Как ХФУ разрушают озоновый слой?

До того, как Томас Мидгли-младший и его соратники изобрели фреон в 1928 году, наиболее распространенными хладагентами были опасные химические вещества, такие как диоксид серы, хлористый метил и аммиак. Фреон - это комбинация нескольких хлорфторуглеродов, или CFC, которые настолько химически инертны, что инженеры полагали, что они нашли чудо-соединение. ХФУ безвкусны, без запаха, негорючие и некоррозионные, но в 1974 году двое ученых предупредили, что они далеко не безвредны, и их предупреждения подтвердились в 1985 году.

Озоновый слой

Кислород является вторым по распространенности газом в атмосфере Земли и существует в основном в виде молекул, состоящих из двух атомов кислорода. Однако кислород может объединяться в молекулы с тремя атомами, которые называются озоном. Озон у земли является загрязнителем, но в верхних слоях стратосферы он образует защитный слой вокруг планета, которая поглощает ультрафиолетовый солнечный свет, тем самым защищая все живое от вредного воздействия этого радиация. Толщина этого слоя измеряется в единицах Добсона (ДЕ); одна DU составляет одну сотую миллиметра при стандартной температуре и давлении. Озоновый слой в среднем имеет толщину от 300 до 500 DU, что составляет примерно толщину двух уложенных друг на друга пенсов.

Влияние ХФУ

Ученые впервые начали понимать способность хлора деструктивно взаимодействовать с озоном в в начале 1970-х годов, а Шервуд Роуленд и Марио Молина предупредили об опасности, которую ХФУ представляют для озонового слоя в 1974. Эта опасность является прямым следствием того факта, что ХФУ, содержащие углерод, фтор и хлор, настолько инертны. Поскольку они не вступают в реакцию ни с чем в нижних слоях атмосферы, молекулы CFC в конечном итоге мигрируют в верхние слои атмосферы, где солнечное излучение достаточно интенсивно, чтобы разорвать их на части. В результате образуется свободный хлор - элемент, который не является инертным.

Влияние хлора на озон

Процесс разрушения озона хлором состоит из двух этапов. Радикал хлора, обладающий высокой реакционной способностью, отделяет лишний атом кислорода от молекулы озона, образуя монооксид хлора и оставляя молекулу кислорода в качестве продукта реакции. Однако окись хлора также очень реактивна, и она соединяется с другой молекулой озона, образуя две молекулы кислорода и оставляя атом хлора свободным, чтобы снова начать процесс. Один атом хлора может разрушить тысячи молекул озона при достаточно низких температурах. Эти температуры существуют над Антарктикой и, в меньшей степени, над Арктикой зимой.

Озоновая дыра

Ученые впервые обнаружили признаки озоновой дыры над Антарктикой в ​​1985 году. Мировые правительства быстро отреагировали, заключив в Монреале в 1987 году соглашение о постепенном отказе от использования ХФУ странами, подписавшими соглашение, к 2010 году. Средняя толщина слоя озоновой дыры, которая образуется ежегодно во время антарктической весны, составляет около 100 DU - толщину копейки. Самая большая дыра наблюдалась в 2006 году; его площадь составляла 76,30 миллиона квадратных километров (29,46 миллиона квадратных миль); ни одна дыра в последующие годы, по состоянию на 2014 год, не была такой большой. Первая озоновая дыра над Арктикой наблюдалась в 2011 году после необычно холодной арктической зимы.

Teachs.ru
  • Доля
instagram viewer