Экологические функции озонового слоя

С 1985 года охрана озонового слоя стала одним из важных направлений деятельности для многих стран мира. Поиски консенсуса в ходе продолжительных и трудных переговоров и консультаций завершились 16 сентября 1987 года, когда тридцать шесть стран подписали документ, получивший название «Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой». В последующие годы были приняты четыре поправки к Монреальскому протоколу, скорректировавшие (в сторону ужесточения) обязательства, вытекающие из этого международного документа. По состоянию на сегодняшний день сторонами Венской конвенции и Монреальского протокола являются 197 стран, Лондонской поправки (1990 г.) — 196 стран, Копенгагенской поправки (1992 г.) — 195 страны, Монреальской поправки (1997 г.) — 188 страна, Пекинской поправки (1999 г. — 175 стран.

Монреальский протокол учитывает технологический и экономический уровни различных стран. Поскольку принятие мер по защите озонового слоя (прежде всего—отказ от ОРВ), требовало много времени и средств, развивающимся странам была предоставлена отсрочка. Тем не менее, вещества с наибольшим озоноразрушающим потенциалом (ОРП) – хлорфторуглероды (ХФУ) и галлоны (бромхладоны) – практически полностью выведены из обращения.

Все это время не прекращались наблюдения за стратосферным озоном, позволившие сделать вывод о действенности предпринятых мер по охране озонового слоя. Минимум концентрации был достигнут в 1997 году, что вполне объяснимо — газы из нижних слоев атмосферы попадают в верхние ее слои с задержкой в несколько лет. После 1997 года начал наблюдаться постепенный рост концентрации озона. При этом, максимум концентрации хлора в атмосфере был отмечен в 1993 году, и за последние годы его содержание снизилось на 15%. Конечно, об отсутствии ХФУ в атмосфере и полном восстановлении озонового слоя говорить еще рано — например, время жизни в атмосфере R12, производство которого прекратилось только к 1 января 2010 года, а заправленное им оборудование продолжает работать, составляет около ста лет. Тем не менее, наблюдения дают понять, что сохранение озонового слоя – задача выполнимая при условии участия в ее решении всех государств планеты.

В 2007 году Сторонами Монреальского протокола было принято решение об ускорении вывода из обращения ГХФУ. Изначально предполагавшийся график поэтапного вывода из оборота ГХФУ был «ускорен», в результате чего все развитые страны (включая Российскую Федерацию) должны к 2015 году сократить объем производства и потребления ГХФУ на 90% от базового уровня, что составит для нашей страны предельный уровень в 399,6 т ОРП.[7]

 

 

 

Меры по предотвращению истощения озонового слоя, предпринимаемые в Российской Федерации:

Подписав Монреальский протокол, Россия взяла на себя определенные обязательства по решению проблемы истощения озонового слоя.

Производство в Российской Федерации озоноразрушающих веществ (ОРВ), перечисленных в приложениях А, В и Е к Монреальскому протоколу по веществам, разрушающим озоновый слой, было прекращено в конце 2000 года. К этим веществам относятся: хлорфторуглероды (ХФУ), четыреххлористый углерод (ЧХУ), метилхлороформ (МХФ), галоны и бромистый метил. Именно эти вещества являются основной причиной истощения озонового слоя. В настоящее время перед нашей страной стоит задача выполнения второго этапа Монреальского протокола – обеспечение поэтапного вывода из обращения ОРВ, перечисленных в приложении C к Монреальскому протоколу, т.е. – гидрохлорфторуглеродов (ГХФУ).

 

В конце октября 2009 года в Министерстве природных ресурсов и экологии Российской Федерации прошла конференция, посвященная ограничению оборота веществ, способствующих разрушению озонового слоя Земли. В ее рамках были разработаны предложения к Плану поэтапного сокращения производства и потребления ГХФУ, предусматривавшие внедрение системы квотирования производства и ввоза этих веществ, а также поэтапного сокращения их потребления в ряде секторов российской экономики.

Задержки с утверждением квот на импорт ОРВ и отсутствие собственного производства самого популярного ГХФУ – R22 привели к дефициту этого и других хладонов уже к концу февраля 2010 года.

Отсутствие понимания серьезности проблемы истощения озонового экрана и недостаток доступной информации о перспективах ГХФУ в качестве приемлемого технического решения для многих видов применения привел к тому, что на протяжении последних лет возросли объемы потребления этих хладонов, являющихся, хотя и в меньшей степени, чем ХФУ, причиной разрушения озонового экрана, а кроме того, обладающих большим потенциалом глобального потепления (ПГП). В частности, на территории страны был осуществлен перевод значительной части стратегических хранилищ продовольствия на R22 в многочисленных супер- и гипермаркетах, на продуктовых складах и терминалах было установлено новое холодильное оборудование, заправленное этим хладагентом. То же касается и кондиционеров, особенно бытовых: недорогое в эксплуатации и обслуживании, надежное оборудование на R22 различных производителей (преимущественно – азиатских) ввозилось (и, заметим, ввозится вплоть до настоящего времени) в нашу страну в объеме миллионов единиц. И чем большими запретами такое оборудование обрастало в развитых странах, тем доступнее оно становилось для нашего рынка. В сезон 2010 года, когда лето преподнесло жаркий сюрприз почти на всей Европейской части России, наблюдался рост продаж кондиционирующего оборудования, работающего на R22. Эти же тенденции наблюдались в 2011 году и, по всей видимости, продолжатся в 2012 году. Необходимость дальнейшего ремонта и сервисного обслуживания холодильного и климатического оборудования, а также обеспечения функционирования мощностей по производству теплоизоляционных изделий и материалов создало предпосылки для нелегального ввоза ГХФУ, чему способствовали отсутствие специальной аппаратуры для обнаружения и идентификации хладонов на таможенных постах и недостаточный уровень подготовки таможенных сотрудников.

К сожалению, универсальной альтернативы самому массовому ГХФУ – R22, способной его заменить во всех видах климатической и холодильной индустрии, нет. Такие хладагенты, как R410А и R134a способны его заменить лишь для ряда видов применения и рассматриваются в качестве временного решения, т.к. гидрофторуглероды (ГФУ) являются мощными парниковыми газами и подпадают под действующие и будущие ограничения в сфере предотвращения глобальных климатических изменений.

Приемлемой с экологической точки зрения (то есть, не способствующей ни деградации озонового слоя, ни возникновению парникового эффекта) альтернативой ГХФУ остаются природные хладагенты, такие, как диоксид углерода, аммиак и углеводороды (пропан, изобутан). Однако у каждого из них есть свои недостатки: углекислотная система требует рабочего давления не ниже 80 бар, аммиак ядовит и горюч, углеводороды взрывоопасны.

В сфере производства вспененных материалов опробованы технологии с использованием альтернативных вспенивающих агентов, практически не уступающих ГХФУ по потребительским свойствам: такие, как диоксид углерода в жидком виде или в смеси с этанолом или водой, пентан и циклопентан, и технологии работы с ними давно отработаны. Проблемы могут возникнуть лишь при техническом перевооружении предприятий, т.к. для его осуществления потребуется замена технологического оборудования и оснастки.

В рамках Проекта ЮНИДО/ГЭФ – Минприроды России предполагается оказать содействие ряду промышленных предприятий по выводу ГХФУ из оборота и переходу на безопасные для озонового слоя и климата планеты природные вещества. Для осуществления этой стратегии потребуется реализация целого комплекса мер: конверсия предприятий, обучение и сертификация монтажников и специалистов, создание предприятий для сбора, регенерации и утилизации ГХФУ и других видов ОРВ, составление реестра существующих банков ОРВ и обеспечение функционирования ряда секторов российской экономики в переходный период.[6]

 

Заключение:

 
В результате продолжающегося антропогенно обусловленного разрушения озонового слоя ультрафиолетовое излучение на поверхности Земли увеличивается, что может привести к пагубным последствиям для человека и биосферы в целом. По данным ООН, сокращение озонового слоя всего на 1% приводит к появлению у людей 100 тыс. новых случаев катаракты и 10 тыс. случаев рака кожи. Последствия убыли озона могут быть угрожающими, они могут привести к более чем 3 млн. смертельных случаев от рака кожи до 2030 года и 19 млн. - до 2060 года. Число глазных заболеваний (катаракты) может увеличиться на 130 млн. до 2060 года; примерно 50% из них придется на долю развивающихся стран. 
 
Число этих заболеваний растет. В США за 7 лет количество случаев заболевания одним из самых опасных видов рака кожи (меланомой) возросло на 3-7%. 
 
Кроме увеличения заболеваемости, существует множество других трудно учитываемых воздействий на здоровье человека и животных (например, снижение иммунитета), на урожаи сельскохозяйственных культур, на водные экосистемы и др. 
 
Прогнозы, сделанные с учетом данных о прошлых выбросах ОРВ и максимальных уровней сокращения выбросов ОРВ согласно Монреальскому протоколу, показали, что полное восстановление озонового слоя может произойти лишь к середине XXI века, причем только при условии соблюдения всех договоренностей о сокращении выбросов ОРВ. Максимального разрушения слоя озона следует ожидать в течение первых двух десятилетий XXI века.  
 
Проблемы озона стали важной частью ряда международных исследовательских программ: Всемирной программы исследований климата, Международной геосферно-биосферной программы, а также отдельных проектов по озону. Основные результаты, полученные за последние годы и представленные в отчете WMO/UNER-19981, свидетельствуют о следующем. 
1. Скорость спада стратосферного озона в средних широтах замедлилась, поэтому реальные потери озона оказались меньше, чем прогнозируемые в 1994 году. 
2. Антарктическая озоновая дыра весной сохранялась каждый год при спаде общего содержания озона, обычно составлявшем 40 - 55% в сентябре-октябре, но в отдельные недели возраставшем до 70%. Максимальный спад имел место в 1998 году. 
3. В умеренных широтах северного полушария тренд спада общего содержания озона был максимальным в слое 15-40 км (больше 7% за 10 лет) и минимальным (2% за 10 лет) на высоте около 30 км. Основная доля спада общего содержания тропосферного озона пришлась на слой между тропосферой и высотой 5 км. В понимании причин и роли изменений озонового слоя все еще существуют определенные неясности. Проведенные после извержения вулкана Пинатубо в 1991 году измерения привели к выводу о существенном влиянии этого важного события на стратосферный озон. Подтверждены новыми исследованиями данные о воздействии дозвуковых и сверхзвуковых самолетов на тропосферный и стратосферный (нижнего слоя) озон. Выбросы в атмосферу газов, обусловленные спутниками и сверхзвуковыми летательными аппаратами (один из наиболее важных компонентов - за счет твердотопливных ракет), являются на больших высотах единственным видом прямых антропогенных выбросов. 
 
Совершенно очевидно, что озон влияет на ультрафиолетовую и длинноволновую радиацию, на атмосферную циркуляцию, оказывает прямое воздействие на растения и животных. Более того, озон является главным компонентом химических процессов с участием следовых газов, протекающих как в тропосфере, так и в стратосфере. Существуют связи между химическими, радиационными и динамическими процессами, ответственными за изменения озона, неполный учет которых вносит существенные неопределенности в оценке воздействий на слой озона. 
 
Поведение озона очень сложно, и ряд явлений объяснить пока не удается. Пока, например, непонятен наблюдаемый в средних широтах незначительный рост ультрафиолетового излучения со временем. Замедление разрушения озонового слоя в атмосфере Земли над Северным полушарием, зарегистрированное в последнее время специалистами ВМО, объясняется естественными процессами - глобальным потеплением в стратосфере над Арктикой и изменением направления преобладающих воздушных потоков. Однако в Южном полушарии истощение озонового слоя в 2000 году (в октябре) тем не менее достигло рекордной отметки. 
 
Некоторые специалисты полагают, что восстановление озонового слоя в атмосфере Земли может иметь неприятные последствия для человечества: загрязнение земной атмосферы усилится из-за снижения концентрации ОН-групп, которые, связываясь с S и СН4, выводят их из атмосферы. 
 
Совершенно иную роль играют изменения концентрации озона в приземном слое атмосферы, составляющего около 10% от общего содержания озона. Хотя эта роль пока окончательно не ясна, оценки показали, что с начала промышленной революции до настоящего времени произошло существенное увеличение содержания озона в тропосфере. Установлено, что он является важным парниковым газом, и вносит определенный вклад (10 - 20%) в потепление климата. Изучается вопрос о влиянии тропосферного озона на химию свободной тропосферы. Важной особенностью является связь тропосферного озона с образованием фотохимического смога. 
 
Изменения стратосферного и тропосферного озона по-разному влияют на климат и экосистемы. Специфика их влияний создала определенную основу для того, чтобы считать, что стратосферный озон играет положительную роль, а тропосферный - отрицательную. В то же время есть точка зрения, что опасность, обусловленная наблюдаемым снижением содержания стратосферного озона, преувеличена.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы:

 

1.Никитин  Д.П., Новиков Ю.В. «Окружающая среда и человек.»

Учебное пособие для студентов вузов. – М.: Высшая школа, 1980 г..

 

2. «Круговорот кислорода. Озоновый экран.» Учебный материал

Российской коллекции рефератов.

http://www.referats.net/cgi-bin/referats/rkr/jump.cgi?ID=20073

3. И. К. Ларин, Доктор физико-математических наук  
 
(Институт энергетических проблем химической физики РАН) 
 
Опубликовано в журнале "Наука и жизнь", N 1, 2001 г. Статья «Химия и алхимия озонового слоя»  с. 74-77

4. Белоусов В.В. Последствия разрушения озонового слоя для биосферы. Изв.Ан.СССР Сер.биол.-1991.-№2-с.242-254.

5.  http://ru.wikipedia.org/wiki/Озоновый_слой

6. «Озоновый слой, дегазация Земли, рифтогенез и глобальные катастрофы» В. Л. Сывороткин, Геоинформмарк (Москов, Руссия), 1994 - Всего страниц: 68

7. http://www.ozoneprogram.ru/ozon_sloi/sohranenie_ozona-Официальный Интернет-сайт Проекта ЮНИДО/ГЭФ-Минприроды России