Вопросы, которые часто задают об озоне…, страница 3

Четыреххлористый углерод полностью инертен  до высот порядка  50 километров и  поэтому  распределен в атмосфере практически равномерно.

CFC-11 инертен в нижней атмосфере и практически равномерно распределен там. В то же время, содержание CFC-11 уменьшается по мере того, как газ достигает больших высот, поскольку он разрушается коротковолновым, ультрафиолетовым излучением Солнца. Хлор, освобождаемый при этом разрушении CFC-11 и других ХФУ, остается в стратосфере на несколько лет, и за это время каждый атом хлора разрушает много тысяч молекул озона.

Каковы доказательства того, что стратосферный озон разрушается хлором и бромом ?   

Ряд лабораторных исследований и анализ проводимых во всем мире стратосферных измерений показали, что химические соединения, содержащие хлор и бром, разрушают молекулы озона.

Исследования в лаборатории показывают, что хлор (Cl) очень быстро вступает в реакцию с молекулами озона. Показано также, что химически активный монооксид хлора (ClO), образовавшийся в этой реакции, может участвовать в других процессах, которые на конечной стадии снова дают  свободный  атом хлора. Это позволяет всей последовательности процессов разрушения озона повторяться очень много раз. Подобные реакции происходят также между озоном и бромом (Br).

Весь накопленный научный опыт свидетельствует о том, что такие  химические реакции имеют место и в природе. Однако одновременно с ними в стратосфере протекает множество других реакций (включающих эти и другие химические вещества).  Поэтому трудно проследить их связь с происходящими в озоносфере изменениями. Тем не менее, всякий раз, когда хлор (или бром) и озон встречают друг друга в стратосфере, происходит реакция разрушения озона.

Иногда небольшое число химических реакций настолько доминирует в конкретной природной ситуации, что их влияние на озоносферу почти также ясно как и в лабораторном эксперименте. Подобная ситуация возникает в стратосфере Антарктиды во время образования «весенней озоновой дыры».

В обширных зонах над Антарктидой достигаются столь низкие температуры (менее    -80°С), что образуются специфические стратосферные облака.  Эти облака позволяют протекать реакциям, превращающим инертные формы хлоросодержащих веществ в активные озоноразрушающие формы. Среди последних – монооксид хлора, который  под действием солнечного света инициирует разрушение озона. Количество свободного  хлора в таких зонах  значительно выше, чем  характерно для средних высот.  Это приводит к более быстрому химическому разрушению озона.

Подобные реакции с участием хлора и брома происходят в течение зимы и весны также в полярных областях Арктики, что приводит к определенному химическому разрушению озона и в этом регионе.  Поскольку в Арктике обычно не так холодно как в Антарктике, там образуется меньше стратосферных облаков и, следовательно, меньше разрушение озона.

Является ли попадающий в стратосферу хлор  продуктом исключительно человеческой деятельности?

Считается,  что основная масса хлора попадает в стратосферу в результате человеческой деятельности. Многие вещества, содержащие хлор, выделяются на поверхности Земли. Те, что растворяются в воде, не могут в значительных количествах подняться до высот стратосферы, поскольку буквально «вымываются» из атмосферы во время дождей и снегопадов. Например, большое количество хлора высвобождается при выпаривании морских аэрозолей в виде частиц морской соли (хлористого  натрия). Однако  морская соль легко растворяется в воде, и хлор в таком виде быстро впитывается облаками, частицами льда, снега или каплями дождя и не попадает в стратосферу.

   Другим «наземным» источником хлора является  его использование для хлорирования воды в бассейнах и в составе домашних отбеливающих и чистящих средств (вспомните “COMETE” и  “ACE”). Выделяемый хлор в этих случаях быстро превращается в формы, растворимые в воде, и, следовательно, выводится из нижней атмосферы. Хлор, содержащийся в таких веществах, никогда не достигает стратосферы в сколько-нибудь значительных количествах. Аналогичная ситуация имеет место с извержениями  вулканов, выбрасывающими в атмосферу много соляной кислоты (HCl). Наконец, следует отметить, что хотя некоторые ракетные двигатели (Шаттл) доставляют непосредственно в стратосферу определенное количество хлора, в сумме оно не превышает 1%  от общей массы попадающего за год в стратосферу хлора в виде галогенуглеродов.