Cтраница 3
Большие дозы УФ ( особенно УФ-В), которые может получать человек, связаны с состоянием атмосферы, в частности, с озоновыми дырами в атмосфере. Стратосферный озон определяет коротковолновую границу солнечного ультрафиолета. [31]
Одной из глобальных проблем является разрушение озонового слоя Земли. Стратосферный озон ( озо-носфера) расположен на высотах от 10 до 45 км. Общее содержание озона в этом слое невелико: толщина приведенного к нормальному давлению) слоя составляет всего около 3 мм. Слой озона защищает поверхность Земли ( и все живое на Земле от жесткого ультрафиолетового излучения Солнца. Поглощая это излучение, озон существенно влияет на распределение температуры в верхней атмосфере. В их присутствии фотохимические реакции разрушения озона носят каталитический характер - количество циклов разрушения озона при этом составляет от сотен до миллионов. [32]
Нарушение озонового слоя: причины и последствия. Стратосферный озон ( озоносфера) расположен на высотах от 10 до 45 км. Толщина слоя, приведенного к нормальному давлению, составляет около 3 мм. [33]
Итак, можно констатировать, что существующие оценки вредных последствий ядерного конфликта для атмосферы существенно занижены и не охватывают всего комплекса опасных явлений. Почти полное разрушение стратосферного озона, огромные лесные пожары и локальные бури, задымление атмосферы в масштабах почти всего Северного полушария, продолжительные засухи на больших территориях, - вот далеко не полный перечень того, что может произойти. Дальнейшие исследования должны уточнить некоторые параметры атмосферных процессов и развить модели для количественных расчетов. [34]
ХФУ считаются опасными для стратосферного озона. [35]
Пример - использование озоноразру-шающего потенциала, в котором воздействие молекулы одного вида на стратосферный озон количественно сравнивается с воздействием молекулы другого вида. [36]
Например, 10 лет назад были проведены тщательные оценки возможного влияния аэрозольных наполнителей и хладагентов на стратосферный озон. Вывод, сделанный в то время, гласил, что в течение немногих последующих десятилетий содержание озона понизится максимально на 20 %, если будет продолжаться использование хлорфторуглеродных соединений. Поскольку стратосферный озон экранирует нас от ультрафиолетового излучения, его истощение, если бы оно произошло, привело бы к заведомому росту числа несмертельных заболеваний раком кожи в США. [37]
Процессы с участием заряженных частиц определяют не только состав и концентрацию ионов, но оказывают заметное влияние на содержание нейтральных активных частиц в атмосфере. Так, изменение скорости образования ионов в стратосфере приводит к изменению скорости образования оксидов азота, разрушающих стратосферный озон. На высотах 80 - 90 км ионизация О2 и р-ция О2 с Н2О приводят к образованию Н и ОН. [38]
Хладон 12, а также и Хладон 11 ( CC13F) относятся к классу хлорфторуглеродов - веществ, состоящих из хлора, фтора и углерода. Этот класс включает в себя несколько соединений с различной температурой кипения, что позволяет легко подобрать конкретное вещество для решения разнообразных задач: создания холодильного агрегата или автомобильного кондиционера; очистки поверхности печатных плат для изделий микроэлектроники; аэрозольного распыления косметических или иных средств из аэрозольных баллончиков; вспенивания сырья при изготовлении изделий из пластмасс; пожаротушения и пр. После того как выяснилось, что ХФУ столь губительны для стратосферного озона, было предложено использовать заменители - хлорфторуглеводороды ( ХФУВ) и фторуглеводороды ( ФУВ), имеющие в составе своих молекул атом водорода, химическая связь с которым менее прочная. Эта особенность снижает стойкость соединения, и оно может разрушаться уже в тропосфере, а не только когда попадает в стратосферу. [39]
Отрицательное влияние на состояние озонового слоя оказывают выбросы в атмосферу химической и электронной промышленности. Строгий и постоянный контроль за состоянием озонового слоя является необходимым условием охраны окружающей среды. В этом плане большое значение имеет метод лазерного зондирования профилей стратосферного озона [15], который позволяет получить информацию, не получаемую традиционными озонозондами. [40]
Например, 10 лет назад были проведены тщательные оценки возможного влияния аэрозольных наполнителей и хладагентов на стратосферный озон. Вывод, сделанный в то время, гласил, что в течение немногих последующих десятилетий содержание озона понизится максимально на 20 %, если будет продолжаться использование хлорфторуглеродных соединений. Поскольку стратосферный озон экранирует нас от ультрафиолетового излучения, его истощение, если бы оно произошло, привело бы к заведомому росту числа несмертельных заболеваний раком кожи в США. [41]
Эти факторы рассчитываются командой специалистов по охране окружающей среды, экологов и специалистов по материаловедению так, чтобы получить экологические индексы для каждого вида сырья и источника энергии, а также связанных с ними выбросов загрязняющих веществ. Отдельные результаты приводятся в табл. 16.1, некоторые представляют особый интерес. Например, чрезвычайно высокие значения индексов для платины и родия в списке видов материалов - результат больших количеств энергии, затрачиваемой на добычу этих двух металлов. Использованию CFC-11 также присваивается высокий экологический индекс из-за его воздействия на стратосферный озон и глобальное потепление. Наконец, делается предположение, что материалы выбрасываются в мобилизируемой форме. Если вещество выбрасывается в инертной форме, может оказаться необходимым пересмотреть экологический индекс. [42]
Так, добыча основных полезных ископаемых после второй мировой войны превзошла их суммарную добычу за всю предыдущую историю человечества и составляет ежегодно более 100 млрд т, т.е. более 25 т на каждого жителя Земли. При ежегодном сжигании топлива в топках и моторах расходуется более 10 % кислорода, получаемого биосферой в ходе фотосинтеза. Концентрация в атмосфере диоксида углерода и других остаточных газов ведет к глобальному потеплению климата, сокращению стратосферного озона и выпадению кислотных дождей. Изменение структуры земной поверхности в результате строительства городов, поселков, промышленных предприятий, дорог, водохранилищ, преобразование площадей в сельскохозяйственные угодья охватили около 20 % суши. Более чем наполовину сократились площади тропических лесов, значительные площади охвачены ветровой и водной эрозией, нарастает опустынивание земель. [43]
Около 90 % общей массы атмосферы содержится в тропосфере. Большая часть следовых газов также находится здесь. Поверхность Земли является основным источником следовых газов, хотя часть NO и СО может возникать в результате гроз. Гидроксильные радикалы преобладают в химии тропосферы так же, как атомы кислорода и озона - в химии стратосферы. Сво - боднорадикальные цепные реакции, инициированные ОН, окисляют Нг, СН4, другие углеводороды, а также СО и ШО. Таким образом, реакции представляют низкотемпературную систему сгорания. Свободнорадикальные цепные процессы запускаются фотохимически, хотя стратосферный озон ограничивает солнечное излучение на поверхности Земли областью длин волн более 280 нм. На этих длинах волн наиболее важными фотохимически активными соединениями являются Оз, NO2 и НСНО. Все три соединения могут в конце концов давать ОН ( или НО2) и тем самым инициировать окислительные цепи. Однако критической стадией служит фотолиз озона, поскольку другие фотолитические процессы обязаны ему либо происхождением, либо тем, что в его присутствии они протекают более эффективно. Хотя только 10 % атмосферного озона находится в тропосфере, все случаи первичного инициирования окислительных цепей в естественной атмосфере зависят от этого озона. Часть озона переносится в тропосферу из стратосферного озонового слоя, но в самой тропосфере также существует механизм генерации озона. [44]
Были исследованы многие из 100 - 150 фотохимических и химических процессов, которые надлежало изучить. Были измерены атмосферные концентрации многих следовых примесей. И все же содержание в стратосфере двух важных соединений хлора, НОС1 и ClONCh, еще нигде не определено. Предстоит уточнить скорости многих важных реакций, все еще отсутствуют данные по распределению продуктов в некоторых химических процессах. Тем не менее первоначальное исследование, предпринятое Национальной академией наук, и стимулированные им исследовательские программы, а также сопутствующие работы обеспечили прочную и своевременную основу для законодательных актов, регулирующих использование ХФМ. Химическая промышленность предложила альтернативные легче разрушающиеся вещества для замены ХФМ, например, в аэрозолях, системах кондиционирования воздуха, холодильных камерах. Работают программы контроля, позволяющие следить за тенденциями в изменении состава стратосферы. История со стратосферным озоном служит убедительным доказательством возможностей науки в исследовании, прояснении ситуации и поиске путей решения проблемы потенциальной угрозы окружающей среде. Поскольку опасность была осознана достаточно рано, проведенный объективный анализ и всестороннее изучение проблемы позволили свести к минимуму неопределенность ситуации и избежать введения необдуманных запретительных мер. [45]