Изменение климата – одна из глобальных экологических проблем

Биологическое действие УФ-радиации обусловлено высокой чувствительностью нуклеиновых кислот, которые могут разрушаться, что приводит к гибели клеток или возникновению мутаций. Сильное УФ-облучение способно повредить молекулы ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты) — основного хромосомного материала, передающего генетическую информацию.

Воздействие УФ-излучения на живую клетку преимущественно с

вязано именно с повреждением ДНК. Нуклеиновые кислоты, образующие молекулы ДНК, поглощают УФ-излучение гораздо сильнее, чем молекулы белков, образующих клетку. Максимум поглощения УФ-излучения (254 нм) для озонового слоя очень близок к таковому для ДНК (260 нм).

Наиболее эффективно УФ-излучение поглощается циклическими структурами азотистых оснований, соединяющих в ДНК группировки сахара (дезоксирибозы) и фосфорной кислоты. При поглощении кванта света (hv) происходит разрыв двойной связи в тимине с образованием двух свободных валентностей. Если вблизи от этого места то же самое происходит и в соседней спирали, то они могут замкнуться, что ведет к потере генетического кода клетки, задержке роста и деления и в конце концов к ее гибели.

УФ-облучение вызывает ослабление иммунной системы человека. Полагают, что заболевания типа герпеса и тропической лихорадки вызваны УФ-облучением. Изменение в иммунной системе может повлиять на число случаев некоторых инфекционных заболеваний.

Возросшее УФ-излучение оказывает вредное воздействие на растения и животных. Облучение ультрафиолетом приводит к уменьшению площади поверхности листьев, высоты растений и интенсивности фотосинтеза. Различные сельскохозяйственные растения неодинаково реагируют на усиление УФ-облучения. Испытания на злаках показали, что у 2/3 из них снижается урожайность. Разрушение озонового слоя на 1% уменьшает урожайность соевых бобов на 1%. УФ-облучение ухудшает качество семян и понижает сопротивляемость вида к вредителям и болезням, оно влияет также на глубину укоренения растений и способствует тому, что сорняки отнимают у культурных растений воду и питательные вещества. Менее изучено влияние УФ-облучения на развитие дикорастущих наземных сообществ растений, дающих миру примерно 90% первичной (растительной) продукции.

Усиление УФ-облучения нанесет вред обитателям водных экосистем. Эксперименты показали, что облучение вредно для мальков рыб и другой водоплавающей молоди и тем самым существенно влияет на пищевую цепь водоемов.

Одноклеточные и микроорганизмы подвержены опасности в большей степени, чем крупные живые организмы, потому что УФ-облучение проникает только в поверхностные слои клеток. Так, 5%-ое увеличение УФ-радиации может наполовину сократить время жизни некоторых микроорганизмов.

В период весенних потерь озона в Антарктике ученые изучали влияние УФ-облучения на морские микроорганизмы. Было установлено, что с возрастанием УФ-облучения падает продуктивность фитопланктона — микроскопических растений, которые являются начальным звеном в пищевых цепях океана.

Согласно полученным оценкам 25%-ая потеря озона может вызвать 35%-ое уменьшение количества фитопланктона. Такой эффект будет иметь катастрофические последствия для мирового рыболовства.

Хотя УФ-излучение проникает вглубь океана только на несколько метров, но это тот самый слой, где живет большая часть морских микроорганизмов. Небольшие плавучие растения и животные очень чувствительны к УФ-радиации, они же являются основой большинства пищевых цепей в океане. Вот почему увеличение УФ-излучения может нанести значительный ущерб многим живым организмам океана.

Результатом разрушения озонового слоя может быть нарушение равновесия не только в водных, но и в наземных экосистемах. Известно, что у одних живых организмов механизмы защиты от УФ-излучения развиты лучше, чем у других. Поэтому может произойти уменьшение численности одних популяций и увеличение других.

В заключение следует отметить, что УФ-облучение оказывает воздействие и на строительные материалы. Усиление ультрафиолета приводит к более быстрому выцветанию красок и растрескиванию полимерных материалов, на восстановление которых потребуются дополнительные финансовые расходы. А это уже экономический ущерб.

Меры защиты озонового слоя. Итак, разрушение озонового слоя грозит изменением климата, вредным воздействием на здоровье человека (рак кожи, катаракта, нарушение иммунной системы, возрастание опасности инфекционных заболеваний), а также негативно влияет на многие растения и животных (падение урожайности сельскохозяйственных культур, гибель некоторых микроорганизмов) и даже на строительные материалы.

Как же спасти, защитить озоновый слой Земли, чтобы избежать таких экологических последствий?

Еще в 1970-е гг. американские ученые Ш. Роуленд и М. Молина ставили вопрос перед промышленниками и политиками об отказе от производства и применения ХФУ в тех случаях, где это не продиктовано особой необходимостью.

В 1978 г. в США было запрещено использование ХФУ в аэрозольных баллончиках. Так был сделан первый шаг к избавлению человечества от этих химических соединений — главных виновников разрушения озона. К такому решению пришли еще и потому, что использование пропеллентов из ХФУ связано с определенной опасностью для здоровья людей. Стало известно, что в больших концентрациях ХФУ могут вызывать остановку сердца, а в малых дозах, как предполагали, — нарушение ритма его работы. При вдыхании содержимого баллончиков хлорфторуглерод действует и на легкие. Кроме того, была показана неэкономичность аэрозольных упаковок. В баллончике содержится от 50 до 90% пропеллента и лишь небольшое количество активного вещества. Потребителям было рекомендовано подыскать замену этим изделиям:

· вместо напыляемого крема для бритья пользоваться мыльной палочкой или электробритвой;

· вместо аэрозольных дезодорантов пользоваться дезодорантами с шариком, палочкой или пудрой;

· вместо баллончиков с краской пользоваться кисточками;

· вместо распылителя инсектицидов пользоваться распылителем на сжатом воздухе или опрыскивателем с ручным насосом.

В 1977 г. был изобретен новый клапан, получивший название «аквазоль», который работает на смеси воды и газа бутана С4Н10 в качестве пропеллента (без ХФУ).

Труднее было найти замену хлорфторуглеродам в кондиционерах и холодильниках. В промышленности хлорфторуглеродов в 1980-е гг. начались серьезные поиски их заменителей. Требовалось заменить три основных вещества: ХФУ-11, используемый в производстве пенопластов и в холодильниках; ХФУ-12, применяемый в холодильниках, кондиционерах и при изготовлении пенопластов; ХФУ-113 — растворитель для электронной промышленности. С этой целью были предложены химические соединения, известные под названиями фреон-123 и фреон-134а. В отличие от фреона-11 и фреона-12 эти заменители должны разлагаться в тропосфере, не достигая озонового слоя.

Одновременно с поисками альтернативных веществ идет поэтапное сокращение производства и использования озоноразрушающих веществ согласно Венской конвенции (ВК) и Монреальскому протоколу (МП) и дополнениям к МП. Для развивающихся стран вывод из производства и потребления ОРВ может быть осуществлен в более поздние сроки, чем в развитых странах. Например, если для развитых стран срок вывода из производства ХФУ, четыреххлористого углерода (ЧХУ) и метил-хлороформа (МХФ) — 1 января 1996 г., то для развивающихся стран — 1 января 2006 г.

 Скачать реферат