Мероприятия по защите озонового слоя

В 1995 г. в Токио был опубликован доклад международной экологической организации, в котором были названы 25 стран (в том числе Россия) виноватые за образование «озоновых дыр» над Антарктидой. В списке основных озоновых «вредителей», бесспорный приоритет принадлежит США, Японии и Великобритании. Признано, что из всех промышленных корпораций самый большой вред озоновому слою (13,7% мировых озоновых повреждений) нанесла американская компания «Дюпон».

В 1987 г. правительства 56 стран, в том числе и СССР, подписали Монреальский протокол, по которому обязались в ближайшее десятилетие вдвое сократить производство хлорфторуглеродов и других веществ, разрушающих озоновый слой. Более поздние соглашения (в 1990 г. в Лондоне и в 1992 г. в Копенгагене) содержали призыв постепенно прекратить производство таких веществ.

К 1996 г. промышленно развитые страны полностью прекратили производство фреонов, а также разрушающих озон галлонов и тетрахлорида углерода. Развивающиеся страны сделают это только к 2010 г. Россия — один из крупнейших производителей и потребителей ОРВ (в 1990 г. она выпустила 205 тыс. т этих веществ, что составило около 20% мирового объема) — из-за тяжелого финансово-экономического положения попросила отсрочку на 5 лет.

Следующим этапом должен стать запрет на производство метилбромидов и гидрофреонов. Уровень производства первых в промышленно развитых странах заморожен с 1996 г. Гидрофреоны полностью будут сняты с производства к 2030 г. Развивающиеся страны до сих пор не взяли на себя обязательств по контролю над этими химическими веществами.

Глобальный экологический фонд (ГЭФ) предоставил Москве безвозмездную помощь в размере 60 млн. долларов для поэтапного сокращения потребления ОРВ. Деньги направлены предприятиям, производящим аэрозоли и холодильную технику, для перехода к использованию углеродного аэрозольного пропеллента (УАП). Первым технологию с использование УАП внедрило Невинномысское акционерное общество, выпускающее до 40 млн. аэрозольных упаковок в год.

В 2005…2006 гг. Россия должна была прекратить производство ОРВ. Хотя по условиям международного соглашения она обязана была сделать это еще в 2000 году.

Обеспокоенные этим обстоятельством 10 стран, включая США, Великобританию и Японию, приняли решение выделить России по линии Глобального экологического фонда грант на финансирование мероприятий по прекращению производства ОРВ.

Средства, предоставленные по линии гранта, направлены на прекращение производства ОРВ на семи российских предприятиях. Самыми крупными из них являются «Каустик» и «Химпром», расположенные в Волгограде, и «Галоген» в Перми.

Список химических веществ и отходов производства, вредно воздействующих на состояние озонового слоя атмосферы, утверждается специально уполномоченными государственными организациями РФ в области охраны окружающей среды.

В промышленности уже принимаются достаточно эффективные меры для выполнения правительственной программы. Так, производители холодильной техники приступили к замене фреонов на озонобезопасные вещества: пропанбутановую смесь, вспениватель с циклопентаном, хладоагент ГРУ-134а. С 1996 г. российские холодильники «Бирюса» выпускаются с новыми хладореагентами, не вызывающими разрушения озонового слоя.

Новая холодильная установка, обходящаяся без фреона или какого-либо иного хладона, испытана в 1996 г. во Всероссийском институте легких сплавов (ВИЛС). Экологически чистого производства холода удалось добиться благодаря использованию эффекта Пельте. Этот французский ученый установил, что при пропускании электрического тока через полупроводниковую систему на одной обкладке кристалла возникает тепло, а на другой — холод. При этом, чем интенсивнее сбрасывается тепло, тем быстрее растет холод. Впервые этот эффект был применен в военной технике (в системах наведения боевых ракет) и в космонавтике (охлаждение устройств наведения лазера), но позже был использован в больших холодильниках. В новом агрегате нет ни электродвигателя, ни компрессора, что позволяет вдвое экономить электричество, а долговечность полупроводниковых элементов повышает его надежность. Установка, не имеющая аналогов в мире, прошла испытания на Смоленском заводе холодильных машин. Агрегат, созданный в ВИЛСе, может стать первой ласточкой серийного выпуска экологически чистой холодильной техники среднего класса, существенно умень­шающей угрозу уничтожения озонового слоя.

Физики Института общей физики РАН предложили уничтожать сам источник разрушения озона, организовать глобальную очистку атмосферы от фреонов, воздействуя на нее микроволновым разрядом. Образовавшаяся плазма избирательно очистит атмосферу от фреонов, не нанося вреда каким-либо другим ее компонентам, не повышая температуру и не вызывая обновления новых соединений. Расчеты показали: создание необходимого для уничтожения фреона количества плазмы требует относительно малых энергетических затрат, так как плазма создается импульсами продолжительностью всего в миллиардные доли секунды, а между импульсами установка не работает.

Для создания в атмосфере плазмы экономически и экологически выгодно использовать мощные микроволновые пушки, уже выпускаемые оборонной промышленностью. По замыслу исследователей, два источника микроволнового излучения устанавливаются на Земле на некотором расстоянии друг от друга, и посылаемые ими импульсы сталкиваются в атмосфере. При столкновении и образуется плазма, а поворачивая излучатели каждый раз под разным углом, можно охватить огромную область. Пока еще не разработана технологическая схема применения этого метода, но вариантов много. Можно, например, устанавливать источники микроволнового излучения не на Земле, а на искусственных спутниках и действительно штопать «озоновую дыру».

По расчетам физиков, очистить атмосферу от фреона можно всего за один год, имея в качестве энергетического источника один блок АЭС мощностью в 10 гигаватт.

Известно, что Солнце производит в одну секунду 5…6 т озона. Но процесс его разрушения идет быстрее. Оказывается, этот газ в стратосфере можно получать искусственно. Консорциум «Интерозон», в который входят такие всемирно известные фирмы, как НПО «Энергия», ПАГИ, ЛИИ, выдвинул оригинальный проект искусственного получения озона в стратосфере. На земную орбиту выводится 20…30 спутников, оснащенных лазерами. Каждый спутник представляет собой космическую платформу массой от 80 до 100 т, несущую солнечный конвектор — «тепловую ловушку», которая, накапливая энергию солнечного излучения, преобразует тепло в электричество, а электроэнергию в химическую энергию. Лазерные лучи на высоте от 25 до 30 км «раскачают» молекулы кислорода, а дальше с помощью Солнца процесс выработки озона пойдет естественным путем. Идея состоит в том, чтобы произвести 20 млн. тонн озона — столько, сколько уничтожает техногенная цивилизация. Таким путем можно обеспечить нормальное существование планеты в течение 20 лет — срока, наверное достаточного для того, чтобы возникла цивилизация природоохранительного типа.

Разработчиками предусмотрена и дальнейшая судьба летающих платформ. Эти системы могут быть использованы для других нужд человечества, например, для экономически выгодного производства электроэнергии, которую можно передавать через атмосферу на земные приемники, можно также подпитывать в воздухе крупные транспортные самолеты.

Из уже действующих международных программ защиты озонового слоя можно назвать совместный российско-американский проект «Метеор-3-ТОМС». С космодрома Плесецк нашим носителем выведен на орбиту метеорологический спутник «Метеор-4», на котором кроме штатной научно-исследовательской аппаратуры установлен спектрометр «ТОМС», созданный в НАСА (США) для изучения и составления глобальных карт распределения озона над планетой, а также для слежения за его изменчивостью.

В Физическом институте им. П. Н. Лебедева РАН разработан метод всепогодного и круглосуточного мониторинга озоносферы, основанный на использовании миллиметровых волн ее теплового излучения. Озонометр (и спектрорадиометр), улавливающий эти волны, успешно прошел испытания. Измерено содержание озона на высоте от 35 до 50 км в слое, особенно чувствительном к воздействию химически активных загрязнителей. Зарегистрировано наличие озона на гораздо больших высотах — вплоть до 70 км. Получены данные о содержании в атмосфере озона в зависимости от высоты, времени и солнечных возмущений.

Установлено, что тем же методом с помощью миллиметрового излучения можно определять другие газы, составляющие атмосферу, в том числе окиси хлора. Это особенно важно, поскольку окись хлора участвует в каталитических реакциях, разрушающих озон. Постоянные наблюдения за составом атмосферы позволят лучше понять и даже прогнозировать происходящие в ней процессы, но для этого потребуется целая сеть наземных станций, оборудованных современными приборами.

В 1996 г. Центральная аэрологическая обсерватория (ЦАО) в городе Долгопрудном под Москвой приступила к составлению и регулярной публикации карт концентрации озона над европейской частью России и рядом стран СНГ. Карты помогают следить за вредоносным жестким излучением Солнца. При изучении воздействия ультрафиолета учитывается, что суммарная ультрафиолетовая радиация у поверхности Земли определяется не только надежностью озоновой защиты, но и плотностью облаков, высотой Солнца над горизонтом, степенью отражения его лучей от поверхности Земли.

Измерения производят более 40 метеостанций на территории СНГ (30 из них в России) прибором М-124, сконструированным в Главной геофизической обсерватории в Санкт-Петербурге (ГГО им. Воейкова).

Производство и потребление озоноразрушающих веществ (ОРВ) и содержащей их продукции быстро сокращается, происходит замена ОРВ на озонобезопасные соединения. Скорейшее внедрение альтернативных веществ поможет ускорить восстановление озонового слоя.

График сокращения производства и потребления ОРВ в рамках Монреальского протокола, касающегося веществ, разрушающих озоновый слой, выполняется в соответствии с намеченными сроками. Более 80% производства и потребления ОРВ уже прекращено, а оставшаяся часть должна уменьшаться, так как развивающиеся страны приступили к реализации первой меры, предусмотренной Монреальским протоколом, — замораживания производства и потребления хлорфторуглеродов с 1 июля 1999 г.

Финансовая помощь Многостороннего фонда Монреальского протокола, составляющая около 900 млн. долларов, позволила развивающимся странам приступить к осуществлению большого числа проектов, охватывающих различные секторы промышленности в этих странах. Глобальный экологический фонд (ГЭФ) также выделил 110 млн. долларов РФ и странам Восточной Европы. Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП) выступает в качестве исполнительной организации по этим программам и оказывает помощь в их институционной поддержке, организации сети, обучении, подготовке национальных программ и обмена информации. Программа развития Организации Объединенных Наций (ПООН), Организация Объединенных Наций по промышленному развитию (ЮНИДО) и Всемирный банк помогают в реализации инвестиционных проектов. Но озоновый слой все еще остается истонченным в связи с продолжительным временем жизни (в атмосфере) ОРВ, произведенных за прошлые пять десятилетий, и продолжающимся использованием этих веществ. Кроме того, изменение климата, вызванное парниковыми газами, способствует усилению истощения озона. Восстановление озонового слоя, как ожидается, произойдет к середине XXI века в том случае, если все согласованные меры Монреальского протокола будут полностью осуществлены. Международное сообщество должно оставаться бдительным до тех пор, пока не будет полностью прекращено производство и потребление ОРВ.