Як хлорфторуглеводороди шкодять озоновому шару?

Posted on
Автор: Judy Howell
Дата Створення: 4 Липня 2021
Дата Оновлення: 11 Травень 2024
Anonim
Як хлорфторуглеводороди шкодять озоновому шару? - Наука
Як хлорфторуглеводороди шкодять озоновому шару? - Наука

Зміст

Земля користується багатьма перевагами серед планет Сонячної системи, від помірних температур і наявності води та кисню до шару молекул озону, що захищають її мешканців від шкідливої ​​енергії Сонця. Поява хлорфторуглеводородов, або CFC, загрожувало озоновому шару та виживанню жителів Землі. Виробники вважали, що хімічні речовини є панацеєю від їх головного болю при виробництві, оскільки КФУ не випромінювали запахів, були стійкими, не були легкозаймистими або токсичними, і їх можна було виготовити дешево. Мало хто з цих виробників знав, що їхні сподівання будуть зірвані лише десятиліттями пізніше.

Озоновий шар та ультрафіолетове випромінювання

Шар озону огортає Землю і зберігає пошкоджуючу ультрафіолетове або УФ-випромінювання від потрапляння живих істот на поверхню планет. Озоновий шар існує головним чином у стратосфері, шарі атмосфери, який сягає від 10 до 50 кілометрів (приблизно від 6 до 30 миль) над поверхнею Землі. УФ-випромінювання викликає різні шкідливі наслідки для людини, включаючи рак шкіри та катаракту, помутніння кришталика ока. Озон складається з трьох атомів кисню, з'єднаних хімічно, тоді як кисень у звичайній формі є діатомічним, це означає, що він містить два хімічно пов'язаних атоми кисню. Молекули озону поглинають УФ-промені, використовуючи цю енергію для відділення атома кисню від молекули озону. Це використовує енергію УФ-променя і робить її нешкідливою для живих істот. З трьох типів УФ-випромінювання УФБ є найбільш шкідливим, оскільки він досягає найдальших, навіть під поверхнею океанів.

Хлорфторуглеводні

Хлорфторуглеводороди або ХФУ - це сполуки, що складаються з комбінацій елементів хлору, фтору та вуглецю; аерозолі, холодоагенти та піни містять CFC. Коли ці КФК потрапляють у повітря, вони піднімаються в атмосферу, щоб зустрітися і знищити молекули озону. Вперше використані в 1928 році, CFC з тих пір стали більш поширеними, оскільки були створені різні інші сполуки CFC. Деякі з найбільш відомих CFC є фреоновими сполуками, які використовувались як охолоджуючі компоненти в холодильниках та кондиціонерах, але з тих пір вийшли з виробництва у США. Уряд США все ще дозволяє використовувати фреон в техніці та транспортних засобах доти, доки є запаси. Екологічно чисті сполуки здебільшого замінили фреон як холодоагенти.

Руйнівна сила хлорфторуглеводнів

Коли сонячні УФ-промені контактують із CFC, атоми хлору втрачаються. Ці атоми хлору блукають навколо атмосфери, поки вони не зустрінуться з молекулами озону. Атом хлору і один з атомів кисню озону поєднуються, залишаючи позаду діатомічний або молекулярний кисень. Коли вільний атом кисню контактує з цим хлор-кисневим з'єднанням, два атоми кисню об'єднуються, утворюючи молекулярний кисень, і хлор відходить, щоб спустошити більше молекул озону. Молекулярний кисень, на відміну від молекул озону, не може утримувати УФ-промені від потрапляння на поверхню Землі. Агентство охорони навколишнього природного середовища США підрахувало, що один атом хлору може знищити до 100 000 молекул озону. У 1974 р. М. Дж. Моліна та Ф. С. Роуланд опублікували документ, в якому викладено, як КФУ розщеплюють молекули озону в атмосфері.

Зниження озону

CFC потрапляють в атмосферу через протікання обладнання. Оскільки ХФУ є стабільними сполуками і не розчиняються у воді, вони, як правило, тримаються довгі періоди часу - від десятиліть до сотень років. Як правило, озон постійно утворюється і руйнується, але загальна кількість озону в атмосфері по суті повинна залишатися на стабільній кількості. ХФУ порушують цей баланс, видаляючи озон швидше, ніж його можна замінити.

Шкідливі наслідки втрати озону

УФБ-промені розщеплюють ДНК, молекулу, що зберігає генетичний матеріал всього живого. Організми можуть самостійно відшкодувати частину цієї шкоди, але непоправлена ​​ДНК спричиняє ракові захворювання і призводить до інших мутантних наслідків, таких як відсутні у тварин або зайві кінцівки. У 1978 році, після опублікування декількох досліджень, що стосуються впливу ХФУ на озоновий шар, США вирішили заборонити ХФУ, що використовуються в аерозолях, і кілька інших країн слідкують за цим рішенням.