Озонова «діра»

В атмосфері відбуваються одночасно процеси як утворення, так і руйнування озону. Під впливом поглинання ультрафіолетової радіації відбувається розпад молекули кисню на два атоми, які володіють великим запасом енергії в порівнянні з нормальним станом. З цієї причини молекула озону може утворитися лише при потрійному зіткненні молекули кисню (), збудженого атома кисню ( О´ ) та молекули азоту ( ) або будь-якого іншого газу ( М ), який поглинає надлишок енергії, що виділяється при утворенні молекули озону. Руйнується озон також внаслідок впливу на нього кванта сонячної енергії. При цьому швидкість руйнування озону істотно залежить від температури - чим вища температура, тим швидкість руйнування більша. Отже, рівноважна концентрація озону, тобто густина шару озону, що встановилася, виявляється при інших однакових умовах залежною від температури: чим нижче температура, тим вище рівноважна концентрація озону, і навпаки. З цієї причини у високих широтах восени та взимку через відсутність притоку сонячної радіації вміст озону малий, але повністю озон у полярних зонах не зникає, тому що має місце обмін повітрям між низькими та високими широтами. Навесні, коли тільки починає надходити в полярну область сонячна радіація, кількість озону при дуже низьких температурах, які затримують процес його розпаду, швидко зростає, але потім з підвищенням температури вміст озону починає зменшуватись. [8]

Великою несподіванкою на початку 80 - х років виявилось різке зменшення над Антарктидою густини озонового шару, у результаті чого в цьому регіоні сформувалась «озонова діра». Її площа в 1984 - 1985 р.р. становила кілька мільйонів квадратних кілометрів. В 2008 році розмір озонової «діри» над Антарктидою склав 27 млн квадратних кілометрів. Озонова «діра» - це локальна ділянка озоносфери, де концентрація озону ( густина озонового шару) істотно (до 40-50%) менша за звичайну. Так, у 1985 р. британські науковці під керівництвом Джорджа Фармана повідомили результати спостереження за атмосферою, згідно з якими за попередні вісім років весняний вміст озону над Північним і Південним полюсами зменшився на 40%.[8]

Існують різні причини цього феномену:

Руйнування озонового шару оксидами нітрогену, що надходить із двигунів надзвукових транспортних літаків і ракет (оксид нітрогену антропогенного походження утворюється із нітрогену і кисню повітря при температурі більш 10000°С в присутності каталізатора, в якості яких виступають при згоранні палива ( чим вища температура процесу горіння, тим більше утворюється оксиду нітрогену N.)).

Особливості циркуляції атмосфери - повітряні потоки з нижніх шарів атмосфери під час руху вгору розштовхують озон.

Руйнування озону в атмосфері сполуками хлорфторвуглеводнями.

Природна причина - надходження в стратосферу атомарного хлору - хлор метану СІ - продукт життєдіяльності організмів в океані і лісних пожарів на суші; полярна зама ( відсутність сонячного випромінювання ); стійкий полярний вихор; утворення полярних стратосферних хмар, частинки яких каналізують реакції розпаду озону; під час великих вулканічних вивержень в атмосферу викидаються дуже багато хлору, який досягає стратосфери. Основною причиною змін в озоновому шарі є велика кількість пилу, який потрапляє під час виверження.

Установлено, що руйнування озонового шару сприяють також деякі хімічні речовини ( зокрема оксиди азоту ): потрапляючи в стратосферу з висхідними повітряними течіями, вони вступають у реакцію з озоном і розкладають його на кисень.

На процес руйнування озону впливає виділення в атмосферу закису азоту в результаті денітрифікації зв'язаного азоту ґрунтовими бактеріями. Надмірне і неконтрольоване внесення мінеральних добрив збільшує кількість закису азоту. Частина закису азоту під впливом бактерій розпадається до молекулярного азоту, а інша частина в атмосфері перетворюється на окисли азоту, які й руйнують озон.

•(закис азоту) O + O → NO + NO

Вона може протікати тільки вдень, тільки за наявності Сонця. Потім NO вступає в реакцію з озоном, водночас руйнуючи його, що приводить до утворення іншого оксиду азоту, N:

• + NO → N +

Цікаві статті з розділу

Екологічна безпека мастильно-охолоджувальних рідин
Актуальність. Промисловість спричиняє значний негативний вплив на довкілля, що характеризується викидом небезпечних речовин, накопиченням як рідких так і твердих токсичних відходів. Необхідн ...

Атомна енергетика та її вплив на довкілля
На всіх стадіях свого розвитку людина була тісно пов'язана з навколишнім світом. Але з тих пір як з'явилося високоіндустріальне суспільство, небезпечне втручання людини в природу різко підси ...

Розрахунок розсіювання шкідливих речовин
Розподіл в атмосфері забруднюючих речовин, що викликаються з промислових джерел забруднення, підкоряється законам турбулентної дифузії. На процес розсіювання викидів суттєво впливає стан атмосфери, ...