Как залатать «озоновые дыры»?
15 января 2020 6:25
Говорим мы об этом действительно много, а вот делаем. Значительно меньше, чем говорим. Именно по этой причине любое конкретное предложение по улучшению ситуации достойно как минимум рассмотрения.
Не так давно на стол главного редактора нашей газеты неожиданно легло рукописное послание от читателя. Дабы не исказить авторский замысел, приведем отрывок письма с призывом «Восстановим озоносферу для наших потомков!»: «Около 60-ти лет назад озоносфера нашей планеты составляла в разрезе 60 метров. Ядерные испытания, запуски космических ракет, испарения особого вида водорослей, выделения фреона холодильного оборудования, испарения средств массового уничтожения, развитие всевозможных бесконтрольных производств и др. привели к тому, что в районе Австралии появились озоновые дыры. Постепенное истончение озонового слоя ведет к усиленному таянию ледников, а это, в свою очередь, приведет к глобальной катастрофе — концу света». И подпись, мол, такой-то, работаю там-то, вот вам номер для контакта. Перечитав послание несколько раз, мы все-таки позвонили и позже встретились лично — уж больно заинтриговало предложение по латанию озоновых дыр.
Наш герой — Сакен Маханов, работающий в Академии наук инженер-теплотехник. Его идея заключается в следующем: создать при ООН комиссию по разработке и внедрению в производство так называемых промышленных озонаторов — экологически чистых, что важно. Отвечая на вопрос: «Как вы вообще до этого додумались?» — мужчина сказал, что мечтает о нормальном будущем для своих внуков — с голубым небом над головой и без сита в озоновом слое Земли.
— Вы же знаете, что без атмосферы на земном шаре жизни не будет, все выгорит, — Сакен начал с вводной части. — Нас спасает озоно-сфера, но сейчас в ней уже есть дыры. Для того, чтобы оставить потомкам пригодную для жизни планету, надо восстановить целостность озонового слоя. Этому и посвящен мой проект.
Далее инженер объяснил, что озонатор — это агрегат, который производит озон (О3) из О2, и, по задумке, энное количество таких озонаторов нужно расположить параллельно экватору. Пусть себе круглосуточно трудятся, питаясь энергией солнца и ветра, а эффект в скором времени будет налицо.
— Сборка и установка озонаторов — дело несложное, для любого предприятия машиностроения это ничего не стоит. Да и технология ненова. Уже в советское время были маленькие бытовые озонаторы, которые вырабатывали озон из предварительно залитой в них воды. Озон ведь еще и отличный антисептик, — заверил Сакен Маханов, но несколько раз подчеркнул: — Заниматься этой немудреной сборкой должны исключительно в Казахстане. Потому что, раз идея наша, то и доход должен быть наш. Да и новые рабочие места появятся, опять же, а то сколько можно в новостях слушать о процветающей безработице? Плюс машиностроение с колен поднимем, и металл, который раньше уходил на экспорт, пустим в дело.
Искренне воодушевившись блестящими перспективами промышленности, рынка труда и самой страны на арене борьбы за экологию, мы задали последний вопрос — кто весь этот праздник разумных технологий профинансирует? На что получили весьма оригинальный ответ:
— Комиссия при ООН должна будет собирать с разных государств средства в зависимости от величины затрат каждого на вооружение по принципу «чем больше тратят, тем больше пусть и выделяют». Таким образом, основные вложения выпадут на долю США, Китая, Великобритании. Хотя, честно говоря, хватило бы и одной Америки.
Как признался автор, ни в Штатах, ни в ООН, ни даже во власть имущих кругах Казахстана об амбициозном проекте еще не слышали. А значит, как отнесутся к нему и те, и другие, пока остается только догадываться.
Неновое новшество
Отвлечемся от проблем мирового масштаба и сконцентрируемся на вышеупомянутых озонаторах. Как совершенно верно пояснил нам Сакен Маханов, принцип работы озонаторов действительно давно известен. Вот только о них никто и не думал забывать — озонаторы активно производят для личных и промышленных нужд. Так, в условиях дома или квартиры эти устройства применяются для обез-зараживания воздуха, воды, продуктов питания, мебели, одежды или постельного белья. На производстве — преимущественно для очистки воздуха и устранения неприятных запахов. Нашлось для них место и в автомобилях, и в медицинских учреждениях. Так что само по себе производство озонаторов — а ими рынок и без нас насыщен — конечно, никакой не прорыв. Из инновационного у предложенных инженером агрегатов (которые, напомним, пока существуют лишь в проекте) — только экологичный принцип работы на природных источниках энергии. Таких в продаже мы, и правда, не нашли, но не исключено, что искали плохо или не там. Попадавшиеся нам на глаза озонаторы потребляли привычное электричество. Впрочем, это все детали, гораздо важнее эффективность озонаторов в восстановлении озонового слоя Земли. Если о таковой, конечно, вообще уместно говорить.
Такие разные слои атмосферы
Недолгое путешествие по просторам Всемирной паутины привело нас к следующей информации: озон присутствует в двух слоях атмосферы — тропосфере (ближе к земной поверхности) и стратосфере. Касаясь темы озонового слоя Земли — защитника от вредоносного ультрафиолетового излучения, мы должны говорить как раз-таки о стратосферном озоне. Что же до тропосферного или, по-другому, приземного озона, он является загрязнителем и составным компонентом нависающего над нами смога. Приземный озон возникает в результате химических реакций между окислами азота и летучими органическими соединениями. Источниками этих веществ выступают выбросы предприятий, выхлопы транспорта и испарения химических растворителей. Высокое содержание озона в воздухе может привести к серьезным проблемам с дыханием.
К слову, в инструкциях к бытовым озонаторам зачастую не рекомендуют находиться в одном помещении с работающим устройством и настаивают на проветривании после акта озонирования. Почему? Потому что озонаторы, хоть и обеззараживают все и вся, попутно удаляя неприятные запахи, выпускают большое количество О3, вдыханием которого лучше не увлекаться.
Восстановить дыхание планеты!
Вернемся к спасению попорченного человеческой деятельностью озонового слоя. В 2018 году специалисты Всемирной метеорологической организации поделились данными о том, что, по их подсчетам, защищающий все живое барьер восстановится к 2060 году. Позитивными изменениями мир во многом обязан принятому в 1985 году Мон-реальскому протоколу по разрушающим озоновый слой веществам. Если ранее они бесконтрольно использовались в промышленности, то с момента вступ-ления документа в силу должны были в установленный срок сниматься с производства и полностью исключаться.
В 2019-м появилась весть о том, что печально известная озоновая дыра над Антарктидой рекордно уменьшилась. Хотя в данном случае ученые скептически отнеслись к чудодейственной силе Монреальского протокола — дескать, вредоносные вещества, с которыми столь отчаянно боролось человечество, «все еще там», в атмосфере.
Проблема в том, что даже полный, безоговорочный отказ от травли атмосферы всякой дрянью не принесет моментального эффекта. Да, озоновый слой восстанавливается, но медленно, а между тем незалатанные дыры в нем называют чуть ли не главными виновниками лесных пожаров и онкологических заболеваний кожи. Поэтому время от времени появляются предложения о более активной помощи озоносфере со стороны проштрафившегося человечества. Правда, предложения эти либо нереализуемы вообще, либо воплощение их в жизнь потребует баснословных трат. Вот несколько подобных инициатив для примера: выброс с самолетов и ракет этана или пропана, облучение атмосферы лазером, использование СВЧ-разряда, применение устройства, инициирующего электрический разряд, для выработки дополнительного озона и т. д. Методы разные, но все они сходятся в одном — необходимости действовать на большой высоте. Отсюда возникает вопрос: может, промышленные озонаторы, установленные на земной поверхности, не используют для этих целей не потому, что не догадались, а потому, что это бесполезно? Здесь нам остается только пригласить к дискуссии научное сообщество.
Читайте также
Возрастная категория сайта 18 +
Сетевое издание (сайт) зарегистрировано Министерством информации и коммуникаций Казахстана, свидетельство № 16891-ИА от 12 февраля 2018. Главный редактор — Кияница Виктор Витальевич. Шеф-редактор сайта — Абдулманов Эрлен Фанильевич.
Сообщения и комментарии читателей сайта размещаются без предварительного редактирования. Редакция оставляет за собой право удалить их с сайта или отредактировать, если указанные сообщения и комментарии являются злоупотреблением свободой массовой информации или нарушением иных требований закона.
Источник
Озоновые дыры
Земля — это единственная планета в Солнечной системе, на которой есть жизнь. Существование живых организмов возможно потому, что планету защищает от смертоносного солнечного излучения озоновый слой, расположенный в стратосфере (10 – 50 км от планетарной поверхности). Озон – газ голубоватого цвета, молекула которого состоит из трех атомов кислорода. Его название в переводе с греческого языка означает «пахнущий». Действительно, после грозы, глубоко вдохнув воздух, можно почувствовать, как пахнет газ.
Без озонового слоя планета буквально сгорит под ультрафиолетовым воздействием Солнца. Однако человечество так и не научилось быть благодарным за возможность жить на Земле. Озоновые дыры существовали на планете всегда. Они то появляются, то исчезают по естественным причинам. Однако в результате антропогенной деятельности отмечается опасное расширение незащищенных озоном участков атмосферы, из-за чего Земля становится все более подверженной воздействию ультрафиолета.
Что такое озоновые дыры?
Не стоит думать, что озоновая дыра – пространство в атмосфере, полностью лишенное защитного газа. В действительности озон на этом участке присутствует, но в меньшей концентрации. Сквозь такой участок атмосферы ультрафиолетовому излучению легче пробиться к земной поверхности. В пределах озоновой дыры концентрация голубого газа может составлять всего 30% от нормы.
Первую и самую большую озоновую дыру, в диаметре достигающую 1000 км, выявили в 1985 году над Антарктидой. Концентрация газа в этом пространстве была ниже нормы на 50%, причем наибольшее истощение озонового слоя отмечалось на расстоянии 15 – 20 км от планетарной поверхности.
Для дыры над южной приполярной областью характерна сезонность появления и исчезновения. Существенное снижение концентрации газа отмечается в конце зимы и ранней весной (в южном полушарии это август и сентябрь). Обусловлено такое явление особенностями приполярного климата.
В период антарктической зимы вследствие понижения температуры воздуха формируется вихрь. Воздушная масса в составе вихря циркулирует вокруг южного полюса. Смешивание с воздушными массами других широт слабое, либо вообще отсутствует. В период полярной зимы планетарная поверхность лишена солнечного света, формирование озона остановлено. А накопившийся летом газ постепенно разрушается, так как молекулы вещества не отличаются стабильностью. Когда заканчивается полярная ночь, возвращается антарктическое лето, концентрация озона начинает медленно расти и к концу лета достигает максимального значения.
Аналогичная сезонная дыра, но не такая крупная, находится над Северным Ледовитым океаном. Образования меньшего размера выявляются исследователями по всему земному шару.
Причины разрушения озонового слоя
Причинами истощения озонового слоя являются факторы двух типов:
- естественные (природные процессы, вызывающие загрязнение воздуха);
- антропогенные (обусловленные влиянием человека).
Естественная причина возникновения областей с пониженной концентрацией озона – процессы, происходящие в приполярных областях планеты. Согласно научной теории, в полярные ночи, когда из-за отсутствия солнечного излучения в атмосфере не вырабатывается озон, происходит формирование хлорных облаков. Хлор, составляющий основу облачной массы, оказывает разрушающее воздействие на оставшийся в стратосфере озон.
Образовавшаяся дыра затягивается, как только наступает полярный день, солнечный ультрафиолет вступает во взаимодействие с молекулами кислорода. Образующийся голубой газ, представляющий собой концентрированный вариант кислорода, поднимается в стратосферный слой. Данная теория показывает, что истончение и возобновление озонового слоя – беспрерывный естественный процесс, существовавший всегда.
Также на образование озоновых дыр в атмосфере влияет вулканическая активность. При взрывах вулканов в воздух выбрасываются продукты горения, оказывающие разрушающее воздействие на молекулы озона.
Однако в последние десятилетия нарушение озонового слоя приобрело угрожающее масштабы, что обусловлено антропогенным воздействием. Озон – газ неустойчивый. Он разрушается из-за увеличения выбросов хлора, брома, водорода, фреонов и прочих химических соединений, попадающих в атмосферу в результате деятельности человека, создающих парниковый эффект.
Основные источники загрязнения атмосферного пространства:
- заводы и фабрики, не снабженные или недостаточно снабженные очистными установками;
- ТЭЦ;
- вносимые в обрабатываемые земли минеральные удобрения;
- реактивные самолеты;
- ядерные взрывы.
При полетах реактивного воздушного транспорта в результате горения топлива в турбинах в воздушное пространство выбрасываются оксиды азота. Оказавшись в стратосфере, они разрушают молекулы голубого газа. Сегодня 1/3 выбросов азотных оксидов приходится на воздушный транспорт.
Ядерные испытания запрещены ООН в 1996 году, однако вызванная ими экологическая проблема до сих пор существует. При ядерном взрыве образовывалось гигантское количество оксидов азота, разрушающих озоновый слой. За 20 лет, в течение которых проводились ядерные испытания, в атмосфере распространилось более 3 млн. тонн азотных соединений.
Минеральные удобрения, попадая в грунт и взаимодействуя с почвенными микроорганизмами, тоже путем сложных химических реакций преобразуются в оксиды азота.
Последствия озоновых дыр
Уменьшение озонового слоя приводит к усилению воздействия солнечного излучения на поверхность планеты. Солнечная радиация без озонового экрана несет смертельную опасность для живых организмов.
Главным последствием разрушения озонового слоя Земли станет вымирание всех представителей животного и растительного мира. Уже сегодня ученые отмечают массовую гибель морских планктонных видов и глубоководных обитателей вследствие усилившегося негативного воздействия ультрафиолета.
Что касается влияния на человека, то повышение солнечной радиации отрицательно сказывается на состоянии кожного покрова, становится причиной возрастания случаев меланомы – рака кожи. Если количество поступающего на Землю ультрафиолета будет расти, то возрастет заболеваемость и другими онкологическими патологиями. Так, если уровень голубого газа в стратосфере понизится еще на 1%, то количество раковых больных будет повышаться на 7 тысяч в год.
Способы решения проблемы
Поскольку главный виновник уничтожения озонового слоя планеты – человеческая деятельность, то для нормализации состояния атмосферы требуется создание новых технологий производства и эксплуатации, направленных на существенное сокращение и даже исключение выбросов фреонов и других вредных соединений.
Чтобы предупредить появление озоновых дыр, требуется:
- усовершенствование очистительных конструкций на заводских трубах;
- сокращение применения минеральных удобрений;
- создание транспортных средств, работающих не на горючем топливе, а на электричестве и иных источниках энергии.
Такие предупредительные меры дают положительный эффект, однако гораздо эффективнее, по мнению экологов, мероприятия по восстановлению озонового слоя. Имеется в виду распыление искусственно синтезированного газа специальными летательными устройствами на высоте 10 – 30 км над земной поверхностью. Такой метод позволит быстро залатать прорехи в атмосфере, однако он не лишен минусов. Первая проблема – высокая стоимость мероприятия (оно экономически целесообразно только при совместном участии нескольких государств). Вторая проблема – доставка синтетического озона к месту распыления сложна и опасна для перевозчика.
В 1985 году принята Венская конвекция о защите озонового слоя. В 1987 году создан Монреальский протокол, в котором перечислены самые вредные летучие вещества, появляющиеся в воздушном пространстве в результате человеческой деятельности. Страны-участницы обязались сократить выбросы этих веществ, а к началу 21 века исключить.
Результаты международного соглашения заметны. Сократилась площадь озоновых дыр в разных частях планеты, в том числе над Антарктидой. Мировое сообщество продолжает серьезно бороться с проблемой: создаются экологически безопасные транспортные средства, совершенствуются технологии промышленного и сельскохозяйственного производства.
Источник