Истощение стратосферного озонового слоя

Истощение стратосферного озонового слоя — это истончение защитного озонового слоя, вызванное главным образом искусственными галогенсодержащими соединениями.

Definition

Снижение концентрации озона в стратосфере, в частности сезонная антарктическая озоновая дыра, обусловленное каталитическим разрушением галогенными радикалами, образующимися из искусственных галогеноуглеродов.

Scope

Эта тема охватывает химические процессы, посредством которых разрушается стратосферный озоновый слой, уделяя особое внимание каталитическим циклам, обусловленным хлором и бромом, высвобождающимися из хлорфторуглеродов и родственных соединений. В ней рассматриваются открытие антарктической озоновой дыры, роль полярных стратосферных облаков, последствия увеличения ультрафиолетового излучения и международные меры по поэтапному отказу от озоноразрушающих веществ.

Core questions

• Как хлорфторуглероды достигают стратосферы и высвобождают реактивные галогены?
• Какие каталитические циклы разрушают стратосферный озон?
• Почему озоновая дыра наиболее выражена над Антарктидой весной?
• Каковы последствия истончения озонового слоя?

Key theories

Галоген-катализируемое разрушение озона

Атомы хлора и брома, высвобождающиеся из галогеноуглеродов, каталитически разрушают озон в циклических реакциях, поэтому один атом галогена может уничтожить множество молекул озона до того, как будет удален.

Химия полярных стратосферных облаков

Холодные полярные зимы приводят к образованию стратосферных облаков, поверхности которых превращают резервуарные виды в реактивные галогены, что способствует массовой потере озона весной при возвращении солнечного света, как показала антарктическая озоновая дыра.

Clinical relevance

Истончение озонового слоя увеличивает поверхностное ультрафиолетовое излучение, что вызывает опасения относительно воздействия на кожу и глаза, а также на экосистемы; понимание химических процессов обосновало международный поэтапный отказ от озоноразрушающих веществ.

Evidence & guidelines

Международный мониторинг и оценка озоноразрушающих веществ лежат в основе мер контроля, установленных Монреальским протоколом; этот регуляторный контекст описывается здесь для объяснения реакции, а не в качестве предписывающего руководства.

History

Молина и Роуленд в 1974 году предположили, что хлорфторуглероды могут истощать стратосферный озон, а Фарман и его коллеги сообщили об антарктической озоновой дыре в 1985 году; эти открытия легли в основу Монреальского протокола 1987 года, который предусматривал поэтапный отказ от озоноразрушающих веществ.

Key figures

• Mario Molina
• F. Sherwood Rowland
• Paul Crutzen
• Joseph Farman

Seminal works

• molina1974
• farman1985
• seinfeld2016

Frequently asked questions

Как один атом хлора может разрушить множество молекул озона?

Хлор действует как катализатор: он реагирует с озоном, регенерируется на последующем этапе, а затем атакует другую молекулу озона, поэтому один атом хлора может участвовать в тысячах циклов разрушения, прежде чем будет удален.

Почему озоновая дыра образуется в основном над Антарктидой?

Чрезвычайно низкие температуры антарктической зимы способствуют образованию полярных стратосферных облаков, поверхности которых активируют галогенную химию; когда весной возвращается солнечный свет, этот активированный хлор и бром вызывают быстрое, локализованное истощение озона.