й конденсується при більш високих температурах, ніж чиста вода.
Перламутрові хмари з тригідрату азотної кислоти виникають в процесі повільного охолодження.. Порівняно з перламутровими хмарами хмари з тригідрату азотної кислоти менш масивні та більш розріджені, що заважає їх вивченню.
Крім перламутрових хмар з тригідрату азотної кислоти зустрічаються ще полярні стратосферні хмари (ПСХ) ще одного виду. Вони утворюються, якщо зимова антарктична температура повільно опускається нижче 190 К. З охолодженням повітря водяна пара конденсується на деяких завислих частинках, утворюючи водно-льодові хмари. Частинками-зародками є в них частки азотної кислоти. ПСХ цього типу, утримують водяну кригу. Зазвичай ці типи хмар відносять до одного класу, розрізняючи їх за щвидкістю утворення. Хмари, що повільно утворюються, добре видимі з поверхні Землі.
Всі три типи ПСХ - з тригідрату азотної кислоти, ті, що швидко і повільно охолоджуються(перламутрові) - виступають як ключові моменти знищення озону над Антарктикою. (схема ). Лабораторні досліди співробітників НАСА та Станфордського міжнародного дослідницького інституту довели, що реакція між хлористоводневою кислотою та нітратом хлору, що утримують хлор в неактивному стані, дійсно буде йти на похерхні водного льоду та тригідрату азотної кислоти. Ця реакція, що дає молекулярний хлор та азотну кислоту, йде в відсутності твердих частинок з незначною швидкістю, якою можна знехтувати.
Лабораторія Дж. Андерсона з Гарвардського університету та співробітники університету шт. Нью-Йорк відкрили, що в антарктичній озоновій дірці досить високі рівні СlО - приблизно в 500 разів більше ніж на середніх широтах на тій же висоті. За такої концентрації СlО каталітичний цикл СlО-СlО може пояснити більшість втрат озону. Один атом хлору може зруйнувати декілька тисяч молекул озону, перш, ніж зустріне молекулу азоту., чи водню, що звяже його. Хімія цього процесу ще й досі зясовується науковцями.
Активний хлор, що вивільнюється ПСХ грає роль і іншому процесі, що йде за участю брома.. Реакція з бромом може обумовити біля 20% втрат озону. Під час цієї реакції бром видаляє атом кисню з озону, утворюючи оксид брому ВrО. Ця сполука буде реагувати з оксидом хлору з утворенням молекулярного кисню та вивільнюванням атомів хлору та брому, що знову реагують з озоном. Свідоцтво про такий процес є в спостереженнях, зроблених співробітниками університету Пенсильвнії та Гарварда, які виміряли антарктичній озоновій дірці значні кількості оксиду брому.
ВИСНОВКИ
Сучасна теорія ПСХ-ХФВ утворення озонової діри пояснює більшість даних спостережень. Виділення ХФВ в результаті лядської діяльності відповідає головним чином за виснаження шару озону в Північній півкулі. Озонова діра біля Антарктики весною виникає тому, що для утворення діри необхідна присутність стратосферних хмар, що утворюються тільки в найхолоднішу пору року.. Перші ж промені сонця ініціюють хімічні реакції, що що виснажують озоновий шар.Втрата озону відчутніше над Антарктикою ніж над Арктикою, тому що антарктична стратосфера холодніша і тут утворюється більше хмар, особливо на висоті менше 20 км. Більше хмар - більше активних атомів хлору та інтенсивніше видалення азотних сполук. - більші втрати озону.
Можливо, більш важлива відмінність між полюсами повязана з антарктичною циркуляцією - кільцем швидко циркулюючого повітря, що обмежує зону виснаження озону.. Руйнування озону пачинається на вересні з поверненням сонячного світла, та його втрати досягають піку в жовтні. В Арктиці, де картина циркуляції значно відрізняється від антарктичної, до початку полярної весни от
Певний внесок в руйнацію озонового шору вносять також вулканічна діяльність та викиди стратосферної авіації.
Так у 1982 р. відбулося виверження вулкана Ель-Чічон у Мексіці. Виверження не було катастрофічним чи надзвичайно великим за масштабами, але дещо незвичайним: струмінь його викиду мав дуже велику швидкість і швидко досяг стратосфери. Особливість циркуляції повітря на цих висотах така, що хмара переноситься вітрами на схід, завершуючи приблизно за два тижні рух навколо Землі. Одночасно хмара розширюється і поступово розпорошується на всю територію планети. Дуже дрібненькі часточки можуть опускатися з таких висот донизу довго — протягом років.
Названий вулкан викинув чималу кількість хлору, крім звичних для вулканів пилу і вуглекислого газу. Хмара, що утворилася після його викиду, була помітною тривалий час у повітрі завдяки посиленому розсіюванню сонячного проміння. Тож з'являлися незвичайно гарні та інтенсивні кольори неба в час заходу Сонця та перед його появою із-за лінії горизонту.
З часом від зони екватора атмосферні домішки переносяться до полюсів, тому викиди хлору вулканом Ель-Чічон могли досягнути району Південного полюса. Співставленпя розпорошення інших викидів різних вулканів свідчить, що з часом їхній вплив повинен зменшуватися. Враховуючи, то зниження вмісту озону над Антарктидою розпочалося задовго до виверження мексіканського вулкана, і особливо швидке поглиблення озонової діри припадає на період з 1985-1987рр.
Деякі вчені (Кандидат хімічних наук М. Подклетнов) свідчать про реальну загрозу озоновому шару від вулканів Камчатки.
Доктор технічних наук В.П.Бурдаков та кандидат технічних наук В.М.Філін в своїх працях дають багато цікавих та переконливих даних про дію викидів стратегічних ракет та шатлів, використовуючи порівняльну характеристику хімічного складу цих викидів
За їх свідченнями у викидах всіх літаків 0,1% оксидів азоту NО та NО2, що під дією УФ-випромінювання сонця майже не утримується в атмосфері. Потім молекули NО грають роль руйнівників озону за реакціями:
NO + O3 = NO2 + O2
NO2 + O3 = NO + 2 O2
NO2 = O = NO + O2
Ітогову реакцію можна записати так:
О + О3 = 2 О2
Було підраховано, що до моменту свого зникнення кожна молекула оксиду азоту знищує в середньому 10 молекул озону.
Ще більш вражаючі данні вони наводять щодо американського корабля багаторазового використання ШАТТЛ
Незважаючи на наведені цифри, все ж таки внесок вулканічної діяльності та викиди стратосферної авіації.в руйнацію озонового шару незначний порівняно з таким хлорфторвуглецевих сполук спільно з полярними стратосферними хмарами.
Дослідники передбачають, що кількість хлору в атмосферу досягне свого піка в першому десятиріччі наступного століття, тому, що хлорфторвуглецеві сполуки мають настільки великий час життя, що кількість хлору в атмосфері буде не тільки залишатися постійною (не дивлячись на числені міжнародні конференції, угоди тощо), а буде продовжувати рости до середини наступного сторіччя, а може й далі. Отож втрати озону найближчим часом будуть зростати в зоні антарктичної озонової діри. Можливе подвоєння цих втрат.
Реальних результатів боротьби за озоновий шар планети поки що ніхто не знає...
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
Корсак К.В., Коцаренко М..Я.
Озонова діра - сигнал небезпеки. - К: Т-во «Знання» УРСР, 1990- 48 с.
Пертов С.П., Хргиан А.Х.
Атмосферный озон. - Л: «Гидрометеоиздат», 1980- 287 с.
Данилов А.Д., Кароль И.Л.
Атмосферный озон - сенсации и реальность. - Л.: «Гидрометеоиздат», 1991.- 120 с.
ISBN 5-286-006-49-3
Ортенберг Ф.С., Трифонов Ю.М.
Озон: взгляд из космоса. - М: «Знание», 1990.- 64 с. - (Новое в жизни науке и технике. Сер. «Космонавтика, астрономия»)
ISBN 5-07-00182-x
В мире науки (Scientific American,издание на русском языке) № 8.- М: Мир, 1991.-с. 34 - 41
В мире науки (Scientific American,издание на русском языке) № 3.- М: Мир, 1991.-с 6 - 13
The new GROLIER multimedia encyclopedia for MPC IBM PC’s & Compatibles, release 6.- The Software Toolworks Inc., 1993
Лунин В.В., Попвич М.П., Ткаченко С.Н.
Физическая химия озона .- М:Изд-во МГУ.-480с
ISBN 5-211-03719-7
Особисті контакти зі співробітниками компанії СК Johnson Київ
ПЛАН КУРСОВОЇ РОБОТИ
1.Озон та життя
вплив стратосферного озону на життя
історичний розвиток озонового шару
деякі організації, що своєю метою мають захищати озоновий шар планети
Озоновий щит Землі
вплив сонячного світла на Землю
захистні процеси, що відбуваються і озоновому шарі планети
Фізико-хімічні властивості озону
загальні властивості озону
оптичні властивості молекул озону
Дослідження озонової діри
гіпотези її утворення
ХФВ-ПСО теорія
Висновки
6. Дотаток
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «КИЄВО-МОГИЛЯНСЬКА АКАДЕМІЯ»
КУРСОВА РОБОТА
Деякі аспекти проблеми озону
виконана студенткою ФПН-2
Перевертень Марією Андріївною
керівник Боголюбов В.М.
Київ
1999р.
|
