Реферат на тему: “Озоновые дыры” – причины возникновения, последствия и пути решения

Озоновые дыры: причины и последствия

Расположение озонового слоя в атмосфере, его защитная роль. Причины и последствия образования озоновой дыры. Основные источники загрязнения атмосферы. Роль гражданской и военной авиации в образовании озоновых дыр. Пути решения экологической проблемы.

• посмотреть текст работы

• скачать работу можно здесь

• полная информация о работе

• весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТРЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГОУВПО УЛЬЯНОВСКОЕ ВЫСШЕЕ АВИАЦИОННОЕ УЧИЛИЩЕ

ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ (ИНСТИТУТ)

ФАКУЛЬТЕТ ЛЁТНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ ВОЗДУШНЫМ ДВИЖЕНИЕМ

на тему: Озоновые дыры: причины и последствия

Выполнил: Базаров М.А.

Руководитель: Морозова М.М.

3. Географическое расположение

4. Роль ВС гражданской и военной авиации в образовании озоновых дыр

5. Пути решения проблем

С возникновением человеческой цивилизации появился новый фактор, влияющий на судьбу живой природы. Он достиг огромной силы в текущем столетии и особенно в последнее время. 5 млрд. наших современников оказывают на природу такое же по маштабам воздействие, какое могли оказать люди каменного века, если бы их численность составила 50 млрд. человек, а количество высвобождаемой энергии, получаемой землёй от солнца.

С тех пор как появилось высокоиндустриальное общество, опасное вмешательство человека в природу резко усилилось, расширялся объём этого вмешательства, оно стало многообразнее и сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества.

Расход невозобновимого сырья повышается, всё больше пахотных земель выбывает из экономики, так как на них строятся города и заводы. Биосфера Земли в настоящее время подвергается нарастающему антропогенному воздействию. При этом можно выделить несколько наиболее существенных процессов, любой из которых не улучшает состояние воздушного пространства нашей планеты.

Прогрессирует и накопление углекислого газа в атмосфере. Дальнейшее развитие этого процесса будет усиливать нежелательную тенденцию в сторону повышения среднегодовой температуры на планете.

В результате перед обществом возникла дилемма: либо бездумно катиться к своей неизбежной гибели в надвигающейся экологической катастрофе, либо сознательно превратить созданные гением человека могучие силы науки и техники из орудия, ранее обращенного против природы и самого человека, в орудие их защиты и процветания, в орудие рационального природопользования.

Над миром нависла реальная угроза глобального экологического кризиса, понимаемая всем населением планеты, а реальная надежда на его предотвращение состоит в непрерывном экологическом образовании и просвещении людей.

Всемирная организация здравоохранения определила, что здоровье человека на 20% зависит от его наследственности, на 20% от состояния окружающей среды, на 50% от образа жизни и на 10% от медицины. В ряде регионов России к 2005 году предполагается следующая динамика факторов, влияющих на здоровье человека: роль экологии возрастет до 40%, действие генетического фактора увеличится до 30%, до 25% уменьшится возможность поддержания здоровья за счёт образа жизни и до 5% снизится роль медицины.

Характеризуя современное состояние экологии, как критическое, можно выделить главные причины, которые ведут к экологической катастрофе: загрязнение, отравление среды обитания, обеднение атмосферы кислородом, озоновые дыры.

Целью настоящей работы явилось обобщение литературных данных о причинах и последствиях разрушения озонового слоя, а также способах решения проблемы образования “озоновых дыр”.

озоновый слой дыра экологический

1. Причины

Озоновая дырам — локальное падение концентрации озона в озоновом слое Земли. По общепринятой в научной среде теории, во второй половине XX века всё возрастающее воздействие антропогенного фактора в виде выделения хлор- и бромсодержащих фреонов привело к значительному утончению озонового слоя.

Согласно другой гипотезе, процесс образования «озоновых дыр» может быть в значительной мере естественным и не связан исключительно с вредным воздействием человеческой цивилизации.

Озоновая дыра диаметром свыше 1000 км впервые была обнаружена в 1985 году, на Южном полушарии, над Антарктидой, группой британских учёных: Дж. Шанклин (англ.), Дж. Фармен (англ.), Б. Гардинер (англ.), опубликовавших соответствующую статью в журнале Nature. Каждый август она появлялась, а в декабре — январе прекращала своё существование. Над Северным полушарием в Арктике образовывалась другая дыра, но меньших размеров. На данном этапе развития человечества, мировые ученые доказали, что на Земле существует громадное количество озоновых дыр. Но наиболее опасная и крупная расположена над Антарктикой.

К уменьшению концентрации озона в атмосфере ведёт совокупность факторов, главными из которых является гибель молекул озона в реакциях с различными веществами антропогенного и природного происхождения, отсутствие солнечного излучения в течение полярной зимы, особо устойчивый полярный вихрь, который препятствует проникновению озона из приполярных широт, и образование полярных стратосферных облаков (ПСО), поверхность частиц которого катализируют реакции распада озона. Эти факторы особенно характерны для Антарктики, в Арктике полярный вихрь намного слабее ввиду отсутствия континентальной поверхности, температура выше на несколько градусов, чем в Антарктике, а ПСО менее распространены, к тому же имеют тенденцию к распаду в начале осени. Будучи химически активными, молекулы озона могут реагировать со многими неорганическими и органическими соединениями. Главными веществами, вносящими вклад в разрушение молекул озона, являются простые вещества (водород, атомы кислорода, хлора, брома), неорганические (хлороводород, моноксид азота) и органические соединения (метан, фторхлор- и фторбромфреоны, которые выделяют атомы хлора и брома). В отличие, например от гидрофторфреонов, которые распадаются до атомов фтора, которые, в свою очередь, быстро реагируют с водой образуя стабильный фтороводород. Таким образом, фтор не участвует в реакциях распада озона. Йод также не разрушает стратосферный озон, так как иодсодержащие органические вещества почти полностью расходуются ещё в тропосфере. Основные реакции, вносящие вклад в разрушение озона приведены в статье про озоновый слой.

Хлор «съедает» и озон, и атомарный кислород за счет протекания довольно быстрых реакций:

О3 + Сl = О2 + ClO

Причем последняя реакция приводит к регенерации активного хлора. Хлор, таким образом, даже не расходуется, разрушая озоновый слой.

Летом и весной концентрация озона повышается. Над полярными областями она всегда выше, чем над экваториальными. Кроме того, она меняется по 11-летнему циклу, совпадающему с циклом солнечной активности. Все это было уже хорошо известно, когда в 1980-х гг. наблюдения показали, что над Антарктикой год от года происходит медленное, но устойчивое снижение концентрации стратосферного озона. Это явление получило название «озоновая дыра» (хотя никакой дырки в собственном значении этого слова, конечно, не было).

Позднее, в 90-е гг прошлого века такое же уменьшение стало происходить и над Арктикой. Феномен Антарктической “озоновой дыры” пока не понятен: то ли “дыра” возникла в результате антропогенного загрязнения атмосферы, то ли это естественный геоастрофизический процесс.

Среди версий образования озоновых дыр можно назвать:

влияние частиц, выбрасываемых при атомных взрывах;

полеты ракет и высотных самолетов;

реакции с озоном некоторых веществ, производимых химическими заводами. Это в первую очередь хлорированные углеводороды и особенно фреоны – хлорфторуглероды, или углеводороды, в которых все или большая часть атомов водорода, заменены атомами фтора и хлора.

Хлорфторуглероды широко применяются в современных бытовых и промышленных холодильниках (поэтому их называют «хладонами»), в аэрозольных баллончиках, как средства химической чистки, для тушения пожаров на транспорте, как пенообразователи, для синтеза полимеров. Мировое производство этих веществ достигло почти 1,5 млн. т/год.

Будучи легколетучими и довольно устойчивыми к химическим воздействиям, хлорфторуглероды после использования попадают в атмосферу и могут находиться в ней до 75 лет, достигая высоты озонового слоя. Здесь под действием солнечного света они разлагаются, выделяя атомарный хлор, который и служит главным «нарушителем порядка» в озоновом слое. [1]

2. Последствия

Озоновая дыра представляет опасность для живых организмов, поскольку озоновый слой защищает поверхность Земли от чрезмерных доз ультрафиолетового излучения Солнца. Ослабление озонового слоя усиливает поток солнечной радиации на землю и вызывает у людей рост числа раковых образований кожи. Также от повышенного уровня излучения страдают растения и животные.

Озон в стратосфере защищает Землю от разрушительной ультрафиолетовой, солнечной радиации. Разрушение озонового слоя позволит большему количеству солнечной радиации достигнуть поверхности Земли.

Каждый потерянный процент содержания озона в стратосфере приводит к увеличению интенсивности воздействия ультрафиолетовой, солнечной радиации на 1,5-2 процента, по данным Агентства по охране окружающей среды США. Для человека увеличение интенсивности ультрафиолетового излучения, прежде всего опасно-воздействием солнечной радиации на кожу и глаза.

Радиация с длиной волн в спектре от 280 до 320 нанометров – УФ лучи, которые частично блокируются озоном – могут вызвать преждевременное старение и рост числа раковых заболеваний кожи, а также поражение растений и животных.

Радиация с длиной волн больше, чем 320 нанометров, УФ спектра, практически не поглощается озоном и фактически необходима человеку для формирования витамина Д. УФ радиация с длиной волн в спектре 200 – 280 нанометров может вызвать серьезные последствия для биологических организмов. Однако излучение этого спектра практически полностью поглощается озоном. Таким образом, «ахиллесова пята» земной жизни – это излучение довольно узкого спектра УФ волн длиной от 320 до 280 нанометров. С сокращением длины волн усиливается их способность причинять вред живым организмам и ДНК. К счастью, способность озона поглощать ультрафиолетовую радиацию растет пропорционально сокращению длины волны излучения. [2]

· Увеличение количества случаев заболевания раком кожи.

· Подавление иммунной системы человека.

Ультрафиолетовая радиация может повредить роговую оболочку глаза, соединительную оболочку глаза, хрусталик и сетчатку глаза. Ультрафиолетовая радиация может вызвать фотокератозиз (или снежную слепоту), похожий на солнечный ожег роговой или соединительной оболочки глаза. Увеличение воздействия ультрафиолетовой радиации на людей в следствии разрушения озонового слоя приведет к увеличению числа людей с катарактой, по мнению авторов «Как спасти нашу кожу». Катаракта закрывает хрусталик глаза, снижая остроту зрения, и может вызвать слепоту.

· Уничтожение урожаев. [1]

3. Географическое расположение

Утоньшение озонового слоя стали фиксировать в 70-х годах. Особенно значительно он уменьшился над Антарктидой, что и привело к появлению расхожего выражения “озоновая дыра”. Малые дыры фиксируются так же в северном полушарии – над Арктикой, в районе космодромов Плесецк и Байконур. В 1974 г. двое ученых из Калифорнийского университета – Марио Молина и Шервурд Роуленд – выдвинули гипотезу, что основным фактором разрушения озона выступают газы фреоны, используемые в холодильной и парфюмерной промышленности. Менее значительные озоноразрушающие факторы – полеты ракет и сверхзвуковых самолетов.

Расположение «озоновых дыр» тяготеет к локализации положительных Мировых магнитных аномалий. На Южном полушарии это Приантарктическая, а на Северном -Восточно-Сибирская мировая магнитная аномалия. Причем, могущество Сибирской аномалии растет настолько сильно, что даже в Новосибирске вертикальная составляющая геомагнитного поля растет ежегодно на 30 гамм (нанотесла).

Утрата озонового слоя над Арктическим бассейном была в этом году столь значительной, что впервые в истории наблюдений можно говорить о возникновении «озоновой дыры», сходной с антарктической. На высотах свыше 20 км потери озона составили порядка 80%. Вероятной причиной этого явления называется необычно долгое сохранение сравнительно низких температур в стратосфере на этих широтах. [3]

4. Роль ВС гражданской и военной авиации в образовании озоновых дыр

Разрушению озонного слоя способствуют не только фреоны, выделяющиеся в атмосферу и попадающие в стратосферу. К разрушению озонного слоя причастны и окислы азота, которые образуются при ядерных взрывах. Но окислы азота образуются и в камерах сгорания турбореактивных двигателей высотных самолётов. Окислы азота образуются из азота и кислорода, которые там находятся. Скорость образования окислов азота тем больше, чем выше температура, т. е. чем больше мощность двигателя.

Важна не только мощность двигателя самолёта, но и высота, на которой он летает и выпускает разрушающие озон окислы азота. Чем выше образуется окись или закись азота, тем он губительнее для озона.

Общее количество окиси азота, которое выбрасывается в атмосферу в год, оценивается в 1 млрд т.. Примерно треть этого количества выбрасывается самолётами выше среднего уровня тропопаузы (11 км). Что касается самолётов, то наиболее вредными являются выбросы военных самолётов, количество которых исчисляется десятками тысяч. Они летают преимущественно на высотах озонного слоя. [4]

5. Пути решения проблем

Чтобы начать глобальное восстановление нужно уменьшить доступ в атмосферу всех веществ, которые очень быстро уничтожают озон и долго там хранятся.

Также мы – все люди должны это понимать и помочь природе включить процесс восстановления озонового слоя, нужны новые посадки лесов, хватит вырубать лес для других стран, которые почему-то не хотят вырубать свой, а делают на нашем лесе деньги.

Для восстановления озонового слоя его нужно подпитывать. Сначала с этой целью предполагалось создать несколько наземных озоновых фабрик и на грузовых самолетах «забрасывать» озон в верхние слои атмосферы. Однако этот проект (вероятно, он был первым проектом «лечения» планеты) не осуществлен.

Иной путь предлагает российский консорциум «Интерозон»: производить озон непосредственно в атмосфере. Уже в ближайшее время совместно с немецкой фирмой «Даза» планируется поднять на высоту 15 км аэростаты с инфракрасными лазерами, с помощью которых получать озон из двухатомного кислорода.

Если этот эксперимент окажется удачным, в дальнейшем предполагается использовать опыт российской орбитальной станции «Мир» и создать на высоте 400 км несколько космических платформ с источниками энергии и лазерами. Лучи лазеров будут направлены в центральную часть озонового слоя и станут постоянно подпитывать его. Источником энергии могут быть солнечные батареи. Космонавты на этих платформах потребуются лишь для периодических осмотров и ремонта. [3]

Возможности воздействия человека на природу постоянно растут и уже достигли такого уровня, когда возможно нанести биосфере непоправимый ущерб. Уже не в первый раз вещество, которое долгое время считалось совершенно безобидным, оказывается на самом деле крайне опасным. Лет двадцать назад вряд ли кто-нибудь мог предположить что обычный аэрозольный баллончик может представлять серьезную угрозу для планеты в целом. К несчастью, далеко не всегда удается вовремя предсказать, как – то или иное соединение будет воздействовать на биосферу. Однако в случае с ХФУ такая возможность была: все химические реакции, описывающие процесс разрушения озона ХФУ крайне просты и известны довольно давно. Но даже после того, как проблема ХФУ была в 1974 г. сформулирована, единственной страной, принявшей какие-либо меры по сокращению производства ХФУ, были США и меры эти были совершенно недостаточны. Потребовалась достаточно серьезная демонстрация опасности ХФУ для того, чтобы были приняты серьезные меры в мировом масштабе. Следует заметить, что даже после обнаружения озонной дыры, ратифицирование Монреальской конвенции одно время находилось под угрозой. Быть может, проблема ХФУ научит с большим вниманием и опаской относиться ко всем веществам, попадающим в биосферу в результате деятельности человечества.

Проблема исторических и современных изменений климата оказалась очень сложной и не находит решения в схемах однофактоpного детерминизма. Наяду с ростом концентрации углекислого газа важную роль играют изменения озоносфеpы, связанные с эволюцией геомагнитного поля. Разработка и проверка новых гипотез являются необходимым условием познания закономерностей общей циркуляции атмосферы и других геофизических процессов, влияющих на биосферу.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Причины, ведущие к экологической катастрофе. Определение озоновой дыры, механизм ее образования и последствия. Восстановление озонового слоя. Переход на озоносберегающие технологии. Заблуждения, касающиеся озоновой дыры. Фреоны – разрушители озона.

презентация [2,5 M], добавлен 07.10.2012

Озоновые дыры и причины их возникновения. Источники разрушения озонового слоя. Озоновая дыра над Антарктикой. Мероприятия по защите озонового слоя. Правило оптимальной компонентной дополнительности. Закон Н.Ф. Реймерса о разрушении иерархии экосистем.

контрольная работа [24,7 K], добавлен 19.07.2010

Теории образования озоновых дыр. Спектр озонового слоя над Антарктидой. Схема реакции галогенов в стратосфере, включающая их реакции с озоном. Принятие мер по ограничению выбросов хлор- и бромсодержащих фреонов. Последствия разрушения озонового слоя.

презентация [418,6 K], добавлен 14.05.2014

Общее понятие об озоновой дыре, последствия её образования. Озоновая дыра, диаметром 1000 км, на Южном полушарии, над Антарктидой. Причины разрыва внутримолекулярных связей, превращение молекулы озона в молекулу кислорода. Восстановление озонового слоя.

презентация [777,6 K], добавлен 01.12.2013

Характеристика местоположения, функций и значения озонового слоя, истощение которого может оказать значительное влияние на экологию Мирового океана. Механизмы образования “озоновой дыры” – многообразие антропогенного вмешательства. Пути решения проблемы.

контрольная работа [30,1 K], добавлен 14.12.2010

Озоновые дыры: причины возникновения и последствия для человечества

Всем известно, что нашу планету окутывает довольно плотный озоновый слой, располагающийся на высоте 12–50 км над поверхностью земли. Эта воздушная прослойка является надежной защитой всего живого от опасного ультрафиолета и позволяет избежать губительного воздействия солнечного излучения.

Именно благодаря озоновому слою когда-то микроорганизмы сумели выбраться из океанов на сушу и способствовали появлению высокоразвитых форм жизни. Однако с начала XX столетия озоновая прослойка начала разрушаться, в результате чего в некоторых местах стратосферы стали появляться озоновые дыры.

Что такое озоновые дыры?

Вопреки распространенному мнению обывателей, что озоновая дыра является брешью в небесном пространстве, на самом деле она представляет собой участок значительного снижения уровня озона в стратосфере. В таких местах ультрафиолетовым лучам легче проникать к поверхности планеты и оказывать свое разрушительное воздействие на все живущее на ней.

В отличие от мест с нормальной концентрацией озона в дырах содержание «голубого» вещества составляет всего около 30 %.

Где находятся озоновые дыры?

Первая большая озоновая дыра была обнаружена над Антарктидой в 1985 году. Ее диаметр составлял около 1000 км, причем она появлялась каждый год в августе, а к началу зимы исчезала. Тогда исследователи определили, что концентрация озона над материком снижена на 50 %, а наибольшее его уменьшение было зафиксировано на высотах от 14 до 19 км.

Впоследствии еще одна крупная дыра (меньших размеров) была обнаружена над Арктикой, сейчас же ученым известны сотни подобных явлений, хотя самой огромной по-прежнему остается та, что возникает над Антарктидой.

Как образуются озоновые дыры?

Поскольку на полюсах наблюдаются долгие полярные ночи, в этих местах происходит резкое снижение температуры и образуются стратосферные облака, содержащие ледяные кристаллики. Как следствие, в воздухе накапливается молекулярный хлор, внутренние связи которого разрываются с наступлением весны и появлением солнечного излучения.

Цепочка химических процессов, возникающих при устремлении в атмосферу атомов хлора, приводит к разрушению озона и образованию озоновых дыр. Когда Солнце начинает светить в полную силу, к полюсам направляются воздушные массы с новой порцией озона, благодаря чему дыра затягивается.

Почему появляются озоновые дыры?

Существует множество причин появления озоновых дыр, но важнейшая из них – загрязнение природной среды человеком. Помимо атомов хлора, молекулы озона разрушают водород, кислород, бром и другие продукты сгорания, попадающие в атмосферу из-за выбросов фабрик, заводов, дымовых газовых ТЭЦ.

Не меньшее влияние на слой озона оказывают ядерные испытания: при взрывах выделяется огромное количество энергии и образуются окислы азота, которые входят в реакцию с озоном и уничтожают его молекулы. Подсчитано, что только с 1952 по 1971 год при ядерных взрывах в атмосферу попало около 3 миллионов тонн этого вещества.

Возникновению озоновых дыр способствуют и реактивные самолеты, в двигателях которых также образуются окислы азота. Чем выше мощность турбореактивного двигателя, тем выше температура в камерах его сгорания и тем больше азотных окислов попадает в атмосферу. Согласно исследованиям, ежегодные объемы азота, выбрасываемого в воздух, составляют 1 миллион тонн, из них треть приходится на самолеты. Еще одна причина разрушения озонового слоя – минеральные удобрения, которые при внесении в землю вступают в реакцию с почвенными бактериями. В этом случае в атмосферу попадает закись азота, из которой образуются окислы.

К каким последствиям для человечества могут привести озоновые дыры?

В силу ослабления озонового слоя увеличивается поток солнечной радиации, что в свою очередь, может привести к гибели растений и животных. Влияние озоновых дыр на человека выражается прежде всего в увеличении числа раковых заболеваний кожи. Ученые подсчитали, что если концентрация озона в атмосфере упадет хотя бы на 1%, то число больных раком возрастет примерно на 7000 человек в год.

Именно поэтому сейчас экологи бьют тревогу и пытаются предпринять все необходимые меры для защиты озонового слоя, а конструкторы разрабатывают экологически безопасные механизмы (самолеты, ракетные системы, наземный транспорт), выбрасывающие в атмосферу меньшее количество окислов азота.

Все это интересно и познавательно, но, если вы разбираетесь в химии, то можете сами посчитать, какой объём хлора нужен для образования и поддержания озоновых дыр (известных масштабов) при озон-хлорном взаимодействии.

Сразу получается цифра которую не объяснить хлором, содержащемся в баллончиках и фреонах, с учетом их производства за всю их историю.

Тогда в чем же причина? – спросите вы. Да всё в том же хлоре, только в гораздо больших масштабах. Источником таких объёмов хлора является всем известная технология хлорирования воды, поступающей в города. Ведь не секрет, что вода, поступающая в город, хлорируется. Её пьют, кипятят, на ней готовят, ею моют и стирают.

После бытового применения, вода попадает в системы канализации, и (если повезёт) на очистные сооружения города. На очистных, воду очищают от мусора, органики, обезвреживают и отстаивают (но от некоторых химических веществ воду не очистить, и хлор в их числе).

Затем отстоянную воду (вместе с некоторыми химическими веществами) сливают в реки. И именно в реках (а не только в отстойниках) хлор приобретает свои летучие свойства под действием ультрафиолета, микробов, перепадов температуры и взаимодействия с другими химическими веществами в реке.

На хлорирование (обеззараживание) воды, направляемой в города, идет много хлора, баллончики и фреоны рядом не стояли.

К слову, – бутылочки бытовых моющих средств (в состав которых входит хлор) содержат больше хлора чем баллон фреона (некоторые современные марки фреонов вообще без хлора) и десятки баллончиков “против запаха пота”.

Кто виноват? – а не нужно ни на кого обижаться, не нужно никого ненавидеть или винить, здесь не было никаких недосмотров, упущений, беззаконий. Конечно же, проблема озоно-опасного хлора пока не решена и в этом нет ничьей вины, потому что хлорирование воды – это пока единственный наиболее дешевый способ получения обеззараженной воды в промышленных масштабах.

На лицо безвыходное применение старой технологии.

Хлор приводит к появлению озоновых дыр и последующего проникновения ионизирующей радиации на поверхность Земли, и если хлор запретить, то тогда нужно придумать что-то другое для дезинфекции воды, такое же эффективное и дешевое, применимое в промышленных масштабах, потому что бактерий в воде пока никто не отменял.

Изучайте науки, и если вы сможете придумать что-то что заменит хлор, то Нобелевская премия ваша.
Люди склонны к замалчиванию проблем (видимо это биологический дефект), такое отношение не принесет выгоды, ведь если проблема есть, а её скрывать, то она растёт, и когда скрывать уже станет невозможно, то на её решение сил уже может не хватить.

Перед людьми нужно ставить задачи и люди будут их решать, но только людей для этого нужно предварительно информировать и обучать разным наукам, иначе у них не будет цели и инструмента для решения задач, т.е. – знаний.

Да забыл сказать, – хлор, попавший в атмосферу, так же придётся из атмосферы как-то изымать (кстати на этом можно построить целую отрасль).

Причины и последствия возникновения озоновых дыр

Земля — особенная планета, с неповторимой природой. От остальных планет Земля отличается тем, что она одна пригодна для жизни людей, животных, насекомых и растений. Сохранение экосистемы считается основной задачей современности. В 90-х годах XX столетия экологи приступили к изучению озоновых дыр. Чтобы осознать насколько глобальная проблема, ее надо изучить со всех сторон.

Что такое озоновые дыры?

Газовая оболочка требуется для обеспечения жизнедеятельности. Это составляющая экосистемы разрушается из-за нагрузки, создаваемой человеком. Разрушение происходит не по всей области земного шара, а локально. Последствия, которые грозят человечеству, заставляют каждого углубиться в исследования.

Озон — голубое газообразное вещество, обладающее специфическим запахом. Он располагается на уровне до 50 км от поверхности земли, но большая часть расположена в пределах 25 км.

Многие полагают, что дыра в стратосфере это некая брешь. Такое рассуждение неправильное. Озоновая дыра — снижение концентрации этого газа. Ощутить запах можно после дождя. Причины возникновения волнует геофизиков на протяжении долгих лет.

История открытия озоновых дыр в атмосфере

Первооткрывателем такого явления, как озоновые дыры заслуженно считают английского ученого Джо Фармена. В 1985 году он установил ее местонахождение в Южной части планеты. Учеными выявлена цикличность появления брешей. Она разрасталась в конце лета — в августе и исчезала к наступлению зимнего сезона, к декабрю. В момент обнаружения концентрация газа упала на 40%. Следом, в 1992 году вторая аномальная зона была зафиксирована в Северной части земного шара.

Причины озоновых дыр

Возникновение озоновых дыр — результат процессов, заложенных в природе.

Антропогенной причиной появления считается ежедневно разрастающееся количество производственных предприятий. Проблема в том, что в результате действий человека в атмосферу постоянно производятся выбросы агрессивных компонентов:

• хлор;
• водород;
• бром;
• фреон;
• хлороводород;
• азотосодержащие вещества;
• метан и другие газы.

Восстановление стратосферы займёт не один десяток лет. Это объясняется огромным уровнем фреонов которые накопились в природе. Агрессивные компоненты способны существовать десятилетиями, а другие столетиями. Попадая в стратосферу, они контактируют с озоном, вызывая разрушительную реакцию.

Еще один фактор: участившиеся полеты в космос на ракетах и эксплуатация самолетов на большой высоте.

Основные регионы возникновения озоновых дыр

Первые упоминания о природной аномалии появились с момента обнаружения озоновой дыры над Антарктидой, следом ее обнаружили над Арктикой. Эти две озоновые дыры признаны самыми большими и периодически достигают критических отметок. С тех пор геофизики обнаруживают их в разных уголках света.

Особое внимание привлекает озоновая дыра, которая находится над Китаем. Она образовалась и разрастается из-за выбросов четыреххлористого углерода и тетрахлорметана. Установленные стандарты игнорируются страной, а выбросы озоноразрушающих компонентов увеличились. Несмотря на постоянное отслеживание экологической ситуации, еще неизвестно какое предприятие нарушает стандарты.

Значительная по размерам дыра расположилась над Западной Сибирью. Она накрыла Томскую, Омскую, Кемеровскую области, Алтайский край, территорию Хакасии и Тюмени. Снижение уровня озона на сибирской территории достигает 50%.

Следует отметить, что расположение их непостоянно. С течением времени они могут затягиваться и образовываться в совершенно новых местах. Отслеживание их образования стало гораздо более доступным нежели в конце XX века.

Гипотезы о естественном происхождении озоновой дыры

Изучением и сбором доказательной базы о естественном образовании озоновых дыр занимались А.П.Капица и А.А.Гаврилов. Труды ученых изложены в 1999 году в издании «Тайфун». Они доказали, что количество фактов, подтверждающих естественное образование, постоянно возрастает.

Гипотезы подтверждаются фактом образования озоновых дыр в Антарктиде еще задолго до их изучения. Критически низкие значения концентрации озона установлены в 1957-59 годах. Эти факты являются основополагающими для геофизиков при изучении вопроса.

Как образуются озоновые дыры?

Изучения естественных процессов выявили 2 гипотезы:

1. В недрах Земли постоянно происходят процессы, в результате которых через слои почвы пробираются сложные органические соединения. Они разрушают слой, а также являются основным последствием расширения озоновых дыр. В периоды вулканической активности происходят самые объемные выбросы продуктов сгорания. Они разрушают стратосферу.
2. Также учеными разработана вторая теория. В атмосфере идет постоянный обмен молекулами. Тяжелые молекулы газа опускаются на землю и разрушаются под естественным атмосферным давлением. Далее озон преобразуется из кислорода в тяжелый газ, путем воздействия на него ультрафиолетового излучения от солнца. Но полярная ночь не дает возможности для работы слаженного механизма. Это приводит к образованию дыр. Вторая теория объясняет появление на полюсах.

Последствия озоновых дыр

Солнце — источник тепла и света на планете Земля. Благодаря Солнцу в природе происходит постоянное развитие живого и нового. Но воздействие яркой звезды может стать губительным без озонового слоя.

Основная задача стратосферы — обеспечение защитных функций от негативного ультрафиолетового излучения. Этот слой является фильтром. Расширение озоновых дыр приводит к повышению температуры, что провоцирует парниковый эффект и пагубно влияет на здоровье человека. Многие живые организмы погибнут из-за прямого воздействия лучей солнца.

Разрушение озонового слоя может привести к увеличению числа онкологических заболеваний. Для животных, растений, насекомых и даже бактерий это воздействие окажется не менее губительным. Наиболее страшным последствием образования озоновых дыр является вымирание живых существ и организмов на Земле. Данной участи нельзя избежать и морским обитателям.

Дыра, расположенная над территорией Австралии уже привела к засухе и упадку сельскохозяйственной деятельности.

Способы решения проблемы

Образование озоновых дыр относится к важным экологическим вопросам. Обсуждение темы происходит на мировом уровне. Чтобы действия имели успех нужно изменить подход к научной, производственной и сельскохозяйственной деятельности. Выделяется 3 фактора, которые замедлят губительный процесс в стратосфере:

• установка очистного оборудования на дымоотводящие трубы;

• замена удобрений, содержащих химические вещества, на органические;

• замена традиционного топлива электричеством.

Благотворное влияние на разрешение природной проблемы имеет переход на альтернативные источники питания. Используются сила ветра и солнце.

Можно ли восстановить озоновые дыры?

Чтобы предупредить появление озоновых дыр проще не допустить их появления. Но когда проблема уже существует, то надо принимать меры для восстановления верхних слоев газовой оболочки.

Первым этапом для стабилизации экологической ситуации стало установление в 1985 году Венской конвенции об охране озонового слоя. После этого, в 1987 году утвержден Монреальский протокол. В нем описан перечень озоноразрущающих элементов и рекомендации относительно регулирования выбросов в атмосферу, указана необходимость сокращения количества транспортных средств. Стоит отметить, что Китай в последнем пункте преуспел. Правительство ввело квоты на изготовление и выпуск автотранспортных средств.

Сегодня уже заметно восстановление озонового слоя. Показательным является пример с антарктической озоновой дырой. При обнаружении в 1985 году диаметр превышал 1000 км. После начала восстановительных действий над проблемой в начале 21 века видна положительная динамика в разрешении вопроса. Размер сократился на площадь, сравнимую с территорией Индии.

Ученые разработали план по восстановлению стратосферы. Согласно нему на высоте 12-30 км над уровнем Земли при помощи специального оборудования распыляют кислород или искусственно выработанный озон. Но данный способ требует ощутимых вложений. К тому же сама транспортировка — опасное мероприятие.

Обсуждение проблемы происходит ежегодно в рамках Парижской конференции. Прогнозы ученых звучат оптимистично. По их мнению аномалия над Антарктидой нейтрализуется уже к 2021 году.

Последствия необдуманного воздействия человечества на природу уже сегодня влияют на качество жизни и кроют в себе опасность. Осознав глобальность такого вопроса как “озоновая дыра”, человечество начинает ежедневно оценивать действия и бороться с возможными последствиями. Если о планете заботится только один человек или небольшая группа, то результатов достичь невозможно. Обсуждение проблемы надо поднимать на мировой уровень.

Вывоз и утилизация твердых коммунальных отходов (ТКО)

Способы утилизация ТБО: захоронение, компостирование, пиролиз и плазменная переработка

Что входит в состав ТКО? Морфологический состав твердых бытовых отходов

Как рассчитать среднюю плотность ТКО?

Чем отличаются твердые бытовые отходы и твердые коммунальные отходы?

Правила сортировки твердых бытовых отходов

Появилась новая строка в квитанции – обращение с ТКО

Что такое твердые промышленные отходы, их классификация и способы утилизации

Утилизация жидких и твердых отходов

Вывоз ТБО из многоквартирных домов – это коммунальная или жилищная услуга?

Расшифровка понятий ТБО и КГМ: одно и то же или нет?

Правила организации и содержания контейнерных площадок для сбора ТБО

Озоновые дыры

Земля – несомненно самая уникальная планета в нашей солнечной системе. Это единственная планета приспособленная для жизни. Но мы не всегда ценим это и считаем что мы не в силах изменить и нарушить то, что создавалось на протяжении миллиардов лет. За всю историю существования еще никогда наша планета не получала таких нагрузок которые дал ей человек.

Озоновая дыра над Антарктидой

На нашей планете есть озоновый слой, который так необходим для нашей жизни. Он защищает нас от воздействия ультрафиолетовых лучей исходящих от солнца. Не будь его, жизнь на этой планете была бы не возможной.

Озон – это голубой газ с характерным запахом. Каждый из нас знает этот резкий запах, который особенно слышен после дождя. Не зря озон в переводе с греческого означает “пахнущий”. Образуется он на высоте до 50 км от поверхности земли. Но большая его часть находится на 22 – 24 км.

Причины озоновых дыр

В начале 70-х годов ученые начали замечать уменьшения озонового слоя. Причиной этому является попадание в верхние слои стратосферы озоноразрушающих веществ, использующихся в промышленности, запуск ракет, вырубка лесов и много других факторов. В основном это молекулы хлора и брома. Хлорфторуглероды и другие вещества, выпущенные человеком, достигают стратосферы, где под влиянием солнечных лучей распадаются на хлор и сжигают молекулы озона. Доказано что одна молекула хлора может сжечь 100000 молекул озона. А держится она в атмосфере от 75 до 111 лет!

В результате падения озона в атмосфере происходят озоновые дыры. Первая была обнаружена в начале 80-х в Арктике. Диаметр ее был не сильно велик, а падение озона составило на 9 процентов.

Озоновая дыра в Арктике

Озоновая дыра – это сильное падение процента озона в определенных местах атмосферы. Само слова “дыра” нам дает понять это без лишних объяснений.

Весной, 1985-го года в Антарктиде, над станцией Халли-Бей содержание озона упало на 40%. Дыра оказалась огромной и продвинулась уже за пределы Антарктиды. По высоте ее слой достигает до 24-х км. В 2008-м году подсчитали, что ее размер уже составляет более 26 млн км2. Это ошеломило весь мир. Стало ясно? что наша атмосфера в наиболее большей опасности, чем мы предполагали. С 1971-го года по всему миру слой озона упал на 7%. В результате этого на нашу планету стало попадать ультрафиолетовое излучение Солнца, которое биологически опасно.

Последствия озоновых дыр

Врачи считают что в результате уменьшения озона вырос процент заболевания раком кожи и слепоты из-за катаракты. Также падает иммунитет человека, что приводит к различным видам иных заболеваний. Больше всего страдают жители верхних слоев океанов. Это креветки, крабы, водоросли, планктон и т.д.

Сейчас подписано международное соглашение ООН об уменьшении использования озоноразрушающих веществ. Но даже если перестать их использовать. чтобы закрыть дыры понадобиться более 100 лет.

Озоновая дыра над Сибирью

Можно ли восстановить озоновые дыры?

Чтобы сохранить и восстановить озоновый слой, было принято решение регулировать процесс выброса озоноразрушающих элементов. Они содержат бром и хлор. Но это не решит основную проблему.

На сегодняшний день ученые предложили один способ восстановления озона при помощи летательных аппаратов. Для этого необходимо на высоте 12-30 километров над Землей выпускать кислород либо озон, созданный искусственным путем, и рассеивать его специальным распылителем. Так понемногу могут заполняться озоновые дыры. Недостаток этого метода в том, что он требует существенных экономических растрат. К тому же невозможно за один раз выпустить в атмосферу большое количество озона. Также сам процесс транспортировки озона является сложным и небезопасным.

Мифы об озоновых дырах

Поскольку проблема озоновых дыр остается открытой, вокруг нее сформировалось несколько заблуждений. Так истощение озонового слоя стремились превратить в вымысел, который выгоден промышленности якобы из-за обогащения. Наоборот все хлорфторуглеродные вещества были заменены на дешевые и более безопасные компоненты природного происхождения.

Еще одно ложное утверждение о том, что якобы фреоны, разрушающие озон, слишком тяжелые, чтобы достигать озонового слоя. Но в атмосфере все элементы перемешиваются, и загрязняющие компоненты способны достигнуть уровня стратосферы, в которой находится озоновый слой.

Не стоит доверять и утверждению, что озон разрушают галогены природного происхождения, а не антропогенного. Это не так, именно деятельность человека способствует выделению различных вредных веществ, которые разрушают озоновый слой. Последствия взрыва вулканов и другие природные катастрофы практически не влияют на состояние озона.

И последний миф о том, что озон разрушается только над Антарктидой. На самом деле озоновые дыры образовываются повсюду в атмосфере, из-за чего количество озона уменьшается в целом.

Прогнозы на будущее

С тех пор, как озоновые дыры стали глобальной экологической проблемой планеты, за ними ведется пристальное наблюдение. В последнее время ситуация сложилась совсем неоднозначная. С одной стороны во многих странах небольшие озоновые дыры то появляются, то исчезают, особенно в индустриально развитых районах, а с другой стороны наблюдается позитивная динамика сокращения некоторых крупных озоновых дыр.

В ходе наблюдений исследователи зафиксировали, что наибольшая озоновая дыра нависла над Антарктидой, и она достигла максимальных размеров в 2000 году. С тех пор, судя по снимкам, сделанным спутниками, дыра постепенно затягивается. Данные утверждения изложены в научном журнале «Science». Экологи подсчитали, что ее площадь уменьшилась на 4 млн. кв. километров.

Исследования показывают, что постепенно из года в год количество озона в стратосфере увеличивается. Этому способствовало подписание Монреальского протокола в 1987 году. В соответствии с этим документом все страны стараются уменьшать выбросы в атмосферу, сокращается количество транспорта. Особенно в этом вопросе преуспел Китай. Там регулируется появление новых автомобилей и существует понятие квоты, то есть в год может быть зарегистрировано определенное число номерных знаков автомобилей. Кроме того, определенные успехи в улучшении атмосферы достигнуты, потому что постепенно люди переходят на альтернативные источники энергии, происходит поиск эффективных ресурсов, которые бы помогли сохранить экологию.

После 1987 года проблема озоновых дыр поднималась не единожды. Данной проблеме посвящено много конференций и собраний ученых. Также вопросы экологии обсуждаются на встречах представителей государств. Так в 2015 году в Париже состоялась Конференция по климату, целью которой было выработать действия, направленные против изменения климата. Это также будет способствовать понижению выбросов в атмосферу, а, значит, озоновые дыры будут постепенно затягиваться. К примеру, ученые прогнозируют, что к концу 21 века озоновая дыра над Антарктидой полностью исчезнет.

Где находятся озоновые дыры (ВИДЕО)

Озоновые дыры

Автор: Flintman · Опубликовано 06.01.2021 · Обновлено 05.01.2021

Озоновые дыры — проблема, о которой говорят повсеместно, о ней пишут в журналах и обсуждают ее на научных конференциях по экологии и космосу. Земля — единственная планета, на которой есть жизнь. Она защищена от разрушительного воздействия ультрафиолета с помощью озонового слоя в стратосфере. В результате антропогенной деятельности и по естественным причинам концентрация озона на некоторых участках серьезно падает. Это опасно для всех жителей планеты, поэтому важно соблюдать профилактические меры для недопущения образования озоновых дыр.

Что такое озоновые дыры

Планету Земля покрывает плотный газовый слой, который находится на уровне 12-50 км над поверхностью. Такая прослойка защищает все живые организмы от вредного воздействия ультрафиолета и позволяет избежать последствий губительного солнечного излучения. К сожалению, с начала 20 века слой озона стал частично разрушаться. На некоторых участках начали появляться так называемые бреши. В этих местах ультрафиолет легче и быстрее достигает поверхности планеты и разрушающе действует на все живое.

Так что такое озоновые дыры? Это не отверстия в стратосфере, а локальное падение концентрации озона в озоновом слое Земли. Таким образом, озон там все же остается, но в гораздо меньшей концентрации.

Важно! Ученые установили, что увеличение площади дыры на 1% вызывает рост заболеваемости раком кожи до 6%.

История открытия озоновых дыр в атмосфере

Впервые на данное явление обратил свое внимание ученый из Англии Дж. Фармен и коллеги первооткрывателя, работающие с ним в группе. В 1985 г. специалисты установили локализацию озоновой дыры в Южном полушарии (в Антарктиде). Диаметр образования составлял порядка 1000 км. Ученые обнаружили интересную особенность — дыра возникала каждый год в конце лета и исчезала в декабре-январе.

В 1992 г. была открыта еще одна озоновая дыра, но уже в Северном полушарии. Она была немного меньше открытой ранее. В 2008 г. площадь локального падения концентрации озона в Антарктиде составила рекордные 27 млн. кв. км.

Из-за повышенного внимания общественности в 1985 г. была принята Венская конвенция об охране озонового слоя. В 1987 г. создали список наиболее опасных хлорфторуглеродов, производство которых впоследствии было ограничено.

Российские ученые предположили, что озоновые дыры имеют естественное происхождение. В 1999 г. была опубликована научная работа, в которой излагалась гипотеза о происхождении озоновой дыры в Антарктиде задолго до ее открытия с помощью прямых экспериментальных способов.

Причины

Причины образования озоновых дыр делятся на естественные и антропогенные. В первом случае проблема появляется из-за природных процессов, которые происходят в приполярных областях планеты. Ученые объясняют это следующим образом: во время полярной ночи отсутствует солнечное излучение, осадки, озон не вырабатывается, формируются хлорные облака. Хлор разрушительно действует на оставшийся в стратосфере озон. Дыра затягивается только при наступлении полярного дня.

Вулканическая активность тоже влияет на падение концентрации озона на определенных участках. При взрывах вулканов выделяются продукты горения, разрушающие озоновые молекулы.

Однако наибольший вред озоновому слою наносит человек. Дыры могут сформировываться из-за значительных выбросов водорода, фреонов, хлора и других вредных химических соединений (например, кислотных), попадающих в атмосферу из-за деятельности людей.

Основные источники загрязнения:

• заводы с некачественными очистительными установками;
• теплоэлектроцентрали;
• минеральные удобрения, которые вносятся в почву;
• реактивные самолеты;
• ядерные взрывы.

Основные регионы возникновения

Самыми большими признаны дыры над Антарктидой и Арктикой. Эти образования периодически достигают критических отметок по своей площади. Однако падение уровня озона отмечается в разных частях света.

Особого внимания заслуживает озоновая дыра, образовавшаяся над Китаем. Ее расширение можно обусловливать вредными выбросами разрушающих озон компонентов. Несмотря на установленные стандарты и регулярный мониторинг экологических показателей, влажности, ситуация только ухудшается с каждым годом.

Также крупная озоновая дыра расположена над Западной Сибирью. На этом участке концентрация озона снижена примерно наполовину. Игнорирование проблемы приведет к пересыханию почвы, скоплению пыли и более серьезным последствиям для окружающей среды.

Важно! Озоновые дыры не локализуются постоянно в одних и тех же местах. Со временем они могут затягиваться и формироваться над другими территориями. Благодаря техническому прогрессу стало гораздо легче отслеживать их появление в окружающей среде.

Карта озоновых дыр меняется в зависимости от времени года. Как правило, они формируются в теплые периоды. Критические точки истончения слоя озона находятся на высоте 19 км от поверхности Земли.

Гипотезы о естественном происхождении

Российские ученые в 1999 г. издали научный труд, в котором было отмечено, что причины возникновения озоновых дыр в атмосфере бывают только естественными. Специалисты установили, что существует ряд природных факторов, способствующих снижению концентрации озона в стратосфере. В таких местах и формируются дыры. Приверженцы этой теории утверждают, что антропогенное воздействие наносит вред экологии, но в меньшей степени, чем предполагается.

Как образуются озоновые дыры

На Северном и Южном полюсах из-за низких температур образуются стратосферные облака. Они содержат кристаллы льда. При соприкосновении таких облаков с молекулярным хлором, попадающим в стратосферу, совершается ряд химических реакций. В результате происходит выпадение молекул озона, уменьшается его концентрация. Так и образуются озоновые дыры.

Последствия

Вследствие создания озоновых дыр усиливается ультрафиолетовое излучение. В результате может существенно увеличиться процент людей с онкологическими заболеваниями, в частности — с раком кожи. Кроме того, заметно падает иммунитет, что приводит к возникновению других болезней.

От ультрафиолета страдает не только человечество. Для животных, растений, бактерий подобное воздействие также губительно. Самым страшным последствием возникновения и разрастания озоновых дыр является полное вымирание всего живого на планете, повсеместная засуха, избыток углекислого газа, туман. Это касается в том числе и обитателей водоемов.

Способы решения проблемы

Образование озоновых дыр — проблема мирового масштаба. Поскольку главным виновником разрушения слоя озона является человек и его деятельность, необходимо разрабатывать и совершенствовать систему производственных и эксплуатационных технологий. Это важно для сокращения и полного прекращения выбросов вредных химических соединений.

Для решения проблемы необходимо:

• установить очистительные конструкции на заводские трубы;
• перейти на органические удобрения, исключив использование минеральных и любых других, содержащих химические компоненты (например, оксид азота);
• перейти на транспортные средства, которые функционируют не на горючем топливе, а на электричестве, других альтернативных источниках энергии.

Можно ли восстановить озоновые дыры

Проблему гораздо проще предупредить, чем заниматься ее устранением. Если дыра уже образовалась, важно принять все необходимые меры для восстановления верхних слоев газовой оболочки.

Экологи полагают, что наиболее эффективным методом является проведение мероприятий по восстановлению слоя атмосферного озона. Для этого необходимо распылять искусственно синтезированный газ на высоте до 30 км над поверхностью Земли. Однако подобные манипуляции обойдутся очень дорого. Кроме того, доставлять озон к месту распыления непросто и опасно для лиц, которые его перевозят.

Вопросы

1. Ксюша, 23 года, Киев: Может ли озоновый слой полностью восстановиться? Когда это произойдет?

Ответ: Ожидается, что полное восстановление озона может произойти примерно к середине 21 века. Это возможно только в случае неукоснительного соблюдения положений Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой.

1. Марк, 31 год, Саратов: Каким образом измеряют уровень озона в атмосфере?

Ответ: Для этого используются особые измерительные приборы на земле и в воздухе, которые устанавливаются на самолетах, аэростатах, спутниках. Некоторые устройства отбирают пробы воздуха, работа других основывается на способности озона поглощать свет в атмосфере.

Озоновые дыры несут опасность всему живому на планете. Если не принять меры по их предупреждению и устранению, не избежать необратимых последствий для человека, животных, растений, микроорганизмов. Учеными хорошо изучены механизмы образования озоновых дыр, поэтому рекомендуемые экологами профилактические мероприятия действительно помогут предотвратить глобальную экологическую катастрофу.

Эрозия почвы

Каждый фермер старается заботиться о плодородности своего земельного участка, ведь от этого зависит урожайность выращиваемых культур. Зачастую этого бывает недостаточно: верхний слой земли беднеет, а урожайность снижается. Причиной этому является разрушение плодородного слоя земли из-за перемещения ее частиц в результате воздействия воды и ветра.

Описание явления

Эрозия почвы (с лат. «erosio» — разъедание) – это разъедание почвенных слоев посредством воздействия сильных ветров, воды, антропогенных факторов. Микрочастицы земли по воздуху или вместе с водным потоком с одного места перемещаются в другое, где оседают.

Существует два основных вида явления.

Ветровая

Ветровая эрозия или дефляция – это природное явление, возникающее на любых типах почв, возникающее как за счет сильных, так и слабых, но постоянно дующих, ветров. Также она может происходить при пониженной влажности почвенного слоя и окружающей его воздушной среды. Другими словами – это перенос земли с одного участка с последующим ее отложением на другом посредством ветров. Основными территориями, подверженными данной разновидности явления, считаются засушливые степные регионы, где обширные территории не защищены от ветров вспомогательной растительностью: пашни, луга, сенокосные угодья.

Весной ветровая эрозия возникает вследствие воздействия сельскохозяйственных агрегатов на почву. Вспашка, рыхление, боронование – это самые главные причины возникновения пыли, которая переносится на несколько метров и оседает уже в другом месте.

Выдувая почвенный слой, эрозия уничтожает дороги, оросительные каналы, хозяйственные постройки, посевы сельскохозяйственных культур, засыпая их, приводит к снижению плодородности пашни.

Весной по краям полей можно наблюдать образование черных барханов. Это результат работы зимних ветров, когда с одного места, где нет снежного покрова, земля переносится и оседает на высоких сугробах около лесозащитных полос.

Водная

При водной эрозии происходит перемещение частиц почвы вместе с талыми водами. Данный вид явления наиболее характерен для земельных участков со склонами. Также может наблюдаться во время ирригационного орошения посевов. В результате действия воды на земельном участке появляются расщелины, овраги, промоины. Верхние слои могут сползать целыми пластами, а могут уходить со струйками воды. Почвы, регулярно подвергающиеся действию воды, через несколько лет становятся непригодными для возделывания.

По характеру проявления водная эрозия бывает:

• Капельная — когда происходит перемещение почвы за счет энергии падающих на землю капель дождя. Наиболее заметно проявляется на склонах, где перемещение может происходить на значительные расстояния.
• Поверхностная — когда происходит размыв только верхнего плодородного слоя потоками воды.
• Линейная — это более серьезная проблема, когда разрушение почвы уходит вглубь. Происходит вымывание подстилающих пород.

По характеру происхождения водная эрозия делится на:

• Естественная — возникает под воздействием природы и менее всего влияет на плодородие.
• Антропогенная — возникает в результате нерационального землепользования и несоблюдения агротехнических норм ведения сельского хозяйства.

Причины

Главными причинами разрушения земель являются естественные климатические факторы и хозяйственная деятельность человека.

На скорость развития явления влияют следующие факторы:

1. Климат. Водная эрозия характерна для регионов с длительными обильными ливневыми дождями либо ранним обильным снеготаянием. А вот ветровая, наоборот, характерна для засушливых районов с минимальным количеством осадков и сильными ветрами.
2. Рельеф. Скорость разрушения зависит от угла и протяженности склонов. Кроме того, на возвышенностях процесс протекает быстрее, чем в низинах и впадинах. Если территория ровная, то эрозия происходит быстрее там, где растительность развита в меньшей степени. Ветровой эрозии наиболее значительно подвержены степные районы.
3. Свойства и состав почвы. Менее всего подвержены разрушительным процессам черноземные земли. Они практически не вымываются и не выветриваются. Пески и суглинки меньшей плотности, напротив, сильно разрушаются под действием негативных факторов.
4. Наличие растительности. Высокие травы, дерн, корни больших деревьев, густые кустарники очень хорошо защищают слой земли от размывания и выдувания.
5. Вредители. Грызуны, а также землеройные насекомые оказывают пагубную роль на верхний плодородный слой. Делая свои норы и ямы, они разрушают грунт. Кроме того, многие вредители питаются корнями мелкой травы, грызут древесные корни, уничтожая растительность, которая препятствует эрозии. Норы являются удачным местом для прохождения воды. Протекая по поверхности, вода просачивается внутрь, продолжает свое движение по отверстиям, которые проделали вредители, соединяя их воедино.
6. Антропогенные факторы. Именно хозяйственная деятельность человека в значительной мере способствует разрушению плодородного слоя земли. Длительный выпас скота на одной и той же территории, нарушение севооборотов, разработка новых месторождений угля — все это нарушает экосистему и снижает плодородие земли.

Последствия

Значительное эродирование почвы негативно влияет на развитие целых экосистем: могут исчезать растения, а значит и популяции животных, птиц, насекомых, питающихся этими растениями.

Помимо разрушения сельскохозяйственных земель, эрозия наносит ущерб хозяйству в целом: размываются дорожные и коммунальные системы, выдуваются культурные насаждения, используемые для озеленения городов и сел.

Эрозия также несет опасность для водных ресурсов. Земельные потоки загрязняют глубинные грунтовые воды, а те объемы талых вод, которые необходимы для наполнения озер, под воздействием эрозии могут пойти в другое русло. При переносе твердых частиц водным потоком на дно рек, может происходить их обмельчание.

Эрозия может негативно отразиться и на здоровье человека, когда пыль во взвешенном состоянии опускается в его легкие. Также страдает авиация, ведь именно обильные пылевые бури приводят к быстрому износу двигателей самолетов.

Защита почв

Для борьбы с разрушением почв разрабатываются планы мероприятий, которые в той или иной мере помогают сохранить плодородие земель.

Защита от водной эрозии

Меры по защите земель от негативного воздействия воды включают следующие работы:

1. На территориях, где уклон составляет 1-2 градуса, обработку почв (вспашку, боронование, рыхление) проводят поперек склонов, по контуру рельефа.
2. На почвах с уклоном от 2 до 6 градусов разрушение замедляют с помощью специальных агротехнических приемов: поперечная безотвальная вспашка почвы гребнями, на глубину, ступенями. Дополнительно применяют ступенчатое бороздование, щелевание, кротование, вспашку с вырезными отвалами, плоскорезную обработку почвы.
3. Если уклоны составляют более 6 градусов, то лучшим методом защиты является создание почвозащитных буферных полос. Ширина полос из посевов многолетних трав должна составлять от 3 до 7 метров. Если градус уклона более 8, то ширина этих насаждений должна быть увеличена до 10 метров, а ширина полосы посадки сельскохозяйственных культур уменьшена до 25 метров.
4. Дополнительная распашка склонов препятствует развитию водной эрозии почв.
5. Гидромелиоративные методы – создание водоотводных каналов и стоковых траншей.
6. Предотвратить водное разрушение поможет посадка лесополос по периметру обрабатываемой территории.
7. Подбор растительности с более крепкой корневой системой, которая менее подвержена воздействию воды.
8. Зимой устанавливают системы для снегозадержания, а также производят прикатывание снега, чтобы весной уберечь земли от воздействия талых вод.
9. Создание плотин для водозадержания и искусственных водоемов. Создание специальных трасс позволит направить воду в нужное русло и уберечь земли от вымывания.

Защита от дефляции

Задача защиты почв от выдувания заключается в сокращении скорости ветра, движущегося непосредственно над поверхностью земли.

В связи с этим к защитным мерам от ветровой эрозии можно отнести:

1. Создание специальных защитных кулис из растений с высокими стеблями. Высота растений подбирается с учетом рельефа местности. Если сельхозугодья расположены в низинах, то высаживаются высокие растения, такие как кукуруза, подсолнечник, рапс, горчица. Такие кулисы зимой задерживают снег, а летом и осенью уберегают посевы от ветров.
2. Ведение почвозащитных севооборотов, при которых растительность высевается поперек господствующих ветров.
3. Использование плоскорезной обработки земель, при которой стерня остается на пашне.
4. Лесомелиоративные мероприятия, то есть посадка лесополос по границам посевов, а также приовражные насаждения вдоль рек и оврагов.

В результате разрушительного действия воды и ветра гибнут большие земельные массивы, на восстановление которых потребуются десятилетия. Для предотвращения глобальной катастрофы человеку в процессе своей хозяйственной деятельности необходимо применять все имеющиеся средства для защиты почвы от разрушения.

Эрозия почв: причины, виды, последствия, методы предотвращения

Определение эрозия почвы подразумевает разрушение поверхностного слоя земли из-за воздействия осадков и ветра. Согласно расчетам, в течение двух последних веков эрозия уничтожила почти 2 миллиарда га пашни. Для сравнения – сейчас сельскохозяйственные земли обрабатываются на площади 1,5 миллиарда га.

Что такое эрозия почвы

Эрозию принято различать в зависимости от того, какие основные факторы оказывают разрушающее влияние. Считается, что их три. Это вода, ветер, сочетание первого и второго.

Причины и виды эрозии почв

По причинам появления различают естественную (природную) и антропогенную эрозию, вызванную последствиями промышленной деятельности человека.

Виды эрозии почв в зависимости от фактора появления: ветровая эрозия и водная эрозия.

Водная эрозия подразделяется на виды:

• Капельная эрозия;
• Плоскостная эрозия;
• Линейная эрозия (может быть глубинная и боковая);
• Эрозия техногенного происхождения.

Различают эрозию и в соответствии со скоростью происходящих процессов. В таком случае она признается:

• нормальной или геологической (естественной),
• ускоренной, разрушительной (антропогенной). Но антропогенная эрозия не всегда является ускоренной.

Пример: ирригационная эрозия почв — это как один из видов антропогенной эрозии почвы, которая появляется при несоблюдении правил и норм полива в орошаемом земледелии.

Первый вариант присутствует в районах, где есть естественный растительный покров. В таких условиях почва может восстанавливаться, поскольку процесс почвообразования в естественных условиях не прекращается.

Водная эрозия почв

Второй вариант развивается тогда, когда естественная растительность удалена. Такое происходит, когда сельскохозяйственные земли используются неправильно. Данный процесс наблюдается на территориях, где имеется расчлененный рельеф. Обычно – в степи или лесостепи, причем при пренебрежении противоэрозийными мероприятиями.

Наиболее опасным видом водной эрозии почв признается овражная. Процесс развивается довольно быстро. Потоки воды вначале промывают небольшой овражек, который может стать просто гигантским за два – три сезона. Впрочем, случается, что большой овраг образуется в течение всего одной весны.

Вред ветровой эрозии

Ветровая эрозия может нанести непоправимый вред, как за длительное время, так и всего за несколько часов. Пыльные (черные) бури довольно быстро сметают верхний слой почвы, унося его порой за многие сотни километров. Порой такая пыль, оседая, засыпает целые водоемы. Можно привести пример из 50-х годов прошлого века. Тогда во время освоения целины в степях Казахстана и западной части Алтайского края была использованная отвальный вспашка земли. После посева началась засуха, а затем на территорию с Запада пришел сильный ветер. Он унес значительную часть плодородного слоя. Пыль казахстанских и алтайских степей оседала даже в Красноярском крае.

Ветровая эрозия

В лесостепи, а порой и в степи иногда проявляются одновременно водная и ветровая эрозии (совместная). В таком случае последовательность происходит следующим образом. Весной потоки воды смывают почву. Далее она высыхает. Следующий этап – высохшая почва превращается в пыль. Чаще всего это происходит, когда почва обрабатывается многократно. Затем происходит выдувание и перенос превратившейся в пыль почвы на другие территории.

В случае, когда летом начинаются обильные дожди, превратившаяся в пыль почва смывается мелкими и крупными ручьями. Если дожди продолжаются, почва смывается в гораздо большей степени и размывается. То есть начинается процесс образования оврагов.

Районы распространения в России и в мире

В России ветровая эрозия проявляется в определенных границах. По северу – это неправильной формы линия от Воронежа в направлении на Восток. Граница идет через Самару, Челябинск, Петрозаводск, Омск. Далее – к Новосибирску и затем в Восточную Сибирь, через Хакасию, Бурятию, Туву, Читинскую область. Из-за этого на землях сельскохозяйственного назначения, расположенных южнее, применяются меры для защиты от ветровой эрозии. Высокие риски для ветровой эрозии присутствуют в Поволжье, на Северном Кавказе, на Урале, в Сибири. В зоне риска находится площадь, превышающая 45 миллионов га, в том числе 38,7 миллионов га – это пашня.

Процессы деградации земель и эрозии почв в России на карте

Как следует из данных земельного баланса, в России 36,5 миллиона га земель сельскохозяйственного назначения подвержены водной эрозии. Из них 24,7 миллиона га – пашня. Эту эрозию вызывают талые и ливневые воды. Чаще всего такое случается в лесостепи. В наибольшей степени водной эрозии подвержены территории в Центрально-Черноземной зоне, в Поволжье, в Центральном регионе, на Северном Кавказе. Объем талых вод в названых регионах составляет от 80 до 100 миллиметров.

Нечерноземная зона характеризуется тем, что наибольшая площадь сельскохозяйственных земель располагается на склонах. По этой причине 62% земель постоянно находятся в опасности проявления эрозии.

В значительной степени пострадали от эрозии земли в таких странах, как Канада, Китай, Индия, Австралия, большинство африканских, европейских и азиатских государств. К примеру, всего за три века пустыня Сахара сдвинулась на 400 километров к Югу.

В Соединенных Штатах ко второй половине 50-х годовой прошлого века эрозия разрушила почти 40 миллионов га пашни. К настоящему время здесь уничтожено или серьезно повреждено почти 115 миллионов га пахотных земель. Еще 313 миллионов га повреждены эрозией.

В России эрозия интенсивно распространяться начала в конце XIX века. Уничтожение лесной растительности, освоение новых земель с применением отвальной вспашки, уничтожение травянистой растительности, к тому же еще и низкий уровень агротехнологий обеспечили быстрое развитие эрозии. В наибольшей степени пострадала Центрально-Черноземная зона.

По данным 1946 года на указанной территории 41,2% земель были пашней, 20% занимали леса, 23,2% не обрабатываемые земли (целина).

Всего за год доля пашни возросла до 69%. Согласно данным 1914 года этот показатель составлял 80%. К этому времени площадь лесов сократилась до 6 – 7%. В наши дни площадь пашни да этой территории превышает 90%.

Как следует из данных Госкомзема, в России имеется 210 миллионов га земель сельскохозяйственного назначения. К подверженным водной и ветровой эрозии относятся больше 117 миллионов га.

Последствия, причиняемые эрозией почв

Из-за эрозии и непринятии мер по ее предупреждению, развитию и распространению экономике страны наносится огромный ущерб. Снижается потенциальное плодородие почв, ухудшаются химически и агрофизические свойства, снижается биологическая активность. Как результат — снижается урожайность и ухудшается качество сельхоз продукции. Также снижается эффективность химизации.

Процессы эрозии присутствуют буквально в каждом регионе. По прогнозам из-за отсутствия мер по защите почв, ежегодные потери из-за смыва могут достигать 7 миллиардов тонн почвы. Эрозия почвы ведет к выветриванию гумуса и нарушению экологического баланса, что в будущем может привести к экологической катастрофе. При пылевых бурях потери слоя гумуса достигают 10 сантиметров. Следует подчеркнуть, что сантиметр этого слоя в природе создается боле, чем за 100 лет.

Важно знать! Эрозия почвы относится к экзогенным опасным явлениям (т.е. вызванным внешними причинами).

В некоторых зонах смыв плодородных почв в 5 – 15 раз превышает их образование. Как известно из исследований, в течение года формируется 0,6 тысяч га почв. Что касается смыва, то он достигает 7-и тысяч га. Мало того, порой последний показатель доходит до 50 тысяч га.

Меры по защите почв от эрозии

В настоящее время для защиты почвы от эрозии используются различные технологии и пути решения проблемы. Основными являются такие, как севообороты (чередование сельскохозяйственных культур и паров во времени и на территории или только во времени), обеспечивающие защиту почвы, создание на в значительной степени смытых склонах лугов.

Охране почв от ветровой эрозии способствует такой способ, как лесомелиорация.

Должный эффект обеспечивается гидромелиоративными сооружениями. Положительный результат приносят и работы в зимних условиях. Это прикатывание снега полосами, его зачернение, использование щитов, обеспечивающих снегозадержание.

Защите земель от ветровой эрозии способствует высадка растений по определенным схемам. При защите от ветровой эрозии значительные результаты обеспечиваются севообороты, имеющие короткие ротации. Препятствуют такой эрозии многолетние травы, высеваемые полосами. Эффект обеспечивается и в том случае, когда чистые пары чередуются с пропашными культурами.

Интересный факт: Распашка склонов способствует замедлению эрозии почв!

Пожалуй, можно говорить о том, что наибольший эффект в борьбе за сохранение земель достигается при плоскорезной обработке почвы, посевы по стерне, использовании кулисных посевов, регулярном орошении и лесомелиорации.

При наличии эрозии используются совместно все названые выше способы. Но к ним обязательно добавляются такие, как обработка склонов плоскорезами в направлении поперек уклонов. Выполняется также способ лункования. Чаще всего после того, как на участке выращивались многолетние травы или кукуруза. Это же используется и после зяби, распашки склонов или паров (пар — это распаханное поле, оставляемое на одно лето без посева культурных растений).

Разумеется, неплохой эффект обеспечивается гидротехническими сооружениями. Еще в большей степени эффективным методом защиты является устройство агрогидромелиоративных почвозащитных комплексов.

К сожалению, так как защита почв от эрозии приносит дополнительные расходы, в настоящее время не каждое сельскохозяйственное предприятие способно выполнять работу, чтобы уменьшить или замедлить эрозионные процессы. Однако случается, что и крупные предприятия, у которых есть возможности для этого, стараются сэкономить на защите почвы от эрозии, выполняя только минимум защитных мероприятий.