2. Стан озону в атмосфері

Попри те, що озон за властивостями подібний до кисню, його хімічна активність набагато вища. Саме тому озон окиснює майже все, зокрема, тканини в легенях. Озон — токсична, канцерогенна й мутагенна речовина, за надмірного вмісту в повітрі він може спричинити смерть людини.

Утім токсичну дію озону можна спрямувати на користь. Він пригнічує життєдіяльність бактерій, окиснюючи біологічно активні речовини в них. Навіть за низького вмісту в повітрі озон убиває хвороботворні мікроорганізми, тому його застосовують для обробки овочесховищ, холодильних камер, дезінфікування приміщень у лікарнях, стерилізації посуду. На деяких водоочисних станціях перед подачею води у водогін крізь воду пропускають потужний струмінь збагаченого озоном повітря. Озонування води значно безпечніше за хлорування, але набагато дорожче, тому поки не дуже поширене.

 

Стан озону в атмосфері турбує людство.

Якщо в приземних шарах озон завдає шкоди живим організмам, то у стратосфері він,  навпаки, захищає все живе на Землі.

 

Від Сонця до Землі разом зі світлом прямує ультрафіолетове випромінювання.  Ультрафіолет згубний і для рослин, і для тварин, і для бактерій. Утім життя на Землі захищене від небезпечного ультрафіолету озоновим шаром — шаром атмосфери на висоті  \(20\) – \(40\) км із помітним умістом озону. Цей шар поглинає майже весь ультрафіолет, що надходить від Сонця.

 

Поблизу екватора поверхні Землі досягає лише \(1\) % усього ультрафіолету, що  випромінює Сонце. А на географічних широтах України влітку — майже вдвічі менше. 

Уміст озону в озоновому шарі дуже малий. Якщо можна було б зібрати весь озон над  поверхнею Землі, то ми б отримали шар завтовшки лише \(3\) мм. Але без нього життя на суходолі було б неможливим. Саме тому людству треба дбати про озоновий шар.

Унаслідок спалювання палива на ТЕС і в автівках у повітря потрапляє нітроген(\(II\)) оксид:

 

$\mathit{NO}+O_3=N{O}_2+O_2$.

 

Також небезпеку становлять фреони — речовини, які використовують у холодильниках і кондиціонерах. Ці сполуки здіймаються на висоту озонового шару, де прискорюють  руйнування озону та вповільнюють його утворення. У результаті цього може зменшитися вміст озону в озоновому шарі, що послабить захист Землі від небезпечного ультрафіолету.  Взаємодія фреонів (наприклад, $C{\mathit{Cl}}_2{F}_2$) з озоном у стратосфері відбувається за ланцюговим каталітичним механізмом. Під дією ультрафіолету молекула фреону відщеплює вільний атом хлору, який послідовно руйнує тисячі молекул озону, сам при цьому не витрачаючись:

 

$C{\mathit{Cl}}_2{F}_2\stackrel{h\mathrm{\nu }}{\to }\mathit{CCl}{F}_2^{•}+{\mathit{Cl}}^{•}$.

 

Взаємодія хлору з озоном:

 

${\mathit{Cl}}^{•}+O_3\to \mathit{Cl}{O}^{•}+O_2$;

 

$\mathit{Cl}{O}^{•}+O_3\to {\mathit{Cl}}^{•}+2O_2$.

 

Ділянку атмосфери, у якій концентрація озону менша за нормальну, називають озоновою дірою. Велика озонова діра утворюється в серпні–вересні над Південним полюсом, але діри можуть з’явитися й над іншими  ділянками Землі. Їхній розмір і вміст озону змінюється  залежно від пори року.

\(1989\) року набув чинності так званий «Монреальський протокол», підписаний усіма країнами-членами ООН. Згідно із цим протоколом, країни мають за певний період відмовитися від виробництва речовин, що пошкоджують озоновий шар. Завдяки цьому сьогодні їх виробництво порівняно з \(1989\) роком знизилося вдвічі. Але шкідливі для озонового шару речовини доволі стійкі й можуть існувати в атмосфері десятки років. За прогнозами науковців, у разі повного виконання вимог Монреальського протоколу озонові діри зникнуть до \(2060\) року.