Порушення озонового шару

Високо над Землею, в стратосфері, міститься порівняно мало відомий газ, важливий для життя. Цей газ – озон. Кожна молекула озону складається з трьох атомів кисню. Озон в стратосфері поглинає більше 99% ультрафіолетового випромінювання, що йде від Сонця.

Шар озону, або озоновий екран розташований на висоті близько 25-45 км.

Цей екран призначений захищати все живе на Землі від жорсткого ультрафіолетового випромінювання. Живі організми дуже вразливі для ультрафіолетового випромінювання, бо енергії навіть одного фотона з цих променів досить, щоб зруйнувати хімічні зв’язки в більшості органічних молекул.

Тому не випадково в районах зі зниженим вмістом озону численні сонячні опіки, спостерігається збільшення захворювання людей на рак шкіри і ін. Встановлено також, що рослини під впливом сильного ультрафіолетового випромінювання поступово втрачають свою здатність до фотосинтезу, а порушення життєдіяльності планктону призводить до розриву трофічних ланцюгів біоти водних екосистем і т. д.

Виснаження озонового шару

Насиченість атмосфери озоном постійно міняється в будь-якій частині планети, досягаючи максимуму навесні в приполярної області. Вперше виснаження озонового шару привернуло увагу широкої громадськості в 1985 р, коли над Антарктидою було виявлено простір зі зниженим (до 50%) вмістом озону, по площі порівнянне з континентальною частиною США, яка отримала назву «озонової діри».

Пізніше блукаючі «озонові діри», менші за площею і не з таким значним зниженням вмісту озону, стали спостерігатися в зимовий час і в Північній півкулі, над:

  • Гренландією;
  • північною Канадою;
  • Якутією.

Результати вимірювань підтверджують повсюдне зменшення озонового шару практично на всій планеті.

Причини виснаження шару озону

Наука ще до кінця не встановила, які ж основні процеси, що порушують озоновий шар. Вчені висунули ряд гіпотез як про природний, так і про техногенному походження «озонових дір».

Ряд вчених наполягають на природне походження «озонових дір».

Причини їх виникнення одні бачать в природної мінливості озоносфери, циклічної активності Сонця; інші пов’язують ці процеси з рифтогенезом і дегазацією Землі.

Техногенне походження «озонових дір» пояснюють потраплянням у верхні шари атмосфери техногенного хлору, фтору та інших атомів і радикалів, здатних активно приєднувати атомарний кисень, тим самим конкуруючи з реакцією:

О + О2 = О3.

Так, «озонові діри» пов’язують з тим, що занесення активних галогенів в верхні шари атмосфери опосередкований летючими хлорфторвуглецями типу фреонів.

Фреони – фторовмісні насичені вуглеводні (головним чином похідні метану і етану).

Крім атомів фтору, в молекулах фреонів містяться зазвичай атоми хлору, рідше – брому. Фреони широко застосовуються в промисловому виробництві і в побуті (холодоагенти в холодильниках і кондиціонерах, розчинники, розпилювачі, аерозольні упаковки). Фреони самі по собі не токсичні, інертні, досить стійкі і за рахунок турбулентних рухів з потоком повітря потрапляють в стратосферу, де розпадаються під дією сонячного УФ з утворенням вільного хлору. Атоми хлору не відразу вступають в ланцюгову реакцію руйнування озону. Вони реагують з озоном, утворюючи оксид хлору. Радикали ClO реагують один з одним з утворенням відносно стабільного димера ClO – OCl, молекули якого висять в повітрі, чекаючи повернення Сонця.

Коли настає антарктична весна і стає ясно, сонячна радіація руйнує димер ClO – OCl, звільняючи надзвичайно реакційноздатні хлор, який починає взаємодіяти з озоном. Концентрація озону протягом декількох тижнів різко падає. За деякими оцінками, зникає понад 97% озону.

Повернулося сонячне тепло поступово розсіює вихор навколо полюса, дозволяючи південному полярному повітрю знову перемішуватися. Збіднений озоном повітря розсіюється по всій земній кулі, і рівень озону над Антарктидою стає майже нормальним.

Внаслідок тривалих запізнень, необхідних, щоб молекули хлорфторвуглецю (ХФУ) досягли стратосфери, подальше виснаження озонового шару неминуче. Через довгого часу життя в атмосфері молекул ХФУ і атомів хлору воно триватиме щонайменше 100 років, навіть якщо виробництво ХФУ буде всюди негайно припинено.

Монреальський протокол

У 1987 був прийнятий Монреальський протокол про заборону речовин, що руйнують озоновий шар. У додатку до нього було дано перелік озоноруйнівних речовин (ОРВ), в т.ч. хлорфторуглеродів і бромфторуглеродів.

Монреальський протокол наклав зобов’язання обмежити споживання, виробництво, імпорт і експорт ОРВ.

Останнім часом в США та в ряді західних країн побудовані заводи по виробництву нових видів хладореагентів (гідрохлорфторвуглеводів) з низьким потенціалом руйнування озонового шару.

До факторів, що руйнують озоновий шар, відносять:

  • запуски потужних ракет;
  • щоденні польоти реактивних літаків у високі шари атмосфери;
  • випробування ядерного і термоядерного зброї;
  • пожежі і вирубка лісу – природного озонатора.
Посилання на основну публікацію