Внаслідок цього один атом хлора може зруйнувати до 100 000 молекул озону перш ніж буде дезактивован або повернеться в тропосферу. Зараз викид ХФВ в атмосферу оцінюється мільйонами тонн, але потрібно зазначити, що навіть у гіпотетичному випадку повного припинення виробництва і використання ХФВ негайного результату досягнути не вдасться: дія ХФВ, що вже попали в атосферу буде продовжуватися декілька десятиріч. Вважається, що час життя в атмосфері для двох ХФВ фреон-11 (CFCl3), що найбільш широко використовуються і фреон-12 (CF2Cl2) становить 75 і 100 років відповідно.
Окиси азоту здатні руйнувати озон, однак, вони можуть реагувати і з хлором.
Наприклад:
O3+Cl0→ClO+O2
ClO+NО0→NO2+Cl
NO2→NO+О0
O2+O0→O3
В ході цієї реакції вміст озону не міняється. Більш важливою є інша реакція:
ClO+NO2→ClONO2
Сполука, що утворюється в ході реакції хлористий нітрозил є так званим “резервуаром” хлора. Хлор, який міститься в йому неактивний і не може вступити в реакцію з озоном. Зрештою така молекула-резервуар може поглинути фотон або вступити в реакцію з будь-якою іншою молекулою і вивільнити хлор, але вона також може покинути стратосферу. Розрахунки показують, що якби в стратосфері були відсутні окиси азоту, то руйнування озону йшло б набагато швидше. Іншим важливим резервуаром хлора є хлористий водень HCl, що утворюється при реакції атомарного хлора і метану СH4.
ХФВ в промисловості.
Приймаючи до уваги ці аргументи багато країн почали вживати заходів направлених на скорочення виробництва і використання ХФВ. З 1978 р. в США було заборонене використання ХФВ в аерозолях. На жаль, використання ХФВ в інших галузях обмежене не було. У вересні 1987 р. 23 найрозвинутіші країни світу підписали в Монреалі конвенцію, що зобов'язує їх знизити споживання ХФВ. Згідно з досягнутою домовленістю розвинені країни повинні до 1999 р. знизити споживання ХФВ до половини рівня 1986 р. Для використання в якості пропеллента в аерозолях вже знайдений непоганий замінник ХФВ - пропан-бутанова суміш. По фізичних параметрах вона практично не поступається фреонам, але, на відміну від них, вогненебезпечна. Проте такі аерозолі вже використовують в багатьох країнах світу. Складніше з холодильними установками - другим по величині споживачем фреонов. Справа в тому, що через полярність молекули ХФВ мають високу теплоту випаровування, що дуже важливо для робочого тіла в холодильниках і кондиціонерах. Кращим відомим на сьогодні замінником фреонов є аміак, але він токсичний і все ж поступається ХФВ за фізичними параметрами. Непогані результати отримані для повністю фторованих вуглеводнів. У багатьох країнах ведуться розробки нових замінників і вже досягнуті непогані практичні результати, але повністю ця проблема ще не вирішена.
Використання фреонів продовжується і поки далеко навіть до стабілізації рівня ХФВ в атмосфері. Так, за даними мережі Глобального моніторинга змін клімату, в фонових умовах - на берегах Тихого і Атлантичного океанів і на островах, далеких від промислових і густонаселених районів - концентрація фреонів -11 та -12 в цей час росте з швидкістю 5-9% на рік. Вміст в стратосфері фотохімічно активних з'єднань хлора в цей час в 2-3 рази вище в порівнянні з рівнем 50-х років, до початку швидкого виробництва фреонів.
Інший погляд на проблему
Разом з тим, ранні прогнози, які передбачали, що при збереженні сучасного рівня викиду ХФВ, до середини XXI ст. вміст озону в стратосфері може впасти вдвічі, можливо були дуже пессемістичними. По-перше, “дірка” над Антарктидою багато в чому є слідством метеорологічних процесів. Утворення озону можливо тільки при наявності ультрафіолету і під час полярної ночі не йде. Зимою над Антарктикою утвориться стійкий вихор, який перешкоджає притоку багатого на озон повітря з середніх широт. Тому до весни навіть невелику кількість активного хлора здатна нанести серйозної шкоди озоновому шару. Такий вихор практично відсутній над Арктикою, тому у північній півкулі падіння концентрації озону значно менше. Багато дослідників вважають, що на процес руйнування озону впливають полярні стратосферні хмари. Ці висотні хмари, які набагато частіше спостерігаються над Антарктикою, чим над Арктикою, утворяться зимою, коли відсутнє сонячне світло і в умовах метеорологічної ізоляції Антарктиди температура в стратосфері падає нижче за -80°. Можна передбачити, що з'єднання азоту конденсуються, замерзають і залишаються пов'язаними з хмарними частками і тому позбавляються можливості вступити в реакцію з хлором. Можливо також, що хмарні частки здатні каталізувати розпад озону і резервуарів хлору. Все каже про те, що ХФВ здатні спричинити помітне зниження концентрації озону тільки в специфічних атмосферних умовах Антарктиди, а для помітного ефекту в середніх широтах, концентрація активного хлора повинна бути набагато вищою. По-друге, при руйнуванні озонового шару жорсткий ультрафіолет почне проникати глибше в атмосферу. Але це означає, що утворення озону буде відбуватися як і раніше, але тільки трохи нижче, в області з великим вмістом кисня. Правда, в цьому випадку озоновий шар буде в більшій мірі схильний до дії атмосферної циркуляції.
Хоч перші песимістичні оцінки були переглянені, це ні в якому разі не означає, що проблеми немає. Швидше стало ясно, що немає негайної, серйозної небезпеки. Навіть найбільш оптимістичні оцінки передбачають при сучасному рівні викиду ХФВ в атмосферу серйозні біосферні порушення у другій половині XXI ст., тому скорочувати використання ХФВ всеж таки необхідно.
Висновок
Можливості впливу людини на природу постійно ростуть і вже досягли такого рівня, коли людина може зруйнувати планету, знишити все живе, повністю змінити кліматичні умови інш. Вже не в перший раз речовина, який довгий час вважався абсолютно нешкідливою, виявляється насправді надто небезпечною. Років двадцять назад навряд чи хто-небудь міг передбачити що звичайний аерозольний балончик може представляти серйозну загрозу для планети загалом. На нещастя, далеко не завжди вдається вчасно передбачити, як та або інша сполука буде впливати на біосферу. Однак у випадку з ХФВ така можливість була: всі хімічні реакції, що описують процес руйнування озону ХФВ надто прості і давно відомі. Але навіть після того, як проблема ХФВ була в 1974 р. сформульована, лише США вжили які-небудь заходів по скороченню виробництва ХФВ хоча заходи ці були абсолютно недостатні. Була потрібна досить серйозна демонстрація небезпеки ХФВ для того, щоб були прийняті серйозні заходи в світовому масштабі. Потрібно помітити, що навіть після виявлення озоновой “дірки”, ратифікування Монреальської конвенції якийсь час знаходилося під загрозою. Може проблема ХФВ навчить з великою увагою і з застереженням ставитись до всіх речовин, що попадають в біосферу внаслідок діяльності людства.
Література
1. Антропогенные изменения климата (под ред. Будыко М.И. и Израэля Ю.А.).-Л., Гидрометиздат, 1987.
2. Миронов Л.В. Разрушение озонового слоя Земли хлорфторуглеродами.
Завантажити реферат