Treść zadania

Najlepsze rozwiązanie

• 

  0 0

  krzysiek001 23.11.2010 (14:43)

  Bez wstępu nie da rady.
  Dlaczego pisać na łamach czasopisma zajmującego się fantastyką o szczegółach sprawach zagadnień naukowych? Dlatego, że jest to fantastyka naukowa. Taki szczególny rodzaj baśni, który czasami bardzo mocno trzyma się rzeczywistości. Bez nauki Sf to "czegoś ćwierć albo pół'' (Jeremi Przybora , ale nie o fantastyce). Co by też nie opowiadać o tym, jednym z najbardziej sprzedajnych gatunków literackich , jest on efektem w dużej części zadumy nad tym co może jeszcze spotkać ludzkość w tej niebezpiecznej przygodzie niefrasobliwie zwanej postępem.
  Do rzeczy
  Dziura ozonowa jest jednym z modniejszych tematów ostatniego dziesięciolecia. Otacza ją aura skandalu. Podobno o jej istnieniu wiedziano wcześniej, niż oficjalnie się do tego przyznają uczeni, podobno usiłowano ukryć jej istnienie. Została wykryta dzięki pomiarom prowadzonym za pomocą satelitów. To także dodaje całej sprawie aury tajemniczości. Z czasem nabrała takiego rozgłosu, że zajęli się tą sprawą politycy i w 1987 podpisano Protokół Montrealski, w którym strony zobowiązały się do stopniowego zaniechania produkcji freonów, które, jak dziś powszechnie wiadomo dziurę zrobiły.
  
  Historia ta nadaje się znakomicie do ilustracji ogólniejszej tezy. Na ekologii, jak na medycynie znają się wszyscy, do czasu, gdy choroba nie jest zbyt groźna. Pisze się wiele artykułów, głównie przeznaczonych dla zmęczonego czytelnika (bo taki najczęściej występuje). Siłą rzeczy sprowadzają się one do nawoływania, by ''oni'', czyli rząd, albo jacyś bliżej niezidentyfikowani urzędnicy wreszcie coś zrobili. Tymczasem, prawdopodobnie jest problem, nie tylko kto, lecz także i co ma zrobić.
  
  W zasadzie wszyscy wiedzą o co chodzi: freony niszczą ozon, ozon zaś ochrania nas przed ultrafioletem, który jest niebezpieczny dla żywych organizmów. Diabeł jednak siedzi w szczegółach, a te są dość skomplikowane. Ozon, to cząsteczka tlenu złożona z trzech atomów. Tworzy się on w atmosferze pod wpływem min promieniowania ultrafioletowego. Proces zachodzi intensywnie na wysokości 20 - 50 km. Wyżej nie ma dość tlenu, niżej stłumione jest promieniowanie ultrafioletowe. Zawartość ozonu w atmosferze jest bardzo mała: w obszarze największego stężenia (na wysokości ok. 23 km) zaledwie 0.25 mg/ m3. Ozon jest gazem bardzo nietrwałym: pod wpływem wielu czynników szybko rozpada się na "zwykły" tlen dwuatomowy. Szczególną jego własnością jest tłumienie bliskiego promieniowania ultrafioletowego, tzw. A i B. Na wielu produktach można dziś spotkać informacje, np. na okularach przeciwsłonecznych, że tłumią właśnie to promieniowanie. Ale to nie koniec wiedzy. Niektórzy pamiętają jeszcze ze szkół, że promieniowanie ultrafioletowe, to zwykłe światło, o falach krótszych od tego jakie obserwujemy własnymi oczami. Fale elektromagnetyczne o długości 800 nm (0.0008 mm) widzimy jako najgłębszą czerwień, 590 nm to intensywny kolor żółty, a 400 nm to fiolet. Zakres A rozciąga się od 400 do 315 nm, od 315 do 280 zakres B. Tzw. promieniowanie C to obszar od 280 do 200 nm. Podział na ABC został wprowadzony ze względu na oddziaływanie biologiczne. Promieniowanie A wywołuje niewielkie efekty, B min powoduje powstawanie opalenizny, produkcję witaminy D, stymuluje przemianę materii. Promieniowanie zakresu C jest zabójcze dla bakterii, powoduje oparzenia skóry. Do powierzchni Ziemi docierają fotony z zakresu A i B. Zakres C jest praktycznie całkowicie pochłaniany przez atmosferę. Wiedzy tej próżno szukać w popularnych artykułach o dziurze ozonowej i kłopotach z nią związanych. Wynika z niej bowiem obraz dość niejasny: ultrafiolet jest i dobry i niedobry. To nie pasuje do interwencyjnych artykułów. Intensywne opalanie się naraża człowieka na ryzyko zachorowania na szczególnie groźną odmianę raka - czerniaka. Brak UV to obniżona odporność, obniżone wchłanianie wapnia, skłonność do krzywicy itd. Podobnie mają się sprawy z wpływem na środowisko. Nie mniej skomplikowane niż na człowieka jest działanie na rośliny. Stymuluje produkcję składników pokarmowych, o czym wiedzą ci, którzy mieli okazję porównać aromat pomidora "naturalnego" i wyhodowanego w szklarni ( a więc bez zakresu B, który zatrzymują szyby). Ultrafiolet działa odkażająco: hamuje na ogół rozwój bakterii pleśni wszelkiego rodzaju mikroorganizmów . Nadmiar promieniowania prowadzi np. do "wypalania" roślin. Promieniowanie to wywołuje różne reakcje chemiczne, min powoduje rozpad niektórych tworzyw sztucznych, ale też powstawanie tzw. fotosmogu którego głównym składnikiem jest min ozon. Relacje te można sprowadzić do prostej recepty: nie za mało, nie za dużo .Sęk w tym. że wcale nie jest oczywiste, ile to jest "w sam raz".
  
  Szybki ubytek ozonu nasunął podejrzenia, że jest on wynikiem działalności człowieka. Wskazano potencjalnego winowajcę - freony. Są one związkami chemicznymi chloru i węgla. Dzięki swoim własnościom stały się bardzo popularne w nim aparaturze chłodniczej. Zastosowanie ich do wypełniania pojemników z dezodorantami trzeba potraktować jako uboczne. Pod wpływem promieniowania ultrafioletowego rozpadają się one wydzielając chlor. Ten ostatni zaś "demoluje" cząsteczki ozonu nader skutecznie: do kilku tysięcy sztuk na jeden atom chloru. W atmosferze Ziemi mamy zaledwie koło 2 miliardów ton tej specjalnej odmiany tlenu. To mało. Gdyby utworzyć z niego warstwę czystego gazu na powierzchni globu, to miałby ona grubość zaledwie 2.6 mm. Do mierzenia ilości ozonu w atmosferze wymyślono specjalne jednostki Dobson Unit (DU). Jedna taka jednostka odpowiada 1 setnej mm warstwy ozonu zgromadzonego w warunkach takich jak podane wyżej. Średnio mamy ozonu 260 DU. Roczną produkcję freonów szacuje się na ok. 1 mln ton. Jest więc do pomyślenia, zniszczenie warstwy ozonowej przez człowieka, skoro proporcja jest jak 1 do 1000. Milion ton freonu wpuszczone do atmosfery mogłoby jednorazowo zniszczyć całe 2 miliardy ton tej zapory dla ultrafioletu. Freony zostały wykryte w warstwie ozonowej. Dotąd wszystko się zgadza. Dalej jednak zaczynają się problemy. 94..5 % masy atmosfery znajduje się poniżej tej wysokości. Można się spodziewać, że ciężki gaz emitowany z powierzchni Ziemi rozłoży się w podobnej proporcji. Tylko mniej niż 5.5% może wziąć udział w reakcjach na wysokościach ponad 23 km. Być może dlatego jeszcze w ogóle jakiś ozon jeszcze pozostał? Najważniejszą sprawą jest jednak dynamika procesu. Ozon pod wpływem promieniowania ultrafioletowego jest także niszczony. Jego ilość jest wynikiem równowagi pomiędzy procesami tworzenia i rozpadu. Sprawa ta jest znakomicie znana i nosi nazwę procesu Chapmana. Otóż, można znaleźć wiele danych o zmianach koncentracji O3 w atmosferze, z wysokością, z czasem, o tym kto gdzie i jak mierzy. Natomiast tej najważniejszej informacji nie udało mi się odnaleźć. Jest ona naprawdę najważniejsza, jeśli bowiem cała ilość jest wytwarzana np. w ciągu lat, to problem freonów jest poważny, jeśli w ciągu kilku dni, to cała sprawa nie jest warta funta kłaków i winowajcy trzeba szukać gdzie indziej. Gdy powertować po artykułach, to widać, że raczej do wyjaśnienia tej sprawy jest bardzo daleko. Jak na razie ustalono, że ilość ozonu ulega okresowym zmianom. Trwają badania nad prądami atmosferycznymi, które mogą przenosić z substancje z nad powierzchni Ziemi. Wiele stacji pomiarowych prowadzi bardzo dokładne pomiary zawartości O3 . Ich rezultatem są "przekroje" wykresy zmian gęstści badanego gazu w zależności o wysokości - dowód fenomenalnego rozwoju techniki pomiarowej (patrz: http://www.cmdl.noaa.gov/ozsondes/cgi-bin/ozppp.cgi ) , z których niestety nic więcej nie potrafimy odczytać. Do tego dochodzi gros innych poważnych wątpliwości. Tajemnicza jest sprawa transportu freonu do górnych warstw atmosfery: już na wysokości kilku km panują ujemne temperatury, a te związki chemiczne generalnie mają wysoką temperaturę skraplania: od 0 do minus 30 stopni Celsjusza. Ciężar cząsteczki freonu - najczęściej stosowanego CCl2F2 wynosi 118, 03 48.Wielkie cząsteczki powinny w warunkach rozrzedzonego gazu wędrować w dół w kierunku powierzchni Ziemi. Jeszcze inna sprawa to brak informacji o ilości wykrytych freonów w warstwie ozonowej. Współczesne czujniki są w stanie wykryć ilości śladowe, często bez jakiegokolwiek znaczenia dla środowiska. Zastanawiające jest, dlaczego, skoro freony wykryto na wielkich wysokościach, nic się nie mówi o ich obecności w powietrzu którym oddychamy. Kolejne pytanie, to dlaczego, skoro powstaje dziura w warstwie ozonu, nie tworzy się on niżej? (dokładnie, tworzy się lecz jest go bardzo mało). Wszak prawie cały tlen znajduje się pod warstwą ozonową. Odpowiedź na to ostatnie pytanie można znaleźć samemu: bo ultrafiolet niżej ... nie dociera. Sprawa jest paradoksalna tylko z pozoru. Drobna zmiana wysokości jaką można sobie zafundować idąc w góry powoduje, że dostajemy się w działanie Słońca. Efekt ten zapamięta do końca życia ten, kto nieopatrznie dla ochłody zdjął na dłużej koszulę na tatrzańskiej wycieczce. Nasze ceprowskie kilkaset metrów powietrza zawiera tyle pyłów, że nie tylko nie grozi nam nadmiar ultrafioletu. Mówi się czasami o kilkakrotnym zmniejszeniu nasłonecznienia rejonów przemysłowych. Promieniowanie ultrafioletowe zatrzymywane jest dosłownie przez wszystko: parę wodną pyły, aerozole, marnie odbija się od większości materiałów. Generalnie im krótsze promieniowanie (im bardziej niebieskie) tym więcej materiałów je zatrzymuje, tym łatwiej jest rozpraszane.. Dlaczego wreszcie dziura pojawiła się nad Antarktydą, obszarem, gdzie ludzi można policzyć dosłownie na sztuki? Z przeróżnych internetowych informacji dowiadujemy się, że naukowcy są zgodni co do tego, że w powstaniu dziury ozonowej człowiek ma swój udział. Nie wiadomo tylko jak wielki. Podczas erupcji wulkanu Mt. Pinatubo gdy w 1993 r ilość ozonu spadła do 109 DU nad Antarktydą. Masa substancji wyrzucanych idzie w miliardy ton i bije na głowę działalność całej ludzkości. Wiadomo, że składnikiem gazów wulkanicznych bywa także chlor. Jakie ilości są emitowane przez wulkany, tego nie wiadomo najwyraźniej do dnia dzisiejszego. Pojawiają się nowe pytania. Poniższa wyliczanka może zilustrować jak wygląda stopień złożoności samego procesu niszczenia ozonu. Wiadomo, że chlor może wielokrotnie dysocjować do jednego atomu. Dwa wolne atomy chloru reagują z ozonem tworząc dwie cząsteczki tlenku chloru i jedną cząstkę tlenu dwuatomowego. Tlenek chloru tworzy dwutlenek chloru uwalniając atom chloru. Atom chlor bierze udział w następnej reakcji powstania tlenku chloru.. Wiadomo, że proces kończy się, gdy chlor trafi na wodę i w postaci HCL powędruje w kierunku powierzchni Ziemi. O ile sam łańcuch reakcji nie należy do najbardziej skomplikowanych, z jakimi naukowcy się spotykają, to bez wątpienia zupełnie karkołomnym zadaniem jest wywikłanie stosunków ilościowych. Na koniec trzeba dodać, że ozon jest niszczony także przez inne związki np. bromu, czy siarki, a prawdopodobnie także przez kontakt, ze wszystkimi "śmieciami", aerozolami i pyłami jakie się unoszą w atmosferze.
  
  Naukowcy oczywiście zdają sobie sprawę z tego wszystkiego, jednak w świadomości społecznej jedynym winnym stały się freony. Skutek tego jest taki, że konkretne działania podjęto tylko przeciw nim.
  
  Można powiedzieć: skoro jednak podejrzany produkt da się zastąpić innym, bezpiecznym, to czy nie lepiej to zrobić? Niestety, o ile dezodorant może być "atomizer", to instalacja do ogrzewania z pompą, cieplną, która czerpie ciepło z otoczenia nie będzie już tak sprawna, jeśli ją pozbawić odpowiedniego czynnika roboczego. Freony mają akuratną temperaturę wrzenia, i inne parametry np. ciepło parowania. Co prawda teoria opracowana przez Carnota nie przewiduje wpływu gazu roboczego na sprawność maszyn cieplnych, lecz niestety, w idealnym przypadku. Raczej nie dla zabawy przyrządzono wielką liczbę inkryminowanych związków. Należy się spodziewać, że zamiana ich na inne substancje przyniesie wzrost energochłonności urządzeń, a oznacza po porostu większe skażenie środowiska i, przy tym większą emisję szeregu niszczących ozon związków. Rozwikłanie wszystkich związków wymaga nie tylko sporo pracy, ale i dobrej woli. Maszyny chłodnicze należą do jednych z najtrwalszych. Nikt też nie każe wypuszczać freon z uszkodzonych instalacji w powietrze. Maszyny bez freonu otrzymały już etykietę ekologicznych, lecz trudno powiedzieć, czemu. Część widocznych gołym okiem różnic nie ma związku z dziurą ozonową. Zastosowanie skuteczniejszej izolacji cieplnej zmniejsza energochłonność niezależnie od rodzaju gazu roboczego w instalacji. Tego, czy lodówka pracująca na freonie, w takiej lepszej obudowie nie byłaby czasem jeszcze bardziej ekologiczna, pewnie już się nie dowiemy. Producent zawsze będzie twierdził, że powstała konstrukcja najlepsza z możliwych. Nie dowiemy się jakie są możliwości ulepszania tradycyjnych agregatów, bo te prace zostały przerwane. No i nie wiadomo kto, lub co za dziurę ozonową odpowiada. Tymczasem podpisano stosowne dokumenty i rozpoczęto kampanię przeciw domniemanym winowajcom. Stosunkowo najgłośniejsza stała się sprawa deozodorantów. Pojemniki z nimi napełniane miały się stać przyczyną globalnej klęski. Jeśli nawet przyjąć, że miliard Chińczyków posługiwał się równie chętnie dezodorantami co 200 mln Amerykanów, to i tak do napełnienia tych pojemników nie potrzeba więcej niż kilka procent z owego miliona ton światowej produkcji freonów. O co chodziło? Czy nie o ten napis "ohne FCKW", którego konkurencja jeszcze nie posiadała? Czy nie o to by publiczność zapłaciła z własnej kieszeni za zmianę technologii? Osobną sprawą są przeróżne cudowne maści z którymi plażowicz się udaje opalać. Z jednej strony wystawia się na słońce, z drugiej smaruje, by go nie dopuścić do skóry. Jedno jest pewne poza oblepieniem się piaskiem: za maści trzeba zapłacić. Ostatnią osobliwością są żarówki halogenowe z filtrami na promieniowanie ultrafioletowe. Rzeczywiście są one jego źródłem. Sęk w tym, że tzw. normalne żarówki też. Źródłem promieniowania ultrafioletowego jest także... kominek, czy zapalona zapałka. Kominek wydaje się tu wyjątkowo niebezpieczny: może osiągnąć sporą moc promieniowania i skłania do długiego wysiadywania przy ogniu. Jak się uprzeć, to można w jego widmie zarejestrować nawet tzw. daleki ultrafiolet, który nasza atmosfera prawie całkowicie eliminuje z promieniowania Słońca. Zanim drogi czytelniku popędzisz do sklepu w poszukiwaniu specjalnego kombinezonu do przesiadywania przy kominku, to przypomnij sobie, że nasi przodkowie, jeszcze nie całkiem ludzie przesiadywali przy ogniu już przed 300 000 lat. Wnioski są niestety takie: poważny problem rozpływa się w ogólnym kociokwiku. Kupujemy okulary przeciwsłoneczne z reklamą że tłumią one ''UVA i UVB'' i nie mamy zielonego pojęcia po co, skoro w naszym i tak zadymionym i zakurzonym kraju słońca jak na lekarstwo. Chronimy nasze mieszkania przed śladowymi dawkami ultrafioletu który pewnie przydałby się naszemu organizmowi i tak schowanemu przed dziennym światłem niemal 24 godziny na dobę . Kiedy jakimś cudem trafimy wreszcie na plażę, to zafundujemy sobie słoneczne poparzenia, które przyjdzie leczyć kwaśnym mlekiem. (Oczywiście to wszystko pomimo wysmarowania się cudownymi kremami). Sprawę dziury ozonowej rozwikływać będą pracowicie jacyś geofizycy, przy czym już dziś staje się prawdopodobne, że z tego rozwiązania nikt nie będzie zadowolony: ani działacze ruchów ekologicznych, ani producenci dezodorantów: przy czym pewnie niewiele osób to zauważy. Sprawa po prostu wyjdzie z mody.
  
  Koniec. proszę o naj :)

  Dodawanie komentarzy zablokowane - Zgłoś nadużycie