Контрольная работа по "Естествознанию"

1. Что такое озон и  где он находится в атмосфере?

Озон – один из газов, которые  естественным образом присутствуют в атмосфере.  Молекула озона состоит  из трех атомов кислорода, ее химическая формула O3.  Озон присутствует главным  образом в двух зонах атмосферы.  Около 10% атмосферного озона содержится в тропосфере, то есть, в зоне, прилегающей  к земной поверхности (от поверхности до высоты 10 – 16 км).  Остальной озон (примерно 90%) находится в стратосфере, то есть, в слое от верха тропосферы примерно до высоты 50 км.  Область повышенной плотности озона в стратосфере часто называют «озоновым слоем»

2.Каковы основные этапы  разрушения атмосферного озона  в результате деятельности человека?

Первым этапом антропогенного разрушения стратосферного озона являются выбросы в земную атмосферу газов, содержащих хлор и бром.  В основном эти газы накапливаются в нижних слоях атмосферы, поскольку они  инертны и почти не растворяются в осадках.  Естественные движения воздушных масс переносят эти  газы в стратосферу, где они преобразуются  в более реакционно-способные  газы.  Затем некоторые из этих газов участвуют в химических реакциях, разрушающих озон.  Наконец, когда воздух возвращается в нижние слои атмосферы, реакционно-способные  хлор- и бромсодержащие газы удаляются из земной атмосферы осадками.

3. Какие выбросы в результате  деятельности человека вызывают  разрушение озона?

Некоторые производственные процессы и потребительские товары связаны с выбросами озоноразрушающих веществ (ОРВ) в атмосферу.  ОРВ образуются из исходных газообразных галогенов и регулируются в общемировом масштабе Монреальским протоколом.  Эти газы выносят хлор и бром в стратосферу, где они разрушают озон, вступая в химические реакции.  Важными примером служат хлорфторуглероды (ХФУ), которые раньше применялись практически во всех холодильных агрегатах и кондиционерах воздуха, а также галоны, которые использовались в огнетушителях.  Избыточное содержание ОРВ в атмосфере известно благодаря непосредственным замерам образцов воздуха.

4. Какие реакционно-способные  газообразные галогены разрушают  стратосферный озон?

Выбросы, образующиеся в результате деятельности человека и природных  процессов, являются одним из основных источников хлор- и бромсодержащих газов, поступающих в стратосферу.  Под воздействием ультрафиолетового излучения солнца эти исходные газообразные галогены преобразуются в более реакционно-способные газы, содержащие хлор и бром.  Некоторые 3реакционно-способные газы выступают в качестве химических резервуаров, которые преобразуются в наиболее химически активные газообразные вещества, а именно: окись хлора (ClO) и окись брома (BrO).  Наиболее активные газы участвуют в каталитических реакциях, которые эффективно разрушают озон.  Большинство вулканических выбросов,  газообразных галогеновлегко растворимы в воде и обычно вымываются из атмосферы до того, как попадают в стратосферу.

Озоновая дыра

Озо́новая дыра́ — 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 бромсодержащихфреонов привело к значительному утончению озонового слоя.

Причины образования “ 
озоновой дыры 
”. 
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) и стало внимательно исследоваться.  
 
Позднее, в 1990-е гг., 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. 
 
 Сначала предполагали, что на озон влияют частицы, выбрасываемые при атомных взрывах; пытались объяснить изменение концентрации озона полетами ракет и высотных самолетов. В конце концов было четко установлено, что причина нежелательного явления – 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 (в России их поэтому называют «хладонами»), в аэрозольных баллончиках, как средства химической чистки, а некоторые производные – для тушения пожаров на транспорте. Используются они и как пенообразователи, а также для синтеза полимеров. Мировое производство этих веществ достигло почти 1,5 млн т. 
 
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. CF2Cl2        CF2Cl+Cl.

  
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. 
 
У этого проекта был предшественник – американская СОИ (стратегическая оборонная инициатива) с планом использования мощных лазеров для «звездных войн». 
 
Осуществится ли грандиозный мирный проект, покажет время. Но и физическая химия, и космонавтика уже готовы к тому, чтобы начать восстанавливать комфортное для жизни химическое равновесие на нашей планете. 
 
        
 
Принимая во внимание чрезвычайность ситуации, необходимо:  
 
расширить комплекс теоретических и экспериментальных исследований по 
 
 проблеме сохранения озонового слоя;