Was bewirkt kurz die Zerstörung der Ozonschicht. Die Ozonschicht der Erde wurde von Ozonlöchern durchbohrt: Steht die Menschheit vor einer globalen Katastrophe? Zerstörung der Ozonschicht: Wege zur Lösung des Problems

MINISTERIUM FÜR BILDUNG UND WISSENSCHAFT

RUSSISCHE FÖDERATION

Staatliche Universität Woronesch

Fakultät für Biologie und Boden

Institut für Botanik und Mykologie

Zerstörung der Ozonschicht

020201 - Biologie

Abstraktes Werk

Leiter der Abteilung Außerordentlicher Professor, Doktor der Biologie: Agafonov V.A.

Schüler: Bykowskaja T.G.

Dozent: Negrobov V.V.

Woronesch 2010

Einführung.

Ozon, das sich in einer Höhe von etwa 25 km über der Erdoberfläche befindet, befindet sich in einem dynamischen Gleichgewichtszustand. Es ist eine Schicht erhöhter Konzentration mit einer Dicke von etwa 3 mm. Das stratosphärische Ozon absorbiert die harte ultraviolette Strahlung der Sonne und schützt so alles Leben auf der Erde. Ozon absorbiert auch die Infrarotstrahlung der Erde und ist eine der Voraussetzungen für die Erhaltung des Lebens auf unserem Planeten.

Das 20. Jahrhundert hat der Menschheit im Zusammenhang mit der rasanten Entwicklung des wissenschaftlichen und technologischen Fortschritts viele Vorteile gebracht und gleichzeitig das Leben auf der Erde an den Rand einer ökologischen Katastrophe gebracht. Bevölkerungswachstum, Produktionsintensivierung und Emissionen, die die Erde verschmutzen, führen zu grundlegenden Veränderungen in der Natur und spiegeln sich in der Existenz des Menschen wider. Einige dieser Veränderungen sind extrem stark und so weit verbreitet, dass globale Umweltprobleme entstehen.

Infolge vieler äußerer Einflüsse beginnt sich die Ozonschicht im Vergleich zu ihrem natürlichen Zustand zu verdünnen und verschwindet unter bestimmten Bedingungen über bestimmten Gebieten vollständig - es treten Ozonlöcher auf, die mit irreversiblen Folgen behaftet sind. Zuerst wurden sie näher am Südpol der Erde beobachtet, wurden aber kürzlich über dem asiatischen Teil Russlands gesehen. Die Schwächung der Ozonschicht erhöht den Fluss der Sonnenstrahlung auf die Erde und führt zu einem Anstieg der Zahl von Hautkrebs und einer Reihe anderer schwerer Krankheiten bei Menschen. Auch Pflanzen und Tiere leiden unter erhöhter Strahlung.

Obwohl die Menschheit verschiedene Maßnahmen ergriffen hat, um die Ozonschicht wiederherzustellen (z. B. haben viele Industrieunternehmen auf Druck von Umweltorganisationen zusätzliche Kosten aufgewendet, um verschiedene Filter zu installieren, um schädliche Emissionen in die Atmosphäre zu reduzieren), wird dieser komplexe Prozess mehrere Jahrzehnte dauern. Dies liegt vor allem an der enormen Menge an Stoffen, die sich bereits in der Atmosphäre angesammelt haben und zu ihrer Zerstörung beitragen. Daher glaube ich, dass das Problem der Ozonschicht auch in unserer Zeit relevant bleibt.

Kapitel 1.

Wesen und Bedeutung des Ozonschirms.

Zusammen mit sichtbarem Licht sendet die Sonne ultraviolette Wellen aus. Ultraviolette Strahlung ist dem Licht ähnlich, aber ihre Wellenlänge ist etwas kürzer als die violetten Wellen, die kürzesten Wellenlängen, die das menschliche Auge wahrnimmt. Obwohl ultraviolette Strahlen unsichtbar sind, haben sie mehr Energie als sichtbare. Sie dringen durch die Atmosphäre und werden von den Geweben lebender Organismen absorbiert und zerstören die Moleküle von Proteinen und DNA. Das passiert beim Bräunen. Wenn die gesamte ultraviolette Strahlung, die auf die obere Atmosphäre trifft, die Erdoberfläche erreichen würde, hätte das Leben darauf kaum überlebt. Schon ein kleiner, uns zugänglicher Teil dieser Menge (weniger als 1 %) verursacht Sonnenbrand und jährlich 200.000 bis 600.000 Fälle von Hautkrebs in den Vereinigten Staaten.

Wir sind vor den aggressiven Wirkungen der ultravioletten Strahlung geschützt, da der größte Teil (über 99%) von der Ozonschicht in der Stratosphäre in einer Höhe von etwa 25 Kilometern über der Erdoberfläche absorbiert wird. Diese Schicht wird allgemein als Ozonschicht bezeichnet.

Wenn ultraviolette Strahlung in der Atmosphäre absorbiert wird, entsteht eine Art Gemisch, in dem freie Elektronen, neutrale Sauerstoffatome und positive Ionen von Sauerstoffmolekülen überwiegen. Wenn sie zusammenwirken, entsteht Ozon. Die Wechselwirkung von ultravioletter Strahlung mit Sauerstoff findet in der gesamten Höhe der Atmosphäre statt - es gibt Hinweise darauf, dass in der Mesosphäre in einer Höhe von 50 bis 80 Kilometern bereits der Prozess der Ozonbildung beobachtet wird, der sich in der Stratosphäre fortsetzt (ab 15 bis 50 km) und in der Troposphäre (bis 15 km). Gleichzeitig werden die oberen Schichten der Atmosphäre, insbesondere die Mesosphäre, einer so starken Einwirkung kurzwelliger ultravioletter Strahlung ausgesetzt, dass die Moleküle aller Gase, aus denen die Atmosphäre besteht, ionisiert werden und zerfallen. Das dort neu gebildete Ozon muss sich zwangsläufig zersetzen, zumal dies fast die gleiche Energie wie für Sauerstoffmoleküle benötigt. Trotzdem wird es nicht vollständig zerstört - ein Teil des Ozons, das 1,62-mal schwerer als Luft ist, steigt in die unteren Schichten der Atmosphäre bis zu einer Höhe von 20 bis 25 Kilometern ab, wo die Dichte der Atmosphäre dies zulässt es war in einem Gleichgewichtszustand. Dort bilden Ozonmoleküle eine Schicht erhöhter Konzentration, die Ozonschicht.

Die Ozonschicht ist überraschend dünn. Wenn dieses Gas in der Nähe der Erdoberfläche konzentriert wäre, würde es einen nur 2-4 mm dicken Film bilden (Minimum - in der Äquatorregion, Maximum - an den Polen). Dieser Film schützt uns aber auch zuverlässig, indem er gefährliche UV-Strahlen fast vollständig absorbiert. Ohne sie hätte das Leben nur in Wassertiefen (tiefer als 10 m) und in jenen Bodenschichten überlebt, in die die Sonnenstrahlung nicht eindringt. Ohne die Ozonschicht wäre außerdem kein Leben aus den Ozeanen herausgekommen und hochentwickelte Lebensformen wie Säugetiere einschließlich des Menschen wären nicht entstanden Ozon absorbiert einen Teil der Infrarotstrahlung der Erde . Dadurch verzögert es etwa 20 % der Erdstrahlung und erhöht damit die Erwärmungswirkung der Atmosphäre.Außerdem reguliert Ozon die Härte der kosmischen Strahlung. Wird dieses Gas zumindest teilweise zerstört, dann nimmt natürlich die Härte der Strahlung stark zu und in der Folge kommt es zu echten Veränderungen in der Pflanzen- und Tierwelt. Laut Ärzten verursacht jedes Prozent des weltweit verlorenen Ozons bis zu 150.000 zusätzliche Fälle von Erblindung durch Grauen Star, eine Zunahme der Hautkrebserkrankungen um 2,6 Prozent und eine signifikante Zunahme der Anzahl von Krankheiten, die durch ein geschwächtes menschliches Immunsystem verursacht werden. Hellhäutige Menschen auf der Nordhalbkugel sind am stärksten gefährdet. Aber nicht nur Menschen leiden. UV-B-Strahlung zum Beispiel ist extrem schädlich für Plankton, Jungfische, Garnelen, Krabben und Algen, die auf der Meeresoberfläche leben.

Kapitel 2

Bildung und Zerstörung der Ozonschicht.

Wie bereits erwähnt, ist Ozon in der Stratosphäre ein Produkt der Einwirkung von Ultraviolett (UV) selbst auf Sauerstoffmoleküle (O2). Dadurch zerfallen einige von ihnen in freie Atome, die sich wiederum mit anderen Sauerstoffmolekülen zu Ozon (O3) verbinden können. Allerdings wird nicht der gesamte Sauerstoff zu Ozon, da freie O-Atome, die mit Ozonmolekülen reagieren, zwei O2-Moleküle ergeben. Daher ist die Ozonmenge in der Stratosphäre nicht statisch; es ist das Ergebnis eines Gleichgewichts zwischen diesen beiden Reaktionen. Ozonabbau ist die Trennung von Ozonmolekülen, die durch stratosphärische ozonabbauende Substanzen (OSNVs), natürliche Prozesse (z. B. Vulkanausbrüche) oder durch menschliche Aktivitäten emittiert (freigesetzt) ​​werden, die Chlor (Cl) oder Brom (Br) enthalten; sowie Methan oder Stickoxid (I) - (N2O).

Die wichtigsten Stadien der Zerstörung der Ozonschicht:

1) Emissionen: Durch menschliche Aktivitäten sowie durch natürliche Prozesse auf der Erde werden halogenhaltige Gase (Brom und Chlor) emittiert (freigesetzt), d.h. Stoffe, die die Ozonschicht abbauen.

2) Akkumulation (halogenhaltige Emissionsgase sammeln (akkumulieren) sich in den unteren Atmosphärenschichten und wandern unter dem Einfluss von Wind und Luftströmungen in Regionen, die nicht in unmittelbarer Nähe der Quellen solcher Gasemissionen liegen).

3) Bewegung (angesammelte halogenhaltige Gase bewegen sich mit Hilfe von Luftströmungen in die Stratosphäre).

4) Umwandlung (die meisten halogenhaltigen Gase werden unter dem Einfluss der UV-Strahlung der Sonne in der Stratosphäre in leicht reagierende Halogengase umgewandelt, wodurch die Zerstörung der Ozonschicht in den Polarregionen der Erde erfolgt ist relativ aktiver).

5) Chemische Reaktionen (leicht reagierende Halogengase verursachen die Zerstörung des stratosphärischen Ozons; der Faktor, der zu den Reaktionen beiträgt, sind polare Stratosphärenwolken).

6) Entfernung (unter dem Einfluss von Luftströmungen kehren leicht reagierende Halogengase in die Troposphäre zurück, wo sie aufgrund der in den Wolken vorhandenen Feuchtigkeit und des Regens abgeschieden und somit vollständig aus der Atmosphäre entfernt werden).

Kapitel 3

Ursachen der Zerstörung der Ozonschicht.

In den 1970er Jahren stellten Wissenschaftler die Hypothese auf, dass freie Chloratome die Abspaltung von Ozon katalysieren. Und die Menschen füllen die Zusammensetzung der Atmosphäre jährlich mit freiem Chlor und anderen Schadstoffen auf. Darüber hinaus kann eine relativ kleine Anzahl von ihnen den Ozonschirm erheblich beschädigen, und dieser Einfluss wird auf unbestimmte Zeit anhalten, da beispielsweise Chloratome die Stratosphäre sehr langsam verlassen.

Der größte Teil des auf der Erde verwendeten Chlors, beispielsweise zur Wasserreinigung, wird durch seine wasserlöslichen Ionen repräsentiert. Folglich werden sie durch Niederschläge aus der Atmosphäre ausgewaschen, lange bevor sie in die Stratosphäre gelangen. Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) sind leicht flüchtig und wasserunlöslich. Dadurch werden sie nicht aus der Atmosphäre ausgewaschen und gelangen, indem sie sich in ihr weiter ausbreiten, in die Stratosphäre. Dort können sie sich zersetzen und dabei atomares Chlor freisetzen, das eigentlich Ozon zerstört. So verursachen FCKW Schäden, indem sie als Träger von Chloratomen in die Stratosphäre wirken.

FCKW sind chemisch relativ inert, nicht brennbar und giftig. Außerdem werden sie, da sie bei Zimmertemperatur Gase sind, bei leichtem Druck unter Wärmeabgabe verbrannt und beim Verdampfen wieder aufgenommen und kühlen ab. Aufgrund dieser Eigenschaften konnten sie für die folgenden Zwecke verwendet werden.

1) Fluorchlorkohlenwasserstoffe werden in fast allen Kühlschränken, Klimaanlagen und Wärmepumpen als Chlormittel verwendet. Da diese Vorrichtungen schließlich kaputt gehen und entsorgt werden, gelangen die darin enthaltenen FCKW normalerweise in die Atmosphäre.

2) Der zweitwichtigste Bereich ihrer Anwendung ist die Herstellung von porösen Kunststoffen. FCKW werden flüssigen Kunststoffen unter erhöhtem Druck beigemischt (sie sind in organischen Stoffen löslich). Wenn der Druck abgelassen wird, schäumen sie den Kunststoff auf wie Kohlendioxid Sodawasser aufschäumt. Und gleichzeitig entweichen sie in die Atmosphäre.

3) Der dritte Haupteinsatzbereich ist die Elektronikindustrie, nämlich die Reinigung von Computerchips, die sehr gründlich sein muss. Auch hier werden FCKW in die Atmosphäre freigesetzt. Schließlich werden sie in den meisten Ländern außer den USA immer noch als Träger in Aerosoldosen verwendet, die sie in die Luft sprühen.

Einige Industrieländer (z. B. Japan) haben bereits den Verzicht auf die Verwendung langlebiger Freone und den Übergang zu kurzlebigen Freonen angekündigt, deren Lebensdauer deutlich unter einem Jahr liegt. In Entwicklungsländern stößt ein solcher Übergang (der die Erneuerung einer Reihe von Industrie- und Wirtschaftsbereichen erfordert) jedoch auf verständliche Schwierigkeiten, weshalb in der Realität kaum mit einem vollständigen Ende der Emission langlebiger Freone in absehbarer Zeit zu rechnen ist Jahrzehnte, was bedeutet, dass das Problem der Erhaltung der Ozonschicht sehr akut sein wird.

VL Syvorotkin entwickelte eine alternative Hypothese, wonach die Ozonschicht aufgrund natürlicher Ursachen abnimmt. Es ist bekannt, dass der Kreislauf der Ozonzerstörung durch Chlor nicht der einzige ist. Es gibt auch Stickstoff- und Wasserstoffkreisläufe der Ozonzerstörung. Es ist Wasserstoff - "das Hauptgas der Erde". Seine Hauptreserven konzentrieren sich im Kern des Planeten und treten durch ein System tiefer Verwerfungen (Rifts) in die Atmosphäre ein. Groben Schätzungen zufolge ist in technogenen Freonen zehntausendmal mehr natürlicher Wasserstoff als Chlor enthalten. Ausschlaggebend für die Wasserstoffhypothese ist jedoch Syvorotkin V.L. glaubt, dass die Zentren der Ozonanomalien immer über den Zentren der Wasserstoffentgasung der Erde liegen.

Die Zerstörung von Ozon erfolgt auch durch Einwirkung von ultravioletter Strahlung, kosmischer Strahlung, Stickstoffverbindungen und Brom. Menschliche Aktivitäten, die die Ozonschicht abbauen, sind von größter Bedeutung. Daher haben viele Länder ein internationales Abkommen unterzeichnet, um die Produktion von ozonabbauenden Stoffen zu reduzieren. Allerdings wird die Ozonschicht auch durch Düsenflugzeuge und einige Starts von Weltraumraketen zerstört.Es gibt viele andere Gründe für die Schwächung des Ozonschilds. Erstens sind dies die Starts von Weltraumraketen. Das Verbrennen von Kraftstoff „brennt“ große Löcher in der Ozonschicht aus. Früher ging man davon aus, dass diese „Löcher“ geschlossen würden. Es stellte sich heraus, nicht. Sie sind schon seit geraumer Zeit dabei. Zweitens Flugzeuge, die in Höhen von 12-15 km fliegen. Der von ihnen abgegebene Dampf und andere Stoffe zerstören Ozon. Aber gleichzeitig führen Flugzeuge, die weniger als 12 km fliegen, zu einem Anstieg des Ozons. In Städten ist es eine der Komponenten des photochemischen Smogs. Drittens Stickoxide. Sie werden von denselben Flugzeugen ausgeworfen, aber vor allem werden sie von der Bodenoberfläche freigesetzt, insbesondere bei der Zersetzung von Stickstoffdüngern.

Dampf spielt eine sehr wichtige Rolle beim Ozonabbau. Diese Rolle wird durch Hydroxylmoleküle OH verwirklicht, die aus Wassermolekülen entstehen und sich schließlich in diese verwandeln. Daher hängt die Ozonzerstörungsrate von der Dampfmenge in der Stratosphäre ab.

Es gibt also viele Gründe für die Zerstörung der Ozonschicht, und bei aller Bedeutung sind die meisten von ihnen das Ergebnis menschlicher Aktivitäten.

Kapitel 4

Ozonlöcher und ihr Einfluss.

Das Ozonloch stellt einen lokalen Abfall der Ozonkonzentration in der Ozonschicht der Erde dar. Bis vor kurzem gab der Zustand der Ozonschicht keinen Anlass zur Sorge. Die Alarme kamen vor 20 Jahren. Mit Beginn der Weltraumuntersuchungen der Erdatmosphäre im Herbst 1985 wurde eine Verletzung der Ozonschicht über der Antarktis entdeckt. Es stellte sich heraus, dass während des antarktischen Frühlings der Ozongehalt in der Atmosphäre dort viel niedriger als normal ist. Jedes Jahr zur gleichen Zeit nahm die Ozonmenge ab – mal mehr, mal weniger.

In den folgenden Jahren fanden Wissenschaftler heraus, warum das Ozonloch auftritt. Wenn sich die Sonne versteckt und die lange Polarnacht beginnt, gibt es einen starken Temperaturabfall und es bilden sich hohe stratosphärische Wolken, die Eiskristalle enthalten. Das Auftreten dieser Kristalle verursacht eine Reihe komplexer chemischer Reaktionen, die zur Akkumulation von molekularem Chlor führen (das Chlormolekül besteht aus zwei verbundenen Chloratomen). Wenn die Sonne erscheint und der antarktische Frühling beginnt, werden unter der Einwirkung von ultravioletten Strahlen intramolekulare Bindungen aufgebrochen und ein Strom von Chloratomen strömt in die Atmosphäre. Diese Atome wirken als Katalysatoren für die Umwandlung von Ozon in einfachen Sauerstoff. Als Ergebnis dieser Reaktionen werden Ozonmoleküle (O3) in Sauerstoffmoleküle (O2) umgewandelt, während die ursprünglichen Chloratome in freiem Zustand verbleiben und wieder an diesem Prozess teilnehmen (jedes Chlormolekül zerstört eine Million Ozonmoleküle, bevor sie entfernt werden). aus der Atmosphäre durch Einwirkung anderer) chemische Reaktionen). Als Ergebnis dieser Umwandlungskette beginnt Ozon, aus der Atmosphäre über der Antarktis zu verschwinden und ein Ozonloch zu bilden. Doch bald, mit der Erwärmung, kollabieren die antarktischen Wirbel, frische Luft (mit neuem Ozon) strömt in das Gebiet und das Loch verschwindet.

Im Februar 1989 untersuchten Wissenschaftler die Stratosphäre über der Arktis und fanden das Vorhandensein derselben chemischen Faktoren. Sie kamen zu dem Schluss, dass auch hier der Ozongehalt stark sinken könnte. Es wird nur von den spezifischen Wetterbedingungen des nächsten Jahres abhängen. Wenn sich über der Arktis ein Ozonloch bildet, werden die Folgen viel gravierender sein, denn. Es gibt noch viel mehr Organismen, die betroffen sein können. Selbst das periodische Öffnen eines solchen Lochs über der Antarktis ist mit erheblichen Verlusten an marinem Phytoplankton behaftet. Und das wiederum wird fast alle antarktischen Tiere vom Pinguin bis zum Wal stark treffen, da Phytoplankton die Grundlage fast aller Nahrungsketten in dieser Region ist. Wenn die derzeitigen Emissionen von FCKW in die Atmosphäre anhalten, dann können wir nur mit der Ausdehnung und „Vertiefung“ der Ozonlöcher über den Polen rechnen. Dies führt natürlich zu einer Verdünnung der Ozonschicht auf dem gesamten Planeten, was sowohl für die Tierwelt als auch für die gesamte Menschheit völlig inakzeptabel ist.

Es gibt jedoch einen anderen Gesichtspunkt. Woher kommen Ozonlöcher aus fernab von Menschenhand geschaffenen Regionen, zum Beispiel in Jakutien, Tibet und über den verlassenen Gebieten Sibiriens? Es besteht die Meinung, dass Änderungen der atmosphärischen Zirkulation durch stationäre Planetenwellen verursacht werden, die im Winter-Frühling in die Stratosphäre eindringen und die Verteilung von Ozon und seinen anderen Bestandteilen in mittleren und hohen Breiten stark beeinflussen. Eine der Quellen dieser Wellen sind unterschiedliche Temperaturen über den Oberflächen von Kontinenten und Ozeanen, sodass Änderungen der Meeresoberflächentemperatur die Wellenaktivität beeinflussen. Bei einer langfristigen Abschwächung der Wellenaktivität nehmen Westwinde in der Stratosphäre zu, ihr unterer Teil kühlt ab, es bilden sich polare Stratosphärenwolken und damit Bedingungen für den Ozonabbau. Die Zirkulation in der Stratosphäre in den letzten 20 Jahren könnte sich stark verändert haben. Die Hauptursache für das Ozonloch in der Antarktis dürfte also eine langfristige Abschwächung der Wellenaktivität der Stratosphäre sein, verbunden mit sehr langsamen Prozessen in den Ozeanen.

Beim Vergleich der Änderungen der Wellenaktivität der Stratosphäre und des Ozongehalts in den Jahren 1979-1992 kamen die Experten zu dem Schluss, dass die Abschwächung der Aktivität einer Abnahme der Ozonkonzentration in den mittleren und hohen Breiten aufgrund eines geringeren Austauschs zwischen den Breiten entspricht. Es scheint, dass sich im Sommer 1980 die Zirkulation in der Stratosphäre dramatisch verändert hat und die Bedingungen für die Bildung eines Ozonlochs entstanden sind.

In letzter Zeit wurde das Auftreten von Ozonlöchern periodisch über der gesamten Erdoberfläche beobachtet. Außerdem wird die Ozonschicht der Erde selbst dünner. Für eine Person droht dies, Hautkrebs zu erhöhen. Aber wenn sich ein Mensch vor ultravioletter Strahlung schützen kann, dann bleibt ihm die Tier- und Pflanzenwelt wehrlos gegenüber.

Wissenschaftler suchen nach Möglichkeiten, die Ozonschicht wiederherzustellen. Zu diesem Zweck wurde zunächst vorgeschlagen, Fabriken zur Herstellung von Ozon zu errichten, wonach es per Flugzeug in die Atmosphäre abgegeben werden sollte. Eine andere Möglichkeit besteht darin, mit Lasern ausgestattete Ballons herzustellen, die von Sonnenkollektoren angetrieben werden und Sauerstoff zur Erzeugung von Ozon verwenden. Der realistischste Ausweg aus dieser Situation besteht darin, die Entwaldung zu reduzieren und die Grünflächen zu vergrößern.

Fazit.

Das Problem der Ozonschicht ist eines der globalen Probleme unserer Zeit. Wie Sie wissen, entstand das Leben auf der Erde erst, nachdem sich die schützende Ozonschicht des Planeten gebildet hatte, die ihn vor grausamer ultravioletter Strahlung bedeckte. Aus diesem Grund wurden zum Schutz der Ozonschicht viele verschiedene Konferenzen und Symposien einberufen, in deren Folge bestimmte Vereinbarungen im Bereich der Reduzierung schädlicher Industrien getroffen wurden. Insbesondere wurde am 22. März 1985 die Wiener Konvention zum Schutz der Ozonschicht verabschiedet, in der sich die an der Konvention teilnehmenden Länder auf die Notwendigkeit einer systematischen und grundlegenden Forschung im Zusammenhang mit der Ozonschicht geeinigt haben, um sie in die aufzunehmen Rechtsvorschriften zur Verringerung und Beseitigung der Emission von Stoffen, die die Ozonschicht zerstören, sowie zur Schaffung einer speziellen internationalen Institution zur Förderung und Koordinierung des Schutzes der Ozonschicht - des Ozonsekretariats. Auf einem Treffen in Helsinki im Jahr 1989 wurde geplant, bis zum Jahr 2000 vollständig auf den Einsatz von Fluorchlorkohlenwasserstoffen in der Produktion zu verzichten. Das Problem ist jedoch nicht so einfach, wie es auf den ersten Blick erscheinen mag. Tatsache ist, dass bereits produzierte Kühlschränke und Klimaanlagen zu viel FCKW angesammelt haben: Da sie normalerweise ausfallen, wird die Menge an schädlichen Gasen in der Atmosphäre noch viele Jahre zunehmen, selbst im Falle eines vollständigen und sofortigen Verbots Produktion.

Für anhaltenden Erfolg sind die folgenden Schritte erforderlich:
1) Überwachung der Ozonschicht fortsetzen, um unvorhergesehene Veränderungen schnell zu verfolgen; die Umsetzung der angenommenen Abkommen durch die Länder sicherzustellen;

2) Fortsetzung der Arbeit zur Ermittlung der Ursachen von Veränderungen in der Ozonschicht und Bewertung der schädlichen Eigenschaften neuer Chemikalien in Bezug auf den Ozonabbau und die Auswirkungen auf den Klimawandel im Allgemeinen;
3) Weiterhin Informationen über Technologien und Ersatzstoffe bereitzustellen, die den Einsatz von Kälte-, Klima- und Wärmedämmschäumen ermöglichen, ohne die Ozonschicht zu schädigen.

Referenzliste.

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2. Gvishiani D. M., Club of Rome. Schöpfungsgeschichte, ausgewählte Berichte und Reden, amtliche Materialien, M., 1997

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5. http://www.germany.org.ru/ger_10.html

6. http://www.meteo.lv/public/27110.html

Viele Bewohner des Planeten wissen über die Ozonschicht der Erde nur, dass darin ein riesiges Loch aufgetaucht ist, und dies droht mit einer universellen Katastrophe. Hin und wieder erscheinen Artikel in Zeitungen und Zeitschriften, in denen Menschen Angst vor möglichen Problemen haben. Wissenschaftler sprechen vom kommenden Klimawandel, der alles Leben auf der Erde negativ beeinflussen wird. Ist das wirklich? Lohnt es sich, sich jetzt Sorgen zu machen, und übertreiben Wissenschaftler nicht das Ausmaß der kommenden Katastrophe? Droht uns in naher Zukunft die Zerstörung der Ozonschicht und wie kann sich das auf das Klima auswirken? Versuchen wir, alles herauszufinden.

Wo befindet sich

Lassen Sie uns zunächst herausfinden, was Ozon ist und welche Rolle es in der Natur spielt. Oberhalb der Erdoberfläche, in einer Höhe von sieben bis neunzehn Kilometern, besteht die Atmosphäre aus einer Ozonschicht. Es ist eine besondere Form von Sauerstoff. Außerdem liegt es an den Polen tiefer - in einer Höhe von 7 bis 8 Kilometern und am Äquator - viel höher, in einer Entfernung von 17 bis 18 Kilometern von der Erdoberfläche. Dadurch ist es sehr ungleich verteilt.

Analysiert man Ozon unter dem Gesichtspunkt chemischer Reaktionen, so ergibt sich folgendes Bild. Durch die starke Einwirkung der ultravioletten Strahlung der Sonne hat das Sauerstoffmolekül, aus dem die Lufthülle der Erde besteht, ein drittes Sauerstoffatom an sich gebunden. So entstand Ozon.

wichtiger Zweck

Es ist erwähnenswert, dass eine große Menge Ozon in der Atmosphäre ein großes Plus für unsere Erde ist. Je mehr es ist, desto besser absorbiert es ultraviolette Strahlen. Eigentlich ist dies sein Hauptzweck. Denken Sie jedoch nicht, dass die Ozonschicht der Atmosphäre ein dickes Kissen ist, das die Erde zuverlässig vor den heißen Sonnenstrahlen schützt.

Nein. Die Ozonschicht ist sehr, sehr dünn. Damit Sie sich die Größe visuell vorstellen können, können Sie ein Beispiel geben. Wir nehmen eine Fläche von 45 Quadratkilometern. Wenn das gesamte in der Erdatmosphäre verfügbare Ozon gleichmäßig darüber verteilt wird, dann beträgt seine Dicke ... nur 0,3 cm. Das scheint unglaublich! Wie hat ein so dünner „Schutzmantel“ die Menschheit viele Jahrtausende lang vor der heißen Sonne geschützt? Wie auch immer es ist.

Angesichts der Bedeutung der Ozonschicht und ihrer relativ geringen Menge müssen alle Anstrengungen unternommen werden, um den Schutz intakt zu halten. Um es zu zerstören, ist schließlich nicht viel Verstand erforderlich, aber es ist fast unmöglich, es wiederherzustellen.

Riecht nach Ozon

Manchmal wird die Luft nach Regen, besonders im Sommer, besonders frisch, angenehm, und die Leute sagen: "Es riecht nach Ozon." Dies ist keineswegs ein bildlicher Ausdruck. Tatsächlich dringt eine gewisse Menge Ozon mit den Strömungen der oberen Luft teilweise in die unteren Schichten der Atmosphäre ein. Dies ist das sogenannte Nutzozon. Außerdem verleiht es der Atmosphäre eine außergewöhnliche Frische. Oft ist dieses Phänomen nach Gewittern zu beobachten.

Aber es gibt auch ein sehr schädliches, extrem gefährliches Ozon für den Menschen. Abgase und Industrieemissionen, die unter die Einwirkung von Sonnenlicht fallen, gehen eine photochemische Reaktion ein. Dadurch entsteht das sogenannte bodennahe Ozon. Es ist sehr schädlich für die menschliche Gesundheit. Am häufigsten wird solches Ozon in Ballungsgebieten und Großstädten gefunden. Es ist äußerst gefährlich, solche Luft einzuatmen, da dieses Gas die Bronchien und Lungen beeinträchtigt und zerstört. Wenn eine Person solche Luft einatmet, kann sie Asthmaanfälle, Brustschmerzen, Herzinfarkte und Schwindel bekommen.

Unter solch einer schlechten ökologischen Situation leiden nicht nur Menschen, sondern auch Pflanzen entlang der Straßen. Aber in großen Höhen ist die Bedeutung der Ozonschicht kaum zu überschätzen. Ohne sie wäre die Menschheit bereits durch ultraviolette Strahlung ausgebrannt.

Ein Loch so groß wie ein Festland

Die Ozonschicht der Erde wurde in den 70er Jahren des zwanzigsten Jahrhunderts von Wissenschaftlern entdeckt. Gleichzeitig bestimmten Physiker seinen Wert und beschrieben ihn in wissenschaftlichen Arbeiten. Aber nur anderthalb Jahrzehnte später standen die Forscher vor dem globalen Problem der Ozonschicht. Britische Wissenschaftler machten 1985 eine Entdeckung, die die ganze Welt erschreckte und zwang, die Entwicklung der modernen Industrie anders zu betrachten.

Über der Antarktis haben Forscher ein riesiges „Loch“ entdeckt. Die Ozonschicht über diesem Kontinent fehlte vollständig. Außerdem hatte das Loch eine erschreckende Größe – die Größe der Vereinigten Staaten.

Experimentell wurde festgestellt, dass in der Atmosphäre über dem kältesten Kontinent der Erde Verbindungen in großen Mengen vorhanden sind, die bei der Wechselwirkung von Ozon und Chlor entstehen. Damit wurde die Theorie bestätigt, dass Chlor Ozon zerstört.

Gefährliche Freons

Wissenschaftler haben nachgewiesen, dass Freone, die massiv in Kühlschränken und Klimaanlagen sowie in zahlreichen Aerosoldosen verwendet werden, die Ozonschicht beeinträchtigen. Es scheint uns nur, dass wir unsere Haare mit Lack besprüht haben und nichts Schreckliches passiert ist. Aber stellen Sie sich vor, dass solche Mikroemissionen täglich von Millionen von Verbrauchern durchgeführt werden! Jetzt droht das Ausmaß, da jeder von uns die Ozonschicht zerstört!

Die Gründe für die Zerstörung sind, dass Freonmoleküle mit Ozonmolekülen interagieren. Sonneneinstrahlung bewirkt, dass Freone Chlor freisetzen. Es spaltet Ozon, was zur Bildung von atomarem und gewöhnlichem Sauerstoff führt. An der Stelle, an der diese Wechselwirkung stattfindet, verschwindet die Ozonschicht vollständig.

Industrielle Emissionen schaden der Ozonschicht natürlich am meisten. Aber auch die Verwendung von Medikamenten, die Freon enthalten, im Haushalt hat auf die eine oder andere Weise einen Einfluss auf die Zerstörung von Ozon.

Schutzmaßnahmen

Nachdem Wissenschaftler dokumentierten, dass die Ozonschicht zerstört wurde, begannen Politiker darüber nachzudenken, wie sie gerettet werden könnten. Schließlich ist dies nicht für ein einzelnes Land wichtig, sondern für die gesamte Menschheit. Zu diesem Thema fand weltweit eine Reihe von Konsultationen und Treffen statt, an denen Vertreter aller Länder teilnahmen, in denen die Industrie entwickelt ist.

1985 wurde das Übereinkommen zum Schutz der Ozonschicht verabschiedet. Es wurde von Vertretern von 44 Staaten unterzeichnet. Ein Jahr später wurde ein weiteres wichtiges Dokument unterzeichnet – das Montrealer Protokoll. Nach seinen Bestimmungen wurden die Produktion und der Verbrauch von ozonzerstörenden Stoffen weltweit erheblich eingeschränkt.

Einige versuchten, sich diesen Verboten zu widersetzen. Aber für jedes Land wurden klare Quoten für gefährliche Industrien festgelegt, die nicht überschritten werden dürfen. Schließlich steht das Schicksal der gesamten Menschheit auf dem Spiel.

Schutz der Ozonschicht in Russland

In unserem Land wird diesem Problem auch große Aufmerksamkeit geschenkt. Nach der geltenden Gesetzgebung der Russischen Föderation ist die Ozonschicht eines der wichtigsten natürlichen Objekte. Es unterliegt dem Rechtsschutz. Das Gesetz „Über den Schutz der Umwelt“ (Artikel 4) regelt Schutzmaßnahmen, die darauf abzielen, dieses Naturobjekt vor Beschädigung, Verschmutzung, Zerstörung und Ausbeutung zu schützen.
Artikel 56 des Gesetzes beschreibt Maßnahmen zum Schutz der Ozonschicht der Erde. Unter ihnen:

• Organisation der Beobachtung dieses Naturobjekts;
• ständige Überwachung des Klimawandels, der unter dem Einfluss der Aktivitäten von Wirtschaftssubjekten oder aufgrund anderer Prozesse auftritt;
• strikte Einhaltung von Standards für die Emission von Schadstoffen in die Atmosphäre;
• Regulierung der Produktion von Chemikalien, die die Ozonschicht zerstören;
• Anwendung von Strafen und Strafen für die Verletzung der oben genannten Anforderungen.

Es gibt mehrere internationale Organisationen und Inspektionen, die sorgfältig überwachen, wie die Maßnahmen zum Schutz der Ozonschicht in verschiedenen Ländern der Welt durchgeführt werden.

Wanderndes Loch

Wenn wir davon ausgehen, dass sich das Ozonloch ständig weiter ausdehnt, was durchaus möglich ist, dann droht der Menschheit der Tod. Und das ist keine Übertreibung. Daher ist der Erhalt der Ozonschicht heute in allen Ländern von großer Bedeutung.

Es ist erwähnenswert, dass das Ozonloch instabil ist. Sobald die Menge der schädlichen Emissionen in die Atmosphäre reduziert wird, beginnt sich das Ozonloch allmählich zu verengen. Ozonmoleküle dringen aus den in der Nähe befindlichen Teilen der Atmosphäre ein. Aber hier gibt es noch einen weiteren Risikofaktor. In benachbarten Gebieten wird dadurch die Ozonmenge deutlich reduziert. Die Schicht wird dünner.

Risikofaktoren

In der Zwischenzeit forschen Wissenschaftler weiter und erschrecken uns mit enttäuschenden Schlussfolgerungen. Sie kamen zu diesem Schluss. Wenn die Ozonmenge in der oberen Atmosphäre nur um ein Prozent abnimmt, kommt es beispielsweise zu einer Zunahme von Hautkrebs um 3-6%. Darüber hinaus beeinträchtigen ultraviolette Strahlen in großen Mengen das menschliche Immunsystem. Er wird anfälliger für Infektionskrankheiten. Vielleicht erklärt dies, dass im 21. Jahrhundert immer mehr Menschen an bösartigen Tumoren erkranken.

Erhöhtes Ultraviolett wirkt sich auch negativ auf die Natur aus. Es zerstört Pflanzenzellen, sie beginnen zu mutieren und produzieren weniger Sauerstoff. Und obwohl die Ozonschicht hoch ist und wir sie nicht spüren, ist ihre Bedeutung für die Natur kaum zu überschätzen.

Beeinflusst Wind, Niederschlag und Temperatur

Laut Wissenschaftlern wirkt sich die Ausdünnung der Ozonschicht direkt auf das Klima unseres Planeten aus. Ist Ihnen aufgefallen, dass das Wetter von Jahr zu Jahr wechselhafter wird?

Die Ozonschicht ist nicht nur ein „Schirm“ für ultraviolette Strahlung, sondern auch eine Art Hülle für die Erde. Es fängt Wärme ein, die von der Oberfläche unseres Planeten abgeführt wird. Je dünner die Ozonschicht ist, desto schneller kühlt die warme Luft an der Erdoberfläche ab. Wie die Forscher feststellten, nimmt die Lufttemperatur auf dem Planeten Jahr für Jahr allmählich ab. Dies trägt zu einer Richtungsänderung der vorherrschenden Winde bei. Das Wetter wird extrem wechselhaft.

beängstigende Zahlen

Hier sind einige weitere trockene Statistiken, die auf die kommende Katastrophe hindeuten. Von 1979 bis heute ist der jährliche Ozongehalt um etwa 4-5 Prozent gesunken. Und in den mittleren Breiten des Planeten ist diese Zahl noch höher - die Ozonschicht ist um 7 Prozent kleiner geworden.

Und wenn frühere Wissenschaftler das Ozonloch nur über der Antarktis entdeckten, sind heute andere Orte auf der Karte aufgetaucht, an denen diese Schutzschicht nicht beobachtet wird. Experten haben mehrere kleinere Löcher über der Arktis und den angrenzenden Regionen der nördlichen Hemisphäre identifiziert.

Aber es gibt auch optimistische Meldungen. Nachdem sich die Menschheit um das Problem des Erhalts der Ozonschicht sorgte und eine Reihe von Schutz- und Verbotsmaßnahmen entwickelt wurden, stabilisierte sich die Situation etwas. Wir können also mit Sicherheit sagen, dass wir, wenn wir uns vernünftig verhalten, dieses Problem lösen können.

Wählen Sie eine richtige Antwort aus mehreren gegebenen aus.

1. Globale Umweltprobleme werden hauptsächlich verursacht durch:

a) geologische Prozesse;
b) Raumfaktoren;
c) hohe Fortschrittsraten;
d) Klimawandel.

2. Die wichtigsten natürlichen Faktoren, die die Größe der menschlichen Bevölkerung beeinflussen, sind:

a) Geländemerkmale;
b) Nahrungsressourcen und Krankheiten;
c) Klimamerkmale;
d) die geografische Lage des Landes.

3. Rationelles Naturmanagement impliziert:

a) Aktivitäten zur Befriedigung der Bedürfnisse der Menschheit;
b) Aktivitäten zur wissenschaftlich fundierten Nutzung, Vervielfältigung und zum Schutz natürlicher Ressourcen;
c) Gewinnung und Verarbeitung von Mineralien;
d) Maßnahmen, die die gewerbliche und wirtschaftliche Tätigkeit einer Person sicherstellen.

4. Zu den Bodenschätzen der Eingeweide des Planeten gehören:

a) unerschöpfliche natürliche Ressourcen;
b) erneuerbare natürliche Ressourcen;
c) nicht erneuerbare natürliche Ressourcen;
d) Ressourcen auffüllen.

5. Entwaldung führt zu:

a) Erhöhung der Artenvielfalt von Vögeln;
b) eine Zunahme der Artenvielfalt von Säugetieren;
c) Verringerung der Verdunstung;
d) Verletzung des Sauerstoffregimes.

6. Der Mangel an Trinkwasser wird hauptsächlich verursacht durch:

a) Treibhauseffekt;
b) eine Abnahme des Grundwasservolumens;
c) Verschmutzung von Gewässern;
d) Bodenversalzung.

7. Der Treibhauseffekt entsteht durch die Ansammlung von:

a) Kohlenmonoxid;
b) Kohlendioxid;
c) Stickstoffdioxid;
d) Schwefeloxide.

8. Die wichtige Rolle der Atmosphäre besteht darin, dass sie lebende Organismen schützt vor:

a) starke Temperaturschwankungen;
b) krebserzeugende Stoffe;
c) radioaktive Kontamination;
d) Krankheitserreger.

9. Vor harter ultravioletter Strahlung schützen lebende Organismen:

a) Wasserdampf;
b) Wolken;
c) die Ozonschicht;
d) Stickstoff.

10. Die Zerstörung der Ozonschicht führt zu einer Zunahme von Krankheiten:

a) Gastrointestinaltrakt;
b) Herz-Kreislauf-System;
c) Haut;
d) Atmungsorgane.

11. Bei der Zerstörung von Leuchtstofflampen werden gesundheitsgefährdende Ionen freigesetzt:

a) Quecksilber;
b) führen;
c) Kalzium;
d) Kobalt.

12. Die häufigsten Krankheiten, die als Folge von Umweltzerstörung auftreten, sind:

a) Erkrankungen des Bewegungsapparates;
b) Infektionskrankheiten;
c) kardiovaskuläre und onkologische Erkrankungen;
d) Erkrankungen des Verdauungstraktes.

13. Krebserregende Stoffe heißen:

a) biogen;
b) krebserregend;
c) pyrogen;
e) abiogen.

14. Die größte Anzahl von Stoffen, die die Biosphäre belasten, entfällt auf:

a) Unternehmen der Chemie- und Kohleindustrie;
b) Landwirtschaft;
c) alltägliche Aktivitäten einer Person;
d) Fahrzeuge.

Antworten: 1 in; 2 - b; 3 - b; 4 - ein; 5 - d; 6 - hinein; 7 - b; 8 - ein; 9 - ein; 10 - ein; 11 - a; 12 - ein; 13 - b; 14 - ein.

Nach Materialien:

Prishchepina I.A., Zakharova G.A. usw. Biologie. Testaufgaben. - Minsk: Neue Erkenntnisse, 2005.

Globale Veränderungen in der Atmosphäre. Zerstörung der Ozonschicht. Kontinentale Probleme, Ursachen für das Aussterben einer Masse tropischer Pflanzen- und Tierarten. Treibhauseffekt und mögliche Folgen des Klimawandels. Bedrohung für Ökosysteme und Biodiversität.

Studenten, Doktoranden, junge Wissenschaftler, die die Wissensbasis in ihrem Studium und ihrer Arbeit nutzen, werden Ihnen sehr dankbar sein.

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Ozonschicht- Teil der Stratosphäre in einer Höhe von 12 bis 50 km (in tropischen Breiten 25-30 km, in gemäßigten Breiten 20-25, in Polar 15-20), in dem unter dem Einfluss der ultravioletten Strahlung der Sonne molekular Sauerstoff dissoziiert in Atome, die sich dann mit anderen O2-Molekülen verbinden und Ozon (O3) bilden. Eine relativ hohe Ozonkonzentration (ca. 8 ml/m³) absorbiert gefährliche ultraviolette Strahlen und schützt alles, was an Land lebt, vor schädlicher Strahlung.

Stadien der Zerstörung der Ozonschicht:

1) Emissionen: Durch menschliche Aktivitäten sowie durch natürliche Prozesse auf der Erde werden halogenhaltige Gase (Brom und Chlor), ᴛ.ᴇ, emittiert (freigesetzt). Stoffe, die die Ozonschicht abbauen.

2) Akkumulation (halogenhaltige Emissionsgase sammeln (akkumulieren) sich in den unteren Atmosphärenschichten und wandern unter dem Einfluss von Wind und Luftströmungen in Regionen, die nicht in unmittelbarer Nähe der Quellen solcher Gasemissionen liegen).

3) Bewegung (angesammelte halogenhaltige Gase bewegen sich mit Hilfe von Luftströmungen in die Stratosphäre).

4) Umwandlung (die meisten halogenhaltigen Gase werden unter dem Einfluss der ultravioletten Strahlung der Sonne in der Stratosphäre in leicht reagierende Halogengase umgewandelt, wodurch die Zerstörung der Ozonschicht in den Polarregionen der Erde relativ ist aktiver).

5) Chemische Reaktionen (leicht reagierende Halogengase verursachen die Zerstörung des stratosphärischen Ozons; der Faktor, der zu den Reaktionen beiträgt, sind polare Stratosphärenwolken).

6) Entfernung (unter dem Einfluss von Luftströmungen kehren leicht reagierende Halogengase in die Troposphäre zurück, wo sie aufgrund der in den Wolken vorhandenen Feuchtigkeit und des Regens abgeschieden und somit vollständig aus der Atmosphäre entfernt werden).

Gründe für die Zerstörung des Betriebssystems:

Erstens,- ϶ᴛᴏ Starts von Weltraumraketen. Das Verbrennen von Treibstoff „verbrennt“ große Löcher in der Ozonschicht. Früher wurde angenommen, dass diese „Löcher“ geschlossen werden. Es stellte sich heraus, nicht. Οʜᴎ gibt es schon seit geraumer Zeit. Zweitens, Flugzeuge, die in Höhen von 12-15 km fliegen. Der von ihnen abgegebene Dampf und andere Stoffe zerstören Ozon. Aber gleichzeitig führen Flugzeuge, die weniger als 12 km fliegen, zu einem Anstieg des Ozons. In Städten ist es eine der Komponenten des photochemischen Smogs. . Drittens- Stickoxide. Sie werden von denselben Flugzeugen ausgeworfen, aber die meisten von ihnen werden von der Bodenoberfläche freigesetzt, insbesondere während der Zersetzung von Stickstoffdüngemitteln.

Konsequenzen:

Dies wirkt sich nicht nur negativ auf alle Lebewesen aus: Menschen, Tiere, Pflanzen, Tropenwälder, aber auch Gegenstände. Wenn zum Beispiel die Ozonschicht zu dünn wird, hält der Gummi, der auf dem Bauernhof verwendet wird, viel weniger. Wasserorganismen, die in den oberen Wasserschichten leben, werden aufhören zu existieren. Die Fauna des Amazo-Dschungels mit Pythons u Papageien. Fischfang und landwirtschaftliche Erträge werden deutlich zurückgehen. Zweifellos wird die Zerstörung der Ozonschicht auch die Menschen treffen. Die Menschheit wird doppelt so krank, weil das Immunsystem erheblich geschwächt wird. Ihre Chancen, an Hautkrebs und grauem Star zu erkranken, steigen.

Wissenschaftler vermuten, dass eine Abnahme der Ozonschicht um 1% zu einer aktiven Ausbreitung von Krankheiten führen wird. Beispielsweise werden die Fälle von Hautkrebs um das 10.000-Fache zunehmen und die Fälle von grauem Star um das 100.000-Fache. Die Anfälligkeit einer Person für Atemwegs- und Lungenerkrankungen wird sprunghaft ansteigen.

Wissenschaftler suchen Wege zur Wiederherstellung Ozonschicht.

Kann die Ozonschicht vor der Zerstörung gerettet werden?

Zu diesem Zweck wurde zunächst vorgeschlagen, Fabriken zur Herstellung von Ozon zu errichten, wonach es per Flugzeug in die Atmosphäre abgegeben werden sollte. Eine andere Möglichkeit besteht darin, mit Lasern ausgestattete Ballons herzustellen, die von Sonnenkollektoren angetrieben werden und Sauerstoff zur Erzeugung von Ozon verwenden. Der realistischste Ausweg aus dieser Situation besteht darin, die Entwaldung zu reduzieren und die Grünflächen zu vergrößern.

49) Es ist üblich, eine Atomwaffe zu nennen, deren schädliche Wirkung auf der Energie beruht, die bei Kernspaltungs- oder Fusionsreaktionen freigesetzt wird. Es ist die stärkste Art von Massenvernichtungswaffe.

Nukleare Explosionen können auf der Erdoberfläche (Wasser), im Untergrund (Wasser) oder in der Luft in verschiedenen Höhen durchgeführt werden. Aus diesem Grund werden folgende Arten von Atomexplosionen unterschieden: Boden, Untergrund, Unterwasser, Luft und Höhe. Die charakteristischsten Arten von Atomexplosionen sind Boden und Luft.

Schädliche Faktoren einer nuklearen Explosion : Schockwelle, Lichtstrahlung einer nuklearen Explosion, durchdringende Strahlung, radioaktive Kontamination des Gebiets und elektromagnetischer Impuls.

1) Stoßwelle (SW)- ein Bereich stark komprimierter Luft, die sich vom Zentrum der Explosion mit Überschallgeschwindigkeit unter hohem Druck in alle Richtungen ausbreitet

Die Auswirkungen von HC auf Menschen sollten direkt und indirekt sein. Bei direkter Exposition ist die Verletzungsursache ein sofortiger Anstieg des Luftdrucks, der als scharfer Schlag wahrgenommen wird, der zu Frakturen, Schäden an inneren Organen und zum Platzen von Blutgefäßen führt. Bei indirektem Aufprall staunen die Menschen über umherfliegende Trümmer von Gebäuden und Bauwerken, Steine, Bäume, Glasscherben und andere Gegenstände.

Das Ausmaß des Schadens durch eine Schockwelle an verschiedenen Objekten hängt von der Stärke und Art der Explosion, der mechanischen Festigkeit (Stabilität des Objekts) sowie von der Entfernung, in der die Explosion aufgetreten ist, dem Gelände und der Position von Objekten ab der Boden.

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Bildungsministerium der Republik Belarus

Bildungseinrichtung

"BELARUSIAN STATE UNIVERSITY OF INFORMATICS AND RADIOELECTRONICS"

Institut für Informationstechnologie

Spezialität ITiUTS

PRÜFUNG

(beaufsichtigter selbstgeleiteter Lehrer

Studentenarbeit)

Gemäß dem Kurs Grundlagen der Ökologie und Energieeinsparung

Option Nummer 32

Abgeschlossen von einem Studenten im 3. Jahr

Gruppen Nr. 182425

Registerbuchnummer: 182425-20

Name: Grischko Jekaterina Nikolajewna

Adresse: 231201 Region Grodno

Ostrovets, Volodarskogo Str. 17/12

Tel.: +375336859213

Minsk, 2013

1. Die Hauptursachen des Klimawandels auf der Erde, die Zerstörung der Ozonschicht, die Erschöpfung der natürlichen Ressourcen. Mögliche Folgen dieser Änderungen.

Der wissenschaftliche und technologische Fortschritt hat die Menschheit vor eine Reihe neuer, sehr komplexer Probleme gestellt, denen sie zuvor noch nie begegnet ist, oder die Probleme waren nicht so groß angelegt. Unter ihnen nimmt die Beziehung zwischen Mensch und Umwelt einen besonderen Platz ein. Im vergangenen Jahrhundert stand die Natur unter dem Druck eines 4-fachen Bevölkerungswachstums und eines 18-fachen Anstiegs der Weltproduktion.

Wissenschaftler sagen das seit etwa den 60-70er Jahren des 20. Jahrhunderts. Veränderungen der Umwelt unter dem Einfluss des Menschen sind global geworden, dh sie betreffen ausnahmslos alle Länder der Welt, daher werden sie als global bezeichnet. Unter ihnen sind die relevantesten:

♦ Klimawandel der Erde;

♦ Zerstörung der Ozonschicht;

♦ grenzüberschreitende Verbringung schädlicher Verunreinigungen und Luftverschmutzung;

♦ Erschöpfung der Süßwasserreserven und Verschmutzung der Gewässer des Weltmeeres;

♦ Abbau der biologischen Vielfalt;

♦ Bodenverschmutzung, Zerstörung der Bodenbedeckung usw.

Globale Erwärmung. Als Ergebnis der Untersuchung des Materials meteorologischer Beobachtungen in allen Regionen der Erde wurde festgestellt, dass das Klima bestimmten Änderungen unterliegt. Begonnen Ende des 19. Jahrhunderts. Die Erwärmung verstärkte sich besonders in den 20-30er Jahren des 20. Jahrhunderts, aber dann begann eine langsame Abkühlung, die in den 60er Jahren aufhörte. Die Untersuchung von Sedimentablagerungen der Erdkruste durch Geologen zeigte, dass es in vergangenen Epochen zu viel größeren Klimaveränderungen gekommen ist. Da diese Veränderungen auf natürliche Prozesse zurückzuführen sind, werden sie als natürlich bezeichnet.

Neben natürlichen Faktoren hat die menschliche Wirtschaftstätigkeit einen immer größeren Einfluss auf die globalen klimatischen Bedingungen. Dieser Einfluss begann sich vor Tausenden von Jahren zu manifestieren, als im Zusammenhang mit der Entwicklung der Landwirtschaft in Trockengebieten die künstliche Bewässerung weit verbreitet wurde. Auch die Ausbreitung der Landwirtschaft in der Waldzone führte zu einigen Klimaveränderungen, da großflächige Abholzungen erforderlich waren. Der Klimawandel wurde jedoch hauptsächlich durch Änderungen der meteorologischen Bedingungen in der unteren Luftschicht in den Gebieten begrenzt, in denen bedeutende wirtschaftliche Aktivitäten durchgeführt wurden.

In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts. Im Zusammenhang mit der rasanten Entwicklung der Industrie und dem Wachstum der Energieverfügbarkeit sind die Aussichten für den Klimawandel auf dem ganzen Planeten entstanden. Die moderne wissenschaftliche Forschung hat festgestellt, dass die Auswirkungen der anthropogenen Aktivität auf das globale Klima mit der Wirkung mehrerer Faktoren verbunden sind, von denen die wichtigsten sind:

♦ eine Erhöhung der Menge an atmosphärischem Kohlendioxid sowie einiger anderer Gase, die im Laufe der Wirtschaftstätigkeit in die Atmosphäre gelangen, was den Treibhauseffekt darin verstärkt;

♦ Zunahme der Masse atmosphärischer Aerosole;

♦ Erhöhung der Wärmeenergiemenge, die im Prozess der Wirtschaftstätigkeit produziert und in die Atmosphäre freigesetzt wird.

Die erste dieser Ursachen des anthropogenen Klimawandels ist von größter Bedeutung. Der Anstieg der Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre wird durch die Bildung von CO2 bei der Verbrennung von Kohle, Öl und anderen Brennstoffen bestimmt. Neben Kohlendioxid kann der Treibhauseffekt der Atmosphäre durch eine Zunahme von Verunreinigungen anderer Gase - Methan, Stickoxid, Ozon, Chlorfluorkohlenwasserstoffe - beeinflusst werden.

Im Gegensatz zu Gasen, die kleine Verunreinigungen in der atmosphärischen Luft darstellen, ist der Eintrag von Kohlendioxid in die Atmosphäre so groß, dass es technisch nicht machbar ist, diesen Prozess in den kommenden Jahrzehnten zu stoppen. Darüber hinaus beginnt der Energieverbrauch in den Entwicklungsländern rapide zu steigen.

Der allmähliche Anstieg des CO2-Gehalts in der Atmosphäre wirkt sich bereits spürbar auf das Erdklima aus und verändert es in Richtung Erwärmung. Der im 20. Jahrhundert zu beobachtende allgemeine Aufwärtstrend der Lufttemperatur verstärkt sich, was bereits zu einem Anstieg der durchschnittlichen Lufttemperatur um 0,5 oC geführt hat.

Infolge einer Vervierfachung in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts. Höhe der CO2-Emissionen begann sich die Erdatmosphäre immer schneller zu erwärmen. Nach UN-Prognosen im XXI Jahrhundert. Die Durchschnittstemperatur wird noch weiter steigen - um 1,2 bis 3,5 ° C, was zum Schmelzen von Gletschern und Polkappen führen, den Pegel des Weltozeans erhöhen, Hunderte Millionen Einwohner von Küstengebieten gefährden und vollständig überfluten wird einige Inseln, und verursachen vor allem die Entwicklung anderer negativer Prozesse - Wüstenbildung der Länder.

Während sich die Erwärmungstendenzen verstärken, werden Wettermuster volatiler und klimabedingte Naturkatastrophen zerstörerischer. Der durch Naturkatastrophen verursachte Schaden für die Weltwirtschaft nimmt zu. Allein 1998 überstieg sie die Schäden, die durch Naturkatastrophen in den 1980er Jahren verursacht wurden, Zehntausende Menschen starben und etwa 25 Millionen „Umweltflüchtlinge“ mussten ihre Heimat verlassen.

Zerstörung der Ozonschicht der Erde. Die Hauptmenge an Ozon wird in der oberen Schicht der Atmosphäre gebildet - der Stratosphäre, in Höhen von 10 bis 45 km. Die Ozonschicht schützt alles Leben auf der Erde vor der harten ultravioletten Strahlung der Sonne. Durch die Absorption dieser Strahlung beeinflusst Ozon maßgeblich die Temperaturverteilung in der oberen Atmosphäre, was wiederum das Klima beeinflusst.

Die Gesamtmenge an Ozon und seine Verteilung in der Atmosphäre ist das Ergebnis eines komplexen und nicht vollständig verstandenen dynamischen Gleichgewichts photochemischer und physikalischer Prozesse, die seine Bildung, Zerstörung und seinen Transport bestimmen. Ab etwa den 70er Jahren des 20. Jahrhunderts. Die Menge an stratosphärischem Ozon nimmt weltweit ab. Über einigen Gebieten der Antarktis nehmen im September-Oktober die Werte des Gesamtozongehalts um 60% ab, in den mittleren Breiten beider Hemisphären beträgt die Abnahme 4-5% pro Jahrzehnt. Der Abbau der Ozonschicht des Planeten führt zur Zerstörung der vorhandenen Biogenese des Ozeans durch das Absterben von Plankton in der Äquatorialzone, Hemmung des Pflanzenwachstums, eine starke Zunahme von Augen- und Krebserkrankungen sowie damit verbundene Krankheiten Schwächung des Immunsystems von Mensch und Tier, Erhöhung der Oxidationskapazität der Atmosphäre, Korrosion von Metallen etc. .d.

F. Rowland und M. Molino (Berkeley) untermauerten die derzeit von der Weltgemeinschaft vertretene Ansicht, dass Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) - Stoffe, die unter normalen Bedingungen inert sind - in die Stratosphäre gelangen und unter der Einwirkung der ultravioletten Strahlung zerstört werden die Sonne, setzen freies Chlor frei, das an katalytischen Reaktionen der Ozonzerstörung beteiligt ist. FCKW werden häufig als Füllgase in Aerosolen, bei der Herstellung von Weich- und Hartschäumen, als Freone in Kälte- und Klimaanlagen, als Lösungsmittel in der industriellen Produktion usw. verwendet. Einmal in der Atmosphäre kann ein Molekül eines solchen Inertgases bis zu 1000 Ozonmoleküle zerstören, und einige FCKW können mehr als 100 Jahre in der Atmosphäre verbleiben.

Erschöpfung der Süßwasserreserven. Zwischen 1900 und 1995 hat sich der weltweite Süßwasserverbrauch versechsfacht, mehr als doppelt so schnell wie das Bevölkerungswachstum. Schon jetzt lebt fast ein Drittel der Weltbevölkerung in Ländern, in denen die verbrauchte Wassermenge 10 % höher ist als die Gesamtmenge der verfügbaren Reserven. Wenn sich die derzeitigen Trends fortsetzen, werden bis 2025 zwei von drei Menschen auf der Erde in Armut leben.

Die Hauptquelle der Süßwasserversorgung der Menschheit ist im Allgemeinen aktiv erneuerbares Oberflächenwasser, das etwa 39.000 km3 pro Jahr ausmacht. In den 70er Jahren lieferten diese riesigen jährlichen erneuerbaren Süßwasserressourcen durchschnittlich etwa 11.000 m3 pro Einwohner der Welt, in den 80er Jahren sank die Pro-Kopf-Versorgung mit Wasserressourcen auf 8,7.000 m3 / Jahr und bis zum Ende der XX Jahrhundert. - bis zu 6,5 Tausend m3/Jahr. Unter Berücksichtigung der Prognose des Wachstums der Erdbevölkerung bis 2050 (bis zu 9 Milliarden Menschen) wird die Wasserversorgung auf 4,3 Tausend m3/Jahr sinken. Die Menschheit ist alarmiert über einen ziemlich starken (fast 2-fachen) Rückgang der Süßwasserversorgung am Ende des 20. Jahrhunderts.

Allerdings ist zu berücksichtigen, dass die angegebenen Durchschnittsdaten zu pauschal sind. Die ungleichmäßige Verteilung der Bevölkerung und der Wasserressourcen auf der ganzen Welt führt dazu, dass in einigen Ländern die jährliche Versorgung der Bevölkerung mit Süßwasserressourcen auf 1000-2000 m3 / Jahr (südafrikanische Länder) abnimmt oder auf 100.000 m3 / Jahr ansteigt Jahr (Neuseeland). In so wasserreichen und dünn besiedelten Gebieten wie Alaska, Guayana, übersteigt die Verfügbarkeit von Wasserressourcen pro Kopf sogar 2 Millionen m3. Schwankungen des Flussflusses im Laufe der Zeit wirken sich auch aus, wenn in einigen Ländern in trockenen Jahren die Süßwasserressourcen um das 3-4-fache abnehmen; In manchen Teilen Nord- und Ostafrikas regnet es mehrere Jahre nicht und die Flüsse trocknen aus.

Grundwasser deckt den Bedarf von einem Drittel der Weltbevölkerung. Von besonderer Bedeutung für die Menschheit sind ihre irrationale Nutzung und ihre Ausbeutungsmethoden. Die Grundwasserentnahme erfolgt in vielen Regionen der Welt in solchen Mengen, die die Fähigkeit der Natur, sie zu erneuern, deutlich übersteigt. Sie ist auf der Arabischen Halbinsel, in Indien, China, Mexiko, den GUS-Staaten und den USA weit verbreitet. Der Grundwasserspiegel sinkt um 1-3 m pro Jahr.

In einigen Regionen der Welt herrscht zwischen den Staaten ein intensiver Wettbewerb um Wasserressourcen zur Bewässerung und Stromerzeugung, der sich aller Voraussicht nach mit dem Bevölkerungswachstum noch verschärfen wird. Heute leiden der Nahe Osten und Nordafrika am meisten unter Wasserknappheit, aber Mitte des 21. Jahrhunderts. Afrika südlich der Sahara wird sich ihnen anschließen, da sich ihre Bevölkerung in dieser Zeit verdoppelt oder sogar verdreifacht.

Zerstörung der Bodenbedeckung der Erde. Das Problem der Landressourcen ist mittlerweile zu einem der größten globalen Probleme geworden, nicht nur wegen der begrenzten Landreserven des Planeten, sondern auch, weil die natürliche Fähigkeit der Bodenbedeckung, biologische Produkte zu produzieren, jährlich relativ abnimmt (pro Kopf a fortschreitend wachsende Weltbevölkerung) und absolut (aufgrund zunehmender Verluste und Bodendegradation durch menschliche Aktivitäten).

Die Menschheit hat in ihrer Geschichte unwiederbringlich mehr fruchtbares Land verloren, als weltweit umgepflügt wird (mehr als 1,5 Milliarden Hektar) und aus einst fruchtbarem Ackerland Wüsten, Ödland, Sümpfe, Gebüsch, Ödland, Schluchten gemacht hat. Viele leblose Wüsten der Welt sind das Ergebnis menschlicher Aktivitäten. Der Prozess dieser unwiederbringlichen Verluste dauert bis heute an. Nach den optimistischsten Schätzungen von UN-Spezialisten sind fast 2 Milliarden Hektar Land einer vom Menschen verursachten Degradation ausgesetzt, die die Existenz von fast 1 Milliarde Hektar bedroht.

1.1. Zerstörung der Ozonschicht

Menschlich. Hauptgründe dafür sind Bodenversalzung durch Bewässerung sowie Erosion durch Überweidung, Entwaldung und Landverödung.

Die Bodenerosion ist den Menschen seit langem bekannt, hat aber in der Neuzeit im Zusammenhang mit der Intensivierung der Landwirtschaft eine besondere Entwicklung erfahren, bei der die Belastung der Bodenbedeckung um ein Vielfaches zunahm.

Der zweitwichtigste, ebenfalls weltweit verbreitete Degradationsprozess ist ein komplexes Bündel verschiedener negativer Begleiterscheinungen der Bewässerungslandwirtschaft, unter denen die sekundäre Versalzung und Vernässung der Böden hervorstechen. Eine Erhöhung des Salzgehalts in der Ackerschicht aus bewässertem Boden um bis zu 1% verringert den Ertrag um ein Drittel, und bei einem Gehalt von 2-3% stirbt die Ernte vollständig ab.

Die Erschöpfung von Acker- und Weideböden, der Rückgang ihrer Fruchtbarkeit erfolgt weltweit durch ihre unvernünftige intensive Nutzung. Es gibt weitere Abbauprozesse: Überschwemmung von Böden in Gebieten mit ausreichender oder übermäßiger Luftfeuchtigkeit, Bodenverdichtung und technogene Verschmutzung. Weltweit werden jedes Jahr weitere 20 Millionen Hektar landwirtschaftlicher Flächen aufgrund von Bodendegradation oder städtischer Übersiedlung für die Pflanzenproduktion ungeeignet. Gleichzeitig wird sich die Nahrungsmittelnachfrage in den Entwicklungsländern in den nächsten 30 Jahren voraussichtlich verdoppeln. Neue Flächen können und werden erschlossen, aber dies wird hauptsächlich in der Zone der riskanten Landwirtschaft stattfinden, wo die Böden noch anfälliger für Degradation sind.

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Warum wird die Ozonschicht benötigt?

1912 entdeckten die französischen Physiker Charles Fabry und Henri Buisson die Existenz der Ozonschicht. Wissenschaftler haben bewiesen, dass Ozonmoleküle in den entfernten Schichten der Atmosphäre konzentriert sind, die kurze Wellen des Sonnenspektrums blockieren und praktisch keine ultraviolette Strahlung auf die Erde übertragen.

Weitere Untersuchungen der Ozonverbindungen in der Atmosphäre zeigten, dass die Ozonschicht auch die Sonnenwärme zurückhält, was es uns ermöglicht, eine bewohnbare Temperatur auf unserem Planeten aufrechtzuerhalten. Darüber hinaus sind Ozonverbindungen in der Lage, einige schädliche Chemikalien (z. B. Methan, Stickoxide) in umweltfreundliche Verbindungen umzuwandeln.

Die Schutzfunktion der Ozonschicht
in der Stärke vergleichbar mit einem Metallschild

Obwohl die Menge an Ozonverbindungen in der Atmosphäre relativ gering ist, ist die Schutzfunktion der sogenannten „Ozonschicht“ in ihrer Stärke vergleichbar mit einem Metallschild. Gäbe es die Ozonschicht nicht, wäre die Erde ständiger Sonneneinstrahlung und anderen zerstörerischen Einflüssen aus dem All ausgesetzt. Es besteht Grund zur Annahme, dass ohne die Ozonschicht kein Leben auf der Erde in der Form entstanden wäre, wie wir es heute beobachten.

Wie funktioniert die Ozonschicht?

Ozonverbindungen in der Atmosphäre konzentrieren sich hauptsächlich in der Stratosphäre - in einer Entfernung von 10 bis 50 km von der Erde. Insgesamt befinden sich etwa dreitausend Tonnen Ozonmoleküle in der Atmosphäre. Auf der Skala des Volumens aller atmosphärischen Luft ist das ziemlich viel. Wenn Sie alle Ozonmoleküle sammeln und gleichmäßig auf der Erde verteilen, beträgt die Dicke einer solchen Schicht nur 3-5 Millimeter. Und wenn wir uns vorstellen, dass alle Ozonmoleküle an einem Ort konzentriert werden können, dann erhalten wir eine gasförmige Kugel mit einem Durchmesser von nur 14 km. Zum Vergleich: Eine solche Kugel, die alle atmosphärische Luft enthält, hätte einen Durchmesser von 2001 km.

Sie können die Ozonschicht „näher“ kennenlernen, indem Sie sich ein visuelles Video „Unbezahlbares Gas. Wie viel Ozon ist in der Atmosphäre? (auf Weißrussisch).

Schon eine relativ kleine Menge Ozon in der Atmosphäre wirkt Wunder. Neben dem Schutz unseres Planeten vor gefährlicher Sonnenstrahlung macht die Ozonschicht die Erde zu einem einzigartigen Planeten, indem sie eine sogenannte Temperaturinversion erzeugt. Der normale Temperaturverlauf wird als eine Abnahme der Temperatur der Atmosphäre mit der Entfernung von der Erde angesehen: je höher - desto kälter. Die Ozonschicht bildet jedoch eine Barriere, die den normalen Temperaturverlauf stört. Dort, wo sich die Ozonschicht befindet, beginnt die Temperatur plötzlich wieder zu steigen.

Atmosphärische Ozonschicht und Temperaturinversion

Die durch die Ozonschicht erzeugte Temperaturinversion teilt die Atmosphäre in zwei Teile - die Troposphäre und alles darüber. Durch diese Trennung können sich in der Troposphäre lebensfähige Wetterbedingungen ausbilden. Andere Planeten haben weniger Glück (naja, oder mehr) - es gibt keine Ozonschicht und folglich keine Temperaturinversion, die geeignete Bedingungen für menschliches Leben schaffen würde.

Warum wird Ozon zerstört?

In den 1970er Jahren bemerkten Wissenschaftler auf der ganzen Welt eine Abnahme der Konzentration von Ozonmolekülen in der Atmosphäre. Diese Tatsache beschäftigte viele Physiker und Chemiker auf der ganzen Welt, Wissenschaftler stellten eine Vielzahl von Hypothesen über die Ursachen solcher Veränderungen auf. Entscheidend war die Studie der Chemiker Frank Sherwood Rowland und Mario Molina über die Auswirkungen von Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW) auf die Erdatmosphäre. 1973 stellten Chemiker die Theorie auf, dass Chlormoleküle, die als Ergebnis des Zerfalls von FCKW unter UV-Strahlung entstehen, die Zerstörung großer Mengen von Ozon in der Atmosphäre verursachen könnten.

Ein Chlormolekül kann bis zu 200.000 Ozonmoleküle zerstören

Die Schlussfolgerungen amerikanischer Wissenschaftler wurden durch ähnliche Arbeiten der Wissenschaftler Paul Joseph Crutzen und Harold Johnstone gestützt. Seitdem eine solche Hypothese über ein solches Phänomen wie Ozonabbau, wird in der wissenschaftlichen Welt allgemein akzeptiert.

So sieht die Zerstörung des Ozonmoleküls unter dem Einfluss von Fluorchlorkohlenwasserstoff aus. Unter dem Einfluss von ultraviolettem Licht wird atomares Chlor freigesetzt, das Bindungen innerhalb des Ozonmoleküls zerstört.

Die Entdeckung von Molina und Rowland ermöglichte es nicht nur, den Prozess der Ozonschichtverdünnung zu erklären, sondern auch eine wichtige Schlussfolgerung daraus zu ziehen Ozonabbau tritt unter dem Einfluss menschlicher Aktivitäten auf. Schließlich sind die wichtigsten "Lieferanten" von Fluorchlorkohlenwasserstoffen in die Atmosphäre Fröne - jene Substanzen, die verwendet werden, um in unseren Kühlschränken, Klimaanlagen und anderen Haushalts- und Industriegeräten künstliche Kälte zu erzeugen. Ozongefährdende Stoffe finden sich auch in einigen Aerosolen, Feuerlöschern, Dämmplatten und Lösungsmitteln.

Molina, Rowland und Crutzen wurden daraufhin 1995 für ihre Arbeiten zum Ozonabbau mit dem Nobelpreis für Chemie ausgezeichnet.

Um die Ozonschicht vor Zerstörung zu bewahren, sollten Umweltschützer im Alltag ein paar einfache Tipps beachten.

• Zerlegen oder reparieren Sie alte Kühlschränke nicht selbst – ozonabbauende Freone können in die Umwelt gelangen.
• Recyceln Sie alte Kühlschränke und Klimaanlagen.
• Wählen Sie Geräte (insbesondere Kühlschränke und Klimaanlagen), die keine ozonabbauenden Substanzen enthalten. Dies sollte auf der Verpackung angegeben werden.
• Wählen Sie Aerosole, die für die Ozonschicht unbedenklich sind. Sie sind in der Regel als „ozonfreundlich“, „ozonfreundlich“, „ozonfrei“ gekennzeichnet.

Beispiele für „ozonfreundliche“ Labels

Gibt es Ozonlöcher?

Wie Ilya Bruchkovsky, Forscher am Nationalen Zentrum für Ozonüberwachung an der Belarussischen Staatsuniversität, Forscher des stratosphärischen Ozons in der Antarktis, erklärt, existiert in der wissenschaftlichen Welt das Konzept des „Ozonlochs“ nicht, aber es gibt ein „Ozon Anomalie".

Ozonanomalien sind im Wesentlichen Bereiche mit sehr niedrigem Ozongehalt in der Atmosphäre. Wenn also der normale Ozongehalt in der Atmosphäre 300 Dobson-Einheiten beträgt, werden innerhalb der Ozonanomalie etwa 180 Einheiten beobachtet. Tatsächlich existiert eine solche Anomalie und befindet sich über der Antarktis.

Dynamik des Ozongehalts in der Atmosphäre im Bereich der Ozonanomalie über der Antarktis von 1957 bis 2001.

die neue Ära der aktiven Weltraumforschung, nämlichWeltraumrakete startet . Die Substanzen, aus denen der ausströmende Jetstream besteht (durch den sich die Rakete bewegt), zerstören intensiv Ozon. So entsteht am Startplatz der Trägerrakete ein großes „Loch“ in der Ozonschicht, das, wie sich herausstellte, sehr lange braucht, um sich zu schließen. Und jedes Jahr werden mehr solcher „Löcher in die Atmosphäre gebohrt“. Was unweigerlich zum Abbau der Ozonschicht der Erde führt.

Der zweite Grund für die Zerstörung der Ozonschicht der Erde ist

intensive Entwicklung der Höhenfliegerei(Flugzeuge, die in einer Höhe von über 12 km fliegen). Die Verbrennungsprodukte dieser Maschinen zerstören auch Ozonmoleküle, was zum Abbau der Ozonschicht der Erde führt. Die ozonaktiven Bestandteile der Abgase sind Stickoxide und in geringerem Maße Kohlenmonoxid. Wissenschaftler haben Möglichkeiten zur Reduzierung von Stickoxiden in Verbrennungsprodukten von Düsentreibstoff analysiert. Die bisherigen Forschungsergebnisse sind jedoch enttäuschend. Die Reduzierung des stratosphärisch ozonzerstörenden Lachgases ist weder durch die Aufrüstung bestehender Motoren noch durch die Umstellung auf „saubere“ Kraftstoffe (Flüssigerdgas und verflüssigter oder komprimierter Wasserstoff) möglich. Die Reduzierung der Emissionen von Stoffen, die die Ozonschicht der Erde zerstören, wird nur durch die Schaffung grundlegend neuer Motoren möglich sein. Aber das ist noch ein weiter Weg...

Der dritte Grund für die Zerstörung der Ozonschicht der Erde ist

Anwendung von Stickstoffdünger in der Landwirtschaft. Bei ihrer Zersetzung setzen sie Stickoxide frei, die in die Stratosphäre aufsteigen und ... Ozonmoleküle zerstören, was natürlich zum Abbau der Ozonschicht der Erde führt.

Der vierte Grund für die Zerstörung der Ozonschicht der Erde ist

weit verbreitete Verwendung von Freonen in der menschlichen Wirtschaftstätigkeit(als Zerstäuber, in der Kälteindustrie). An der Erdoberfläche sind diese Gase praktisch ungefährlich, da sie keine chemischen Reaktionen eingehen. Aber sobald sie in der Stratosphäre sind, treten Freone unter dem Einfluss von Sonnenstrahlung in photochemische Reaktionen ein und setzen atomares Chlor frei. Und ein Chloratom ist, wie oben erwähnt, während seiner langen Lebensdauer in der Lage, bis zu hunderttausend Ozonmoleküle zu zerstören. Hier ist ein Krieger im Feld. Und die Menge an Freonen in der Atmosphäre nimmt von Jahr zu Jahr zu und nimmt jährlich um etwa 8-9 % zu.

Wir haben die Ursachen für die Zerstörung der Ozonschicht der Erde untersucht. Fassen wir traurig zusammen: Menschliche Aktivitäten zerstören den Planeten. Es ist Zeit, mit dem nächsten Absatz dieses Artikels fortzufahren. Was droht uns mit dem Abbau der Ozonschicht der Erde?

Folgen der Zerstörung und des Abbaus der Ozonschicht der Erde.

Die Zerstörung der Ozonschicht erhöht den Fluss der Sonnenstrahlung auf die Erde.

Laut Ärzten verursacht jeder Prozentsatz an Ozon, der auf planetarischer Ebene verloren geht:

bis zu 150.000 zusätzliche Fälle von Blindheit aufgrund von grauem Star,

ein Anstieg der Zahl der Hautkrebserkrankungen um 2,6 Prozent,

Die Zahl der Erkrankungen, die durch die Schwächung des menschlichen Immunsystems verursacht werden, nimmt deutlich zu.

Aber nicht nur Menschen leiden. Ultraviolette Strahlung ist auch extrem schädlich für Plankton, Jungfische, Garnelen, Krabben, Algen, die auf der Meeresoberfläche leben, und andere Organismen in der Biosphäre.

Das Problem des Ozonabbaus wurde vor langer Zeit entdeckt, aber in den 1980er Jahren schlugen Wissenschaftler Alarm. Wenn das Ozon in der Atmosphäre erheblich reduziert wird, verliert die Erde ihr normales Temperaturregime und kühlt nicht mehr ab. Infolgedessen wurde in verschiedenen Ländern eine Vielzahl von Dokumenten und Vereinbarungen unterzeichnet, um die Produktion von Freonen zu reduzieren. Außerdem wurde ein Ersatz für Freon erfunden - Propan-Butan. Gemäß seinen technischen Parametern hat dieser Stoff eine hohe Leistung und kann dort eingesetzt werden, wo Freone verwendet werden.

Heute ist das Problem des Ozonabbaus sehr aktuell. Trotzdem wird der Einsatz von Technologien mit Freonen fortgesetzt. Im Moment denkt man darüber nach, wie man die Menge an Freon-Emissionen reduzieren kann, sucht nach Ersatzstoffen, um die Ozonschicht zu retten und wiederherzustellen.

20. Saurer Regen: Ursachen, Entstehungsmechanismen, Auswirkungen auf Flora und Fauna, Strukturen.

Als saurer Regen wird jeder atmosphärische Niederschlag (Regen, Schnee, Hagel) bezeichnet, der eine beliebige Menge an Säuren enthält. Die Anwesenheit von Säuren führt zu einer Absenkung des pH-Wertes. Wasserstoffindex (pH) - ein Wert, der die Konzentration von Wasserstoffionen in Lösungen widerspiegelt. Je niedriger der pH-Wert, desto mehr Wasserstoffionen in der Lösung, desto saurer ist das Medium.

Bei Regenwasser beträgt der durchschnittliche pH-Wert 5,6. Wenn der pH-Wert des Niederschlags weniger als 5,6 beträgt, spricht man von saurem Regen. Die Verbindungen, die den pH-Wert von Sedimenten senken, sind Oxide von Schwefel, Stickstoff, Chlorwasserstoff und flüchtige organische Verbindungen (VOCs).

Ursachen für sauren Regen

saurer Regen Aufgrund der Art ihres Ursprungs gibt es zwei Arten: natürliche (entstehen als Ergebnis der Aktivität der Natur selbst) und anthropogene (verursacht durch menschliche Aktivität).

natürlicher saurer Regen

Es gibt nur wenige natürliche Ursachen für sauren Regen:

Aktivität von Mikroorganismen, vulkanische Aktivität, Blitzentladungen, Verbrennung von Holz und anderer Biomasse.

Anthropogener saurer Regen

Die Hauptursache für sauren Regen ist die Luftverschmutzung. Wurden vor etwa dreißig Jahren Industrieunternehmen und Wärmekraftwerke als globale Ursachen genannt, die das Auftreten von Verbindungen in der Atmosphäre verursachen, die Regen „oxidieren“, wird diese Liste heute durch den Straßenverkehr ergänzt.

Wärmekraftwerke und metallurgische Unternehmen "geben" der Natur etwa 255 Millionen Tonnen Schwefel- und Stickoxide.

Auch Feststoffraketen leisteten und leisten einen wesentlichen Beitrag: Beim Start eines Shuttle-Komplexes werden mehr als 200 Tonnen Chlorwasserstoff und etwa 90 Tonnen Stickoxide in die Atmosphäre freigesetzt.

Anthropogene Quellen von Schwefeloxiden sind Unternehmen, die Schwefelsäure produzieren und Öl raffinieren.

Abgase des Straßenverkehrs - 40% der Stickoxide gelangen in die Atmosphäre.

Die Hauptquelle für VOCs in der Atmosphäre sind natürlich die chemische Industrie, Öllagerstätten, Tankstellen und Tankstellen sowie verschiedene Lösungsmittel, die sowohl in der Industrie als auch im Alltag verwendet werden.

Das Endergebnis lautet wie folgt: Durch menschliche Aktivitäten gelangen mehr als 60 % der Schwefelverbindungen, etwa 40-50 % der Stickstoffverbindungen und 100 % der flüchtigen organischen Verbindungen in die Atmosphäre.

Oxide, die in die Atmosphäre gelangen, reagieren mit Wassermolekülen und bilden Säuren. Schwefeloxide, die in die Luft gelangen, bilden Schwefelsäure, Stickoxide bilden Salpetersäure. Zu berücksichtigen ist auch, dass die Atmosphäre über Großstädten immer Partikel aus Eisen und Mangan enthält, die als Katalysatoren für Reaktionen wirken. Da es in der Natur einen Wasserkreislauf gibt, fällt früher oder später Wasser in Form von Niederschlag auf den Boden. Neben Wasser tritt auch Säure ein.

Die Auswirkungen von saurem Regen

Oxidation von Wasserressourcen. Am empfindlichsten sind Flüsse und Seen. Fische sterben. Während einige Fischarten eine leichte Wasserversauerung vertragen, sterben sie auch aufgrund des Verlusts von Nahrungsressourcen. In den Seen, in denen der pH-Wert unter 5,1 liegt, wurde kein einziger Fisch gefangen. Dies erklärt sich nicht nur dadurch, dass erwachsene Fischexemplare sterben - bei einem pH-Wert von 5,0 kann die Mehrheit keine Brut aus Eiern schlüpfen, wodurch die Anzahl und Artenzusammensetzung der Fischpopulationen abnimmt.

Schädliche Wirkung auf die Vegetation. Saurer Regen wirkt sich direkt und indirekt auf die Vegetation aus. Die direkten Auswirkungen treten in Hochgebirgsregionen auf, wo Baumkronen buchstäblich in Säurewolken getaucht sind. Zu saures Wasser zerstört Blätter und schwächt Pflanzen. Indirekte Auswirkungen entstehen durch eine Verringerung des Nährstoffgehalts im Boden und dadurch eine Erhöhung des Anteils an toxischen Stoffen.

Zerstörung menschlicher Schöpfungen. Gebäudefassaden, Kultur- und Architekturdenkmäler, Rohrleitungen, Autos – alles ist dem sauren Regen ausgesetzt. Es gibt viele Studien, und alle weisen auf eines hin: In den letzten drei Jahrzehnten hat die Exposition gegenüber saurem Regen erheblich zugenommen. Infolgedessen sind nicht nur Marmorskulpturen, Buntglasfenster antiker Gebäude, sondern auch Leder- und Papierprodukte von historischem Wert bedroht.

Menschliche Gesundheit. Saurer Regen hat an sich keine direkten Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit - wenn eine Person unter einen solchen Regen fällt oder in einem Reservoir mit angesäuertem Wasser schwimmt, riskiert sie nichts. Gesundheitsgefahren sind Verbindungen, die in der Atmosphäre durch das Eindringen von Schwefel- und Stickoxiden entstehen. Die entstehenden Sulfate werden von Luftströmungen über weite Strecken getragen, von vielen Menschen eingeatmet und provozieren, wie Studien zeigen, die Entstehung von Bronchitis und Asthma. Ein weiterer Punkt ist, dass eine Person die Geschenke der Natur isst, nicht alle Lieferanten können die normale Zusammensetzung von Lebensmitteln garantieren.

21. Smogi: Arten, Bildungsmechanismus

Smog ist eine Mischung aus Rauch, Nebel und einigen Schadstoffen.

Eines der globalen Umweltprobleme, das einer kardinalen Lösung bedarf, ist die Zerstörung der Ozonschicht. Der Begriff wird angenommen, um sich auf den Höhepunkt der Ozonkonzentration in der Stratosphäre zu beziehen, die als wirksamer Schutz dient, der ultraviolette Strahlung zerstört. Ozon ist eine Art Sauerstoff, der entsteht, wenn Sauerstoffgas in der oberen Atmosphäre ultraviolettem Licht ausgesetzt wird. Die Ozonschicht, die sich etwa in 24 km Höhe befindet, schützt die Erdoberfläche vor den schädlichen ultravioletten Strahlen der Sonne.

Bedenken hinsichtlich der Gesundheit der Ozonschicht wurden erstmals 1974 geäußert, als festgestellt wurde, dass FCKW die Ozonschicht zerstören könnten, die die Erde vor ultravioletter Strahlung schützt. In die Atmosphäre emittierte Fluor- und Chlorkohlenwasserstoffe (FCH) sowie Halogenverbindungen (Halone) zerstören die zerbrechliche Struktur dieser Schicht. Die Ozonschicht wird abgebaut, was zum Auftreten der sogenannten "Ozonlöcher" führt. Die durchdringenden ultravioletten Strahlen der Sonne sind gefährlich für alles Leben auf der Erde. Sie wirken sich besonders negativ auf die menschliche Gesundheit, ihr Immun- und Gensystem aus und verursachen Hautkrebs und grauen Star. Die Zerstörung der Ozonschicht führt zu einer Zunahme der ultravioletten Strahlung, was wiederum zu einer Zunahme von Infektionskrankheiten führen wird.

Ultraviolette Strahlen können Plankton zerstören, winzige Organismen, die die Grundlage der Nahrungskette im Ozean bilden. Sie sind auch gefährlich für die Flora an Land, einschließlich Nutzpflanzen. Es wird geschätzt, dass ein Rückgang des Ozons um 25 % zu einem Verlust von 10 % der Hauptsubstanzen in der beleuchteten, warmen und biologisch reichen oberen Schicht des Ozeans und zu einem Verlust von 35 % in der Nähe der Wasseroberfläche führt. Da Plankton die Grundlage der marinen Nahrungskette bildet, werden sich Veränderungen in seinem Vorkommen und seiner Artenzusammensetzung auf die Fisch- und Schalentierernte auswirken. Verluste dieser Art wirken sich direkt auf die Nahrungsmittelversorgung aus. Das heißt, dass sich ändernde Werte der ultravioletten Strahlung infolge des Abbaus der Ozonschicht der Erde einen erheblichen Einfluss auf die Lebensmittelproduktion haben können. Laut den Studien der Königlich Schwedischen Akademie der Wissenschaften sanken die Sojabohnenerträge infolge des Einflusses dieses Faktors um 20-25 % bei einem Rückgang des Ozons um 25 %. Auch der Protein- und Ölgehalt der Bohnen wird reduziert. Auch Wälder haben sich als anfällig erwiesen, insbesondere Nadelbäume.

Stadien der Zerstörung der Ozonschicht:

1)Probleme: Durch menschliches Handeln sowie durch natürliche Prozesse auf der Erde werden halogenhaltige Gase (Brom und Chlor) emittiert (freigesetzt), d.h. Stoffe, die die Ozonschicht abbauen.

2)Lager(Halogenhaltige Emissionsgase sammeln (akkumulieren) sich in den unteren Atmosphärenschichten und wandern unter dem Einfluss von Wind und Luftströmungen in Regionen, die nicht in unmittelbarer Nähe der Quellen solcher Gasemissionen liegen).

3)ziehen um(angesammelte halogenhaltige Gase gelangen mit Hilfe von Luftströmungen in die Stratosphäre).

4)Transformation(Die meisten halogenhaltigen Gase werden unter dem Einfluss der UV-Strahlung der Sonne in der Stratosphäre in leicht reagierende Halogengase umgewandelt, wodurch die Zerstörung der Ozonschicht in den Polarregionen relativ aktiver ist Globus).

5)chemische Reaktionen(leicht reagierende Halogengase führen zum Abbau der stratosphärischen Ozonschicht; Faktor, der zu den Reaktionen beiträgt, sind polare Stratosphärenwolken).

6)Entfernung(unter dem Einfluss von Luftströmungen kehren leicht reagierende Halogengase in die Troposphäre zurück, wo sie durch die in den Wolken vorhandene Feuchtigkeit und Regen abgeschieden und somit vollständig aus der Atmosphäre entfernt werden).

7.Wasserverschmutzung

Wasserverschmutzungäußert sich in einer Veränderung der physikalischen und organoleptischen Eigenschaften (Verletzung von Transparenz, Farbe, Geruch, Geschmack), einer Erhöhung des Gehalts an Sulfaten, Chloriden, Nitraten, giftigen Schwermetallen, einer Verringerung des in Wasser gelösten Luftsauerstoffs, dem Auftreten von radioaktive Elemente, pathogene Bakterien und andere Schadstoffe.

Hauptwasserschadstoffe. Es wurde festgestellt, dass mehr als 400 Arten von Stoffen eine Wasserverschmutzung verursachen können. Wenn die zulässige Norm durch mindestens einen der drei Schädlichkeitsindikatoren überschritten wird: sanitär-toxikologisch, allgemein sanitär oder organoleptisch, gilt das Wasser als kontaminiert.

Unterscheiden chemisch, biologisch und physikalisch Schadstoffe (P. Bertoks, 1980). Unter chemisch Zu den häufigsten Schadstoffen zählen Öl und Ölprodukte, Tenside (synthetische Tenside), Pestizide, Schwermetalle, Dioxine etc. (Tab. 14.1). Sehr gefährliche Wasserverschmutzung biologische Schadstoffe wie Viren und andere Krankheitserreger, und körperlich- radioaktive Stoffe, Hitze usw.

Die wichtigsten Arten der Wasserverschmutzung. Am häufigsten sind chemische und bakterielle Verunreinigungen. Radioaktive, mechanische und thermische Belastungen werden viel seltener beobachtet.

chemische Verschmutzung- die häufigste, hartnäckigste und weitreichendste. Es kann organisch (Phenole, Naphthensäuren, Pestizide usw.) und anorganisch (Salze, Säuren, Laugen), giftig (Arsen, Quecksilberverbindungen, Blei, Cadmium usw.) und ungiftig sein. Bei der Ablagerung auf dem Boden von Stauseen oder bei der Filtration im Stausee werden schädliche Chemikalien von Gesteinspartikeln sorbiert, oxidiert und reduziert, ausgefällt usw. Eine vollständige Selbstreinigung verschmutzter Wässer findet jedoch in der Regel nicht statt. Die Quelle der chemischen Kontamination des Grundwassers in hoch durchlässigen Böden kann sich bis zu 10 km und mehr erstrecken.

bakteriell Verschmutzung äußert sich im Auftreten von pathogenen Bakterien, Viren (bis zu 700 Arten), Protozoen, Pilzen usw. im Wasser Diese Art der Verschmutzung ist vorübergehend.

Der Gehalt an radioaktiven Stoffen im Wasser, selbst in sehr geringen Konzentrationen, verursacht radioaktiv Umweltverschmutzung

Mechanische Verschmutzung gekennzeichnet durch das Eindringen verschiedener mechanischer Verunreinigungen in das Wasser (Sand, Schlamm, Schlick usw.). Mechanische Verunreinigungen können die organoleptischen Eigenschaften von Wasser erheblich verschlechtern.

GRUNDWASSERSCHMUTZUNG

vom Menschen verursachte Verschlechterung der Qualität des Grundwassers (durch physikalische, chemische oder biologische Indikatoren) gegenüber seinem natürlichen Zustand, die dazu führt oder führen kann, dass seine Nutzung für die beabsichtigten Zwecke nicht möglich ist

Das Problem der Grundwasserverschmutzung wird durch die Tatsache verschärft, dass unter den für unterirdische Horizonte charakteristischen Bedingungen einer anaeroben reduzierenden Umgebung, konstant niedrigen Temperaturen und fehlendem Sonnenlicht die Selbstreinigungsprozesse stark verlangsamt werden.

Hauptarten von Grundwasserverschmutzungsquellen .Industriestandorte von Unternehmen im Zusammenhang mit der Herstellung oder Verwendung von Stoffen, die mit dem Grundwasser migrieren können, als Rohstoffe Orte der Lagerung und des Transports von Industrieprodukten und Produktionsabfällen.

Besonders gefährlich sind Grundwasserverschmutzungen Lagerung von Pestiziden, einschließlich solcher, die für die Verwendung verboten sind, sowie stillgelegte Brunnen in Tierhaltungsbetrieben.

Merkmale der Grundwasserverschmutzung sind darauf zurückzuführen, dass bei niedrigen Temperaturen, Sonnenlichtmangel, Sauerstoffmangel oder -mangel Selbstreinigungsprozesse extrem langsam ablaufen und sich häufig Sekundärprozesse entwickeln, die die Wirkung der Verschmutzung verstärken.

8.Anthropogene Eutrophie.

Obwohl die Eutrophierung von Gewässern ein natürlicher Prozess ist und ihre Entwicklung im Rahmen geologischer Zeitskalen abgeschätzt wird, hat der Mensch in den letzten Jahrhunderten die Nutzung von Nährstoffen, insbesondere in der Landwirtschaft als Dünge- und Waschmittel, deutlich gesteigert. In vielen Gewässern wurde in den letzten Jahrzehnten eine Zunahme der Trophäen beobachtet, begleitet von einer starken Zunahme der Häufigkeit von Phytoplankton, einer Überwucherung von Küstenflachgewässern durch aquatische Vegetation und Veränderungen der Wasserqualität. Dieser Prozess wurde als anthropogene Eutrophierung bekannt.

Shilkrot G.S. (1977) definiert die anthropogene Eutrophierung als eine Erhöhung der Primärproduktion eines Stausees und die damit verbundene Änderung einiger seiner Regimeeigenschaften infolge einer zunehmenden Zufuhr von mineralischen Nährstoffen in den Stausee. Auf dem International Symposium on Eutrophication of Surface Waters (1976) wurde folgende Formulierung angenommen: „Anthropogene Eutrophierung ist eine Zunahme der Zufuhr von Pflanzennährstoffen in Gewässer aufgrund menschlicher Aktivitäten in den Einzugsgebieten von Gewässern und der daraus resultierenden Steigerung der Produktivität von Algen und höheren Wasserpflanzen."

Die anthropogene Eutrophierung von Gewässern wurde zunehmend als eigenständiger Prozess betrachtet, der sich grundlegend von der natürlichen Eutrophierung von Gewässern unterscheidet.

Die natürliche Eutrophierung ist ein sehr langsamer Prozess in der Zeit (Tausende, Zehntausende von Jahren), sie entwickelt sich hauptsächlich aufgrund der Ansammlung von Bodensedimenten und der Abflachung von Gewässern.

Die anthropogene Eutrophierung ist ein sehr schneller Prozess (Jahre, Jahrzehnte), ihre negativen Folgen für Gewässer manifestieren sich oft in sehr scharfer und unschöner Form.

FOLGEN DER EUTROPHIE

Zu den offensichtlichsten Manifestationen der Folgen der Eutrophierung gehört die „Blüte“ des Wassers. In Süßwasser liegt es an der massiven Entwicklung von Blaualgen, in Meerwasser - Dinoflagellaten. Die Dauer des Blühwassers reicht von mehreren Tagen bis zu 2 Monaten. Die periodische Veränderung der Abundanzmaxima einzelner Massenarten von Planktonalgen in Gewässern ist ein natürliches Phänomen aufgrund jahreszeitlicher Schwankungen von Temperatur, Beleuchtung, Nährstoffgehalt sowie genetisch bedingter intrazellulärer Prozesse. Unter den Algen, die zahlreiche Populationen bis hin zum „Blühen“ des Wassers bilden, spielen die Blaugrünen der Gattungen Microcystis, Aphanizomenon, Anabaena, Oscillatoria die größte Rolle hinsichtlich Vermehrungsrate, Biomasse und ökologischer Folgen. Die wissenschaftliche Untersuchung dieses Phänomens begann im 19. Jahrhundert, und eine rationale Erklärung und Analyse der Mechanismen der Massenreproduktion von Blaugrün wurde erst in der Mitte gegeben. 20. Jahrhundert in den USA durch die limnologische Schule von J. Hutchinson. Ähnliche Studien wurden am IBVV RAS (Borok) von Guseva K.A. und in den 60-70er Jahren von den Mitarbeitern des Instituts für Hydrobiologie (Ukraine), in den späten 70er Jahren - vom Institut der Großen Seen (USA).

Algen, die Wasser „aufblühen“ lassen, gehören zu den Arten, die in der Lage sind, die Sättigung ihrer Biotope zu begrenzen. In den Stauseen von Dnjepr, Wolga und Don dominieren Microcystis aeruginosa, M. wesenbergii, M. holsatica, Oscillatoria agardhii, Aphanizomenoen flos-aquae, Arten der Gattung Anabaena.

Es wurde festgestellt, dass sich der anfängliche Biofund von Microcystis im Winter in der Oberflächenschicht von Schlickablagerungen befindet. Microcystis überwintert in Form von schleimigen Kolonien, in deren Inneren Ansammlungen toter Zellen die einzige lebende bedecken. Wenn die Temperatur ansteigt, beginnt sich die zentrale Zelle zu teilen, und in der ersten Phase sind tote Zellen die Nahrungsquelle. Nach dem Zusammenbruch der Kolonien beginnen die Zellen, die organischen und biogenen Substanzen des Schlamms zu verwerten.

Aphanizomenon und Anabaena überwintern als Sporen und erwachen zu aktivem Leben, wenn die Temperatur auf +6 C steigt ⁰. Eine weitere Quelle des Biofunds von Blaualgen sind ihre Ansammlungen, die an Land geworfen werden und in einer Schicht trockener Krusten überwintern. Im Frühjahr weichen sie ein und ein neuer Vegetationszyklus beginnt.

Zunächst ernähren sich Algen osmotisch und die Biomasse sammelt sich langsam an, dann schwimmen sie auf und beginnen aktiv Photosynthese zu betreiben. Algen können in kurzer Zeit die gesamte Wassersäule erfassen und einen durchgehenden Teppich bilden. Anabaena dominiert normalerweise im Mai, Aphanizomenon im Juni und Microcystis und Aphanizomenon von Ende Juni-Juli-August. Der Mechanismus der explosiven Natur der Algenvermehrung wurde durch die Arbeit des Great Lakes Institute (USA) aufgedeckt. Angesichts des enormen Zuchtpotentials von Blaualgen (bis 10 ²⁰ Nachkommen einer Zelle pro Saison), kann man sich gut vorstellen, welchen Umfang dieser Prozess hat. Der Faktor der primären Eutrophierung von Stauseen ist daher ihre Versorgung mit Phosphor aufgrund der Überschwemmung fruchtbarer Auen und der Zersetzung der Vegetation. Der Faktor der sekundären Eutrophierung ist der Prozess der Verschlammung, da Schlicke ein ideales Substrat für Algen sind.

Nach intensiver Vermehrung unter Einwirkung einschnürender elektrostatischer Kräfte beginnt die Bildung von Kolonien, das Zusammenziehen von Kolonien zu Aggregaten und deren Verschmelzung zu Filmen. Es bilden sich "Felder" und "Blühflecken", die unter dem Einfluss von Strömungen über das Wassergebiet wandern und an die Ufer getrieben werden, wo sich zerfallende Ansammlungen mit einer riesigen Biomasse bilden - bis zu Hunderten von kg / m ³.

Die Zersetzung wird von einer Reihe gefährlicher Phänomene begleitet: Sauerstoffmangel, Freisetzung von Toxinen, bakterielle Kontamination, Bildung von Aromastoffen. Während dieser Zeit kann es zu Störungen in der Wasserversorgung durch Verstopfung der Filter in Wasserwerken kommen, die Erholung wird unmöglich und es kommt zu Fischsterben. Mit Algenstoffwechselprodukten gesättigtes Wasser ist allergieauslösend, giftig und nicht zum Trinken geeignet.

Es kann über 60 Erkrankungen, insbesondere des Magen-Darm-Traktes, verursachen und steht im Verdacht, wenn auch nicht bewiesen, dass es onkogen ist. Die Exposition gegenüber blaugrünen Metaboliten und Toxinen verursacht bei Fischen und Warmblütern die "Gaff-Krankheit", deren Wirkungsmechanismus auf das Auftreten von B ₁ Beriberi.

Mit dem Massensterben von Blaugrünen kommt es vor allem nachts zu einer schnellen Auflösung und Lyse der Kolonien. Es wird angenommen, dass die Ursache des Massensterbens eine Massenvergiftung mit eigenen Toxinen sein kann, und der Anstoß sind symbiotische Viren, die nicht in der Lage sind, Zellen zu zerstören, aber in der Lage sind, ihre Vitalaktivität zu schwächen.

Surge kollabierende Massen von Blaualgen nehmen eine unangenehme gelbbraune Farbe an und breiten sich in Form von übel riechenden Clustern im gesamten Wassergebiet aus, die sich bis zum Herbst allmählich verschlechtern. Dieser ganze Komplex von Phänomenen wurde "biologische Selbstverschmutzung" genannt. Eine kleine Anzahl schleimiger Kolonien setzt sich am Boden ab und überwintert. Diese Reserve ist für die Reproduktion neuer Generationen völlig ausreichend.

Blaualgen sind die älteste Organismengruppe, die sogar in archaischen Ablagerungen vorkommt. Moderne Bedingungen und anthropogene Belastungen offenbarten nur ihr Potenzial und gaben ihnen einen neuen Entwicklungsschub.

Blaugrüne alkalisieren Wasser und schaffen günstige Bedingungen für die Entwicklung pathogener Mikroflora und Erreger von Darmerkrankungen, einschließlich Vibrio cholerae. Algen, die absterben und sich in einen Zustand von Phytodetritus verwandeln, beeinträchtigen den Sauerstoff der tiefen Wasserschichten. Blaugrün absorbiert während der Blütezeit stark den kurzwelligen Teil des sichtbaren Lichts, erwärmt sich und ist eine Quelle ultrakurzer Strahlung, die das thermische Regime des Reservoirs beeinflussen kann. Der Wert der Oberflächenspannung nimmt ab, was zum Tod von Hydrobionten führen kann, die im Oberflächenfilm leben. Die Bildung eines Oberflächenfilms, der das Eindringen von Sonnenstrahlung in die Wassersäule abschirmt, verursacht Lichtmangel bei anderen Algen und verlangsamt ihre Entwicklung.

Beispielsweise erreicht die Gesamtbiomasse von Blaualgen, die während der Vegetationsperiode in den Stauseen des Dnjepr produziert werden, Werte in der Größenordnung von 10 ⁶ t (in Trockengewicht). Dies entspricht der Masse der Heuschreckenwolke, die V.I. Wernadski nannte es „Felsen in Bewegung“ und verglich es mit der Masse an Kupfer, Blei und Zink, die im 19. Jahrhundert weltweit abgebaut wurden.

Auswirkungen der Eutrophierung auf das Phytoplankton

Die anthropogene Eutrophierung führt zu einer Veränderung der Art der saisonalen Dynamik des Phytoplanktons. Mit zunehmender Trophäe von Gewässern nimmt die Anzahl der Spitzen in der saisonalen Dynamik seiner Biomasse zu. In der Struktur von Gemeinschaften nimmt die Rolle von Kieselalgen und Goldalgen ab, während die Rolle von Blaugrün und Dinophyten zunimmt. Dinoflagellaten sind charakteristisch für geschichtete Tiefseeseen. Auch die Rolle der Chlorokokken-Grün- und Euglenoidalgen nimmt zu.

Auswirkungen der Eutrophierung auf Zooplankton. Das Vorherrschen von Arten mit kurzem Lebenszyklus (Cladoceren und Rädertierchen), das Vorherrschen kleiner Formen. Hohe Produktion, kleiner Anteil an Raubfischen. Vereinfacht wird die jahreszeitliche Struktur der Gemeinden - eine unimodale Kurve mit einem Maximum im Sommer. Weniger dominante Arten.

Auswirkungen der Eutrophierung auf Phytobenthos. Verstärkte Entwicklung von Fadenalgen. Das Verschwinden von Charophyten, die hohe Nährstoffkonzentrationen, insbesondere Phosphor, nicht vertragen. Ein charakteristisches Merkmal ist die Ausdehnung der Bewuchsgebiete von Schilf, Rohrkolben und Manna, Laichkraut.

Auswirkungen der Eutrophierung auf das Zoobenthos.

Eine Verletzung des Sauerstoffregimes in den unteren Schichten führt zu einer Veränderung der Zusammensetzung des Zoobenthos. Das wichtigste Zeichen der Eutrophierung ist der Rückgang der Hexania-Eintagsfliegenlarven im See. Erie ist ein wichtiges Nahrungsmittel für Lachse im See. Immer wichtiger werden die Larven einiger Dipteren, die weniger empfindlich auf Sauerstoffmangel reagieren. Die Populationsdichte von Oligochaetenwürmern nimmt zu. Benthos wird ärmer und eintöniger. Die Zusammensetzung wird von Organismen dominiert, die an einen niedrigen Sauerstoffgehalt angepasst sind. In den späten Stadien der Eutrophierung verbleiben nur noch wenige Organismen im Tiefenbereich von Gewässern, die an die Bedingungen des anaeroben Stoffwechsels angepasst sind.

Die Folgen der Eutrophierung für die Fischfauna.

Die Eutrophierung von Gewässern wirkt sich auf die Fischpopulation in zwei Hauptformen aus:

direkte Wirkung auf Fische

Direkter Einfluss ist relativ selten. Es manifestiert sich als Einzel- oder Massensterben von Eiern und Jungfischen in der Küstenzone und tritt auf, wenn Abwässer eindringen, die tödliche Konzentrationen von mineralischen und organischen Verbindungen enthalten. Ein solches Phänomen ist in der Regel lokaler Natur und umfasst nicht das Reservoir als Ganzes.

indirekter Einfluss, der sich durch verschiedene Veränderungen in aquatischen Ökosystemen manifestiert

indirekte Beeinflussung ist am häufigsten. Während der Eutrophierung kann eine Zone mit niedrigem Sauerstoffgehalt und sogar eine Totzone entstehen. In diesem Fall wird der Lebensraum der Fische reduziert und das ihnen zur Verfügung stehende Nahrungsangebot reduziert. Wasserblüte erzeugt ein ungünstiges hydrochemisches Regime. Die Veränderung der Pflanzengesellschaften im Küstenbereich, oft begleitet von einer Zunahme von Sumpfprozessen, führt zu einer Verkleinerung der Fläche von Laichplätzen und Nahrungsgründen für Larven und Jungfische.

Veränderungen der Ichthyofauna von Gewässern unter dem Einfluss der Eutrophierung äußern sich in folgenden Formen:

Abnahme der Anzahl, dann Verschwinden der anspruchsvollsten Fischarten (Stenobionten) in Bezug auf die Wasserqualität.

Veränderungen der Fischproduktivität eines Reservoirs oder seiner einzelnen Zonen.

Der Übergang eines Reservoirs von einem Fischereityp zu einem anderen gemäß dem Schema:

Lachs-Weißfisch → Brasse-Barsch → Brasse-Rotauge → Rotauge-Barsch-Karausche.

Dieses Schema ähnelt der Transformation von See-Ichthyozänosen im Zuge der historischen Entwicklung aquatischer Ökosysteme. Unter dem Einfluss der anthropogenen Eutrophierung vollzieht sie sich jedoch über mehrere Jahrzehnte. Infolgedessen verschwinden zuerst Felchen (und in seltenen Fällen Lachse). Stattdessen werden Cypriniden (Brassen, Rotaugen usw.) und in geringerem Maße Barsche (Zander, Barsch) die Anführer. Außerdem wird die Brasse vom Karpfen allmählich durch die Plötze ersetzt, vom Barsch dominiert der Barsch. Im Extremfall geraten Gewässer in einen Zustand des Aussterbens und werden hauptsächlich von Karauschen bewohnt.

Bei Fischen bestätigen sich allgemeine Muster bei Veränderungen in der Struktur von Lebensgemeinschaften – langzyklische Arten werden durch kurzzyklische ersetzt. Die Fischproduktivität steigt. Gleichzeitig werden jedoch wertvolle Felchenarten durch Arten mit geringer kommerzieller Qualität ersetzt. Zuerst große Partikel - Brassen, Zander, dann kleine Partikel - Plötze, Barsch.

Die Folgen für die Fischpopulation sind oft irreversibel. Wenn das Trophäenniveau auf seinen ursprünglichen Zustand zurückkehrt, tauchen nicht immer ausgestorbene Arten auf. Ihre Wiederherstellung ist nur möglich, wenn Ansiedlungsmöglichkeiten aus benachbarten Gewässern vorhanden sind. Bei wertvollen Arten (Felchen, Maränen, Zander) ist die Wahrscheinlichkeit einer solchen Ansiedlung gering.

FOLGEN DER GEWÄSSEREUTROPHIERUNG FÜR DEN MENSCHEN

Der Mensch ist der Hauptverbraucher von Wasser. Wie Sie wissen, verschlechtert sich bei einer übermäßigen Algenkonzentration die Wasserqualität.

Besondere Aufmerksamkeit verdienen toxische Stoffwechselprodukte, insbesondere Blaualgen. Algotoxine zeigen eine signifikante biologische Aktivität in Bezug auf verschiedene Hydrobionten und warmblütige Tiere. Algotoxine sind hochgiftige Verbindungen. Das blaugrüne Toxin wirkt auf das Zentralnervensystem von Tieren, was sich im Auftreten von Lähmungen der Hinterbeine und einer Desynchronisation des Rhythmus des Zentralnervensystems manifestiert. Bei chronischer Vergiftung hemmt das Toxin Redox-Enzymsysteme, Cholinesterase, erhöht die Aktivität von Aldolase, wodurch der Kohlenstoff- und Proteinstoffwechsel gestört wird und sich unvollständig oxidierte Produkte des Kohlenhydratstoffwechsels in der inneren Umgebung des Körpers ansammeln. Eine Abnahme der Anzahl roter Blutkörperchen und eine Hemmung der Gewebeatmung verursachen eine Hypoxie vom gemischten Typ. Durch tiefe Eingriffe in Stoffwechselprozesse und Gewebeatmung warmblütiger Tiere hat das Blaugrün-Toxin ein breites Spektrum an biologischen Wirkungen und kann als Protoplasmagift mit hoher biologischer Aktivität eingestuft werden. All dies spricht für die Unzulässigkeit, Wasser aus Algenansammlungen und stark blühenden Stauseen zu Trinkwasserzwecken zu verwenden, da die Giftstoffe der Algen durch herkömmliche Wasseraufbereitungsanlagen nicht neutralisiert werden und sowohl in gelöster Form in das Wasserversorgungsnetz gelangen können und zusammen mit einzelnen Algenzellen keine verzögerten Filter.

Verschmutzung und Verschlechterung der Wasserqualität können die menschliche Gesundheit durch eine Reihe von trophischen Verbindungen beeinträchtigen. Somit war die Verunreinigung des Wassers mit Quecksilber die Ursache für seine Anreicherung in Fischen. Der Verzehr solcher Fische verursachte in Japan eine sehr gefährliche Krankheit - die Minimat-Krankheit, in deren Folge zahlreiche Todesfälle sowie die Geburt von blinden, tauben und gelähmten Kindern festgestellt wurden.

Es wurde ein Zusammenhang zwischen dem Auftreten von Methämoglobinämie im Kindesalter und dem Nitratgehalt im Wasser festgestellt, was zu einer mehr als 2-fachen Erhöhung der Sterblichkeit kleiner Mädchen führte, die in den Monaten mit hohem Nitratgehalt geboren wurden. Im Maisgürtel der USA wurden in Bohrlöchern hohe Nitratwerte festgestellt. Grundwasser ist oft nicht zum Trinken geeignet. Das Auftreten von Meningoenzephalitis bei Jugendlichen ist nach einem langen Bad in einem Teich oder in einem Fluss an einem warmen Sommertag verbunden. Es wird ein Zusammenhang zwischen der Krankheit aseptischer Meningitis, Enzephalitis und dem Schwimmen in Gewässern angenommen, was mit einer erhöhten viralen Belastung der Gewässer einhergeht.

Infektionskrankheiten sind weithin bekannt geworden durch mikroskopisch kleine Pilze, die aus Wasser in Wunden eindringen und beim Menschen schwere Hautschäden verursachen.

Der Kontakt mit Algen, Trinkwasser aus blühenden Gewässern oder der Verzehr von Fischen, die sich von giftigen Algen ernähren, verursacht Haff-Krankheit, Bindehautentzündung und Allergien.

In den letzten Jahren werden Cholera-Ausbrüche oft zeitlich so abgestimmt, dass sie mit der Zeit der "Blüte" zusammenfallen.

Die massive Algenentwicklung im Stausee sowie Störungen der Wasserversorgung und Verschlechterung der Wasserqualität erschweren die Freizeitnutzung der Wasserquelle erheblich und verursachen auch Störungen der technischen Wasserversorgung. Die Entwicklung von Biofouling verstärkt sich an den Wänden von Rohren von Wasserleitungen und Kühlsystemen. Wenn das Medium durch Algenentwicklung alkalisiert wird, bilden sich feste Karbonatablagerungen und durch das Absetzen von Partikeln und Algen nimmt die Wärmeleitfähigkeit der Rohre von Wärmeaustauschvorrichtungen ab.

Daher ist eine übermäßige Ansammlung von Algen während der Zeit intensiver "Blüte" des Wassers die Ursache für die biologische Verschmutzung von Gewässern und eine erhebliche Verschlechterung der Qualität natürlicher Gewässer.