Атмосфера та охорона повітряного середовища від забруднення

Учені встановили, що молекули фреонів потрапляють у стратосферу і там під дією ультрафіолетових променів розпадаються на компоненти, зокрема атомний хлор. Хлор вступає в реакцію з озоном і руйнує його. Один атом хлору може знищити 100 тисяч молекул озону. Дуже важливо, що хлор при руйнуванні озону діє як каталізатор: у ході хімічного процесу його кількість не зменшується. Потрапляючи в атмосферу, молекули фреонів здатні зберігатися там 75-100 років (здійснюючи при цьому міграції над планетою).

Чималу небезпеку для стратосферного озону становлять викиди водяної пари та окислів азоту з двигунів надзвукових транспортних літаків та ракет. Швидкість утворення окислів азоту тим більша, чим вища температура, тобто чим більша потужність двигуна літака чи ракети. Найбільш шкідливими для озону є викиди військових літаків, кількість яких становить десятки тисяч. Вони літають переважно на висотах озонового шару. Ракети небезпечні тим, що працюють на твердому хлоратному паливі і завдають серйозної локальної шкоди озоновому шару в районі запуску.

На процес руйнування озону впливає і виділення в атмосферу закису азоту в результаті денітрифікації зв'язаного азоту ґрунтовими бактеріями. Надмірне і неконтрольоване внесення мінеральних добрив збільшує кількість закису азоту. Частина закису азоту під впливом бактерій розпадається до молекулярного азоту, а інша частина в атмосфері перетворюється на окисли азоту, які й руйнують озон.

Потужним джерелом руйнування озону є ядерні вибухи. Теплова енергія, що виділяється при цьому, нагріває атмосферу і прискорює такі перетворення хімічних речовин, які при нормальних умовах або не відбуваються, або здійснюються дуже повільно. Такими речовинами, зокрема, є окисли азоту.

Процеси руйнування озону підсилюються парниковим ефектом.

Природним джерелом надходження хлору в атмосферу є вулканічні викиди.

3 гіпотеза. Ця гіпотеза пояснює, чому озонова діра з'являється саме навесні. Особливості температурного режиму над Антарктидою такі, що в період полярної зими сюди не потрапляють повітряні потоки з середніх і екваторіальних широт Південної півкулі. Циркулюють узимку лише замкнені вихори. Тобто надходження «свіжого повітря», у тому числі й озону, немає. А з тим озоном, який є в цих вихорах, відбувається таке: після закінчення зими сонце стає більш активним, стимулюючи у верхній атмосфері фотохімічні процеси. Кристалики льоду, які накопичилися (наприклад, у результаті вулканічних викидів), під дією Сонця випаровуються і починають реагувати з озоном, утворюючи озонову діру. Потім, коли минає період замкнених полярних вихорів і до Антарктиди надходять свіжі маси повітря, збагачені озоном, діра затягується.

Крім кристаликів льоду фотохімічного розпаду можуть зазнавати домішки антропогенного походження - фреони. У Північній півкулі розташована велика кількість найбільш розвинених у промисловому відношенні країн, тому надходження різних газів в атмосферу має бути більшим, ніж у Південній. Маса фреонів та інших антропогенних домішок збирається в стратосфері, а повітряні потоки відносять їх до полюсу. Там вони потрапляють в потужний потік циркуляції полярного вихору, де залишаються всю зиму, а з настанням весни сонячні промені перетворюють їх у фактор руйнування озону.

5.4 Шляхи збереження озонового екрану Землі

У 1987 р. уряди 56 країн підписали Монреальський протокол, за яким вони зобов'язалися в найближче десятиріччя вдвічі скоротити виробництво фторхлорвуглеців та інших речовин, що руйнують озоновий шар. До 1996 року промислово розвинені країни повністю припинили виробництво фреонів, а також руйнуючих озон галонів і тетрахлориду вуглецю. Але країни, що розвиваються, зроблять це лише до 2012 року. Наступним етапом повинна стати заборона метилбромідів та гідрофреонів. Рівень виробництва перших з 1996 р. був заморожений у промислово розвинених країнах, гідрофреони повністю знімаються з виробництва до 2030 року. Країни, що розвиваються, досі ще не взяли зобов'язання щодо контролю над цими хімічними речовинами.

З моменту підписання Монреальського протоколу завдяки узгодженим зусиллям міжнародного співтовариства за ці роки виробництво та споживання речовин, що є найбільш небезпечними для озонового шару, скоротилося більш ніж удвічі. Було зупинено збільшення вмісту в атмосфері речовин, що руйнують озон.

У промисловості ряду країн СНД уже вжито достатньо ефективних заходів із охорони озонового шару. Наприклад, серед нині діючих міжнародних програм захисту озонового шару можна назвати спільний російсько-американський проект «Метеор-3-Томс». З космодрому Плесецьк (Росія) було виведено на орбіту метеорологічний супутник «Метеор-4», на якому, крім штатної науково-дослідницької апаратури було встановлено спектрометр «Томе», створений у НАСА (США) для вивчення та складання глобальних карт розподілу озону над планетою, а також для стеження за його мінливістю. Вчені вважають, що вже в найближчі роки почнеться відновлення озонового шару.

Світові виробники холодильної техніки відмовилися від фреонів і перейшли на використання озонобезпечних речовин-холодоагентів: пропан-бутанову суміш, спінювач із циклопентаном.

Російські фізики запропонували організувати глобальне очищення атмосфери від фреонів, впливаючи на неї мікрохвильовими розрядами. Створені оригінальні проекти штучного отримання озону в стратосфері.

6. Антропогенне забруднення навколоземного космічного простору

Сьогодні розвиток цивілізації неможливий без широкомасштабного використання космічної техніки. Але освоєння навколоземного космічного простору супроводжується антропогенним впливом різного виду, що неминуче приводить до тих же проблем, які з затратами великих сил і засобів доводиться вирішувати людству на Землі - проблем раціонального використання і охорони природного середовища.

Навколоземний космічний простір (НКП) - це середовище, яке є зовнішньою газовою оболонкою, що оточує Землю. Вона захищає все живе від смертоносної радіації і є важливою ланкою в складному ланцюзі сонячно-земних зв'язків, що визначають умови життя на Землі. НКП знаходиться на висоті приблизно 100 км і вище і включає в себе верхню атмосферу, іоносферу, плазмосферу, радіаційні пояси і внутрішню частину магнітосфери.

Головна специфіка дослідження і освоєння НКП складається з необхідності використання дуже потужних технічних засобів - космічних ракет. За їх допомогою вивчається найбільш слабке з усіх природних середовищ: кількість речовини в НКП на багато порядків менша, а енергетика процесів набагато слабкіша, ніж у приземній атмосфері та в літосфері. Саме це протиріччя - найбільш потужні технічні засоби у найбільш слабкому з відомих нам природних середовищ - і створює головну екологічну небезпеку антропогенного впливу на НКП.

За певних умов антропогенні впливи можуть виконувати роль своєрідного «пускового механізму», стимулюючи розвиток круп-номасштабних нестійкостей в НКП, і тим самим багатократно підсилювати ефекти впливу.

Зараз накопичено багато даних, які свідчать про помітні локальні і крупномасштабні зміни характеристик і властивостей НКП у результаті дії антропогенного фактора.

Виділяють основні типи антропогенного впливу на НКП:

- викид хімічних речовин у результаті роботи ракетних двигунів;

- забруднення твердими фрагментами, «космічним сміттям» (відпрацьованими супутниками, елементами з'єднувальних частин та ін.);

- електромагнітне випромінювання від радіо- та інших промислових систем зв'язку;

- проникнення забруднюючих речовин з приземної атмосфери;

- радіоктивне забруднення і важке випромінювання ядерних енергетичних установок, що використовуються на космічних апаратах;

- енергетична та динамічна реакція в результаті польотів ракет;

- біологічне забруднення НКП.

Як бачимо, антропогенні впливи на НКП різноманітні за фізичною природою, обсягами і формами впливу. Для охорони НКП від антропогенного забруднення необхідно розробляти методи і технічні засоби контролю за локальним і крупномасштабним антропогенним впливом, науково-технічні основи нормування гранично допустимих впливів на НКП, розробляти рекомендації щодо запобігання, зниження та усунення наслідків антропогенного впливу на навколоземне середовище.

Висновки

В курсовій роботі ми розглянули проблеми які хвилюють людство - охорона повітряного середовища, а саме антропогенні зміни клімату Землі посередством дії людства на озоновий шар Землі та шляхи і методи його захисту.

Література

1. Білявський Г.О., Бутченко Л.І., Навроцький В.М. Основи екології: Теорія та практикум. - К.: Лібра, 2002.

2. Білявський Г.О., Падун М.М., Фурдуй Р.С. Основи загальної екології. - К.: Либідь, 2003.

3. Білявський Г.О., Фурдуй Р.С. Практикум із загальної екології. -К.: Либідь, 2007.

4. Голубець М.А., Кучерявий В.П., Генсірук С.А. та ін. Конспект лекцій з курсу «Екологія і охорона природи». - К.: УМК ВО, 2010.

5. Джигирей B.C., Сторожук В.М., Яцюк Р.А. Основи екології та охорона навколишнього середовища. - Львів: Афіша, 2001.

6. Злобін Ю.А. Основи екології. - К.: Либідь, 2008.

7. Злобін Ю.А., Кочубей Н.В. Загальна екологія. - Суми: ВТД "Університетська книга", 2003.

8. Кучерявий В.П. Екологія. - Львів: Світ, 2000.

9. Мороз С.А. Історія розвитку біосфери Землі: У 2 кн. - К.: Заповіт, 1996.

10. Серебряков В.В. Основи екології. - К.: Знання-Прес, 2001.

11. Царенко О.М., Злобін Ю.А. Навколишнє середовище та економіка природокористування. - К.: Вища школа, 2009.