Исследовательская работа «озоновые дыры»



Скачать 137.8 Kb.
Дата01.05.2016
Размер137.8 Kb.
ТипИсследовательская работа
МБОУ «Куркиёкская средняя общеобразовательная школа»

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

«ОЗОНОВЫЕ ДЫРЫ»

Работу выполнила:

ученица 10 класса

Гущина Светлана

Учителя:

Павшукова Г.И

Лапина И.Я.

2013


Содержание:

I.Введение 3

II.Основная часть 4

2.1. История 4

2.2. Что такое озон? 4

2.3. Что такое озоновый слой? 4

2.4. Что такое озоновая дыра? 5

2.5.Образование озоновых дыр 5

2.6.Антропогнные загрязнения 5

2.7.Естественные процессы 7

2.8.Озоновая дыра над Антарктидой 8

2.9. Последствия образования озоновой дыры 8

2.10. Восстановление озоновых дыр 8

2.11. Пути решения проблемы озоновых дыр. 9

III.Практическая часть 10

3.1.Социологический опрос 10

IV.Заключение 11

V. Информационные ресурсы 12



Введение.

Озоновые дыры представляют собой явление низкой концентрации озона в стратосфере, которая находится в верхней атмосфере земли на высоте от 10 до 50 км, где присутствует слой повышенной концентрации озона, называемый озоносферой.

Озоновые дыры располагаются, в основном, в полярных регионах, таких, как Антарктида. А в последнее время наблюдается в районе Южной Аргентины и Чили.

По данным ежегодно проводимых исследований, в этих областях содержание озона уменьшается примерно на три процента в год. В настоящее время истощение озонового слоя составляет около 50% от первоначального состояния..

Я считаю, что локальное падение концентрации озона может привести к катастрофам на Земле.

Цель работы: провести исследование и анализировать материал, выяснить к чему приведут озоновые дыры в атмосфере.

Задачи:

1.Подобрать и проанализировать материал.



2.Узнать,можно ли предотвратить появление озоновых дыр.

3.Практическая часть работы

4.Сделать выводы и заключение

Методы исследования: наблюдение, описание, систематизация, обобщение, анализ



История

Озоновая дыра диаметром свыше 1000 км впервые была обнаружена в 1985 году, на Южном полушарии, над Антарктидой, группой британских учёных: Дж. Шанклин, Дж. Фармен , Б. Гардинер ,опубликовавших соответствующую статью в журнале Nature. Каждый август она появлялась, а в декабре — январе прекращала своё существование. Над Северным полушарием в Арктике образовывалась другая дыра, но меньших размеров. На данном этапе развития человечества, мировые ученые доказали, что на Земле существует громадное количество озоновых дыр. Но наиболее опасная и крупная расположена над Антарктикой.



Что такое озон?

Озон — это особая форма кислорода. Большинство молекул кислорода воздуха состоит из двух атомов. Молекула же озона состоит из трех атомов кислорода. Озон образуется под действием солнечного света. При столкновении фотонов ультрафиолетового света с молекулами кислорода от них отщепляется атом кислорода, который, присоединившись к другой молекуле, образует озон.



Что такое озоновый слой?

Озо́новый слой — часть стратосферы на высоте от 12 до 50 км (в тропических широтах 25—30 км, в умеренных 20—25, в полярных 15—20), в которой под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца молекулярный кислород (О2) диссоциирует на атомы, которые затем соединяются с другими молекулами О2, образуя озон (О3). Относительно высокая концентрация озона (около 8 мл/м³) поглощает опасные ультрафиолетовые лучи и защищает всё живущее на суше от губительного излучения.

Благодаря нагреванию воздуха вследствие поглощения озоном солнечных лучей возникает температурная инверсия, то есть повышение температуры с высотой. Таким образом тропосфера и стратосфера разделяются тропопаузой и смешивание воздуха между этими слоями атмосферы затруднено.

Более того, если бы не озоновый слой, то жизнь не смогла бы вообще выбраться из океанов и высокоразвитые формы жизни типа млекопитающих, включая человека, не возникли бы. Наибольшая плотность озона встречается на высоте около 20—25 км, наибольшая часть в общем объёме — на высоте40 км. Если бы можно было извлечь весь озон, находящийся в атмосфере, и сжать под нормальным давлением, то в результате вышел бы слой, покрывающий поверхность Земли толщиной всего 3 мм. 

Что такое озоновые дыры?

Озо́новая дыра́ — локальное падение концентрации озона в озоновом слое Земли. По общепринятой в научной среде теории, во второй половине XX века всё возрастающее воздействие антропогенного фактора в виде выделения хлора и бромсодержащих фреонов  привело к значительному утончению озонового слоя, см., например, доклад Всемирной метеорологической организации.

Образование озоновых дыр

К уменьшению концентрации озона в атмосфере ведёт совокупность факторов, главными из которых является гибель молекул озона в реакциях с различными веществами антропогенного и природного происхождения, отсутствие солнечного излучения в течение полярной зимы, особо устойчивый полярный вихрь, который препятствует проникновению озона из приполярных широт, и образование полярных стратосферных облаков , поверхность частиц которого катализируют реакции распада озона. Эти факторы особенно характерны для Антарктики, в Арктике полярный вихрь намного слабее ввиду отсутствия континентальной поверхности, температура выше на несколько градусов, чем в Антарктике, а ПСО менее распространены, к тому же имеют тенденцию к распаду в начале осени. Будучи химически активными, молекулы озона могут реагировать со многими неорганическими и органическими соединениями. Главными веществами, вносящими вклад в разрушение молекул озона, являются простые вещества (водород, атомы кислородахлораброма), неорганические (хлороводородмонооксид азота) и органические соединения (метан, фторхлор- и фторбромфреоны, которые выделяют атомы хлора и брома). Основными разрушителями озона являются фреоны. Это утверждение справедливо для средних и высоких широт. В остальных хлорный цикл ответственен только за 15—25 % потерь озона в стратосфере. При этом необходимо отметить, что 80 % хлора имеет антропогенное происхождение. Фреоны (хладоны) — техническое название группы насыщенных алифатических фторсодержащих углеводородов, применяемых в качестве хладагентов, пропеллентов, вспенивателей, растворителей.



Антропогенные загрязнения.

NО образуется в двигателях внутреннего сгорания. Соответственно запуск ракет и сверх звуковых самолетов приводит к разрушению озонового слоя. Источником NО в стратосфере служит также газ N2О, который устойчив в тропосфере, а в стратосфере распадается под действием жесткого ультрафиолетового излучения.

 

Широкое использование ископаемых богатств сопровождается выделением в атмосферу больших масс различных химических соединений. Большинство антропогенных источников сконцентрировано в городах, занимающих лишь небольшую часть территории нашей планеты. В результате движения воздушных масс с подветренной стороны больших городов образуется многокилометровый шлейф загрязнений.



 

Общая загрязненность воздуха возрастает, источником которого является автомобильный транспорт. 

 

Вторым по мощности источником антропогенных органических загрязнителей служит промышленное производство. В выбросах предприятий химической и нефтехимической промышленности присутствует широкий ассортимент загрязнителей: компоненты исходного сырья, промежуточные, побочные и целевые продукты синтеза. Так, в газовых выбросах заводов синтетических моющих средств содержатся алканы, а также карбонильные соединения, эфиры, карбоновые кислоты. Заводы синтетического каучука загрязняют воздух исходными мономерами и растворителями. Предприятия лесохимической промышленности выделяют альдегиды, кетоны, спирты и карбоновые кислоты, множество терпенов (терпены-углеводороды, продукты жизнедеятельности растений, молекулы которых построены из изопреновых звеньев). Целлюлозно-бумажные комбинаты выбрасывают большие газообразных веществ (одорантов), таких, как метил- и диметилсульфиды, диметилдисульфиды, а также формальдегид, спирты и фенолы.



 

Заметным источником органических загрязнителей атмосферы становится коммунальное хозяйство городов (жилые и общественные здания, предприятия тепло- и водоснабжения, химчистки, свалки). Хотя вклад этого источника в суммарную антропогенную эмиссию невелика, отсюда поступают основные количества опасных долгоживущих загрязнителей (например, диоксидов), поэтому они участвуют в формировании глобального фона некоторых органических экотоксикантов.

 

Будучи химически активными, молекулы озона могут реагировать со многими неорганическими и органическими соединениями. Главными веществами, вносящими вклад в разрушение молекул озона, являются простые вещества (водород, атомы кислорода, хлора, брома), неорганические (хлороводород, моноксид азота) и органические соединения (метан, фторхлор- и фторбромфреоны, которые выделяют атомы хлора и брома). В отличие, например от гидрофторфреонов, которые распадаются до атомов фтора, которые, в свою очередь, быстро реагируют с водой образуя стабильный фтороводород. Таким образом, фтор не участвует в реакциях распада озона. Йод также не разрушает стратосферный озон, так как йодсодержащие органические вещества почти полностью расходуются ещё в тропосфере.



Естественные процессы разрушения озонового слоя

Процессы дегазации мантии Земли сопровождаются выделением широкого спектра органических соединений. Так, в пробах газов вулканов острова Кунашир и Камчатки идентифицировано около 100 органических соединений с длиной цепи до 12 углеродных атомов. Источников богатых углеводородами газов являются грязевые вулканы, чаще всего встречающиеся в нефтеносных областях.

 

Земная кора содержит различные газы в свободном состоянии, сорбированные разными породами и растворённые в воде. Часть этих газов по глубинным разломам и трещинам достигают поверхности Земли и диффундирует в атмосферу. О существовании углеводородного дыхания земной коры говорит повышенное, по сравнению с глобальным фоном, содержание метана в приземном слое воздуха над нефтегазоносными бассейнами.



 

Проведенные исследования показали, что в газах вулканов Никарагуа содержится заметное количество фторуглеводорода. Анализ проб воздуха, отобранных из кратера вулкана Масайя, также показали наличие в них фреонов наряду с другими органическими соединениями. Присутствуют галогенуглеводороды и в газах гидротермальных источниках. Эти данные потребовали доказательств того, что обнаруженные фторуглеводороды не имеют антропогенного происхождения.

 

Исследуя это явление совместно с австралийскими коллегами, одна из его первооткрывателей С.Соломон установила, что химические реакции, разрушающие озон, происходят на поверхности ледяных кристаллов и любых иных частиц, попавших в высокие стратосферные слои над полярными районами.



 

Так, до сих пор способствуют образованию озонных дыр твердые частицы, попавшие в стратосферу еще в 1991 году при извержении вулкана Пинатубо на Филиппинских островах. Эти частицы вулканического происхождения придают хлору, поступающему в атмосферу с аэрозолями хлорфторуглеводородов, большую эффективность в процессах разрушения ими озоносферы.

 

Химические реакции с участием сульфатных частиц, извергнутых вулканом, значительно ускоряют истощение озона над Южным полушарием Земли: согласно наблюдениям, реакции ускорялись почти на 3%, и только теперь данный эффект начал исчезать.



 

Озоновая дыра над Антарктидой.

Многие не понимают, почему озоновая дыра образуется в Антарктике, когда основные выбросы фреонов происходят в Северном полушарии. Дело в том, что фреоны хорошо перемешаны в тропосфере и стратосфере. Ввиду малой реакционной способности они практически не расходуются в нижних слоях атмосферы и имеют срок жизни в несколько лет или даже десятилетий. Поэтому они легко достигают верхних слоёв атмосферы. Антарктическая «озоновая дыра» существует не постоянно. Она появляется в конце зимы — начале весны. Причины, по которой озоновая дыра образуется в Антарктике, связаны с особенностями местного климата. Низкие температуры антарктической зимы приводят к образованию полярного вихря. Воздух внутри этого вихря движется в основном по замкнутым траекториям вокруг Южного полюса. В это время полярная область не освещается Солнцем, и там озон не возникает. С приходом лета количество озона увеличивается и снова выходит на прежнюю норму. То есть колебания концентрации озона над Антарктикой — сезонные. Однако, если проследить усреднённую в течение года динамику изменения концентрации озона и размера озоновой дыры в течение последних десятилетий, то имеется строго определённая тенденция к падению концентрации озона.



Озон разрушается не только над Антарктикой. Уровень озона также падает во всей атмосфере. Это показывают результаты долговременных измерений концентрации озона в разных точках планеты.
Последствия образования озоновой дыры

Озоновая дыра представляет опасность для живых организмов, поскольку озоновый слой защищает поверхность Земли от чрезмерных доз ультрафиолетового излучения Солнца. Ослабление озонового слоя усиливает поток солнечной радиации на землю и вызывает у людей рост числа раковых образований кожи. Также от повышенного уровня излучения страдают растения и животные.

 

Восстановление озонового слоя 

Проблема сокращения озона в атмосфере сразу привлекла к себе внимание мирового сообщества. В 1985 году была принята Венская конвенция об охране озонового слоя. В 1987 году был принят Монреальский протокол, по которому определили перечень наиболее опасных хлорфторуглеродов, и страны-производители хлорфторуглеродов обязались снизить их выпуск. В июне 1990 года в Лондоне в Монреальский протокол внесли уточнения: к 1995 году снизить производство фреонов вдвое, а к 2000 году прекратить его совсем.

 

Человечеством были приняты меры по ограничению выбросов хлор- и бромсодержащих фреонов (хладонов) путем перехода на фторсодержащие фреоны. Однако процесс восстановления озонового слоя должен занять несколько десятилетий из-за большого объемом накопленных в атмосфере фреонов, которые имеют период распада в десятки и сотни лет. Поэтому затягивание озоновой дыры не стоит ожидать ранее 2048 года.



Пути решения проблемы озоновых дыр.

1. Интересен тот факт, что озоновая дыра ежегодно появляется в августе, тем самым наводя на все человечество ужас, а ближе к декабрю она исчезает, будто ее и не было. Но Антарктида и Мировой океан большую часть года находятся под озоновой дырой! Ученые-исследователи пришли к заключению, что хотя озоновая дыра расположена над Антарктидой, она влияет на осадки в южном полушарии, на изменение климата на планете.



2. Последнее время участилось выпадение экстремальных осадков, а они, в свою очередь, вызывают стихийные бедствия (наводнения, оползни). До сих пор не установлено, кто виновник возникновения озоновых дыр. Может причиной их возникновения являются полеты в космос, результат деятельности человека или парниковый эффект, но понятно одно - озоновый слой становится тоньше, а это уже всеобъемлющая проблема.

3. Впрочем, антропогенный фактор - лишь одна из составляющих проблемы. Есть теория, что планета сама разрушает себя, вытесняя человечество при помощи радиации (читай - раковых заболеваний). Дело в том, что карта озоновых дыр совпадает с картой месторождений метана, именно поэтому можно говорить о том, что дыры были всегда. Хотите помочь - откажитесь от аэрозольных упаковок, будь то дезодоранты, освежители и пр. Не выпускайте фреон - следите за целостностью системы в холодильнике, автомобиле и т.д.

4. Протестуйте вместе с «зелеными», подписывайте воззвания правительствам мира - чем больше активистов, тем больше шанс, что вас услышат.

5. Генеральная Ассамблея в 1994 году 16 сентября объявила Международным днем по охране озонового слоя. В 1987 году Россия и еще 36 стран подписали документ, соблюдая который страны-участники обязаны ограничить или прекратить производство веществ, разрушающих озон.

6. Повсеместно ведется наблюдение за крупными предприятиями, как они соблюдают законодательство по охране атмосферного воздуха. Страны произвели остановку производства хлорфторуглеродов. Ученые считают, что эти принятые меры (если виновником возникновения является человек) помогут обновить озоновый слой к 2060 году, но до этого времени нарушение озонового слоя сильно повлияет на климат.

Практическая часть работы.

Вывод.

Опросив респондентов, я пришла к выводу, что большинство из них знают о том, что существует проблема озоновых дыр и осознают всю их опасность, но не имеют представления, как долго озоновый слой восстанавливается.



Заключение.

В наши дни люди перестали задумываться, что может произойти, если небрежно относиться к природе и к каким последствиям это может привести. Озоновые дыры один из примеров того, что может произойти с планетой, ведь если озоновый слой полностью исчезнет, это будет глобальной катастрофой. Исследовав тему возникновения озоновых дыр и предположив, что локальное падение концентрации озона может привести к катастрофам на Земле я пришла к выводу, что моя гипотеза подтвердилась.



Теперь вы знаете, почему необходимы всевозможные меры по сохранению нашего «защитного зонтика», озонового слоя. Это не только спасения самих себя, но и всего живого на земле. Ведь невозможно представить жизнь без зелёных лесов, чистой воды с плещущимися в ней рыбками, мирных птиц в чистом небе, и всего того, что мы называем « Живая планета». Так пусть никогда не прекратиться на ней жизнь, и разум восторжествует над силами невежества и разрушения.

Информационные ресурсы.

  • http://www.voprosy-kak-i-pochemu.ru/chto-takoe-ozonovyj-sloj-i-pochemu-ego-razrushenie-vredno/#ixzz2nGikRJ71

  • slovari.yandex.ru — словарь по естественным наукам: озоновая дыра;

  • ru.wikipedia.org — Википедия: озоновая дыра;

  • dic.academic.ru — словари и энциклопедии на Академике: озоновая дыра;

  • endec.ru — озоновые дыры.




База данных защищена авторским правом ©ekollog.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал