Қазақша рефераттар

Озон қабаты өте жұқа

Озон және оның Жердегі рөлі

Ауада озон әрқашан бар. Жер бетіне жақын қабатта оның орташа концентрациясы шамамен 10−6%. Озон атмосфераның жоғарғы қабаттарында атомдық оттектің Күн сәулесінің әсерімен жүретін химиялық реакциялары нәтижесінде түзіледі.

Негізгі тезистер

  • Озон қабаты стратосферада орналасқан және ультракүлгін сәулені сіңіру арқылы тіршілікті қорғайды.
  • Ол өте жұқа: Жер бетіне «төсеніш» ретінде түсірсек, қалыңдығы небәрі 2–4 мм ғана болар еді.
  • Озон Жерден шығатын инфрақызыл сәуленің шамамен 20%-ын жұтады.

Озон қабаты қайда орналасқан?

Озон қабаты стратосферада орналасады. Полюстер аймағында ол шамамен 7–8 км биіктіктен басталып, экватор маңында 17–18 км-ден басталады және 50 км-ге дейін созылады. Қабаттың ең «қалың» бөлігі жерден 22–24 км шамасында байқалады.

География бойынша айырмашылық

Экватор маңында озон мөлшері әдетте минимум, ал полюстерге жақындаған сайын максимум болады.

Неге «жұқа» болса да маңызды?

Өте жұқа қабық болғанына қарамастан, ол Күннің ультракүлгін сәулесін тиімді түрде жұтып, биосфераны қорғайды.

Тіршілік үшін қорғаныс қалқаны

Озон қабаты ультракүлгін сәулелерді дерлік толық сіңіреді. Онсыз тіршілік ультракүлгін сәуле өте алмайтын ортада ғана сақталар еді — мысалы, судың шамамен 10 м тереңдігінде. Сонымен бірге озон планетаға түсетін сәулеленудің «қаттылығын» реттеуге де ықпал етеді.

Маңызды ескерту

Озон — белсенді газ және жоғары концентрацияда адамға зиян келтіруі мүмкін. Алайда төменгі атмосфера қабатында оның мөлшері әдетте аз болғандықтан, қалыпты жағдайда адамға елеулі қауіп төндірмейді. Үлкен қалаларда автокөлік шығарындылары әсерінен озон көбірек түзілуі мүмкін.

Егер озон мөлшері аздап төмендесе де, өсімдіктер мен тірі ағзалар әлемінде үлкен өзгерістер орын алуы ықтимал. Көп жылдық бақылаулар озон қабатының біртіндеп өзгерістерге ұшырап келе жатқанын көрсетеді, ал Арктикада ірі «озон тесігі» байқалған.

Озонның жұқаруына әсер ететін факторлар

Озонның жойылуына ультракүлгін сәуленің, ғарыштық сәулелердің және бірқатар газдардың әсері бар: азот, хлор, бром қосылыстары, сондай-ақ фторхлоркөмірсутектер (фреондар). Ең жоғары қауіптің бір бөлігі адамның іс-әрекетіне байланысты.

1) Зымыран ұшыру

Жанатын отын озон қабатында «тесіктер» қалыптастыруы мүмкін. Олар қысқа уақытта жабылады деп болжанғанымен, кей жағдайларда ұзақ сақталып қалады.

2) Ұшақтар

Әсіресе 12–15 км биіктікте ұшатын ұшақтардың шығарындылары озонды бұзуы мүмкін. Ал 12 км-ден төмен ұшатын әуе кемелері кей жағдайларда озонның түзілуіне ықпал етеді. Қалаларда озон фотохимиялық үдерістер нәтижесінде де пайда болады.

3) Хлор және оның қосылыстары

Атмосфераға хлордың өте үлкен көлемі (кей бағалаулар бойынша 700 мың тоннаға дейін) түсуі мүмкін. Негізгі себептердің бірі — фреондардың әсері.

Фреондар: қалай әсер етеді және неге қауіпті?

Фреондар — жер бетіне жақын жағдайда көп реакцияға түсе бермейтін газдар. Олар бөлме температурасында оңай қайнап, көлемін күрт арттыра алады, ал ұлғаю кезінде температура төмендейді. Осы қасиет тоңазытқыш және мұздатқыш қондырғыларда кең қолданылған.

Тізбекті механизм

  1. 1 Фреондар атмосферада көбейіп, біртіндеп стратосфераға көтеріледі.
  2. 2 Күн сәулесінің әсерінен реакцияға түсіп, хлор бөлінеді.
  3. 3 Хлордың бір атомы катализатор ретінде әрекет етіп, өте көп озон молекуласын жоюы мүмкін.

Бақылаулар бойынша фреондардың атмосферадағы мөлшері ұзақ уақыт бойы жылына шамамен 8–9% өсіп отырған кезеңдер болған. Ал стратосферадағы хлор қосылыстары бүгінгі таңда 1950-жылдармен салыстырғанда 2–3 есе көп деп бағаланады.

Ғылыми жаңалық (2004)

2004 жылғы 9 ақпанда NASA-ның Жер институты сайтында Гарвард университетінің ғалымдары озонды жоюға қатысатын молекуланы анықтағаны туралы хабарланды. Олар оны хлор тотығының димері (dimer of chlorine monoxide) деп атады, себебі ол хлор қоспасының екі молекуласынан тұрады. Өте суық стратосферада бұл димер Күн сәулесін жұтып, екі хлор атомына және бір оттек атомына ыдырайды. Бос хлор атомдары озонмен әрекеттесіп, оның мөлшерін одан әрі азайтады.

Халықаралық шаралар және алмастырғыштар

Осы дәлелдердің ықпалымен көптеген мемлекеттер хлорфторкөмірсутектердің өндірісін қысқартуға бағытталған шараларды қабылдай бастады. 1978 жылдан бастап АҚШ-та аэрозоль өндірісінде хлорфторкөмірсутектерді қолдануға тыйым салатын заң шықты, алайда басқа салаларда бұл заттарды өндіруге бірден толық шектеу енгізілген жоқ.

Монреаль келісімі (1987)

1987 жылы Монреальда өткен келісімге әлемнің 23 мемлекеті қатысып, 1999 жылға дейін озон қабатын бұзатын заттарды қолдануды 1986 жылғы деңгейге дейін төмендету міндеті қойылды.

Аэрозольдердегі өзгеріс

Аэрозольдерде пропеллент ретінде фреонның орнына пропан-бутан қоспасы қолданылды. Ол физикалық параметрлері жағынан бәсекеге қабілетті, бірақ өрт қауіптілігі жоғары. Соған қарамастан, мұндай аэрозольдер көптеген елдерде өндірісте қолданыс тапты.

Мұздатқыш қондырғылардағы күрделілік

Бұл салада мәселе күрделірек. Қазіргі уақытта фреонның ең танымал алмастырғыштарының бірі — аммиак. Алайда ол токсикалды, әрі көптеген жағдайларда фреонға қарағанда пайдалану талаптары қатаң. Жаңа алмастырғыштар әлі де қарастырылып, кейбірі әзірленгенімен, мәселе толық шешілді деу қиын.

Фреондарды қолдану толық тоқтаған жоқ. Ғаламдық климат өзгерісін бақылайтын желі деректеріне сүйенсек, Тынық және Атлант мұхиттары аралдарында фреондар концентрациясы 11–12% шамасында, ал өсу жылдамдығы 5–9% деңгейінде болуы мүмкін.