Zanimljive činjenice o ozonskim rupama. Zanimljive činjenice o ozonu
Ova ogromna rupa u ozonskom omotaču zemlje otkrivena je 1985. godine, pojavila se iznad Antarktika. U promjeru je više od tisuću kilometara, a po površini - oko devet milijuna kilometara na kvadrat.
Svake godine u mjesecu kolovozu rupa nestane i događa se kao da ovaj ogroman ozonski jaz nikada nije postojao.
Ozonska rupa - definicija
Ozonska rupa je smanjenje ili potpuni izostanak koncentracije ozona u ozonskom omotaču Zemlje. Prema izvješću Svjetske meteorološke organizacije i općeprihvaćenoj teoriji u znanosti, značajno smanjenje ozonskog omotača uzrokovano je sve većim antropogenim čimbenikom – oslobađanjem broma i freona koji sadrže klor.
Postoji još jedna hipoteza, prema kojoj je sam proces stvaranja rupa u ozonskom omotaču prirodan i ni na koji način nije povezan s rezultatima djelovanja ljudske civilizacije.
Smanjenje koncentracije ozona u atmosferi uzrokuje kombinaciju čimbenika. Jedna od glavnih je uništavanje molekula ozona tijekom reakcija s raznim tvarima prirodnog i antropogenog podrijetla, kao i izostanak sunčeve svjetlosti i zračenja tijekom polarne zime. To uključuje polarni vrtlog, koji je posebno stabilan i sprječava prodor ozona iz geografskih širina polarnog područja, te nastaju stratosferske polarne oblake čija površina čestica djeluje kao katalizator reakcije raspada ozona.
Ti su čimbenici tipični za Antarktik, a na Arktiku je polarni vrtlog puno slabiji zbog činjenice da nema kontinentalne površine. Temperatura je ovdje za određenu količinu viša, za razliku od Antarktika. Polarni stratosferski oblaci su rjeđi na Arktiku i imaju tendenciju raspadanja u ranu jesen.
Što je ozon?
Ozon je otrovna tvar koja je štetna za ljude. U malim količinama ima vrlo ugodan miris. Da biste se u to uvjerili, možete prošetati šumom u polju s grmljavinom - tada ćemo uživati na svježem zraku, ali ćemo se kasnije osjećati jako loše.
U normalnim uvjetima, ispod Zemljine atmosfere praktički nema ozona - ova tvar je prisutna u velikim količinama u stratosferi, počevši negdje oko 11 kilometara iznad zemlje i proteže se do 50-51 kilometar. Ozonski omotač leži na vrhu soma, odnosno otprilike 51 kilometar iznad zemlje. Ovaj sloj upija smrtonosne sunčeve zrake i tako štiti naše i ne samo naše živote.
Prije otkrića ozonskih rupa, ozon se smatrao tvari koja je trovala atmosferu. Vjerovalo se da je atmosfera ispunjena ozonom i da je upravo on glavni krivac "efekta staklenika" s kojim se nešto moralo učiniti.
U sadašnjosti, naprotiv, čovječanstvo pokušava poduzeti korake za obnovu ozonskog omotača, jer ozonski omotač postaje tanji na cijeloj Zemlji, a ne samo iznad Antarktika.
MOSKVA, 16. rujna - RIA Novosti. Međunarodni dan očuvanja ozonskog omotača, tankog "štita" koji štiti sav život na Zemlji od štetnog ultraljubičastog zračenja Sunca, obilježava se u ponedjeljak, 16. rujna - na današnji dan 1987. godine potpisan je čuveni Montrealski protokol.
U normalnim uvjetima, ozon, ili O3, je blijedoplavi plin koji se, kako se hladi, pretvara u tamnoplavu tekućinu, a zatim u plavo-crne kristale. Ukupno, ozon u atmosferi planeta čini oko 0,6 dijelova na milijun po volumenu: to znači, na primjer, da u svakom kubičnom metru atmosfere ima samo 0,6 kubičnih centimetara ozona. Za usporedbu, ugljični dioksid u atmosferi već je oko 400 dijelova na milijun – odnosno više od dvije čaše po istom kubičnom metru zraka.
Zapravo, tako mala koncentracija ozona može se nazvati blagodaću za Zemlju: ovaj plin, koji tvori spasonosni ozonski omotač na visini od 15-30 kilometara, mnogo je manje "plemenit" u neposrednoj blizini osobe. Ozon, prema ruskoj klasifikaciji, spada u tvari najviše, prve klase opasnosti - vrlo je jak oksidant, koji je izuzetno otrovan za ljude.
Međunarodni dan zaštite ozonskog omotačaOpća skupština UN-a je 1994. godine 16. rujna proglasila Međunarodnim danom očuvanja ozonskog omotača. Na današnji dan 1987. godine potpisan je Montrealski protokol o tvarima koje oštećuju ozonski omotač.Vadim Samoylovich, viši istraživač u Laboratoriju za katalizu i plinsku elektrokemiju, Kemijski fakultet Moskovskog državnog sveučilišta Lomonosov, pomogao je RIA Novostima razumjeti različita svojstva teškog ozona.
ozonski štit
"Ovo je prilično dobro proučen plin, gotovo sve je proučeno - sve se nikad ne događa, ali glavna stvar je (poznata) ... Ozon ima mnogo raznih primjena. Ali nemojte zaboraviti da je, općenito govoreći, život nastao zahvaljujući ozonskom omotaču – ovo je vjerojatno glavni trenutak“, kaže Samoylovich.
U stratosferi ozon nastaje iz kisika kao rezultat fotokemijskih reakcija – takve reakcije počinju pod utjecajem sunčevog zračenja. Tamo je koncentracija ozona već veća - oko 8 mililitara po kubičnom metru. Plin se uništava kada se "susretne" s određenim spojevima, na primjer, atomskim klorom i bromom - upravo su te tvari dio opasnih klorofluorougljika, poznatijih kao freoni. Prije pojave Montrealskog protokola, koristili su se, među ostalim, u industriji hlađenja i kao pogonsko gorivo u plinskim patronama.
Protokol za zaštitu ozonskog omotača završio je zadatak, kažu znanstveniciMontrealski protokol ispunio je svoju zadaću – zapažanja pokazuju da se sadržaj tvari koje oštećuju ozonski omotač u atmosferi smanjuje, a uz pomoć sporazuma znanstvena je zajednica postigla veliki napredak u razumijevanju procesa u atmosferi povezanih s ozonom. sloj, ruski predstavnik u Međunarodnoj komisiji za ozon, vodeći istraživač, rekao je RIA Novosti Institutu za atmosfersku fiziku Ruske akademije znanosti nazvanom po Obuhovu Aleksandru Gruzdevu.Godine 2012., kada je Montrealski protokol proslavio svoju 25. godišnjicu, stručnjaci iz Programa Ujedinjenih naroda za okoliš (UNEP) naveli su zaštitu ozonskog omotača kao jedan od samo četiri ključna ekološka problema u kojima je čovječanstvo značajno napredovalo. U isto vrijeme, UNEP je primijetio da se sadržaj ozona u stratosferi prestao smanjivati od 1998. godine, a prema znanstvenicima, do 2050.-2075. mogao bi se vratiti na razine zabilježene prije 1980. godine.
Ozonski smog
Na 30 kilometara od Zemljine površine ozon se dobro "ponaša", no u troposferi, površinskom sloju, ispada da je opasan zagađivač. Prema UNEP-u, koncentracije ozona u troposferi na sjevernoj hemisferi gotovo su se utrostručile tijekom posljednjih 100 godina, što ga čini trećim po veličini "antropogenim" stakleničkim plinom.
I ovdje se ozon ne emitira u atmosferu, već nastaje pod utjecajem sunčevog zračenja u zraku, koji je već zagađen ozonskim „prekursorima“ – dušikovim oksidima, hlapljivim ugljikovodicima, i nekim drugim spojevima. U gradovima u kojima je ozon jedna od glavnih komponenti smoga, za njegovu pojavu neizravno su “krive” emisije vozila.
Od prizemnog ozona ne pate samo ljudi i klima. UNEP procjenjuje da bi smanjenje troposferskog ozona moglo pomoći u spašavanju oko 25 milijuna tona riže, pšenice, soje i kukuruza koji se svake godine izgube zbog ovog plina otrovnog za biljke.
Upravo zato što prizemni ozon više nije toliko koristan, stručnjaci za meteorološka i ekološka motrenja neprestano prate njegove koncentracije u zraku velikih gradova, uključujući Moskvu.
Ozon koristan
"Jedno od vrlo zanimljivih svojstava ozona je baktericidno. On je praktički prvi među svim takvim tvarima, klor, manganov peroksid, klor oksid", kaže Vadim Samoylovich.
Ista ekstremna priroda ozona, koja ga čini vrlo jakim oksidacijskim sredstvom, objašnjava opseg ovog plina. Ozon se koristi za sterilizaciju i dezinfekciju prostora, odjeće, alata i, naravno, za pročišćavanje vode – kako pitke tako i industrijskog, pa čak i otpada.
Osim toga, stručnjak naglašava da se u mnogim zemljama ozon koristi kao zamjena za klor u postrojenjima za izbjeljivanje pulpe.
"Klor (u reakciji) s organskim tvarima daje odgovarajuće organoklorine, koji su puno otrovniji od samog klora. Uglavnom, to (pojavu otrovnog otpada - prim. aut.) može se izbjeći ili naglim smanjenjem koncentracije klora, ili jednostavno eliminirajući ga. Jedna od opcija - zamjena klora ozonom", objasnio je Samoylovich.
Također je moguće ozonizirati zrak, a to također daje zanimljive rezultate - na primjer, u Ivanovu su stručnjaci iz Sveruskog istraživačkog instituta za zaštitu rada i njihovi kolege proveli niz studija, tijekom kojih su "u predionicama određena količina ozona dodana je običnim ventilacijskim kanalima." Kao rezultat toga, smanjena je prevalencija respiratornih bolesti, dok je produktivnost rada, naprotiv, rasla. Ozoniranje zraka u skladištima hrane može povećati njezinu sigurnost, a takva iskustva postoje i u drugim zemljama.
Ozon je otrovan
Kvaka s upotrebom ozona je ista - njegova toksičnost. U Rusiji je najveća dopuštena koncentracija (MPC) ozona u atmosferskom zraku 0,16 miligrama po kubnom metru, au zraku radnog područja - 0,1 miligrama. Stoga, napominje Samoylovich, isto ozoniranje zahtijeva stalno praćenje, što uvelike komplicira stvar.
"To je još uvijek prilično komplicirana tehnika. Puno je lakše tamo uliti kantu nekog baktericida, izliti i to je to, ali ovdje se treba pridržavati, mora postojati neka vrsta pripreme", kaže znanstvenik.
Ozon šteti ljudskom tijelu polako, ali ozbiljno – dugotrajno izlaganje ozonom zagađenom zraku povećava rizik od kardiovaskularnih i respiratornih bolesti. Reagirajući s kolesterolom, stvara netopive spojeve, što dovodi do razvoja ateroskleroze.
"U koncentracijama iznad maksimalno dopuštenih mogu se javiti glavobolja, iritacija sluznice, kašalj, vrtoglavica, opći umor, pad srčane aktivnosti. Toksični prizemni ozon dovodi do pojave ili pogoršanja bolesti dišnog sustava, djece, starije osobe i astmatičari su u opasnosti", navedeno je na web stranici Središnjeg aerološkog opservatorija (CAO) Roshidrometa.
Eksploziv za ozon
Ozon je štetan ne samo za udisanje – šibice također treba sakriti, jer je ovaj plin vrlo eksplozivan. Tradicionalno, 300-350 mililitara po litri zraka smatra se "pragom" za opasne razine plina ozona, iako neki znanstvenici rade s višim razinama, kaže Samoylovich. Ali tekući ozon – ta ista plava tekućina koja potamni dok se hladi – eksplodira spontano.
To je ono što sprječava korištenje tekućeg ozona kao oksidacijskog sredstva u raketnom gorivu – takve su se ideje pojavile nedugo nakon početka svemirskog doba.
"Naš laboratorij na sveučilištu je nastao upravo na takvoj ideji. Svako raketno gorivo ima svoju kalorijsku vrijednost u reakciji, odnosno koliko se topline oslobađa kada izgori, a samim tim i kolika će biti raketa. Dakle, poznato je da je najmoćnija opcija tekući vodik pomiješan s tekućim ozonom... Ali postoji jedan minus. Tekući ozon eksplodira, i to spontano, odnosno bez ikakvog vidljivog razloga", kaže predstavnik Moskovskog državnog sveučilišta.
Prema njegovim riječima, i sovjetski i američki laboratoriji utrošili su "ogromnu količinu truda i vremena kako bi to učinili nekako sigurnim (poslovnim) - pokazalo se da je to nemoguće učiniti." Samojlovich se prisjeća da su jednog dana kolege iz SAD-a uspjeli dobiti posebno čisti ozon, za koji se "činilo da" nije eksplodirao, "već su svi udarali u timpane", ali je tada eksplodirala cijela tvornica i rad je zaustavljen.
“Imali smo slučajeve da, recimo, tikvica s tekućim ozonom stoji, stoji, u nju se ulije tekući dušik i onda – ili je dušik tu prokuhao, ili nešto – dođeš, ali pola instalacije nema. , sve se rasprsnulo u prah. Zašto je eksplodiralo - tko zna", napominje znanstvenik.
Zanimljive činjenice o ozonu. Svi znaju kako neobično miriše zrak nakon grmljavine. To je miris ozona koji nastaje tijekom električnih pražnjenja, koji se ne bez razloga prevodi s grčkog kao "smrdljiv". Karakterističan miris ozona ne može se pobrkati ni s čim – miriše na svježinu. Ozon je aktivni kisik. To je spoj od 3 atoma kisika. Molekularna formula je O3, molekulska težina je 48, što je 2,5 puta teže od kisika. Molekula O3 je nestabilna i, pri dovoljnim koncentracijama u zraku u normalnim uvjetima, spontano se transformira u O2 za nekoliko desetaka minuta uz oslobađanje topline. Ozonski omotač nalazi se 19 do 35 km iznad površine Zemlje. Ozon se također stvara blizu površine Zemlje tijekom grmljavine, udara groma i u rendgenskoj opremi. Ozon se spaja s drugim tvarima mnogo brže od kisika. Ozon vrlo brzo ubija bakterije, iz tog razloga se koristi za pročišćavanje vode i zraka u zatvorenom prostoru. Ozon je prvi otkrio nizozemski fizičar Van Marum 1785. godine. Godine 1850. utvrđena je visoka aktivnost ozona kao oksidacijskog sredstva i njegova sposobnost dodavanja u dvostruke veze u reakcijama s mnogim organskim spojevima. Oba ova svojstva ozona su kasnije našla široku praktičnu primjenu. Ozon, kao jedno od najjačih oksidacijskih sredstava, ima jaka dezinfekcijska svojstva. U stanju je uništiti viruse, bakterije, a također utjecati na one mikroorganizme koji su otporni na djelovanje klora. Ozon se koristi za pročišćavanje vode više od stotinu godina. Ozon je prvi put korišten za dezinfekciju i dezodoraciju vode 1898. godine u Saint Moru (Francuska). Već 1907. godine izgrađeno je prvo postrojenje za ozoniranje vode u francuskom gradu Bon Voyage, koje je za potrebe grada Nice dnevno prečišćavalo 22.500 kubičnih metara vode iz rijeke Vasubie. Godine 1911. u Sankt Peterburgu je puštena u rad stanica za ozoniranje pitke vode. Godine 1916. bilo je već 49 instalacija za ozoniranje pitke vode. Ozon je postao široko rasprostranjen tek u posljednjih 30 godina zbog pojave pouzdanih, kompaktnih i štedljivih uređaja za njegovu sintezu – ozonizatora (generatora ozona). I kao antiseptik, korišten je tijekom Prvog svjetskog rata. Od 1935. rektalna primjena mješavine ozon-kisik koristi se za liječenje raznih crijevnih bolesti (proktitis, hemoroidi, ulcerozni kolitis, fistule, suzbijanje patogenih mikroorganizama). Proučavanje učinka ozona omogućilo je njegovu primjenu u kirurškoj praksi za zarazne lezije, liječenje tuberkuloze, upale pluća, hepatitisa, herpesne infekcije, anemije itd. U Moskvi 1992., pod vodstvom zaslužnog znanstvenika Ruska Federacija, DMN Zmyzgovoy A.V. stvoren je "Znanstveno-praktični centar za terapiju ozonom" gdje se ozon koristi za liječenje mnogih bolesti. Danas se ozon smatra popularnim učinkovitim sredstvom za dezinfekciju vode, zraka i pročišćavanje hrane. Trenutno se 95% pitke vode u Europi i SAD-u tretira ozonom. Ozoniranje se također koristi u pročišćavanju otpadnih voda od fenola, naftnih derivata, cijanida, sulfida i drugih nečistoća opasnih za okoliš. Atmosferski ozon igra važnu ulogu za cijeli život na planeti. Formirajući ozonski omotač u stratosferi, štiti biljke i životinje od oštrog ultraljubičastog zračenja. Stoga je problem nastanka ozonskih rupa od posebne važnosti. Najveća ozonska rupa promjera preko 1000 km prvi put je otkrivena 1985. godine, na južnoj hemisferi, iznad Antarktika.
Koja je važnost ozonskog omotača u održavanju života na Zemlji, saznat ćete iz ovog članka.
Važnost ozona za život na Zemlji
Ozon je tvar koja sadrži molekulu koja se sastoji od 3 atoma kisika. U normalnim vremenskim uvjetima, to je plavkasti plin. Kada se primijeti smanjenje temperature, ozon prelazi u tekuću fazu s indigo bojom. Budući da je u čvrstom obliku, ova tvar tvori tamnoplave ili čak crne kristale. Ozon ima karakterističan miris i lako ga je osjetiti nakon grmljavine. Ovaj termin je u znanstveni promet uveo njemački kemičar Schönbein 1840. godine.
Iznad Zemljine površine ozon stvara jedinstven ozonski omotač na visini od 20-40 km. Nastala je pod utjecajem sunčevog ultraljubičastog zračenja u gornjim slojevima atmosfere i od velike je važnosti u životu svih živih bića na planeti.
Ozonski omotač i njegov značaj
Značaj ozonskog omotača za biosferu je u tome što apsorbira zrake iz svemira koje su štetne za životinje i zdravlje ljudi. To je vrsta filtera koji odgađa elektromagnetsko i ultraljubičasto zračenje sunca. Ali danas dolazi do uništenja ozonskog omotača, kroz emisije u atmosferu freona – organske tvari koja u njemu stvara rupe. Kao rezultat toga, njegova zaštitna djelovanja su osjetno pogoršana. Svakog proljeća, iznad Antarktika, u ozonskom omotaču nastaje rupa veličine Sjedinjenih Država.
Oštećenje ozonskog omotača utječe na klimu. Budući da zadržava toplinu raspršenu s površine planeta, smanjenje njegove razine dovodi do promjene smjera prevladavajućih vjetrova i vremena. U budućnosti na Zemlji znanstvenici predviđaju neuspjehe uroda, suše, nestašicu hrane i glad. I takva tužna slika, ako se ništa ne poduzme, doći će za 100 godina.
Utjecaj ozonskog omotača na žive organizme
Život na Zemlji bio bi drugačiji da ga ozonski omotač od tri milimetra ne štiti. Kad bi ozonski ekran danas nestao, život bi mogao postojati samo duboko pod vodom ili u vodama oceana.
Kao što smo već rekli, ozonski omotač upija kratkovalne štetne ultraljubičaste zrake. Smanjenje njegove koncentracije štetno djeluje na žive organizme. Kod ljudi i životinja opažene su razne patologije: poremećena funkcija pluća, bolesti imunološkog i živčanog sustava, rak mrežnice i kože. Povećani utjecaj ultraljubičastog zračenja mijenja čitave ekosustave, a posebice životni ciklus fitoplanktona i kopnene vegetacije.
Nadamo se da ste iz ovog članka naučili koliko je ozon važan za život.
