Неотъемлемой частью природной среды нашей планеты является озоновый слой, служащий защитой земной поверхности от ультрафиолетовых лучей Солнца.
Вследствие антропогенного воздействия и природных причин толщина озонового слоя начала уменьшаться, а в отдельных местах образовались озоновые дыры, что обеспокоило научных деятелей всего мира.
Ведь негативное вмешательство человека в природную среду в конечном счете может этого же человека погубить.
Последствия разрушения озоновой прослойки также могут привести к катастрофическим явлениям для растительности и животных на Земле.
Разберемся кратко, чем опасны озоновые дыры, к чему приводит их появление в плане человеческого здоровья и состояния экологии.
Содержание
Результаты разрушения озонового экрана
Истончение озонового слоя происходит вследствие загрязнения воздуха определенными веществами и химических реакций в атмосфере, количество озона уменьшается, что приводит к следующим последствиям:
- кожным заболеваниям у людей;
- замедлению фотосинтеза;
- гибели растительности.
Вследствие разрушения озонового слоя образуются озоновые дыры, которые открывают доступ проникновению на земную поверхность потоку вредного ультрафиолетового излучения.
Именно воздействие увеличенного количества ультрафиолетового излучения Солнца на биосферу при уменьшенном содержании общего стратосферного озона является основным фактором, приводящим к последствиям разрушения озонового слоя.
По эффективности воздействия на биологические объекты различают три спектральных интервала ультрафиолетового излучения:
- ближний ультрафиолет — УФ-А;
- средний ультрафиолет (эритемное излучение) — УФ-В;
- дальний ультрафиолет (бактерицидное излучение) — УФ-С.
Наиболее сильное воздействие имеет излучение УФ-С, которое полностью поглощается в его коротковолновой части молекулярным кислородом, а в длинноволновой части — озоном, поэтому никогда не достигает земной поверхности.
Самую большую опасность для биосферы при разрушении озонового слоя несет эритемное излучение УФ-В, которое частично поглощается озоном преимущественно в коротковолновой части излучения.
В соответствии с данными ВОЗ (Всемирной Организации Здравоохранения), снижение содержания количества озона в атмосфере всего на 1% приводит к росту числа заболеваний раком кожи у человека на 6%.
К тому же интенсивный поток ультрафиолетового излучения способен:
- вызвать нарушение баланса кислорода и углекислого газа;
- привести к гибели фитопланктона;
- снизить урожайность сельскохозяйственных культур.
Влияние на здоровье человека
Воздействие на организм человека ультрафиолетового излучения УФ-В зависит от дозы излучения:
- Малая и умеренная доза вызывает покраснение кожи (эритему), после исчезновения покраснения появляется загар. Такое действие УФ-В укрепляет защитные силы организма, вызывает тонизирующее действие.
- При уменьшении озонового слоя действует повышенная доза ультрафиолета, что может эритему превратить в ожог и повредить нуклеиновые кислоты (компонент живых клеток).
Интенсивность среднего ультрафиолета УФ-В зависит от зенитного угла Солнца, общего содержания озона или его количества на пути прохождения излучения.
Наибольшее внимание исследователи уделяют возникновению кожных заболеваний (рака кожи) под воздействием усиленного потока ультрафиолета.
Несмотря на то, что раку кожи подвержены все национальности и расы, чаще заболевание регистрируют у светлокожих людей, особенно подвергающихся длительное время воздействию солнечных лучей и атмосферным колебаниям.
Рак кожи вследствие ультрафиолетового излучения наиболее часто встречается на открытых участках тела (руки, голова, шея).
Проведенные в США эпидемиологические исследования показали, что количество случаев рака кожи прямо пропорционально эритемной ультрафиолетовой дозе излучения, то есть уменьшению общего содержания озона в атмосфере. В некоторых публикациях имеются данные, что при уменьшении озонового слоя на 5% увеличивается вероятность количества заболеваний раком кожи до 11-14%.
В научных публикациях также отмечается возможность возникновения раковых глазных заболеваний (поражение сетчатки) вследствие УФ-В излучения.
Так, ученые мексиканского университета среди наиболее распространенных патологий, вызванных разрушением озонового слоя, выделяют:
- различные наросты и новообразования на глазах;
- ухудшение состояния глазного дна и сетчатки;
- катаракты.
Исследователи отмечают, что первые признаки подобных заболеваний, ранее проявляющиеся у людей преклонного возраста, уже фиксируют у молодых людей 20-25 лет.
Это:
- образование красного пятна на глазном дне вследствие нагрузки на глаза;
- раздражения конъюнктивы;
- утомляемость глаз без видимой нагрузки.
Наиболее часто диагностируют катаракту, развивающуюся без явных изменений роговицы. Развитие катаракт — это 17 млн случаев в год, связанных с излучением УФ-В. По свидетельству ученых, двойная доза среднего ультрафиолетового излучения способна увеличить на 60% число заболеваний катарактой.
В соответствии с оценками Программы по окружающей среде ООН, при снижении на 10% количества стратосферного озона произойдет ежегодный рост болезней катаракты на 1.75 млн человек.
Кратко говоря, к другим последствиям воздействия УФ-В на органы зрения относятся такие нарушения, как:
- климатическая капельная кератопатия;
- крыловидная плева на роговице;
- желтое пятно на белке глаз;
- фотокератоконъюнктивит;
- фотокератит.
Избыток ультрафиолетового облучения угнетающе действует на иммунную систему. Учеными США этот факт был доказан в проведенных исследованиях на вирусе герпеса. Радиационное действие ультрафиолета изменяет активность клеток, которые ответственны за иммунитет в организме.
В результате клетки становятся не способными сдерживать размножение и рост вирусов, раковых клеток, бактерий.
Воздействие на растения
Наземные растения способны частично адаптироваться к увеличению природного ультрафиолетового воздействия.
При снижении на 10-20% озонового слоя в атмосфере у растений тормозится рост, изменяется состав, уменьшается продуктивность, что снижает пищевую ценность конечного продукта. Чувствительность к ультрафиолетовой радиации у разных растений проявляется по-разному.
Проведенные оценки воздействия повышенных уровней излучения УФ-В на некоторые растения показали:
- значительную задержку развития;
- накопление биомассы вследствие подавления фотосинтеза (лиственные растения, включая корнеплоды, горох, салат);
- уменьшение скорости линейного роста стебля;
- снижение коэффициента кущения у пшеницы и уменьшение количества колосоносных побегов;
- уменьшение площади листовой поверхности и высоты стебля у проростков картофеля.
Чувствительны к ультрафиолетовым лучам:
- хвойные деревья;
- бахчевые культуры;
- овощи;
- злаки;
- бобовые;
- сахарный тростник.
Исследование влияния УФ-В в высокогорных районах Памира, где излучение имеет большую интенсивность по сравнению с равнинной местностью, показало наличие изменений в анатомо-морфологических признаках растений:
- приземистость;
- микрофилию (мелкие размеры листьев);
- ксероморфное строение листьев;
- образование большого числа спящих почек.
В период 1980-1990 гг. рядом научно-исследовательских учреждений под общим руководством Института медико-биологических проблем РАН было проведено комплексное исследование влияния излучения УФ-В на сельскохозяйственные растения.
Основные результаты:
- При истощении озонового слоя от 12 до 38% значительно снизилась урожайность ячменя сортов Белогорский, Джау-Кабутак, Каскад и Нутанс 027. Особенно чувствительным оказался ячмень Белогорский (истощение озона в 38% вызывало потерю урожая до 50%).
- Среди исследуемых культур картофеля, красного перца, кормовой свеклы лука репчатого, сои и хлопчатника рекордсменом потери урожая оказалась кормовая свекла (49% при 40% истощении озонового слоя).
Наибольшая чувствительность растений к УФ-В облучению происходит в фазах развития: вегетативная — репродуктивная. Чрезмерное облучение может уменьшать количество вырабатываемой пыльцы, снижать семенную продуктивность растений, изменять гормональный статус.
Так, замечено, что арабидопсис накапливал увеличенное количество абсцизовой кислоты, что способствовало нарушению формирования листового аппарата, плохой пигментации, заторможенному росту растений.
А повышение частоты мутаций в клетках растений указывает на повреждения ДНК, что негативно влияет на сохранение генофонда растений.
Влияние на водные системы
Уменьшение толщины озонового слоя также оказывает влияние на экологическое состояние Мирового океана. Неодинаково устойчивы к влиянию УФ-В излучению морские организмы. Первичная продуктивность в Мировом океане может снизиться на 5% при истощении озонового слоя на 16.5%.
Возможные последствия воздействия ультрафиолета на водные организмы:
- подавление ферментативных реакций и фотосинтеза;
- нарушение миграции и ориентации;
- изменения в процессах размножения и развития;
- уменьшение общей биомассы;
- усиленное размножение токсичных сине-зеленых водорослей.
Основой пищевых цепей морской среды и ценным источником накопления углекислого газа является фитопланктон. При его повреждении ультрафиолетом морская пищевая цепь может нарушиться.
В соответствии с оценкой Программы ООН по окружающей среде, потеря 10% фитопланктона способна снизить годовое потребление Мировым океаном двуокиси углерода на 5 гигатонн.
Истощение стратосферного озонового экрана может повлечь поражение личинок:
- крабов;
- устриц и креветок;
- мальков рыбы и икры.
Опасность для экологии полярных областей
Подвержен воздействию ультрафиолетового потока и фитопланктон, расположенный в антарктической биосфере. Особенное влияние испытывает фитопланктон, находящийся в поверхностных водах морей Росса и Уэдделла, расположенных вблизи от области озонной дыры.
Исследованиями установлено, что вследствие усиления УФ-В излучения в весенний период, возможно сокращение биомассы фитопланктона с угнетением жизнедеятельности.
Это чревато поражением составляющих пищевой цепи, начинающейся фитопланктоном: криль — рыбы — птицы и пингвины — тюлени, киты.
Авторы проведенного исследования отметили, что ультрафиолетовое излучение в полярном районе с озоновыми дырами угнетающе действует на жизнедеятельность фитопланктона, особенно нанопланктона (самых малых размеров).
Видео на тему статьи
Предлагаем вашему вниманию видео сюжет, в котором кратко рассказано о том, чем опасно образование озоновых дыр, к чему ведет исчезновение озонового слоя атмосферы, каковы были бы последствия расширения озоновых дыр и в дальнейшем разрушение озонового экрана для человечества на Земле:
Следующий видео ролик также о том, почему озоновые дыры — это опасное явление, и о том, что влечет за собой разрушение защитного экрана планеты:
Заключение
Истощение озонового слоя Земли вследствие антропогенного вмешательства приводит к неблагоприятным последствиям как для экологии в целом, так и для человека.
Каждый 1% потерянного озона на нашей планете способен привести к 150 000 слепоты из-за образовавшихся катаракт, увеличить на 2.5% заболеваемость раком кожи, а также подавить иммунную систему.