34679

УТВОРЕННЯ ТА РУЙНУВАННЯ ОЗОНУ

Лекция

Экология и защита окружающей среды

1 Фотохімічна теорія утворення озону оксигенний цикл За Чепменом озон в атмосфері утворюється з молекулярного кисню [3]. В результаті дії цих двох протилежних процесів в атмосфері на деяких висотах встановлюється цілком визначена густина озону. Для формування озону в стратосфері перш за все необхідний атмосферний оксиген який утворюється внаслідок фотодисоціації молекули оксигену по реакції 1: Р.

Украинкский

2013-09-08

221.5 KB

7 чел.

 УТВОРЕННЯ ТА РУЙНУВАННЯ ОЗОНУ

 З підручника  С.В.Борисової «Озон в атмосфері». Одеса:Екололгія, 2011.

Вперше теоретичне пояснення існування озонового шару в атмосфері дав Чепмен у 1930 році. Його пояснення стало основою фотохімічної теорії озонового шару.

2.1 Фотохімічна теорія утворення озону (оксигенний цикл)

За Чепменом озон в атмосфері утворюється з молекулярного кисню [3]. Кисень фотосинтезує при поглинанні електромагнітних хвиль певної довжини, а одержаний атомарний оксиген рекомбінує з молекулярним, утворюючи озон. Енергія дисоціації оксигену 5,515 еВ, що відповідає енергії кванта світла з довжиною хвилі 242 нм. Тому якщо в стратосферу і мезосферу проникає ультрафіолетова (УФ) радіація з  = 242,4 нм   і молекулярний кисень має смуги поглинання в зоні   < 242 нм, в атмосфері повинен утворитись озон. Але озон також дисоціює під дією сонячної радіації, енергія його дисоціації 1,09 еВ, що відповідає енергії кванта світла з    1134 нм. В результаті дії цих двох протилежних процесів в атмосфері на деяких висотах встановлюється цілком визначена густина озону. Визначається ця густина фотохімічною рівновагою.

Для формування озону в стратосфері перш за все необхідний атмосферний оксиген, який утворюється внаслідок фотодисоціації молекули оксигену по реакції 1:

                    Р.1.                 О2 + h  О + О ,

де

h – постійна Планка;  

– частота поглинутого електромагнітного випромінювання.

За участю третього тіла – „М”, яким можуть бути присутні в атмосфері молекули оксигену або нітрогену, відбуваються дві конкуруючі реакції:

                    Р.2.                 О + О + М О2 + М ,

                    Р.3.                 О2 + О + М О3 + М .

Реакція Р.2. домінує на висотах, більших ніж 60 км, де концентрація атомарного оксигену висока, внаслідок чого існує велика ймовірність рекомбінації атомів оксигену. Реакція Р.3., яка веде до утворення озону,  домінує  на менших (30 – 60 км) висотах. Вона є основним джерелом озону в атмосфері.

Реакції Р.4. і Р.5. призводять до руйнування озону:

                   Р.4.                  О3 + О   О2 + О2 ,

                   Р.5.                  О3 + h  О2 + О .

Руйнування озону внаслідок фотодисоціації (Р.5.) протікає на всіх висотах, включаючи поверхню Землі. Дія цих процесів приводить до встановлення фотохімічної рівноваги. У стані фотохімічної рівноваги О і О3 знаходяться у верхній стратосфері і нижній мезосфері. Нижче 30 км фотохімічний час життя озону стає значно більшим, в середній і нижній стратосфері цей час перевищує добу. Для атомарного кисню навпаки, фотохімічний час життя  зростає з висотою: на висоті 70 км він складає 4 год., 80 км – добу, 100 км – тиждень. Відповідно зростає і концентрація О: на висоті 20 км  NО = 80105см-3, 35 км – 12108см-3, 100 км – 1,41012см-3.

Рівняння швидкості зміни концентрації атомарного оксигену (dNО/d):

 

Перший доданок в цьому рівнянні одержано із формули реакції Р.1.:

–  кількість дисоціюючих молекул оксигену;

– кількість квантів енергії, що поглинається в розрахунку на одну молекулу оксигену в 1 секунду (= 1,510-9с-1).

Множник „2” використовується тому, що в результаті реакції Р.1. виникає 2 атоми оксигену.

Другий доданок одержано із рівняння реакції Р.5.:

– кількість дисоціюючих молекул озону;

–  кількість квантів енергії, що поглинається в розрахунку на 1 молекулу озону в 1 секунду (= 9,710-3с-1).

Внаслідок цієї реакції утворюється один атом оксигену.

Третій, четвертий та п’ятий доданки одержані з реакцій Р.2., Р.3., Р.4., вони мають від’ємний знак, тому що в цих реакціях атомарний оксиген зникає.

k1 , k2  , k3 – постійні реакцій Р.2., Р.3., Р.4. відповідно, їх розмірності: [k1] = см6с-1,  [k2] = см6с-1, [k3] = см3с-1.

Множник „2” у третьому доданку тому, що зникає 2 атоми оксигену.

– кількість пар атомів оксигену, що беруть участь у реакції Р.2.;

N – кількість нейтральних молекул М.

У доданках четвертому та п’ятому значення відповідних символів зберігається.

Рівняння швидкості зміни концентрації молекул оксигену ():

.

Перший, другий та третій доданки цього рівняння одержано з реакцій Р.5., Р.2., Р.4. відповідно, вони обчислюють утворення молекулярного оксигену. Доданки четвертий та п’ятий визначено з реакцій Р.1. та Р.3. – це від’ємна частина рівняння.

Концентрація молекулярного оксигену з висотою зменшується і на рівні 130 – 140 км дорівнює концентрації атомарного кисню, а на висоті 200 км складає лише невелику його частину.

Рівняння швидкості зміни концентрації молекул озону ():

Це рівняння має лише три доданки, тому що озон бере участь лише у трьох реакціях. Реакція Р.3. – це реакція створення озону, з цієї реакції одержано перший доданок. Другий та третій – це руйнування озону з реакцій Р.5. та Р.4.

Фотохімічна рівновага настає тоді, коли . Швидкості цих реакцій великі і фотохімічна рівновага між концентраціями озону, оксигену і атомарного оксигену встановлюється за долі секунди.

2.2 Руйнування озону

Розрахунки вертикального розподілу і ЗВО за реакціями Чепмена завжди давали завищені значення цих величин, тому вдалися до припущення, що теорія Чепмена  не враховує всіх процесів, які протікають в атмосфері за участю озону [75]. Руйнування озону виникає не тільки по коксигенному циклу, який був врахований Чепменом в реакціях р.4 і р.5, але і в реакціях з іншими реакційноздатними газами і сполуками. Як було пізніше підраховано, доля оксигенному  циклу в глобальному стоці (тобто руйнуванні) стратосферного озону складає лише 17% , решта припадає на інші реакції.

2.2.1   Гидрогенний цикл 

У верхній стратосфері і нижній мезосфері дуже швидко протікає процес загибелі непарного оксигену – О, О3 – за рахунок їх участі в реакціях з гидрогеновими сполуками. Із 35 таких реакцій суттєву роль в утворенні і руйнуванні озону і атомного оксигену відіграють 9 із них [75]. Це у першу чергу, реакції каталітичного циклу:

              Р.6.                      ОН + О   О2 + Н ,

              Р.7.                      Н + О2 + М НО2 + М ,

              Р.8.                      НО2 + О   ОН +О2  ,

або після реакції Р.6.,

              Р.9.                       О3 + Н О2 + ОН 

В результаті цих  реакцій відбувається загибель непарного оксигену (О, О3), а частинка ОН весь час відновлюється. Ці реакції найбільш характерні для висот 50 – 80 км.

У районі тропопаузи головним є процес взаємодії гідрогенних радикалів із озоном за схемою:

             Р.10.                    ОН + О3  НО2 + О2 ,

             Р.11.                    НО2 + О3  ОН + 2О2.

Це найбільш ефективний каталітичний цикл руйнування озону.

У середній і верхній стратосфері всі ці реакції є суттєвими, крім Р.9. Головну роль у реакціях стоку непарного озону у гідрогенному циклі відіграють гідроксил ОН і атомарний гідроген. Джерелом цих частинок у стратосфері є реакції водяної пари і молекулярного гідрогену із збудженими атомами оксигену:

           Р.12.                     Н2 + О Н + ОН ,

           Р.13.                     Н2О + О ОН + ОН .

Збуджені атоми оксигену утворюються, як відомо, при фотодисоціації молекулярного оксигену.

Гідрогенні радикали, гідроксил (ОН) і пергідроксил (НО2) реакційно активні сполуки. Гідроксил у реакціях з озоном утворює пергідроксил, а пергідроксил у реакціях з озоном знову відновлює гідроксил. ОН треба розглядати як ключову сполуку із ряду гідрогенних радикалів для хімічних процесів у атмосфері.

В реакціях гідроксилу з пергідроксилом утворюються молекули води:

        Р.14.                       ОН + НО2  О + Н2О 

Всього у гідрогенному циклі руйнується 9 – 11% озону.

2.2.2  Нітрогенний  цикл 

У 1970 році Крутцен [73] розглянув вплив окислів нітрогену, що містяться у стратосфері, на озон. Джерелом окису (NO) і двоокису (NO2) нітрогену в стратосфері є в першу чергу закис нітрогену N2O, який утворюється у грунті і переноситься до стратосфери, не вступаючи на своєму шляху в реакції, оскільки є інертним газом. За деякими оцінками з поверхні земної суші в атмосферу надходить 50 Мт закису нітрогену на рік. В стратосферу ж щорічно надходить  близько  24 Мт  закису нітрогену, який утворює близько 3,4 Мт активного окису нітрогену на висотах 20  40 км. Збуджені атоми оксигену вступають в реакцію з інертним закисом нітрогену, утворюючи 2 молекули NO за формулою:

       Р.15.                         N2О + О NО + NО

Окис нітрогену в реакції з озоном утворює двоокис нітрогену, який в свою чергу, сполучаючись з атомарним оксигеном, знову утворює окис нітрогену:

      Р.16.                          NО + О3 2 + О2

      Р.17.                          2 + О NО + О2

Ці реакції азотного каталітичного циклу – циклу окисів нітрогену – призводять до руйнування близько 70% озону.

Крім вже названого, основного джерела окислів нітрогену в стратосфері, є і інші. Другим за значенням джерелом активного нітрогену в атмосфері є дисоціація молекулярного нітрогену під дією жорсткого ультрафіолетового випромінювання Сонця, космічних променів, які складаються в основному з протонів, електронів і позитронів, корпускулярного випромінювання Сонця – протонів з енергіями до 200 МеВ і електронів з енергією до 100 МеВ. Максимальна швидкість утворення NO у біосферній гілці перенесення нітрогену досягається в шарі 25 – 35 км. Космічні промені є другим за значенням джерелом активного нітрогену в стратосфері на широтах більших ніж 500 і в шарі 10 – 20 км. Протони з енергією 100 МеВ дають максимальну швидкість утворення NO на висоті близько 40 км, а з енергією 10 МеВ – на висоті близько 70 км. Метеорити також є постійним джерелом NO за рахунок високотемпературних реакцій вище 80 км [2]. В результаті іонізації атмосфери перенесення утвореного окису  нітрогену донизу проходить за рахунок циркуляції, яка має місце в зимовій  нічній  півкулі на широтах 60 – 700.

Антропогенними джерелами активного нітрогену є: продукти згоряння двигунів дозвукових і надзвукових літаків, виробництво і використання нітрогенних добрив, спалювання вугілля, мазуту, газу і нафти, ядерні вибухи тощо. Всі вони можуть дати внесок в баланс N2O, порівняний із внеском природних його джерел. Під час ядерного вибуху утворення окислів азоту проходить за рахунок температурних ефектів, на які припадає третина енергії вибуху. За оцінками різних авторів кількість окислів нітрогену, що утворилась під час вибуху потужністю 1 Мт, складає 1 – 12 тис.тон. За 20 років, коли проводились випробування ядерної зброї в атмосфері (з 1952 по 1971 рр.), загальна потужність вибухів склала 520 Мт, що відповідає щорічному викиду в атмосферу 130 тис.тон окислів нітрогену.

Внаслідок згоряння палива в двигунах літаків типу „Боінг-707”, „Боінг-727”, „Трайдент”, „Каравелла”, „Ту-154”, утворюється від 4 до 5,5 г окису нітрогену (NO) на 1 кг витраченого палива, а в двигуні літака „Конкорд” – 18 г/кг [4]. З точки зору забруднення стратосфери важлива не тільки кількість окислів нітрогену, але і висота їх викиду в атмосферу, оскільки окис і двоокис нітрогену в тропосфері  є безпечними бо вони швидко видаляються вимиванням.

Кількісна оцінка впливу внесених у грунт нітрогенних добрив, виробництво яких з кожним роком збільшується, не визначена. По-перше, невідомо, яка частина зв’язаного нітрогену переходить у закис, а яка – в молекулярний нітроген, по-друге, суперечливі дані щодо здатності грунту бути стоком для закису нітрогену.

Утворення закису нітрогену  від спалювання вугілля і газу за одними даними складає 3,5 млн.т закису нітрогену щорічно, за другими – 2,8 млн.тон. Концентрація N2O в атмосфері в середньому збільшується на 0,2 % на рік.

Спроба знайти зв’язок між збільшенням концентрації N2O і зменшенням озону в стратосфері виявилась невдалою. Не вдається також визначити роль наземних джерел закису азоту (згоряння палива, внесення нітрогенних добрив, побутові відходи), оскільки невідомий до кінця механізм утворення N2O при згорянні палива, ненадійні оцінки часу існування закису в тропосфері.

Більш надійно можна розрахувати збільшення концентрації окислів нітрогену в результаті ядерних вибухів.

Найбільша кількість ядерних випробувань проводилась у 1961  62 рр., але зменшення ЗВО у 60-і роки не сталося. Після ядерних вибухів, проведених Францією в 1972 році (1 Мт 30 травня і 4 Мт 4 липня),  також не виявлено ніяких помітних просторово-часових змін концентрації озону, хоч для цього використовувались спостереження із супутника „НімбусІV”. Звідси витікає природним висновок, що або в стратосфері існують невідомі нам швидкі стоки окислів нітрогенних, або переоцінюється утворення їх при ядерних вибухах, а також вплив їх на руйнування озону.

За даними модельних розрахунків під час вибуху потужністю 1 Мт до моменту стабілізації ядерної хмари концентрація озону в центрі хмари (на висоті ~ 1 км) буде на 30% меншою (2,151012мол/см3) ніж середня концентрація зовні хмари на даній висоті (2,81012мол/см3). За тими ж розрахунками після вибуху потужністю 10 Мт через 12 діб відбувається майже повне відновлення зруйнованого озону [40].

2.2.3   Хлорний цикл

У 1974 році було доведено, що сполуки хлору, присутні в стратосфері, також впливають на вміст нітрогену. Один атом хлору, або брому до свого знищення, може руйнувати тисячі молекул нітрогену. З чисельного ряду сполук хлору, активними складовими є  Cl і ClO [54]. Атом хлору реагує з озоном, в результаті чого утворюється оксид хлору ClO:

            P.18.                             Cl + O3   ClO + O2

Реакція оксиду хлору з атомарним оксигеном відновлює хлор:

           P.19.                              ClО + O   Cl + O2

Реакція з оксидом нітрогену також відновлює хлор:

           P.20.                             ClО + NO   Cl + NO2

Остання реакція здійснює взаємодію між  хлорними і нітрогеними  циклами; перші дві – це каталітичний цикл руйнування непарного оксигену (О3 і О). Крім цих швидких процесів хлорного циклу, проходять і інші, більш повільні, результатом яких є утворення соляної кислоти. HCl утворюється в реакціях атомарного хлору з метаном, гідрогеном та іншими гідрогеновмісними сполуками. Руйнування її в реакціях з ОН і О знову вивільнює атом хлору:

            P.21.                        НCl + OН   Н2O + Сl,

            P.22.                                НCl + O   OН + Сl

Фотодисоціація молекул HCl під дією випромінювання з < 220 нм також приводить до утворення атомарного хлору:

           P.23.                                НCl + h   Н + Сl

Соляна кислота легко розчиняється у воді і вимивається із тропосфери з опадами.

Фотохімічний час життя атомарного хлору на висотах менших ніж 40 км дуже малий, але зростає з висотою і на рівні 100 км досягає 1 доби. Відносна концентрація його на висоті менше 30 км складає 10-13, але швидко зростає з висотою. Оксид хлору (ClO), утворений в результаті руйнування озону атомарним хлором, гине при реакціях з атомарним киснем і оксидом нітрогену, крім того, він гине, фотодисоціюючи. Оксид хлору досягає найбільшої концентрації на висоті 38 – 40 км, де його відносна концентрація складає 10-9. За результатами вимірювань мінливість вмісту ClO складає 30 – 60%, причому збільшення концентрації спостерігається взимку. Крім того, виявилось, що вміст ClO в атмосфері має добовий хід з максимумом у денний час і мінімум у передранковий.

Хлористий гідроген HCl є основним хлоровмісним компонентом стратосфери, у шарі 10 – 25 км на його долю припадає ~ 90% загального вмісту хлору. Джерела його є у тропосфері і стратосфері. До природних джерел відносяться: аерозолі, утворені в результаті розбризкування морської води, які дають HCl, взаємодіючи з SO4, NO3 і NaCl; вулканічні виверження, взаємодія ОН з СН3Cl, який утворюється морськими водоростями. При великому виверженні в атмосферу може надійти 40  180 тис.тон HCl, при цьому хмара газів досягає висоти 50 км. Антропогенні джерела HCl – це в першу чергу процеси горіння: – 69% НCl утворюється при спалюванні вугілля, 23% – побутових відходів, 8%  нафти. Деяка кількість HCl утворюється під час виробничих процесів.

Фотохімічний час життя HCl складає декілька діб. Глобальне антропогенне надходження HCl в атмосферу за даними 1975 року оцінюється як 3,7106 т/рік. Cl2 надходить в атмосферу в процесі виробництва хлору (60%) і в процесі інших хімічних і промислових виробництв (40%). За 1 рік в атмосферу надходить 3,2105 т Cl2 в результаті виробничої діяльності людини. Деяка кількість хлору надходить в атмосферу під час польотів космічних кораблів багаторазового використання. При 50 польотах на рік це складає 5000 тон хлору. Під час абляції метеорів близько тисячі тон хлору може надійти до верхньої мезосфери. Додатковим значним джерелом хлору в атмосфері є хлорфторвуглеводні.

2.2.4 Хлорфторовуглеводні (міжнародне позначення – CFC)

Той факт, що хлорфторовуглеводні можуть викликати руйнування озону, вперше  встановили вчені Каліфорнійського університету М.Моліна і Ф.Роуленд у 1974 році [14]. Ці вчені, а також П. Крутцен з Німеччини у 1996 р. були удостоєні Нобелевської премії за встановлення причин зниження концентрації стратосферного озону.

Хлорфторовуглеводні (ХФВ) широко використовуються в побуті як пропеленти (розпилювачі) в аерозольних сумішах, як піноутворювачі у вогнегасниках, при хімічній чистці одягу, у виробництві пінопластів і особливо в холодильній техніці. Найбільш прийнятними для цієї мети виявились хлорфторопохідні метану, етану, циклобутану. Ці сполуки одержали технічну назву фреони (холодоагенти), деякі фірми випускають їх під своїми торговими назвами (фратеон, арітон, фріген і т.ін). Фреони у свій час замінили аміак і сірчаний газ – токсичні і вогненебезпечні речовини. Оскільки фреони не горючі, майже не мають запаху, малотоксичні, вони розглядались як ідеальні речовини для застосування  у побутових холодильниках та кондиціонерах як розпилювачі і т.ін. Найбільше застосування одержали найменш токсичні сполуки. Серед них фреон-12 (Ф-12) дихлордифторметан (CF2Cl2), фреон-13 (Ф-13)  трифторхлорметан (CF3Cl), фреон-11 (Ф-11)  трихлорфторометан (CFCl3), фреон-22 (Ф-22) хлордифторометан  (CHF2Cl) і найменш токсичний – ФС318 октафтороциклобутан (CF2)4. Встановлені гранично допустимі концентрації (ГДК) цих сполук в повітрі: для Ф-11 – 200 мг/м3 , Ф-12 – 6000 мг/м3, Ф-22 – 3000 мг/м3, для найбільш токсичного Ф-253 – 1 мг/м3. На долю Ф-11, Ф-12, Ф-22 припадає 90% всього світового виробництва фреонів. В атмосферу фреони потрапляють у незмінному вигляді, причому з аерозольних упаковок відразу ж, з холодильників, кондиціонерів і т.ін – при аваріях, несправностях, по закінченню терміну служби. По деяких оцінках в 1975 році із вироблених 3,43106 тонн Ф-11 в атмосферу надійшло  2,93106 тон, із 5,98106 тон Ф-12 – 4,41106 тон та із 0,75106 тон  Ф-22 – в атмосферу потрапило 0,3106 тон.

Фреони не розпадаються у тропосфері, вони переносяться в стратосферу, де підпадають під дію ультрафіолетового випромінювання, і вище 15 – 18 км їх концентрація швидко зменшується (рис 2.1). Фреони інертні в тропосфері, де середній час їх життя триває десятиліття, а в стратосфері вони розпадаються.

Рис. 2.1 – Вертикальний розподіл СС13F (фреон-11) і ССІ2F2

                         (фреон-12) у середніх широтах північної

                півкулі за матеріалами спостережень різних авторів

Фотолітичний розпад ХФВ з виділенням активних атомів хлору проходить під дією УФ-радіації з довжиною хвилі 147 – 213 нм [4]:

P.24.   CFCl3 + h   CFCl2 + Сl

P.25.   CF2Cl2 + h   CF2Cl + Сl

P.26.   CFCl3 + h   CFCl + 2Сl

Радикали, які при цьому утворились, швидко реагують з молекулярним оксигеном:

P.27.   CFCl2 + О2   CFClО + СlО

P.28.     CF2Cl + О2   CF2О+ СlО,

а з оксиду хлору, як відомо, за реакцією (Р.19) відновлюється хлор. В результаті фотодисоціації однієї молекули фреона утворюються 2 активних атома хлору, які руйнують стратосферний озон. Хлорний цикл руйнування стратосферного озону включає близько 80 реакцій.

Вимірювання концентрації фреонів в атмосфері показує тенденцію до зростання їх кількості в повітрі з року в рік.

За період з 1971 по 1975 роки щорічний приріст концентрації Ф-11 складав 13 – 15%. В 1977 році в пресі була піднята кампанія щодо можливості руйнування озону під впливом фреонів, що привело до різкого зниження випуску аерозольних упаковок. Так, в США у 1977 році випуск аерозолів для особистого користування зменшився на 51,8% порівняно з 1973 роком.

Регулярні вимірювання кількості фреонів в атмосфері почались з 1973 року на фонових станціях м.Барроу (Аляска), м.Мататула (Самоа), Мауна Лоа (Гаваї) і Адригола (Ірландія) [3]. Ці вимірювання дають значну амплітуду мінливості вмісту фреонів, що призводить до невизначеності при обчисленні фонових концентрацій. Змінність концентрації фреонів обумовлена надходженням до місця вимірювання повітряних мас з індустріальних і густонаселених регіонів. У меридіальному розрізі чітко виділяється широтний хід концентрації фреонів – вона різко падає з півночі на південь. Так, на 600 північної широти концентрація Ф-11 у  21 раз вища ніж на 600 південної широти. В той же час у штаті Вашингтон ( = 470 півн.ш), концентрація цього фреона всього на 21 – 22% більша ніж в Антарктиці [83]. Крім хлорфторовуглеводних є і інші галогеновуглеводні сполуки, які негативно впливають на шар озону. Це  речовини, які містять бром (CH3Br, CH2Br2) і речовини, які містять йод  CH3і. Ці сполуки мають природні та антропогенні джерела. Найбільш небезпечним із них для озонового шару є бромистий метил – CH3Br. Ця сполука використовується як дезинфікуюча речовина при карантинній обробці деяких продуктів міжнародної торгівлі і як домішка до транспортного палива

В цей час крім 30 – 50 тис.тон CH3Br із природних джерел в атмосферу за рік викидається 60 – 80 тис.тон бромистого метилу антропогенного походження. Внаслідок фотохімічної дисоціації атоми брому вивільняються, вони руйнують озон каталітично, відщеплюючи один атом кисню від молекул озону. У порівнянні з хлором бром має у 30  60 разів більшу руйнівну дію для озону [14].

На протязі довгого часу припускалось що  тільки довго живучі форми   брому, такі як метилбромид й галони можуть досягти стратосфери, алевідповідно спостереженням за бромом його в стратосфері більше ніж кількість тих, що мають довгий строк життя. Це доводить, що й ті форми брому час життя яких коротший також досягають стратосфери.

Непрямим підтвердженням існування природних джерел галогеновуглеводнів можуть бути результати досліджень повітря газових бульбашок у кризі Антарктики.

У пробах антарктичного льоду, вік якого 1100-2600 років, було знайдено CFCl3 у кількості 4 – 17 трлн-1 (за об’ємом). В повітрі над вулканами о. Кунашір у 1985 році також були знайдені галогеновуглеводні, в тому числі Ф-11, Ф-12 в концентраціях більш високих – до 1000 трлн-1. За даними Першої антарктичної експедиції України в зразках льоду, вік якого близько  1000  років, знайдені: фреон-12  (5 трлн-1), хлорфторетилен (15 трлн-1), дихлористан (120 трлн-1) і інші хлорфторовмісні органічні сполуки [23]. Останні дані свідчать про можливість нетехногенного утворення галогеновуглеводнів, які є потенційними руйнівниками шару озону. У теперішній час вплив йоду і фтору на глобальний баланс озону невизначено, а доля хлорного циклу складає близько 4%.

В таблиці 2.1 наведено внесок оксигенних, гідрогенних та хлорних сполук в руйнуванні озону на різних висотах в стратосфері.

Таблиця 2.1 – Внесок різних сполук в руйнування озону (в %)

Висота

О

НОx

NOx

ClOx

Висота

O

HOx

NOx

ClOx

15

0.0

79.0

21.0

0.0

35

7.2

2.5

84.0

5.6

20

1.8

33.5

64.2

0.3

40

13.8

4.3

76.0

5.4

25

3.9

8.4

84.0

3.5

45

24.8

10.3

62.0

2.7

30

4.3

3.4

84.0

4.9

50

33.0

24.0

42.0

1.0

Нижче приводиться таблиця озоноруйнуючої здатності деяких речовин (табл. 2.2).

Озоноруйнуюча здатність це відносна величина яка носить оціночний характер. За одиницю прийнята руйнуюча здатність фреонів ХФВ-11 і ХФВ-12.

Озоноруйнуючу здатність було запропоновано для оцінки небезпеки регульованих речовин, тобто речовин антропогенного походження – регульованих Монреальським Протоколом, в якому перелічені  ці озоноруйнуючі речовини (їх більше 90 найменувань) і список ще не закритий.

Таблиця 2.2 – Озоноруйнуюча здатність регульованих речовин

  №

Речовина

Формула

Озоноруйнуюча  здатність

Фреони (хладони)

1

ХФВ-11

CFCl3

1.0

2

ХФВ-12

CF2Cl2

1.0

3

ХФВ-113

C2F3Cl3

0.8

4

ХФВ-114

C2F4Cl2

1.0

5

ХФВ-115

C2F5Cl

0.6

Галогени (галоны)

6

галон

CF2 BrCl

3.0

7

галон

CF3Br

10.0

8

галон

C2F4Br2

6.0

Гидрохлорофтор вуглеводні (ГХФВ – міжнародне позначення HCFC) також включені в перелік регульованих речовин, хоча вони мають озоноруйнуючу здатність на два – три порядки менше, ніж галони (фреони).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

39040. Классификация информационных систем 123 KB
  Основная проблема классификации ИС заключается в том что единой системы оснований для классификации выработать не удалось. Предлагается классифицировать информационные системы по следующим признакам: По масштабам применения – настольные офисные и корпоративные. ПО: различные программные приложения связанных общим информационным фондом Такие приложения создаются с помощью так называемых настольных СУБД FoxPro Prdox dBse MS ccess или с помощью файловой системы и диалоговой оболочки для ввода редактирования и обработки данных. Это...
39041. Документальные информационные системы 237 KB
  Практика показывает что чаще всего информация представлена не в виде структурированных массивов данных а в виде простых текстовых документов. В отличие от ФИПС в результате проведения информационного поиска ДИПС выдает потребителю не конкретные сведения факты а совокупность документов смысловое содержание которых соответствует его запросу. Поэтому для автоматизации информационного поиска необходимо формализовать представление смыслового содержания информационного запроса и документов то есть перейти от их записи на естественном языке...
39042. Фактографические информационные системы 194 KB
  Основными компонентами фактографических систем являются Базы Данных и системы управления Базами Данных СУБД. Ее основные задачи: распределение внешней памяти; определение структуры файла; способы именования файлов и отображение их имен на пространство адресов внешней памяти; обеспечение доступа к данным; обеспечение защиты данных в файлах; способы многопользовательского доступа к файлам. Ограничения файловых информационных систем Разделение и изоляция данных. Обработка данных из разных файлов обычно требует значительных усилий...
39043. Интеллектуальные информационные системы ИИС. Экспертные системы 146 KB
  Основные задачи ИИ Представление знаний и разработка систем основанных на знаниях; Разработка естественно-языковых интерфейсов; Разработка систем машинного перевода; Распознавание образов идентификация неизвестного объекта по его признакам; Создание обучающихся и самообучающихся систем; Программное обеспечение интеллектуальных систем развитие существующих...
39044. Информационные системы в экономике и бизнесе 93 KB
  ; Не удавалось построить оптимальную модель планирования при увеличении количества комплектующих до тысяч единиц нельзя чтобы изза отсутствия одной гайки простаивал конвейер по сборке авиадвигателя каждая из которых характеризуется своей динамикой поведения запасов. Усложнение методов планирования запасов привело к появлению более развитого стандарта планирования потребностей в материалах Mteril Requirement Plnning MRP. Недостаток методики MRP: Отсутствие контроля выполнения плана закупок и механизма корректировки этого плана в...
39045. Понятие информации. Способы измерения и оценки информации 196 KB
  Понятие информации Понятие информации Несмотря на то что информация является базовым понятием информатики и кибернетики дать ей точное определение весьма затруднительно. В настоящее время можно выделить три основных подхода к понятию информации: Общенаучный философский. Рассмотрим например переход вещества из твердого состояния в жидкое – здесь можно наблюдать материальные преобразования энергетические затраты а также потерю информации относительно расположения атомов. Другой пример: образовательный процесс который сам по себе...
39046. Основные процессы преобразования информации 114.5 KB
  Основные процессы преобразования информации Информационная деятельность Уже говорилось что по мере развития общества происходит перераспределение трудовых ресурсов из сферы материального производства в сферу информационного. Деятельность по сбору и обработке существующей и созданию новой информации называется информационной деятельностью. Создание информационного продукта – это ответ на появление некоторой информационной потребности под которой понимают совокупность элементов информации данных необходимых и достаточных для...
39047. Сбор и предварительная обработка информации 34 KB
  Целью лабораторной работы является получение навыков в поиске научно-технической информации (НТИ) в сети Internet, а также автоматизированного перевода научно-технических документов.
39048. Формирование информационных баз данных 30 KB
  Создать базу данных в MS ccess путем импорта таблиц MS Excel созданных в предыдущих пунктах. Создать форму для ввода данных в базу. Создать запросы: на выборку данных по заданному условию запрос с вычислением.