Содержание
До того, как Томас Мидгли-младший и его коллеги изобрели фреон в 1928 году, наиболее распространенными хладагентами были опасные химические вещества, такие как диоксид серы, метилхлорид и аммиак. Фреон представляет собой комбинацию нескольких хлорфторуглеродов или ХФУ, которые настолько химически инертны, что инженеры считают, что они нашли чудодейственное соединение. ХФУ безвкусны, не имеют запаха, негорючи и не вызывают коррозии, но в 1974 году два ученых предупредили, что они далеко не безвредны, и их предупреждения были подтверждены в 1985 году.
Озоновый слой
Кислород является вторым наиболее распространенным газом в атмосфере Земли, и он существует в основном в виде молекул, состоящих из двух атомов кислорода. Кислород может объединяться в молекулы с тремя атомами, которые называются озоном. Озон у земли является загрязняющим веществом, но в верхней стратосфере он образует защитный слой вокруг планеты, который поглощает ультрафиолетовый солнечный свет, тем самым защищая всю жизнь от вредного воздействия этого излучения. Толщина этого слоя измеряется в единицах Добсона (DU); один DU составляет одну сотую миллиметра при стандартной температуре и давлении. Толщина озонового слоя в среднем составляет около 300-500 единиц, что составляет около двух копеек.
Влияние ХФУ
Ученые впервые начали осознавать потенциал разрушительного взаимодействия хлора с озоном в начале 1970-х годов, а Шервуд Роулэнд и Марио Молина предупреждали об опасности, которую ХФУ представляют для озонового слоя в 1974 году. Эта опасность является прямым следствием того факта, что ХФУ - которые содержат углерод, фтор и хлор - настолько инертны. Поскольку они не реагируют ни с чем в нижних слоях атмосферы, молекулы ХФУ в конечном итоге мигрируют в верхние слои атмосферы, где солнечное излучение достаточно интенсивно, чтобы разлучить их. Это производит свободный хлор - элемент, который совсем не инертен.
Влияние хлора на озон
Процесс, с помощью которого хлор разрушает озон, состоит из двух этапов. Радикал хлора, обладающий высокой реакционной способностью, удаляет дополнительный атом кислорода из молекулы озона, образуя монооксид хлора и оставляя молекулу кислорода в качестве продукта реакции.Однако окись хлора также очень реакционноспособна и соединяется с другой молекулой озона, образуя две молекулы кислорода и освобождая атом хлора, чтобы начать процесс снова. Один атом хлора может разрушить тысячи молекул озона при достаточно низких температурах. Эти температуры существуют над Антарктикой и в более ограниченной степени над Арктикой зимой.
Озоновая дыра
Ученые впервые обнаружили признаки озоновой дыры над Антарктикой в 1985 году. Правительства стран мира быстро отреагировали, достигнув в 1987 году в Монреале соглашения о прекращении использования ХФУ в странах, которые подписали соглашение. Средняя толщина слоя в озоновой дыре, которая развивается каждый год в течение антарктической весны, составляет около 100 DU - толщина десять центов. Самая большая дыра наблюдалась в 2006 году; площадь - 76,30 миллиона квадратных километров (29,46 миллиона квадратных миль); ни одна дыра в последующие годы, по состоянию на 2014 год, не была такой большой. Первая озоновая дыра над Арктикой была обнаружена в 2011 году после необычно холодной арктической зимы.