2.3. Зменшення озонового шару.

Озон був відкритий в 1839 році німецьким хіміком Шенбейном, а в 1873р. його виявили в приземної атмосфері. Через 8 років англійський хімік Гартлі виявив озон у верхніх шарах атмосфери.

Озоновий шар у стратосфері важливий тим, що він поглинає певний діапазон сонячного випромінювання. Сама земля теж випускає випромінювання в інфрачервоному спектрі. Так ось частина цього випромінювання теж затримується озоном, тим самим, оберігаючи планету від охолодження.

Зміни в озоновому шарі можуть призвести до зміни клімату на планеті в гірший бік, підніметься рівень світового океану, зросте кількість ракових захворювань через збільшення ультрафіолетового випромінювання Сонця що досягає поверхні планети. До жаль побоювання людей, про зміну озонового шару не безпідставні. Вперше про небезпеку зміни озонового шару Землі почали говорити ще на 70 роки. Але тоді мало, що було зроблено, щоб нейтралізувати цю загрозу. Якби в ті роки запровадили ефективні методи для запобігання цієї загрози, то в наш час це проблема не була б така актуальна. У першу чергу це пов'язано з економічними інтересами.

До руйнування озонового шару приводять різні хімічні речовини. Такі як фреони. Фреони – це збірна назва цілої групи хімічних речовин, що з'явилися на світ ще у 20 роки. В основному вони використовувалися в холодильниках як холодоагентів. Ще одна область застосування фреонів це використання їх в аерозольних упаковках як розпилювача. Тому що велика частина вироблених у світі фреонів потрапляє в атмосферу, можна сказати, що випуск фреонів майже повністю працює на скорочення озонового шару.

Фреони досить швидко піднімаються вгору, в стратосферу. У стратосфері під дією ультрафіолетового випромінювання вони досить швидко розкладаються. У результаті виділяються активні атоми хлору, які і беруть участь у розкладі озону.Оксиди азоту, які утворюються при ядерних вибухах і в камерах згорання реактивних літаків і ракет. Причому останнє особливо шкідливо, тому що на великих висотах оксиди азоту живуть дуже довго. Застосування великої кількості мінеральних добрив теж шкодить озоновому шару. Димові гази електростанцій виробляють мільйони тонн закису азоту на рік.

Таким чином, велика частина впливу на озоновий шар планети пов'язана з господарською діяльністю людства. Тому швидкої зміни ситуації чекати не варто. Адже людство не може взяти і відмовитися від використання мінеральних добрив або швидко перейти на нові технології виробництва холодильних установок [11].

Про порушення озонового шару свідчили озонові дірки з'являлися навесні над Антарктикою. Там завдяки особливій циркуляції повітря в атмосфері в зимові і весняні місяці, присутні в стратосфері хімічні речовини, такі як хлор, фтор, азот, метан та інші, перетворюються в активні, які швидко руйнують озон. Вимірювання показали, що в такі періоди концентрація окису хлору в 100-500 разів більше ніж в середніх широтах. Тобто шкідливі речовини, які потрапляють в атмосферу переносяться рухом повітря на всі широти, але тільки в Антарктиці наприкінці зими і навесні, завдяки особливим природним умовам вони ефективно стратосферний руйнують озон. Але це не означає що проблема озонової дірки в Антарктиці регіональна, а не глобальна.

Весь озон на планеті перебуває ніби у сполучені посудини, в одних районах він утворюється регулярно, а в інших погано, десь він живе роки, а десь секунди. Відповідно, якщо він зникне без компенсації в одному місці, то загальний обсяг озону в світі зменшиться. Але в нашому техногенному світі, перекис азоту, надходить в приземної повітря великих міст у складі автомобільних вихлопних газів реагує при ультрафіолетовому опроміненні з ненасиченим вуглеводнем, тим самим, формуючи у великих містах озоновий зміг. У приземному шарі повітря озон не тільки утворюється, але й розкладається. Розкладання відбувається за рахунок рослин, тварин і промислових викидів.

Ще один фактор, що приводить до зменшення озонового шару. Це висотні літаки та запуски космічних кораблів. Висока температура в камерах згорання реактивних двигунів, призводить до утворення оксидів азоту з перебувають там азоту і кисню. Причому швидкість утворення азоту на пряму залежить від температури, тобто потужності двигуна. Але ще й дуже важливо, на якій висоті перебуває двигун і випускає в атмосферу що руйнують озон оксиди азоту. Чим вище, тим гірше для озону.

Тепер розглянемо дію мінеральних добрив на руйнування озонового шару. Озон може зменшуватися за рахунок того, що в стратосферу потрапляє закис азоту N2 O, яка утворюється при денітрифікації пов'язаного грунтовими бактеріями азоту. Таку ж денітрифікації пов'язаного азоту виробляють і мікроорганізми у верхніх шарах океанів і морів. Ці процеси безпосередньо пов'язані з вмістом азоту. Таким чином, можна бути впевненим, що зі зростанням кількості мінеральних добрив внесених у грунт буде також і рости кількість закису азоту. Далі утворюються з закису азоту, оксиди азоту призводять до руйнування озонового шару.

Ядерні вибухи теж сприяють виснаження озонового шару. При сильному нагріванні, а температура ядерного вибуху близько 6000 ° С. Відбуваються такі перетворення хімічних речовин, які за нормальних умов протікають мляво або взагалі не протікає. Випромінювання при вибуху призводить до утворення окису азоту, а відбувається це, перш за все, тому що випромінювання виробляє іонізацію атомів і молекул атмосферного газу. Потім утворені іони вступають у реакції з іншими складовими атмосфери і утворюють оксиди азоту.

Оксид азоту виявляється також і в димових газах електростанцій. Це дуже сильний джерело впливу на атмосферу.

Дуже важливу роль у руйнуванні озону грає пар. Ця роль реалізується через молекули гідроксилу OH, які народжуються з молекул води і врешті-перетворюються в них. Тому від кількості пари в стратосфері залежить швидкість руйнування озону.

У березні 1985 з'явилася Віденська конвенція, результатом якої було підписання Монреальського протоколу. Під ним, підписалися близько 150 країн, Росія в той числі. Основою його змісту було те, що людство має змириться з економічними втратами ради подальшого життя на землі. Його результатом була угода про поступове виведення фреонів з промислового обороту. Так в холодильних установках йде процес поступового переходу на більш дорогі фреони, такі як фторуглеводороди (CHF2CHF2, CH3CF3), фторхлорметани. Всі вони містять хоча б один атом водню і тому розкладаються вже в нижній атмосфері. Час їхнього життя коротше. Тому вони менш небезпечні для озону. Але й у них є свої слабкі сторони. Якщо попередні фреони нетоксичні в силу своєї хімічної інертності, то цього не можна сказати про їх замінниках та продуктів їх розкладу. Але, на жаль, якщо в західних країнах промисловість уже давно стало використовувати старі види фреонів, то в Росії цей процес йде дуже повільно. Для розпилення рідини з аерозольних балончиків, можна використовувати інші гази, такі як пропан або бутан. Щоправда, вони горючі.

Хорошим підмогою в збереження озонового шару стало заборону наземних атомних вибухів. Тільки при проведенні підземних вибухів, все одно, яка то частина окислів азоту потрапляє в атмосферу. Цей захід буде дієвою тільки після того, як усі країни відмовляться від проведення ядерних випробувань. Хоча Токаю тенденція намітилася.

У освоєнні космосу теж намітилися зміни. Так при запуски «шатлів» їх бічні прискорювачі відрегульовані таким чином, що б їх потужність знижувалася при проходженні озонового шару. В літакобудуванні нові конструкції двигунів зменшили освіта оксидів азоту [ 19].