ЭКОЛОГИЯ ЧАСТЬ 3
9.6). Так, по их мнению, в конце XX в. завершился
очередной малый ледниковый период, пик которого имел место в XVII в.,
и рост концентрации С02 — это следствие, а не причина потепления. Существуют
и иные гипотезы, опровержение либо подтверждение которых
возможно лишь в будущем.
2 В Киотском протоколе применяется термин «обезлесивание».
388 Глава 9. АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ
9.1.1.2. Разрушение озонового слоя
Общее количество озона в атмосфере не велико, тем
не менее озон — один из наиболее важных ее компонентов.
Благодаря ему смертоносная ультрафиолетовая солнечная радиация
в слое между 15 и 40 км над земной поверхностью ослабляется
примерно в 6500 раз. Озон образуется в основном
в стратосфере под действием коротковолновой части ультрафиолетового
излучения Солнца. В зависимости от времени года и
удаленности от экватора содержание озона в верхних слоях атмосферы
меняется, однако значительные отклонения от средних
величин концентрации озона впервые были отмечены
лишь в начале 80-х годов прошлого века. Тогда над южным полюсом
планеты резко увеличилась озоновая дыра1 — область
с пониженным содержанием озона. Осенью 1985 г. его содержание
снизилось относительно среднего на 40%. Уменьшение
содержания озона наблюдалось и на других широтах. В частности,
на широте Москвы оно составило около 3% .
Уменьшение «толщины» озонового слоя приводит к изменению
(увеличению) количества ультрафиолетового излучения
Солнца, достигающего поверхности Земли, нарушению
теплового баланса планеты. Изменение интенсивности солнечного
излучения заметно влияет на биологические процессы,
что в конце концов может привести к критическим ситуациям.
С увеличением доли ультрафиолетовой составляющей в излучении,
доходящем до поверхности планеты, связывают рост
числа раковых заболеваний кожи у людей и животных. У человека
это три вида быстротекущих раковых заболеваний: ме-
ланома и две карценомы.
Установлено, что увеличение дозы ультрафиолетового излучения
на 1% приводит к увеличению раковых заболеваний
на 2%. Однако у жителей высокогорных районов, где интенсивность
излучения в несколько раз выше, чем на уровне моря,
рак крови встречается реже, чем у жителей низменностей.
Это противоречие пока объясняют тем, что не столько увеличился
уровень облучения, сколько изменился образ жизни лю-
1 По современным данным, озоновая дыра существовала практически
всегда, то появляясь время от времени, то исчезая в соответствии
с сезонными изменениями в состоянии атмосферы. В начале 80-х годов
прошлого века было установлено, что произошли серьезные изменения
в динамике этого явления — «дыра» перестала восстанавливаться до исходного
состояния. Таким образом, природные колебания концентрации
озона в стратосфере усложнились из-за антропогенного воздействия.
9.1. Антропогенное воздействие на биосферу 389
дей, которые стали значительно больше времени проводить на
солнце. В то же время жесткое (А. < 320 нм) ультрафиолетовое
излучение относится к числу ионизирующих излучений, а следовательно,
является мутагенным фактором среды обитания.
Среди катализаторов разложения озона наиболее
роль принадлежит оксидам азота:
NO + 0 3 = N02 + 0 2
N02 + 0 =NO + 0 2
03 + О = 202 - 391 кДж/моль,
а также атомам хлора:
С1 + 0 3 = СЮ + 0 2
СЮ 4- О = 0 2 + С1
В качестве катализатора реакции разложения озона может
служить ОН-радикал, образующийся с участием паров воды:
По расчетам одна молекула хлора способна разрушить до
1 млн молекул озона в стратосфере, а одна молекула оксида
азота — до 10 молекул 0 3 . Феномен антарктической «озоновой
дыры» по одной из теорий объясняется воздействием хлорфто-
руглеродов (фреонов) антропогенного происхождения. Так, измерения
показали почти двукратное превышение фоновых
концентраций хлорсодержащих частиц в зоне антарктической
«дыры» и наличие в весенние месяцы в стратосфере над Антарктидой
областей почти без озона.
Природной причиной разрушения озонового слоя из-за
поступления в стратосферу атомарного хлора является хлорме-
тан (CHgCl) — продукт жизнедеятельности организмов в океане
и лесных пожаров на суше. В то же время достоверно установлено,
что в результате деятельности человека в атмосфере
появился значительный избыток азотных и галогеноуглерод-
ных соединений.
Оксиды азота антропогенного происхождения образуются
из азота и кислорода воздуха при высоких температурах (начиная
с 1000 °С и выше) в присутствии катализаторов, в качестве
которых выступают различные металлы. Такие условия складываются
при сжигании топлив, причем чем выше температура
процесса горения, тем больше образуется оксидов азота (N0^.).
Наиболее подходящие условия для образования оксидов азота
390 Глава 9. АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ
имеются в современных двигателях, в том числе у воздушных
судов, давно освоивших как тропосферу, так и стратосферу.
Кроме того, зона стратосферы, где находится озоновый
слой, подвергается воздействию ракетной техники. Принципиально
новые проблемы возникают при использовании ракетоносителей,
в первую очередь на твердом топливе, так как
оно содержит много соединений хлора и азота. При подъеме на
высоту 50 км при общей массе полезного груза 29,5 т для ускорителей
американского «Спейс шатл» количество отходов,
наиболее опасных для озонного слоя, составляет, т:
хлор и его соединения 187
оксиды азота (NOx) 7
оксиды алюминия (в виде аэрозолей) 177
Согласно оценкам экспертов Всемирной метеорологической
организации, при уровне поступления в атмосферу фрео-
нов, имевшемся в начале 90-х годов, концентрация озона в
стратосфере через 15—20 лет должна уменьшиться на 17%,
после чего стабилизироваться. При этом климат у поверхности
Земли должен измениться незначительно, а уровень ультрафиолетового
излучения — возрасти на треть.
Атомарный хлор образуется в стратосфере в результате фотохимического
разрушения хлорфторуглеродов (ХФУ), или
фреонов, или хладонов CF2C12 и CFC13. Эти вещества летучи
и устойчивы в тропосфере. Однако в условиях стратосферы
они начинают распадаться в связи с образованием свободных
атомов галогенов.
Хлорфторуглероды являются очень стабильными веществами.
Время их существования в атмосфере велико: многие
десятилетия и даже столетия они долгое время широко применялись
в аэрозольных баллончиках, холодильных и иных установках.
Хлорфторуглерод «Хладон 12» (CC12F2) был специально
подобран для замены токсичного и обладающего резким
запахом аммиака, повсеместно применявшегося до того времени
в холодильных агрегатах. Демонстрируя в 1930 г. новый
хладагент в Американском химическом обществе, американский
инженер Томас Мидгли вдыхал его в себя и задувал им
свечу. Тем самым подчеркивались два основных положительных
качества «Хладона 12» — негорючесть и нетоксичность1.
Кроме всего, это соединение коррозионно пассивно.
1 Среди вредных веществ, включенных в ГОСТ 12.1.005-88, выделятся
фреоны с максимальными значениями ПДК рабочей зоны, равными
1000—5000 мг/м3 .
9.1. Антропогенное воздействие на биосферу 39 1
«Хладон 12», а также и «Хладон 11» (CC13F) относятся
к классу хлорфторуглеродов — веществ, состоящих из хлора,
фтора и углерода. Этот класс включает в себя несколько соединений
с различной температурой кипения, что позволяет легко
подобрать конкретное вещество для решения разнообразных
задач: создания холодильного агрегата или автомобильного
кондиционера; очистки поверхности печатных плат для
изделий микроэлектроники; аэрозольного распыления косметических
или иных средств из «аэрозольных баллончиков»;
вспенивания сырья при изготовлении изделий из пластмасс;
пожаротушения и пр. К ХФУ также относятся метилхлоро-
форм (CHgCClg), четыреххлористый • углерод (СС14) и талоны1.
После того как выяснилось, что ХФУ столь губительны для
стратосферного озона, было предложено использовать заменители
— хлорфторуглеводороды (ХФУВ) и фторуглеводороды
(ФУВ), имеющие в составе своих молекул атом водорода, химическая
связь с которым менее прочная. Эта особенность снижает
стойкость соединения, и оно может разрушаться уже
в тропосфере, а не только когда попадает в стратосферу.
Понимая остроту и сложность этой неожиданно возникшей
перед человечеством глобальной экологической проблемы, участники
международных переговоров в Вене в марте 1985 г. подписывают
«Венскую конвенцию по охране озонового слоя»,
призывающую страны к проведению дополнительных исследований
и обмену информацией по сокращению озонового слоя.
Однако они не смогли прийти к согласию о единых международных
мерах ограничения производства и выбросов ХФУ.
очередной малый ледниковый период, пик которого имел место в XVII в.,
и рост концентрации С02 — это следствие, а не причина потепления. Существуют
и иные гипотезы, опровержение либо подтверждение которых
возможно лишь в будущем.
2 В Киотском протоколе применяется термин «обезлесивание».
388 Глава 9. АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ
9.1.1.2. Разрушение озонового слоя
Общее количество озона в атмосфере не велико, тем
не менее озон — один из наиболее важных ее компонентов.
Благодаря ему смертоносная ультрафиолетовая солнечная радиация
в слое между 15 и 40 км над земной поверхностью ослабляется
примерно в 6500 раз. Озон образуется в основном
в стратосфере под действием коротковолновой части ультрафиолетового
излучения Солнца. В зависимости от времени года и
удаленности от экватора содержание озона в верхних слоях атмосферы
меняется, однако значительные отклонения от средних
величин концентрации озона впервые были отмечены
лишь в начале 80-х годов прошлого века. Тогда над южным полюсом
планеты резко увеличилась озоновая дыра1 — область
с пониженным содержанием озона. Осенью 1985 г. его содержание
снизилось относительно среднего на 40%. Уменьшение
содержания озона наблюдалось и на других широтах. В частности,
на широте Москвы оно составило около 3% .
Уменьшение «толщины» озонового слоя приводит к изменению
(увеличению) количества ультрафиолетового излучения
Солнца, достигающего поверхности Земли, нарушению
теплового баланса планеты. Изменение интенсивности солнечного
излучения заметно влияет на биологические процессы,
что в конце концов может привести к критическим ситуациям.
С увеличением доли ультрафиолетовой составляющей в излучении,
доходящем до поверхности планеты, связывают рост
числа раковых заболеваний кожи у людей и животных. У человека
это три вида быстротекущих раковых заболеваний: ме-
ланома и две карценомы.
Установлено, что увеличение дозы ультрафиолетового излучения
на 1% приводит к увеличению раковых заболеваний
на 2%. Однако у жителей высокогорных районов, где интенсивность
излучения в несколько раз выше, чем на уровне моря,
рак крови встречается реже, чем у жителей низменностей.
Это противоречие пока объясняют тем, что не столько увеличился
уровень облучения, сколько изменился образ жизни лю-
1 По современным данным, озоновая дыра существовала практически
всегда, то появляясь время от времени, то исчезая в соответствии
с сезонными изменениями в состоянии атмосферы. В начале 80-х годов
прошлого века было установлено, что произошли серьезные изменения
в динамике этого явления — «дыра» перестала восстанавливаться до исходного
состояния. Таким образом, природные колебания концентрации
озона в стратосфере усложнились из-за антропогенного воздействия.
9.1. Антропогенное воздействие на биосферу 389
дей, которые стали значительно больше времени проводить на
солнце. В то же время жесткое (А. < 320 нм) ультрафиолетовое
излучение относится к числу ионизирующих излучений, а следовательно,
является мутагенным фактором среды обитания.
Среди катализаторов разложения озона наиболее
роль принадлежит оксидам азота:
NO + 0 3 = N02 + 0 2
N02 + 0 =NO + 0 2
03 + О = 202 - 391 кДж/моль,
а также атомам хлора:
С1 + 0 3 = СЮ + 0 2
СЮ 4- О = 0 2 + С1
В качестве катализатора реакции разложения озона может
служить ОН-радикал, образующийся с участием паров воды:
По расчетам одна молекула хлора способна разрушить до
1 млн молекул озона в стратосфере, а одна молекула оксида
азота — до 10 молекул 0 3 . Феномен антарктической «озоновой
дыры» по одной из теорий объясняется воздействием хлорфто-
руглеродов (фреонов) антропогенного происхождения. Так, измерения
показали почти двукратное превышение фоновых
концентраций хлорсодержащих частиц в зоне антарктической
«дыры» и наличие в весенние месяцы в стратосфере над Антарктидой
областей почти без озона.
Природной причиной разрушения озонового слоя из-за
поступления в стратосферу атомарного хлора является хлорме-
тан (CHgCl) — продукт жизнедеятельности организмов в океане
и лесных пожаров на суше. В то же время достоверно установлено,
что в результате деятельности человека в атмосфере
появился значительный избыток азотных и галогеноуглерод-
ных соединений.
Оксиды азота антропогенного происхождения образуются
из азота и кислорода воздуха при высоких температурах (начиная
с 1000 °С и выше) в присутствии катализаторов, в качестве
которых выступают различные металлы. Такие условия складываются
при сжигании топлив, причем чем выше температура
процесса горения, тем больше образуется оксидов азота (N0^.).
Наиболее подходящие условия для образования оксидов азота
390 Глава 9. АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ
имеются в современных двигателях, в том числе у воздушных
судов, давно освоивших как тропосферу, так и стратосферу.
Кроме того, зона стратосферы, где находится озоновый
слой, подвергается воздействию ракетной техники. Принципиально
новые проблемы возникают при использовании ракетоносителей,
в первую очередь на твердом топливе, так как
оно содержит много соединений хлора и азота. При подъеме на
высоту 50 км при общей массе полезного груза 29,5 т для ускорителей
американского «Спейс шатл» количество отходов,
наиболее опасных для озонного слоя, составляет, т:
хлор и его соединения 187
оксиды азота (NOx) 7
оксиды алюминия (в виде аэрозолей) 177
Согласно оценкам экспертов Всемирной метеорологической
организации, при уровне поступления в атмосферу фрео-
нов, имевшемся в начале 90-х годов, концентрация озона в
стратосфере через 15—20 лет должна уменьшиться на 17%,
после чего стабилизироваться. При этом климат у поверхности
Земли должен измениться незначительно, а уровень ультрафиолетового
излучения — возрасти на треть.
Атомарный хлор образуется в стратосфере в результате фотохимического
разрушения хлорфторуглеродов (ХФУ), или
фреонов, или хладонов CF2C12 и CFC13. Эти вещества летучи
и устойчивы в тропосфере. Однако в условиях стратосферы
они начинают распадаться в связи с образованием свободных
атомов галогенов.
Хлорфторуглероды являются очень стабильными веществами.
Время их существования в атмосфере велико: многие
десятилетия и даже столетия они долгое время широко применялись
в аэрозольных баллончиках, холодильных и иных установках.
Хлорфторуглерод «Хладон 12» (CC12F2) был специально
подобран для замены токсичного и обладающего резким
запахом аммиака, повсеместно применявшегося до того времени
в холодильных агрегатах. Демонстрируя в 1930 г. новый
хладагент в Американском химическом обществе, американский
инженер Томас Мидгли вдыхал его в себя и задувал им
свечу. Тем самым подчеркивались два основных положительных
качества «Хладона 12» — негорючесть и нетоксичность1.
Кроме всего, это соединение коррозионно пассивно.
1 Среди вредных веществ, включенных в ГОСТ 12.1.005-88, выделятся
фреоны с максимальными значениями ПДК рабочей зоны, равными
1000—5000 мг/м3 .
9.1. Антропогенное воздействие на биосферу 39 1
«Хладон 12», а также и «Хладон 11» (CC13F) относятся
к классу хлорфторуглеродов — веществ, состоящих из хлора,
фтора и углерода. Этот класс включает в себя несколько соединений
с различной температурой кипения, что позволяет легко
подобрать конкретное вещество для решения разнообразных
задач: создания холодильного агрегата или автомобильного
кондиционера; очистки поверхности печатных плат для
изделий микроэлектроники; аэрозольного распыления косметических
или иных средств из «аэрозольных баллончиков»;
вспенивания сырья при изготовлении изделий из пластмасс;
пожаротушения и пр. К ХФУ также относятся метилхлоро-
форм (CHgCClg), четыреххлористый • углерод (СС14) и талоны1.
После того как выяснилось, что ХФУ столь губительны для
стратосферного озона, было предложено использовать заменители
— хлорфторуглеводороды (ХФУВ) и фторуглеводороды
(ФУВ), имеющие в составе своих молекул атом водорода, химическая
связь с которым менее прочная. Эта особенность снижает
стойкость соединения, и оно может разрушаться уже
в тропосфере, а не только когда попадает в стратосферу.
Понимая остроту и сложность этой неожиданно возникшей
перед человечеством глобальной экологической проблемы, участники
международных переговоров в Вене в марте 1985 г. подписывают
«Венскую конвенцию по охране озонового слоя»,
призывающую страны к проведению дополнительных исследований
и обмену информацией по сокращению озонового слоя.
Однако они не смогли прийти к согласию о единых международных
мерах ограничения производства и выбросов ХФУ.