

1.2 Ozon tabakasını incelten maddeler ve etki mekanizmaları

Ozon tüketen maddeler (ODS), stratosferdeki ozon molekülleri ile reaksiyona girebilen kimyasallardır. ODS temel olarak klor içeren, flor içeren veya brom içeren hidrokarbonlardır. Bunlar şunları içerir:

· kloroflorokarbonlar (CFC’ler),

hidrokloroflorokarbonlar (HCFC'ler),

· halonlar,

hidrobromoflorokarbonlar (HBFC'ler),

· bromoklorometan,

metil kloroform,

karbon tetraklorür

· ve metil bromür.

Kimyasalların ozon tabakasını tüketme yeteneğine ozon tüketme potansiyeli (ODP) adı verilir. Her madde için, CFC-11'e yönelik ODP 1'e dayalı olarak bir ODP varsayılır. Çeşitli ODS'lere yönelik ODP, Ek B'de verilmiştir.

Tablo 1. Bazı ODS için ORF

Maddeler
karbon tetraklorür
metil kloroform
bromoklorometan
metil bromür

Çoğu ülkede, ODS tüketiminin çoğunluğu, CFC'lerin ve HCFC'lerin soğutucu akışkan olarak kullanıldığı soğutma ve iklimlendirme hizmet sektöründedir.

ODS ayrıca köpük üretiminde şişirici ajan olarak, elektronik endüstrisinde temizlik ajanı olarak, aerosol itici gazlar, sterilantlar, yangın söndürücü ajanlar, haşere ve hastalık kontrolünde fumigant olarak ve endüstriyel uygulamalarda hammadde olarak kullanılır.

ODS, soğutma, ısıtma ve iklimlendirme sistemlerinde soğutucu akışkan olarak kullanılır. CFC soğutucularının yerini yavaş yavaş ozon tabakasını daha az tüketen HCFC'ler (ODP ve GWP>0), HFC'ler (ODP=0 ve GWP>0) ve hidrokarbonlar (ODP ve GWP=0) alıyor.

Birçok ev tipi buzdolabı CFC-12 kullanır. Ticari soğutma üniteleri, taze ve dondurulmuş gıdaların sergilenmesi ve saklanması için soğutucu olarak CFC-12, R-502 (CFC-115 ve HCFC-22 karışımı) veya HCFC-22'yi kullanabilir.

Karayolu ve demiryolu taşımacılığına yönelik soğutma ekipmanları ve klimalar, CFC-11, CFC-12, CFC-114, HCFC-22 veya CFC'li karışımları içerir: R-500 (CFC-12 ve HFC-152a karışımı) ve R-502 (CFC'ler -115 ve HCFC-22'nin bir karışımı).

Binalardaki iklimlendirme ve ısıtma sistemleri büyük miktarlarda HCFC-22, CFC-11, CFC-12 veya CFC-114 içerebilir. Çoğu eski araç kliması soğutucu olarak CFC'leri kullanır. Ekipman değişimi gerektirmeyen CFC-12'nin birçok değişimi, HCFC içeren karışımlara dayanmaktadır.

Aerosoller vernikleri, deodorantları, tıraş köpüğünü, parfümleri, böcek öldürücüleri, ön cam temizleyicilerini, ocak ve fırın temizleyicilerini, farmasötik ürünleri, veterinerlik ürünlerini, boyaları, yapıştırıcıları, yağlayıcıları ve yağları püskürtmek için kullanılır.

Tıpta sterilant olarak CFC-12 ve etilen oksit karışımları kullanılmaktadır. CFC bileşeni, etilen oksitin yangın ve patlama riskini azaltır. Bu karışım yaklaşık %88 oranında CFC-12 içerir ve 12/88 olarak adlandırılır. Etilen oksit, kateterler ve fiber optik tıbbi ekipman gibi ısıya ve neme özellikle duyarlı aletlerin sterilize edilmesinde faydalıdır.

Galonlar ve GBFC'ler yangın söndürme amacıyla kullanılır. Günümüzde bunların yerini genellikle köpükler veya karbondioksit alıyor.

Metil bromür, bitkileri korumak ve zararlıları öldürmek için toprak fümigasyonunda pestisit olarak kullanılmıştır ve kullanılmaktadır. Ayrıca kargonun karantina ve sevkıyat öncesi işlemleri için de kullanılır.

HCFC'ler ve karbon tetraklorür, kimyasal sentezlerde hammadde olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır. Karbon tetraklorür aynı zamanda işlemler için katalizör olarak da kullanılır. Hammadde olarak kullanılan ODS genellikle atmosfere salınmaz ve dolayısıyla ozon tabakasının incelmesine katkıda bulunmaz.

1.3 "Ozon delikleri"

Ozon deliği ekranın kendisinden daha az ozon içerir. Burada bu gazın içeriği normun% 30 - 50 altındadır. Bu ozon tabakasının koruyucu özellikleri azalmaktadır. 2000 yıldan fazla bir süredir toplam ozon miktarı çok az değişti. Bu, yeniden yapılanma ile kanıtlanmıştır. gaz bileşimi Antarktika buz çekirdeklerinden gelen hava kabarcıklarının analizine dayanan atmosfer.

1974 yılında Amerikalı bilim adamları S. Rowland ve M. Molina, Dünya'nın ozon tabakasının freonlarda bulunan klorun etkisi altında yok edildiğini keşfettiler. O tarihten bu yana bilim dünyası ikiye bölündü. Bazıları ozon tabakasının kalınlığındaki dalgalanmaların tamamen doğal olduğuna ve tamamen doğal, doğal süreçlerle düzenlendiğine inanıyor; diğerleri ozon hasarının sorumlusunun insanlar ve onların çevre üzerindeki teknolojik etkileri olduğuna inanıyor.

1995 yılında bilim insanları Rowland, Molina ve Alman bilim adamı P. Crutzen, dünya atmosferindeki ozonun oluşumu ve bozunması konusundaki araştırmalarından dolayı Nobel Ödülü'ne layık görüldü. Ozon konsantrasyonları genellikle polar ve subpolar bölgelerde yükselir. Uydu gözlemlerini kullanarak atmosferdeki ozon konsantrasyonunu inceleyen bilim adamları, stratosferik ozonun toplam içeriğinin her baharda azaldığını fark ettiler: 1986 - 1991'de. Antarktika üzerindeki miktarı 19967-1971'e göre% 30 - 40 daha düşüktü ve 1993'te stratosferik ozonun toplam içeriği% 60 ve 1987 - 1994'te azaldı. küçük miktarının bir rekor olduğu ortaya çıktı: normdan neredeyse dört kat daha az. 1994 yılında, Antarktika üzerinde altı bahar haftası boyunca, stratosferin alt katmanlarında ozon tamamen yok oldu.

Böylece, her baharda önce Antarktika'da, sonra da Kuzey Kutbu'nda ozonda önemli bir azalma meydana geldi. Her deliğin alanı yaklaşık 10 milyon km2'dir. Antarktika ozon deliğinin nasıl oluştuğu artık açıklığa kavuşturuldu: Antarktika atmosferindeki birçok sürecin bir araya gelmesi sonucu ortaya çıkıyor. Burada belirleyici rol, klor ve oksitlerini sağlayan freonlar ve kutup gecesi sırasında çok soğuk stratosferde oluşan kutupsal stratosferik bulutlar tarafından oynanır. Dolayısıyla CFC emisyonları devam ederse “deliklerin” kutuplara doğru genişlemesini bekleyebiliriz.

Ozon deliğinin boyutu ve içindeki ozon içeriği önemli sınırlar içinde değişebilir. Hakim rüzgarların yönü değiştiğinde ozon deliği atmosferin yakın bölgelerinden gelen ozon molekülleriyle dolar, komşu bölgelerdeki ozon miktarı ise azalır. Delikler bile hareket edebilir. Örneğin 1992 kışında Avrupa ve Kanada üzerindeki ozon tabakası %20 oranında incelmişti.

Şu anda dünyada 40'ı Rusya'da olmak üzere 120'den fazla ozonometri istasyonu faaliyet göstermektedir. Dünyadaki toplam ozon ölçümleri genellikle Dobsonian spektrofotometre kullanılarak yapılır. Bu tür ölçümlerin doğruluğu +%1-3'tür. Rusya'da, toplam ozon içeriğini ölçmek için filtre ozonometreleri daha sık kullanılır; ölçümlerinin doğruluğu biraz daha düşüktür. Ozonun atmosferdeki dağılımı, uydulara (Rusya'da - Meteor uydusu, ABD'de - Nimbus uydusu) monte edilen cihazlar kullanılarak da incelenmektedir.

Ozon tabakasını incelten maddeler üreten işletmelerin yoğunlaştığı bölgelerde ozon deliği oluşur. 70-80'lerde Rusya topraklarında ozon konsantrasyonundaki azalma dönemseldi. Ancak 90'lı yılların 2. yarısından itibaren kışın bu fenomen Rusya'nın geniş bölgelerinde düzenli olarak görülmeye başlandı. Ozon delikleri son yıllar Sibirya ve Avrupa'da oluşmakta, bu da insanlarda cilt kanseri ve diğer hastalıkların görülme sıklığının artmasına neden olmaktadır. Bu kesinlikle gezegenin diğer sakinlerini de etkileyecektir.

1.4 Ozon tabakasının korunmasına yönelik alınan önlemler

Ozon tabakasını korumak için endüstriyel maddelerin atmosfere emisyonunun azaltılması gerekmektedir. Ayrıca, freonların soğutucu olarak kullanımının ve aerosol üretimindeki azalma da önemli bir faktördür; Araç egzoz gazlarının miktarını sınırlayın ve içlerindeki ozon tabakasını tahrip edebilecek madde miktarını azaltın.

Yeşil alanların alanını arttırmak ve eski sanayi işletmelerini yeni inşa ederken ve yeniden inşa ederken, sanayinin zararlı etkilerini en aza indirmek için tasarlanmış tüm çevresel önlemleri düşünmek çok mantıklı olacaktır. Tarım doğal çevrenin durumu hakkında

2. BÖLÜM UYGULAMALI BÖLÜM

2.1 Nesne ve araştırma yöntemleri

2.1.1 Çalışmanın amacı

Harbiyeli birliklerinin öğrencilerini çalışmanın amacı olarak seçtik.

2.1.2 Araştırma yöntemleri

GCKK öğrencilerinin (9-11. Sınıflar) ozon tabakasının tahribatının nedenleri konusundaki yeterliliklerine ilişkin çalışmanın temeli, derlenmiş bir anket kullanılarak öğrenciler arasında yapılan bir anketti.

2.2 Deneysel sonuçlar ve tartışma

9-11. sınıf öğrencilerine göre şu anda en acil durum olan ozon tabakasının tahribatının nedenlerini belirledik (Şekil 1).

Şekil 1. Ozon tabakasının tahrip olmasının nedenlerinin önemi

Öğrencilere göre ozon tabakasına verilen en büyük zarar, büyük ölçekte freon kullanımından (%34) ve uzay aracının fırlatılmasından (%27) kaynaklanmaktadır. Süpersonik uçakların uçuşları ve atmosfere klor salınımı öğrencilerin sırasıyla %18 ve %21'i tarafından seçildi.

Ayrıca öğrencilerin görüşüne göre ozon tabakasını korumanın hangi yöntemlerinin şu anda en etkili şekilde kullanıldığını da bulduk (Şekil 2).

Pirinç. 2. Ozon tabakasını korumaya yönelik yöntemlerin etkinliği

Test sonuçlarına göre anket katılımcılarının çoğunluğunun, freon kullanımının azaltılması ve çevre dostu yakıtların kullanılması gibi ozon tabakasını korumaya yönelik yöntemlerin halihazırda daha fazla kullanıldığına inandıkları belirlendi (sırasıyla %31 ve %32). ). Öğrencilere göre endüstriyel maddelerin atmosfere emisyonunun azaltılması ve diğer enerji kaynaklarına geçiş şu anda çok aktif bir şekilde uygulanmıyor.

Ozon tabakasının tahrip olması sorunu küresel olarak değerlendiriliyor ve katılımcıların %72'si tarafından gezegen için tehlike oluşturuyor. Öğrencilerin %17'si ozon tabakasının kalınlığının, yok olması konusunda endişe duyulacak kadar büyük olduğuna inanıyor ve yanıt verenlerin %11'i bu soruya cevap vermekte zorlanıyor.

Pirinç. 3. Ozon tabakasının incelmesi sorununun önemi

ÇÖZÜM

Ozon tabakası sorunu çağımızın küresel sorunlarından biridir. Bu konunun incelenmesine düzenli olarak dikkat etmek gerekir. Bu nedenle ozon tabakasının korunması amacıyla birçok farklı konferans ve sempozyum düzenlenmiş, bunun sonucunda zararlı endüstrilerin azaltılması alanında belirli anlaşmalara varılmıştır. Bu sorun okullarda düzenli olarak incelenmektedir. Şehir Kazak Harbiyeli Birliği'nin 9-11. sınıflarındaki öğrencilerin çoğunluğunun bu sorunun günümüzde geçerli olduğunu düşündüklerini ve ozon tabakasının korunması ve korunması konularında yetkin olduklarını gördük.

KULLANILAN KAYNAK VE REFERANS LİSTESİ

Stratosferik ozonun biyoendikasyonu / Yazar ekibi. - Moskova: SINTEG, 2006 . - 194 s.

Bondarenko S. L. Dünyanın ozon tabakasının durumunun değerlendirilmesi: monografi. / S. L. Bondarenko. - M .: LA Lambert Akademik Yayıncılık, 2012. - 132 s.

Karol. I.I., Kiselev A.A. Dünyanın ozon tabakasını kim ya da ne yok ediyor? // Ekoloji ve yaşam - 1998. - Sayı 3 - s.30-33

Kiselev V.N. Ekolojinin temelleri - Minsk: Universitetskae, 1998. - 143-146.

Russell, Jesse Ozon Tabakası / Jesse Russell. - M .: VSD, 2012. - 501 s.

Rusya dış dünyada. Analitik yıllığı. Proje yöneticisi: Marfenin N.N. Genel altında ed.: Moiseeva N.N., Stepanova S.A. - M.: MNEPU, 1998.- 67-81

Sakash I. Ozon tabakası parametrelerinin modellenmesi ve tahmini / I. Sakash. - M .: LA Lambert Akademik Yayıncılık, 2012. - 116 s.

Sverlova L. Atmosferin ozon tabakası ve Dünya'nın biyosferindeki rolü: monografi. / L.Sverlova. - M.: Palmarium Akademik Yayıncılık, 2012. - 324 s.

Snakin V. Ekoloji ve doğanın korunması. Sözlük - referans kitabı. - Ed. Akademisyen Yanshin A.L. - M .: Akademi. 2000.-362-363.

Jeolojik Çevre Koruma El Kitabı. T.1./G.V. Voitkevich, I.V. Golikov ve diğerleri / Ed. Voitkevich G.V. - Rostov-na-Donu: Phoenix, 1996. -

Kholoptsev A. Ozon deliğinin değişkenliği: faktörler ve tahminler / A. Kholoptsev, M. Nikiforova. - M.: LA Lambert Akademik Yayıncılık, 2012. - 196 s.2.

Yanshin A.D. Doğanın korunması ve ekolojinin bilimsel sorunları // Ekoloji ve yaşam - 1999. - Sayı 3 - s. 8-9.

aktif uzay araştırmalarının yeni dönemi, yaniuzay roketi fırlatılıyor . Süresi dolan jet akımını oluşturan (roketi iten) maddeler ozonu yoğun bir şekilde yok eder. Böylece, fırlatma aracının fırlatma sahasında ozon tabakasında büyük bir "delik" beliriyor ve bunun iyileşmesi çok uzun sürüyor. Ve her yıl giderek daha fazla "atmosferde açılan bu tür delikler" açılıyor. Bu da kaçınılmaz olarak Dünya'nın ozon tabakasının tükenmesine yol açar.

Dünya'nın ozon tabakasının tahrip olmasının ikinci nedeni ise

yüksek irtifa havacılığının yoğun gelişimi(12 km'nin üzerindeki irtifalarda uçan uçak). Bu arabaların yanma ürünleri aynı zamanda ozon moleküllerini de yok ederek Dünya'nın ozon tabakasının incelmesine yol açıyor. Egzoz gazlarının ozonla aktif bileşenleri nitrojen oksitler ve daha az oranda karbon monoksittir. Bilim adamları jet yakıtı yanma ürünlerindeki nitrojen oksidi azaltmanın yollarını analiz ettiler. Ancak bugüne kadarki araştırma sonuçları hayal kırıklığı yaratıyor. Stratosferik ozonu tahrip eden nitrojen oksidin azaltılması, ne mevcut motorların modernizasyonuyla ne de “çevre dostu” yakıtlara (sıvılaştırılmış doğal gaz ve sıvılaştırılmış veya sıkıştırılmış hidrojen) geçilmesiyle mümkün değildir. Dünyanın ozon tabakasını tahrip eden maddelerin emisyonunun azaltılması ancak temelde yeni motorların yaratılmasıyla mümkün olacaktır. Ama bu henüz çok uzakta...

Dünya'nın ozon tabakasının tahrip olmasının üçüncü nedeni ise

Tarımda azotlu gübrelerin kullanımı. Ayrıştıkça, nitrojen oksitler açığa çıkarıyorlar, bu da stratosfere yükseliyor ve... ozon moleküllerini yok ediyor, tabii ki Dünya'nın ozon tabakasının tükenmesine neden oluyor.

Dünya'nın ozon tabakasının tahrip olmasının dördüncü nedeni ise

Freonların insan ekonomik faaliyetlerinde yaygın kullanımı(soğutma endüstrisinde püskürtücü olarak). Dünyanın yüzeyinde bu gazlar herhangi bir kimyasal reaksiyona girmedikleri için pratik olarak zararsızdırlar. Ancak stratosfere girdikten sonra, güneş ışınımının etkisi altındaki freonlar fotokimyasal reaksiyonlara girerek atomik klor açığa çıkarır. Ve yukarıda da belirtildiği gibi bir klor atomu, uzun ömrü boyunca yüz bine kadar ozon molekülünü yok etme kapasitesine sahiptir. İşte sahada bir savaşçı. Atmosferdeki freonların miktarı da yıldan yıla artıyor, yılda yaklaşık %8-9 oranında artıyor.

Dünya'nın ozon tabakasının tahrip olmasının nedenlerine baktık. Üzücü bir şekilde özetlemek gerekirse: İnsan faaliyetleri gezegeni yok ediyor. Bu makalenin bir sonraki noktasına geçmenin zamanı geldi. Bizi Dünya'nın ozon tabakasının tükenmesiyle tehdit eden şey nedir?

Dünya'nın ozon tabakasının tahrip edilmesi ve tükenmesinin sonuçları.

Ozon tabakasının incelmesi güneş ışınımının Dünya'ya akışını artırır.

Doktorlara göre, gezegen ölçeğinde kaybedilen ozonun her bir yüzdesi şunlara neden oluyor:

katarakt nedeniyle 150 bine kadar ilave körlük vakası,

cilt kanseri sayısı yüzde 2,6 artıyor,

Zayıflamanın neden olduğu hastalıkların sayısı önemli ölçüde artıyor bağışıklık sistemi kişi.

Ancak acı çekenler sadece insanlar değil. Ultraviyole radyasyon aynı zamanda plankton, yavru balık, karides, yengeç, okyanus yüzeyinde yaşayan algler ve biyosferdeki diğer organizmalar için de son derece zararlıdır.

Ozon tabakasının incelmesi sorunu uzun zaman önce keşfedildi ancak 1980'lerde bilim insanları alarma geçti. Atmosferdeki ozon önemli ölçüde azalırsa dünya normal özelliğini kaybedecek sıcaklık rejimi ve soğumayı durdurur. Sonuç olarak, çeşitli ülkelerde freon üretimini azaltmak için çok sayıda belge ve anlaşma imzalandı. Ek olarak, freonun yerine geçen bir icat icat edildi - propan-bütan. Teknik parametrelerine göre bu madde yüksek performansa sahiptir ve freonların kullanıldığı yerlerde kullanılabilir.

Bugün ozon tabakasının tahrip edilmesi sorunu çok alakalı. Buna rağmen freon kullanan teknolojilerin kullanımı devam ediyor. Şu anda insanlar freon emisyon miktarının nasıl azaltılacağını düşünüyor ve ozon tabakasını korumak ve onarmak için alternatifler arıyor.

20. Asit yağmuru: nedenleri, oluşma mekanizmaları, flora ve fauna üzerindeki etkisi, binalar.

Asit yağmuru genellikle herhangi bir miktarda asit içeren herhangi bir yağışa (yağmur, kar, dolu) denir. Asitlerin varlığı pH seviyelerinde bir azalmaya yol açar. Hidrojen indeksi (pH), çözeltilerdeki hidrojen iyonlarının konsantrasyonunu yansıtan bir değerdir. PH seviyesi ne kadar düşük olursa, çözeltideki hidrojen iyonları o kadar fazla olur, ortam o kadar asidik olur.

Yağmur suyu için ortalama pH değeri 5,6'dır. Yağışın pH'ının 5,6'nın altına düşmesine asit yağmuru denir. Sedimentlerin pH seviyesinin düşmesine neden olan bileşikler kükürt oksitler, nitrojen, hidrojen klorür ve uçucu organik bileşiklerdir (VOC'ler).

Asit yağmurunun nedenleri

Asit yağmuru Kökenlerinin doğası gereği iki tür vardır: doğal (doğanın faaliyetinin bir sonucu olarak ortaya çıkan) ve antropojenik (insan faaliyetinin neden olduğu).

Doğal asit yağmuru

Asit yağmurunun birkaç doğal nedeni vardır:

mikroorganizma aktivitesi, volkanik aktivite, yıldırım deşarjı, odun ve diğer biyokütlenin yanması.

Antropojenik asit yağmuru

Asit yağmurlarının ana nedeni hava kirliliğidir. Yaklaşık otuz yıl önce sanayi işletmeleri ve termik santraller, atmosferde yağmuru “oksitleyen” bileşiklerin ortaya çıkmasına neden olan küresel nedenler olarak adlandırılıyordu, bugün bu listeye karayolu taşımacılığı da eklendi.

Termik santraller ve metalurji işletmeleri doğaya yaklaşık 255 milyon ton kükürt ve nitrojen oksit “bağışlamaktadır”.

Katı yakıtlı roketler de önemli katkılarda bulundu ve bulunuyor: Bir Mekik kompleksinin fırlatılması, atmosfere 200 tondan fazla hidrojen klorür ve yaklaşık 90 ton nitrojen oksit salınımına neden oluyor.

Antropojenik kükürt oksit kaynakları, sülfürik asit üreten ve petrol rafine eden işletmelerdir.

Motorlu taşıtlardan çıkan egzoz gazları atmosfere giren nitrojen oksitlerin %40'ını oluşturur.

Atmosferdeki VOC'lerin ana kaynağı elbette kimya endüstrileri, petrol depolama tesisleri, benzin istasyonları ve benzin istasyonlarının yanı sıra hem endüstride hem de günlük yaşamda kullanılan çeşitli solventlerdir.

Nihai sonuç şu şekildedir: İnsan faaliyetleri atmosfere %60'tan fazla kükürt bileşiği, yaklaşık %40-50 nitrojen bileşiği ve %100 uçucu organik bileşik sağlar.

Atmosfere giren oksitler su molekülleriyle reaksiyona girerek asitleri oluşturur. Kükürt oksitler havaya salındığında sülfürik asit, nitrojen oksitler ise nitrik asit oluşturur. Büyük şehirlerin üzerindeki atmosferin her zaman reaksiyonlar için katalizör görevi gören demir ve manganez parçacıkları içerdiği de dikkate alınmalıdır. Doğada bir su döngüsü olduğu için er ya da geç yağış halindeki su yeryüzüne düşer. Asit de suya karışır.

Asit yağmurunun sonuçları

Su kaynaklarının oksidasyonu. Nehirler ve göller en hassas olanlardır. Balıklar ölür. Bazı balık türleri suyun hafif asitlenmesine dayanabilse de besin kaynaklarının kaybı nedeniyle de ölürler. PH seviyesinin 5,1'in altında olduğu göllerde tek bir balık bile yakalanmadı. Bu sadece yetişkin balıkların ölmesiyle açıklanmaz; pH 5,0'da çoğu balık yavrularını yumurtadan çıkaramaz, bunun sonucunda balık popülasyonlarının sayısal ve tür bileşiminde bir azalma olur.

Bitki örtüsü üzerinde zararlı etkiler. Asit yağmurları bitki örtüsünü doğrudan ve dolaylı olarak etkiler. Doğrudan etki, ağaç taçlarının kelimenin tam anlamıyla asidik bulutlara batırıldığı yüksek dağlık bölgelerde meydana gelir. Aşırı asitli su yaprakları tahrip eder ve bitkileri zayıflatır. Dolaylı etki, seviyedeki bir düşüş nedeniyle ortaya çıkar. besinler toprakta ve bunun sonucunda toksik maddelerin oranında artış.

İnsan yaratımlarının yok edilmesi. Bina cepheleri, kültürel ve mimari anıtlar, boru hatları, arabalar - her şey asit yağmuruna maruz kalıyor. Pek çok çalışma yapıldı ve hepsi tek bir şey söylüyor: Asit yağmurlarına maruz kalma son otuz yılda önemli ölçüde arttı. Sonuç olarak, yalnızca antik binaların mermer heykelleri ve vitray pencereleri değil, aynı zamanda tarihi değeri olan deri ve kağıt ürünleri de tehdit altında.

İnsan sağlığı. Asit yağmurunun insan sağlığı üzerinde doğrudan bir etkisi yoktur - böyle bir yağmura yakalanırsanız veya asitli suyla dolu bir rezervuarda yüzerseniz hiçbir şeyi riske atmazsınız. Kükürt ve nitrojen oksitlerin atmosfere girmesi nedeniyle atmosferde oluşan bileşikler sağlık açısından tehdit oluşturmaktadır. Ortaya çıkan sülfatlar, hava akımlarıyla önemli mesafelere taşınır, birçok insan tarafından solunur ve çalışmaların gösterdiği gibi, bronşit ve astımın gelişimini tetikler. Bir diğer nokta ise insanın doğanın armağanlarını yemesidir; tüm tedarikçiler gıda ürünlerinin normal bileşimini garanti edemez.

21. Duman: türleri, oluşum mekanizması

Duman duman, sis ve bazı kirletici maddelerin karışımıdır.

Ozon, yerden yaklaşık 12-50 kilometre yükseklikte, stratosferde bulunan bir oksijen türüdür. Bu maddenin en yüksek konsantrasyonu yüzeyden yaklaşık 23 kilometre uzaktadır. Ozon, 1873 yılında Alman bilim adamı Schönbein tarafından keşfedildi. Daha sonra oksijenin bu modifikasyonu atmosferin zemininde ve üst katmanlarında bulundu. Genel olarak ozon triatomik oksijen moleküllerinden oluşur. Normal koşullar altında karakteristik aromaya sahip mavi bir gazdır. Şu tarihte: Çeşitli faktörler Ozon indigo bir sıvıya dönüşür. Sertleştiğinde koyu mavi bir renk alır.

Ozon tabakasının değeri, bir tür filtre görevi görerek belirli miktarda ultraviyole ışınını absorbe etmesinden kaynaklanmaktadır. Biyosferi ve insanları doğrudan güneş ışınımından korur.

Ozon tabakasının incelmesinin nedenleri

Yüzyıllar boyunca insanlar ozonun varlığından şüphelenmediler, ancak onların faaliyetleri atmosferin durumu üzerinde zararlı bir etkiye sahipti. Şu anda bilim insanları ozon delikleri gibi bir sorundan bahsediyor. Oksijen modifikasyonunun tükenmesi çeşitli nedenlerden dolayı meydana gelir:

• uzaya roket ve uydu fırlatmak;
• hava taşımacılığının 12-16 kilometre yükseklikte işletilmesi;
• havaya freon emisyonları.

Ozon tabakasını incelten başlıca maddeler

Oksijen modifikasyon katmanının en büyük düşmanları hidrojen bileşikleri ve klordur. Bunun nedeni atomizör olarak kullanılan freonların ayrışmasıdır. Belirli bir sıcaklıkta, çeşitli aerosollerin üretimi için önemli olan, kaynayıp hacimlerini arttırabilirler. Freonlar genellikle ekipmanların, buzdolaplarının ve soğutma ünitelerinin dondurulması için kullanılır. Freonlar havaya yükseldiğinde, atmosferik koşullar altında klor ayrılır ve bu da ozonu oksijene dönüştürür.

Ozon tabakasının incelmesi sorunu uzun zaman önce keşfedildi ancak 1980'lerde bilim insanları alarma geçti. Atmosferdeki ozon önemli ölçüde azalırsa, dünya normal sıcaklık rejimini kaybedecek ve soğuma duracaktır. Sonuç olarak, çeşitli ülkelerde freon üretimini azaltmak için çok sayıda belge ve anlaşma imzalandı. Ek olarak, freonun yerine geçen bir icat icat edildi - propan-bütan. Teknik parametrelerine göre bu madde yüksek performansa sahiptir ve freonların kullanıldığı yerlerde kullanılabilir.

Bugün ozon tabakasının tahrip edilmesi sorunu çok alakalı. Buna rağmen freon kullanan teknolojilerin kullanımı devam ediyor. Şu anda insanlar freon emisyon miktarının nasıl azaltılacağını düşünüyor ve ozon tabakasını korumak ve onarmak için alternatifler arıyor.

Dövüş yöntemleri

1985 yılından itibaren ozon tabakasının korunmasına yönelik tedbirler alınmaktadır. İlk adım, freon emisyonuna kısıtlamaların getirilmesiydi. Daha sonra hükümet, hükümleri ozon tabakasının korunmasını amaçlayan ve aşağıdaki noktalardan oluşan Viyana Sözleşmesini onayladı:

• temsilciler Farklı ülkeler ozon tabakasını etkileyen ve değişikliklerine neden olan süreç ve maddelerin incelenmesine ilişkin bir işbirliği anlaşması kabul etti;
• ozon tabakasının durumunun sistematik gözlemleri;
• hasarı en aza indirmeye yardımcı olan teknolojilerin ve benzersiz maddelerin oluşturulması;
• tedbirlerin geliştirilmesi ve uygulanmasına ilişkin çeşitli alanlarda işbirliğinin yanı sıra ozon deliklerinin ortaya çıkmasına neden olan faaliyetlerin kontrolü;
• teknolojilerin ve edinilen bilginin transferi.

Geçtiğimiz on yıllarda, kloroflorokarbon üretiminin azaltılmasını ve bazı durumlarda tamamen durdurulmasını öngören protokoller imzalandı.

En sorunlu olanı ise soğutma ekipmanları üretiminde ozon dostu ürünlerin kullanılmasıydı. Bu dönemde gerçek bir “freon krizi” başladı. Ayrıca gelişmeler, girişimcileri üzmekten başka bir işe yaramayan önemli finansal yatırımlar gerektiriyordu. Neyse ki bir çözüm bulundu ve üreticiler freonlar yerine aerosollerde başka maddeler (bütan veya propan gibi hidrokarbon itici gazlar) kullanmaya başladı. Günümüzde ısıyı emen endotermik kimyasal reaksiyonları kullanabilen tesislerin kullanılması yaygındır.

Gücü en az 10 GW olması gereken bir nükleer santral güç ünitesi kullanarak (fizikçilerin dediği gibi) atmosferi freon içeriğinden temizlemek de mümkündür. Bu tasarım mükemmel bir enerji kaynağı görevi görecek. Sonuçta Güneş'in bir saniyede yaklaşık 5-6 ton ozon üretebildiği biliniyor. Bu göstergeyi güç üniteleri yardımıyla artırarak ozonun tahribatı ve üretimi arasında bir denge sağlamak mümkündür.

Pek çok bilim insanı, ozon tabakasının durumunu iyileştirecek bir "ozon fabrikası" kurulmasının uygun olduğunu düşünüyor.

Bu projenin yanı sıra stratosferde yapay olarak ozon elde edilmesi veya atmosferde ozon üretilmesi gibi daha pek çok proje var. Tüm fikir ve tekliflerin ana dezavantajı yüksek maliyetleridir. Büyük mali kayıplar projeleri geri plana itiyor ve bazıları hayata geçirilemiyor.

Ozon tabakasının korunmasına ilişkin beş dakikalık video

İklimi etkileyen ve Dünya üzerindeki tüm yaşamı güneş ışınlarından koruyan atmosferin en önemli bileşeni ozonosferdir. Ozonun büyük kısmı 10 ila 50 km arasındaki rakımlarda bulunur ve maksimumu 18-26 km'dir. Toplamda stratosferde 3,3 trilyon ton ozon bulunur. Ozonosfer tabakasında ozon oldukça seyrekleşmiş durumdadır.

Ozonun Dünya üzerindeki biyolojik yaşamın korunmasındaki rolü son derece büyüktür. Ozon molekülleri, Güneş'ten gelen sert ultraviyole ışınımı tam olarak biyolojik sistemlere en çok zarar veren spektral bölgede emer. Organik moleküller ultraviyole (UV) radyasyon tarafından yok edilir. Bu aynı zamanda kalıtsal özelliklerin aktarımından sorumlu olduğu bilinen DNA molekülleri için de geçerlidir. Ozon tabakası bir kalkan gibi canlıları doğrudan yok olmaktan korumakla kalmıyor, aynı zamanda evrimin gidişatını da sağlıyor.

Pirinç. 1 Dünya atmosferindeki ozon

Ozonun kalınlığının azalması tüm canlılara onarılamaz zararlar verecektir. Katı ultraviyole radyasyon su tarafından zayıf bir şekilde emilir ve bu nedenle deniz ekosistemleri için büyük bir tehlike oluşturur. Deneyler, sert UV'nin yoğunluğu arttığında yüzeye yakın katmanda yaşayan planktonun ciddi şekilde hasar görebileceğini ve hatta tamamen ölebileceğini göstermiştir. Plankton hemen hemen tüm deniz ekosistemlerinin besin zincirlerinin tabanında yer aldığından abartmadan denizlerin ve okyanusların yüzey katmanlarındaki yaşamın neredeyse tamamının yok olabileceğini söyleyebiliriz. Bitkiler sert UV'ye karşı daha az duyarlıdır ancak doz artırılırsa onlar da zarar görebilir. Ozon tabakasının tamamen yok olması, kuşkusuz daha yüksek yaşam formlarının da yok olması anlamına gelecektir. İnsanlarda artık ozon tabakasının kalınlığındaki hafif bir azalmanın bile cilt kanseri görülme sıklığını artırabileceği tahmin ediliyor. Ancak insanlık kendisini sert UV radyasyonundan korumanın bir yolunu kolaylıkla bulabilir, ancak aynı zamanda açlıktan ölme riskiyle de karşı karşıyadır. Ozonun rakım üzerindeki farklı dağılımı iklimi önemli ölçüde etkileyecektir, çünkü UV radyasyonunun ozon tarafından emilme niteliği ve dolayısıyla stratosferin sıcaklığı değişecektir.

Atmosferin eser gaz bileşenlerinden biri olan ozon sorunu, daha önce yalnızca küçük bir bilim adamı çevresinin ilgisini çekiyordu, ancak artık küresel bir önem kazanmıştır. Bu dramatik değişim, atmosferdeki normal ozon seviyelerinin tehlikeye girdiğinin keşfedilmesinden kaynaklanmaktadır. ekonomik aktivite kişi.

Ozon miktarının tamamı 760 mmHg normal basınçta toplanmıştır. Sanat. ve sıcaklık 273,15 K ise bu katmanın kalınlığı yalnızca 2,5-3 mm olacaktır. Ozon yakıcı, hafif mavimsi bir gazdır. Molekülü üç oksijen atomundan (O 3) oluşur, dolayısıyla ozon, iki oksijen atomundan (O 2) oluşan, insan solunumu için gerekli olan atmosferde daha kararlı ve bol miktarda bulunan maddenin "kimyasal akrabasıdır".

Ozon özellikleri:

Güneşten gelen biyolojik olarak tehlikeli ultraviyole radyasyonu absorbe etme yeteneği.

Ozon güçlü bir oksitleyici maddedir (basitçe söylemek gerekirse zehir), dolayısıyla yer seviyesindeki ozon tehlikelidir.

Kızılötesi radyasyonun dünya yüzeyinden emilmesi.

Doğrudan ve dolaylı olarak etkileme yeteneği kimyasal bileşim atmosfer.

Ozon moleküllerinin yaratılma mekanizması, yok edilme mekanizmasıyla dengede olduğundan, bilim adamları stratosferdeki ortalama ozon miktarının, modern Dünya atmosferinin oluşumundan bu yana nispeten sabit bir değer olduğunu düşünüyor.

Diğer atmosferik bileşenlerin aksine ozon, atmosferde yalnızca kimyasal olarak ortaya çıktı ve en genç atmosferik bileşendir. Çevre açısından bakıldığında, ozonun değerli bir özelliği, Güneş'ten gelen biyolojik olarak tehlikeli ultraviyole radyasyonu absorbe etme yeteneğidir; kimyasal bileşik ozon güçlü bir oksitleyici maddedir (basitçe bir zehirdir), doğrudan temas halinde stratosferik ozon tabakası olarak koruduğu aynı flora ve faunayı zehirleyebilmektedir. Ayrıca ozon etkili bir sera gazıdır. Ve son olarak ozon, atmosferin küçük aktif bileşenlerini ve onlar aracılığıyla, ozon gibi hem ultraviyole hem de kızılötesi radyasyonu emen kararlı bileşenleri etkiler. Dolayısıyla ozonun sera etkisi ve Dünya yüzeyindeki ultraviyole radyasyon seviyesi üzerinde yalnızca doğrudan değil aynı zamanda dolaylı etkisi de vardır.

Atmosferdeki ozonun neredeyse tek kaynağı, moleküler oksijenin atomlara ışıkla ayrışması ve ardından ozon molekülünün oluşumuyla birlikte atomun hızlı bir şekilde O2 molekülüne ötenazi edilmesidir:

O2 + HN = O + O (1)

O + Ö2 + M = Ö3 + M (2)

(Burada M herhangi bir hava molekülüdür).

Kısa dalga güneş ışınımı bu yüksekliğin altına nüfuz etmediğinden, bu işlem 30 km'nin üzerindeki rakımlarda meydana gelir. Bunun sonucunda ozon molekülleri ve oksijen atomları atmosferde oldukça yüksek görünür.

Atmosferdeki ozon kaybı aşağıdaki süreçlerin bir sonucu olarak ortaya çıkar:

Ö3 + HN = Ö + Ö2 (3)

O + Ö3 = Ö2 + Ö2 (4)

Böylece bir zamanlar oksijen moleküllerinden oluşan atomlar yeniden birleşerek bir molekül haline gelir. Ozon molekülünü “yok etmek” için kısa dalga radyasyonuna gerek olmadığını belirtelim. Ozondaki O atomu ile O2 molekülü arasındaki bağlantı çok zayıftır, bu nedenle görünür ışıkla ışınlandığında bile ozon molekülü orijinal bileşenlerine ışıkla ayrışacaktır.

Ayrıca reaksiyon (3)'ün oksijen atomlarının ana tedarikçisi olduğunu da not ediyorum; troposfer ve stratosferin tüm yüksekliklerindeki hızı, reaksiyon hızından üç veya daha fazla büyüklüktedir (1).

Yukarıdaki mekanizma 1930'ların başında İngiliz jeofizikçi Chapman tarafından önerildi ve atmosferdeki ozon tabakasının oluşumunu açıklamaya yönelik ilk girişimdi.

Stratosferdeki ozon sürekli olarak yaratılıp yok edilmektedir, bu nedenle katmanı denge miktarından oluşur. Ve bu denge hareketli olduğundan ozon tabakasının kalınlığı değişebilmektedir. Ozon içeriğinde günlük ve mevsimsel dalgalanmaların yanı sıra güneş aktivitesindeki uzun vadeli değişikliklerle ilişkili döngüler de gözlemlenir. En büyük miktar Ozon (%46), maksimum yoğunluğunun yüzeyden yaklaşık 26 km yükseklikte bulunduğu tropikal bölgenin stratosferinde oluşur. Orta enlemlerde daha alçakta bulunur: kışın - 22 km yükseklikte ve yazın - 24 km. Kutup bölgelerinde maksimum yükseklik sadece 13-18 km'dir ve burada ozon en yoğun şekilde atmosferin alt katmanlarına aktarılır.

Ozon kalkanının antropojenik faaliyetlerden kaynaklanan zayıflamasının çok sayıda nedeni vardır. Genel olarak iki grupta birleştirilebilirler.

1. Yüksek İrtifa Uçaklarından ve Roketlerden Kaynaklanan Emisyonlar

İlk önce, - Bunlar uzay roketlerinin fırlatılması. Yakıt yakar ve ozon tabakasında büyük delikler “yakar”. Bir zamanlar bu “deliklerin” kapandığı varsayılmıştı. Öyle olmadığı ortaya çıktı. Oldukça uzun bir süredir ortalıktalar.

İkincisi, - uçaklar. Özellikle 12 -15 km yükseklikte uçanlar. Yaydıkları buhar ve diğer maddeler ozonu tahrip eder. Ancak aynı zamanda 12 km'nin altında uçan uçaklar da ozonun artmasına neden oluyor. Şehirlerde fotokimyasal dumanın bileşenlerinden biridir.

Üçüncü, - azot oksitler. Aynı uçaklar tarafından atılırlar ancak çoğu, özellikle azotlu gübrelerin ayrışması sırasında toprak yüzeyinden salınır.

Günümüzde süpersonik uçaklarla uçuşlar çok sık yapılmadığından ozon tabakasına önemli bir zarar vermiyorlar. Roket fırlatmaları da çok sık gerçekleşmez ancak ozon tabakasına çok ciddi zararlar verebilir. Böylece, Uzay Mekiği yörünge aracının toplam kütlesi yüz kırk üç buçuk ton olan, 50 km yüksekliğe çıkma sürecinde katı yakıtlı roket sistemi 187 ton Cl2 ve bileşiklerini yayar. Uçuş sırasında 7 ton nitrojen oksit üretiyor ve 10 milyon ton ozonu yok ediyor. Bu çok fazla çünkü dünyanın atmosferi yalnızca 3000.000.000 ton ozon içeriyor.

Azot oksitler ozonun oluşumunda ve yok edilmesinde önemli bir rol oynar ve troposferdeki ozonun katalitik yıkımı stratosfer - katalitik oluşumda meydana gelir.

2. Kloroflorokarbonlar (CFC'ler) veya freonlar

CFC'ler bir zamanlar pratik kullanım için ideal kimyasallar olarak görülüyordu çünkü bunlar çok kararlı ve inaktif ve dolayısıyla toksik değiller. Her ne kadar paradoksal görünse de, onları atmosferik ozon için tehlikeli kılan, bu bileşiklerin inertliğidir. CFC'ler troposferde (atmosferin, dünyanın yüzeyinden 10 km yüksekliğe kadar uzanan alt tabakası) içinde, çoğu nitrojen oksit gibi hızlı bir şekilde parçalanmaz ve sonunda stratosfere nüfuz eder. üst sınır yaklaşık 50 km yükseklikte yer almaktadır. CFC molekülleri, ozon konsantrasyonunun maksimum olduğu yaklaşık 25 km yüksekliğe çıktıklarında yoğun ultraviyole radyasyona maruz kalırlar (Şekil 2), ancak ozonun koruyucu etkisi nedeniyle daha düşük rakımlara nüfuz etmezler. Ultraviyole radyasyon, normal koşullar altında stabil olan freon moleküllerini yok eder ve yüksek derecede reaktif bileşenlere, özellikle de atomik klora ayrılır. Böylece, CFC'ler kloru dünya yüzeyinden troposfer ve daha az inert klor bileşiklerinin yok edildiği alt atmosfer yoluyla stratosfere, en yüksek ozon konsantrasyonuna sahip katmana taşır. Ozonu yok ederken klorun katalizör görevi görmesi çok önemlidir: kimyasal işlem sırasında miktarı azalmaz. Sonuç olarak, bir klor atomu, devre dışı bırakılmadan veya troposfere geri gönderilmeden önce 100.000'e kadar ozon molekülünü yok edebilir. Şu anda, freonların atmosfere emisyonu milyonlarca ton tutarındadır, ancak CFC'lerin üretiminin ve kullanımının tamamen durdurulduğu varsayımsal bir durumda bile, anında sonuçların elde edilemeyeceğine dikkat edilmelidir: freonların etkisi Zaten atmosfere girmiş olan bu durum birkaç on yıl daha devam edecek. En yaygın olarak kullanılan iki CFC olan Freon-11 (CFCl3) ve Freon-12'nin (CF2Cl2) atmosferik ömrünün sırasıyla 75 ve 100 yıl olduğuna inanılmaktadır.

Pirinç. 2 Dünya'nın ozon tabakasının freonlar tarafından tahrip edilmesi Klorun gerçekten ozon deliğinden sorumlu ajan olduğuna dair en çarpıcı kanıtlardan bazıları, bilim adamlarının Eylül 1987'de bir uçağı uçurmasıyla ortaya çıktı. Güney Amerika doğrudan Güney Kutbu'na, ozon deliği bölgesine. Ozon konsantrasyonundaki artış ve azalma, ClO konsantrasyonundaki azalma ve artışın neredeyse tam bir ayna görüntüsüdür. Üstelik ozon deliğindeki Cl konsantrasyonu, atmosfer kimyasıyla açıklanabilecek herhangi bir seviyeden yüzlerce kat daha yüksektir. Bu olguya genellikle "duman tabancası" adı verilir. CFC üreticileri bile ozon deliğinin normal bir olay olmadığına ikna olmuş durumda. Bu, insan yapımı klor içeren kirleticilerin atmosferde neden olduğu derin değişikliklerin kanıtıdır.

Ozon deliğine bir açıklama bulmak bilim adamlarının birkaç yılını aldı. Kısaca budur.

Antarktika okyanuslarla çevrili olduğundan, sıradağların bulunmadığı kıtanın etrafında rüzgarlar sürekli olarak dolaşabilmektedir. Güney kışı boyunca, Antarktika üzerindeki havayı toplayan ve onu tutarak diğer atmosferle karışmasını önleyen bir rüzgar hunisi olan bir kutup girdabının etrafında oluşurlar. Bu girdap, kutupsal atmosferik kimyasallar için izole bir "reaksiyon kabı" görevi görür (Kuzey Kutbu üzerinde oluşandan çok daha güçlüdür, dolayısıyla kuzey ozon deliği çok daha zayıftır).

Pirinç. 3 Antarktika üzerindeki ozon deliği Yukarıdaki argümanların baskısı altında birçok ülke, freonların üretimini ve kullanımını azaltmaya yönelik önlemler almaya başladı. 1978'den beri Amerika Birleşik Devletleri'nde aerosollerde freon kullanımı yasaklanmıştır. Ne yazık ki freonların diğer endüstrilerde kullanımı sınırlı değildir. Eylül 1987'de dünyanın önde gelen 23 ülkesi Montreal'de CFC tüketimini azaltmalarını zorunlu kılan bir protokol imzaladı. Bugün yaklaşık 150 ülke buna üye oldu.

Ayrıca 1985 yılında gelişmiş ülkelerin ozon tabakasının tahribatı sorununu kabul ettiği Ozon Tabakasının Korunmasına İlişkin Viyana Sözleşmesi imzalandı.

Montreal'de varılan anlaşmaya göre, gelişmiş ülkeler kloroflorokarbon tüketimini 1999 yılına kadar 1986'daki düzeyin yarısına indirmek zorunda kaldı. İtici gaz (yani aşırı basınç oluşturan inert bir kimyasal madde) olarak kullanım için, freonların yerine iyi bir alternatif. zaten aerosoller - propan -bütan karışımında bulunmuştur. Fiziksel parametreler açısından pratik olarak freonlardan daha aşağı değildir, ancak onlardan farklı olarak yanıcıdır. Ancak bu tür aerosoller halihazırda birçok ülkede üretilmektedir. Freonların ikinci en büyük tüketicisi olan soğutma ünitelerinde durum daha karmaşıktır. Gerçek şu ki, CFC molekülleri polariteleri nedeniyle yüksek bir buharlaşma ısısına sahiptir ve bu, buzdolapları ve klimalardaki çalışma sıvısı için çok önemlidir. Günümüzde freonların en iyi bilinen alternatifi amonyaktır, ancak toksiktir ve fiziksel parametreler açısından hâlâ freonlardan daha düşüktür. Tamamen florlanmış hidrokarbonlar için iyi sonuçlar elde edildi. Pek çok ülkede yeni alternatifler geliştirilmekte ve halihazırda iyi pratik sonuçlar elde edilmiştir, ancak bu sorun henüz tamamen çözülmemiştir.

Ozon tabakası sorununun bize, antropojenik faaliyetler sonucu atmosfere giren tüm maddelere büyük bir dikkat ve dikkatle müdahale etmeyi öğreteceğini umuyorum.

Dünya, güneş sisteminde yaşam olan tek gezegendir. Canlı organizmaların varlığı, gezegenin stratosferde (gezegen yüzeyinden 10 - 50 km uzaklıkta) bulunan ozon tabakası tarafından ölümcül güneş radyasyonundan korunması nedeniyle mümkündür. Ozon, molekülü üç oksijen atomundan oluşan mavimsi bir gazdır. Adı tercüme edilmiştir Yunan Dili"kokmak" anlamına gelir. Nitekim derin bir nefes aldıktan sonra gazın nasıl koktuğunu hissedebilirsiniz.

Ozon tabakası olmazsa gezegen Güneş'in ultraviyole etkisi altında tam anlamıyla yanacak. Ancak insanlık hiçbir zaman Dünya'da yaşama fırsatına minnettar olmayı öğrenemedi. Ozon delikleri gezegende her zaman var olmuştur. Doğal nedenlerle ortaya çıkarlar ve kaybolurlar. Bununla birlikte, antropojenik faaliyetlerin bir sonucu olarak, atmosferin ozon tarafından korunmayan alanları tehlikeli bir şekilde genişliyor ve bu da Dünya'nın giderek daha fazla ultraviyole radyasyona maruz kalmasına neden oluyor.

Ozon delikleri nedir?

Ozon deliğinin atmosferde koruyucu gazlardan tamamen yoksun bir alan olduğunu düşünmeyin. Aslında ozon bu bölgede mevcuttur, ancak daha düşük konsantrasyonlardadır. Atmosferin böyle bir bölümünden morötesi radyasyon dünya yüzeyine çıkmak daha kolaydır. Ozon deliğinde mavi gaz konsantrasyonları normalin %30'u kadar düşük olabilir.

Antarktika üzerindeki ozon deliği

Çapı 1000 km'ye ulaşan ilk ve en büyük ozon deliği 1985 yılında Antarktika üzerinde keşfedildi. Bu alandaki gaz konsantrasyonu normalin %50 altındaydı ve ozon tabakasının en büyük tükenmesi gezegen yüzeyinden 15-20 km uzaklıkta gözlemlendi.

Güney kutup bölgesi üzerindeki delik, mevsimsel görünüm ve kaybolma ile karakterizedir. Kışın sonunda ve ilkbaharın başlarında gaz konsantrasyonunda önemli bir azalma gözlenir (güney yarımkürede bu Ağustos ve Eylül aylarıdır). Bu fenomen subpolar iklimin özelliklerinden kaynaklanmaktadır.

Antarktika kışı sırasında hava sıcaklığının düşmesi nedeniyle bir girdap oluşur. Girdap içindeki hava kütlesi güney kutbu çevresinde dolaşır. Diğer enlemlerdeki hava kütleleriyle karışması zayıftır veya hiç yoktur. Kutup kışı sırasında gezegenin yüzeyi Güneş ışığı ozon oluşumu durdurulur. Ve yazın biriken gaz, maddenin molekülleri stabil olmadığından yavaş yavaş yok olur. Kutup gecesi bitip Antarktika yazı geri döndüğünde, ozon konsantrasyonu yavaş yavaş artmaya başlar ve yaz sonuna doğru maksimum değerine ulaşır.

Uzaydan görünüm

Arktik Okyanusu üzerinde de benzer bir mevsimsel delik bulunuyor ancak o kadar büyük değil. Daha küçük oluşumlar dünyanın dört bir yanındaki araştırmacılar tarafından tanımlanıyor.

Ozon tabakasının incelmesinin nedenleri

Ozon tabakasının incelmesinin nedenleri iki tür faktördür:

• doğal (hava kirliliğine neden olan doğal süreçler);
• antropojenik (insan etkisinin neden olduğu).

Düşük ozon konsantrasyonuna sahip alanların ortaya çıkmasının doğal nedeni, gezegenin kutup çevresi bölgelerinde meydana gelen süreçlerdir. Bilimsel teoriye göre kutup gecelerinde güneş ışınımının azlığı nedeniyle atmosferde ozon üretilmediği için klor bulutları oluşuyor. Bulut kütlesinin temelini oluşturan klor, stratosferde kalan ozon üzerinde yıkıcı bir etkiye sahiptir.

Ortaya çıkan delik kutup günü gelir gelmez kapanır; güneşin ultraviyole radyasyonu oksijen molekülleriyle etkileşime girer. Ortaya çıkan oksijenin konsantre bir versiyonu olan mavi gaz stratosfere yükselir. Bu teori ozon tabakasının incelmesi ve yenilenmesinin her zaman var olan sürekli bir doğal süreç olduğunu göstermektedir.

Aynı zamanda atmosferdeki ozon deliklerinin oluşumunu da etkiler. Volkanlar patladığında, ozon molekülleri üzerinde yıkıcı etkiye sahip olan yanma ürünleri havaya salınır.

Ancak son yıllarda antropojenik etki nedeniyle ozon tabakasının tahrip edilmesi endişe verici hale geldi. Ozon kararsız bir gazdır. İnsan faaliyeti sonucu atmosfere giren klor, brom, hidrojen, freon ve diğer kimyasal bileşiklerin artan emisyonları nedeniyle sera etkisi yaratılarak yok edilir.

Atmosfer kirliliğinin ana kaynakları:

• arıtma tesisleri ile donatılmamış veya yetersiz donanıma sahip tesis ve fabrikalar;
• ekili alanlara uygulanan mineral gübreler;
• Jet uçakları;
• nükleer patlamalar.

Jet uçakları uçarken, türbinlerde yakıtın yanması sonucu havaya nitrojen oksitler salınır. Stratosfere vardıklarında mavi gaz moleküllerini yok ederler. Günümüzde nitrojen oksit emisyonlarının 1/3'ü hava taşımacılığından kaynaklanmaktadır.

Nükleer denemeler 1996'da BM tarafından yasaklandı ancak bunun sonucunda ekolojik sorun hala var. Nükleer bir patlama sırasında devasa miktarda nitrojen oksit oluştu ve ozon tabakasını tahrip etti. Nükleer testlerin yapıldığı 20 yıl boyunca atmosfere 3 milyon tondan fazla nitrojen bileşiği yayıldı.

Toprağa giren ve toprak mikroorganizmaları ile etkileşime giren mineral gübreler de karmaşık kimyasal reaksiyonlar yoluyla nitrojen oksitlere dönüştürülür.

Ozon deliklerinin sonuçları

Ozon tabakasındaki azalma, gezegenin yüzeyindeki güneş radyasyonuna maruz kalmanın artmasına neden oluyor. Ozon kalkanı olmayan güneş radyasyonu canlı organizmalar için ölümcül tehlike oluşturur.

Dünya'nın ozon tabakasının tahrip edilmesinin ana sonucu, hayvanın tüm temsilcilerinin yok olması ve bitki örtüsü. Zaten bugün bilim adamları, ultraviyole radyasyonun artan olumsuz etkileri nedeniyle denizdeki planktonik türlerin ve derin deniz sakinlerinin kitlesel ölümünü fark ediyorlar.

İnsanlar üzerindeki etkisine gelince, güneş radyasyonundaki artışın bu durum üzerinde olumsuz bir etkisi vardır. deri, melanom - cilt kanseri vakalarında artışa neden olur. Dünyaya ulaşan ultraviyole radyasyon miktarı artarsa ​​diğer onkolojik patolojilerin görülme sıklığı da artacaktır. Yani stratosferdeki mavi gaz seviyesi %1 daha azalırsa kanser hastalarının sayısı yılda 7 bin artacak.

Sorunu çözmenin yolları

Gezegenin ozon tabakasının yok edilmesindeki ana suçlu insan faaliyeti olduğundan, atmosferin durumunu normalleştirmek, freon ve diğer zararlı bileşiklerin emisyonlarını önemli ölçüde azaltmayı ve hatta ortadan kaldırmayı amaçlayan yeni üretim ve işletme teknolojilerinin oluşturulmasını gerektirir.

Ozon deliklerinin ortaya çıkmasını önlemek için şunlara ihtiyacınız vardır:

• fabrika borularındaki temizleme yapılarının iyileştirilmesi;
• mineral gübrelerin kullanımının azaltılması;
• yanıcı yakıtla değil elektrik ve diğer enerji kaynaklarıyla çalışan araçların yaratılması.

Bu tür önleyici tedbirlerin olumlu bir etkisi var, ancak çevrecilere göre ozon tabakasını onarmaya yönelik tedbirler çok daha etkili. Bu, yapay olarak sentezlenmiş gazın özel uçan cihazlarla dünya yüzeyinden 10-30 km yükseklikte püskürtülmesi anlamına gelir. Bu yöntem, atmosferdeki delikleri hızlı bir şekilde kapatmanıza olanak tanır, ancak dezavantajları da vardır. İlk sorun, etkinliğin yüksek maliyetidir (ekonomik olarak ancak birkaç devletin ortak katılımıyla mümkün olabilir). İkinci sorun ise sentetik ozonun püskürtme alanına iletilmesinin taşıyıcı açısından zor ve tehlikeli olmasıdır.

1985 yılında ozon tabakasının korunmasına ilişkin Viyana Konveksiyonu kabul edildi. 1987 yılında, insan faaliyeti sonucu hava sahasında ortaya çıkan en zararlı uçucu maddeleri listeleyen Montreal Protokolü oluşturuldu. Katılımcı ülkeler bu maddelerin emisyonlarını azaltma ve bunları 21. yüzyılın başına kadar ortadan kaldırma sözü verdiler.

Uluslararası anlaşmanın sonuçları görülüyor. Ozon deliklerinin alanı azaldı farklı parçalar Antarktika dahil gezegenler. Dünya topluluğu şu sorunla ciddi şekilde mücadele etmeye devam ediyor: çevre dostu Araçlar endüstriyel ve tarımsal üretim teknolojileri geliştirilmektedir.