Результаты новых исследований: озоновый слой восстанавливается
Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой — это международный протокол к Венской конвенции об охране озонового слоя от 1985 года. Он был разработан для того, чтобы защитить истончающийся озоновый слой, прикрывающий Землю от жесткого УФ-излучения Солнца. Проблема была в том, что в промышленности начали массово использовать химические соединения, активно вступающие с озоном в реакцию и разрушающие его.
Кстати, есть версия, что исследования о вреде, наносимом теми же фреонами озоновому слою, проводились при массированной финансовой поддержке коммерческих компаний, которые создали альтернативу хлорфторуглеродам (ХФУ), причем более дорогую. И эти компании решили вытеснить производителей указанных веществ, запустив информационную программу, доказывающую «смертельность» этого хладагента для озона. Версия не доказана, но такое мнение есть. Как бы там ни было, сейчас появились результаты новых исследований, связанных с озоновым слоем. И результаты однозначно демонстрируют одно — озоновые дыры стали затягиваться.
Хлорфторуглероды использовались не только в качестве хладагентов. Они стали широко применяться и в качестве пропеллентов в аэрозольных баллонах, вспенивающих агентов, взрывобезопасных растворителей.
После того, как был принят ряд ключевых решений по запрету использования хлорфторуглеродов в промышленности, возник вопрос о том, как можно оценить влияние такого запрета. Дело в том, что озоновый слой сам по себе довольно динамичен. Есть сезонные колебания и многолетние циклы. Размеры озоновых дыр изменяется в зависимости от сезона и разного рода метеорологических явлений.
Генерирование озона — крайне медленный процесс. Настолько медленный, что люди, которые заявляли о восстановлении озонового слоя, многими воспринимались, как мошенники. Кто-то говорил, что дыры затягиваются, но затем поступали сведения о том, что ничего подобного не случилось, а прореха в защитном слое планеты, наоборот, расширилась.
Хуже всего то, что не только хлорфторуглероды взаимодействуют с озоном — в химическую реакцию с ним вступают и другие химические соединения. Да и погодные условия тоже влияют на озоновый слой, поскольку химические вещества разного рода переносятся воздушными массами в самых разных направлениях. Так что определить влияние именно ХФУ очень сложно, и методик, позволяющих все уточнить, предлагалось очень много. Большинство из них оказались неподходящими.
Решение предложило агентство НАСА. Организация запустила спутник «Аврора», который предназначен, в первую очередь, для отслеживания химического состава атмосферы. Сейчас двое исследователей из НАСА, Центра космических полётов Годдарда, изучают данные наблюдений спутника за продолжительный период времени в несколько лет. Огромное количество информации уже обработано, благодаря чему можно сделать определенные выводы относительно динамики озонового слоя.
Ученые наблюдали за концентрацией как хлорфортуглеродов, так и оксида азота. Как оказалось, динамика переноса первых и второго совпадает, поскольку воздушные массы переносят в Антарктику, где есть озоновая дыра, оба типа веществ примерно из одних и тех же регионов. При этом оксид азота никак не взаимодействует с озоном, поэтому по его концентрации можно, проведя соответствующие корреляции, можно определить и концентрацию приносимых в регион хлорфортуглеродов.
Еще один способ определить динамику концентрации последних — отслеживание наличия в атмосфере соляной кислоты. Дело в том, что хлорфортуглероды, кроме озона, реагируют еще и с метаном, причем продуктом такой реакции является соляная кислота. Зная концентрацию последней в атмосфере, можно выяснить объем прореагировавших ХФУ.
Благодаря всем этим сравнениям ученые смогли доказать, что хлорфортуглеродов поступает в регион Антарктики все меньше с каждым годом.
После проведения всех необходимых исследований ученые сделали следующий вывод: «Все это является доказательством эффективности действий регуляторов в рамках Монреальского протокола — количество хлорфортуглеродов в атмосфере над Антарктикой снижается, а концентрация озона — увеличивается».
Источник
можно ли восстановить озоновый слой искусственно,если да, то почему ученые медлят?
Технически озон конечно можно синтезировать искусственным путём. Кстати, такие миниатюрные устройства можно купить в магазине — для обеззараживания помещений и устранения запахов. В среднем озон на нашем уровне вреден, однако на уровне стратосферы — не просто полезен, но жизненно важен, поскольку он задерживает опасные ультрафиолетовые лучи UV-B — лучи, которые разрушительно действуют на ДНК.
http://en.wikipedia.org/wiki/Ozone_layer
Так что если есть желание синтезировать искусственно озон, то это нужно делать на уровне стратосферы, поскольку озон не устойчивый, а потому доставлять его с поверхности земли не выгодно и небезопасно. Для того, чтобы делать озон нужен кислород (к счастью он есть везде в атмосфере) , а также энергия. На большой высоте наиболее удобный источник энергии — это солнце. Что ещё нам нужно? Да ничего больше — солнце да кислород. Никаких устройств — озон сам образуется. Чтобы его было необходимое количество, его нужно не добывать, а не разрушать. Так, в большинстве стран уже запрещены или сильно ограничены фреоны, которые известно катализируют разрушение озона.
Зачем?
Озон не защищает от ультрафиолета.
Защищает кислород, из которого под действием ультрафиолета образуется озон.
P.S. к тому же, роль людей в каких бы то ни было процессах планетарного масштаба сильно преувеличена, мягко говоря
Кислород слабо защищает от ультрафиолета. Именно озон задерживает опасные ультрафиолетовые лучи UV-B. При это озон разогревает стратосферу
http://www.ozonelayer.noaa.gov/science/basics.htm
Конечно, озон и образуется из кислорода в результате поглощения ультрафиолета кислородом. Оба этих процесса важны для защиты нас от вредной УФ радиации.
Источник
Как залатать «озоновые дыры»?
Из газетной статьи
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.
Из газетной статьи
— 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.
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.
Из газетной статьи
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.
Источник
Победа над собой: как люди залатали озоновую дыру
Свежий отчет Всемирной метеорологической организации и Программы ООН по окружающей среде (опубликован 5 ноября) свидетельствует о том, что достигнутый темп восстановления озонового слоя позволяет прогнозировать возвращение к статус-кво: к 2030 году исчезнет озоновая дыра над Атлантическим океаном, а к 2060-му придет в равновесие озоновый слой над Антарктидой.
Защита от солнца
Озон — это особая форма кислорода — O3, а не O2. Он образуется в атмосфере Земли на высоте 15–30 км в зависимости от широт: в стратосфере молекулы кислорода под воздействием ультрафиолетовой части солнечного спектра распадаются на атомы, потом отдельные атомы соединяются с «целыми» молекулами кислорода. Так получается озон. Он, в свою очередь, взаимодействует с жестким ультрафиолетовым излучением, не давая ему добраться до поверхности Земли. В результате этих процессов наиболее опасные С-лучи не доходят до нас, а B-лучи — только небольшая часть (А-лучи не поглощаются, но они менее опасны). Это эффект огромной важности: нескольких процентов B-лучей хватает, чтобы мы загорали и сгорали, а некоторые заболевали раком кожи. Полноценное облучение Земли солнечным светом сделало бы нашу жизнь невозможной.
Тем не менее в конце 70-х годов XX века озоновый слой стал истончаться неестественными темпами. Виной этому стали фреоны — класс искусственно синтезированных химических соединений, которые использовались как хладагенты, вспениватели и растворители. Попадая в атмосферу, они трансформируются, и продукты их разложения разрушают озон. Когда этот эффект был изучен и подтвержден, начался международный процесс по ограничению использования опасных веществ. Не без сопротивления использовавшей фреоны промышленности процесс вылился в важнейшее международное соглашение — Монреальский протокол. Он был разработан в 1985 году и вступил в силу 26 августа 1989 года. Протокол установил сроки, в течение которых вещества, разрушающие озоновый слой, должны быть сняты с производства и исключены из использования. Документ, уточненный и пересмотренный с тех пор восемь раз, исполняется столь последовательно, что генсек ООН Кофи Аннан в свое время назвал его, возможно, единственным очень успешным международным соглашением.
Урон, нанесенный озоновому слою к концу 1990-х годов, был очень значительным: потери составили до 10%. Но с 2000 года, как говорится в отчете, восстановление идет темпами в 1–3% за десять лет. Для сравнения приводится куда более печальная экстраполяция: если бы промышленность продолжала производство фреонов взятыми во второй половине XX века темпами, две трети озонового слоя исчезли бы к 2065 году.
О достигнутом успехе можно судить по размерам знаменитой озоновой дыры над Антарктидой. Она является сезонной, образуется во время полярной ночи, когда отсутствие солнечного света останавливает синтез озона, и достигает максимального размера в сентябре-октябре, когда в Южном полушарии начинается весна. С наступлением дня она уменьшается и к концу декабря обычно исчезает. В этом году площадь дыры составила 24,8 млн кв. км, что на 16% меньше, чем в рекордном 2006 году — 29,6 млн кв. км.
Наказание нарушителей
Эти успехи возможны благодаря трем факторам: грамотной научной экспертизе, воле в претворении рекомендованных решений в жизнь и качественному мониторингу исполнения этих решений. Последний не так очевиден, как может показаться: в этом году мониторинг и анализ его результатов превратились в международный детективный триллер.
В мае 2018 года группа исследователей из обсерватории на Гавайях сообщила о необычно высокой концентрации одного из запрещенных к использованию веществ — трихлорфторметана (CFC-11). Он был синтезирован для использования в качестве хладагента и вспенивателя и входил в состав аэрозолей. К концу 1980-х годов во всем мире в атмосферу ежегодно попадало около 350 тыс. т CFC-11, но спустя десять лет этот показатель упал до 54 тыс. т. По Монреальскому протоколу его производство и использование должно было быть прекращено к 2010 году (Россия отказалась от него еще раньше — к 2000 году).
Новость вызвала горячие дискуссии: сложно было поверить в массовое производство практически выведенного из употребления вещества. Однако наблюдения с Гавайев были вскоре подкреплены данными из Гренландии, Самоа и Антарктиды. Вероятность ошибки была крайне низкой, но установить наличие выбросов и найти их источник — разные вещи. Тогда ученые из Колорадо применили к собранным данным глобальную климатическую модель, «промотав» ее назад. В результате было сделано предположение, что источник загрязнения находится в Восточной Азии. Британские активисты из неправительственного Агентства экологических расследований (Environmental Investigation Agency) поехали в Китай и действительно нашли незаконное производство: CFC-11 использовался как вспениватель для полиуретановой пены, служащей изоляционным материалом в строительстве. Фабрик-нарушителей нашлось около 20: несмотря на запрет китайского правительства, там стремились воспользоваться дешевым и эффективным материалом. История, как экологам удалось обнаружить подлог, достойна отдельного материала: следователи-добровольцы ухитрились притвориться клиентами фабрик, получив таким образом доступ на производство.
Активистам удалось то, чего не смогли сделать китайские контролирующие органы: теперь информация о нарушениях задокументирована и передана китайским властям и структурам, обеспечивающим исполнение Монреальского соглашения. Все это стало возможно благодаря редкому продуктивному сотрудничеству ученых из разных стран и научных областей, к которым сначала присоединились активисты, а потом — органы власти.
Пример для подражания
Этот эпизод вместе со свежим отчетом ООН заставляет задуматься о том, как Монреальскому соглашению удалось стать действенным, а не декоративным документом. Конечно, при его введении большую роль играла поддержка развитых стран. Они согласились не только следовать условиям договора самим, но и предоставить экспертную и финансовую поддержку развивающимся странам, готовым пойти на его подписание. В соблюдении договора важным было и остается эффективное воздействие всех заинтересованных сторон — как в истории с CFC-11, где это и ученые, и гражданское общество, и официальные лица. В итоге необходимые действия были предприняты очень быстро. От начала изучения воздействия фреонов на атмосферу до принятия Монреальского протокола прошло менее 20 лет.
«Когда протокол был подписан, мы были куда меньше уверены в масштабах риска фреонов по сравнению с тем, что мы знаем сейчас о действии парниковых газов. Чтобы начать действовать, необязательно иметь абсолютную определенность», — приводит Popular Science слова американского климатолога Шона Дэвиса.
Монреальский протокол в какой-то степени может работать и на глобальное потепление. Первоначально хладагенты в машинах и холодильниках, заменившие фреоны, все-таки вызывали парниковый эффект. Но в 2019 году вступит в силу поправка, которая ограничит использование некоторых из этих газов — именно по климатическим причинам.
Но главный вопрос — сможет ли успех Монреальского протокола помочь выполнению гораздо более масштабного Парижского соглашения о климате? Во всяком случае ситуация с фреонами показывает, что, во-первых, нет ничего невозможного или парадоксального в том, что деятельность человека оказывает влияние на нашу среду обитания в планетарном масштабе. А во-вторых, переломить тренд и «вернуть как было» — возможно или как минимум пока возможно.
Источник