Номер 9, страница 34 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

§ 5. Атомно-молекулярное учение. Химические элементы. Глава 1. Первоначальные химические понятия - номер 9, страница 34.

9. Подготовьте сообщение о биологической роли озона в сохранении жизни на Земле.

Введение: что такое озон и озоновый слой?

Озон — это аллотропная модификация кислорода, молекула которого состоит из трех атомов ($O_3$), в отличие от обычного двухатомного кислорода ($O_2$), которым мы дышим. В приземных слоях атмосферы озон является опасным загрязнителем, но в верхних слоях он выполняет жизненно важную функцию. Около 90% всего атмосферного озона находится в стратосфере, на высоте примерно 15-35 км, формируя так называемый озоновый слой или "озоновый экран".

Основная биологическая роль: защита от ультрафиолетового излучения

Главная и незаменимая биологическая роль озонового слоя заключается в поглощении большей части губительного для всего живого ультрафиолетового (УФ) излучения Солнца. УФ-излучение принято делить на три типа в зависимости от длины волны:

• УФ-C (длина волны 100–280 нм): Самое коротковолновое и наиболее опасное излучение. Оно полностью поглощается озоновым слоем и атмосферным кислородом, не достигая поверхности Земли.
• УФ-B (280–315 нм): Обладает высокой энергией и представляет серьезную угрозу для живых организмов. Именно оно вызывает солнечные ожоги, повреждает ДНК, что может приводить к раку кожи (меланоме), вызывает катаракту и ослабляет иммунную систему. Озоновый слой поглощает до 95% этого излучения, пропуская лишь малую, относительно безопасную долю.
• УФ-A (315–400 нм): Наиболее длинноволновое и наименее опасное УФ-излучение. Озоновый слой его практически не задерживает. Оно проникает глубоко в кожу, вызывая ее преждевременное старение.

Процесс поглощения УФ-квантов ($h\nu$) представляет собой непрерывный цикл образования и распада озона (цикл Чепмена):

1. Распад молекулы озона под действием УФ-излучения: $O_3 + h\nu \rightarrow O_2 + O$

2. Рекомбинация с образованием озона: $O_2 + O \rightarrow O_3 + \text{тепло}$

В ходе этих реакций энергия опасного УФ-излучения преобразуется в тепловую энергию, которая нагревает стратосферу и не достигает биосферы.

Последствия ослабления озонового слоя для жизни на Земле

Без защитного озонового экрана жизнь в привычном нам виде была бы невозможна. Увеличение потока УФ-B излучения, достигающего поверхности Земли, привело бы к катастрофическим последствиям:

• Для человека и животных: Резкий рост заболеваемости раком кожи и катарактой, подавление иммунной системы, увеличение числа генетических мутаций.
• Для наземных растений: Повреждение фотосинтезирующего аппарата, замедление роста, снижение урожайности важнейших сельскохозяйственных культур (пшеница, рис, соя), что грозило бы мировым голодом.
• Для водных экосистем: Массовая гибель фитопланктона и зоопланктона в верхних слоях океана. Поскольку фитопланктон является основой морских пищевых цепей и производит значительную часть кислорода на планете, его исчезновение привело бы к коллапсу морских экосистем и нарушению глобальных биогеохимических циклов.

Проблема "озоновых дыр" и ее решение

В 1970-80-х годах ученые зафиксировали значительное снижение концентрации стратосферного озона, особенно над полярными областями, где образовались "озоновые дыры". Было установлено, что главной причиной этого являются антропогенные выбросы озоноразрушающих веществ, в первую очередь хлорфторуглеродов (ХФУ, или фреонов), которые массово использовались в холодильной технике и аэрозолях. Попадая в стратосферу, эти вещества под действием УФ-лучей высвобождают атомы хлора, которые вступают в каталитический цикл разрушения озона. Один атом хлора способен разрушить десятки тысяч молекул озона.Осознание глобальной угрозы привело к беспрецедентным международным действиям. В 1987 году был подписан Монреальский протокол, который обязал страны-участницы прекратить производство и использование озоноразрушающих веществ. Эта мера оказалась чрезвычайно эффективной: выбросы ХФУ сократились более чем на 99%, и озоновый слой начал медленно восстанавливаться. Полное его затягивание ожидается во второй половине XXI века.

Заключение

Таким образом, биологическая роль озона является абсолютно ключевой для сохранения жизни на Земле. Он служит естественным щитом, защищающим биосферу от губительного ультрафиолетового излучения. История борьбы с разрушением озонового слоя является ярким примером того, как человечество способно успешно решать глобальные экологические проблемы путем совместных усилий, основанных на научных данных и международном сотрудничестве.

Ответ: Биологическая роль озона ($O_3$) заключается в формировании озонового слоя в стратосфере, который поглощает большую часть (около 95%) вредного солнечного ультрафиолетового излучения (преимущественно типа УФ-B). Это излучение опасно для всех живых организмов, так как оно повреждает ДНК, вызывает рак кожи, катаракту, угнетает иммунитет у людей и животных, а также снижает продуктивность растений и фитопланктона. Таким образом, озоновый слой действует как защитный экран, без которого существование сложной жизни на суше и в верхних слоях океана было бы невозможным. Успешные международные действия по защите озонового слоя (Монреальский протокол) подтверждают его критическую важность для биосферы.