Kā hlorfluorogļūdeņraži kaitē ozona slānim?

Zemei ir daudz priekšrocību starp Saules sistēmas planētām no mērenās temperatūras un ūdens un skābekļa esamība tās ozona molekulu slānī, kas aizsargā tās iedzīvotājus no saules kaitīgās iedarbības enerģija. Hlorfluorogļūdeņražu jeb CFC parādīšanās apdraudēja ozona slāni un Zemes iedzīvotāju izdzīvošanu. Ražotāji domāja, ka ķīmiskās vielas ir panaceja viņu ražošanas galvassāpēm, jo ​​CFC neizdala smakas, bija stabili, nebija viegli uzliesmojoši vai toksiski un tos varēja lēti ražot. Šie ražotāji nezināja, ka viņu cerības tiks iznīcinātas tikai gadu desmitiem vēlāk.

Ozona slānis apņem Zemi un turpina kaitēt ultravioletajam vai UV starojumam, nokļūstot uz dzīvajām būtnēm uz planētas virsmas. Ozona slānis galvenokārt pastāv stratosfērā - atmosfēras slānī, kas sasniedz 10–50 kilometrus (apmēram 6–30 jūdzes) virs Zemes virsmas. UV starojums cilvēkiem rada dažādas kaitīgas sekas, tostarp ādas vēzi un kataraktu, acs lēcas apmākšanos. Ozons satur trīs skābekļa atomus, kas savienoti kopā ķīmiski, savukārt skābeklis tā parastajā formā ir diatomisks, tas nozīmē, ka tajā ir divi ķīmiski saistīti skābekļa atomi. Ozona molekulas absorbē UV starus, izmantojot šo enerģiju, lai atdalītu skābekļa atomu no ozona molekulas. Tas izmanto UV staru enerģiju un padara to nekaitīgu dzīvajām būtnēm. No trim UV starojuma veidiem UVB ir viskaitīgākais, jo tas sasniedz vistālāk pat zem okeāna virsmas.

Hlorfluorogļūdeņraži jeb CFC ir savienojumi, kas sastāv no hlora, fluora un oglekļa elementu kombinācijām; aerosoli, dzesētāji un putas satur CFC. Kad šie CFC nonāk gaisā, tie paceļas atmosfērā, lai satiktos un iznīcinātu ozona molekulas. Pirmo reizi lietojot 1928. gadā, CFC kopš tā laika ir kļuvis arvien izplatītāks, jo tika izveidoti dažādi citi CFC savienojumi. Daži no labāk zināmajiem CFC ir freona savienojumi, kurus izmantoja kā dzesēšanas sastāvdaļas ledusskapjos un gaisa kondicionieros, bet kopš tā laika tie tika pakāpeniski pārtraukti Amerikas Savienotajās Valstīs. ASV valdība joprojām atļauj izmantot freonu ierīcēs un transportlīdzekļos, kamēr ir pieejami krājumi. Videi draudzīgi savienojumi freonu pārsvarā aizstājuši kā dzesētājus.

Kad saules UV stari nonāk saskarē ar CFC, hlora atomi atbrīvojas. Šie hlora atomi klīst pa atmosfēru, līdz tie saskaras ar ozona molekulām. Hlora atoms un viens no ozona skābekļa atomiem apvienojas, aiz sevis atstājot diatomisko jeb molekulāro skābekli. Kad brīvais skābekļa atoms saskaras ar šo hlora-skābekļa savienojumu, abi skābekļa atomi apvienojas, veidojot molekulāro skābekli, un hlors izdalās, lai iznīcinātu vairāk ozona molekulu. Molekulārais skābeklis, atšķirībā no ozona molekulām, nespēj noturēt UV starus no Zemes virsmas. ASV Vides aizsardzības aģentūra lēš, ka viens hlora atoms var iznīcināt pat 100 000 ozona molekulu. 1974. gadā M. Dž. Molina un F. S. Roulends publicēja rakstu, kurā izklāstīts, kā CFC sadalīja ozona molekulas atmosfērā.

CFC nokļūst atmosfērā, jo ir noplūdušas iekārtas. Tā kā CFC ir stabili savienojumi un nešķīst ūdenī, tiem ir tendence noturēties ilgu laiku, sākot no gadu desmitiem līdz simtiem gadu. Parasti ozons pastāvīgi tiek veidots un iznīcināts, taču kopējam ozona daudzumam atmosfērā būtībā vajadzētu palikt stabilam skaitam. CFC izjauc šo līdzsvaru, noņemot ozonu ātrāk, nekā to var aizstāt.

UVB stari noārda DNS - molekulu, kas uzglabā visu dzīvo lietu ģenētisko materiālu. Organismi paši var novērst dažus no šiem bojājumiem, taču neremontētā DNS izraisa vēža veidošanos un rada citas mutācijas, piemēram, dzīvnieku pazušanu vai papildu ekstremitāšu parādīšanos. Pēc vairāku pētījumu par CFC ietekmi uz ozonu publicēšanas 1978. gadā ASV ar vairākām citām valstīm nolēma aizliegt aerosolos izmantotos CFC šāds uzvalks.