როგორ აზიანებს ქლოროფლორკარბონები ოზონის შრეს?

დედამიწა მზის სისტემის პლანეტებს შორის მრავალი უპირატესობით სარგებლობს, მისი ზომიერი ტემპერატურიდან და ა.შ. წყლისა და ჟანგბადის არსებობა ოზონის მოლეკულების ფენაში, რომლებიც იცავს მის მცხოვრებლებს მზის მავნე ორგანიზმისგან ენერგია ქლოროფლორბალბადების, ან CFC– ების გაჩენა საფრთხეს უქმნიდა ოზონის შრეს და დედამიწის მკვიდრთა გადარჩენას. მწარმოებლებს მიაჩნდათ, რომ ქიმიკატების საწინააღმდეგო საშუალება იყო მათი წარმოების თავის ტკივილი, რადგან CFC– ები არ ასხივებენ სუნს, სტაბილურია, არ არის აალებადი და ტოქსიკური და მათი წარმოება შესაძლებელია იაფად. ამ მწარმოებლებმა არაფერი იცოდნენ, რომ მათი იმედები მხოლოდ ათწლეულების შემდეგ გაქრება.

ოზონის შრე დედამიწას ფარავს და აზიანებს ულტრაიისფერ, ან ულტრაიისფერი გამოსხივებას პლანეტის ზედაპირზე არსებულ ცოცხალ არსებამდე. ოზონის შრე ძირითადად სტრატოსფეროში არსებობს, ატმოსფეროს ფენა, რომელიც დედამიწის ზედაპირიდან 10-დან 50 კილომეტრამდე (დაახლოებით 6-დან 30 მილამდე) აღწევს. UV გამოსხივება იწვევს სხვადასხვა მავნე ზემოქმედებას ადამიანებში, მათ შორის კანის კიბოს და კატარაქტას, თვალის ობიექტივის დაბინდვას. ოზონი მოიცავს ჟანგბადის სამ ატომს, რომლებიც ქიმიურად არის შეკავშირებული, ხოლო ჟანგბადი მისი ჩვეულებრივი ფორმით არის დიატომიური, რაც ნიშნავს, რომ ის შეიცავს ჟანგბადის ორ ქიმიურად შეკავშირებულ ატომს. ოზონის მოლეკულები შთანთქავენ UV სხივებს, ამ ენერგიის გამოყენებით ხდება ჟანგბადის ატომის გამოყოფა ოზონის მოლეკულისგან. ეს იყენებს UV სხივის ენერგიას და უვნებელყოფს მას ცოცხალი არსებისთვის. ულტრაიისფერი დასხივების სამი ტიპიდან UVB ყველაზე საზიანოა, რადგან ის ყველაზე შორს, თუნდაც ოკეანის ზედაპირის ქვეშ აღწევს.

ქლოროფტორანწყალბადები ან CFC არის ნაერთები, რომლებიც შედგება ქლორის, ფტორისა და ნახშირბადის ელემენტების კომბინაციებისაგან; აეროზოლები, მაცივრები და ქაფები შეიცავს CFC– ს. ამ CFC– ების ჰაერში შეყვანისას ისინი ატმოსფეროში იზრდებიან ოზონის მოლეკულებთან შეხვედრისა და განადგურების მიზნით. პირველად გამოყენებული იქნა 1928 წელს, CFC– ები მას შემდეგ გახდა უფრო გავრცელებული, რადგან შეიქმნა სხვადასხვა CFC სხვა ნაერთები. ზოგიერთი უფრო ცნობილი CFC არის ფრეონის ნაერთები, რომლებიც იყენებდნენ მაცივრებსა და კონდიციონერებში გამაგრილებელ ინგრედიენტებს, მაგრამ ამის შემდეგ ისინი შეერთებულ შტატებში ეტაპობრივად გამოვიდა. აშშ-ს მთავრობა კვლავ ნებადართავს ფრეონის გამოყენებას ტექნიკასა და მანქანებში, სანამ მარაგი არსებობს. ეკოლოგიურად სუფთა ნაერთებმა ძირითადად შეცვალა ფრეონი, როგორც მაცივრები.

როდესაც მზის UV სხივები CFC– ს დაუკავშირდება, ქლორის ატომები იხსნება. ქლორის ეს ატომები ხეტიალობენ ატმოსფეროში, სანამ ოზონის მოლეკულებს არ შეხვდებიან. ქლორის ატომი და ოზონის ჟანგბადის ერთ-ერთი ატომი აერთიანებს და ტოვებს დიატომიურ, ან მოლეკულურ ჟანგბადს. როდესაც თავისუფალი ჟანგბადის ატომი დაუკავშირდება ამ ქლორ-ჟანგბადის ნაერთს, ორი ჟანგბადის ატომი აერთიანებს და ქმნის მოლეკულურ ჟანგბადს და ქლორის ქრება ოზონის მეტი მოლეკულების განადგურება. მოლეკულური ჟანგბადი, ოზონის მოლეკულებისგან განსხვავებით, ვერ ახერხებს UV სხივების მიღწევას დედამიწის ზედაპირამდე. აშშ-ს გარემოს დაცვის სააგენტოს შეფასებით, ქლორის ერთ ატომს შეუძლია 100000 ოზონის განადგურება. 1974 წელს მ. ჯ. მოლინა და ფ. ს. როულენდმა გამოაქვეყნა ნაშრომი, სადაც აღწერილია, თუ როგორ იშლებოდნენ CFC– ები ატმოსფეროში ოზონის მოლეკულებს.

CFC– ები ატმოსფეროში გამოდიან აღჭურვილობის გაჟონვის გამო. იმის გამო, რომ CFC– ები სტაბილური ნაერთებია და არ იხსნება წყალში, ისინი დიდი ხნის განმავლობაში, ათწლეულებიდან ასობით წლამდე იკავებენ თავს. საერთოდ, ოზონი მუდმივად ყალიბდება და ანადგურებს, მაგრამ ოზონის მთლიანი რაოდენობა არსებითად უნდა დარჩეს სტაბილურ რაოდენობაზე. CFC არღვევს ამ ბალანსს, ოზონს უფრო სწრაფად აშორებს, ვიდრე მისი შეცვლაა შესაძლებელი.

UVB სხივები ანადგურებს დნმ-ს, მოლეკულას, რომელიც ინახავს ყველა ცოცხალი არსების გენეტიკურ მასალას. ორგანიზმებს შეუძლიათ თვითონ აღადგინონ ამ დაზიანების ნაწილი, მაგრამ არარემონტებული დნმ იწვევს კიბოს წარმოქმნას და იწვევს სხვა მუტანტურ ეფექტებს, როგორიცაა დაკარგული ან დამატებითი კიდურები ცხოველებში. 1978 წელს, ოზონზე CFC– ს გავლენის შესახებ რამდენიმე კვლევის გამოქვეყნების შემდეგ ფენა, შეერთებულმა შტატებმა გადაწყვიტა აკრძალოს CFCs, რომელიც გამოიყენება აეროზოლებში, კიდევ რამდენიმე ქვეყანასთან შემდეგ სარჩელს.