Озоновые дыры, причины их применения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Что в первую очередь необходимо знать обычному человеку о проблеме озоновых дыр? По-сути, немного:

· Во-первых, всю поверхность Земли от вредного ультрафиолетового (У-Ф) излучения из космоса защищает очень тонкий слой озона(О₃) в стратосфере.

· Во-вторых, озоновые дыры - это локальное падение концентрации озона в озоновом слое Земли, «дырами» в полном смысле этого слова их не назовешь, это участки поверхности атмосферы, в которых озоновый слой особо тонкий.

· В-третьих, подлинная причина появления озоновых дыр окончательно не установлена. По наиболее распространенной в научной среде теории, в утончении озонового слоя в стратосфере виновато воздействие антропогенного фактора во второй половине ХХ века в виде выделения хлор - и бромсодержащих фреонов (хлорфторуглероды), используемых в аэрозолях и холодильной промышленности.

Так же среди причин образования озоновых дыр назывались запуски космических ракет в гонке вооружений, использование реактивных самолетов, солнечная активность и даже извержения вулканов. Стоит уточнить, что окончательно доказано все это не было, и какой бы стройной, логичной и правильной бы теория не казалась, доказанным фактом от этого она не является.

· И наконец, после подписания Монреальского Протокола в 1987 году большинство стран участвующих в нем (в том числе и СССР) дали обязательства о регулировании производства хлорфторуглеродов, вплоть до полного отказа от их использования в дальнейшем.

Итог: проблема есть, ее вероятный источник обнаружен, и проводятся определенные действия для устранения угрозы. Казалось бы, можно успокоиться, но…

1. История вопроса

Итак, с чего все началось? Я бы начал изложение со времени открытия озона.

Ш Это 1840 год, озон был получен и описан химиком Кристианом Шёнбейном, которого и считают первооткрывателем этого вещества. В 1845 году было выдвинуто предположение, что озон - это одна из форм кислорода. Это предположение получило подтверждение в 1856 году. В 1858 году озон был обнаружен в воздухе, а в 1865 стала известна и его химическая формула - O₃.

Ш В 1912 французские физики Шарль Фабри и Анри Буиссон с помощью спектроскопических измерений У-Ф излучения доказали существование озона в отдаленных от Земли слоях атмосферы.

Ш 1930 год. Британский ученый Сидней Чэмпмен, математик, астроном и геофизик предложил механизм образования озона в атмосфере, названный его именем. В соответствии с ним озон образуется в две стадии, сначала жесткий ультрафиолет с длинами волн меньше 240 нм фотолизует, то есть разрушает, молекулу кислорода на два атома кислорода:

О₂ + hн > 2О

Затем атомы кислорода реагируют с молекулами кислорода:

+ О₂ + М > О₃ + М

и получается молекула озона.

Ш Озоновый слой Земли -- часть стратосферы на высоте от 12 до 50 км (в тропических широтах25--30 км, в умеренных 20--25, в полярных 15--20), в которой под воздействием У-Ф 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/м) 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 высоте 40 км.

Ш Несколько раньше, в 1928 году американскому химику Томасу Мидгли удалось выделить и синтезировать в своей лаборатории химическое соединение, впоследствии получившее название «фреон». Вещество нетоксичное, негорючее и не вызывающее коррозию, а кроме того простое и дешевое в производстве. Как оказалось впоследствии, фреоны - самый страшный враг озонового слоя.

Ш В 1957 году впервые заговорили об значительных колебаниях толщины озонового слоя над Антарктидой. В честь международного геодезического года английские ученые проводили замеры количества озона и были неприятно удивлены. Но тогда еще не было дано определения «озоновая дыра».

Ш В 1974 году химики из Калифорнийского университета Марио Молина (Mario Molina) и Фрэнк Шервуд Роланд (Frank Sherwood Rowland) предположили, что долгоживущие галогеносодержащие соединения, такие, как повсеместно использовавшиеся в то время хлорфторуглероды (ХФУ), попадая в атмосферу, могут разрушать стратосферный озон. Незадолго до этого с похожей гипотезой, касающейся, правда, другого вещества - закиси азота - выступил голландский физик Пол Крутцен (Paul Crutzen).

Ш В 70-е годы Мировое сообщество активно обсуждало проблему утоньшения озонового слоя Земли. Как пример, можно привести подписанный в 1977 году «План действий по озоновому слою в Вашингтоне»

Ш Озоновая дыра диаметром свыше 1000 км впервые была обнаружена в 1985 году, на Южном полушарии, над Антарктидой, группой британских учёных: Джонатаном Шанклиным, Джо Фарменом Брайаном Гардинером, 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.

Ш В том же 1985 году состоялась Венская конференция, на которой все члены ООН и Евросоюза подписали Венскую Конвенцию. Этот документ действовал как основа международных усилий по защите озонового слоя.

Ш 16 сентября 1987 года был подписан «Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой». Впоследствии этот день станет Международным днем охраны озонового слоя (International Day for the Preservation of the Ozone Layer). Протокол определял мероприятия и сроки, в которые развитым и развивающимся странам необходимо уменьшить и прекратить производство, потребление, импорт и экспорт установленных в его приложениях веществ, разрушающих озоновый слой (всего 96 веществ), а также сроки, в какие необходимо провести изъятие этих веществ их хозяйственного оборота. Существенной частью реализации Протокола являются решения, принятые во время заседаний Стран-участников Монреальского протокола, которые дополнили и уточнили требования Протокола, а также Многосторонний фонд вложений, который предоставляет финансовую поддержку развивающимся странам для выполнения требований Протокола (находящиеся в распоряжении фонда средства образуют ежегодные взносы развитых стран).

Монреальский протокол 1987 г. запретил производство хладогенов, которые в последние полвека позволяли сохранять пищевые продукты и тем самым не только позволили сделать жизнь человека более комфортной, но и спасали жизни многим миллионам людей, страдающим от нехватки продовольствия. По мере запрещения дешёвых хладагентов слаборазвитые страны оказались не способны приобретать дорогостоящие рефрижераторы. Поэтому они не могут хранить произведенную ими сельскохозяйственную продукцию. В то время как дорогостоящее импортное оборудование, разработанное в странах инициаторов «борьбы с озоновыми дырами», приносило им немалые доходы. Запрещение хладагентов способствовало повышению смертности населения именно в беднейших странах.

Ш В 1994 году Генеральная Ассамблея ООН провозгласила 16 сентября Международным днем защиты

Ш И наконец, в 1995 году, после двадцати лет, Крутцену, Молине и Роуланду была присуждена Нобелевская премия по химии.

2. Основная часть

Фактически, вся аргументация сторонников Монреальского протокола строится на теории Марио Молины и Шервуда Роланда, и на страхах общественности. Ну и экологам, как всегда нужно было громко о себе заявить. Посмотрим на эту теорию поближе. Еще в 1974 году эти двое американских исследователей открыли хлорный цикл разложения озона, предположив, что активный хлор, который ему способствует, проникает в стратосферу в составе фреонов. Поскольку считается, что фреоны инертны в условиях тропосферы, то они могут постепенно накапливаться в стратосфере. Гипотеза Молины-Роуленда как нельзя лучше вписывалась в кулуарную политику Монреальского протокола.

В выкладках исследователей пестрит много точных данных, но все они касались объема годового выпуска фреонов, который всем и так был хорошо известен и никакой сенсации не составлял. А вот дальнейшие выводы ученых о том, как фреоновые частицы возносятся из нижних слоев атмосферы на стратосферные облака, без эксперимента буквально повисали в воздухе. Все это требовало каких-то подтверждений, и они были обнаружены в Антарктике, наиболее подходившей под параметры гипотезы.

Был проведен эксперимент. Один. Уже одно это должно настораживать. Что же пошло не так, что исследования свернули? На ум приходит одно - появились некие несостыковки с высказанной теорией.

Уже в 1985 году модельные расчеты, выполненные на основе их техногенно-фреоновой гипотезы, стали резко расходиться с данными, получаемыми в результате непосредственного наблюдения. Как пишет главный оппонент Молины и Роуленда, доктор геолого-минералогических наук Владимир Сывороткин, прослеживая судьбу техногенно-фреоновой гипотезы, можно сделать вывод, что она не предсказывала факты, а постоянно подстраивалась под них: «Изначальный постулат о фотолизе фреонов в стратосфере был заменен гетерогенными реакциями в стратосферных облаках в специфических условиях Антарктиды. Однако озоновые аномалии появились в Северном полушарии, где метеоусловия резко отличаются от антарктических. Огромные усилия и средства были брошены на то, чтобы доказать техногенный сценарий и для северных аномалий. Несмотря на затраченные миллионы долларов убедительных результатов получено не было». Только вот кто готов пойти на подобные траты, ради мыльного пузыря?

Как говорили древние римляне: «Ищи кому выгодно». Всплывает название очень крупного химического концерна из США (так же вспоминаем «План действий по озоновому слою» в Вашингтоне) E.I. du Pont de Nemours and Company (в дальнейшем я буду сокращать его как Du Pont). Приглядимся к Du Pont поближе:

В 1970-х годах корпорация владела значительной долей рынка производства и сбыта фреонов -- соединений, которые активно используются, в том числе в холодильной промышленности. Когда учеными было высказано предположение, что фреоны могут подтачивать озоновый слой, DuPont обрушился на них с резкой критикой, в том числе на станицах научного журнала Chemical Week. Гипотеза о фреоновом происхождении озоновой дыры была заклеймена как вздор и научная фантастика. В тоже время различные экологические организации, в том числе Гринпис, подхватили предположение ученых на ура. По миру прокатились волны протестов против производителей фреона, символом новой экологической угрозы стали обыкновенные бытовые холодильники.

Все изменилось, когда DuPont разработала новый вид фреонов, которые вместо хлора (именно он якобы разрушал озоновый слой) содержали фтор. Увы, он оказался не конкурентоспособным - слишком дорогим и значительно менее эффективным. Вот тут и пришло решение поддержать отвергнутую ранее идею и рассказать всему миру о том, что хлорсодержащие фреоны конкурентов способствуют расширению озоновой дыры и таким образом несут гибель всей планете. СМИ охотно растиражировали новую страшилку, об угрозе, в буквальном смысле нависшей над человечеством, узнали даже жители СССР. Дело приняло нешуточный оборот и дошло до заключения уже упомянутого Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой, а также учреждения Международного дня защиты озонового слоя.

Сложно подсчитать доходы DuPont и еще ряда корпораций (в их числе американская Allied Signal Inc, французская Atochem SA, германская Hoechstag, японская Showa Denro KK), которые им принес Монреальский договор, ограничивающий производство определенных химических соединений.

Заключение

Всегда считал, что если человек может повлиять на проблему, то он обязан сделать все в его силах зависящее, чтобы ее решить. Однако в этом конкретном случае, мое мнение не работает. Теории остаются теориями, без доказательств, а вот миллиардные доходы неких компаний - это куда более приземленная, и куда легче доказуемая вещь, тут достаточно представить, во сколько обошлось полное переоборудование холодильной промышленности мира. хлорфторуглерод озоновая дыра монреальский протокол

Получается всего два варианта: либо Du Pont и иже с ними просто очень хорошо заработали на проблеме озоновых дыр после Монреальского протокола, либо все мировое сообщество плясало под дудку этих очень предприимчивых товарищей. Так же нельзя не отметить очень существенный вклад в их дело «Гринписа» и ему подобных «зеленых» организаций, которые просто не могли пройти мимо такого заманчивого шанса громко заявить о себе, и сделать имя на этой проблеме.

При этом я бы не стал говорить о кознях «гнилого» Запада против СССР, мне кажется, этих людей так же обманули, сыграв на их страхах.

Размещено на Allbest.ru