молекулярный кислород, влияют внешние факторы (излучение, потоки частиц), под действием которых он разрушается (диссоциирует). Когда молекула озона поглощает ультрафиолетовое излучение или видимую радиацию при энергии кванта более 1,09 эВ, она разлагается на атом и двухатомную молекулу кислорода.
Исследования показали, что скорости реакций разрушения озона сильно зависят от присутствия катализаторов, в роли которых могут выступать различные химические соединения: от естественных атмосферных окислов до тех, которые попадают в атмосферу в результате природных катаклизмов типа мощных извержений вулканов, также в результате промышленной деятельности. Будучи химически активными, атомы О и молекулы О3 могут взаимодействовать между собой (кислородный цикл):
О+О3 → О2+О2.
К разрушению озона также приводят реакции азотного цикла:
О3+ NO→ NO2+О2,
NO2+О → NO+О2,
При достаточно высоких концентрациях NO и NO2 скорость гибели О и О3 может стать во много раз больше, чем в предыдущей реакции. Эти реакции наиболее существенны в слое с максимумом содержания озона.
В нижней стратосфере на разрушение озона и атомарного кислорода сильнее всего влияют водород и его окислы (водородный цикл):
|
Н + О3 ® ОН + О2, |
|
|
О + ОН ® Н + О2 |
|
|
ОН + О3 ® НО2 + О2, |
|
|
НО2 + О3 ®ОН + 2О2. |
На озон заметно воздействуют присутствующие в стратосфере соединения хлора, который может участвовать более чем в 70 реакциях разрушения озона, причем окись хлора выступает в роли катализатора (хлорный цикл; подобно хлору ведет себя бром):
|
Сl + О3 ® СlО + О2, |
|
|
СlО + О ® Сl + О2. |
Источником атомов хлора в стратосфере является диссоциация его соединений под воздействием излучения Солнца.
Таким образом, к разрушению стратосферного озона приводят четыре фотохимических цикла: кислородный, азотный, водородный и хлорный. По одним оценкам, около 1,2 % образующегося озона поступает в тропосферу, 17 % разрушается при кислородном цикле, 11 % - при водородном, остальные 70 % - при азотном. По другим данным, 17 % озона разрушается при кислородном цикле, 9 % - при водородном, 70 % - при азотном и 4 % - при хлорном. Правда, результирующий эффект не равен простой сумме эффектов от отдельных циклов, так как химические реакции между членами различных семейств снижают воздействие циклов на озон.
В 70-80 годы ХХ в. ряд ученых пришел к выводу, что хлор и его соединения могут быть причиной разрушения стратосферного озона Развитие цивилизации приводит росту выбросов хлорных соединений и их накоплению в атмосфере. Американский химик М. Молина, специалист по лазерам, в 1973 г. обнаруживает, что атомы хлора, под действием солнечной радиации отделяющиеся от молекул синтезированных человеком химических веществ, могут привести к гибели стратосферного озона. Ведущую роль в этом процессе играют так называемые фреоны (хлорфторуглероды). В июне 1974 г. журнал Nature публикует результаты исследований М. Молины, к которым подключился также Ш. Роуланд [Molina, Rowland, 1974]. Национальная академия наук США поддерживает выводы Молины и Роуланда. В 1975 г. Совет по охране природных ресурсов США просит Комитет по безопасности потребительской продукции США запретить применение фреонов в аэрозольных упаковках.
В 1977 г. в Вашингтоне представители 32 стран вырабатывают первый план действий по защите озонового слоя. 22 марта 1985 г. под напечатанным на шести языках текстом Венской конвенции об охране
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.