Вопросы, которые часто задают об озоне…, страница 2

Данные, накопленные международным научным сообществом  более чем за два десятилетия, показали, что за  разрушение озонового слоя «ответственны» химические вещества, производимые человеком. Озоноразрушающие вещества (ОРВ) содержат различные комбинации химических элементов: хлора, фтора, брома, углерода и водорода и часто обозначаются общим термином – «галогенуглероды». Соединения, которые содержат только хлор, фтор и углерод называются хлорфтороуглеродами  (ХФУ). Четыреххлористый углерод и метил-хлороформ – важнейшие производимые человеком озоноразрушающие газы, до сих пор широко используются в  таких областях, как рефрижерация (замораживание), кондиционирование воздуха, производство пенопластов, очистка электронных компонентов, а также в производстве растворителей. Другая важная группа производимых человеком ОРВ – это «галоны», которые содержат углерод, бром, фтор и (в некоторых случаях) хлор и используются, главным образом, как средства пожаротушения.

Правительства многих стран решили полностью прекратить производство и использование  названных озоноразрушающих веществ (за исключением немногих специальных применений), а промышленность разработала более «озонодружественные» заменители. 

В связи с  разрушением стратосферного озонового слоя, необходимо задать следующие вопросы: Сможем ли мы восполнить нанесенный ущерб? и - Как мы можем предотвратить дальнейшее разрушение?  Были оценены   различные варианты.

Исследовались способы:

·  избирательно вытеснить хлорфторуглероды из атмосферы;

·    перехватить озоноразрушающий хлор до того, как произошло максимальное разрушение;

·  возместить потерю озона в стратосфере (возможно, доставкой озона из городов с большим содержанием смога, или производя новый озон).

Однако озон сильно реагирует с другими молекулами и слишком нестабилен, чтобы его можно было где-нибудь производить (например, в городском смоге) и доставлять в стратосферу. Если принять во внимание гигантский объем земной атмосферы и величину глобального разрушения стратосферного озона, то все предложенные решения окажутся слишком дорогостоящими, слишком энергопотребляющими, непрактичными и потенциально разрушительными для природы Земли.

Стало ясно, что меры по восстановлению стратосферного озонового слоя требуют  совместных  действий. Были заключены международные соглашения по исследованию состояния и борьбе с  разрушением озонового слоя. В рамках этих соглашений производство наиболее озоноопасных веществ в развитых странах было прекращено к 1996 г., за исключением немногих специальных применений.  К 2010 г. их производство должно быть прекращено в развивающихся странах. В результате этих мероприятий общая концентрация хлора в нижних слоях атмосферы (который затем может попасть в стратосферу) уже прошла свой максимум. А его концентрация в стратосфере, вероятно,  достигнет пика к концу нынешнего десятилетия и начнет медленно снижаться в соответствии с естественным процессом очищения атмосферы. Ожидается, что при прочих равных условиях и при выполнении международных соглашений, озоновый слой восстановится в последующие 50 лет.

Как хлорфтороуглероды (ХФУ) могут попасть в стратосферу если они тяжелее воздуха?

ХФУ достигают стратосферы потому, что атмосфера всегда находится в движении и перемешивает попавшие в неё химические вещества.

Молекулы ХФУ, в самом деле,  в несколько раз тяжелее воздуха. Тем не менее, тысячи измерений, проведенных с помощью зондов, с борта самолетов и спутников показывают, что ХФУ действительно присутствуют в стратосфере. Это происходит потому, что ветры и другие движения воздуха перемешивают атмосферу до высот гораздо больших, чем вершина стратосферы, значительно быстрее, чем молекулы могут осесть под действием своего веса. Газы, которые подобно ХФУ не растворяются в воде  и химически инертны   в нижней атмосфере, относительно быстро перемешиваются и таким образом достигают стратосферы, несмотря на свой вес.

Данные об изменении концентраций различных газов в зависимости от высоты дают  полные сведения о судьбе различных соединений в атмосфере. Например, два газа: четырехфтористый углерод (CF₄ , в основном являющийся  побочным продуктом при производстве алюминия)  и CFC-11 ( CCl₃F, используемый во многих отраслях человеческой деятельности) – оба тяжелее воздуха, однако ведут себя в атмосфере по-разному.