Озоновая история

к уровню 1975г. (см. диограмму).

ГЛАВА III

1.Разрушение: Озоновая дыра.

В октябре 1984г. ученые Британской антарктической экспедиции (British

Antarctic Survey) обнаружили, что содержание озона в стратосфере над

станцией Халли-Бей снизилось на 40%. Измерения концентрации озона в течение

примерно 10 лет показали, что она непрерывно уменьшается.(см. рисунок.)

[pic]

Концентрация озона в атмосфере над антарктической станцией Халли-Бей

измерялась в октябре, когда в Южном полушарии наступает весна и Солнце

возвращается на континент. Снижение концентрации озона наблюдалась на

протяжении более чем десятилетнего периода до опубликования в 1985г.

статьи, объявившей о существовании озоновой дыры.

Источник: J.C. Farman et al.

Ученые усомнились в достоверности полученных данных. Снижение

концентрации на 40% казалось просто немыслимым. Согласно прогнозам

компьютерной модели, основанным на данных атмосферной химии, в этот момент

уменьшение содержания озона могло составлять максимум несколько процентов.

Британские ученые проверили всю свою контрольно-измерительную

аппаратуру и просмотрели все результаты подобного рода измерений,

полученные в других частях Земли. Наконец они нашли то, что искали. Вторая

исследовательская станция, расположенная приблизительно в 1600 км к северо-

западу, также сообщала о небывалом снижении концентрации стратосферного

озона.

В мае 1985г. была опубликована историческая статья, объявившая о

появлении в Южном полушарии озоновой дыры.7 Ученые НАСА (США) тщательно

проанализировали данные об атмосферном озоне, полученные спутником Nimbus7.

Измерения проводились непрерывно начиная с 1978г. Спутник ни разу не

обнаружил озоновой дыры.

Перепроверив все данные, специалисты из НАСА установили, что их

компьютер отбрасывал очень низкие значения концентрации озона как ошибку в

показаниях приборов. К счастью, все значения, отбракованные компьютером,

удалось восстановить. Они показали, что содержание озона над Южным полюсом

уменьшается в течение последних 10 лет, подтвердив тем самым наблюдения

станции Халли-Бей.

Более того, была получена детальная карта дыра в озоновом слое. Она

оказалась огромной, величиной с континентальную часть США, и с каждым годом

становилась все глубже.

Почему дыра? Почему над Антарктидой? Что эти данные предвещают с точки

зрения Земли от УФ-радиации? В течение нескольких последующих лет была

проведена колоссальная работа по решению этой загадки. Одно из наиболее

впечатляющих доказательств того, что хлор действительно является агентом,

ответственным за появление озоновой дыры, появилось в сентябре 1987г.,

когда ученые пролетели на самолете из Южной Америки прямо к Южному полюсу,

в зону озоновой дыры. Результаты их измерений концентрации озона и ClO по

мере движения самолета показаны на рисунке. Увеличение и уменьшение

концентрации озона являются почти точным зеркальным отражением уменьшения и

увеличения концентрации ClО.8 Более того, концентрация ClO в самой озоновой

дыре в сотни раз превышает любой уровень, который можно было бы объяснить с

точки зрения атмосферной химии. Это явление часто называют «дымовым

ружьем». Даже производители ХФУ убедились в том, что озоновую дыру нельзя

считать нормальным явлением. Это свидетельство глубоких изменений в

атмосфере, вызванных искусственными хлорсодержащими загрязнителями.

Ученым потребовалось несколько лет, чтобы найти объяснение появлению

озоновой дыры. Вкратце оно таково.

Поскольку Антарктида окружена океаном, ветры могут непрерывно

циркулировать вокруг континента, на котором нет горных цепей. Во время

южной зимы они образуют околополюсный вихрь, воронку из ветров, которая

собирает воздух над Антарктидой и удерживает его, не позволяя смешиваться с

остальной атмосферой. Этот вихрь служит изолированным «реакционным котлом»

для полярных атмосферных химических соединений (он значительно сильнее

того, что образуется над Северным полюсом, поэтому северная озоновая дыра

проявляется значительно слабее).

Зимой стратосфера над Антарктикой ( самое холодное пространство на

Земле (температура падает до -90(С). В условиях такого экстремального

холода пары воды в виде тумана из слою. Поверхность этих чрезвычайно мелких

кристаллов способствует ускорению химических реакций, которые приводят к

освобождению хлора, разрушающего озон..

атомы хлора, образующиеся в темноте антарктической зимы, не сразу

вступают в цепную реакцию разрушения озона. Они реагируют с озоном, образуя

оксид хлора ClO. Радикалы ClO реагируют друг с другом с образованием

относительно стабильного димера ClO( ОСl, молекулы которого висят в

воздухе, дожидаясь возвращения Солнца.9

Когда наступает антарктическая весна и становится светло, солнечная

радиация разрушает димер ClO( ОСl, освобождая чрезвычайно реакционно-

способный хлор, который начинает взаимодействовать с озоном. Концентрация

озона в течение нескольких недель резко падает. По некоторым оценкам,

исчезает более 97% озона.

Вернувшееся солнечное тепло постепенно рассеивает вихрь вокруг полюса,

позволяя южному полярному воздуху снова перемешиваться. Обедненный озоном

воздух рассеивается по всему земному шару, и уровень озона над Антарктидой

становится почти нормальным.

Дыры меньшего размера наблюдаются над Северным полюсом во время

арктической весны. Вряд ли следует ожидать, что дискретные озоновые дыры

будут найдены где-нибудь еще. Но поскольку газы в атмосфере перемешиваются,

концентрация озона в стратосфере над всей планетой зримо уменьшается.

Вследствие длительных запаздываний, необходимых, чтобы молекулы ХФУ

достигали стратосферы, дальнейшее истощение озонового слоя неизбежно. Из-за

долгого времени жизни в атмосфере молекул ХФУ и атомов хлора оно продлится

по меньшей мере 100 лет, даже если производство ХФУ будет повсюду

немедленно прекращено.

2.Следующий отклик.

Существуют некоторые разногласия среди тех, кто был вовлечен в

глобальные переговоры о том, стало ли для политиков сообщение об озоновой

дыре в 1985г. таким же побуждением к действию, как и для ученых. Хотя в

ходе международных переговоров был подготовлен запрет на производство ХФУ,

они не достигли большого прогресса. Совещание в Вене, которое состоялось за

два дня месяца до опубликования сообщения об озоновой дыре, выработало

оптимистическое заключение, что государства должны принять «соответствующие

меры» для защиты озонового слоя, но оно не установило никаких сроков и не

оговорило никаких санкций. Промышленность отказалась, от поисков

заменителей ХФУ, поскольку не было очевидным, что они понадобятся в

ближайшее время. В этот момент еще не была установлена определенная связь

антарктической озоновой дыры с ХФУ. Эта связь обнаружилась только через 3

года.

однако между совещанием в марте 1985г. в Вене, где фактически не было

предпринято никаких реальных действий, и в октябре 1987г. в Монреале, где

был подписан первый международный протокол о защите озонового слоя,

произошел ряд событий. Дыра над Антарктидой произвела большой

психологический эффект, может быть, еще больший из-за того, что причина ее

появления была непонятна. Не вызывало сомнений, что озоновый слой ведет

себя странным образом. И хотя еще не существовало надежных доказательств,

все склонялись к тому, что виновниками, по всей видимости, являются ХФУ.

Независимо от наличия или отсутствия доказательств, возможно, ничего бы

не произошло, если бы не было ЮНЕП. Она вела и стимулировала международный

политический процесс. Ее сотрудники собирали и обрабатывали научные данные,

представляли их правительствам, определяли место проведения переговоров на

высоком уровне и действовали как посредники. Директор ЮНЕП Мустафа Толба

показал себя искусным дипломатом в вопросах защиты окружающей среды,

оставаясь нейтральным во многих спорах, возникнувших по пустякам, неустанно

напоминая каждому, что ни одно краткосрочное или эгоистическое соображение

не является таким же важным, как целостность озонового слоя.

Процесс переговоров не был легким. Ни одно государство никогда ранее не

сталкивалось с глобальной экологической проблемой до того, как она была

полностью изучена и причинила ощутимый ущерб здоровью людей или экономике.

Страны ( основные производители ХФУ сыграли известную роль, пытаясь

блокировать любые строгие запреты на использование ХФУ.

Судьба важных решений иногда висела на тонкой политической нити. США,

например, играли роль сильного лидера, которая несколько раз находилась под

ударом из-за глубоких внутренних разногласий а администрации Рейгана. Эти

разногласия привлекли внимание общественности, когда была опубликована

часть речи министра внутренних дел Д.Ходела, в которой он заявил, что

разрушение озонового слоя не повлечет за собой проблем, если люди, выходя

на улицу, будут надевать широкополые шляпы и солнцезащитные очки.

Международное осмеяние, которому подверглось это заявление, сыграло на руку

тем членам администрации США, которые пытались настроить президента на

серьезное отношение к озоновой проблеме.

ЮНЕП набирала силу. Давление на правительства Европы и США со стороны

экологических групп нарастало. Ученые проводили семинары для обучения

журналистов, парламентариев и широкой общественности. Отвечая на давление

со всех сторон, национальные правительства на удивление быстро подписали в

1987г. в Монреале Протокол о веществах, разрушающих озоновый слой (Protocol

on Substances That Deplete the Ozone Layer). В Монреальском протоколе

прежде всего говорилось о том, что мировое производство пяти наиболее

широко применяемых ХФУ должно быть заморожено на уровне 1986г. Затем

производство должно сократится на 20% к 1993г. и еще на 30% к 1998г. Это

соглашение было подписано 36 государствами, включая всех главных

производителей ХФУ.

Монреальский протокол явился историческим соглашением. Его выполнение

продвинулось значительно дальше, чем могли мечтать защитники окружающей

среды в условиях тогдашней политической обстановки. Но вскоре стало ясно,

что приведенные в нем темпы сокращения производства ХФУ совершенно

недостаточны. На графике показано, что случится с концентрацией

разрушающего озон хлора в стратосфере, если его производство останется на

уровне 1986г. или будет заморожено в соответствии с Монреальским

протоколом. Из-за больших запасов ХФУ, уже произведенных, но еще не

использованных и тех, которые уже попали в окружающую среду, но не достигли

стратосферы, количество хлора будет постоянно увеличиваться. Даже в случае

исполнения монреальских договоренностей концентрация стратосферного хлора

неизбежно увеличится вдвое по сравнению с сегодняшним уровнем.

[pic]

Сохранение объемов производства ХФУ на уровне 1986г. приведет к

увеличению концентрации хлора в стратосфере в период с 1950 по 2100г. более

чем в 60 раз. Согласно Монреальскому протоколу, объемы выбросов должны быть

ниже, хотя допустимый уровень 1980г. Лондонским соглашением установлен

запрет на использование ХФУ, вследствие чего, начиная примерно с 2005г.,

концентрация хлора в стратосфере будет снижаться.

Источники: J.Hoffman et al.; R. E. Benedick.

Причины неэффективности соглашения были понятны. Многие страны третьего

мира не подписали протокол. В Китае, например, планировалось оборудовать

большинство новых квартир первыми холодильниками собственного производства,

а это предполагало резкое увеличение спроса на фреоны. Советский Союз

занимался отговорками, утверждая, что пятилетние планирование не позволяет

осуществить быстрые реформы в производстве ХФУ. Все это требовало и в конце

концов привело к созданию плана медленного, поэтапного уничтожения ХФУ.

Однако большинство его производителей все еще надеялись сохранить хотя бы

часть своего рынка.

В течении года после подписания Монреальского протокола был отмечен еще

больший уровень разрушения озонового слоя. В печати появились

доказательства реальности существования «дымового оружия». После этого Du

Pont объявила о полном прекращении производства ХФУ. В 1989г. США и

государства Европейского сообщества приняли решение к 2000г., остановить

производство пяти наиболее широко применяемых ХФУ. Они призвали все страны

мира присоединиться к Монреальсклму протоколу, требуя периодической

переоценки состояния озонового слоя и, в случае необходимости, применения

более строгих мер.

После дальнейших переговоров, снова проведенных ЮНЕП, в 1990г.

правительства 92 стран встретились в Лондоне и пришли к соглашению о полном

прекращении производства ХФУ к 2000 году. Они добавили к списку запрещенных

веществ метилхлороформ, четыреххлористый углерод и хлорбромуглеводороды,

которые также разрушают озон. Несколько стран третьего мира оказались

подписывать документ до тех пор, пока не был основан международный фонд,

оказывающий техническую поддержку в создании альтернативных химических

соединений. После отказа Соединенных Штатов внести свой вклад в этот фонд

соглашение оказалось под угрозой, но в конце концов фонд был создан.

Снижение уровня стратосферного хлора, ожидаемого после вступления

Лондонского соглашения, показано на графике.

3.Обойдемся без хлорфторуглеводов

Пока шли дипломатические переговоры, один за другим стали появляться сотни

способов снижения выбросов существующих ХФУ и начался поиск альтернативных

им веществ.

После запрета на производство ХФУ, принятого в 1978г. в США, производители

открыли альтернативные аэрозольные распылители, большинство из которых

оказалось дешевле ХФУ. По словам специалиста в области атмосферной химии

М.Дж,Молина, «в 1978г., когда США запретили использование ХФУ в качестве

распылителей, эксперты предупреждали, что это приведет к увеличению

безработицы. Ничего подобного не произошло. В любом случае в мир не может

взять на себя ответственность за выбросы ХФУ в окружающую среду».10

Хладагрегаты, содержащиеся в рефрижераторах и кондиционерах, обычно

выпускаются в воздух во время ремонта этих агрегатов или по окончании срока

их службы. Теперь изобретены способы рекуперации, очистки и повторного

использования этих хладагентов. Некоторые хладагенты , способные заменить

ХФУ, были известны давно (они применялись до того, как были синтезированы

ХФУ), ведется поиск и других заменителей.

Электронные и авиакосмические компании разработали альтернативные

растворители для очистки электронных плат и деталей самолетов. Они также по-

новому организовали производственные процессы, что исключило многочисленные

промывки и принесло значительный экономический эффект. Несколько фирм США и

Японии организовали коалицию по безвозмездному распространению результатов

своих исследований среди производителей электронной продукции во всем мире,

тем самым помогая им отказываться от использования хлорфторуглеводородистых

растворителей.11

Химические компании идут по пути синтеза гидрогенерированных ХФУ (их

способность разрушать озоновый слой составляет лишь 2 (10%) и получения

других, совершенно новых веществ, которые могут заменить ХФУ в специальных

областях.

Используемый для изоляции пенопласт выдувается теперь другими газами;

гамбургеры пакуются в бумагу или картон; потребители вернулись к

керамическим кофейным чашкам вместо одноразовых пластиковых стаканчиков.

Оказалось, что мир может обойтись без ХФУ. Промышленность приспосабливается

к полному отказу от этих важных химических соединений со значительно

меньшими затратами и экономическими потерями, чем кто-либо предполагал,

когда начались международные переговоры. Поскольку ХФУ входит в число

газов, вызывающих парниковый эффект, и действуют в тысячи раз сильнее, чем

диоксид углерода, отказ от них означает уменьшение не только для озонового

слоя, но и возможности глобального потепления климата.

Между тем данные о состоянии стратосферы продолжают поступать. Весной

1991г. НАСА сообщил что новое измерения с помощью спутников в Северном

полушарии показали: разрушение озонового слоя происходит в два раза быстрее

по сравнению с расчетными значениями. В первые в 1991г. снижение уровня

озона над населенными районами Северной Америки, Европы и Центральной Азии

произошло летом, когда угроза радиации людям и злакам особенно велика. В

течении 80-х годов содержание озона в летний период снизилось на 3% в

Северном полушарии и на 5% в Южном, что в три раза опережает темпы его

истощения в 70-е годы.12 А осенью 1991г. озоновая дыра над южным полюсом

была как никогда большой.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Каждый может извлечь много уроков из озоновой истории, в зависимости от его

темперамента и политических убеждений. Вот выводы которые сделала я.

Политики могут объединиться на международной основе, чтобы не дать

человеческой деятельности выйти за приделы земли.

Людям и государствам не обязательно становиться святыми для того, чтобы

наладить эффективное международное сотрудничество по сложным проблемам. Для

начала активных действий не обязательно полное знание предмета или научные

доказательства.

Для решения глобальных проблем вовсе не обязательно создавать «всемирное

правительство», но необходимо глобальное научное сотрудничество, глобальная

информационная система, международный форум который мог бы вырабатывать

специальные соглашения.

Ученые, технологи, политики, предприниматели и потребители в случае

необходимости могут реагировать достаточно быстро, но не моментально.

Если понимание проблемы не является полным, принятие соглашений в области

охраны окружающей среды следует подходить гибко и регулярно их

пересматривать. Необходим постоянный мониторинг, позволяющий получать

данные о состоянии окружающей среды.

Все главные действующие лица соглашения по озоновому слою сыграли и будут

играть важную роль. Это международный посредник, подобный ЮНЕП; некоторые

национальные правительства, готовы взять на себя политическое лидерство;

гибкие и ответственные корпорации; ученые, которые могут и хотят

взаимодействовать с политиками; оказывающие давление активисты движения в

защиту окружающей среды; бдительные потребители, желающие изменить свой

выбор в пользу экологически чистой продукции; изобретатели и

рационализаторы способные сделать жизнь возможной, комфортабельной и

приносящей пользу, пусть даже в рамках некоторых приделов.

Из прочитанной озоновой истории мы, безусловно, увидели все структурные

элементы системы, вышедший за пределы и потерпевшей крах: экспоненциальный

рост, подверженный разрушению экологический предел и длительное

запаздывание ответственных физических и политических действий. С момента

появления первых научных статей до подписания Монреальского протокола

прошло 13 лет. Пройдет еще 13 лет, прежде чем монреальские решения,

усиленные Лондонским соглашением, будут притворены в жизнь. И более

столетия потребуется, чтобы атомы хлора исчезли из атмосферы.

Эта история о выходе за пределы, и будем надеяться, что она не станет

историей о коллапсе. Это зависит от того, насколько подвержен разрушению и

способен к восстановлению озоновый слой, насколько вероятно проявление в

будущем неожиданных атмосферных явлений и насколько современной будет

реакция человека на них.

БИБЛИОГРАФИЯ

Donella H.Meadows, Dennis L.Meadows, Jorgen Randers “Beyond the Limits”,

1995

Arjun Makhijani, Annie Makhijani, and Amanda Bickel, Saving Our Skins:

Technical Potential and Policies for the Elimination of Ozone-Depleting

Chlorine Compounds ( Washington, DC: Environmental Policy Institute and the

Institute for Energy and Environmental Research, September 1988), 83.

Robin Russell Jones, “Ozone Depletion and Cancer Risk”, The Lancet (22

August 1987),443.

Office of Air and Radiation, U.S. Environmental Protection Agency,

Assessing the Risks of Trace Gases in the Earth’s Atmosphere, vol VIII

(Washington, DC: Government Printing Office, december 1987).

Richard S.Stolarski and Ralph J.Cicerone, “Stratospheric Chlorine: A

Possible Sink for Ozone”, Canadian Journal of Chemmistry 52 (1974).

Mario J.Molina and F.Sherwood Rowland, “Stratospheric Sink for

Chloroflumethanes: Chlorine Atomic Catalysed Destruction of Ozone”, Nature

249 (1974):810.

J.C.Farman, B.G.Gardiner, and J.D.Shanklin, “Large Losses of Total Ozon in

Antarctica Reveal Seasonal ClO/NO2 Interaction”, Nature315 (1985): 207.

J.G.Anderson, W.H. Brune, and M.J.Proffitt, “Ozone Destruction by Chlorine

Radicals within the Antarctic Vortex: The Spatial and Temporal Evolution of

ClO-O3 A

Mario J.Molina, «The Antarctic Ozone Hole», Oceanus 31 (Summer 1988).

Mario J.Molina, «Stratospheric Ozone: Current Concerns» (доклад на:

Symposium on Global Environmental Chemistry — Challenges and Initiatives,

198th National Meeting of the American Chemical Society, September 10-15,

1989, Miami Beach, Florida).

The Industrial Coalition for Ozone Layer Protection , 1440 New York Avenue

NW, Suite 300, Washington, DC 20005.

William K. Stevens, «Summertime Harm to Shield of Ozone Detected over

U.S.», New York Times, 23 October 1991,1.

При написании реферата основным источником информации являлась книга № 1,

сносок на эту книгу в нем нет. Весь материал без сносок построен при

использовании этой книги.

Страницы: 1, 2