Реферат на тему Защитим озоновый слой

Министерство образования и науки РК

Реферат на тему:

«Защитим озоновый слой».

Выполнил:

ученик 8 класса МКОУ

«Эвдыковская ООШ»

Есенов Ариш.

Руководитель:

Урубжурова К.И. -

учитель биологии.

п.Эвдик,2014г.

Содержание:

Введение.

1.Как устроена атмосфера?

2.Газовый состав атмосферы.

3. Нарушение озонового слоя.

4. Истощение озонового слоя.

5. Роль озонового экрана в развитии и сохранении жизни на Земле.

6. « Озоновые дыры» и динамика содержания озона в атмосфере.

Заключение.

Список использованной литературы.

Введение

В болезненном тщеславии своём,

С улыбкой доброй иль с усмешкой злою,

На этом малом шарике живём,

Который называется Землёю.

В лучах проспекта, иль пустыря,

Или у океанской зыби серой -

Равно внутри того же пузыря,

Который именуем атмосферой.

Но в чём же наше счастье будет впредь?

Чтобы с негромкой грустью оглянуться

И навсегда отсюда улететь?

Иль всё же в том, чтобы сюда вернуться?

Константин Ваншенкин.

Хозяйственная деятельность человека, приобретая всё более глобальный характер, начинает оказывать весьма ощутимое влияние на процессы, происходящие в биосфере. К счастью, до определённого уровня биосфера способна к саморегуляции, что позволяет свести к минимуму негативные последствия деятельности человека. Но существует предел, когда биосфера уже не в состоянии поддерживать равновесие. Начинаются необратимые процессы, приводящие к экологическим катастрофам. С ними человечество уже столкнулось в ряде регионов планеты.

Человечество существенно изменило ход течения целого ряда процессов в биосфере, в том числе биохимического круговорота и миграции ряда элементов. В настоящее время, хотя и медленно, происходит качественная и количественная перестройка всей биосферы планеты. Уже возник ряд сложнейших экологических проблем биосферы, которые необходимо решить в ближайшее время.

К важнейшим экологическим последствиям глобального загрязнения атмосферы относятся:

1) возможное потепление климата («парниковый эффект»);

2) нарушение озонового слоя;

3) выпадение кислотных дождей.

Большинство ученых в мире рассматривают их как крупнейшие экологические проблемы современности.

1 . Как устроена атмосфера?

Атмосфера ( от греч. athmos - пар, sphaira - шар) - газовая оболочка планеты. На Земле сформировалась в результате эволюции и непрерывной деятельности организмов. Состав современной атмосферы - результат динамического равновесия, поддерживаемого процессами жизнедеятельности организмов и различными геохимическими явлениями глобального масштаба.

Общая масса атмосферы Земли равна 5,3 · 10¹ т, причём 90% сосредоточено в околоземном слое толщиной около 16 км. Поскольку атмосфера является наружной оболочкой Земли, она « разграничивает планету и космическое пространство, ослабляя ряд поступающих из космоса излучений и сглаживая резкие колебания температуры в биосфере. Кроме того, она является средой распространения микроорганизмов, семян, плодов, а также местообитанием многих насекомых, птиц и млекопитающих.

Атмосфера разделяется на слои по характеру изменения температуры воздуха с высотой. По газовому составу, по особенностям движения воздушных масс и взаимодействию с земной поверхностью. Самый нижний её слой называется тропосферой, выше располагается стратосфера, ещё выше - мезосфера, термосфера и экзосфера. В верхних слоях атмосферы под действием излучения Солнца атомы газов превращаются в заряженные частицы ( ионы), поэтому три самых верхних слоя атмосферы объединяют под общим названием - ионосфера. Общая толщина атмосферы составляет около 2000 км, хотя верхнюю её границу определить невозможно - на такой высоте сила притяжения Земли, удерживающая атмосферу, ослабевает, и молекулы сильно разреженных лёгких газов ( водорода и гелия, преобладающих с высоты 800 км) рассеиваются в космическом пространстве, и атмосфера превращается практически в вакуум ( от лат. vacuum - « пустота»).

Тропосфера - нижний слой атмосферы. Над полюсами тропосферы простирается до высоты 8 - 9 км, в умеренных широтах - до 10 - 11 км, на экваторе - до 18 км. Характерная особенность тропосферы - это понижение температуры воздуха с высотой ( в среднем на 6 °C на 1 км поднятия).

В тропосфере сосредоточен почти весь водяной пар, из которого образуются облака, а затем осадки, именно здесь формируется погода Земли, существуют живые организмы.

Над тропосферой находится стратосфера. Верхняя граница этого слоя расположена на высоте 40 - 50 км. В нижней части стратосферы температура от -45°C до -75°C. С высотой температура возрастает. На высоте от 20 до 30 км в стратосфере концентрируется озон. Тонкая плёнка озона поглощает ультрафиолетовые лучи Солнца, что вызывает нагревание воздуха. Появление « озоновых дыр» происходит в результате загрязнения атмосферы химическими веществами, которые разрушают тонкую озоновую плёнку. Это очень опасное явление для живого на Земле.

Мезосфера и термосфера образуют высокие слои атмосферы. Здесь воздух сильно разрежен и под действием космических излучений имеет высокую электропроводность. Именно здесь возникает полярное, или, как его называют, северное, сияние.

Масса атмосферы нашей планеты ничтожна - всего лишь одна миллионная масса Земли. Однако её роль в природных процессах биосферы огромна. Наличие вокруг земного шара атмосферы определяет общий тепловой режим поверхности нашей планеты, защищает её от вредных космического и ультрафиолетового излучений. Циркуляция атмосферы оказывает влияние на местные климатические условия, а через них - на режим рек, почвенно - растительный покров и на процессы рельефообразования.

2. Газовый состав атмосферы.

Современный газовый состав атмосферы - результат длительного исторического развития земного шара. Он представляет собой в основном газовую смесь двух компонентов - азота ( 78,09 %) и кислорода ( 20.95 %). В норме в нём присутствуют также аргон ( 0,93 %), углекислый газ ( 0,03 %) и незначительные количества инертных газов

( неон, гелий, криптон, ксенон), аммиака, метана, озона, диоксидов серы и других газов. Наряду с газами в атмосфере содержатся твёрдые частицы, поступающие с поверхности Земли ( например, продукты горения, вулканической деятельности, частицы почвы) и из космоса ( космическая пыль), а также различные продукты растительного, животного или микробного происхождения. Кроме того, важную роль в атмосфере играет водяной пар.

Наибольшее значение для различных экосистем имеют три газа, входящих в состав атмосферы: кислород, углекислый газ и азот. Эти газы участвуют в основных биохимических циклах.

Кислород играет важнейшую роль в жизни большинства живых организмов на нашей планете. Он необходим всем для дыхания. Кислород не всегда входил в состав земной атмосферы. Он появился в результате жизнедеятельности фотосинтезирующих организмов. Под действием ультрафиолетовых лучей он превращался в озон. По мере накопления озона произошло образование озонового слоя в верхних слоях атмосферы. Озоновый слой, как экран, надёжно защищает поверхность Земли от ультрафиолетовой радиации, гибельной для живых организмов.

Современная атмосфера содержит едва ли двадцатую часть кислорода, имеющегося на нашей планете. Главные запасы кислорода сосредоточены в карбонатах, в органических веществах и окислах железа, часть кислорода растворена в воде. В атмосфере, по видимому, сложилось приблизительное равновесие между производством кислорода в процессе фотосинтеза и его потреблением живыми организмами. Но в последнее время появилась опасность, что в результате человеческой деятельности запасы кислорода в атмосфере могут уменьшиться. Особую опасность представляет разрушение озонового слоя, которое наблюдается в последние годы. Большинство учёных связывают это с деятельностью человека.

Круговорот кислорода в биосфере необычайно сложен, так как с ним вступает в реакцию большое количество органических и неорганических веществ, а также водород, соединяясь с которым кислород образует воду.

Углекислый газ ( диоксид углерода) используется в процессе фотосинтеза для образования органических веществ. Именно благодаря этому процессу замыкается круговорот углерода в биосфере. Как и кислород, углерод входит в состав почв, растений, животных, участвует в многообразных механизмах круговорота веществ в природе. Содержание углекислого газа в воздухе примерно одинаково в различных районах планеты. Исключение составляют крупные города, в которых содержание этого газа в воздухе бывает выше нормы.

Некоторые колебания содержания углекислого газа в воздухе местности зависят от времени суток, сезона года, биомассы растительности. В то же время исследования показывают, что с начала века среднее содержание углекислого газа в атмосфере, хотя и медленно, но постоянно увеличивается. Учёные связывают этот процесс главным образом с деятельностью человека.

Азот - незаменимый биогенный элемент, поскольку он входит в состав белков и нуклеиновых кислот. Атмосфера - неисчерпаемый резервуар азота, однако основная часть живых организмов не может непосредственно использовать этот азот: он должен быть предварительно связан в виде химических соединений.

Частично азот поступает из атмосферы в экосистемы в виде азота, образующегося под действием электрических разрядов во время гроз. Однако основная часть азота поступает в воду и почву в результате его биологической фиксации. Существует несколько видов бактерий и сине - зелёных водорослей, которые способны фиксировать азот атмосферы. В результате их деятельности, а также благодаря разложению органических остатков в почве растения - автотрофы получают возможность усваивать необходимый азот.

Круговорот азота тесно связан с круговоротом углерода. Несмотря на то что круговорот азота сложнее, чем круговорот углерода, он, как правило, происходит быстрее.

Другие составные части воздуха не участвуют в биохимических циклах, но наличие большого количества загрязнителей в атмосфере может привести к серьёзным нарушениям этих циклов.

По данным учёных ( 1990 г.), ежегодно в мире в результате деятельности человека в атмосферу поступает 25,5 млрд. т оксидов углерода, 190 млн. т оксидов серы, 65 млн. т оксидов азота, 1,4 млн. т хлорфторуглеродов ( фреонов), органические соединения свинца, углеводороды, в том числе канцерогенные ( вызывающие заболевания раком).

3. Нарушение озонового слоя.

В стратосфере воздух очень разрежен, но состав его почти такой же, как в тропосфере, за исключением того, что в её нижних слоях на высоте 20 - 30 км повышается содержание озона, образующегося из кислорода в результате фотохимических реакций. Озоновый слой поглощает ультрафиолетовую часть солнечного спектра, губительную для живых организмов.

Впервые истощение озонового слоя привлекло внимание широкой общественности в 1985 году, когда над Антарктидой было обнаружено пространство с пониженным ( до 50%) содержанием озона, название « озоновой дыры». С тех пор результаты измерений подтверждают повсеместное уменьшение озонового слоя практически на вей планете. Так, например, в России за последние 10 лет концентрация озонового слоя снизилась на 4 - 6 % в зимнее время и на 3% - в летнее.

Озоновый слой ( озоносфера) охватывает весь земной шар и располагается на высотах от 10 до 50 км с максимальной концентрацией озона на высоте 20 -25 км. Насыщенность атмосферы озоном постоянно меняется в любой части планеты, достигая максимума весной в приполярной области.

В настоящее время истощение озонового слоя признано всеми как серьёзная угроза глобальной экологической безопасности. Снижение концентрации озона ослабляет способность атмосферы защищать всё живое на Земле от жёсткого ультрафиолетового излучения ( УФ - радиация). Живые организмы весьма уязвимы для ультрафиолетового излучения, ибо энергии даже одного фотона из этих лучей достаточно, чтобы разрушить химические связи в большинстве органических молекул. Не случайно поэтому в районах с пониженным содержанием озона многочисленны солнечные ожоги, наблюдается рост заболеваемости раком кожи и другие. Так, например, по мнению ряда учёных - экологов, к 2030 году в России при сохранении нынешних темпов истощения озонового слоя заболевают раком кожи дополнительно 6 млн. человек. Кроме кожных заболеваний возможно развитие глазных болезней ( катаракта и др.), подавление иммунной системы и т.д.

Установлено также, что растения под влиянием сильного ультрафиолетового излучения постепенно теряют свою способность к фотосинтезу, а нарушение жизнедеятельности планктона приводит к разрыву трофических цепей биоты водных экосистем, и т.д.

Наука ещё до конца не установила, каковы же основные процессы, нарушающие озоновый слой. Предполагается как естественное, так и антропогенное происхождение « озоновых дыр». Последнее, по мнению большинства учёных, более вероятно и связано с повышенным содержанием хлорфторуглеродов ( фреонов). Фреоны широко применяются в промышленном производстве и в быту 9 хладоагрегаты, растворители, распылители, аэрозольные упаковки и др.). Поднимаясь в атмосферу, фреоны разлагаются с выделением оксида хлора, губительно действующего на молекулы озона.

По данным международной экологической организации « Гринпис», основными поставщиками хлорфторуглеродов ( фреонов) являются США - 30,85%, Япония - 12,42%, Великобритания - 8,62% и Россия - 8,0%. США пробили в озоновом слое « дыру» площадью 7 млн. км², Япония - 3 млн.км², что в семь раз больше, чем площадь самой Японии. В последнее время в США и в ряде западных стран построены заводы по производству новых видов хладореагентов ( гидрохлорфторуглеродов) с низким потенциалом разрушения озонового слоя.

Согласно протоколу Монреальской конференции ( 1987 г.), пересмотренному затем в Лондоне ( 1991 г.) и Копенгагене ( 1992 г.), предусматривалось снижение выбросов хлорфторуглеродов к 1998 г. на 50%. В соответствии с Законом РФ « Об охране окружающей среды» ( 2002) охрана озонового слоя атмосферы от экологически опасных изменений обеспечивается посредством регулирования производства и использования веществ, разрушающих озоновый слой атмосферы, на основе международных договоров российской Федерации и её законодательства. В будущем необходимо продолжать решать проблему защиты людей от УФ - радиации, поскольку многие из хлорфторуглеродов

могут сохраняться в атмосфере сотни лет.

Ряд учёных продолжают настаивать на естественном происхождении « озоновой дыры». Причины её возникновения одни видят в естественной изменчивости озоносферы, циклической активности Солнца, другие связывают эти процессы с рифтогенезом и дегазацией Земли.

4. Истощение озонового слоя.

В последние годы учёные всё с большей тревогой отмечают истощение озонового слоя атмосферы, который является защитным экраном от ультрафиолетового излучения. Особенно быстро этот процесс происходит над полюсами планеты, где появились так называемые озоновые дыры. Опасность заключается в том, что ультрафиолетовое излучение губительно для живых организмов.

Основной причиной истощения озонового слоя является применение людьми хлорфторуглевлодородов ( фреонов), широко используемых в производстве и в быту в качестве хладореагентов, пенообразователей, растворителей, аэрозолей. Фреоны интенсивно разрушают озон. Сами же они разрушаются очень медленно, в течение 50 - 200 лет. В 1990 году в мире производилось более 1300 тысяч т озоноразрушающих веществ.

Под действием ультрафиолетового излучения молекулы кислорода ( О ) распадаются на свободные атомы, которые в свою очередь могут присоединяться к другим молекулам кислорода могут также реагировать с молекулами озона, образуя две молекулы кислорода. Таким образом, между кислородом и озоном устанавливается и поддерживается равновесие.

Однако загрязнители типа фреонов катализируют ( ускоряют) процесс разложения озона, нарушая равновесие между ним и кислородом в сторону уменьшения концентрации озона.

Учитывая опасность, нависшую над планетой, международное сообщество сделало первый шаг к решению этой проблемы. Подписано международное соглашение, по которому производство фреонов в мире к 1999 году должно сократиться примерно на 50%.

5. Роль озонового экрана в развитии и сохранении жизни на Земле.

Современная кислородная атмосфера Земли - уникальное явление среди планет Солнечной системы, и эта её особенность связана с наличием на нашей планете жизни.

С тех пор как атмосфера Земли перестала быть восстановительной и в ней появился свободный кислород, в верхних слоях атмосферы под действием ультрафиолетового излучения Солнца стал синтезироваться озон - трёхатомный кислород.

Озон ( O от гр. пахнущий) - синий газ с резким запахом, аллотропическая модификация кислорода. Образуется в атмосфере из кислорода при электрическом разряде ( во время грозы) и под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца в стратосфере. Основная масса O в атмосфере находится в озоновом слое, предохраняющим живые организмы от действия УФ радиации Солнца. В крупных городах и промышленных центрах озон с другими загрязнителями ( оксиды азота, углеводороды) участвует в формировании фотохимического смога. Озон используют для обеззараживания питьевой воды и воздуха, отбеливания тканей и т.п.; сильно раздражает глаза и дыхательные пути. В отличие от обычного кислорода озон неустойчив, он легко переходит в двухатомную, устойчивую форму кислорода. Озон - гораздо более сильный окислитель, чем кислород, и это делает его способным убивать бактерии, подавлять рост и развитие растений. Впрочем, из - за низкой в обычных условиях концентрации в приземных слоях воздуха эти его особенности практически не влияют на состояние живых систем. Гораздо важнее другое его свойство, делающее этот газ совершенно необходимым для всей жизни на суше. Это свойство - способность озона поглощать жёсткое ( коротковолновое) ультрафиолетовое излучение ( УФ). Кванты жёсткого УФ обладают энергией, достаточной для разрыва некоторых химических связей, почему его относят к ионизирующим излучениям. Как и другие излучения этого рода, рентгеновское и гамма - излучение, оно вызывает многочисленные нарушения в клетках живых организмов.

В составе излучений Солнца жёсткие УФ - лучи составляют значительную по мощности часть. До появления в атмосфере озона поверхность Земли находилась под постоянным воздействием жёсткого УФ - излучения. Оно не проникает в толщу воды, но на сушу жизнь могла выйти только тогда, когда озоновый экран планеты стал достаточно мощным. Это произошло в силурийском периоде палеозойской эры, более 400 миллионов лет назад. С тех пор как содержание кислорода в атмосфере, так, и мощность озонового экрана не были постоянными. Эволюция земной коры шла неравномерно, в периоды повышенной вулканической активности массы выбрасываемых с магмой восстановленных пород, окисляясь на воздухе, частично связывали кислород. Даже незначительное количество хлора, содержащегося в вулканических газах, активно разрушая озон, способствовало снижению его содержания в атмосфере. В этих условиях Земля подвергалась, по - видимому, усиленному УФ - облучению, что, с одной стороны, способствовало гибели части видов наземных растений и животных, с другой - повышало частоту мутаций, способствуя интенсификации процессов эволюции.

Можно предполагать, что неравномерность хода эволюционных процессов наземных форм жизни связана с неравномерностью геологической эволюции земной коры многими факторами, в числе которых изменения мощности озонового слоя играли не последнюю роль.

6. « Озоновые дыры» и динамика содержания озона в атмосфере.

Молекулы озона, как и кислорода, электрически нейтральны, т.е не несут электрического заряда. Поэтому само по себе магнитное поле Земли не влияет на распределение озона в атмосфере. Верхние слои атмосферы, где под воздействием космических и солнечных лучей образуются ионы различных газов ( аэроионы), называют ионосферой. Она практически совпадает с озоновым слоем.

Озоновые « дыры» - значительные пространства в озоновом слое атмосферы

(озоносфере) с заметно пониженным ( до 53%) содержанием озона. Это явление служит лишь частью сложной экологической проблемы истощения озонового слоя Земли. В начале 1980 - х гг. над некоторыми научными станциями в Антарктиде было отмечено снижение в атмосфере общего содержания озона. Это фиксировалось, как правило весной и в последующие годы ( 1992, 1997, 2000), в частности в сентябре 2000г. был побит абсолютный рекорд величины озоновой дыры за весь период наблюдений, её площадь достигла 28 млн.км. Аналогичные явления отмечались и в Арктике, но здесь размеры озоновых дыр были почти в 2 раза меньше, чем в Антарктиде. После многочисленных международных экспедиций в Антарктиду было установлено, что помимо различных физико - географических факторов всё же основным является наличие в атмосфере значительного количества хлорфторуглеводородов (фреонов). В настоящее время в мире их производится более 1,4 млн. т (холодильники, пенопласты, растворители, аэрозоли и пр.).Разрушению озона в стратосфере и галонов ( средства пожаротушения) способствуют и другие химические соединения ( метилбромид, тетрахлорметан, метилхлороформ). Значительное снижение уровня стратосферного озона приводит к возрастанию ультрафиолетового излучения, что негативно воздействует на биосферу и особенно на живые организмы, включая человека.

Заключение.

Озон, трехатомная форма кислорода, образуется в верхних слоях атмосферы под действием жесткого( коротковолнового) ультрафиолетового излучения Солнца. Благодаря способности задерживать это излучение озон создает экран, защищающий все формы жизни на суше, включая человека, от канцерогенного и мутагенного действия УФ-излучения. Загрязнение воздуха хдором и его соединениями, резко усилившееся с развитием холодильной техники на фреонах, а также выбросами двигателей высотной авиации и ракет с твердотопливными двигателями, ведет к прогрессирующему ослаблению озонового слоя. Для преодоления этой опасности необходимы согласованные действия всех развитых стран по разработке новых, безопасных для озонового слоя технологий в промышленности и транспорте, включая ракетную технику.

Список использованной литературы:

1. Отчизны звездные мгновенья. Поэзия и космос. - М., «Дружба народов», 2001г.,с.11.

2. Экология .В.И.Коробкин, Л.В.Передальский, - Ростов-на-Дону:Феникс, 2005г., с.300-302.

3. Экология 9кл. Е.А. Криксунов, В.В.Пасечник, А.Р.Сидорин. - М., Дрофа, 1995г., с. 163-169, с.186-189.

4. География в вопросах и ответах (энциклопедия) Травина И.В. - М., «Росмэн», 2007г., с.75.

5. Экология. Николайкин Н.И., Николайкина Н.Е., Мелехова О.П. - М., Дрофа, 2004г., с.213-216.

6. Общая экология. Розанов С.И. - СПб, 2001г., с.93-106.

7. Словарь эколога. О.П.Негробов - Учебное пособие.Воронеж., 1999г., с.97.

8. География 6 класс . Петрова Н.Н. - М.,Дрофа, 2002г., с.117-118.