Современная экологическая обстановка в отдельных странах и регионах оставляет желать лучшего. Миссия нашего сайте — обеспечить русскоязычных жителей планеты Земля актуальной информацией о защите окружающей среды, экологической безопасности и экологии в целом.

Полезные ресурсы и публикации:
- http://www.altgroup.ru/ Водоподготовка для объектов ЖКХ.
-

Н.В. Гусакова, А.И. Забалуева, В.В. Румянцева
Экология: конспект лекций

Под редакцией А.Н. Королева. - Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2006. - 176с.

Предыдущая

Лекция 4. Учение В.И. Вернадского о биосфере

4.2. Механизмы разрушения озона

Выше рассматривался механизм образования озона в атмосфере только на  основе кислорода как компонента воздуха. Между тем в образовании и разрушении озона атмосферы играют существенную роль и другие компоненты воздуха как основные, так и примесные.

Рассмотрение их влияния представляет существенный интерес как с точки зрения более углубленного понимания механизма образования озона в атмосфере, так и с точки зрения влияния антропогенных факторов на концентрацию озона в атмосфере.

В этом отношении большую роль играет азот как главная составная часть атмосферы. Известно около пятидесяти фотохимических реакций азота. Верхние слои атмосферы (мезосфера и термосфера) состоят из атомов и ионов азота, образующихся под действием коротковолнового космического излучения. Образование озона также происходит в верхних слоях атмосферы, начиная с высоты 80 км, где давление еще позволяет образование молекул при тройных столкновениях. Ниже, в стратосфере, где происходит основное образование озона, начинают играть роль оксиды азота, главным образом в виде моноксида и диоксида. В тропосфере их содержание убывает с высотой, вероятно, вследствие взаимодействий с водяным паром, тогда как в стратосфере картина обратная: содержание моноксида и диоксида с высотой возрастает. Согласно экспериментальным данным, на высоте 30 км концентрация оксидов азота после восхода солнца возрастает на два порядка. Существует мнение, что разложение озона определяет в основном азотный цикл. В нем разлагается до 80 % озона. Укажем лишь на некоторые стадии из этого цикла:

МО2 + О = NO + O2

NО + Оз = NO2 + O2

NO2 + Оз = NО* 3 + O2

NО* 3 + = NO + O2

Азот может способствовать образованию озона путем своего возбуждения и дальнейшего участия в возбуждении и диссоциации молекул кислорода:

N2 + O2 = N2 + O + O

Не исключена также возможность образования на свету атомарного кислорода из диоксида азота:

NO2 + = NО + О (λ < 40 нм)

В целом можно констатировать, что роль оксидов азота в разложении озона очень велика, и они могут оказывать весьма существенное влияние на его концентрацию в атмосфере.

Из приведенных компонентов атмосферы, влияющих соответствующим образом на образование и разрушение озона, следовало бы остановиться на водяном паре, точнее, на атомарном водороде и радикале гидроксида, образующихся при разложении воды под действием солнечного излучения:

H2O + = Н + ОН*

Кроме того, вода может реагировать с атомами водорода и кислорода с образованием радикалов гидроксида:

О + H2O = 2ОH*

Н + H2O = H2 +ОH*

Озоновая дыра – значительное пространство в озоносфере планеты с заметно пониженным (до 50 %) содержанием озона.

Гидросфера в отличие от атмосферы и литосферы заполнена жизнью по всей своей толще. Повсюду, куда проникали орудия сбора, исследователи находили живые организмы. Из этого мы можем заключить, что жидкая вода является более важным лимитирующим фактором в расселении организмов, чем свет. Так, самые жаркие пустыни формально находятся вне биосферы. Однако фактически они могут считаться парабиосферными (околобиосферными), так как живые организмы там все же есть. Например, в пустынях Намиб и Калахари под слоем сухого песка встречаются насекомые (жуки-чернотелки), существующие за счет приносимых ветром сухих пылевидных остатков растений; питаясь ими, насекомые получают метаболическую воду.

Протяженность биосферы ввысь ограничена в основном недостатком воды и низким парциальным давлением углекислого газа. В горах хлорофиллсодержащие растения, видимо, не могут жить на высоте более 6200 м (Гималаи). На еще больших высотах встречаются некоторые животные, например пауки. Они питаются ногохвостками, а те, в свою очередь, довольствуются зернами пыльцы, заносимыми сюда ветром. Высокогорную область биосферы называют эоловой зоной.

Если лимитирующими факторами биосферы являются жидкая вода и солнечный свет, то оптимум жизни приходится на поверхность раздела сред. Исследования фотосинтеза показали, что часто наибольший выход органических веществ дают растения, способные использовать все три фазы: твердую, жидкую и газообразную. Примером может служить тростник обыкновенный. Всасывание воды для него облегчается постоянным давлением жидкости на донные осадки. Необходимый для существования углекислый газ тростник получает из газообразной среды, в которой скорость проникновения газа через поглощающие поверхности наиболее высока; кислород тоже легче получать из воздуха, чем из воды; наконец, все остальные элементы легче извлекать из раствора в капиллярной воде осадка.

Вернадский отмечал, что вещество биосферы состоит из глубоко различных частей: живое вещество, биогенное вещество, косное вещество, биокосное, вещество в радиоактивном распаде, вещество рассеянных атомов, вещество космического происхождения.

Так, биогенное вещество (уголь, битумы, нефть, известняки) создано жизнью и является источником чрезвычайно мощной потенциальной энергии.

Косное вещество – образовано процессами, в которых живое вещество не принимало участия.

Биокосное вещество – образовано одновременно косными процессами и живыми организмами (почвы, природные воды), причем они представляют биогеохимическую энергию в биосфере.

Можно сказать, что биосфера является основной областью научного знания, хотя только сейчас мы выделяем её научную основу из окружающей нас реальности.

Живая природа является основной чертой проявления биосферы, она резко отличает её от других оболочек. Строение биосферы прежде всего характеризуется её жизнью.

Вернадский писал, что мы в дальнейшем увидим, что между физически-геометрическими свойствами живых организмов, которая проявляется в виде совокупности живого вещества,  и между такими же свойствами косной материи, составляющей подавляющую часть биосферы, по весу и по количеству атомов, лежит непреодолимая пропасть.

Он отмечал, что человек неразрывно связан с биосферой, существовать вне биосферы человек не может, его существование есть её функция, которую он несёт с собой, неизбежно изменяя её.

Предыдущая