Din oxigen sub influența razelor ultraviolete. Atmosfera Pământului are un strat de ozon la o altitudine de aproximativ 25 de kilometri: un strat din acest gaz înconjoară dens planeta noastră, protejând-o de concentrații mari de radiații ultraviolete. Dacă nu ar fi acest gaz, radiațiile intense ar putea ucide toată viața de pe Pământ.

Stratul de ozon este destul de subțire, nu poate proteja complet planeta de pătrunderea radiațiilor, ceea ce are un efect dăunător asupra stării și provoacă boli. Dar perioadă lungă de timp a fost suficient pentru a proteja Pământul de pericole.

În anii 1980, s-a descoperit că există zone în stratul de ozon în care conținutul acestui gaz este mult redus - așa-numitele găuri de ozon. Prima gaură a fost descoperită peste Antarctica de către oamenii de știință britanici, aceștia au fost uimiți de amploarea fenomenului - o secțiune cu un diametru de peste o mie de kilometri nu avea aproape niciun strat protector și era supusă la radiații ultraviolete mai puternice.

Ulterior, au fost găsite și alte găuri de ozon, de dimensiuni mai mici, dar nu mai puțin periculoase.

Motive pentru formarea găurilor de ozon

Mecanismul de formare a stratului de ozon în atmosfera Pământului este destul de complex și diverse motive pot duce la încălcarea acestuia. La început, oamenii de știință au oferit multe versiuni: atât influența particulelor formate în timpul exploziilor atomice, cât și impactul erupției vulcanului El Chicon, chiar și opiniile au fost exprimate despre activitățile extratereștrilor.

Motivele epuizării stratului de ozon pot fi lipsa radiației solare, formarea norilor stratosferici, vortexurile polare, dar cel mai adesea concentrația acestui gaz scade din cauza reacțiilor sale cu diferite substanțe, care pot fi atât naturale, cât și antropice. . Moleculele sunt distruse sub influența hidrogenului, oxigenului, clorului, compușilor organici. Până acum, oamenii de știință nu pot spune fără echivoc dacă formarea găurilor de ozon este cauzată în principal de activitatea umană sau dacă este naturală.

S-a dovedit că freonii eliberați în timpul funcționării multor dispozitive provoacă pierderi de ozon la latitudini medii și înalte, dar aceștia nu afectează formarea găurilor de ozon polar.

Este probabil ca combinația multor factori, atât umani, cât și naturali, să ducă la formarea găurilor de ozon. Pe de o parte, activitatea vulcanică a crescut, pe de altă parte, oamenii au început să influențeze grav natura - stratul de ozon poate nu numai de la eliberarea de freon, ci și de la o coliziune cu sateliți eșuați. Din cauza scăderii numărului de vulcani în erupție de la sfârșitul secolului al XX-lea și a restricționării utilizării freonilor, situația a început să se îmbunătățească ușor: oamenii de știință au înregistrat recent o mică gaură deasupra Antarcticii. Un studiu mai detaliat al epuizării stratului de ozon va face posibilă prevenirea apariției acestor zone.

Pământul este aranjat în așa fel încât ecosistemul său unic să fie păstrat. Aceste scopuri sunt îndeplinite de straturile atmosferei, care acoperă planeta de la pătrunderea razelor ultraviolete, a radiațiilor și a resturilor spațiale. În natură, totul este perfect, iar interferența în structura sa duce la diferite cataclisme și încălcarea ordinii stabilite. La sfârșitul secolului al XX-lea, a apărut o problemă clară care afectează întreaga umanitate. Gaura de ozon s-a format în regiunea Antarctică și a atras atenția oamenilor de știință din întreaga lume. Situația critică a ecologiei a fost agravată de o altă problemă serioasă.

S-a constatat că în stratul de ozon din jurul suprafeței pământului s-a format un gol, de peste o mie de kilometri în mărime. Prin ea intră radiațiile, afectând negativ oamenii, animalele și vegetația. Găurile de ozon și subțierea învelișului de gaz au fost descoperite mai târziu în mai multe locuri, provocând agitație în cercurile publice.

Esența problemei

Ozonul se formează din oxigen, care este afectat de razele ultraviolete. Datorită acestei reacții, planeta este învăluită într-un strat de gaz prin care radiațiile nu pot pătrunde. Acest strat este situat la o altitudine de 25-50 de kilometri deasupra suprafeței. Grosimea ozonului nu este foarte mare, dar este suficientă pentru ca toată viața să existe pe planetă.

Ce este gaura de ozon, învățată în anii 80 ai secolului trecut. Această descoperire senzațională a fost făcută de oamenii de știință britanici. În locurile de distrugere a ozonului, gazul nu este complet absent, concentrația sa scade la un nivel critic de 30%. Decalajul format în stratul stratosferă transmite razele ultraviolete către pământ, care pot arde organismele vii.

Prima astfel de gaură a fost descoperită în 1985. Locația sa este Antarctica. Ora de vârf în care gaura de ozon sa extins a fost august, iar până la iarnă gazul s-a condensat și practic a închis gaura din stratul stratosferic. Punctele critice în înălțime sunt situate la o distanță de 19 kilometri de sol.

A doua gaură de ozon a apărut peste Arctica. Dimensiunile sale erau mult mai mici, dar în rest era o asemănare izbitoare. Înălțimile critice și momentul dispariției au coincis. În prezent, găurile de ozon apar în locuri diferite.

Cum are loc subțierea stratului de ozon?

Oamenii de știință atribuie apariția unei probleme cu subțierea stratului de ozon fenomenelor naturale care au loc la polii globului. Conform teoriei lor, în timpul nopților polare lungi, razele soarelui nu ajung pe pământ, iar ozonul nu se poate forma din oxigen. În acest sens, se formează nori cu un conținut ridicat de clor. El este cel care distruge gazul atât de necesar pentru a proteja planeta.

Pământul trecea printr-o perioadă de activitate vulcanică. De asemenea, a avut un efect negativ asupra grosimii stratului de ozon. Emisiile în atmosferă de produse de ardere au distrus stratul deja subțire al stratosferei. Eliberarea de freoni în aer este un alt motiv pentru subțierea stratului protector al pământului.

Gaura de ozon dispare de îndată ce soarele începe să strălucească și să interacționeze cu oxigenul. Din cauza curenților de aer, gazul se ridică și umple golul rezultat. Această teorie demonstrează că circulația ozonului este constantă și inevitabilă.

Alte cauze ale găurilor de ozon

În ciuda faptului că procesele chimice joacă un rol dominant în formarea găurilor de ozon, impactul uman asupra naturii creează principalele premise. Atomii de clor existenți în mod natural nu sunt singurele substanțe dăunătoare pentru ozon. Gazul este distrus și prin acțiunea hidrogenului, bromului și oxigenului. Motivele apariției acestor compuși în aer se află în activitățile umane de pe planetă. Condițiile preliminare sunt:

• exploatarea uzinelor si fabricilor;
• lipsa instalațiilor de tratament;
• emisiile atmosferice de la centralele termice;

Exploziile nucleare au avut un efect dăunător asupra integrității atmosferei. Consecințele lor afectează în continuare ecologia planetei. În momentul exploziei, se formează o cantitate imensă de oxizi de azot, care, ridicându-se, distrug gazul care protejează pământul de radiații. Peste 20 de ani de teste, peste trei milioane de tone din această substanță au intrat în atmosferă.

Avioanele cu reacție au un efect devastator asupra stratului de ozon. Când combustibilul este ars în turbine, oxizii de azot sunt aruncați, ei intră direct în atmosferă și distrug moleculele de gaz. În prezent, dintr-un milion de tone de emisii ale acestei substanțe, o treime este reprezentată de aeronave.

S-ar părea că îngrășămintele minerale sunt inofensive și utile, dar de fapt afectează negativ și atmosfera. Atunci când interacționează cu bacteriile, acestea sunt procesate în protoxid de azot și apoi, sub influența reacțiilor chimice, își schimbă forma și devin oxizi.

Astfel, gaura de ozon este un produs nu numai al fenomenelor naturale, ci și. Deciziile grele pot duce la rezultate neașteptate.

De ce este periculoasă dispariția stratului de ozon din jurul planetei?

Soarele este sursa de căldură și lumină pentru tot ce este de pe planetă. Animalele, plantele și omul înfloresc datorită razelor sale dătătoare de viață. Acest lucru a fost remarcat de oamenii din lumea antică, care considerau că Zeul-Soare este principalul idol. Dar lumina poate provoca și moartea vieții pe planetă.

Prin găurile de ozon formate sub influența omului și a naturii în tandem, radiația solară poate cădea pe pământ și poate incinera tot ce a fost odată crescut. Efectele dăunătoare asupra oamenilor sunt evidente. Oamenii de știință au descoperit că, dacă gazul protector sau stratul său devine mai subțire cu un procent, atunci pe pământ vor apărea încă șapte mii de bolnavi de cancer. În primul rând, pielea oamenilor va avea de suferit, iar apoi alte organe.

Consecințele formării găurilor de ozon afectează nu numai umanitatea. Vegetația are de suferit, precum și fauna sălbatică și locuitorii din adâncurile mării. Extincția lor în masă este o consecință directă a proceselor care au loc asupra soarelui și în atmosferă.

Modalități de a rezolva problema

Motivele apariției găurilor de ozon în atmosferă sunt variate, dar se reduc la un singur fapt esențial: activitatea umană necugetată și noi soluții tehnologice. Freonii care intră în atmosferă și îi distrug stratul protector sunt un produs al arderii diferitelor substanțe chimice.

Pentru a opri aceste procese, sunt necesare dezvoltări științifice fundamental noi care să facă posibilă producerea, încălzirea, antrenamentul și zborul fără utilizarea azotului, fluorului și bromului, precum și a derivaților acestora.

Apariția problemei este asociată cu producția neglijentă și activitățile agricole. Este timpul să ne gândim:

• privind instalarea instalațiilor de tratare pe coșurile de fum;
• privind înlocuirea îngrășămintelor chimice cu altele organice;
• privind trecerea transportului la energie electrică.

S-au făcut destul de multe în ultimii șaisprezece ani, din 2000. Oamenii de știință au reușit să obțină rezultate uimitoare: dimensiunea găurii de ozon de peste Antarctica a scăzut cu o suprafață egală cu teritoriul Indiei.

Consecințele atitudinii neglijenței și neatenției față de mediu se fac deja simțite. Pentru a nu agrava și mai mult situația, este necesar să tratăm problema la nivel global.

Introducere

O gaură de ozon cu un diametru de peste 1000 km a fost descoperită pentru prima dată în 1985 în emisfera sudică de un grup de oameni de știință britanici în Antarctica. În fiecare august a apărut, în decembrie sau ianuarie a încetat să mai existe. O altă gaură mai mică se forma peste emisfera nordică din Arctica.

Gaura de ozon- scaderea locala a concentratiei de ozon in stratul de ozon al Pamantului. Conform teoriei general acceptate în comunitatea științifică, în a doua jumătate a secolului XX, impactul din ce în ce mai mare factor antropic sub forma eliberării de freoni care conțin clor și brom a condus la o subțiere semnificativă a stratului de ozon, a se vedea, de exemplu, raportul Organizației Meteorologice Mondiale:

Acestea și alte descoperiri științifice recente au întărit concluzia evaluărilor anterioare că ponderea în favoarea dovezilor științifice sugerează că pierderea observată de ozon la latitudini medii și înalte se datorează în principal compușilor antropici care conțin clor și brom.

Potrivit unei alte ipoteze, procesul de formare a „găurilor de ozon” poate fi în mare măsură natural și nu este asociat exclusiv cu efectele nocive ale civilizației umane.

Mecanismul educației

O combinație de factori duce la scăderea concentrației de ozon din atmosferă, principala care este moartea moleculelor de ozon în reacții cu diferite substanțe de origine antropică și naturală, absența radiației solare în timpul iernii polare, un vortex polar stabil care împiedică pătrunderea ozonului din latitudinile subpolare și formarea norilor stratosferici polari (PSC), ale căror particule de suprafață catalizează reacțiile de descompunere a ozonului. Acești factori sunt tipici în special pentru Antarctica, în Arctica vortexul polar este mult mai slab din cauza lipsei unei suprafețe continentale, temperatura este cu câteva grade mai mare decât în ​​Antarctica, iar PSO-urile sunt mai puțin frecvente și, de asemenea, tind să se spargă. sus la începutul toamnei. Fiind reactive, moleculele de ozon pot reacționa cu mulți compuși anorganici și organici. Principalele substanțe care contribuie la distrugerea moleculelor de ozon sunt substanțele simple hidrogenul, atomii de oxigen ai bromului de clor), anorganici (clorhidrat de monoxid de azot) și compușii organici ai metanului, fluorclorul și bromul de fluor, care eliberează atomi de clor și brom). Spre deosebire de, de exemplu, hidrofluorofreonii, care se descompun în atomi de fluor, care, la rândul lor, reacționează rapid cu o boltă pentru a forma fluorură de hidrogen stabilă. Astfel, fluorul nu participă la reacțiile de descompunere a ozonului.De asemenea, iodul nu distruge ozonul stratosferic, deoarece substanțele organice care conțin iod sunt consumate aproape complet chiar și în troposferă. Principalele reacții care contribuie la distrugerea ozonului sunt date în articolul Stratul de proozon.

Efecte

Slăbirea stratului de ozon crește fluxul de radiații solare către pământ și determină o creștere a numărului de cancere de piele la oameni. Plantele și animalele suferă, de asemenea, de niveluri crescute de radiații.

Refacerea stratului de ozon

Deși omenirea a luat măsuri pentru a limita emisiile de freoni care conțin clor și brom prin trecerea la alte substanțe, cum ar fi freonii care conțin fluor , procesul de refacere a stratului de ozon va dura câteva decenii. În primul rând, acest lucru se datorează volumului imens de freoni deja acumulați în atmosferă, care au o durată de viață de zeci și chiar sute de ani. Prin urmare, înăsprirea găurii de ozon nu ar trebui să fie așteptată înainte de 2048.

Concepții greșite despre gaura de ozon

Există mai multe mituri larg răspândite despre formarea găurilor de ozon. În ciuda naturii lor neștiințifice, ele apar adesea în mass-media - uneori din ignoranță, alteori susținute de susținători teorii ale conspirației. Unele dintre ele sunt enumerate mai jos.

Freonii sunt principalii distrugători de ozon.

Această afirmație este valabilă pentru latitudini medii și înalte. În rest, ciclul clorului este responsabil pentru doar 15-25% din pierderea de ozon din stratosferă. De remarcat faptul că 80% din clor este de origine antropică. (pentru mai multe detalii despre contribuția diferitelor cicluri, vezi art. strat de ozon). Adică, intervenția umană crește foarte mult aportul ciclului clorului. Și având în vedere tendința de creștere a producției de freoni înainte de intrarea în vigoare Protocolul de la Montreal(10% pe an) 30 până la 50% din pierderea totală de ozon în 2050 s-ar datora expunerii la CFC. Înainte de intervenția omului, procesele de formare a ozonului și de distrugere a acestuia erau în echilibru. Dar freonii emiși de activitatea umană au deplasat acest echilibru către o scădere a concentrației de ozon. În ceea ce privește găurile de ozon polar, situația este complet diferită. Mecanismul distrugerii ozonului este fundamental diferit de la latitudini mai înalte, etapa cheie este conversia formelor inactive de substanțe care conțin halogen în oxizi, care apare pe suprafața particulelor norilor stratosferici polari. Și ca urmare, aproape tot ozonul este distrus în reacțiile cu halogenii, clorul este responsabil pentru 40-50%, iar bromul este aproximativ 20-40%.

DuPont a inițiat o interdicție a vechilor și tranziția la noi tipuri de freoni, deoarece brevetul lor expira

DuPont, după publicarea datelor despre participarea freonilor la distrugerea ozonului stratosferic, a luat această teorie cu ostilitate și a cheltuit milioane de dolari într-o campanie de presă pentru a proteja freonii. Președintele DuPont a scris într-un articol din Chemical Week pe 16 iulie 1975, că teoria epuizării stratului de ozon era științifico-fantastică, o prostie care nu avea sens. Pe lângă DuPont, o serie de companii din întreaga lume au produs și produc diverse tipuri de freoni fără deducerea redevențelor.

Freonii sunt prea grei pentru a ajunge în stratosferă

Uneori se susține că, deoarece moleculele de freon sunt mult mai grele decât azotul și oxigenul, ele nu pot ajunge în stratosferă în cantități semnificative. Cu toate acestea, gazele atmosferice sunt amestecate complet și nu sunt separate sau sortate în funcție de greutate. Estimările timpului necesar pentru separarea difuzivă a gazelor în atmosferă necesită timpi de ordinul a mii de ani. Desigur, acest lucru nu este posibil într-o atmosferă dinamică. Procesele verticale de transfer de masă de convecție și turbulență amestecă complet atmosfera de sub turbopauză mult mai repede. Prin urmare, chiar și gazele grele precum freonii inerți sunt distribuite uniform în atmosferă, ajungând, printre altele, și în stratosferă. Măsurătorile experimentale ale concentrațiilor lor în atmosferă confirmă acest lucru; Măsurătorile arată, de asemenea, că este nevoie de aproximativ cinci ani pentru ca gazele eliberate pe suprafața Pământului să ajungă în stratosferă, vezi al doilea grafic din dreapta. Dacă gazele din atmosferă nu s-ar amesteca, atunci gaze atât de grele din compoziția sa, precum dioxidul de carbon, ar forma un strat gros de câteva zeci de metri pe suprafața Pământului, ceea ce ar face suprafața Pământului de nelocuit. Din fericire, nu este cazul. Ikryptonul cu o masă atomică de 84 și heliul cu o masă atomică de 4 au aceeași concentrație relativă, care este aproape de suprafață, care are o înălțime de până la 100 km. Desigur, toate cele de mai sus sunt valabile numai pentru gazele care sunt relativ stabile, cum ar fi freonii sau gazele inerte. Substanțele care intră în reacții și sunt, de asemenea, supuse diferitelor influențe fizice, de exemplu, se dizolvă în apă, au o dependență de concentrare de înălțime.

Principalele surse de halogeni sunt naturale, nu antropice

Se crede că sursele naturale de halogeni, cum ar fi vulcanii și oceanele, sunt mai semnificative pentru procesul de epuizare a stratului de ozon decât cele produse de om. Fără a pune sub semnul întrebării contribuția surselor naturale la echilibrul general al halogenilor, trebuie remarcat faptul că, în general, aceștia nu ajung în stratosferă datorită faptului că sunt solubili în apă (în principal ionii de clorură și clorură de hidrogen) și sunt spălați din atmosferă, căzând ca ploaia pe pământ. De asemenea, compușii naturali sunt mai puțin stabili decât freonii, de exemplu, clorura de metil are o durată de viață atmosferică de numai aproximativ un an, comparativ cu zeci și sute de ani pentru freoni. Prin urmare, contribuția lor la distrugerea ozonului stratosferic este destul de mică. Chiar și erupția rară a vulcanului Pinatubo din iunie 1991 a provocat o scădere a nivelului de ozon nu din cauza halogenilor eliberați, ci datorită formării unei mase mari de aerosoli de acid sulfuric, a căror suprafață a catalizat reacțiile de distrugere a ozonului. Din fericire, după trei ani, aproape întreaga masă de aerosoli vulcanici a fost îndepărtată din atmosferă. Astfel, erupțiile vulcanice sunt factori relativ de scurtă durată care afectează stratul de ozon, spre deosebire de freoni, care au durate de viață de zeci și sute de ani.

Gaura de ozon trebuie să fie deasupra surselor de freon

Mulți nu înțeleg de ce se formează gaura de ozon în Antarctica, când principalele emisii de freoni au loc în emisfera nordică. Cert este că freonii sunt bine amestecați în troposferă și stratosferă. Având în vedere reactivitatea lor scăzută, practic nu sunt consumate în straturile inferioare ale atmosferei și au o durată de viață de câțiva ani sau chiar decenii. Prin urmare, ajung cu ușurință în atmosfera superioară. „Gaura de ozon” antarctică nu există permanent. Apare la sfârșitul iernii - primăvara devreme. Motivele pentru care se formează gaura de ozon în Antarctica sunt legate de clima locală. Temperaturile scăzute din iarna antarctică duc la formarea vortexului polar. Aerul din interiorul acestui vârtej se mișcă în mare parte pe căi închise în jurul Polului Sud. În acest moment, regiunea polară nu este iluminată de Soare, iar ozonul nu apare acolo. Odată cu venirea verii, cantitatea de ozon crește și atinge din nou norma anterioară. Adică, fluctuațiile concentrației de ozon peste Antarctica sunt sezoniere. Cu toate acestea, dacă urmărim dinamica modificărilor concentrației de ozon și mărimea găurii de ozon în medie pe parcursul unui an în ultimele decenii, atunci există o tendință strict definită către o scădere a concentrației de ozon.

Ozonul se epuizează doar peste Antarctica

Evoluția stratului de ozon peste Arosa, Elveția

Acest lucru nu este adevărat, nivelul de ozon scade și în întreaga atmosferă. Acest lucru este demonstrat de rezultatele măsurătorilor pe termen lung ale concentrației de ozon în diferite părți ale planetei. Vă puteți uita la graficul de ozon peste Arosa în Elveția din dreapta.

Ozonul (O 3 ) se formează în atmosferă din oxigen în timpul descărcărilor electrice în timpul furtunilor și sub influența radiațiilor ultraviolete de la Soare în stratosferă. Stratul de ozon (ecran de ozon, ozonosfera) este situat in atmosfera la o altitudine de 10-50 km cu o concentratie maxima de ozon la o altitudine de 20-25 km (este mai subtire deasupra polilor, ca intreaga atmosfera, si mai gros deasupra ecuatorului). Dacă întreaga cantitate de ozon este colectată în condiții normale (presiune 760 mm Hg și temperatură 20 ° C), atunci grosimea acestui strat va fi de numai 2,5 - 3 mm.

Semnificația stratului de ozon

Ecranul cu ozon întârzie pătrunderea pe suprafața pământului a celei mai severe radiații UV ale Soarelui, „banda B”, mortală, care afectează toate viețuitoarele. Reducerea stratului de ozon duce la o creștere bruscă a cancerului (o scădere a stratului cu 1% înseamnă o creștere a radiațiilor ultraviolete cu 2% și duce la o creștere a cancerului de piele cu 5-6%), afectarea corneei a ochilor și a orbirii, dezvoltarea unei mutații, o scădere a productivității unor specii de plante și cu o reducere puternică - la distrugerea tuturor viețuitoarelor.

Excesul de radiații UV perturbă apărarea imunitară a organismului, contribuind la apariția unor astfel de boli la om precum lupusul (tuberculoza pielii), erizipelul, variola, leishmanioza, herpesul viral etc.

S-a stabilit că o scădere a conținutului de ozon din atmosferă poate contribui la o creștere a efectului de seră mai semnificativ decât o creștere a concentrației de dioxid de carbon.

Fluxul excesiv de radiații UV este dăunător pentru fito- și zooplancton, larvele multor pești.

Un pic de istorie

Găurile de ozon apar cel mai adesea peste poli, unde grosimea atmosferei este mai mică, și ating cele mai mari magnitudini peste Antarctica (unde este mai frig). Acest fenomen a început să fie remarcat încă din anii '70 ai secolului XX, dar a atins un maxim la mijlocul anilor '80.

Deci, în octombrie 1985, au existat rapoarte că concentrația de ozon în stratosferă peste stația engleză Halley Bay (Antarctica) a scăzut cu 40% din valorile sale minime, iar peste stația japoneză - de aproape 2 ori .. Acest fenomen a fost numit „gaura de ozon”. Găuri semnificative de ozon peste Antarctica au apărut, de regulă, în primăvara anilor 1987, 1992, 1997, când s-a înregistrat o scădere a ozonului stratosferic (TO) total cu 40-60%. În primăvara anului 1998, gaura de ozon de peste Antarctica a atins o suprafață record - 26 de milioane de metri pătrați. km (de 3 ori mai mare decât Australia). Și la o altitudine de 14-25 km, a avut loc distrugerea aproape completă a ozonului în atmosferă.

Fenomene similare au fost observate în Arctica (mai ales din primăvara anului 1986), dar dimensiunea găurii de ozon aici a fost de aproape 2 ori mai mică decât în ​​Antarctica. În martie 1995, stratul de ozon arctic a fost epuizat cu aproximativ 50%, odată cu formarea de „mini-găuri” peste regiunile de nord ale Canadei și Peninsula Scandinavă, Insulele Scoțiene (Marea Britanie).

Găurile de ozon sunt observate nu numai peste poli. Există cazuri când găurile răspândite în America de Sud au dus la orbirea animalelor, în special a vitelor. În Republica Kârgâză, în mai 1995 a fost observată o gaură de ozon peste regiunile muntoase înalte. Dimensiunea și durata (aproximativ 4-5 zile) ale existenței sale au fost nesemnificative și nu a dus la nicio consecință.

Motive pentru formarea găurilor de ozon

Numeroase expediții internaționale pentru a studia găurile de ozon din Antarctica spre Arctica au stabilit că, pe lângă diverși factori naturali, prezența unei cantități semnificative de CFC (freoni) în atmosferă este încă principala.

Freoni (clorofluorocarburi) - substanțe foarte volatile, inerte din punct de vedere chimic, în apropierea suprafeței pământului (sintetizate în anii 1930), încă din anii 1960. au început să fie folosiți pe scară largă ca agenți frigorifici (frigidere, aparate de aer condiționat, frigidere), agenți de spumă pentru aerosoli etc. Freonii, urcând în straturile superioare ale atmosferei, suferă descompunere fotochimică, formând oxid de clor, care distruge intens ozonul (fiecare atom de clor). este capabil să distrugă 100.000 de molecule de ozon). Durata de ședere a freonilor în atmosferă este în medie de 50-200 de ani.

Măsuri de protecțiestrat de ozon

În 1985, a fost adoptată Convenția de la Viena pentru Protecția Stratului de Ozon.

În 1987, la Montreal, reprezentanții a 36 de țări au semnat un Protocol prin care s-au angajat să reducă utilizarea și apoi să elimine utilizarea în industrie și în casă a substanțelor care epuizează stratul de ozon (ODS). După 10 ani, numărul țărilor care au semnat acest protocol a crescut la 163.

Într-o serie de țări, pentru a proteja stratul de ozon, s-au obținut înlocuitori alternativi siguri pentru ozon pentru freoni, în special firme din Germania, Italia, Elveția și Marea Britanie au început să folosească agentul frigorific - izobutan, care are zero ozon. -epuizarea potentialului. În multe țări, în producția de aerosoli, au început să folosească freon ecologic - un propulsor de hidrocarburi (80% din toți aerosolii produși în lume).

În Statele Unite și Rusia au început deja cercetările privind metodele active bazate pe procese fizico-chimice complexe care fie reduc rata de distrugere a ozonului în stratosferă, fie accelerează formarea acestuia. Deci, pentru a strânge găurile de ozon peste Antarctica, este posibil să se folosească metoda de injectare (introducere) în stratosferă a etanului (C 2 H b) sau propan (C 3 H 8), care va lega clorul atomic, care distruge ozonul. , în acid clorhidric pasiv. Există și metode fizice și chimice care accelerează formarea ozonului în stratosferă, în special metode de radiație electromagnetică, folosind descărcări electrice (principiul ozonatorului) și radiații laser.

În plus, pentru a preveni eliberarea CFC-urilor din numeroasele dispozitive de răcire disponibile, au fost dezvoltate metode de eliminare a acestora.

Găuri de ozon

Se știe că cea mai mare parte a ozonului natural este concentrată în stratosferă, la o altitudine de 15 până la 50 km deasupra suprafeței Pământului. Stratul de ozon începe la altitudini de aproximativ 8 km deasupra polilor (sau 17 km deasupra Ecuatorului) și se extinde în sus până la altitudini de aproximativ 50 km. Cu toate acestea, densitatea ozonului este foarte scăzută, iar dacă îl comprimați la densitatea pe care o are aerul la suprafața pământului, atunci grosimea stratului de ozon nu va depăși 3,5 mm. Ozonul se formează atunci când radiația ultravioletă solară bombardează moleculele de oxigen.

Cea mai mare parte a ozonului se află în stratul de cinci kilometri la o altitudine de 20 până la 25 km, care se numește strat de ozon.

rol protector. Ozonul absoarbe o parte din radiația ultravioletă a Soarelui: în plus, banda sa largă de absorbție (lungime de undă 200-300 nm) include radiații care sunt dăunătoare tuturor vieții de pe Pământ.

Motive pentru formarea „găurii de ozon”

Vara și primăvara, concentrațiile de ozon cresc; peste regiunile polare este întotdeauna mai mare decât peste cele ecuatoriale. În plus, se modifică în funcție de un ciclu de 11 ani, care coincide cu ciclul activității solare. Toate acestea erau deja bine cunoscute în anii 1980. Observațiile au arătat că o scădere lentă, dar constantă a concentrației de ozon stratosferic are loc peste Antarctica de la an la an. Acest fenomen a fost numit „gaura de ozon” (deși, desigur, nu a existat nicio gaură în sensul propriu-zis al acestui cuvânt) și a început să fie studiat cu atenție. Mai târziu, în anii 1990, aceeași scădere a început să aibă loc și în Arctica. Fenomenul „găurii de ozon” antarctice nu este încă clar: dacă „gaura” a apărut ca urmare a poluării antropice a atmosferei sau dacă este un proces geoastrofizic natural.

La început s-a presupus că ozonul era afectat de particulele emise în exploziile atomice; a încercat să explice schimbarea concentrației de ozon prin zborurile cu rachete și avioanele la mare altitudine. În final, s-a stabilit clar că cauza fenomenului nedorit este reacția cu ozonul a anumitor substanțe produse de plantele chimice. Acestea sunt în primul rând hidrocarburi clorurate și în special freoni - clorofluorocarburi, sau hidrocarburi în care toți sau majoritatea atomilor de hidrogen sunt înlocuiți cu atomi de fluor și clor.

Se presupune că, din cauza efectului distructiv al clorului și al bromului cu acțiune similară, până la sfârșitul anilor 1990. concentrația de ozon în stratosferă a scăzut cu 10%.

În 1985, oamenii de știință britanici au publicat date care arată că în ultimii opt ani s-a descoperit că găurile de ozon cresc în fiecare primăvară peste Polul Nord și Sud.

Oamenii de știință au propus trei teorii pentru a explica cauzele acestui fenomen:

oxizi de azot - compuși care se formează în mod natural în lumina soarelui;

distrugerea ozonului de către compușii clorului.

În primul rând, ar trebui să fie clar: gaura de ozon, contrar numelui său, nu este o gaură în atmosferă. Molecula de ozon diferă de molecula obișnuită de oxigen prin aceea că este formată nu din doi, ci din trei atomi de oxigen conectați unul cu celălalt. În atmosferă, ozonul este concentrat în așa-numitul strat de ozon, la o altitudine de aproximativ 30 km în interiorul stratosferei. În acest strat are loc absorbția razelor ultraviolete emise de Soare - în caz contrar radiația solară ar putea provoca un mare rău vieții de pe suprafața Pământului. Prin urmare, orice amenințare la adresa stratului de ozon merită cea mai serioasă atitudine. În 1985, oamenii de știință britanici care lucrau la Polul Sud au descoperit că în timpul primăverii antarctice, nivelul de ozon din atmosferă era semnificativ sub normal. În fiecare an, în același timp, cantitatea de ozon era în scădere - uneori mai mult, alteori mai puțin. Găuri de ozon similare, dar mai puțin pronunțate, au apărut și peste Polul Nord în timpul primăverii arctice.

În anii următori, oamenii de știință și-au dat seama de ce apare gaura de ozon. Când soarele se ascunde și începe noaptea polară lungă, are loc o scădere bruscă a temperaturii și se formează nori stratosferici înalți, care conțin cristale de gheață. Apariția acestor cristale determină o serie de reacții chimice complexe care duc la acumularea de clor molecular (molecula de clor este formată din doi atomi de clor legați). Când apare soarele și începe primăvara antarctică, sub influența razelor ultraviolete, legăturile intramoleculare sunt rupte, iar un flux de atomi de clor se năpustește în atmosferă. Acești atomi acționează ca catalizatori pentru conversia ozonului în oxigen simplu, procedând conform următoarei scheme duble:

Cl + O3 -> ClO + O2 și ClO + O -> Cl + O2

Ca urmare a acestor reacții, moleculele de ozon (O3) sunt transformate în molecule de oxigen (O2), în timp ce atomii de clor originali rămân în stare liberă și participă din nou la acest proces (fiecare moleculă de clor distruge un milion de molecule de ozon înainte de a fi îndepărtați). din atmosferă prin acţiunea altora).reacţii chimice). Ca urmare a acestui lanț de transformări, ozonul începe să dispară din atmosferă peste Antarctica, formând o gaură de ozon. Cu toate acestea, în curând, odată cu încălzirea, vortexurile antarctice se prăbușesc, aerul proaspăt (conținând ozon nou) intră în zonă, iar gaura dispare.

În 1987, a fost adoptat Protocolul de la Montreal, conform căruia a fost stabilită o listă a celor mai periculoase clorofluorocarburi, iar țările producătoare de clorofluorocarburi s-au angajat să reducă eliberarea acestora. În iunie 1990, la Londra, Protocolul de la Montreal a fost modificat: până în 1995, reduceți producția de freoni la jumătate, iar până în 2000, opriți-o cu totul.

S-a stabilit că conținutul de ozon este influențat de poluanții atmosferici care conțin azot, care apar atât ca urmare a unor procese naturale, cât și ca urmare a poluării antropice.

Deci, NO se formează în motoarele cu ardere internă. În consecință, lansarea rachetelor și a aeronavelor supersonice duce la distrugerea stratului de ozon.

Sursa de NO din stratosferă este, de asemenea, gazul N2O, care este stabil în troposferă și se descompune în stratosferă sub acțiunea radiațiilor UV dure.