Озонові дірки
Життя зберігається тому, що навколо планети утворився озоновий екран, який захищає біосферу від смертоносного ультрафіолетового проміння. Але в останнє десятиліття відмічено зниження вмісту озону в захисному шарі.
Руйнування озонового екрана спостерігалося кожної весни над Антарктидою з 1975 р. Пізніше над Північним полюсом було також відмічено скорочення озонового стовпа на 10%, а над Антарктидою — на 40% (озоновий шар — це кількість озону, через яку ультрафіолетові промені повинні пройти з верхніх шарів атмосфери до поверхні Землі у даному пункті). У захисному озоновому шарі з'явилися дірки.
Середня концентрація озону в атмосфері становить приблизно 0,0003%, хоча і коливається у різних географічних областях. Коливання концентрації озону навіть до 30% в одному і тому ж місці вважаються нормальними. Коливання середнього рівня можуть сягати 10% і обумовлені, ймовірно, природними флуктуаціями вмісту озону. Зменшення кількості озону внаслідок діяльності людини може впливати на здоров'я людей і клімат Землі. Так, американські вчені вважають, що кожне зменшення озонового шару на 1% призводить до 2%-вого підсилення ультрафіолетової радіації і до 2,5%-вого прискорення випадків захворювань на рак шкіри.
Причини появи озонових дір пояснюють по -різному. Можливо, це пов’язано з природними циклами, на які раніше не звертали увагу. Спершу головною причиною вважали руйнівний вплив на озоновий шар надзвукових транспортних літаків, які забруднюють стратосферу водою та оксидами азоту, здатними руйнувати озон:
Але висока вартість таких польотів настільки уповільнила розвиток надзвукових перевезень, що тепер вони не є суттєвою загрозою для озонового екрану. Однак в одному вчені солідарні: фреони (хлорфторвуглеводні) сприяють руйнуванню озонового шару.
Ці хімічні речовини, створені людиною, широко використовуються в якості аерозолів, хладогентів та розчинників.Потрапляючи в атмосферу, хлорфторвуглеводні руйнуються, а атоми хлору, що при цьому виділяються, взаємодіють з озоном:
Монооксид хлору (CIO), що утворився, взаємодіє з атомами кисню і відновлює хлор:
Потім виникає ланцюгова реакція руйнування озону.
Виробництво хлорфторвуглеводних у світі дуже високе: лише США дають половину всієї кількості (800-900 тис.т.). Хлор- і фторзаміщені вуглеводні не лише впливають на озон, але і поглинають інфрачервоне випромінювання, що може поглиблювати парниковий ефект.
Крім того, вчені усвідомили, що хлор- і фторзаміщені вуглеводні та надзвукова авіація зовсім не єдині фактори, що наносять шкоду озоновому шару. Атомні вибухи також вивільняють оксиди азоту, які руйнують озон. Відповідно, у випадку атомної війни ультрафіолетова радіація може стати такою ж проблемою, як і радіоактивні опади.
Вихлопні гази автомобілів, добрива у грунті — також джерела оксидів азоту. Відомо, що бром у вигляді метилброміду CH3Br, що широко використовується у сільському господарстві, також може руйнувати озон. Скільки його потрапляє в атмосферу, поки невідомо. Передбачають, що великі кількості таких промислових хімікатів, як чотирихлористий вуглеводень CCI4 і метилхлороформ CH3CI3, можуть виділяти помітні кількості хлору.
Але існують явища та процеси, які уповільнюють руйнування озону або сприяють його утворенню. Вважається, що парниковий ефект призводить до нагрівання атмосфери лише поблизу поверхні Землі, а у стратосфері — можливе охолодження, яке уповільнює руйнування озону. Метан та оксиди азоту (N0, N02) у тропосфері сприяють утворенню озону. Таким чином, діє комплекс протилежно спрямованих факторів.
Отож, руйнують озон хлор- та фторзаміщені вуглеводні і оксид азоту N2O від надзвукових літаків, що літають у стратосфері, а також чотирихлористий вуглеводень і метилхлороформ. Утворення 251
озону прискорюється N0, N02, що виділяються при спалюванні палива та польотах реактивних літаків нижче стратосфери:
Відповідно утворення озону відбувається, головним чином, у тропосфері, а руйнування — у стратосфері.
Але навіть якщо уявити, що ці протилежні процеси компенсують один одного, то внаслідок переміщення озону з одного шару атмосфери в інший відбувається порушення природної рівноваги. Наслідки цього поки невідомі. Однак вірогідно, що цим руйнується захисний екран Землі.
У США, на долю яких припадала половина усього світового викиду хлор- та фторвуглеводнів, фреонів у 1979 р. використання їх в аерозолях було заборонено законом. Однак застосування цих сполук у холодильниках та кондиціонерах після деякого зниження у 70-х р. знову зросло.
Міжнародна конференція з цієї проблеми (Монреаль, 1987) прийняла резолюцію скоротити випуск хлор-, фторвуглеводнів до кінця століття на 50%. У матеріалах Конференції OOH у Ріо-де- Жанейро (1992) відзначено, що є підстави для хвилювання з приводу руйнування стратосферного озонового шару Землі. Незважаючи на Монреальський протокол, загальний вміст речовин, які руйнують озоновий шар, в атмосфері продовжує збільшуватись. Це свідчить про те, що прийняті домовленості, якщо і виконуються, то не всіма країнами. У зв'язку з цим урядам усіх країн запропоновано ратифікувати або прийняти Монреальський протокол та поправки до нього 1990 р. Це означає, що розвинені країни повинні у найкоротші терміни зробити внески у Віденський та Монреальський цільові фонди з озонового шару та сприяти передачі технологій заміни хлор- і фторвуглеводнів країнам, що розвиваються.
3.1.2.