Потребителски вход

Запомни ме | Регистрация
Постинг
06.05.2013 11:25 - Увреждане на озоновия слой- причини (реферат)
Автор: u4ebnimateriali Категория: Други   
Прочетен: 10210 Коментари: 0 Гласове:
1

Последна промяна: 06.05.2013 17:46


Атмосфера и атмосферни слоеве на Земята        Атмосфера на Земята се нарича газовата обвивка на земното кълбо. Думата е с гръцки произход, образувана от „атмос”- пара и „сфера”- кълбо. Атмосферата предпазва планетата и живите организми, които живеят на нея, от вредните ултравиолетови лъчи. Газовата обвивка на Земята е позната като въздух. Около 99% от газовете са азот и кислород.         Земната атмосфера е композирана от няколко пласта. Ние живеем в пласт, наречен тропосфера. Това е най-ниският слой, който е със средна дебелина 15 км.  Тук се съдържат около 90% от масата на атмосферата. В нея въздухът има най-голяма плътност. С изкачване към горния край на тропосферата температурата намалява. Там започва следващият слой- стратосферата. Тя е разположена на разстояние между 11 и 50 км. В долната ѝ част- до 30 км температурата не се променя, но след тази височина достига 15°. Над този слой е мезосферата, която се характеризира с това, че в нея температурата много бързо се понижава- с 3° до 4° на всеки километър. Най-външният слой, в който плътността на въздуха е все още различна от междупланетния газ, се нарича екзосфера.  Тук газовете и молекулите се движат с голяма скорост и се разсейват в космоса. Височината на този слой достига 20 000 км и се счита, че това е крайната височина на атмосферата.

Озоновият слой като част от атмосферата
     Озонът като вещество съществува в три агрегатни състояния. В газообразно той е газ със светлосин цвят и остра миризма. Самото му име означава- „миришещ”. Негов откривател е немският химик Кристиан  Фридрих Шенбейн, който определил мириса му на свеж следдъждовен въздух. При понижаване на температурата озонът се превръща в течност с индигово-син цвят.  В твърдо състояние е във вид на кристалчета с игловидна форма. Озонът е нестабилно химически вещество и е много силен окислител. И в трите си агрегатни състояния той е взривоопасен. Използва се за обеззаразяване на питейни води, убива микроорганизмите, но в по-голяма концентрация е отровен за хората.Озонът формира озоновия слой на планетата Земя и е изключително важен за климата и безопасността ѝ. Появата му се дължи на фотохимични механизми, открити от британския физик Сидни Чапман през 1930г. Озонът се създава от ултравиолетовите лъчи, които удрят обикновени кислородни молекули, състоящи се от два атома кислород (O2), като ги разцепват на отделни кислородни атоми, наричани атомарен кислород. Те, от своя страна, след това се свързват с неразбити кислородни молекули, създавайки озон- O3. Озоновата молекула също е нестабилна, въпреки че в стратосферата може да издържи дълго време, и когато бъде ударена от ултравиолетовите лъчи  се разцепва на кислороден атом и обикновена двуатомна молекула. Така се получава озоно-кислороден цикъл. В резултат на този процес се образува слой в стратосферата, който е с повишено съдържание на кислород, и се намира на 10-15 км височина над земната повърхност. Около 90% от озона се съдържа именно в стратосферата. Най-висока е концентрацията му на височина 15-40 км, където тя се изменя между 2 и 8 милионни части. Най-тънък е озоновият слой над тропическия пояс (около Екватора) и е с най- голяма плътност над полюсите, като се измерва в Добсънови единици. Типично тя е  260 DU над тропиците и с по-висока стойност навсякъде другаде, като варира сезонно. Едва десет процента се съдържат в най-ниската част- тропосферата. Съществуват два източника за тропосферния озон- от една страна, той се спуска от стратосферата, а останалата част се произвежда на място в различни количества и чрез различни механизми. Ако целият озон в атмосферата се сгъсти до въздушното налягане на морското ниво, би образувал слой, дебел само 3мм. Озоновият слой е онази част от земната атмосфера, която съдържа относително висока концентрация на озон (O3). Открит е през 1913г. от френските учени Шарл Фабри и Анри Бюсон. Свойствата му са подробно изучени от британския метеоролог Гордън Добсън, който разработва прост спектрофотометър, позволяващ измерването на озона от Земята в стратосферата. Между 1928г. и 1958г. ученият изгражда световна мрежа от станции за наблюдаване нивото на озона, която продължава да работи и до днес. Единицата„Добсън”, наречена в негова чест, се използва за измерване количеството на озона във вертикална колона. Защо е толкова важен за Земята и живите организми, които я населяват- растения, животни и хора? Той играе ролята на филтър за UV-лъчите. Негова основна задача е да поглъща вредното ултравиолетово лъчение с неговите три типа- A, B и C. В противен случай тези от типа B могат да станат причина за слънчевите изгаряния, за рак на кожата и за увреждане ретината на окото. Това е естествен биологичен щит.   Изтощаване и изтъняване на озоновия слой. Озонова дупка            Първите сведения за изтъняване на озоновия слой са от 1958г., но никой не обръща сериозно внимание на тези съобщения. Драматичната загуба на жизненоважното вещество е забелязано от изследователска група на Британското Антарктическо Проучване (БАП), която наблюдава атмосферата над Антарктика от станция на Земята през 1970г. Когато получават първите стойности, спадът на нивото на озона се оказва толкова голям, че се налага да повторят изследването, за да се уверят, че инструментите им не грешат.През 1974г. група американски учени откриват взаимовръзката между окисите на хлора в унищожаването на озоновия слой. През същата година за първи път е съобщено за  намаляването на стратосферния озон.  В резултат на това започва да се говори за наличието на Озонова дупка. Според повечето твърдения, тя не трябва да се разбира като липса на озон. Прави се терминологично уточнение, като се говори за изтъняване на озоновия слой. Приема се, че този процес има сезонен характер. Озоновата дупка се появява всяка пролет над Антарктика. Големината ѝ се е увеличила през последните две десетилетия и сега заема площ от около 25 млн.кв.км. Промяната е в зависимост от слънчевата активност: при максимума на 21-я слънчев цикъл тя се смалява, а при минимума на слънчевата активност се уголемява. При следващия максимум на 22-я слънчев цикъл обаче тя отново е голяма. Според данните за периода 2000-2005г., публикувани в Интернет, най-голямата, която някога се е появявала, е Озоновата дупка от 2000г., когато е максимумът на слънчевата активност. След тази дата и активността, и дупката се смаляват. Изключение правят годините 2003г. и 2005г., когато се наблюдава увеличение спрямо предходните години, но все пак размерите не достигат тези от 2000г.   Как се формира озоновата дупка?        С началото на зимата, която в Антарктика започва през март, атмосферата изстива и ветровете, които се намират на голяма височина, започват да циркулират около континента, като създават бариера за въздуха от северните ширини, пречейки му да се смеси с този от южните. В резултат се образуват облаци в стратосферата, съдържащи озон и вещества, отделяни от човешката дейност. Когато южната пролет настъпи и атмосферата започне да се затопля от слънчевата енергия, между тях настъпва химична реакция, която формира изтъняването. Облаците сенсибилизират  химикалите, отделяни от човека, в химикали, разрушаващи озоновите молекули. Щом настъпи арктическото лято, ветровете затихват и богатият на озон въздух от север пада обратно от другата страна на Антарктика, за да запълни изчерпания озонов пласт. Така дупката изчезва обикновено през ноември или декември.  
Една или няколко?    През 1997г. нова озонова дупка привлича вниманието на изследователите- тази над Арктика, с големината на щата Тексас, както и много други, траещи няколко седмици или няколко дни.  
Причини за изтъняването на озоновия слой и последствията от това          Предполага се, че причинители на т.нар. изтъняване на озоновия слой са отделяните в резултат от човешката дейност озонразрушаващи вещества: 
  ·      Фреони         Халони    Различни разтворители и пестициди От първостепенно значение за изтъняване на озоновия слой са хлорфлуоркарбонатите (хлорфлуорвъглеводороди) или фреоните. Открити са през 1930г. от американския химик Томас Мидгли. Те са производни на два газа- метана и етана и обединяват над 40 различни химични съединения на хлора, флуора и въглерода. Масово се използват в производството на пластмаси, аерозолни опаковки, хладилни и климатични инсталации, автомобилни радиатори. Дълго време са смятани за безвредни, но се открива, че, попадайки във въздуха, те се смесват с други газове и проникват в атмосферата. Техните пари не се окисляват от кислорода в долните ѝ части. Атакувани от ултравиолетовите лъчи в стратосферата, се превръщат в свободни хлорни атоми, които влизат в реакция с озона многократно. Изчисленията показват, че един хлор може да предизвика разпадането на 100 000 молекули озон. Това е причината фреоните R12 ида бъдат забранени, а R22 да бъде заменен от R410А или R407. В България вносът на R22  е забранен от 1.01.2008г., в съответствие с Европейското законодателство. Сред причинителите на разпадането на озоновия слой  са и директните емисии от азотен окис от самолетите.             Халоните или т.нар. пожарогасителни агенти също са считани за съдържащи хлор и бром. За несъдържащ и с нулева сила на изтощаване на озона се приема единствено FM-200.             Пестицидите, използващи се за производство на изолационни и опаковъчни материали, както и почистващи препарати, са в същата степен вредни.   Едно различно становище за последствията от изтъняването на озоновия слой       Прието е и се твърди, че въглеродният диоксид, сулфатните аерозоли, прахообразните частици, които могат да бъдат добавени към вече изброените озонразрушаващи вещества, са причината за „парников ефект”, който води до повишаване на температурите, до глобално затопляне на климата на Земята и топенето на ледените шапки. Това се превърна в основна догма на учените климатолози. Съществуват, разбира се, и противоположни мнения, които считат този проблем за открит и изтъкват доказателства, оборващи тезата. Такова е, например, твърдението, че сулфатните аерозоли водят до понижаване на температурата в Северното полукълбо, където промишлеността е най-силно развита и, съответно, парниковият ефект- най-силен. Доказано е също така, че в глобалния кръговрат на въглеродния двуокис липсват 2 млрд. тона годишно, което води изследователите до подозрението, че този дефицит се поема от растенията. Не по-малко любопитен е фактът, че през 2009г. учените установяват увеличаване на площта на ледниците на Антарктика, за сметка на намаляващите в Арктика. Те правят извод, че този процес се стимулира от Озоновата дупка и е от последните десетилетия. Авторите са убедени, че преди появата ѝ те са намалявали. Учените смятат, че предвид мерките срещу изтъняването на озоновия слой,  в близките години плаващите антарктически ледове ще започнат да се топят. Все повече учени се усъмняват в основателността на хипотезата за парниковия ефект. Астрономи и изследователи на Слънцето съобщават за фрапиращи  съответствия между слънчевата активност и климата на Земята. Карин Лабицке- климатолог в Свободния университет в Берлин, открива, че въздушните течения над Северното полукълбо влияят върху възникването на полярни вихри над Арктика и върху изтъняването на озоновия слой. Атмосферните колебания следват активността на Слънцето, твърди тя. Такова е мнението и на двама датски физици- Ейгил Фрис-Кристенсен и Кнуд Ласен, дали своите доказателства през 1991г. Моделите на учените, с които те работят, невинаги ги застраховат от грешки. Затова не бива да се пренебрегва дадено твърдение за сметка на друго.  
Нормативни актове и мерки, предотвратяващи по-нататъшното изтъняване на озоновия слой     Установявайки вредата от емисиите парникови газове, са предприети мерки за ограничаване на изтъняването на озоновия слой. През 1992г. в Рио де Жанейро се провежда Световна среща за Земята. На нея са поети ангажименти за намаляване на емисиите от парникови газове и е подписана Рамкова конвенция на ООН за изменението на климата. Първите мерки са съгласувани през 1985г. във Виена с подписването на Виенска конвенция за защита на озоновия слой.  Две години по-късно, на 16 септември 1987г., е подписан Монреалски Протокол за защита на озоновия слой. В него са идентифицирани главните веществата, които го нарушават и поставя ограничения за тяхното производство.
    Група     Вещество     Озоноразрушаващ
потенциал*
    Група I
    CFCI1 (CFC-11) 1.0
    CF2CI2 (CFC-12) 1.0
    C2F3CI3 (CFC-113) 0.8
    C2F4CI2 (CFC-114) 1.0
C2F5CI (CFC-115) 0.6
    Група II
CF2BrCL (халон-1211) 3.0
CF3Br (халон-1301) 10.0
    С2F4Вr2 (халон-2402) 6.0
  Конвенцията обвързва страните с ангажимент да защитават човешкото здраве и околната среда от ефекта на озоновото изчерпване и постановява участващите държави да си сътрудничат в изследванията, наблюденията и информационния обмен.          На 19 декември 1994г. Генералната асамблея на Програмата за околна среда на ООН обявява 16 септември за Международен ден за защита на озоновия слой.             Ключов нормативен акт е и Протокол от Киото, подписан на 11 декември 1997г.   Възможни противодействия от страна на човечеството          Какво можем да направим ние- хората, за да не задълбочаваме проблема? Налице са няколко стратегии: Ефективност и опазване на природата чрез подобряване икономията на гориво на 2 млрд. автомобили и намаляване на годишния им пробег. Използване на алтернативни транспортни средства- велосипеди и обществен транспорт. Необходимо е да се повиши ефективността на отоплението, охлаждането, осветлението и домакинските уреди с 25%, както и тази на електроцентралите с въглища. Улавяне и съхраняване на въглерода чрез въвеждане на системи за съхраняването му под земята от 800 електроцентрали на въглища или 1600 електроцентрали на природен газ. Пречиствателни системи в използващите въглища водородни заводи, произвеждащи гориво за милиард автомобили. Пречиствателни системи в използващите въглища заводи за синтетично гориво. Използване на горива с ниско съдържание на въглерод- замяна на електроцентралите на въглища с такива на природен газ и повишаване капацитета на използване на ядрената енергия. Възобновяеми горива и биосъхранение чрез увеличаване енергията от ветрогенератори и слънчеви панели. Използване на енергията от ветрогенераторите за производство на водород за автомобили с горивни клетки. Увеличаване на биогоривото от етанол. Спиране на всяко обезлесяване и екологично обработване на всички земеделски земи (оранта освобождава от почвата въглеродния диоксид и не му позволява да се натрупа в почвата).             В заключение би могло да се каже, че човечеството е изправено пред ново изпитание. Може би, решението не е само в струващите билиони долари технологични проекти за преодоляването му, а и в промяна на нашите ежедневни навици. Това е своего рода енергиен преход, който принуждава много от страните да преосмислят начина си на живот. Индия и Китай, например, трябва да бъдат убедени да се откажат от задвижвано от въглища бъдеще. Зад този качествен скок стоят и определени икономически стойности,  но чрез данъци е възможно да се промени посоката, в която тегли икономическата гравитация. Готови ли сме да се променим поразително и задълго, за да предложим качествено бъдеще на следващите поколения и на различните форми на живот? Ако е така, новите технологии и новите навици изглеждат обнадеждаващо. Но само ако действаме бързо и решително и демонстрираме зрялост и като общество, и като вид.         
 Ползвани материали:   Actualno.com, www.actualno.com dnes.bg от 23.09.2010г., www.dnes.bg EcoChem Vision, www.uctm.edu Е-нциклопедия, www.e-psylon.net Каменова, Боряна 1999: Климатичната катастрофа- още една заблуда?- сп. Наука и техника, април, стр.20-27 Макибън, Бил 2007: Новата математика на въглерода- сп. National Geographik, октомври, стр.47-51 Сайт на ИАОС- Изпълнителна Агенция по Опазване на околната среда Уикипедия, www.Wikipedia.org www.normabg.com www.Prize.bg www.tech-dom.com www.toplotehnika.net www.shyClima.com       



Гласувай:
1



Няма коментари
Търсене

За този блог
Автор: u4ebnimateriali
Категория: Бизнес
Прочетен: 3026776
Постинги: 223
Коментари: 17
Гласове: 133
Календар
«  Март, 2024  
ПВСЧПСН
123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728293031