Важнейшей составной частью атмосферы, защищающей все живое на Земле от вредного действия ультрафиолетового излучения, является озоновый слой. Он образовался 570—400 мил.лет назад. Озоновый слой - это воздушный слой в верхних слоях атмосферы (стратосфере) состоящий из особой формы кислорода - озона. Молекула озона состоит из трех атомов кислорода (О3). Озоновый слой начинается на высотах около 8 км над полюсами (или 17 км над Экватором) и простирается вверх до высот приблизительно равных 50-ти км. 

Почему так важно поглощение озоном жесткого ультрафиолетового излучении ?

УФ излучение с длинной волны менее 200нм хорошо поглощается кислородом, от 200 до 320 нм отражается озоном, а более 320 нм проникает на землю.  Спектр от 200-400 нм называют биологически активным ультрофиолетом.  В случае истощения озонового слоя человечеству грозит резкий рост заболеваний раком кожи и слепота, ожоги кожи, возникновение мутаций, и др. изменения на молекулярном, клеточном, тканевом уровнях.

В 1985 году британские ученые обнародовали данные, согласно которым в предшествующие восемь лет были обнаружены увеличивающиеся каждую весну озоновые дыры над Северным и Южным полюсами.

Ученые предложили три теории, объяснявшие причины этого феномена:

  1. соединения хлора (ХФУ и фреоны) в атмосфере разрушают озон
  2. разрушение озонового слоя окисями азота
  3. воздушные потоки из нижних слоев атмосферы при движении вверх расталкивают озон  

Попытаемся разобраться в механизме образования и разрушения озонового слоя.

Образование озона начинается с реакции диссоциации молекулярного кислорода под действием УФ

О2 +квант света hvО·+ О·

Образовавшиеся радикалы либо образуют молекулы кислорода или озона

О+О О2   или О+О2 О3

Образовавшийся озон либо разрушается под влиянием внешних условий либо будучи химически активным образует молекулы кислорода

О3 + hv  О2 + О                    или               О + О3 О2 + О2

Циклы разрушения

Азотный      О+NO2  O2+NO              (1)

                 NO + O3 NO2+ O2           (2)

                  O + O3    O2 + O3

 Водородный                     O+HO2  OH + O2          (1)

                                      OH + O3   HO2 + O2      (2)

                                       O=O3  O2+O2

Хлорный                            CI + O3  CIO + O2         (1)

                                       O + CIO   CI + O2           (2)

                                        O+O3   O2+ O2

Обратите внимание, что в первых двух реакциях 1 и 2 озон реагирует с веществом, которое в ходе химических реакций никуда не исчезает. В первой реакции оно вступает в процесс, во второй образуется в первоначальном виде .  Эти вещества называются катализаторами, они ускоряют реакции при этом сами не расходуются.

Источники этих веществ:

·       Ученые пришли к заключению, что соединения хлора, называемые хлорфторуглеродами (ХФУ) или фреоны, которые широко использовались в промышленности и в быту, несут ответственность за разрушение озонового слоя земли. Некоторые виды хлорфторуглеродов использовались в качестве охладителей в холодильных установках и кондиционерах.

·      Другие ХФУ применялись для производства поролонов и пенопластов - материалов, широко используемых во многих потребительских товарах, начиная от одноразовой пенопластовой посуды и заканчивая изоляционными материалами.

·       Хлорфторуглероды нашли широкое применение в баллонах для распыления аэрозолей и в качестве веществ для промывания электрооборудования.

·       гражданская авиация и химические производства

·       применение азотных удобрений

·       хлорирование питьевой воды

В середине сентября 1987 года представители двадцати четырех стран встретились в Монреале и подписали соглашение, по которому обязались сократить вдвое использование озоноразрушаюших ХФУ к 1999-му году. Однако в связи с ухудшающейся ситуацией в 1990-м году в Лондоне были приняты поправки к Монреальскому протоколу. Согласно Лондонским поправкам в список регулируемых ХФУ вошли еще десять веществ и было принято решение прекратить использование ХФУ, галогенов и четырехлористого углерода к 2000-х тысячному, а метилхлороформа - к 2005-му году. В 1994 году Генеральная Ассамблея провозгласила 16 сентября Международным днем охраны озонового слоя. День установлен в память о подписании Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой.

 

 

Last modified: Tuesday, 20 March 2018, 2:30 PM