Деградація озонового шару

Більше ніж 90% ультрафіолетового (УФ) випромінювання (довжиною менше за 0,1 мкм) поглинається озоновим шаром. Озон утворюється під впливом УФ-променів із молекул кисню, однак не весь О₂ перетворюється на О₃, оскільки вільні атоми кисню, реагуючи один з одним, дають молекули О₂ (О + О è О₂). Таким чином, між 0₂ і О₃ встановлюється і підтримується рівновага. Озоноактивні складові атмосфери каталізують розпад О₃. Концентрації їх незначні: CFCl₂ (ХФВ-11) - 0,226 млн^-1, CFCl₃ (XФУ-І2) - 0,392 млн^-1, СНзССІз (метилхлороформ) - 0,139 млн^-1 тощо. Однак деякі руйнівники озонового екрана присутні в більш високих концентраціях: N₂0 - 307 млн^-1, CH₄- 1638 млн^-1, СО - 103 млн^-1.

Найбільшу небезпеку являють викиди хлорфторвуглеців (ХФВ), які використовуються як холодоагенти, розчинники, препарати гасіння, для розпилення лаків і барвників в аерозольних упаковках. Досягши озоносфери, ХФВ під дією ультрафіолетового випромінювання руйнуються; відривається атом хлору, а радикали, що залишилися, легко окислюються. Атом хлору і молекула СЮ є каталізаторами, а руйнуються атоми кисню і молекули озону.

При подальшому зростанні ХФВ в 2050 році вміст Оз в середніх широтах поменшає на 4-8%, а в полярних областях - на 10-15%, що може стати початком глобальної екологічної катастрофи, оскільки надлишок ультрафіолетової радіації може викликати у вищих організмів пошкодження ДНК, порушення генетичного коду, імунної системи. Зменшення озонового шару на 50% збільшує руйнівну функцію ультрафіолетової радіації у 10 разів. Потужність озонового шару, якщо зібрати увесь озон за нормальних термодинамічних умов, складає всього 2,5-3 мм, тому велике значення має захист його від деградації через надходження у атмосферу фреонів і оксидів азоту. Поряд з ХФВ руйнуванню озону сприяє надходження N₂O, CH₄.

У 1982 р. японські, а в 1985 р. англійські вчені виявили у озоносфері над південним полюсом «озонову діру» розміром близько 3 млн. км². Ними було висунено декілька припущень про причини появи сезонного (вересень - жовтень) дефіциту О₃, над Антарктидою:

- підвищене вироблення N0x, внаслідок зміни сонячної активності в атмосфері (11-річний цикл; активність в останньому циклі була підвищеною) з подальшим перенесенням від озоносфери;

- винесення озону з полярної області за рахунок зміни циркуляції атмосфери;

- збільшення кількості ХФВ і інших озоноактивних речовин (СFзВ, СF₂ВСІ і ін.);

- надходження з рифтових зон Світового океану метану і ін. «Озонова діра» - простір в озоносфері з помітнім пониженню (до 50%) фонової концентрації О₃. У 1992 р. було зафіксоване зниження О з приблизно на 50% над Антарктидою і прилеглими просторами Південної Америки (Аргентина, Чілі).

«Озонові діри» у високих широтах пояснюють тим, що у більш низьких широтах іон хлору, відповідальний за руйнування стратосферного озону, поки що блокується метаном. Передбачається не тільки антропогенне (від викидів ХФВ та знищення лісів як продуцентів кисню), але й природне походження «озонових дір» [32]. Міні «озонові діри» відмічалися над північними районами Канади, Великобританії, Скандинавським півостровом (пониження Оз на 10-40%).

У Австралії розроблено замінник фреонів у аерозолях, який складається із азоту. Новий пропелент (газ, під тиском якого розпилюється рідина) можна використовувати в 65% із 8,6 млрд. аерозольних упаковок, які виробляються у світі. Після 2000 р. виробництво і використання всіх фреонів повинно бути припинене, за винятком метилхлороформу (СУ/дСС/д), який відносно слабо активний в руйнуванні озону.

Україна є країною Монреальського протоколу по речовинах, що руйнують озоновий шар, з 1988 р. З 1 січня 1996 р. Україна зобов'язана була припинити виробництво і використання таких речовин на своїй території. Такий захід вимагає модернізації багатьох підприємств з метою переводу їх на використання речовин, що не руйнують озоновий шар. Внаслідок труднощів перехідного періоду Україна досі не виконала своїх зобов'язань. З огляду на важкий економічний стан України 1995 р. Сьома зустріч Сторін Монреальського протоколу по речовинах, що руйнують озоновий шар, ухвалила рішення № 7/19, яким надала Україні відстрочку виконання зобов'язань до 2000 р. та рекомендувала Глобальному екологічному фонду надати фінансову підтримку Україні для переходу на озонобезпечні речовини.