Как ХФУ разрушают озоновый слой?

Хлорфторуглероды или CFC - это класс газов, которые когда-то широко использовались в качестве хладагентов и пропеллентов. Хотя они оба нетоксичны и очень полезны, ХФУ разрушают озоновый слой, тонкий слой верхней атмосферы Земли, который поглощает ультрафиолетовое излучение Солнца. Поскольку ультрафиолетовый свет может вызвать рак кожи у людей, повреждение озонового слоя может иметь серьезные последствия для вашего здоровья.

ХФУ довольно инертны. Эта же особенность делает их привлекательными как промышленные химикаты и опасными для окружающей среды. Поскольку они настолько неактивны, они очень медленно разрушаются при попадании в атмосферу, что дает им время, чтобы достичь слоя атмосферы Земли, называемого стратосферой. В нескольких милях над поверхностью Земли в стратосфере находится слой, богатый газом, называемым озоном. Каждая молекула озона состоит из трех атомов кислорода, что не похоже на обычные молекулы газообразного кислорода, которые содержат только два атома кислорода каждый.

Когда они подвергаются воздействию сильного ультрафиолетового света, ХФУ окончательно распадаются, высвобождая одиночные атомы хлора с неспаренным электроном. Эти атомы хлора очень нестабильны и реагируют с озоном, расщепляя его на кислород посредством цепной реакции. Один атом хлора может вступить в реакцию со 100 000 молекул озона, прежде чем он окончательно соединится с другим атомом с образованием стабильного соединения. Вот почему даже небольшое количество молекул CFC может разрушить большие количества озона и оставаться активными в верхних слоях атмосферы в течение длительных периодов времени.

Хотя ХФУ являются продуктом деятельности человека, вулканы могут вносить свой вклад в ущерб, делая эти озоноразрушающие вещества еще более разрушительными. Небольшие частицы пыли, рассеянные в результате извержений, таких как извержение вулкана Mt. Пинатубо на Филиппинах достигает верхних слоев атмосферы и мешает химическим реакциям, удаляющим атомы хлора. Когда это происходит, атомы хлора остаются активными в течение более длительного периода времени и, таким образом, имеют шанс расщепить намного больше молекул озона.

Конечно, ХФУ не остаются активными бесконечно; со временем химические реакции превращают атомы хлора в другие более стабильные соединения, не разрушающие озон. Вот почему уровни ХФУ в стратосфере будут постепенно падать до тех пор, пока люди перестанут добавлять эти газы в атмосферу. Если провести достаточно времени в отсутствие ХФУ, озоновый слой может в конечном итоге восстановиться после повреждений, поскольку озон образуется в верхних слоях атмосферы в результате естественных химических процессов. Производство ХФУ было прекращено к середине 1990-х годов на основании международного соглашения, называемого Монреальским протоколом. По данным Агентства по охране окружающей среды США, ученые считают, что озоновый слой может вернуться к нормальному уровню где-то после 2060 года.