Химические превращения соединений в атмосфере. Реакционноспособные частицы атмосферы. Озон. Молекулярный и атомарный кислород

Ни одна из многочисленных проблем атмосферной химии не вызывает такой оживленной дискуссии, как проблема влияния галогенсодержащих соединений на слой озона, расположенный в стратосфере. В 70-х годах был создан и действует по настоящее время в рамках Программы ООН по окружающей среде (UNEP) Координационный комитет по озоновому слою (ККОС) Всемирной метеорологической организацией создана Международная комиссия по атмосферному озону (МКАО). Такой интерес к проблеме озона понятен: эта аллотропная форма кислорода, содержащаяся в атмосфере в ничтожном количестве защищает биосферу от губительного действия ультрафиолетовой радиации Солнца. Кроме того, инверсионный слой относительно теплого воздуха, образующийся в результате экзотермического разложения озона, предохраняет нижерасположенные слои и земную поверхность от выхолаживания.

Многими учеными одновременно было высказано мнение об участии оксидов азота в разрушении озонового слоя и формировании его стратосферного цикла.

Источником NO служит N₂O:

hn

N₂O ® N₂ + O(¹D) l <230нм

N₂O + O(¹D) ® 2 NO

Каталитический цикл разрушения озона описывается уравнениями:

NO + O₃ ® NO₂ + O₂

NO₂ + O(¹D) ® NO + O₂

_______________________

O(¹D) + O₃ ® 2 O₂

Разрушение озона в реакции с оксидом азота происходит более чем в 7 раз быстрее, чем в его отсутствии.

Помимо процесса фотолиза оксида азота (1), скорость эмиссии которого сильно зависит от интенсивности использования в сельском хозяйстве азотных удобрений, источником NO в стратосфере служат газы, выбрасываемые сверхзвуковыми самолетами, к которым в последние годы присоединились американские космические корабли многоразового использования (программа «Шаттл»). Многие исследователи считают, что при увеличении интенсивности полетов в стратосфере скорость разрушения озона резко возрастет и это неблагоприятно отразится на растительном и животном мире планеты.

На другую опасность для озонного слоя указали в 1974 году. Молина и Роуленд. Ими была высказана гипотеза о разрушении озонного слоя под действием фреонов-11 и 12. Основные положение этой гипотезы:

1. поступление фтортрихлор-и дифтордихлорметанов в атмосферу примерпно эквивалентно их мировому производству;

2. эти соединения, исключительно инертны6е в условиях тропосферы, медленно диффундируют в стратосферу;

3. фотолитическое разложение фторхлоруглеводородов в стратосфере приводит к выделению атомарного хлора, вступающего в каталитический цикл разрушения озона.