Озоновый слой атмосферы разрушается под действием: Названа причина разрушения озонового слоя Земли – Москва 24, 16.01.2020

От напастей нашу планету защищает трехмиллиметровый озоновый слой

16 сентября человечество отмечает Международный день охраны озонового слоя. Памятная дата совпадает с моментом подписания 31 год назад Монреальского протокола, предусматривающего снятие с производства ряда химических веществ, разрушающих этот тончайший, не более трех миллиметров, оберег нашей Земли. К ним относятся фреоны (у нас чаще говорят «хладоны»), широко используемые в холодильном оборудовании, всевозможные химикаты-растворители, а также реагенты для тушения пожаров. Масштабы их применения в современном мире огромны…

ХРАНИТЕЛЬ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ

«Главное, чем озон интересен для нас, — его способность защищать биосферу Земли от жесткого ультрафиолетового излучения, — рассказывает старший научный сотрудник отдела динамической метеорологии Главной геофизической обсерватории имени А.И. Воейкова (Санкт-Петербург) Андрей Киселев. — Умеренные дозы ультрафиолета вызывают загар и тонизируют человеческий организм, а повышенные — повреждают клетки кожи и провоцируют рак.

Наибольший риск у представителей белой расы. По прогнозу ООН, реализация Монреальского протокола предотвратит два миллиона случаев рака кожи к 2030 году. Радиация накапливается в течение всей жизни человека. Еще одно следствие этого — рост случаев поражения хрусталика глаза катарактой. Проявляет озон себя и как парниковый газ. Интенсивно поглощая инфракрасную (тепловую) радиацию, он влияет на формирование температуры в атмосфере и изменение климата».

Без озона не было бы жизни на нашей планете. Природа диалектична. Озон на высоте 15-30 километров для человека спаситель, а в приземном слое (тропосфере) — токсичный загрязнитель, яд по российской классификации первого класса опасности. В городах он — один из основных компонентов смога, связанного с выбросами автотранспорта. Достается от него и растениям. Высокая концентрация токсичного газа ежегодно оборачивается потерями 25 миллионов тонн урожая риса, пшеницы, сои и кукурузы.

Тема озонового слоя появилась в общественной дискуссии в 1985 году, когда ученые обнаружили озоновую дыру сначала над Антарктидой, а потом и над Арктикой. Ее появление на Южном полюсе в конце зимы и начале весны вызвано воздействием трех факторов, объясняет климатолог. Первый — блокирование воздухообмена между полярными и средними южными широтами. Второй — разрушение озона при особо низких, порядка минус 85-75 градусов, температурах. Третий — разрушение озона в химических реакциях с участием атомов хлора и брома. Содержание последних в стратосфере (слой атмосферы на высоте от 11 до 50 километров) в 1970-1980-е годы выросло в 6-8 раз. Причиной тому всеобщее использование фреонов в качестве хладагентов, распылителей, пенообразователей, растворителей и тому подобного. То есть истощение озонового слоя возникает и по естественным причинам, но, прежде всего, определяется антропогенным фактором. Попыткой нейтрализовать плоды хозяйственной активности человека стало подписание в 1985 году Венской конвенции об охране озонового слоя, а через два года — Монреальского протокола. Его конечная цель — прекращение выпуска и применения озоноразрушающих веществ с заменой их на более щадящие.

ФРЕОНЫ ПОД ЗАПРЕТОМ

У «фреоновой теории» есть оппоненты. Они утверждают, что вклад хозяйственной деятельности человека ничтожен по сравнению с глобальными космическими воздействиями. За этим скепсисом — несогласие признать пагубность выбросов в атмосферу рукотворных химикатов, выпуск которых пришлось сворачивать, а промышленность переориентировать на выпуск других соединений (с теми же холодильными и прочими свойствами, но без хлора или брома в своем составе).

Сторонников Монреальского протокола одно время даже записывали в «агенты Дюпона» — американской химической корпорации «Дюпон де Немур». Она обеспечивала продукцией значительную часть потребностей мировой экономики в хлорфторуглеродах (фреонах) и оперативно перестроилась на выпуск «дружественных озону» веществ. Но любая теория проверяется практикой. В прошлом году Монреальский протокол отметил свое 30-летие и был признан единственным успешным международным соглашением в области экологии и климата. К слову, в него вошли практически все страны — члены ООН.

Есть ли результат? Есть. Запрет использовать пять фреонов первого поколения, применявшихся в холодильной промышленности и в качестве пропеллентов в газовых баллончиках, привел к убыванию в атмосфере содержания запрещенных газов (хотя их присутствие еще высоко) и постепенному ослаблению хлорного давления на озоносферу. Ликовать, правда, еще рано, несмотря на то что эксперты из ООН даже создали сайт «озоновые герои» (www.ozoneheroes.org). Средняя площадь дыры на Южном полюсе за последние 20 лет составляла 22,5 миллиона квадратных километров — в 1,6 раза больше площади самой Антарктиды. Ее закрытие эксперты Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП) прогнозируют где-то к 2025-2075 годам.

Еще особенность — сезонное изменение озоновой дыры над Антарктикой. Есть связь между ее состоянием и температурой стратосферы в сентябре — октябре. Так что точку в исследовании темы ставить рано. Ладно бы дыра дислоцировалась в пустынных полярных районах, но ведь уменьшается озоновый слой также в умеренных и тропических широтах.

Нужно знать почему, чтобы защитить от солнечного ультрафиолета крупнейшие города и другие места сосредоточения населения.

Озон — токсичный газ. Поэтому метеослужбы и специалисты экомониторинга отслеживают его содержание в воздухе мегаполисов. Как окислитель и бактерицид (убийца бактерий), он дает фору перекиси марганца и окиси хлора. Отсюда его использование для стерилизации и дезинфекции помещений, одежды, инструментов, очистки питьевой, промышленной и даже сточной воды. Во многих странах он заменяет хлор в процессе отбеливания целлюлозы. Опыт озонирования воздуха в прядильных цехах города Иванова дал рост производительности труда и снижение распространенности респираторных заболеваний.

КТО ХИМИЧИТ С ХЛАДОНАМИ?

Российское законодательство в сфере озонового слоя В соответствии
с обязательствами, вытекающими
из Монреальского протокола, объем потребления ГХФУ
в России должен
поэтапно снижаться:
базовый уровень — 3996,9 т
озоноразрушающей способности
2010-2014 гг.

— 999,6 т
озоноразрушающей способности
2015-2020 гг. — 399,6 т
озоноразрушающей способности
2020-2029 годы — 19,98 т озоноразрушающей способности

Однако любое его приложение на практике требует тщательного мониторинга из-за высокой токсичности. Например, взрывоопасность не позволила «приручить» газ как окислитель в ракетном топливе. На бытовом уровне мы восхищаемся свежестью воздуха после грозы, а вот аллергикам и астматикам озон неполезен. Длительное воздействие его угрожает рисками сердечно-сосудистых и дыхательных недугов и даже атеросклероза из-за реакции с холестерином.

Отметив значение озона как защитника жизни на Земле, нужно упомянуть и о другой его ипостаси. За 100 лет концентрация озона в Северном полушарии выросла втрое, и он вышел на третье место в рейтинге четырех «антропогенных» парниковых газов (еще водяной пар, углекислый газ и метан) — виновников глобального потепления.

В мае этого года специалисты американского Национального управления океанических и атмосферных исследований забили тревогу по поводу нового нарастания в атмосфере концентрации фреона-11. Его выбросы в 2014-2016 годах, по их данным, выросли на четверть. Подозрение пало на Восточную Азию. Химики из Великобритании еще в прошлом году назвали виновников — Китай и Индию, которые производят огромные количества хлорсодержащих растворителей и пестицидов. Якобы те используют некоторые вещества, ранее не считавшиеся вредными, например дихлорметан (Ch3Cl2), популярнейший реагент в пищевой и химической промышленности для производства безопасных аналогов фреона — фторуглеводородов.

В развивающихся странах Южной и Юго-Восточной Азии его применяют в сельском хозяйстве и в агрикультурной промышленности, а другие соединения хлора и углеводородов — в производстве пластика. Пробы воздуха в Сингапуре, Индии, Таиланде и на Тайване указали на Китай, где может вырабатываться до половины вредных выбросов. На КНР падает около 40 процентов мирового выпуска пенополиуретана, используемого в том числе как хладоизолятор. Ряд заводов с незаконным производством фреонов были закрыты, а ооновская профильная программа ЮНЕП взяла ситуацию на контроль, чтобы доподлинно выявить источники загрязнения.

Полный отказ от производства и потребления озоноразрушающих веществ (ОРВ) по Монреальскому протоколу должен произойти в развитых странах к 2030 году, в развивающихся — к 2040-му. У нас они применяются в качестве хладагентов в промышленных и бытовых кондиционерах, в промышленном и торговом холодильном оборудовании, в качестве вспенивателей, при производстве сэндвич-панелей, а также технологических растворителей. Установлен список из 40 веществ-разрушителей, производство, ввоз, вывоз и использование которых подлежит учету.

КИГАЛИЙСКАЯ ПОПРАВКА

Негативное воздействие на состояние озонового слоя оказывают: — охладительные установки
— устройства кондиционирования воздуха
— устройства подачи теплого воздуха
— аэрозоли
— противопожарные системы и портативные огнетушители
— изоляционные плиты

Сейчас в качестве товарного продукта в России производится лишь три вида ОРВ: хладон 21, хладон 22 и хладон 142b. Мы последовательно выполняем свои международные обязательства и выводим из обращения ОРВ, в частности гидрохлорфторуглероды (ГХФУ). Они считаются одной из шести крупных групп химвеществ, провоцирующих глобальное потепление. График строгий: их потребление в 2015 году в РФ сократилось на 90 процентов, к 2020-му упадет до 0,5, в 2030 году выйдет на ноль.

Правительство ежегодно устанавливает допустимые объемы производства и потребления ОРВ. На 2015-2019 годы они равны 399,69 тонны озоноразрушающей способности, в планах на 2029 год — 19,98 тонны. Проведена соответствующая реформа законодательства. Действуют ФЗ-226 (в части выполнения обязательств по Монреальскому протоколу), ФЗ-96 (об охране атмосферного воздуха), ФЗ-7 (об охране окружающей среды), ФЗ-304 (о ратификации Соглашения о порядке введения и применения мер, затрагивающих внешнюю торговлю товарами, на единой таможенной территории в отношении третьих стран). В России запрещено проектирование и строительство объектов по производству ОРВ и содержащей их продукции. Запрещено захоронение на полигонах такой продукции. Выпуск и использование ОРВ документируется. Введена административная ответственность за невыполнение новых требований по обращению с ОРВ.

Тема защиты озонового слоя хорошо знакома председателю Комитета Госдумы по аграрным вопросам Владимиру Кашину. В шестом созыве он возглавлял Комитет по природным ресурсам, проводивший в 2013 году ФЗ-226. «Мы и так впереди планеты всей в отличие от других, — говорит он. — Америка-то вообще кинула по большому счету все, что связано с Киотским протоколом, утверждающим положения Монреальского протокола в части борьбы с парниковыми газами. У нас по выбросам, сбросам резкое сокращение. Мы вышли на все протокольные параметры и никакого положенного вознаграждения не получили. Стремиться в принципе есть к чему, но и сделано многое», — заключает депутат.

Следующий шаг в развитие духа Монреальского протокола — Кигалийская поправка к нему. Она вводится в действие с 2019 года для развитых стран и с 2020-го — для России и некоторых государств СНГ. Ее цель — снизить глобальную температуру на 0,5 градуса. Речь идет о снятии с производства и отказе от потребления гидрофторуглеродов (ГФУ), пришедших на замену ХФУ и ГХФУ. Ныне они широко используются в оборудовании для кондиционирования воздуха, холодильной технике и других сферах, но теперь попали под подозрение как агенты глобального потепления.

ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ПРОГРЕСС И БИОСФЕРА

«Нам уже сейчас надо подумать, как Россия вступит в новый период выполнения обязательств по Монреальскому протоколу, — отметил советник Международного центра научной и технической информации Василий Целиков. — С 1 января 2020 года мы должны будем сократить на 99,5 процента потребление ГФУ. К ним относится один из самых популярных хладонов R 22, используемых в промышленном холодильном оборудовании и в кондиционерах, в том числе бытовых. Такое сокращение подтверждено постановлением Правительства РФ от 24 марта 2014 года №228. В документе предписывается всем организациям, потребляющим озоноразрушающие вещества, обеспечить создание их резерва на переходный период. Уверяю, что ни одной тонны запаса заложено не было. А это чревато проблемами. Неготовность обусловит появление не совсем легальных хладонов на российском рынке».

Вторую проблему эксперт по проблемам Монреальского протокола связывает с организацией отчетности: «Все хозяйствующие субъекты от юрлиц до ИП должны информировать Минприроды о том, сколько ОРВ произвели, ввезли, вывезли, применили, восстановили, уничтожили, но электронная форма отчетности не предусмотрена, и они со всей России шлют в министерство бумажные отчеты. Сомневаюсь, что ее можно будет переварить. Это надо исправлять».

Заметное снижение накала страстей вокруг озоновой проблемы говорит о том, что принятые до сих пор ограничения достаточно эффективны. Совершенно очевидно, что с развитием современных технологий и появлением новых химикатов для обеспечения различных нужд людей и промышленности необходима жесткая экспертиза их озонобезопасности, причем на стадии обсуждения внедрения, а не постфактум. Чтобы компрессоры, кондиционеры, бытовые, торговые и медицинские холодильники и морозильники, медицинские дозированные ингаляторы, средства и системы огнетушения, служа человеку, не отравляли среду его существования. Пока же в современной цивилизации развиваются две противоположные тенденции: глобальный валовой доход растет, а «природный капитал» с его жизнеобеспечивающими ресурсами (вода, почва, биомасса, озоновый слой) деградирует. Вывод прост: промышленное развитие, служащее экономическому прогрессу, должно учитывать реальные пределы устойчивости биосферы. Имеют ли отношение участившиеся в последние годы катаклизмы глобального климата, и в частности жара минувшего лета в Европе и других регионах планеты, к состоянию озонового слоя? Ученые разъясняют: связь между состоянием климата и озоносферы существует, но не определяющая. Что не отменяет нашей обязанности беречь озоновый слой.

---

Федеральный закон от 23.07.2013 №226-ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон «Об охране окружающей среды» и отдельные законодательные акты Российской Федерации»

• определены полномочия Правительства Российской Федерации по государственному регулированию обращения озоноразрушающих веществ;
• даны основные определения;
• установлен прямой запрет на захоронение отходов (товаров, продукции), содержащих озоноразрушающие вещества, без их извлечения и восстановления для дальнейшего использования или экологически безопасного уничтожения;
• установлена административная ответственность за несоблюдение требований к обращению озоноразрушающих веществ;
• в состав государственного экологического надзора включен государственный надзор за соблюдением требований к обращению озоноразрушающих веществ.

Разрушение озонового слоя

В стратосфере озоновый слой лежит на высоте примерно 15-40 километров над поверхностью Земли.

Истощение этого слоя озоноразрушающими веществами (ОРВ) приведет к более высоким уровням УФ-Б, что, в свою очередь, вызовет рост рака кожи и катаракты, а также потенциальный ущерб некоторым живым организмам и растениям.

При контакте атомов хлора и брома с озоном в стратосфере они разрушают молекулы озона. Один атом хлора может уничтожить более 100 000 молекул озона до того, как он будет удален из стратосферы. Озон может быть разрушен быстрее, чем он создается естественным путем.

Озоноразрушающие вещества

Некоторые соединения выделяют хлор или бром, когда они подвергаются интенсивному ультрафиолетовому излучению в стратосфере. Эти соединения способствуют разрушению озона и называются озоноразрушающими веществами (ОРВ) и нарушение законодательства об охране озонового слоя приводит к штрафам и ограничениям.

ОРВ включают хлорфторуглероды (ХФУ), гидрохлорфторуглероды (ГХФУ), галоны, бромистый метил, четыреххлористый углерод, гидробромфторуглероды, хлорбромметан и хлороформметил.

ОРВ в целом очень стабильны в тропосфере и разлагаются только при интенсивном ультрафиолетовом свете в стратосфере. При их распаде высвобождаются атомы хлора или брома, которые затем разрушают озон.

ОРВ, высвобождающие хлор, включают хлорфторуглероды (ХФУ), гидрохлорфторуглероды (ГХФУ), четыреххлористый углерод и метилхлороформ.

ОРВ, высвобождающие бром, включают галоген и метилбромид, полиметилбромид соединение, состоящее из углерода, водорода и брома. Метилбромид является эффективным пестицидом, используемым для фумигации почвы и многих сельскохозяйственных продуктов. Поскольку он содержит бром, он разрушает озон в стратосфере и обладает озоноразрушающим потенциалом в 0,6 раза. Производство бромистого метила было прекращено 31 декабря 2004 года, за исключением разрешенных исключений. Хотя ОРВ выбрасываются на поверхность Земли, в конечном итоге они переносятся в стратосферу в процессе, который может длиться от двух до пяти лет.

В 1970-е годы высказывалась озабоченность в связи с последствиями озоноразрушающих веществ, способствующее разрушению озонового слоя стратосферы. ОРВ включают хлорфторуглероды (ХФУ), гидрохлорфторуглероды (ГХФУ), галоны, бромистый метил, четыреххлористый углерод, гидробромфторуглероды, хлорброметан.

ОРВ в целом очень стабильны в тропосфере и разлагаются только при интенсивном ультрафиолетовом свете в стратосфере. При их распаде высвобождаются атомы хлора или брома, которые затем разрушают озон.

Политика в отношении озонразрушающих веществ

Истощение озонового слоя побудило ряд стран, запретить использование хлорфторуглеродов, органических соединений, состоящих из атомов углерода, хлора и фтора. Примером может служить ХФУ-12 (CCI₂F₂), используемый в качестве хладагента в холодильниках и кондиционерах, а также в качестве пенообразователя.

Газообразные ХФУ могут разрушать озоновый слой. Когда они медленно поднимаются в стратосферу, то разрушаются под действием сильного ультрафиолетового излучения и высвобождают атомы хлора, которые затем вступают в реакцию с молекулами озона.

Однако мировое производство ХФУ и других ОРВ некоторое время продолжало стремительно расти, поскольку были найдены новые области применения этих химикатов в холодильной технике, пожаротушении, пеноизоляции и других областях. Венской конвенцией 1985 г. и Монреальским протоколом 1987 г. по защите озонового слоя были запрещены производства низших хлорфторуглеродов.

Не хотите чтобы продолжалось разрушение озонового слоя? Вот что можно сделать ваша организация:

Существуют ли естественные разрушители озонового слоя?

Некоторые природные процессы, такие как крупные извержения вулканов, могут косвенно влиять на уровень озона. Например, извержение вулкана Пинатубо в 1991 году не привело к повышению концентрации хлора в стратосфере, но оно привело к образованию большого количества мельчайших частиц, смешанных с воздухом и называемых аэрозолями. Эти аэрозоли повышают эффективность хлора при разрушении озона. Аэрозоли в стратосфере создают поверхность, на которой хлор на основе ХФУ может разрушать озон. Однако эффект от вулканов недолговечен.

Не все источники хлора и брома способствуют разрушению озонового слоя. Например, исследователи обнаружили, что хлор из бассейнов, промышленных предприятий, морской соли и вулканов не достигает стратосферы. ОРВ, напротив, очень стабильны и не растворяются под дождем. Таким образом, нет никаких естественных процессов, которые бы удаляли ОРВ из нижних слоев атмосферы.

Одним из примеров истощения озонового слоя является ежегодная озоновая «дыра» над Антарктидой, которая образовалась во время антарктической весны с начала 1980-х годов. На самом деле это не «дыра», проходящая через озоновый слой, а скорее большая площадь стратосферы с чрезвычайно низким содержанием озона.

Истощение озонового слоя не ограничивается территорией Южного полюса. Исследования показали, что истощение озонового слоя происходит в широтах, включающих Северную Америку, Европу, Азию и большую часть Африки, Австралию и Южную Америку.

Полезные статьи

озоновый слой, статьи, холодильник, экология, Тольятти, озон, озоновая дыра, фреон, монреальский протокол,

• Home
• Разрушение озонового слоя

Разрушение озонового слоя

Озоновый слой (озоносфера) охватывает весь земной шар и располагается на высотах от 10 до 50 км С максимальной концентрацией озона на высоте 20-25 км. Насыщенность атмосферы озоном постоянно меняется в любой части планеты, достигая максимума весной в приполярной области. Впервые истощение озонового слоя привлекло внимание широкой общественности в 1985 г:; когда над Антарктидой было обнаружено пространство с пониженным (до 50%) содержанием озона, получившее название «озоновой дыры». 

С тех пор результаты измерений подтверждают повсеместное уменьшение озонового слоя практически на всей планете. Так, например, в России за последние 10 лет концентрация озонового слоя снизилась на 4-6% в зимнее время и на З% — в летнее. В настоящее время истощение озонового слоя признано всеми как серьезная угроза глобальной экологической безопасности. Снижение концентрации озона ослабляет способность атмосферы защищать вt:e живое на земле от жесткого ультрафиолетового излучения (УФ — радиация). Живые организмы весьма уязвимы для ультрафиолетового излучения, ибо энергии даже одного фотона из этих лучей достаточно, чтобы разрушить химические связи в большинстве органических молекул. Не случайно поэтому в районах с пониженным содержанием озона многочисленны солнечные ожоги, наблюдается рост заболеваемости людей раком кожи и др. Так, например, по мнению ряда ученых — ЭКОЛОГОВ, России при сохранении нынешних темпов истощения озонового слоя заболеют раком кожи дополнительно 6 млн. человек. Кроме кожных заболеваний возможно развитие глазных болезней (катаракта и др.), подавление иммунной системы и т. д. 

Установлено также, что растения под влиянием сильного ультрафиолетового излучения постепенно теряют свою способность к фотосинтезу, а нарушение жизнедеятельности планктона приводит к разрыву трофических цепей биоты водных эко-систем, и т. д.  

Наука еще до конца не установила, каковы же основные процессы, нарушающие озоновый слой. Предполагается как естественное, так и антропогенное происхождение «озоновых дыр,. Последнее по мнению большинства ученых. более вероятно и связано с повышенным содержанием хлорфторуглероодов (фреонов). Фреоны широко применяются в промышленном производстве и в быту (хладоагрегаты, растворители, распылители, аэрозольные упаковки и др. ). Поднимаясь в атмосферу, фреоны разлагаются с вьщелением оксида хлора, губительно действующего на молекулы озона. 

По данным международной экологической организации «Гринпис , основными поставщиками хлорфторуглеродов (фреонов) являются США — 30,85%, Япония — 12,42; Великобритания — 8,62 и Россия — 8,0%. США пробили в озоновом слое «дыру площадью 7 млн. км2, Япония — 3 млн. км2, что В семь раз больше, чем площадь самой Японии. В последнее время в США и ряде западных стран построены заводы по производству новых видов хладореагентов (гидрохлорфторуглеродов) с низким потенциалом разрушения озонового слоя .. 

Согласно протоколу Монреальской конференции (1987 г.), пересмотренному затем в Лондоне (1991 г.) и Копенгагене (1992 г.), предусматривалось снижение выбросов хлорфторуглеродов к 1998 г. на 50 %. В соответствии с Законом РФ «Об охране окружающей среды (2002) охрана озонового слоя атмосферы от экологически опасных изменений обеспечивается посредством регулирования производства и использования веществ, разрушающих озоновый слой атмосферы, на основе международных договоров Российской Федерации и ее законодательства. В будущем необходимо продолжать решать проблему защиты людей от УФ — радиации, поскольку многие из хлорфторуглеродов могут сохраняться в атмосфере сотни лет. 

Ряд ученых продолжают настаивать на естественном происхождении «Озоновой дыры . Причины ее возникновения одни видят в естественной изменчивости озоносферы, циклической активности Солнца, другие связывают эти процессы с рифтогенезом и дегазацией Земли. т. е. с прорывом глубинных газов (водород, метан, азот и др.) через рифтовые разломы земной коры.

Вот мнение одного из ученых:

Фреоны используют, главным образом, как легко испаряющуюся жидкость в производстве пористых материалов и как хладагент в холодильных установках. Согласно техногенно — фреоновой гипотезе, весь промышленный фреон попадает в стратосферу, где на высоте 20-25 км находится озоновый слой. В стратосфере под действием ультрафиолетовых лучей солнца хлор, входящий в состав фреона, вступает в реакцию с озоном и разрушает его. Однако, у этой гипотезы есть противоречие. Так, самая большая озонная дыра располагается над Антарктидой, тогда как основные источники техногенного фреона находятся в северном полушарии. Обмен между воздушными массами обоих полушарий затруднен, что установлено, в частности, при исследовании движения продуктов ядерных испытаний. Кроме того, техногенно — фреоновая гипотеза не дает хоть сколько-нибудь точных прогнозов, хотя в ее распоряжении находятся точные данные по расположению и количеству промышленного фреона. 

В.Л.Сывороткин разработал альтернативную гипотезу, согласно которой озоновый слой уменьшается по естественным причинам. Известно, что цикл разрушения озона хлором не единственный. Существуют также азотный и водородный циклы разрушения озона. Именно водород — «главный газ Земли». Основные его запасы сосредоточены в ядре планеты и через систему глубинных разломов (рифтов) поступают в атмосферу. По примерным оценкам, природного водорода в десятки тысяч раз больше, чем хлора в техногенных фреонах. Однако решающим фактором в пользу водородной гипотезы Сывороткин В. Л. считает то, что очаги озоновых аномалий всегда располагаются над центрами водородной дегазации Земли. 

Система рифтовых зон Земли сегодня хорошо изучена геологами, и это дает возможность прогнозировать расположение озонных дыр. Так постоянство озонной дыры над Антарктидой объясняется тем, что главные каналы дегазации — срединно-океанские рифты — сближаются вокруг Антарктиды и увеличивают «водородную продувку атмосферы» в этом районе. Кроме того, на Антарктиде расположен действующий вулкан Эребус с наибольшими газовыми выбросами в атмосферу. Кстати, американская станция Мак-Мердо, следящая за состоянием атмосферы, находится у подножия этого вулкана. Учитывая повышение сейсмической активности в районе срединно-океанского рифта, В.Л.Сывороткин предсказал образование крупной озонной дыры над экваториальной зоной восточной части Тихого океана (январь 1998).
                                                                                                              
            

     

Какой холодильник выбрать на изобутане или фреоне?
Любой холодильник имеет свойство ломаться. Причины могут быть разными – резкий скачок напряжения, короткое замыкание или банальный износ внутренних механизмов компрессора. И если встал вопрос о покупке нового холодильника, то на каком фреоне должен работать новый холодильник на R600a (изобутан) или R134a. Какой вариант лучше?

Недоказанная научная теория
Имея монополию на заменители фреона, Дюпон стал руками политиков и зеленых бороться за запрещение фреонов по всему миру, стараясь посадить недоразвитые и прочие страны на свою химическую иглу. Так недоказанная научная теория позволила подсуетившимся миллиардерам крупно заработать на дураках – в одних только Соединенных Штатах за отказ от фреона потребители заплатили 220 млрд. долларов

---

1  2  3  4  5  6  7  8  9  10

источник

Дыра, которую мы залатаем

В прошлом месяце над Арктикой была замечена озоновая дыра площадью шесть миллионов квадратных километров. Над северным полюсом такое случилось впервые, и неожиданная близость атмосферной бреши к нашему дому заставила многих задаться резонным вопросом: кажется, для защиты озонового слоя планеты человечество приложило немало сил — неужели мы в итоге не справились? На самом деле нет, все хорошо: дыра над Арктикой это не симптом неудачи Монреальского протокола, а сам протокол вообще следует считать образцовым примером тому, что мы умеем решать проблемы глобального масштаба. О том, как его принимали и что получили 31 год спустя, рассказывает для N + 1 ведущий научный сотрудник лаборатории изменений климата и окружающей среды Арктического и антарктического научно-исследовательского института (ААНИИ) Алексей Екайкин.

У климатических отрицателей есть один железный (как им кажется) аргумент: мол, вспомните историю с озоновым слоем — раздули шумиху с фреоном, перешли на производство других хладагентов, кто-то на этом заработал, а потом про озон благополучно забыли. Вот и с глобальным потеплением точно так же, это игра нечестных дельцов, пытающихся погреть на потеплении руки.

Парадокс этого аргумента в том, что в реальности все было ровно наоборот. История с Монреальским протоколом это пример того, что человечество способно успешно решать отдельно взятые глобальные проблемы.

Хлор, пожиратель озона

В начале 1970-х годов химики Франк Шервуд Роуленд и Марио Молина заинтересовались судьбой хлорфторуглеродов (ХФУ) в атмосфере. Первоначально они собирались использовать эти инертные и потому долгоживущие газы для изучения атмосферной циркуляции. Ученые предположили, что рано или поздно эти вещества попадают в стратосферу, где время их жизни может составлять 40-150 лет, и где они постепенно разлагаются ультрафиолетом с образованием хлора. Им также были известны работы Пауля Крутцена и Харольда Джонстона, которые примерно в то же время изучали разложение озона в атмосфере за счет реакции с оксидами азота.

Роуленд и Молина осознали, что хлор с озоном может вести себя схожим образом — и 28 июня 1974 года опубликовали коротенькую, всего 2 странички, статью в журнале Nature о том, что производимые человеком ХФУ могут разрушать озоновый слой. Один из самых неприятных выводов статьи заключался в том, что в этих реакциях хлор действует в качестве катализатора: то есть один атом хлора может «убить» много молекул озона.

Зачем озон планете

Озон — это неустойчивая форма кислорода с химической формулой О₃.

Обнаружили его в XVIII веке по характерному запаху, но описали уже лишь в XIX-м. Озон образуется из кислорода, но для реакции нужно много энергии — поэтому в природе озон возникает при грозовых разрядах, либо под действием коротковолнового солнечного излучения, ультрафиолета.

Озон — мощнейший окислитель, эффективно разлагает органику, и это его свойство успешно используется для дезинфекции. Но это же делает его для нас, людей, ядовитым газом. Смертельная концентрация озона — всего-навсего 4,8 ppm (миллионных долей, то есть 4,8 молекулы озона на 1 миллион молекул воздуха). К счастью, мы распознаем озон в воздухе по запаху гораздо раньше, чем он станет для нас опасен. (Не забывайте, что при использовании домашнего озонатора дышать этим «запахом грозы» нельзя, нужно покинуть помещение!)

В тропосфере озон, таким образом, считается загрязняющим веществом.

Но бóльшая часть атмосферного озона находится в стратосфере: наибольшая концентрация на высоте 20-25 км может достигать 2-8 ppm, образуясь там из кислорода под действием солнечного света — это и есть тот самый «озоновый слой». Здесь озон выполняет важнейшую функцию — он поглощает солнечное излучение в жестком ультрафиолетовом диапазоне (UV-b, 280-315 нм), которое, достигая поверхности Земли, крайне опасно для человека (вызывает рак кожи и катаракту), растений и морского фитопланктона.

Озоновый экран образовался на нашей планете около миллиарда лет назад, когда фотосинтезирующие бактерии устроили на Земле «кислородную революцию», после которой жизнь смогла выбраться из моря на сушу.

Экран этот весьма тонкий: если собрать весь озон атмосферы возле поверхности Земли и сжать до нормального давления, то получится слой толщиной всего лишь около 3 миллиметров — что соответствует 300 единицам Добсона (ДЕ), в которых принято измерять содержание этого газа.

Как менялся озоновый слой над Антарктидой с 1979 по 2019 год

NASA Earth Observatory

Озон производится в стратосфере постоянно, но озоновый слой не становится больше, потому что этот газ разрушается реакциями с оксидами азота, галогенами (особенно хлором и бромом), ионами OH-, а также самопроизвольно. До того, как на происходящее с озоном стали влиять мы, образование и разрушение озона находились в равновесии, которое изредка нарушалось впрыском в стратосферу разрушающих озон веществ вулканами.

Время чинить небо

В 1974-м году события развивались стремительно. Широкая общественность сильно обеспокоилась, и уже в декабре 1974 года Роуленд и Молина были приглашены на слушания в палату представителей США, где было принято решение более детально изучить этот вопрос. В 1976 году академия наук США, проведя собственные исследования, подтвердила выводы ученых.

В 1985 году Британская антарктическая служба опубликовала данные об аномально низкой концентрации озона на антарктической станции Халли Бэй. В то же время измерения химического состава стратосферы показало аномально высокое содержание хлора. Так человечество осознало, что «озоновая дыра» — реальность, в которой мы уже существуем какое-то время.

Почему дыра в Антарктиде

Почему дыра в Антарктиде, хотя фреоны выпускаются в атмосферу в основном в Северном полушарии?

Дело в том, что пока фреоны добираются до стратосферы, они успевают хорошенько перемешаться в атмосфере планеты — поэтому снижение концентрации озона в стратосфере происходит повсеместно: за период с 1980 по 2000 год содержание озона в средних и низких широтах упало на 5-7 процентов. Но в Антарктиде особые условия, и потому содержание озона падало особенно сильно. Зимой над Антарктикой формируется полярный вихрь, который препятствует притоку озона из более низких широт. В условиях полярной ночи температура в нижней стратосфере падает до -80 ºС, и там формируются полярные стратосферные — они же перламутровые — облака (ПСО), в присутствии которых химические реакции разрушения озона резко ускоряются. Но для этих реакций также нужно УФ излучение, поэтому основное снижение уровня озона приходится на весну, с появлением первых солнечных лучей.

Над Антарктикой формируется огромная дыра в озоновом слое, покрывающая весь континент — количественно это значит, что концентрация озона здесь оказывается на уровне 220 единиц Добсона и ниже. Ближе к лету температура повышается, полярные стратосферные облака разрушаются, вихрь размывается, в Антарктику начинает идти насыщенный озоном воздух из нижних широт, и к декабрю дыра затягивается.

Перламутровые облака над антарктической станцией Мак-Мердо

Alan R Light / Wikimedia commons / CC BY-SA 2. 0

Сразу же после появления первых данных о влиянии фреонов на озон в игру вступили промышленники, производящие аэрозоли, спреи и хладагенты, во главе с американской фирмой DuPont. В Америке упали продажи аэрозолей, и это им не нравилось. Председатель правления «Дюпон» назвал теорию антропогенного влияния на озон «научной фантастикой, кучей мусора, полной чепухой». Корпорации не сдавались вплоть до самого конца, хотя и обещали прекратить производство ХФУ, если будут даны убедительные доказательства их влияния на озон. С принятием Монреальского протокола им пришлось уступить.

В 1985 году была согласована Венская конвенция об охране озонового слоя, а в 1987 году подготовлен к подписанию Монреальский протокол — дополнение к конвенции, в котором изложены цели и методы сокращения разрушающих озон веществ. 1 января 1989 года он вступил в силу. К 2013 году его ратифицировали все страны ООН, острова Кука, Святой престол, а также Европейский союз. Последним подписавшим Протокол государством стал Южный Судан, получивший независимость в 2011 году. 

Таким образом, от первой научной публикации до решения на международном уровне прошло 13 лет. Это следует признать огромным успехом. Крутцен, Молина и Роуленд в 1995 году получили за своё открытие Нобелевскую премию по химии.

Протокол подразумевает постепенное сокращение до нуля производства и потребления разрушающих озон веществ (ODSs — Ozone Depleting Substances) — мы для простоты будем называть их «фреонами».

Среди фреонов выделяются несколько групп, в зависимости от их разрушительного потенциала.

• Наиболее опасные для озона вещества — хлорфторуглероды (ХФУ), имеющие химическую формулу типа CFCl₃. Протокол предусматривал постепенное снижение их производства и потребления до нуля к 1996 году с заменой на менее опасные субстанции (ГХФУ и ГФУ, о них ниже). При этом для некоторых веществ были сделаны исключения — например, дозволялось использовать ХФУ в некоторых замкнутых циклах, например тушения пожаров на подводных лодках. Другая опасность ХФУ в том, что они — исключительно мощные парниковые газы, чей отеплительный потенциал в тысячи раз больше, чем у СО2.

• Следующая группа — гидрохлорфторуглероды (ГХФУ). Их разрушительный потенциал существенно ниже, чем у ХФУ, потому что они в основном разрушаются уже в тропосфере. Развитые страны начали снижать потребление ГФХУ в 2004 году, а производство в 2010 году, выход на ноль должен состояться в этом. Для развивающихся стран предусмотрена отсрочка порядка 10 лет. Также, как и ХФУ, ГХФУ являются мощными парниковыми газами.

• Наконец, третья группа — это гидрофторуглероды (ГФУ). Они не разрушают озоновый слой, поскольку не содержат хлора, и именно на них в основном заменяли ХФУ и ГХФУ. Тем не менее, они также являются парниковыми газами, поэтому в 2016 году было принято решение сократить и их производство тоже (поправка Кигали к Монреальскому протоколу).

Расчеты показывают, что сокращение производства и выпуска в атмосферу фреонов должно дать положительный эффект на озоновый слой через несколько десятилетий — из-за большого времени жизни этих веществ в стратосфере. Сейчас, по прошествии 30 лет, можно подводить первые итоги.

Монреальские завоевания

Все страны более или менее честно соблюдали Протокол — об этом можно судить по инструментально наблюдаемому снижению концентрации фреонов в атмосфере. Рост ХФУ не остановился сразу (потому что молекулы хлора еще какое-то время продолжали «добегать» из тропосферы в стратосферу), но замедлился: где-то в 90-х годах их концентрация достигла максимума, после чего начала снижаться. 

Концентрация ГХФУ, напротив, продолжает расти — поскольку именно этими веществами были поначалу заменены ХФУ. Тем не менее, общая концентрация фреонов, приведенная к эквиваленту «эффективного хлора» (верхняя панель на рисунке ниже), уже преодолела максимум в конце XX века.

Изменение концентрации ODS в атмосфере с 1950 года, и прогноз до конца XXI века. Кружки — данные наблюдений, сплошные линии — оценка прошлых изменений до начала измерений, пунктир — прогноз на будущее

NOAA

Не все, правда, соблюдали этот протокол честно. Есть предположения, что в 90-е Россия производила ХФУ для продажи на черном рынке Европы. А в 2018 году появились публикации о том, что существует неопознанный источник ХФУ где-то в восточной Азии.

Тем не менее, в 2006 году Национальное управление океанических и атмосферных исследований США (NOAA) констатировало: «Монреальский протокол работает. Есть четкие доказательства снижения атмосферной концентрации разрушающих озон веществ и некоторые первые признаки восстановления озонового слоя». В отсутствие Монреальского протокола снижение озона в атмосфере было бы гораздо более сильным, что повлекло бы более сильный рост жёсткого УФ-излучения и стоило бы человечеству нескольких миллионов дополнительных смертей от онкологических заболеваний.

Около 2000 года наметилось сокращение озоновой дыры над Антарктидой. С 2000 по 2015 год площадь дыры сократилась на 4 млн км² — правда, на этот тренд накладывается сильная межгодовая изменчивость, поэтому судить о его достоверности трудно.

На фоне этого в целом позитивного тренда могут случаться разные аномалии — так, в прошлом месяце этого года наблюдалась озоновая дыра в Арктике, что вообще-то не типично для этого региона, поскольку там нечасто формируется устойчивый полярный вихрь и температуры редко опускаются до очень низких значений.

Дополнительный эффект

Снижение количества фреонов и увеличение озона будет влиять не только на здоровье человека, но также иметь долговременные сложные и пока еще слабо изученные последствия для климата Южного полушария и всей Земли. Например, озон над Антарктикой активно влияет на циркуляцию атмосферы во всем Южном полушарии через тропосферно-стратосферный обмен. С 1980 по 2000 годы снижение количества озона привело к понижению температуры в нижней стратосфере за счет меньшего поглощения солнечной энергии. Это, в свою очередь, привело к усилению полярного вихря, смещению к югу полярного фронта и расширению «ячейки Хэдли» (она же «ячейка Гадлея») — одной из основных циркуляционных ячеек Земли, включающей внутритропическую зону конвергенции, зону пассатов и тропическую область высокого давления. С практической точки зрения это означает, что площадь засушливых тропических областей Южного полушария немного увеличилась, со всеми вытекающими последствиями для местных жителей.

После 2000 года наметился перелом трендов всех этих процессов в обратную сторону — но все не так-то просто. На фоне восстановления озонового слоя продолжается общее потепление планеты, при котором тропосфера теплеет, а вот стратосфера как раз становится холоднее — что компенсирует ее нагрев озоном. Далее, сам озон является парниковым газом — поэтому увеличение его концентрации немного ускоряет потепление. Наконец, фреоны — тоже мощнейшие парниковые газы, и снижение их количества благоприятно влияет на климат.

Так что про озон никто не забывал, и мы не раз еще услышим о нём в последующие годы. Ожидается, что полное восстановление озонового слоя на доиндустриальном уровне произойдёт к 2050-2060 году. А пока что можно следить за его количеством в режиме реального времени на специальном сайте NASA.

Монреальский протокол — отличный пример того, как человечество может сообща решить отдельно взятую проблему. Смогли разобраться с фреоном — сможем одолеть и глобальное потепление? Хочется верить, что сможем, хотя проблема с потеплением неизмеримо сложнее и масштабнее: в ней задействовано несравнимо большее количество сторон. Да и цена вопроса — на несколько порядков больше, чем в озоновой истории.

Алексей Екайкин

Нарушение озонового слоя | Экология природных ресурсов

Высоко над Землей, в стратосфере, содержится сравнительно мало известный газ, важный для жизни. Этот газ – озон. Каждая молекула озона состоит из трех атомов кислорода. Озон в стратосфере поглощает больше 99% ультрафиолетового излучения, идущего от Солнца.

Слой озона, или озоновый экран расположен на высоте около 25-45 км. Этот экран предназначен защищать все живое на Земле от жесткого ультрафиолетового излучения. Живые организмы весьма уязвимы для ультрафиолетового излучения, ибо энергии даже одного фотона из этих лучей достаточно, чтобы разрушить химические связи в большинстве органических молекул. 

Не случайно поэтому в районах с пониженным содержанием озона многочисленны солнечные ожоги, наблюдается увеличение заболевания людей раком кожи и др. Установлено также, что растения под влиянием сильного ультрафиолетового излучения постепенно теряют свою способность к фотосинтезу, а нарушение жизнедеятельности планктона приводит к разрыву трофических цепей биоты водных экосистем и т. д.

Истощение озонового слоя

Насыщенность атмосферы озоном постоянно меняется в любой части планеты, достигая максимума весной в приполярной области. Впервые истощение озонового слоя привлекло внимание широкой общественности в 1985 г., когда над Антарктидой было обнаружено пространство с пониженным (до 50%) содержанием озона, по площади соизмеримое с континентальной частью США, получившее название «озоновой дыры».

Позднее блуждающие «озоновые дыры», меньшие по площади и не с таким значительным снижением содержания озона, стали наблюдаться в зимнее время и в Северном полушарии, над Гренландией, северной Канадой и Якутией. Результаты измерений подтверждают повсеместное уменьшение озонового слоя практически на всей планете.

Причины истощения слоя озона

Наука еще до конца не установила, каковы же основные процессы, нарушающие озоновый слой. Ученые выдвинули ряд гипотез как о естественном, так и о техногенном происхождении «озоновых дыр».

Ряд ученых настаивают на естественном происхождении «озоновых дыр». Причины их возникновения одни видят в естественной изменчивости озоносферы, циклической активности Солнца; другие связывают эти процессы с рифтогенезом и дегазацией Земли.

Техногенное происхождение «озоновых дыр» объясняют попаданием в верхние слои атмосферы техногенного хлора, фтора и других атомов и радикалов, способных активно присоединять атомарный кислород, тем самым конкурируя с реакцией: 

О + О₂= О₃.

Так, «озоновые дыры» связывают с тем, что занос активных галогенов в верхние слои атмосферы опосредован летучими хлорфторуглеродами типа фреонов.

Фреоны — фторсодержащие насыщенные углеводороды (главным образом производные метана и этана). Кроме атомов фтора, в молекулах фреонов содержатся обычно атомы хлора, реже — брома. Фреоны широко применяются в промышленном производстве и в быту (хладагенты в холодильниках и кондиционерах, растворители, распылители, аэрозольные упаковки). Фреоны сами по себе не токсичны, инертны, весьма стойки и за счет турбулентных движений с потоком воздуха попадают в стратосферу, где распадаются под действием солнечного УФ с образованием свободного хлора. Атомы хлора не сразу вступают в цепную реакцию разрушения озона. Они реагируют с озоном, образуя оксид хлора. Радикалы ClO реагируют друг с другом с образованием относительно стабильного димера ClO — OCl, молекулы которого висят в воздухе, дожидаясь возвращения Солнца.

Когда наступает антарктическая весна и становится светло, солнечная радиация разрушает димер ClO — OCl, освобождая чрезвычайно реакционноспособный хлор, который начинает взаимодействовать с озоном. Концентрация озона в течение нескольких недель резко падает. По некоторым оценкам, исчезает более 97% озона.

Вернувшееся солнечное тепло постепенно рассеивает вихрь вокруг полюса, позволяя южному полярному воздуху снова перемешиваться. Обедненный озоном воздух рассеивается по всему земному шару, и уровень озона над Антарктидой становится почти нормальным.

Вследствие длительных запаздываний, необходимых, чтобы молекулы хлорфторуглеродов (ХФУ) достигли стратосферы, дальнейшее истощение озонового слоя неизбежно. Из-за долгого времени жизни в атмосфере молекул ХФУ и атомов хлора оно продлится по меньшей мере 100 лет, даже если производство ХФУ будет повсюду немедленно прекращено.

Монреальский протокол

В 1987 г. был принят Монреальский протокол о запрете веществ, разрушающих озоновый слой. В приложении к нему был дан перечень озоноразрушающих веществ (ОРВ), в т.ч. хлорфторуглеродов и бромфторуглеродов. 

Монреальский протокол наложил обязательства ограничить потребление, производство, импорт и экспорт ОРВ. В последнее время в США и в ряде западных стран построены заводы по производству новых видов хладореагентов (гидрохлорфторуглеродов) с низким потенциалом разрушения озонового слоя.

К факторам, разрушающим озоновый слой, относят:

• запуски мощных ракет;
• ежедневные полеты реактивных самолетов в высокие слои атмосферы;
• испытания ядерного и термоядерного оружия;
• пожары и вырубка леса — природного озонатора.

Основные мероприятия по охране атмосферного воздуха >

как люди залатали озоновую дыру :: Мнение :: РБК

О достигнутом успехе можно судить по размерам знаменитой озоновой дыры над Антарктидой. Она является сезонной, образуется во время полярной ночи, когда отсутствие солнечного света останавливает синтез озона, и достигает максимального размера в сентябре-октябре, когда в Южном полушарии начинается весна. С наступлением дня она уменьшается и к концу декабря обычно исчезает. В этом году площадь дыры составила 24,8 млн кв. км, что на 16% меньше, чем в рекордном 2006 году — 29,6 млн кв. км.

Наказание нарушителей

Читайте на РБК Pro

Эти успехи возможны благодаря трем факторам: грамотной научной экспертизе, воле в претворении рекомендованных решений в жизнь и качественному мониторингу исполнения этих решений. Последний не так очевиден, как может показаться: в этом году мониторинг и анализ его результатов превратились в международный детективный триллер.

В мае 2018 года группа исследователей из обсерватории на Гавайях сообщила о необычно высокой концентрации одного из запрещенных к использованию веществ — трихлорфторметана (CFC-11). Он был синтезирован для использования в качестве хладагента и вспенивателя и входил в состав аэрозолей. К концу 1980-х годов во всем мире в атмосферу ежегодно попадало около 350 тыс. т CFC-11, но спустя десять лет этот показатель упал до 54 тыс. т. По Монреальскому протоколу его производство и использование должно было быть прекращено к 2010 году (Россия отказалась от него еще раньше — к 2000 году).

Новость вызвала горячие дискуссии: сложно было поверить в массовое производство практически выведенного из употребления вещества. Однако наблюдения с Гавайев были вскоре подкреплены данными из Гренландии, Самоа и Антарктиды. Вероятность ошибки была крайне низкой, но установить наличие выбросов и найти их источник — разные вещи. Тогда ученые из Колорадо применили к собранным данным глобальную климатическую модель, «промотав» ее назад. В результате было сделано предположение, что источник загрязнения находится в Восточной Азии. Британские активисты из неправительственного Агентства экологических расследований (Environmental Investigation Agency) поехали в Китай и действительно нашли незаконное производство: CFC-11 использовался как вспениватель для полиуретановой пены, служащей изоляционным материалом в строительстве. Фабрик-нарушителей нашлось около 20: несмотря на запрет китайского правительства, там стремились воспользоваться дешевым и эффективным материалом. История, как экологам удалось обнаружить подлог, достойна отдельного материала: следователи-добровольцы ухитрились притвориться клиентами фабрик, получив таким образом доступ на производство.

Активистам удалось то, чего не смогли сделать китайские контролирующие органы: теперь информация о нарушениях задокументирована и передана китайским властям и структурам, обеспечивающим исполнение Монреальского соглашения. Все это стало возможно благодаря редкому продуктивному сотрудничеству ученых из разных стран и научных областей, к которым сначала присоединились активисты, а потом — органы власти.

Пример для подражания

Этот эпизод вместе со свежим отчетом ООН заставляет задуматься о том, как Монреальскому соглашению удалось стать действенным, а не декоративным документом. Конечно, при его введении большую роль играла поддержка развитых стран. Они согласились не только следовать условиям договора самим, но и предоставить экспертную и финансовую поддержку развивающимся странам, готовым пойти на его подписание. В соблюдении договора важным было и остается эффективное воздействие всех заинтересованных сторон — как в истории с CFC-11, где это и ученые, и гражданское общество, и официальные лица. В итоге необходимые действия были предприняты очень быстро. От начала изучения воздействия фреонов на атмосферу до принятия Монреальского протокола прошло менее 20 лет.

«Когда протокол был подписан, мы были куда меньше уверены в масштабах риска фреонов по сравнению с тем, что мы знаем сейчас о действии парниковых газов. Чтобы начать действовать, необязательно иметь абсолютную определенность», — приводит Popular Science слова американского климатолога Шона Дэвиса.

Монреальский протокол в какой-то степени может работать и на глобальное потепление. Первоначально хладагенты в машинах и холодильниках, заменившие фреоны, все-таки вызывали парниковый эффект. Но в 2019 году вступит в силу поправка, которая ограничит использование некоторых из этих газов — именно по климатическим причинам.

Но главный вопрос — сможет ли успех Монреальского протокола помочь выполнению гораздо более масштабного Парижского соглашения о климате? Во всяком случае ситуация с фреонами показывает, что, во-первых, нет ничего невозможного или парадоксального в том, что деятельность человека оказывает влияние на нашу среду обитания в планетарном масштабе. А во-вторых, переломить тренд и «вернуть как было» — возможно или как минимум пока возможно.

Ученые обнаружили новые угрозы для озонового слоя Земли

Озоновый слой – часть атмосферы Земли, насыщенная соответствующим газом. Он образуется под действием солнечного света из кислорода и защищает поверхность планеты от избытка ультрафиолетового излучения. Разрушение озонового слоя, вызванное загрязнением от человеческой деятельности, может нанести большой урон всему живому.

В 1985 году была принята Венская конвенция об охране озонового слоя, в 1989 году вступил в силу Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой. Считалось, что если все страны будут соблюдать ограничения этого протокола, то к 2050 году озоновый слой Земли полностью восстановится до естественного уровня. Однако британские и американские экологи считают, что это слишком оптимистичная оценка, сообщает Science Daily.

Профессор Джозеф Алькамо из Университета Сассекса, профессор Сьюзен Соломон из Массачусетского технологического института и другие ученые обнаружили ряд источников загрязнения атмосферы фреоном и другими разрушающими озон веществами, которые оказались не учтены в Монреальском протоколе.

За последние тридцать лет обнаружены новые источники хлорфторуглеродов и гидрофторуглеводов, которые не были известны в 1980-е годы. Запрещенные соглашением вещества продолжают поступать в атмосферу из неправильно утилизируемых старых холодильников, кондиционеров и некоторой другой техники. Разрушению озонового слоя также способствуют выбросы разрушающих озон газов, происходящие при некоторых видах промышленной деятельности и сельскохозяйственных работ.

Профессор Алькамо, раньше работавший в Программе ООН по окружающей среде, отмечает, что к 2009 году 98% химикатов, упомянутых в Монреальском протоколе, выведены из применения. Это позволило предотвратить множество случаев рака кожи и катаракты – болезней, часто вызываемых повышенным уровнем ультрафиолетового излучения. Теперь необходимо как можно скорее заняться устранением новых угроз, которые также способствуют глобальному потеплению.

Ранее сообщалось, что загрязненный воздух представляет для людей гораздо большую опасность, чем коронавирусная инфекция, туберкулез, СПИД и другие опасные заболевания. Ученые установили, что грязный воздух в среднем снижает продолжительность жизни на два года. Такие данные привели создатели Индекса качества воздуха (AQLI).

Основы науки об озоновом слое | Защита озонового слоя

Озоновый слой Земли Озоновый слой Область стратосферы, содержащая основную часть атмосферного озона. Озоновый слой находится примерно на 15-40 километров (10-25 миль) над поверхностью Земли в стратосфере. Истощение этого слоя озоноразрушающими веществами (ОРВ) приведет к более высокому уровню УФВ, что, в свою очередь, вызовет рост рака кожи и катаракты и потенциальный ущерб некоторым морским организмам, растениям и пластмассам.Научная страница (http://www.epa.gov/ozone/science/index.html) предлагает гораздо больше подробностей о науке об истощении озонового слоя. защищает все живое от вредного солнечного излучения, но деятельность человека повредила этот щит. Слабая защита озонового слоя от ультрафиолетового (УФ) света UV Ультрафиолетовое излучение — это часть электромагнитного спектра с длинами волн короче видимого света. Солнце производит ультрафиолетовое излучение, которое обычно делится на три диапазона: UVA, UVB и UVC. UVA не поглощается озоном.UVB в основном поглощается озоном, хотя некоторые из них достигают Земли. UVC полностью поглощается озоном и нормальным кислородом. НАСА предоставляет дополнительную информацию на своем веб-сайте (http://www.nas.nasa.gov/About/Education/Ozone/radiation.html). со временем повредит посевы и приведет к увеличению заболеваемости раком кожи и катарактой.

I. Озоновый слой

Атмосфера Земли состоит из нескольких слоев. Самый нижний слой, тропосфера тропосфера Ближайшая к Земле область атмосферы.Тропосфера простирается от поверхности примерно до 10 км в высоту, хотя эта высота меняется в зависимости от широты. Почти вся погода происходит в тропосфере. Mt. Эверест, самая высокая гора на Земле, имеет высоту всего 8,8 км. Температура в тропосфере уменьшается с высотой. Когда теплый воздух поднимается вверх, он остывает, опускаясь обратно на Землю. Этот процесс, известный как конвекция, означает, что существуют огромные движения воздуха, которые очень эффективно перемешивают тропосферу., Простирается от поверхности Земли на высоту примерно до 6 миль или 10 километров (км).Практически вся деятельность человека происходит в тропосфере. Mt. Эверест, самая высокая гора на планете, имеет высоту всего около 9 км. Следующий слой, стратосфера стратосфера Область атмосферы над тропосферой. Стратосфера простирается от 10 до 50 км в высоту. Коммерческие авиалинии летают в нижних слоях стратосферы. На больших высотах стратосфера становится теплее. Фактически, это потепление вызвано поглощением озона ультрафиолетового излучения. Теплый воздух остается в верхних слоях стратосферы, а холодный — нижних, поэтому вертикальное перемешивание в этой области гораздо меньше, чем в тропосфере., продолжается от 6 миль (10 км) до примерно 31 мили (50 км). Большинство коммерческих самолетов летают в нижней части стратосферы.

Большая часть атмосферного озона сконцентрирована в слое стратосферы на высоте от 9 до 18 миль (от 15 до 30 км) над поверхностью Земли (см. Рисунок ниже). Озон — это молекула, содержащая три атома кислорода. В любой момент времени молекулы озона постоянно образуются и разрушаются в стратосфере. Общая сумма оставалась относительно стабильной в течение десятилетий, когда она измерялась.

Источник: Рисунок Q1-2 от Микаэлы И. Хегглин (ведущий автор), Дэвида В. Фэи, Мак МакФарланда, Стивена А. Монцки и Эрика Р. Нэша, «Двадцать вопросов и ответов об озоновом слое: обновление 2014 г., научная оценка» of Ozone Depletion: 2014, 84 стр., Всемирная метеорологическая организация, Женева, Швейцария, 2015 г. Озоновый слой в стратосфере поглощает часть солнечной радиации, не позволяя ей достичь поверхности планеты. Что наиболее важно, он поглощает часть ультрафиолетового света, называемую UVB UVB — полосу ультрафиолетового излучения с длинами волн 280-320 нанометров, производимого Солнцем.UVB — это вид ультрафиолетового света от солнца (и солнечных ламп), который имеет несколько вредных эффектов. UVB особенно эффективен при повреждении ДНК. Это причина меланомы и других видов рака кожи. Это также было связано с повреждением некоторых материалов, сельскохозяйственных культур и морских организмов. Озоновый слой защищает Землю от большинства солнечных лучей UVB. Всегда важно защитить себя от ультрафиолета B, даже при отсутствии истощения озонового слоя, надев головные уборы, солнцезащитные очки и солнцезащитный крем. Однако эти меры предосторожности станут более важными по мере усугубления разрушения озонового слоя.НАСА предоставляет дополнительную информацию на своем веб-сайте (http://www.nas.nasa.gov/About/Education/Ozone/radiation.html). УФ-В излучение связано со многими вредными эффектами, включая рак кожи, катаракту и вред. некоторым культурам и морским обитателям.

Ученые установили рекорды за несколько десятилетий, детализирующие нормальные уровни озона во время естественных циклов. Концентрация озона в атмосфере естественным образом меняется в зависимости от солнечных пятен, времен года и широты. Эти процессы хорошо понятны и предсказуемы.Каждое естественное снижение уровня озона сопровождалось восстановлением. Однако, начиная с 1970-х годов, научные данные показали, что озоновый щит истощается далеко за пределами естественных процессов.

II. Разрушение озонового слоя

Когда атомы хлора и брома вступают в контакт с озоном в стратосфере, они разрушают молекулы озона. Один атом хлора может разрушить более 100 000 молекул озона, прежде чем он будет удален из стратосферы. Озон может быть разрушен быстрее, чем он создается естественным путем.

Некоторые соединения выделяют хлор или бром при воздействии интенсивного ультрафиолетового света в стратосфере. Эти соединения способствуют разрушению озонового слоя и называются озоноразрушающими веществами (ODS ODS Соединение, которое способствует разрушению стратосферного озона. ОРВ включают хлорфторуглероды (CFC), гидрохлорфторуглероды (HCFC), галоны, бромистый метил, четыреххлористый углерод, гидробромфторуглероды, хлорбромметан и метилхлороформ. ОРВ, как правило, очень стабильны в тропосфере и разлагаются только под интенсивным ультрафиолетовым светом в стратосфере.Когда они распадаются, они выделяют атомы хлора или брома, которые затем разрушают озон. Доступен подробный список (http://www.epa.gov/ozone/science/ods/index.html) веществ класса I и класса II с указанием их ОРП, ПГП и номеров КАС.). ОРВ, выделяющие хлор, включают хлорфторуглероды хлорфторуглероды Газы, подпадающие под действие Монреальского протокола 1987 года и используемые для охлаждения, кондиционирования воздуха, упаковки, изоляции, растворителей или аэрозольных пропеллентов. Поскольку они не разрушаются в нижних слоях атмосферы, ХФУ уносятся в верхние слои атмосферы, где при соответствующих условиях разрушают озон.Эти газы заменяются другими соединениями: гидрохлорфторуглеродами, временной заменой ХФУ, которые также подпадают под действие Монреальского протокола, и гидрофторуглеродами, подпадающими под действие Киотского протокола. Все эти вещества также являются парниковыми газами. См. Гидрохлорфторуглероды, гидрофторуглероды, перфторуглероды, озоноразрушающие вещества. (ХФУ), гидрохлорфторуглероды гидрохлорфторуглероды Соединения, содержащие атомы водорода, фтора, хлора и углерода.Хотя озоноразрушающие вещества, они менее способны разрушать стратосферный озон, чем хлорфторуглероды (ХФУ). Они были введены в качестве временной замены ХФУ, которые также являются парниковыми газами. См. Озоноразрушающее вещество. (ГХФУ), четыреххлористый углерод четыреххлористый углерод Соединение, состоящее из одного атома углерода и четырех атомов хлора. Тетрахлорметан широко использовался в качестве сырья для многих промышленных целей, включая производство хлорфторуглеродов (ХФУ), а также в качестве растворителя.Использование растворителя прекратилось, когда было обнаружено, что он канцерогенный. Он также используется в качестве катализатора для доставки ионов хлора в определенные процессы. Его озоноразрушающий потенциал составляет 1,2, а метилхлороформ метилхлороформ Соединение, состоящее из углерода, водорода и хлора. Метилхлороформ используется в качестве промышленного растворителя. Его озоноразрушающий потенциал составляет 0,11. ОРВ, выделяющие бром, включают галоны галоны Соединения, также известные как бромфторуглероды, которые содержат бром, фтор и углерод.Они обычно используются в качестве средств пожаротушения и вызывают разрушение озонового слоя. Бром во много раз более эффективен в разрушении стратосферного озона, чем хлор. См. Озоноразрушающее вещество. и бромистый метил бромистый метил Соединение, состоящее из углерода, водорода и брома. Бромистый метил — эффективный пестицид, используемый для фумигации почвы и многих сельскохозяйственных продуктов. Поскольку он содержит бром, он разрушает стратосферный озон и имеет озоноразрушающий потенциал 0,6. Производство бромистого метила было прекращено 31 декабря 2004 г., за исключением допустимых исключений.Доступно гораздо больше информации (http://www.epa.gov/ozone/mbr/index.html). Хотя ОРВ выбрасываются на поверхность Земли, в конечном итоге они переносятся в стратосферу в процессе, который может длиться очень долго. от двух до пяти лет.

В 1970-х годах возникла озабоченность по поводу воздействия озоноразрушающих веществ (ODS ODS Соединение, которое способствует разрушению стратосферного озона. ОРВ включают хлорфторуглероды (CFC), гидрохлорфторуглероды (HCFC), галоны, бромистый метил, четыреххлористый углерод, гидробромфторуглероды, хлорбромметан и метилхлороформ.ОРВ обычно очень стабильны в тропосфере и разлагаются только под воздействием интенсивного ультрафиолетового света в стратосфере. Когда они распадаются, они выделяют атомы хлора или брома, которые затем разрушают озон. Доступен подробный список (http://www.epa.gov/ozone/science/ods/index.html) веществ класса I и класса II с указанием их ОРС, ПГП и номеров КАС.) В стратосферном озоновом слое озоновый слой Область стратосферы, содержащая основную часть атмосферного озона. Озоновый слой находится примерно на 15-40 километров (10-25 миль) над поверхностью Земли в стратосфере.Истощение этого слоя озоноразрушающими веществами (ОРВ) приведет к более высокому уровню УФВ, что, в свою очередь, вызовет рост рака кожи и катаракты и потенциальный ущерб некоторым морским организмам, растениям и пластмассам. Научная страница (http://www.epa.gov/ozone/science/index.html) предлагает гораздо больше подробностей о науке об истощении озонового слоя. побудили несколько стран, в том числе США, запретить использование хлорфторуглеродов (CFCs CFCs Органические соединения, состоящие из атомов углерода, хлора и фтора.Примером является CFC-12 (CCI2F2), используемый в качестве хладагента в холодильниках и кондиционерах, а также в качестве вспенивающего агента. Газообразные CFC могут разрушать озоновый слой, когда они медленно поднимаются в стратосферу, разрушаются сильным ультрафиолетовым излучением, высвобождают атомы хлора, а затем вступают в реакцию с молекулами озона. См. «Озоноразрушающее вещество».) В виде аэрозоля аэрозоль Небольшая капля или частица, взвешенные в атмосфере, обычно содержащие серу. Аэрозоли выделяются естественным путем (например,, при извержениях вулканов) и в результате деятельности человека (например, при сжигании ископаемого топлива). Нет никакой связи между аэрозолями в виде твердых частиц и продуктами под давлением, также называемыми аэрозолями. (См. Ниже) пропелленты. Однако мировое производство ХФУ и других ОРВ продолжало быстро расти, поскольку были найдены новые применения этих химикатов в холодильном оборудовании, пожаротушении, пенопласте и других применениях.

Некоторые природные процессы, например, сильные извержения вулканов, могут косвенно влиять на уровень озона.Например, Mt. Извержение Пинатубо в 1991 году не увеличило концентрацию хлора в стратосфере, но произвело большое количество крошечных частиц, называемых аэрозолями аэрозоли Маленькие частицы или капли жидкости в атмосфере, которые могут поглощать или отражать солнечный свет в зависимости от своего состава. (отличается от потребительских товаров, также известных как аэрозоли). Эти аэрозоли увеличивают эффективность хлора в разрушении озона. Аэрозоли в стратосфере создают поверхность, на которой хлор на основе CFC может разрушать озон.Однако эффект от вулканов непродолжительный.

Не все источники хлора и брома способствуют разрушению озонового слоя. Например, исследователи обнаружили, что хлор из бассейнов, промышленных предприятий, морской соли и вулканов не достигает стратосферы. Напротив, ОРВ очень стабильны и не растворяются под дождем. Таким образом, отсутствуют естественные процессы, удаляющие ОРВ из нижних слоев атмосферы.

Одним из примеров истощения озонового слоя является ежегодная озоновая «дыра» над выходом из Антарктиды, образовавшаяся во время антарктической весны с начала 1980-х годов.На самом деле это не дыра в озоновом слое, а большая часть стратосферы с очень низким содержанием озона.

Разрушение озона не ограничивается районом Южного полюса. Исследования показали, что истощение озонового слоя происходит на широтах, включая Северную Америку, Европу, Азию и большую часть Африки, Австралии и Южной Америки. Более подробную информацию о глобальных масштабах истощения озонового слоя можно найти в Scientific Assessment of Ozone Depletion: 2014 Exit, разработанном Программой Организации Объединенных Наций по окружающей среде.

часто задаваемых вопросов об озоновом слое | Защита озонового слоя

Что такое озоновый слой?

Озоновый слой Озоновый слой Область стратосферы, содержащая основную часть атмосферного озона. Озоновый слой находится примерно на 15-40 километров (10-25 миль) над поверхностью Земли в стратосфере. Истощение этого слоя озоноразрушающими веществами (ОРВ) приведет к более высокому уровню УФВ, что, в свою очередь, вызовет рост рака кожи и катаракты и потенциальный ущерб некоторым морским организмам, растениям и пластмассам.Научная страница (http://www.epa.gov/ozone/science/index.html) предлагает гораздо больше подробностей о науке об истощении озонового слоя. представляет собой концентрацию молекул озона в стратосфере стратосфера Область атмосферы над тропосферой. Стратосфера простирается от 10 до 50 км в высоту. Коммерческие авиалинии летают в нижних слоях стратосферы. На больших высотах стратосфера становится теплее. Фактически, это потепление вызвано поглощением озона ультрафиолетового излучения. Теплый воздух остается в верхних слоях стратосферы, а холодный — нижних, поэтому вертикальное перемешивание в этой области гораздо меньше, чем в тропосфере.. Около 90 процентов озона на планете находится в озоновом слое. Слой атмосферы Земли, который нас окружает, называется тропосферой тропосферой Область атмосферы, ближайшая к Земле. Тропосфера простирается от поверхности примерно до 10 км в высоту, хотя эта высота меняется в зависимости от широты. Почти вся погода происходит в тропосфере. Mt. Эверест, самая высокая гора на Земле, имеет высоту всего 8,8 км. Температура в тропосфере уменьшается с высотой.Когда теплый воздух поднимается вверх, он остывает, опускаясь обратно на Землю. Этот процесс, известный как конвекция, означает, что существуют огромные движения воздуха, которые очень эффективно перемешивают тропосферу. Стратосфера, следующий более высокий слой, простирается от 6 до 31 мили (или от 10 до 50 километров) над поверхностью Земли. Узнайте больше об озоновом слое.

Почему важен озоновый слой?

Стратосферный озон — это природный газ, который фильтрует солнечный ультрафиолет (UV UV Ультрафиолетовое излучение — это часть электромагнитного спектра с длинами волн короче видимого света.Солнце производит ультрафиолетовое излучение, которое обычно делится на три диапазона: UVA, UVB и UVC. UVA не поглощается озоном. UVB в основном поглощается озоном, хотя некоторые из них достигают Земли. UVC полностью поглощается озоном и нормальным кислородом. НАСА предоставляет дополнительную информацию на своем веб-сайте (http://www.nas.nasa.gov/About/Education/Ozone/radiation.html). Уменьшение озонового слоя позволяет большему количеству УФ-излучения достигать поверхности Земли. Для людей чрезмерное воздействие ультрафиолетовых лучей может привести к раку кожи, катаракте и ослаблению иммунной системы.Повышенное УФ-излучение также может привести к снижению урожайности и сбоям в морской пищевой цепи. Узнайте о последствиях разрушения озонового слоя для здоровья и окружающей среды.

Что такое разрушение озона и как оно происходит?

Молекулы озона в стратосфере постоянно производятся и разрушаются различными видами солнечного УФ-излучения. Обычно производство и разрушение сбалансированы, поэтому количество озона в стратосфере в любой момент времени стабильно. Однако ученые обнаружили, что некоторые химические вещества вступают в реакцию с УФ-излучением в стратосфере, что приводит к их распаду и высвобождению атомов хлора или брома.Эти атомы, в свою очередь, разрушают молекулы озона.

Озоноразрушающие вещества (ODS ODS Соединение, которое способствует истощению стратосферного озонового слоя. ОРВ включают хлорфторуглероды (CFC), гидрохлорфторуглероды (HCFC), галоны, бромистый метил, четыреххлористый углерод, гидробромфторуглероды, хлорброметилхлорид и хлорбромметил). очень стабильны в тропосфере и разлагаются только под интенсивным ультрафиолетовым светом в стратосфере. Когда они разрушаются, они выделяют атомы хлора или брома, которые затем разрушают озон.Доступен подробный список (http://www.epa.gov/ozone/science/ods/index.html) веществ класса I и класса II с указанием их ОРП, ПГП и номеров CAS.), Который включает хлорфторуглероды хлорфторуглеродов. Газы, подпадающие под действие Монреальского протокола 1987 года и используемые для охлаждения, кондиционирования воздуха, упаковки, изоляции, растворителей или аэрозольных пропеллентов. Поскольку они не разрушаются в нижних слоях атмосферы, ХФУ уносятся в верхние слои атмосферы, где при соответствующих условиях разрушают озон.Эти газы заменяются другими соединениями: гидрохлорфторуглеродами, временной заменой ХФУ, которые также подпадают под действие Монреальского протокола, и гидрофторуглеродами, подпадающими под действие Киотского протокола. Все эти вещества также являются парниковыми газами. См. Гидрохлорфторуглероды, гидрофторуглероды, перфторуглероды, озоноразрушающие вещества. (CFC) и гидрофторуглероды гидрофторуглероды Соединения, содержащие только атомы водорода, фтора и углерода. Они были введены в качестве альтернативы веществам, разрушающим озоновый слой, для удовлетворения многих промышленных, коммерческих и личных нужд.ГФУ выбрасываются как побочные продукты промышленных процессов, а также используются в производстве. Они незначительно разрушают стратосферный озоновый слой, но являются мощными парниковыми газами с потенциалом глобального потепления от 140 (HFC-152a) до 11700 (HFC-23). (ГХФУ) когда-то широко использовались в хладагентах, изоляционных пенопластах, растворителях и других областях. Все эти вещества выделяют атомы хлора в стратосферу. Один атом хлора может разрушить более 100 000 молекул озона.

Другие химические вещества, повреждающие озоновый слой, включают бромистый метил бромистый метил Соединение, состоящее из углерода, водорода и брома. Бромистый метил — эффективный пестицид, используемый для фумигации почвы и многих сельскохозяйственных продуктов. Поскольку он содержит бром, он разрушает стратосферный озон и имеет озоноразрушающий потенциал 0,6. Производство бромистого метила было прекращено 31 декабря 2004 г., за исключением допустимых исключений. Доступно гораздо больше информации (http: // www.epa.gov/ozone/mbr/index.html). (используется в качестве пестицида), галоны галоны Соединения, также известные как бромфторуглероды, содержащие бром, фтор и углерод. Они обычно используются в качестве средств пожаротушения и вызывают разрушение озонового слоя. Бром во много раз более эффективен в разрушении стратосферного озона, чем хлор. См. Озоноразрушающее вещество. (используется в огнетушителях) и метилхлороформ метилхлороформ Соединение, состоящее из углерода, водорода и хлора.Метилхлороформ используется в качестве промышленного растворителя. Его озоноразрушающий потенциал составляет 0,11. (используется в качестве растворителя в промышленных процессах). При расщеплении бромистого метила и галонов они выделяют атомы брома, которые в 60 раз более разрушительны для молекул озона, чем атомы хлора.

Уровни этих ОРВ в атмосфере быстро повысились до введения в действие Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой, и его последующих пересмотров и поправок. Однако уровни почти всех этих веществ в атмосфере за последние два десятилетия существенно снизились.

Что такое озоновая дыра?

Одним из примеров истощения озонового слоя является годовая озоновая «дыра» над Антарктидой, образовавшаяся во время антарктической весны с начала 1980-х годов. На самом деле это не дыра в озоновом слое, а большая часть стратосферы с очень низким содержанием озона.

Важно понимать, что разрушение озонового слоя не ограничивается областью над Южным полюсом. Исследования показали, что истощение озонового слоя происходит на широтах, включая Северную Америку, Европу, Азию и большую часть Африки, Австралии и Южной Америки.

Какая связь между истощением озонового слоя и изменением климата?

ОРВ и многие из их заменителей, не разрушающих озоновый слой, являются мощными парниковыми газами, способствующими изменению климата. Некоторые ОРВ и их заменители обладают потенциалом глобального потепления, который в несколько тысяч раз превышает потенциал двуокиси углерода. Недавно стали доступны альтернативы ОРВ с более низким потенциалом глобального потепления. Узнайте больше об усилиях EPA по обеспечению безопасного и плавного перехода от ОРВ к заменителям, которые уменьшают воздействие на изменение климата.

Откуда мы знаем, что природные источники не ответственны за разрушение озона?

Хотя верно, что вулканы и океаны выделяют большое количество хлора, хлор из этих источников легко растворяется в воде и вымывается из атмосферы дождем. Напротив, ХФУ не разрушаются в нижних слоях атмосферы и не растворяются в воде. Хотя они тяжелее воздуха, в конечном итоге они уносятся в стратосферу. Ученые используют воздушные шары, самолеты и спутники для измерения состава стратосферы.Эти измерения показывают заметное увеличение содержания хлора в стратосфере с 1985 года. Время этого увеличения соответствует увеличению выбросов ХФУ и других ОРВ в результате деятельности человека.

Что делается для защиты озонового слоя?

В соответствии с требованиями Раздела VI Закона о чистом воздухе, EPA отвечает за разработку и реализацию программ по защите озонового слоя. EPA установило правила защиты. Узнайте больше об усилиях EPA по защите озонового слоя.

Есть ли среди ученых общее согласие относительно науки об истощении озонового слоя?

Да, международный консенсус в отношении причин и последствий истощения озонового слоя появился. Под эгидой выхода Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП) и выхода Всемирной метеорологической организации (ВМО) научное сообщество публикует периодические отчеты по науке об истощении озонового слоя. Более 300 ученых во всем мире подготовили и проанализировали самый последний анализ «состояния науки», «Научная оценка разрушения озонового слоя» ВМО / ЮНЕП: 2014 г.Выход

Восстановится ли озоновый слой?

Ожидается, что озоновый слой вернется к нормальному уровню примерно к 2050 году. Но очень важно, чтобы мир соблюдал Монреальский протокол; задержки с прекращением производства и использования озоноразрушающих веществ могут нанести дополнительный ущерб озоновому слою и продлить его восстановление. Узнайте больше о текущем состоянии озонового слоя.

Начало страницы

Факты и информация об истощении озонового слоя

За последние 30 лет люди добились прогресса в предотвращении разрушения озонового слоя за счет ограничения использования определенных химикатов.Но еще многое предстоит сделать для защиты и восстановления атмосферного щита, который находится в стратосфере на высоте от 9 до 18 миль (от 15 до 30 километров) над поверхностью Земли.

Атмосферный озон поглощает ультрафиолетовое (УФ) излучение солнца, особенно вредные лучи типа UVB. Воздействие УФ-В излучения связано с повышенным риском рака кожи и катаракты, а также с повреждением растений и морских экосистем. Атмосферный озон иногда называют «хорошим» озоном из-за его защитной роли, и его не следует путать с тропосферным или приземным «плохим» озоном, ключевым компонентом загрязнения воздуха, которое связано с респираторными заболеваниями.

Озон (O ₃ ) — это газ с высокой реакционной способностью, молекулы которого состоят из трех атомов кислорода. Его концентрация в атмосфере, естественно, колеблется в зависимости от времени года и широты, но в целом она была стабильной, когда в 1957 году начались глобальные измерения. Новаторские исследования 1970-х и 1980-х годов выявили признаки проблем.

Озоновые угрозы и «дыра»

В 1974 году два химика из Калифорнийского университета в Ирвине Марио Молина и Шервуд Роуленд опубликовали в журнале Nature статью с подробным описанием угроз озоновому слою со стороны хлорфторуглеродов (ХФУ). газы.В то время ХФУ широко использовались в аэрозольных баллончиках и в качестве охлаждающих жидкостей во многих холодильниках. Когда они достигают стратосферы, солнечные ультрафиолетовые лучи расщепляют ХФУ на вещества, в состав которых входит хлор.

Новаторское исследование, за которое они были удостоены Нобелевской премии по химии 1995 года, пришло к выводу, что атмосфера обладает «конечной способностью поглощать хлор» в стратосфере.

Один атом хлора может разрушить более 100 000 молекул озона, по данным U.S. Агентство по охране окружающей среды уничтожает озон гораздо быстрее, чем его можно заменить.

Работа Молины и Роуленда получила поразительное подтверждение в 1985 году, когда группа английских ученых обнаружила дыру в озоновом слое над Антарктидой, которая позже была связана с ХФУ. «Дыра» на самом деле представляет собой область стратосферы с чрезвычайно низкими концентрациями озона, которая повторяется каждый год в начале весны в Южном полушарии (с августа по октябрь). Весна приносит солнечный свет, который выделяет хлор в стратосферные облака.

Аэрозоль из баллончиков иногда содержит озоноразрушающие вещества, называемые хлорфторуглеродами или CFC.

Фотография Марка Тиссена

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Состояние озонового слоя сегодня

Признание вредного воздействия ХФУ и других озоноразрушающих веществ привело к Монреальскому протоколу по веществам, разрушающим озоновый слой в 1987 году, историческому соглашению о поэтапном отказе от этих веществ ратифицирован всеми 197 странами-членами ООН.Без пакта в США было бы еще 280 миллионов случаев рака кожи, 1,5 миллиона смертей от рака кожи и 45 миллионов катаракт — и в мире было бы как минимум на 25 процентов жарче.

Спустя более 30 лет после Монреальского протокола ученые НАСА задокументировали первое прямое доказательство того, что озон в Антарктике восстанавливается из-за поэтапного отказа от ХФУ: истощение озонового слоя в регионе снизилось на 20 процентов с 2005 года. А в конце 2018 года Организация Объединенных Наций подтвердила в своей научной оценке, что озоновый слой восстанавливается, прогнозируя, что он полностью заживет в (неполярном) северном полушарии к 2030-м годам, затем в Южном полушарии в 2050-х годах и полярных регионах к 2060 году.

Мониторинг озонового слоя продолжается, и выясняется, что восстановление может оказаться не таким простым, как хотелось бы. Исследование, проведенное в начале 2018 года, показало, что содержание озона в нижних слоях стратосферы неожиданно и необъяснимо упало с 1998 года, в то время как другое указало на возможные продолжающиеся нарушения Монреальского пакта.

Когда речь заходит о вредных газах охлаждающих жидкостей, мир еще не ясен. Некоторые гидрохлорфторуглероды (ГХФУ), переходные заменители, которые менее разрушительны, но все же вредны для озона, все еще используются.Развивающимся странам необходимо финансирование из Многостороннего фонда Монреальского протокола для ликвидации наиболее широко используемого из них — хладагента R-22. Следующее поколение охлаждающих жидкостей, гидрофторуглеродов (ГФУ), не разрушает озон, но они являются мощными парниковыми газами, которые удерживают тепло, способствуя изменению климата.

Хотя ГФУ представляют собой небольшую долю выбросов по сравнению с углекислым газом и другими парниковыми газами, их эффект потепления планеты побудил в 2016 году добавить к Монреальскому протоколу Кигалийскую поправку.Поправка, вступившая в силу в январе 2019 года, направлена ​​на сокращение использования ГФУ более чем на 80 процентов в течение следующих трех десятилетий. Тем временем компании и ученые работают над экологически безопасными альтернативами, включая новые охлаждающие жидкости и технологии, которые уменьшают или устраняют зависимость от химикатов.

Озоновая дыра и глобальное потепление

Влияет ли глобальное потепление на стратосферный озоновый слой?

С 1960-х годов наблюдается тенденция к усилению потепления нижних слоев атмосферы и похолоданию верхних слоев атмосферы.Эта динамика потепления-охлаждения создает условия, которые приводят к потере озона.

Наблюдения показывают, что по мере увеличения количества парниковых газов и нагревания нижних слоев атмосферы (тропосферы) в верхних слоях атмосферы (стратосфере) происходит охлаждение. Во многом потому, что тепло с поверхности Земли, которое обычно передается через тропосферу и стратосферу и в конечном итоге уходит в космос, теперь улавливается (или ограничивается тропосферой).

Повышение температуры на поверхности Земли и снижение температуры в более высоких частях атмосферы можно частично объяснить с помощью аналогии с бланкетом.

Углекислый газ и другие удерживающие тепло газы поднимаются в атмосферу и распространяются по земному шару, как одеяло, окутывающее Землю. Это одеяло согревает поверхность Земли и защищает ее от холодного воздуха над ней.

Повышенная концентрация улавливающих тепло газов делает одеяло более толстым. Теперь, завернувшись в более толстое одеяло, поверхность Земли нагревается, нагревает само одеяло и улавливает больше тепла в нижних слоях атмосферы.

Одеяло также предотвращает перемещение тепла из нижних слоев атмосферы в стратосферу, в результате чего стратосфера охлаждается.

Другими словами, улавливающие тепло газы способствуют созданию в атмосфере условий охлаждения, которые приводят к истощению озонового слоя. Парниковые газы поглощают тепло на относительно низких высотах и ​​нагревают поверхность, но на больших высотах они имеют противоположный эффект, поскольку предотвращают рост тепла.

В более холодной стратосфере потеря озона создает охлаждающий эффект, который приводит к дальнейшему истощению озона. УФ-излучение выделяет тепло в стратосферу, когда оно вступает в реакцию с озоном.При меньшем количестве озона выделяется меньше тепла, что усиливает охлаждение в нижних слоях стратосферы и способствует формированию озоноразрушающих полярных стратосферных облаков, особенно вблизи Южного полюса.

Озоновый слой | UCAR Center for Science Education

Озон вблизи земли является загрязнителем воздуха, вызывающим повреждение легких и приступы астмы. Но на высоте 10–30 миль над поверхностью Земли (16–48 км) молекулы озона защищают жизнь на Земле. Они помогают защитить нашу планету от вредного солнечного излучения.

Озоновый слой в стратосфере — это то место, где находится около 90% озона в системе Земля. Но озон составляет от одной до десяти из каждого миллиона молекул в озоновом слое. (Остальные молекулы в основном состоят из азота и кислорода, как и воздух, которым мы дышим.) Его не так много, но озон обладает мощным действием, способным блокировать наиболее вредное излучение.

Озон поглощает ультрафиолетовые лучи с наибольшей энергией, известные как УФ-С и УФ-В, длины волн, которые вредят живым существам.Молекулы кислорода поглощают и другие формы ультрафиолетового света. Вместе молекулы озона и кислорода способны поглощать от 95 до 99,9% ультрафиолетового излучения, попадающего на нашу планету. Когда ультрафиолетовый свет поглощается кислородом и озоном, выделяется тепло, поэтому стратосфера становится теплее с высотой.

Озоновый слой в стратосфере защищает жизнь на Земле от большинства УФ-В и УФ-С, наиболее вредных разновидностей ультрафиолетового излучения.
Кредит: NASA

Молекулы озона и кислорода постоянно образуются, разрушаются и преобразовываются в озоновом слое, поскольку они подвергаются бомбардировке ультрафиолетовым излучением (УФ), которое разрывает связи между атомами, создавая свободные атомы кислорода.Свободные атомы кислорода обладают высокой реакционной способностью, что означает, что они легко связываются с другими молекулами. Если свободный атом кислорода сталкивается с молекулой кислорода (O ₂ ), она образует озон (O ₃ ). Если свободный атом кислорода сталкивается с другим атомом кислорода, он образует молекулу кислорода (O ₂ ).

В 2017 году озоновая дыра над Антарктидой была самой маленькой с 1988 года. (НАСА)

Озоновые дыры

Британские ученые в заливе Халли, Антарктида, подумали, что их инструменты работают со сбоями, когда они начали регистрировать низкие количества озона в озоновый слой над Антарктидой в 1976 г.Они измеряли озон в атмосфере Антарктики с 1957 года и никогда раньше не видели, чтобы его уровни падали так сильно. Почему уровень озона упал? Может быть, это просто естественная вариация?

Они обнаружили 10% -ное падение уровня озона в сентябре, октябре и ноябре — антарктической весной. Поскольку концентрация озона в этом регионе часто меняется от сезона к сезону, исследователи не беспокоились, но рекордно низкие уровни озона сохранялись почти каждую весну. Никто не знал почему.

Они первыми обнаружили озоновую дыру, а позже ее определили как самую большую озоновую дыру в мире. Озоновая дыра на самом деле не дыра, а, скорее, истончение озонового слоя в стратосфере, которое меняется в зависимости от сезона. В некоторые времена года «дыра» больше. В других случаях он меньше.

Только в 1985 году ученые были уверены, что это серьезная проблема, вызванная человеком. Виновниками были химические соединения, называемые хлорфторуглеродами (ХФУ), которые начали использоваться в 1960-х годах в кондиционерах, аэрозольных баллончиках и промышленных чистящих средствах.Их также использовали для изготовления пенополистирола. И они были способны разрушать молекулы озона, в результате чего разрушение озона в стратосфере происходило быстрее, чем его можно было восстановить.

На этой анимации показано разрушение молекулы озона атомом хлора. УФ-излучение отрывает атом хлора от молекулы CFC. Атом хлора расщепляет молекулу озона на молекулу кислорода (O ₂ ) и молекулу монооксида хлора (ClO). Свободный атом кислорода выталкивает атом хлора, образуя молекулу кислорода.Это оставляет атом хлора свободным, чтобы атаковать и разрушить другую молекулу озона. (UCAR / COMET)

Попадая в атмосферу, ХФУ медленно дрейфуют вверх в стратосферу, где они разрушаются ультрафиолетовым излучением, высвобождая атомы хлора, которые способны разрушать молекулы озона.

Времена года влияют на озоновую дыру в Антарктике. Темной зимой воздух закручивается в вихре с очень низкими температурами, что приводит к образованию ледяных облаков. Реакции на поверхности частиц ледяного облака высвобождают хлор из химических соединений, таких как CFC, в форму, которая вступает в реакцию с озоном.Когда весной возвращается солнечный свет, хлор начинает разрушать озон.

В Арктике не так много разрушения озона, потому что ледяные облака встречаются реже, а водоворот обычно разрушается за несколько недель до возвращения солнечного света весной.

Решение проблемы разрушения озона

Монреальский протокол, международное соглашение, направленное на решение глобальной проблемы разрушения озона, было подписано более чем 70 странами в 1986 году. В нем были поставлены цели по сокращению производства ХФУ на 20% к 1993 году и 50% к 1998 г.С момента подписания соглашения эти цели были усилены, чтобы призвать к ликвидации наиболее опасных ХФУ к 1996 году и к регулированию других озоноразрушающих химикатов.

Ученые обнаружили проблему и определили ее причину. Их свидетельства убедили правительства всего мира принять меры, чтобы помочь остановить проблему. На глобальное устранение озоноразрушающих химикатов из атмосферы потребуются десятилетия, но мы добились прогресса в заполнении этой дыры.Впервые в истории мы взялись за решение экологической проблемы глобального масштаба в сотрудничестве с мировым сообществом.

Изображения над графиком показывают вид Южного полюса в октябре с течением времени, включая измерения, сделанные в прошлом в 1971 и 2017 годах, и модельные прогнозы озона над территорией на 2041 и 2065 годы. На графике показан средний минимум содержания озона над Антарктидой в Октябрь.
Предоставлено: NASA GSFC

Совок стратосферного озона

Озоновый слой

Озон (O ₃ ) естественным образом образуется в атмосфере, когда три атома кислорода соединяются в бесцветный газ.

Земля покрыта слоями воздуха, называемыми атмосферой. Стратосферный озон находится в стратосфере, втором слое земной атмосферы, на высоте от 10 до 30 миль над поверхностью. Жизнь не могла бы существовать без этого защитного озона, который также называют «озоновым слоем».

Солнце излучает свет, тепло и другие виды излучения. Слишком много УФ (ультрафиолетового) излучения может вызвать рак кожи, катаракту и нанести вред растениям и животным. Озон, находящийся высоко в атмосфере, поглощает часть вредных ультрафиолетовых лучей солнца, прежде чем они достигнут земли.Подобно тому, как солнцезащитный крем помогает защитить вашу кожу от ожогов, озон в стратосфере действует как солнцезащитный крем Земли.

Озоновая дыра

Хотя мы говорим, что есть «дыра в озоновом слое» или «озоновая дыра», на самом деле дыры нет. Вместо этого защитный слой содержит меньше озона, чем раньше. Это истончение встречается по всей земле, но наибольшие потери наблюдаются на Северном и Южном полюсах. Это потому, что разрушение озона хуже, когда очень холодно.Вы можете увидеть текущие уровни озона над Южным полюсом на ozonewatch.gsfc.nasa.gov .

Проблемы с разрушением озона начинаются, когда во время использования выделяются некоторые химические вещества, используемые в кондиционерах, огнетушителях, изоляционных пенах и растворителях. Эти химические вещества в конечном итоге достигают верхних слоев атмосферы и разрушаются солнечным излучением, выделяя атомы хлора и брома. Эти атомы отбирают у озона один из атомов кислорода и используют их для создания других веществ.Атомы хлора и брома являются катализаторами , что означает, что они могут ускорить химическую реакцию без изменений и могут снова повторить деструктивный цикл с другой молекулой озона. Таким образом, один атом хлора или брома может разрушить тысячи и тысячи молекул озона, в результате чего озон исчезнет намного быстрее, чем природа может его заменить.

Кто-нибудь что-нибудь делает с озоновой дырой (это не дыра)?

Монреальский протокол — это международное соглашение, защищающее озоновый слой путем прекращения производства и использования озоноразрушающих химикатов.Он был принят в 1989 году, и его подписали все страны мира. Многие озоноразрушающие химические вещества в настоящее время запрещены к использованию или используются только в небольших количествах. Благодаря Монреальскому протоколу уровни большинства озоноразрушающих химикатов в атмосфере постепенно снизились. Основываясь на текущих тенденциях, ученые сегодня ожидают, что дыра вернется к уровням 1980 года к 2070 году.

Сегодня все продукты в США, содержащие хлорфторуглероды (ХФУ) и другие озоноразрушающие химические вещества, должны иметь предупреждающие надписи.США также запрещают выпуск в воздух хладагентов, используемых в автомобильных и домашних кондиционерах, потому что они по-прежнему используют химические вещества, разрушающие озоновый слой.

Узнайте больше от НАСА в видео ниже: впервые ученые показали с помощью прямых спутниковых наблюдений за озоновой дырой, что уровни разрушающего озон хлора снижаются, что приводит к меньшему разрушению озонового слоя.

Почему мы не можем просто производить больше озона?

Молекулы озона постоянно производятся и разрушаются солнечным ультрафиолетовым светом в естественных процессах.Обычно произведенная сумма и уничтоженная сумма примерно одинаковы, поэтому ничего не меняется. Думайте о количестве озона как об уровне воды в ванне с открытым краном и открытым сливом. Если вы правильно включите воду, вы сможете сделать количество воды, выходящей из ванны, равным количеству, поступающему внутрь, так что уровень воды никогда не изменится. Но прямо сейчас сток стал быстрее, и количество разрушенного озона превышает количество образовавшегося озона.

Основная причина, по которой мы не можем производить больше озона для отправки в верхние слои атмосферы, заключается в том, что для этого потребуется МНОГО энергии.В атмосфере это огромное количество энергии исходит от солнца. У нас также нет способа транспортировать озон в нужные места в атмосфере.

Поскольку мы не можем производить больше озона, решение состоит в том, чтобы замедлить поток по стоку до его нормальной скорости. И единственный способ сделать это — отказаться от использования озоноразрушающих химикатов.

Подробнее

Посетите страницу НАСА по озону, чтобы ознакомиться с последними научными данными и историями об озоне и озоновой дыре. Чтобы увидеть последнее состояние озоновой дыры над Антарктидой, посетите Ozone Watch НАСА.

Эта информация адаптирована из программы NEEF SunWise. Узнайте больше о SunWise .

7.3: Истощение озонового слоя

Стратосферный озоновый слой Земли играет решающую роль в поглощении ультрафиолетового излучения, излучаемого Солнцем. За последние тридцать лет было обнаружено, что стратосферный озон истощается в результате антропогенных загрязнителей. Существует ряд химических реакций, которые могут разрушить стратосферный озон; однако некоторые из наиболее важных из них включают каталитическое разрушение озона радикалами галогена, такими как хлор и бром.

Введение

Атмосфера Земли разделена на пять слоев. В порядке от самого близкого и самого толстого до самого дальнего и самого тонкого слои перечислены следующим образом: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера и экзосфера. Большая часть озона в атмосфере находится в стратосфере, которая простирается от шести миль над поверхностью Земли до 31 мили. Люди в значительной степени полагаются на поглощение ультрафиолетовых лучей B озоновым слоем, потому что ультрафиолетовое излучение B вызывает рак кожи и может привести к генетическим повреждениям.Озоновый слой исторически защищал Землю от вредных ультрафиолетовых лучей, хотя в последние десятилетия эта защита уменьшилась из-за истощения стратосферного озона.

Рисунок любезно предоставлен НАСА.

Истощение озонового слоя в значительной степени является результатом антропогенных веществ. Люди внесли в атмосферу газы и химические вещества, которые быстро разрушили озоновый слой в прошлом веке. Это истощение делает людей более уязвимыми для УФ-В-лучей, которые, как известно, вызывают рак кожи, а также другие генетические деформации.Возможность истощения озонового слоя была впервые представлена ​​учеными в конце 1960-х годов, когда мечты о сверхзвуковом переносе стали воплощаться в реальность. Ученые давно знали, что оксид азота (NO) может каталитически реагировать с озоном (\ (O_3 \)) с образованием молекул \ (O_2 \); однако молекулы \ (NO \), образующиеся на уровне земли, имеют период полураспада, слишком короткий, чтобы попасть в стратосферу. Лишь с появлением коммерческих сверхзвуковых реактивных двигателей (которые летают в стратосфере и на высоте намного выше, чем у обычных реактивных двигателей) появилась возможность реакции \ (NO \) со стратосферным озоном.Угроза истощения озонового слоя от коммерческого сверхзвукового транспорта была настолько велика, что ее часто называют основной причиной, по которой федеральное правительство США отказалось от поддержки ее разработки в 1971 году. Страх истощения озонового слоя уменьшался до 1974 года, когда Шервуд Роуленд и Марио Молина обнаружили что хлорфторуглероды могут фотолизироваться фотонами высокой энергии в стратосфере. Они обнаружили, что этот процесс может высвобождать радикалы хлора, которые каталитически реагируют с \ (O_3 \) и разрушают молекулу.Этот процесс называется теорией истощения \ (O_3 \) Роуленда-Молины.

Цикл Чепмена

Стратосфера находится в постоянном круговороте с молекулами кислорода и их взаимодействием с ультрафиолетовыми лучами. Этот процесс считается циклом из-за его постоянного преобразования между различными молекулами кислорода. Озоновый слой создается, когда ультрафиолетовые лучи реагируют с молекулами кислорода (O ₂ ) с образованием озона (O ₃ ) и атомарного кислорода (O). Этот процесс называется циклом Чепмена .. \]

Важно помнить, что озон постоянно создается и разрушается циклом Чепмена, и что эти реакции являются естественными процессами, которые происходят в течение миллионов лет. Из-за этого толщина озонового слоя в любой момент времени может сильно различаться. Также важно знать, что O ₂ постоянно попадает в атмосферу посредством фотосинтеза, поэтому озоновый слой имеет способность к самовосстановлению.

Химия разрушения озона

Молекулы CFC состоят из атомов хлора, фтора и углерода и чрезвычайно стабильны.Эта чрезвычайная стабильность позволяет CFC медленно продвигаться в стратосферу (большинство молекул разлагаются, прежде чем они смогут попасть в стратосферу из тропосферы). Такая продолжительная жизнь в атмосфере позволяет им достигать больших высот, где фотоны более энергичны… \ rightarrow 2O_2 \ tag {Общая реакция} \]

Хлор способен разрушить очень много озона, потому что он действует как катализатор. Хлор инициирует распад озона и соединяется с высвобожденным кислородом, образуя две молекулы кислорода. После каждой реакции хлор снова начинает деструктивный цикл с другой молекулой озона. Таким образом, один атом хлора может разрушить тысячи молекул озона. Поскольку молекулы озона разрушаются, они не могут поглощать ультрафиолетовый свет, поэтому мы испытываем более интенсивное ультрафиолетовое излучение на поверхности земли.

Рисунок любезно предоставлен NOAA.

С 1985 по 1988 год исследователи, изучающие свойства атмосферы над южным полюсом, постоянно отмечали значительное снижение концентрации озона непосредственно над континентом Антарктида. В течение трех лет предполагалось, что данные по озону были неверными и были вызваны какой-то неисправностью прибора. В 1988 году исследователи наконец осознали свою ошибку и пришли к выводу, что огромная дыра в озоновом слое действительно образовалась над Антарктидой. Позже изучение спутниковых данных НАСА показало, что дыра начала развиваться в середине 1970-х годов.

Озоновая дыра над Антарктидой образована множеством уникальных атмосферных условий над континентом, которые в совокупности создают идеальную среду для разрушения озона.

• Поскольку Антарктида окружена водой, ветры над континентом дуют в уникальном направлении по часовой стрелке, создавая так называемый «полярный вихрь», который фактически удерживает единственную статическую воздушную массу над континентом. В результате воздух над Антарктидой не смешивается с воздухом остальной атмосферы Земли.
• В Антарктиде самые холодные зимние температуры на Земле, часто достигающие -110 F. Эти низкие температуры приводят к образованию полярных стратосферных облаков (PSC), которые представляют собой скопление замороженных H ₂ O и HNO ₃ . Из-за чрезвычайно низких температур PSC образуют электростатическое притяжение с молекулами CFC, а также с другими галогенированными соединениями

Когда в Антарктиде приходит весна, PSC тают в стратосфере и высвобождают все галогенированные соединения, которые ранее были поглощены облаком.Летом в Антарктике фотоны высокой энергии способны фотолизовать галогенированные соединения, высвобождая радикалы галогена, которые затем каталитически разрушают O ₃ . Поскольку Антарктида постоянно окружена полярным вихрем, радикальные галогены не могут растворяться по всему земному шару. В результате этого процесса образуется озоновая дыра.

Последние исследования показывают, что сила полярного вихря любого года напрямую коррелирует с размером озоновой дыры.В годы с сильным полярным вихрем озоновая дыра увеличивается в диаметре, тогда как в годы с более слабым полярным вихрем озоновая дыра сокращается

Озоноразрушающие вещества

Следующие вещества перечислены как озоноразрушающие вещества в соответствии с Разделом VI Закона США о чистом воздухе:

Таблица \ (\ PageIndex {1} \): Озоноразрушающие вещества и их озоноразрушающая способность. Взято непосредственно из Закона о чистом воздухе от июня 2010 года.

Вещество	Озоноразрушающая способность
хлорфторуглерод-11 (CFC – 11)	1,0
хлорфторуглерод-12 (CFC – 12)	1,0
хлорфторуглерод-13 (CFC – 13)	1,0
хлорфторуглерод-111 (CFC-111)	1.0
хлорфторуглерод-112 (CFC-112)	1,0
хлорфторуглерод-113 (CFC-113)	0,8
хлорфторуглерод-114 (CFC-114)	1,0
хлорфторуглерод-115 (CFC – 115)	0,6
хлорфторуглерод-211 (CFC-211)	1.0
хлорфторуглерод-212 (CFC-212)	1,0
хлорфторуглерод-213 (CFC-213)	1,0
хлорфторуглерод-214 (CFC-214)	1,0
хлорфторуглерод-215 (CFC-215)	1,0
хлорфторуглерод-216 (CFC-216)	1.0
хлорфторуглерод-217 (CFC-217)	1,0
галон-1211	3,0
галон-1301	10,0
галон-2402	6,0
четыреххлористый углерод	1,1
метилхлороформ	0.1
гидрохлорфторуглерод-22 (ГХФУ – 22)	0,05
гидрохлорфторуглерод-123 (HCFC-123)	0,02
гидрохлорфторуглерод-124 (ГХФУ – 124)	0,02
гидрохлорфторуглерод-141 (б) (ГХФУ – 141 (б))	0,1
гидрохлорфторуглерод-142 (б) (ГХФУ – 142 (б))	0.06

Список литературы

1. Десслер, Эндрю. Химия и физика стратосферного озона. Сан-Диего, Калифорния: Academic Press, 2000
2. Хоффман, Мэтью Дж. Разрушение озонового слоя и изменение климата. Олбани, штат Нью-Йорк: Государственный университет Нью-Йорка, 2005
3. Парсон, Эдвард А. Защита озонового слоя: наука и стратегия . Нью-Йорк: Oxford University Press, 2003.
.
4. Петруччи, Ральф Х., Уильям С.Харвуд и Джефф Э. Херринг. Общая химия: принципы и современные приложения . 9 изд. Река Аппер Сэддл: Prentice Hall, 2006.
5. Вароцос, Костас, Кирилл Я. Кондратьева. Изменчивость атмосферного озона: последствия для изменения климата, здоровья человека и экосистем. Чичестер, Великобритания: Praxis Publishing Ltd, 2000
6. Годиш, Тад. Качество воздуха . 4-е изд. Флорида: CRC Press LLC, 2004.
.
7. Закон США о чистом воздухе: от 3 июня 2010 г.

Общие вопросы

• Каковы причины истощения нашего озонового слоя?
  • выброс свободных радикалов, использование ХФУ, чрезмерное сжигание ископаемого топлива
• Какая химическая реакция показывает, как образуется озон?
  • УФ + O ₂ -> 2O + тепло, O ₂ + O -> O _{3 ,} O ₃ + O -> 2O ₂
• Какие реакции демонстрируют разрушение озонового слоя?
  • Cl + O ₃ ——> ClO + O _{2 и} ClO + O ——> Cl + O
• Как ХФУ разрушают озоновый слой?
  • атомарный хлор, освобожденный от CFC, реагирует каталитическим образом с озоном и атомарным кислородом с образованием большего количества молекул кислорода
• Почему сейчас необходимо обеспечить соблюдение правил в отношении загрязнения и вредных химикатов?
  • без регулирования производство и использование химикатов выйдет из-под контроля и нанесет необратимый ущерб стратосфере
• Какой тип атома в молекуле CFC наиболее разрушителен для озона?
• В каком слое атмосферы находится озоновый слой?
  • стратосфера, вторая по близости к поверхности Земли
• Какой цикл отвечает за озон в стратосфере?
• Какой фактор ответственен за разрушение стабильных молекул?
  • ультрафиолетовые лучи солнца

Авторы

• Кэролайн Тран, Дэн Чонг, Энн Кейт, Джордан Шивли

.