4. Порушення стратосферного озону, кислотні опади та оксидація ландшафтів

Динамічна рівновага атмосфери в системі взаємопов’язаних і взаємообумовлених складових Землі порушується господарською діяльністю людей. І для атмосфери сьогодні характерний ряд проблем, вирішення яких потребує планетарних цілеспрямованих програм і рішень.

Проблема стратосферного озону полягає в тому, що починаючи з 70-х років наукова громадськість почала розуміти реальність загрози руйнування озонового шару, найбільша концентрація якого зосереджена на висоті 20-24 км.

Основну руйнівну силу для молекул озону складають сполуки хлору, найбільш поширені з яких хлорфторвуглеводи (фреони). Ці сполуки є дуже стійкими і в формі аерозолей можуть перебувати у завислому стані декілька десятків років.

Cl + O₃ - ClO + O₂ ClO + O - Cl + O₂

Атом хлору і молекула ClO є каталізаторами, а гинуть при цьому атоми O і молекули O₃. При цьому швидкість розпаду озону на одну молекулу Cl або ClO є досить високою.

Озон руйнується і в результаті фотохімічних реакцій:

O₃ + NO - NO₂ + O₂

NO₂ + O - NO + O₂

Оксиди азоту (продукти викидів авіації) є каталізаторами процесів, а молекула O₃ і атом O при цьому зникають.

Руйнування озону можливе при протіканні каталітичних реакцій за участю водню:

OH + O₃ - HO₂ + O₂

HO₂ + O - OH + O₂

При цьому знову ж таки руйнуються молекула O₃ і атом О.

До руйнації озонового шару призводить ядерні вибухи в атмосфері, запуск балістичних ракет у результаті концентрованих викидів оксидів азоту, викиди висотних надзвукових літаків тощо.

Не виключають, що частина руйнації озонового екрану Землі пов’язана ймовірно з віковими коливаннями аерохімічних властивостей атмосфери і природною циклічністю кліматичних параметрів.

Зменшення озонового шару на 10% призведе до посилення захворювань на рак шкіри, катаракти, зниження опірності людського організму, зменшенні кількості планктону, пригніченні росту рослин, зниженні врожайності багатьох культур.

Реальність загрози руйнації озонового екрану привела до появи з кінця 70-х років XX ст. ряду міжнародних проектів і організацій. В 1977 році створено спеціальний координаційний комітет ЮНЕП з озонового шару.

В 1986 році проведена І міжнародна конференція з питань впливу озону на здоров’я людей.

В 1997 році прийнятий Монреальський протокол, згідно якого до 1998 року використання хлорфторвуглеводів повинно зменшитись у два рази.

До проблем, які пов’язані з глобальними змінами атмосферних процесів, чи її складників необхідно віднести:

- проблему порушення газового балансу атмосфери і тісно пов’язану з нею проблему порушення теплового балансу Землі;

- проблему росту погодних аномалій та інші.

їх виникнення пов’язують з надмірною антропогенізацією глобальних природних процесів і порушення господарською діяльністю рівноваги між основними компонентами нашої планети.

Екологічні аспекти атмосфери

Проблема асидифікації та кислотних опадів

Асидифікація - це антропогенний процес підвищення кислотної реакції компонентів геосфери, а саме атмосфери, гідросфери, педосфери та посилення впливу підвищеної кислотності на інші природні процеси.

У природних умовах атмосферні опади зазвичай мають нейтральну або слабокислу реакцію з показником pH менше 7. Але на сьогоднішній день кислотна реакція опадів у сильно забруднених регіонах світу може сягати pH 4-3,5.

Основні компоненти кислотних опадів - аерозолі оксидів сірки та нітрогену, які при взаємодії з атмосферною вологою утворюють сірчану, азотну або інші кислоти.

Кислотні опади мають як природне, так і антропогенне походження. Основні природні джерела - виверження вулканів, лісові пожежі та інше. Джерелами антропогенних кислотних опадів є в основному процеси спалювання палива, сільське господарство (за рахунок використання азотних добрив). Найбільшими джерелами та регіонами утворення кислотних опадів є Північна Америка та Європа.

Антропогенні компоненти, що містять сірку та нітроген підвищують ступінь кислотності атмосфери та інших геосфер.

Кислотні дощі в цілому мають вкрай негативний ефект на довкілля:

• знижується врожайність сільськогосподарських культур через ураження кислотами частин культурних рослин;

• з ґрунту вимивається кальцій, калій і магній, що призводить до деградації рослинності;

• у ґрунтах пришвидшуються процеси обміну алюмінію, який є вкрай токсичним для більшості рослин;

• відбувається пошкодження лісової рослинності

• закислення природних водойм призводить до загибелі риби, та водних комах, ушкодження водоплавних птахів;

• загибель лісів (особливо хвойних) призводить до негативного впливу на економічну діяльність та спричинює можливість поширення селів та зсувів;

• прискорюється руйнування пам’яток архітектури (особливо мармурових та вапнякових), металевих елементів інженерних конструкцій, будинків тощо;

• збільшується захворюваність населення (хвороби органів дихання, очей та шкірних покривів).

Оскільки кислотні опади можуть переноситись на значні відстані виникає потреба до міжнародного співробітництва у цій сфері. З цією метою у 1979 році була підписана всеєвропейська (з участю США та Канади) Конвенція з транскордонного перенесення забруднювачів повітря, до якої пізніше додався ряд протоколів зі зменшення викидів оксидів сірки та азоту.

5.5.