Озоновий щит Землі.

Як уже згадувалося, на висотах 20-50 км повітря містить підвищену кількість озону. Озон утворюється в старосфері за рахунок звичайного двохатомного кисню (О₂), що поглинає " жорстке" УФ-випромінювання. Енергія УФ(В)- та УФ(С)-випромінювань витрачається на фотохімічну реакцію утворення озону з кисню (3О₂ > 2О₃), і тому до поверхні Землі вони не доходять; туди проникає лише істотно ослаблений потік " м'якого" УФ(А)-випромінювання. Від його негативної дії наш організм уміє захищатися, синтезуючи в шкірі шар темного пігменту - мелаліну (засмага). Однак ця речовина утворюється досить повільно. Тому тривале перебування на весняному сонці, коли шкіра ще не насичена меланіном, викликає її почервоніння, головний біль, підвищення температури тіла тощо.

Озоновий шар в атмосфері Землі з'явився на світанку її геологічної історії, коли в повітря став надходити кисень, що вироблявся в процесі фотосинтезу мікроскопічними морськими водоростями. За розрахунками вчених, коли вміст кисню в атмосфері досяг приблизно 10% сучаного, сформувався озоновий шар, і життя змогло вийти з моря на суходіл (до цього поверхня суші була випалена, стерилізована ультрафіолетом).

Останнім часом учені надзвичайно занепокоєні зниженням умісту озону в озоновому шарі атмосфери.

Над Антарктидою в цьому шарі виявлено " діру", в якій уміст озону менший від звичайного на 40-50%. Площа " діри" з року в рік збільшується й сьогодні вже перевищує площу материка Антарктиди. У результаті підвищився УФ-фон у країнах, розташованих у південній півкулі, ближче до Антарктиди, передусім у Новій Зеландії. Медики цієї країни охоплені тривогою, констатуючи значне зростання захворювань, пов'язаних із підвищенням УФ-фону (рак шкіри й катаракта). Жителі Веллінгтона, столиці Нової Зеландії, які раніше намагалися використати кожний погожий день (їх там буває не так уже й багато) для відпочинку на повітрі, сьогодні побоюються з'являтися на пляжах.

Тривожні повідомлення надходять також і з північної півкулі: і тут виявлено озонову " діру" (над Шпіцбергеном), щоправда, не таку велику, як антарктична. Зменшення вмісту озону в атмосфері загрожує зниженням урожаїв сільськогосподарських культур, захворюваннями тварин і людей, збільшенням кількості шкідливих мутацій і т.п. Якщо ж озоновий шар зникне зовсім, то це призведе до загибелі принаймні наземної біоти. Установлено, що руйнуванню озонового шару сприяють також деякі хімічні речовини (зокрема оксиди азоту); потрапляючи в стратосферу з висхідними повітряними течіями, вони вступають у реакцію з озоном і розкладають його на кисень. Проте вміст оксидів азоту в повітрі невеликий, вони нестійкі й суттєво не впливають на кількість озону в стратосфері.

З'явилося також інше джерело озоноруйнівних речовин - діяльність людини. Сучасна промисловість широко використовує так звані фреони (хлорфторметани) – CFCl₃, CF₂ClBr тощо - як холодоагенти в рефрижераторах і побутових холодильниках, як аерозольні розбризкувачі в балончиках із фарбою, лаком, парфумами, для очищення напівпровідникових схем і т. п. Щорічно в світі випускається кілька мільйонів тонн фреонів. Для людини пари фреонів не шкідливі. Та вони надзвичайно стійкі й можуть зберігатися в атмосфері до 80 років. Пари фреонів із висхідними повітряними течіями потрапляють у стратосферу, де під впливом УФ-випромінювання Сонця розпадаються, вивільняючи атоми хлору. Ця речовина діє на озон як дуже сильний каталізатор, розкладаючи його молекули до кисню. Один атом хлору здатен розкласти 100 тис. молекул озону!

Занепокоєні загрозою руйнування озонового шару керівники багатьох країн світу вживають заходів для його збереження, й у 1985 р. в Монреалі було підписано Протокол про охорону атмосферного озону. Вирішено до 2000 р. скоротити на 50% споживання фреонів, а згодом і зовсім відмовитися від них, замінивши їх безпечними сполуками. Проте це не реалізовано й сьогодні, оскільки США - головний забруднювач атмосфери - відмовилися підписати зазначений Протокол.

Призводить до руйнування озонового шару й військова діяльність, зокрема запуск балістичних ракет, їхні двигуни викидають в атмосферу дуже багато оксидів азоту. Під час кожного запуску ракети в Космос в озоновому шарі " пропалюється" величезна " діра", яка " затягується" лише за кілька годин. Світова громадськість дізналася про злочинні досліди мілітаристів щодо дії на озоновий шар планети (розробка " озонової" зброї).

У 70-ті роки американські військові розсіяли в стратосфері над одним із безлюдних атолів у Тихому океані спеціальні хімічні речовини, внаслідок чого в озоновому шарі над цим острівцем утворилася " діра", яка затягнулася тільки через багато годин. В результаті на атолі загинула майже вся наземна біота: пальми та інші рослини, тварини, мікроорганізми; з хребетних тварин залишилося кілька великих черепах (їх урятував товстий кістяний панцир), але вони осліпли - сітківка їхніх очей була спалена ультрафіолетом.

Руйнування озонового шару відбувається так:

· активне функціонування хімічної промисловості, яка випускає речовини, що містять хлор і бром, спричинює нагромадження в атмосфері озоноруйнівних газів (ОРГ);

· ОРГ піднімаються на висоту 20-50 км над поверхнею Землі, де розташований озоновий шар (особливо сприятливі умови для цього в приполярних районах);

· сонячні промені діють на техногенні гази, з яких виділяється хлор;

· хлор руйнує озон, відбираючи один із трьох атомів кисню й перетворюючи його на О₂, при цьому кожний атом хлору здатен відокремити атом кисню майже 100 тис. разів.

· За останні 15 років спостерігається руйнування озонового шару над континентальною Європою. За прогнозами, в першій чверті ХХІ ст. озоновий шар може стати тоншим на 30%.

· За даними екологічного відділу ООН і Всесвітньої метеорологічної ради, відбувається руйнування озонового шару над усією Північною Америкою, Європою, територією колишнього СРСР, Австралією, Новою Зеландією та частиною Південної Америки.

· Якщо озоновий шар зменшиться на 10%, то це спричинить розвиток раку шкіри додатково у 300 тис. чоловік, катаракти - у 1 млн. 750 тис чоловік. Постане серйозна загроза здоров'ю всього населення Землі, оскільки знизиться опірність людського організму.

Після 1991 р. в Чилі неодноразово реєструвалися випадки спільноти лососевих риб, диких кроликів, овець, пов'язані з істотним зростанням інтенсивності ультрафіолетового випромінювання. Водночас із тієї самої причини зменшилися кількість планктону в районі Антарктиди. В районах підвищеного ультрафіолетового опромінення пригнічується ріст рослин, знижується врожайність багатьох культур.

В Україні спостереження за станом озонового шару проводяться на п'яти озонометричних станціях (у Києві, Борисполі, Одесі, Львові й на Карадагу в Криму). За даними цих спостережень, протягом останніх 10 років загальний уміст озону в атмосфері був значно нижчим від кліматичної норми (аналогічна картина спостерігалася для всієї північної півкулі Землі в межах широт 40-60°). Для виявлення озонових аномалій аналізується відхилення значень загального вмісту озону в одиницях стандартного відхилення а. Якщо ці відхилення становлять від - 2, 0 а до - 2, 5 а, то це свідчить про критичну ситуацію, а коли перевищують значення - 2, 5 а, то констатується озонова аномалія (" діра"). Протягом 2000 р. озонових аномалій над Україною не спостерігалося, проте було зафіксовано кілька випадків зменшення вмісту озону до критичних значень.

У грудні 1952 р. світові інформаційні агенства передавали тривожні повідомлення про біду, що спіткала Лондон. Через безвітряну й дуже холодну погоду над цим величезним містом утворився так званий чорний смог - скупчення шкідливих газів, причиною якого була посилена робота котелень, що використовували вугілля, мазут і солярову оливу. В приземному шарі повітря різко (до 10 мг/м3, а подекуди й більше) зріс уміст отруйного оксиду азоту та інших шкідливих сполук. Це призвело до загибелі близько 4 тис. чоловік, а десятки тисяч потрапили до лікарень із захворюваннями легень.

Над іншим великим містом – Лос-Анджелесом – через велику загазованість його території внаслідок роботи автотранспорту досить часто з’являється так званий білий смог. Це явище серйозно загрожує здоров’ю жителів і таких міст, як Нью-Йорк, Чикаго, Бостон, Токіо, Мілан, Мехіко, а найближчим часом може виникнути й у наших великих індустріальних містах, до того ж іще й перевантажених автотранспортом (Київ, Харків, Дніпропетровськ, Одеса, Сімферополь, Запоріжжя та ін.). Утворенню смогу сприяє спекотна безвітряна погода.

Сьогодні 400 суперміст світу щороку викидають в атмосферу близько 3 млрд. т відходів (газів, аерозолів, пилу та ін.). Це на 500 млн. т більше, ніж дають 578 активних вулканів нашої планети.

Дослідження вчених свідчать, що смог виникає внаслідок складних фотохімічних реакцій (тому його ще називають фотохімічним смогом) у повітрі, забрудненому вуглеводнями, пилом, сажею та оксидами азоту під дією сонячного світла, підвищеної температури нижніх шарів повітря й великої кількості озону, який утворюється в результаті розпаду діоксиду азоту під впливом олефінів у парах несповна згорілого автомобільного палива.

В сухому, загазованому, теплому повітрі з’являється синюватий прозорий туман, який має неприємний запах, викликає подразнення очей, горла, задишку, спричинює розвиток бронхіальної астми, емфіземи легень тощо. Листя на деревах в’яне, стає плямистим, жовкне. Набагато прискорюються корозія металів, руйнування мармуру, фарб, гуми, швидко псуються одяг, взуття, порушується робота транспорту.