17. Озоновый экран и пути его разрушения
Озоновый экран располагается в стратосфере. Играет важную роль для сохранения жизни на поверхности земли, поскольку задерживает большую часть УФ-радиации. И образует слой теплого воздуха, который предохраняет земли от выхолаживания. Но вместе с тем концентрация озона в стратосфере ничтожно мала по отношению к концентрации кислорода (О2 -1016, О3 -1012 ).
Наибольшая относительная концентрация озона приходит на высоту 25км от земли
-
Н,км
O2 Моль/cм3
O3 Моль/cм3
5
3,3*10^18
7*10^11
20
4,0*10^17
4,5*10^12
25
3,3*10^16
1,3*10^12
Основные реакции образования и разрушения озона можно записать следующим образом
В реакциях разрушения озона в стратосфере участвуют и другие химические соединения. Прежде всего обратим внимание на оксиды азота
|
По этому механизму разрушение озона идет в 7 раз быстрее, чем без участия оксидов азота. |
Присутствие оксидов азота в атмосфере связано с применением азотных удобрений в с/х, с горением ископаемого топлива при высоких температурах, с полетами сверхзвуковых самолетов и космических кораблей с многоразовым использованием.
Другой источник разрушения озонового слоя атмосферы озоно-фреонный:
1) все производные фреоны в конечном итоге оказываются в окружающей среде, поскольку в основном они используются либо в аэрозольных баллончиках, либо в холодильных установках
2) фреоны достаточно устойчивы в тропосфере, поэтому со временем могут проникать в стратосферу
|
фреон-11 |
фреон-12 |
|
|
|---|---|---|---|---|
|
В стратосфере фреоны разлагаются под действием УФ-излучения, и образующийся атмосферный хлор включается в циклический процесс разрушения озона. Эти р-ии протекают значит. быстрее, чем с участием оксидов азота. |
|||
Обрыв циклических реакций происходит при взаимодействии активных веществ с метаном, диоксидом азота, пероксидным радикалом.
Кроме
фреона в подобных процессах могут
участвовать (ССl4),
метилхлороформ
Не полностью галогенные углеводороды. При фотолизе так же отщепляют атом Cl, но не атом Н. В продуктах окисления хлористого метила обнаружена соляная кислота, оксид углерода, хлорангидрид муравьиной кислоты. В продуктах окисления хлорметана образован фосген Cl-C(O)-Cl
|
Особую роль в химических процессах играют атомы хлора, которые входят в бром содержащие ионы. Кроме этих циклов, могут быть циклы совместные бром и хлор. Есть циклы, связывающие бром и оксиды азота, в которых учитывается гидроксильные и гидропероксид радикалы. Атомы брома переходят в неактивную форму НВr в результате процессов с гидропероксид радикалом, а так же с радикалом Н2СО. Атомы брома могут влиять на снижение концентрации озона в нижних слоях атмосферы и играют роль при снижении температуры поверхности земли. |
