Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

10.2: Вирушення озонового шару

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    3044

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Процес руйнування озонового шару починається, коли ХФУ (хлорфторуглероди) та інші озоноруйнівні речовини (ОРВ) викидаються в атмосферу. Молекули ХФУ надзвичайно стабільні, і вони не розчиняються під дощем. Через кілька років молекули ОРВ досягають стратосфери, приблизно в 10 кілометрах над поверхнею Землі. ХФУ використовувалися промисловістю як холодоагенти, знежирюючі розчинники та пропелленти.

    F-D_78120B8D8214960A9 А9АФ 55Б90 Деф 54Е4Д4Ф089ЕД CF232D80FFA4BFD0+зображення_крихіткий+зображення_крихіткий.PNG
    Малюнок\(\PageIndex{1}\). Сильне ультрафіолетове світло розбиває молекулу ОРВ. ХФУ, ГХФУ, тетрахлорид вуглецю, метилхлороформ та інші гази виділяють атоми хлору, а галони та бромід метилу виділяють атоми брому. Саме ці атоми фактично руйнують озон, а не неушкоджену молекулу ОРВ. Підраховано, що один атом хлору може знищити понад 100 000 молекул озону, перш ніж він буде видалений зі стратосфери. Кредит: НАСА GSFC.

    Озон (O 3) постійно виробляється і руйнується в природному циклі, як показано на малюнку\(\PageIndex{1}\). Однак загальна кількість озону по суті стабільна. Цей баланс можна розглядати як глибину потоку в певному місці. Хоча окремі молекули води рухаються повз спостерігача, загальна глибина залишається постійною. Аналогічно, в той час як виробництво і руйнування озону збалансовані, рівень озону залишається стабільним. Така ситуація склалася до останніх кількох десятиліть. Однак значне збільшення стратосферних ОРВ порушило цей баланс. По суті, вони видаляють озон швидше, ніж природні реакції створення озону можуть йти в ногу. Тому рівень озону падає.

    F-д_76А1Ф16Е5А690459047А 864659Б14С972Е5ка55Д043С739А2А9E7356+зображення_крихіткий+зображення_крихіткий+зображення_крихіткий.PNG
    Малюнок\(\PageIndex{2}\). Оскільки озон фільтрує шкідливе випромінювання UVB, менше озону означає більш високий рівень UVB на поверхні. Чим більше виснаження, тим більше збільшення надходить UVB. UVB був пов'язаний з раком шкіри, катарактою, пошкодженням матеріалів, таких як пластмаси, та шкодою для певних культур та морських організмів. Хоча деякі UVB досягають поверхні навіть без руйнування озонового шару, його шкідливий вплив посилиться в результаті цієї проблеми.

    Політика щодо зменшення руйнування озону

    Одна історія успіху в зменшенні забруднюючих речовин, які шкодять атмосфері, стосується озоноруйнуючих хімічних речовин. У 1973 році вчені підрахували, що ХФУ можуть досягати стратосфери і розпастися. Це вивільнило б атоми хлору, які потім знищили б озон. Виходячи тільки з їх розрахунків, США і більшість скандинавських країн заборонили ХФУ в балончиках з розпилювачами в 1978 році. Більше підтвердження того, що ХФУ розщеплюють озон, було потрібно, перш ніж було зроблено більше для зменшення виробництва озоноруйнуючих хімічних речовин. У 1985 році члени Британської антарктичної служби повідомили, що 50% зменшення озонового шару було виявлено над Антарктидою в попередніх трьох джерелах.

    Через два роки після звіту Британської антарктичної служби «Монреальський протокол про речовини, що руйнують озоновий шар» був ратифікований країнами по всьому світу. Монреальський протокол контролює виробництво і споживання 96 хімічних речовин, що пошкоджують озоновий шар (рис.\(\PageIndex{3}\)). ХФУ в основному припиняються з 1995 року, хоча вони використовувалися в країнах, що розвиваються, до 2010 року. Деякі з менш небезпечних речовин не будуть припинені до 2030 року. Протокол також вимагає, щоб багатші країни пожертвували гроші на розробку технологій, які замінять ці хімічні речовини.

    F-D_440c65 Бад 815Ф2761898А7ДБ99 ББ4ДФД8А9Ф231Б7Б8Е0CE4A0805512+зображення_крихіткий+зображення_крихіткий.PNG
    Малюнок\(\PageIndex{3}\). Рівень озону над Північною Америкою знизився між 1974 і 2009 роками. Моделі майбутнього прогнозують, яким був би рівень озону, якби ХФУ не припинялися. Теплі кольори вказують на більшу кількість озону.

    Оскільки ХФУ займає багато років, щоб досягти стратосфери, і вони можуть вижити там довгий час, перш ніж вони руйнуються, озонова діра, ймовірно, буде продовжувати рости протягом деякого часу, перш ніж вона почне скорочуватися. Озоновий шар досягне тих же рівнів, які він мав до 1980 року близько 2068 і 1950 рівнів за один-два століття.

    Вплив руйнування озонового шару на здоров'я та навколишнє середовище

    Існує три типи УФ-світла: UVA, UVB та UVC. Зниження рівня стратосферного озону призведе до того, що рівень UVB досягає поверхні Землі. Вихід Сонця UVB не змінюється; скоріше, менше озону означає менший захист, а отже, більше UVB досягає Землі. Дослідження показали, що в Антарктиці кількість UVB, виміряного на поверхні, може подвоїтися під час щорічної озонової діри.

    Лабораторні та епідеміологічні дослідження показують, що UVB викликає немеланомний рак шкіри і відіграє важливу роль у розвитку злоякісної меланоми. Крім того, UVB був пов'язаний з катарактою, помутнінням кришталика ока. Все сонячне світло містить деяку кількість UVB, навіть при нормальному рівні стратосферного озону. Тому завжди важливо захищати шкіру і очі від сонця. Виснаження озонового шару збільшує кількість UVB і ризик наслідків для здоров'я.

    UVB, як правило, шкідливий для клітин, а значить і всіх організмів. UVB не може проникати в організм дуже далеко і, таким чином, має тенденцію впливати лише на клітини шкіри. Однак мікроби, як бактерії, складаються лише з однієї клітини і тому можуть завдати шкоди UVB,

    Дописувачі та атрибуція