АТМОСФЕРА И ИЗЛУЧЕНИЕ. ОЗОНОВЫЙ СЛОЙ

Наука » Химия

Солнце излучает электромагнитные волны разной длины: видимый свет (400—740 нм), а также невидимое че­ловеческим глазом инфракрасное, сокращённо ИК (740 нм — 1 мм), и ультрафиолетовое, или УФ (10— 400 нм), излучение.

Ультрафиолетовые волны обла­дают энергией, достаточной для раз­рыва некоторых химических связей. В атмосфере коротковолновое, так называемое жёсткое УФ-излучение (с длиной волны меньше 242 нм) вы­зывает диссоциацию молекул О2:

О2 ®hv2О. Атомы кислорода могут присоединяться к другим молекулам О2, и тогда образуется озон: О+О23.

Озон тоже способен поглощать УФ-излучение, только с большей дли­ной волны (220—350 нм). При этом  он распадается на атомарный кисло­род и О2. Таким образом, поглощая УФ-лучи, кислород и озон не пропус­кают их к поверхности Земли.

Реакции образования и разложе­ния озона протекают в основном на высоте 20—30 км. Эта часть атмосфе­ры получила название озонового слоя. Ниже озонового слоя жёсткие УФ-лучи почти не проходят.

 

В 1985 г. в английском журнале «Nature» («Природа») была опублико­вана статья группы сотрудников Бри­танской антарктической службы, в которой говорилось, что начиная с 1977 г. в небе над Антарктидой наблюдалось сезонное снижение концент­рации озона. Происходило оно неза­долго до окончания антарктической полярной ночи. Так мир впервые узнал об озоновой дыре. Дальнейшие наблюдения привели к неутешитель­ному результату: из года в год озоно­вая дыра разрасталась, и слой озона в ней становился всё тоньше и тоньше.

 

Молекула озона весьма неустойчи­ва. Столкнувшись с радикалом (т. е. частицей, содержащей неспаренный электрон), она теряет атом кислоро­да, превращаясь в молекулу О2: О3+R2+RO. Частицы RO реагиру­ют с атомарным кислородом, образуя молекулу О2 и исходный радикал: RO+О=R2. Высвободившийся радикал R разрушает следующую мо­лекулу озона и т. д. Таким образом, свободные радикалы оказываются ка­тализаторами разрушения озона.

Существуют по меньшей мере три радикала, реагирующих с атмосфер­ным озоном: ОН, NO, Сl. Учёные ведут споры о роли этих частиц в раз­рушении озонового слоя и о причи­нах их образования!

 

Наиболее распространена точка зрения, согласно которой главные ви­новники появления озоновой дыры — радикалы хлора. Один атом хлора способен разрушить несколько тысяч молекул озона. Основным же источни­ком этих радикалов в атмосфере счи­тают фреоны — соединения углерода с фтором и хлором (например, фре­он-11 CFCl3 и фреон-12 CF2Cl2). Эти ве­щества нетоксичны и химически инертны и потому нашли широкое применение в качестве хладагентов, вспенивателей пластмасс, сжатого га­за в аэрозольных баллончиках и т. д. Однако благодаря своей устойчивости фреоны, оказавшись в атмосфере, со временем достигли озонового слоя. Под действием мощного УФ-излучения в молекулах фреонов происходит разрыв связи С—Cl, так и образуется атомарный хлор. Данный механизм был описан ещё в 1974 г., т. е. за десять лет до обнаружения озоновой дыры.

 

На вопрос, почему озоновая дыра возникла именно над Антарктидой, ответить оказалось проще. Вокруг Ан­тарктиды закручен вихрь западных ветров, который зимой фактически изолирует воздушные массы конти­нента от остальной планеты. Поэто­му полярной ночью, когда образова­ния озона не происходит, разрушение озонового слоя идёт полным ходом.

 

Проблема сохранения озонового слоя озаботила весь мир. И в 1987 г. правительства развитых стран подпи­сали «Монреальский протокол по ве­ществам, разрушающим озоновый

 



Источник: Мир Энциклопедий Аванта+
Авторы: Андрей Дроздов, Илья Леенсон, Дмитрий Трифонов, Денис Жилин, Александр Серов, Андрей Бреев, Андрей Шевельков, Вадим Ерёмин, Юлия Яковлева, Оксана Рыжова, Виктория Предеина, Наталья Морозова, Алексей Галин, Сергей Каргов, Сергей Бердоносов, Александр Сигеев, Оксана Помаз, Григорий Середа, Владимир Тюрин, Антон Максимов, Вячеслав Загорский, Леонид Каневский, Александр Скундин, Борис Сумм, Игнат Шилов, Екатерина Менделеева, Валерий Лунин, Абрам Блох, Пётр Зоркий, Александр Кури, Екатерина Иванова, Дмитрий Чаркин, Сергей Вацадзе, Григорий Серела, Анастасия Ростоцкая, Александр Серое, Анастасия Сигеева
Авторское право на материал
Копирование материалов допускается только с указанием активной ссылки на статью!

Похожие статьи

Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.