Можем, когда хотим

Как “заштопать” озоновые дыры

Все мы знаем, что жизнь на планете Земля зародилась в океане. Когда морские растения в процессе фотосинтеза выработали избыточное для океана количество кислорода случилась “кислородная революция”, которая привела к изменению состава атмосферы планеты. Сильные электрические разряды и ультрафиолетовое излучение Солнца спровоцировали несложный химический процесс — двухатомные молекулы кислорода превращались в трехатомные молекулы озона. Так, 600 млн. лет назад, на расстоянии 15 — 50 км от поверхности Земли образовалась озоновая пленка. И планета стала пригодной для жизни не только в океане, но и на суше.

Зачем планете озон

Озон светло голубой газ с характерным запахом — запахом свежести после грозы. Его скопление в стратосфере в концентрации 8 мл/м³, называемое озоновым слоем, является защитным щитом для обитателей Земли. Он защищает планету от перегрева, являясь антипарниковым газом. А нас от избыточного воздействия ультрафиолетовых лучей солнца. Умеренное количество этого излучения уничтожает болезнетворные микроорганизмы и окрашивает кожу приятным загаром, но его повышенные концентрации имеют серьезные последствия для человека:

• развитие рака кожи;
• слепота вследствие образования катаракты глаз;
• снижение иммунитета, которое увеличивает распространение инфекционных заболеваний;
  
• генетические заболевания.
  

Ультрафиолетовое излучение также пагубно влияет на океанические экосистемы. Доказано, что в местах обнаружения озоновых дыр киты и дельфины страдают от солнечных ожогов, имеющих необратимые для них последствия. И страдают не только дельфины. Поэтому наличие озонового слоя является обязательным условием существования жизни на Земле.

Плохой и хороший озон

Но есть у озона и другая сторона. Попадая в тропосферу этот газ становится загрязнителем, и, что совсем удивительно ⎼ парниковым газом. Источником для образования “городского” озона являются промышленные и транспортные выбросы. Под действием солнечного света происходят реакции между оксидами азота и летучими органическими соединениями, а одним из продуктов реакций является озон. Будучи сильным окислителем он способен разрушать дерево, резину, ткани и пластик.

Персидский врач и философ Авиценна говорил: “Все есть яд и все есть лекарство. И только доза делает вещество ядом или лекарством”. Это в полной мере относится к озону. В больших концентрациях он способен разрушать легкие человека, его слизистые оболочки и белковые структуры организма.

В тоже время в малых концентрациях озон не только безопасен, но и уничтожает бактерии, вирусы и грибки. Его используется в медицине и косметологии, для очистки воды и дезинфекции воздуха, в разных производственных процессах.

Почему рвется озоновый слой

Озоновый слой, толщина которого в норме всего 3 мм, является неоднородным и нестабильным. Этому способствуют разные причины.

Естественные причины

Есть две основные причины естественного разрушения озонового слоя.

1. Так как озон неустойчивая аллотропия кислорода он легко вступает в реакции с другими веществами, что снижает его концентрацию в стратосфере. Это происходит в результате извержения вулканов, которые выбрасывают большое количество веществ, способных взаимодействовать с озоном, разрушая его.


2. Так как реакция образования озона из кислорода происходит при непосредственном воздействии ультрафиолетовых лучей, то в период полярной ночи над южным и северным полюсом озоновый слой истончается.
   

Антропогенные причины

Механизм антропогенного разрушения озонового слоя аналогичен вулканическому, то есть сводится к реакциям с участием озона. Источники образования реагентов, разрушающих озон, можно разделить на две группы:

Деятельность человека, в результате которой происходят выбросы в атмосферу оксидов азота, активно взаимодействующих с озоном. Самые азотоемкие процессы это:

• производство ядерных взрывов (с 1952 по 1971 год при ядерных взрывах в атмосферу было выброшено более 3 млн. тонн оксидов азота);


• полеты реактивных самолетов (⅓ от ежегодных выбросов оксидов азота);


• использование минеральных удобрений, продуктом переработки которых  почвенными бактериями являются оксиды азота.

Производство и широкое использование хлорфторуглеродов (ХФУ), очень быстро разрушающих озон. Ассортимент подобных веществ достаточно многообразен. Вот лишь некоторые:

• аэрозоли для медицины, пищевой и табачной промышленности, сельского хозяйства;


• полистирольные, фенольные, полиуретановые пены широкого спектра применения;


• галоны (общее название большой группы веществ) для заправки огнетушителей, для морской, оборонной и авиационной промышленности;


• гидрохлорфторуглероды для холодильной промышленности;


• бромистый метил для борьбы с вредителями сельскохозяйственной продукции и обработке помещений;


• растворители, покрытия и клеи на основе ХФУ.

Сколько “дыр” над планетой

Впервые гипотезу о том, что при распаде хлорфторуглеродов (веществ, не встречающихся в природе) может происходить разрушение озонового слоя ученые высказали в 1974 году. Гипотеза основывалась на лабораторных экспериментах. А через 10 лет над Антарктидой было обнаружено истощение озонового слоя площадью 1000 км2. К концу ХХ столетия размер дыры составлял около 25 млн. км2 и располагалась она не только над полюсом, но и над континентом.

Свою озоновую дыру имеет и Арктика. Она не отличается постоянными размерами и периодически “затягивается”, потом появляется вновь.

Так называемая Тибетская дыра над Китаем в разное время достигала размеров от 2 млн. км² до 20 млн. км². Более скромные истончения озонового слоя обнаружены в некоторых регионах Западной Сибири. 

Осознавая последствия Организация объединенных наций обратила внимание человечества на возможную опасность для всего живого на планете. 22 марта 1985 года была подписана Венская конвенция об охране озонового слоя, что обозначило признание глобального характера озоновой проблемы.

Пути решения

В 1987 году 191 страна мира ратифицировала Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой, по которому более 100 веществ были запрещены к выпуску. Согласно этому протоколу государства взяли на себя ответственность за поэтапный отказ от производства и потребления разрушающих озон веществ.

Увы, обещать не всегда значит выполнить. В истории существования Монреальского протокола не раз случались скандалы. Так, в 2018 году, когда производство фреонов по официальным показателям соответствовало нулю, их процент в атмосфере снижался медленнее рассчитанного по периоду их распада. Причем концентрация фреонов сильно отличалась в северном и южном полушарии планеты. Проведя расследование комиссия ООН выяснила, что сложившаяся ситуация оказалась следствием нарушения протокола множеством незарегистрированных производств в странах Восточной Азии.

Верили не все, но результаты есть

В докладе 2018 года Всемирная метеорологическая организация отметила: “Если к концу 1990-х годов разрушение озонового слоя составило порядка 10%, то сейчас озоновый слой восстанавливается со скоростью 1-3% в десять лет. При таких темпах озоновый слой должен полностью восстановиться над Северным полушарием к 2030-м годам, над Южным полушарием ⎼ к 2050-м годам, над полюсами ⎼ к 2060-м годам.”

Таких совместных результатов стало возможно добиться благодаря:

• грамотной научной экспертизе;
• политической воле в реализации принятых решений;
• качественному мониторингу исполнения этих решений.

“Пусть нас воодушевляют результаты нашего сотрудничества в деле сохранения озонового слоя, и давайте проявим такую же волю к оздоровлению планеты и построению более светлого и справедливого будущего для всего человечества”, Генеральный секретарь ООН Антониу Гутерриш.

16 сентября ⎼ международный день охраны озонового слоя.