Озон — это обманчиво простое химическое вещество, которое может оказывать огромное влияние на живые существа. Понимание механики озонового слоя имеет решающее значение для понимания значимости проблем, вызванных им. Знание фактов проясняет.
В некотором смысле, опасен ли озон или полезен, зависит от его местоположения в атмосфере. NatGeo указывает, что молекулы озона чрезвычайно реактивны. Реактивность молекул озона имеет свои недостатки и преимущества, отмеченные NOAA:
Нижние и верхние молекулы . Нижние и верхние слои атмосферы содержат одни и те же молекулы озона.
Количество молекул. На каждые 10 миллионов молекул воздуха приходится три молекулы озона.
Хороший озон против плохого. Озон в верхних слоях атмосферы называется стратосферным озоном и помогает защитить живые существа от УФ-В-излучения и широко известен как «хороший озон». Озон в нижних слоях атмосферы, тропосфере, функционально действует как загрязнитель и является «плохим озоном».
Как видно из их названия, идеально подходит больше хорошего и меньше плохого озона, однако загрязнение привело к обращению этой тенденции вспять с различными экологическими последствиями и последствиями для здоровья.
Факты о тропосферном озоне
По данным Пенсильванского государственного университета, только 10% озона в атмосфере находится в нижних слоях атмосферы, где происходит большая часть жизни на Земле . По данным Агентства по охране окружающей среды (EPA Air Quality), озон является одним из наиболее распространенных загрязнителей воздуха. В нижних слоях атмосферы всегда было немного озона. Именно человеческая деятельность увеличила его концентрацию, что сделало его проблемой.
Производство озона
EPA (Озон) объясняет , что озон не выделяется непосредственно любым источником. Он образуется в атмосфере, когда оксиды азота (NOx) и другие летучие органические соединения (ЛОС) реагируют в присутствии солнечного света. Именно по этой причине производство озона выше во второй половине дня. Выбросы автомобилей и электростанций, работающих на ископаемом топливе, а также нефтеперерабатывающих заводов, производящих оксиды азота и углеводороды, приводят к увеличению содержания озона.
Тропосферный озон оказывает много вредного воздействия на людей и экосистемы.
Загрязнитель воздуха
Тропосферный озон вызывает смог . Некоторые важные факты об этом:
Концентрация. Поскольку деятельность человека ответственна за образование озона, его концентрация выше в городах и деревнях по сравнению с сельскими районами, отмечает Университет штата Пенсильвания.
Парадокс озона. Азотистые соединения, которые приводят к образованию озона, также разрушают его, поэтому в деревнях больше смога, чем в городах, потому что в городах концентрация азотистых соединений в воздухе выше. Ученые называют это «парадоксом озона» и являются причиной «эффекта выходных», когда уровни озона повышаются из-за меньшего движения в выходные дни, согласно бельгийскому выпуску по охране окружающей среды .
Плохой озон оказывает пагубное воздействие на людей.
Наиболее пострадавшие — Центр по контролю и профилактике заболеваний (CDC) утверждает, что дети, пожилые люди и люди с проблемами легких больше всего страдают от озона. Это может привести к проблемам с дыханием, свистящему дыханию, астме, повреждению легких и даже смерти.
Смерти в год — Berkeley Lab оценка, 150000 до созревают смерти каждый год можно отнести к загрязнению озона.
Порог вредной концентрации — Пороговый уровень концентрации озона в 0,1 части на миллион (ppm) может быть вредным для людей, согласно CDC (Профессиональные опасности) (стр. 1).
Загрязнение внутри помещений. По данным лаборатории Беркли, загрязнение озоном может происходить и в помещении, где «от 45% до 75% общего воздействия» происходит.
Воздействие на окружающую среду и экосистему
Озон воздействует на растения более чем одним способом. USDA считает , что плохой озон является загрязнителем воздуха , который влияет на здоровье растений больше , чем «всех других загрязнителей воздуха , вместе взятых.»
Рост растений — Департамент природных ресурсов Айовы отмечает, что озон влияет на способность растений дышать, закрывая устьица или небольшие поры на нижней стороне листьев. Также через эти устьица поступает углекислый газ, необходимый для фотосинтеза и производства продуктов питания. Таким образом, нарушается рост растений.
Повреждение тканей — Озон повреждает и повреждает ткани растений из-за некроза и хлороза, поскольку он является сильным окислителем, указывает Министерство сельского хозяйства США. Результат может проявляться как «точечное пятно, бронзирование и покраснение».
Снижение урожайности . Совокупным результатом обоих эффектов озона является потеря урожая. НАСА сообщает о снижении урожайности сельскохозяйственных культур примерно на 5-10%. Двудольные, такие как соя, более восприимчивы к озону, чем однодольные, такие как кукуруза. Например, в 2014 году Индия потеряла 6,7 млн тонн урожая США из-за загрязнения озоном, чего было бы достаточно, чтобы накормить 94 миллиона человек, по данным AtmosNews .
Плодородие почвы. Когда растения производят меньше пищи из-за меньшего количества фотосинтеза, они отправляют и сохраняют меньше углеводов в корнях. Когда растение умирает, в почву высвобождается меньше углерода, что снижает популяцию зависящих от него микробов. Многие из этих микробов необходимы для переработки питательных веществ в почве и поддержания плодородия. Таким образом, по данным НАСА, плодородие почвы также снижается при высоком уровне озона.
Лес — НАСА сообщает, что леса также подвержены озоновому загрязнению, но определить это сложнее.
Глобальное потепление. Тропосферный озон является третьим по величине парниковым газом после двуокиси углерода и метана, отмечает NOAA (GHG), что приводит к глобальному потеплению.
Стратосферный озоновый слой
По данным NatGeo, хороший или стратосферный озоновый слой расположен на высоте от 9,3 до 18,6 миль над поверхностью планеты. По данным Университета штата Пенсильвания, здесь находится 90% озона в атмосфере.
Поддержание функционирующего стратосферного озонового слоя необходимо для жизни на Земле. Большая часть солнечного излучения на самом деле вредна, а именно ультрафиолетовое излучение (УФ-лучи). Жизнь во всей ее нынешней сложности не смогла бы развиваться без защиты озонового слоя.
Ущерб озоновому слою
Проблемы с озоновым слоем получили широкую огласку и внимание с тех пор, как они были впервые выявлены. В 1980-х годах ученые обнаружили, что озоновый слой на полюсах истончается. Вскоре была установлена связь между использованием хлорфторуглеродов (ХФУ) и разрушением озонового слоя, поясняет Союз обеспокоенных ученых (UCS). Вот как ХФУ разрушают озон:
ХФУ, которые широко использовались в холодильниках, кондиционерах и аэрозолях, представляют собой соединения, содержащие хлор и фтор, поясняют в Американском химическом обществе . Хотя ХФУ были инертны в тропосфере, они разрушались под действием УФ-лучей в стратосфере и выделяли хлор.
Хлор из фреонов реагировал с кислородом озона, разрушая молекулы озона. Этот процесс достигает своего максимума в полярных регионах, где озон концентрируется из-за глобального движения ветра. NatGeo указывает, что Антарктида была особенно уязвима для деградации озонового слоя, в основном потому, что низкие местные температуры ускоряют химическую реакцию, расщепляющую фреоны на хлор.
Озоновая дыра сообщает, что один атом хлора из фреонов может разрушить более 100 000 молекул озона.
Истощение озонового слоя может иметь разрушительные последствия.
Климатические эффекты
На климат в различных частях мира повлияло не столько уменьшение содержания озона, сколько наличие полярных озоновых дыр.
Характер осадков . Наличие озоновой дыры в Антарктиде, например, изменило характер тропических дождей, согласно научному исследованию 2017 года, опубликованному в журнале Phys .
Озоновая дыра и миф о глобальном потеплении. Вопреки распространенному мнению, дыра в озоновом слое над двумя полярными регионами не вызывает глобального потепления, отмечают в UCS, хотя оба явления вызваны одними и теми же причинами.
Экосистемные эффекты
Истощение озонового слоя влияет как на наземную, так и на морскую жизнь, поскольку увеличивает количество УФ-излучения, достигающего земли.
Пониженная устойчивость к вредителям/болезням . Агентство по охране окружающей среды отмечает, что физиологические процессы и процессы развития растений могут быть нарушены, что, в свою очередь, снижает рост растений и их устойчивость к вредителям и болезням.
Опыление и воздействие насекомых — НАСА (Эффекты) (Эффекты) сообщает, что на время цветения растений могут влиять УФ-лучи, которые, если они не происходят синхронно с жизненными циклами насекомых, влияют на опыление, а также на насекомых, зависящих от них.
Проблемы выживания фитопланктона . Влияние на водную жизнь зависит от глубины, на которой они живут. К сожалению, сообщается, что фитопланктон, который живет у поверхности воды, чтобы использовать солнечный свет, страдает от увеличения УФ-излучения. Их выживаемость снижается, что сокращает их популяцию, отмечают EPA (Эффекты). Так как планктоны составляют основу морской пищевой цепи, их уменьшение влияет на все остальные трофические уровни морской жизни.
Развитие морских животных затруднено. Морские животные, такие как рыбы и земноводные, также страдают, потому что их ранние процессы развития нарушаются ультрафиолетовыми лучами, объясняет EPA (Effects).
Меньше улавливания углерода растениями. Когда производство растений на суше и в водных системах затрагивается, это также влияет на биогеохимические процессы, особенно те, которые связаны с производством углерода. Меньший рост растений означает меньшее улавливание углерода в целом, что добавляет к примечаниям EPA (Effects) о глобальном потеплении.
Проблемы со здоровьем, связанные с истощением озонового слоя
Без стабильного озонового слоя люди гораздо более уязвимы для ультрафиолетового излучения.
Рак и иммунная система. По данным Всемирной организации здравоохранения , ультрафиолетовое излучение может снижать иммунную функцию и увеличивать заболеваемость раком.
Рак кожи — увеличение УФ-излучения на 1% увеличивает риск рака кожи на 2-3% по данным НАСА (Эффекты).
Проблемы с глазами. Чрезмерное воздействие УФ-излучения вызывает множество проблем с глазами, таких как катаракта и снежная слепота, по данным НАСА (Эффекты).
Усилия по восстановлению озонового слоя
Ущерб озоновому слою привлек значительное внимание экологических групп и политических лидеров во всем мире.
Было обнаружено, что новый класс химических веществ под названием дихлорметан, используемый в растворителях и красках, повреждает озон, поскольку они могут разрушаться солнечным светом с образованием хлора, говорится в исследовании, проведенном в 2017 году . Поскольку они могут подняться в стратосферу, они могут замедлить восстановление озона.
Озоновый слой восстанавливается
Монреальский протокол, который неукоснительно выполнялся практически всеми государствами мира, дал свои плоды. Согласно отчету National Geographic (2016), дыра в озоновом слое над Антарктидой уменьшается в соответствии с графиком, ожидаемым учеными .
Дыра в озоне начинала появляться в августе и достигала максимального размера в октябре. Ученые из Массачусетского технологического института и Лидса обнаружили, что в 2015 году дыра стала появляться позже, была не такой глубокой, как раньше, и значительно уменьшилась. Озоновая дыра, которая была самой большой в 2000 году, в 2015 году сократилась на 4 миллиона квадратных километров. Ожидается, что озоновый слой полностью восстановится к 2050 году.
Озон в двадцать первом веке
Когда стратосферный озоновый слой полностью восстановится, возможно, эту ситуацию можно будет рассматривать как пример успеха в области охраны окружающей среды. Однако факты об озоновом слое показывают, насколько он уязвим и насколько на озоновый слой могут повлиять изменения в государственной политике и привычках человека. Между тем проблема тропосферного озона остается с его уровнем на 30% больше в постиндустриальную эпоху, по данным NOAA (GHG).
Мы используем cookie-файлы для наилучшего представления нашего сайта. Продолжая использовать этот сайт, вы соглашаетесь с использованием cookie-файлов.
