Ciekawe fakty na temat dziur ozonowych. Największa dziura ozonowa

Ozon jest odmianą alotropową tlenu i jest jednym z najsilniejszych utleniaczy. Ze względu na swoją wysoką aktywność chemiczną ozon aktywnie reaguje z większością znanych substancji, zarówno organicznych, jak i nieorganicznych, których produktami reakcji są substancje obojętne – dwutlenek węgla, woda czy sole.

Zastosowanie ozonu jest różnorodne i ma wiele znaczących zalet w porównaniu z tradycyjnymi metodami sanityzacji, ze względu na jego wysoką zdolność utleniania, łatwość produkcji i użytkowania oraz niski koszt. Szczególnie ozon jest skuteczny w sanitarnym oczyszczaniu wody i powietrza.

Ozon niszczy prawie wszystkie rodzaje mikroorganizmów i wirusów. Opóźnia, a nawet zatrzymuje rozwój pleśni i grzybów. W niektórych technologiach, takich jak np. dezodoryzacja (niszczenie odorów) czy oczyszczanie pomieszczeń z oparów rtęci (odmerkuryzacja), ozon nie ma sobie równych.

Zapach ozonu w czasie zabiegu:

Ozon ma charakterystyczny zapach, znany każdemu z nas od dzieciństwa. Ozon pachnie jak zabieg kwarcowy w gabinecie lekarskim. Wyczuwamy również zapach ozonu po burzy, kiedy jest on wytwarzany przez wyładowanie elektryczne.

Jak ozon wpływa na ludzi?

Ozon gazowy jest substancją toksyczną i w wysokich stężeniach może powodować oparzenia górnych dróg oddechowych, podrażnienie oczu, a nawet zatrucia.

Jednak człowiek zaczyna czuć ozon już wtedy, gdy jego stężenie w otaczającym powietrzu wynosi 10% dopuszczalnej normy, więc lekki zapach ozonu nie może być powodem do niepokoju.

Ustalono, że toksyczne działanie ozonu objawia się, gdy jego zawartość jest 5...10 razy większa niż w powietrzu naturalnym (20...40 µg/m3). Stwierdzono również, że dodanie ozonu do klimatyzowanego powietrza w stężeniu 10...15 µg/m3 powoduje pozytywny wpływ na funkcje oddechowe: zmniejsza się częstość oddechów, zwiększa się pojemność życiowa i maksymalna wentylacja płuc . Ponadto pod koniec dnia pracy pracownicy odczuwają nieznaczny spadek skurczowego ciśnienia krwi, a liczba skarg na „brak” tlenu w pomieszczeniach biurowych (zaduch) maleje kilkukrotnie.

Podczas dezynfekcji pomieszczenia stężenie ozonu może wynosić 3-20 mg/m3, więc dezynfekcję ozonem przeprowadza się pod nieobecność ludzi (MPC w powietrzu obszaru roboczego wynosi 0,1 mg/m3). Jednak nie należy przesadzać z niebezpieczeństwem ozonu: cząsteczka O3 jest bardzo niestabilna (okres półtrwania w temperaturze pokojowej wynosi 20-30 minut). Po ustaniu działania ozonizatora ozon szybko się rozpada, jego stężenie zmierza do naturalnego, w tym celu konieczne jest jedynie utrzymywanie pomieszczenia pod nieobecność ludzi (2-3 godziny) lub wietrzenie pomieszczenia (15-30 minut).

„W naturalnych stężeniach (0,01-0,03 mg/m3) ozon działa pobudzająco na organizm człowieka – zwiększa odporność na działanie substancji toksycznych, niedotlenienie, powoduje wzrost zawartości hemoglobiny i erytrocytów we krwi, zwiększa aktywność fagocytarną leukocytów, zwiększa potencjał immunobiologiczny organizmu, korzystnie wpływa na funkcje oddechowe” (Great Medical Encyclopedia).

Warstwa ozonowa to rodzaj koca, który niezawodnie chroni naszą planetę przed promieniowaniem ultrafioletowym. 16 września 1987 r. w Montrealu podpisano Protokół w sprawie substancji zubożających warstwę ozonową. Jej istotą było zatrzymanie produkcji chemikaliów niszczących warstwę ozonową planety. Na cześć tej daty ustanowiono Międzynarodowy Dzień Ochrony Warstwy Ozonowej, który od 1995 roku obchodzony jest corocznie 16 września. AiF.ru powiedział kilka interesujących faktów na temat warstwy ozonowej planety.

Warstwa ozonowa jest częścią stratosfery Ziemi na wysokości od 12 do 30 km (w zależności od szerokości geograficznej). Powstał pod wpływem słonecznego promieniowania ultrafioletowego, które rozbiło cząsteczkowy tlen O2 na atomy. Atomy te połączyły się następnie z innymi cząsteczkami O2 i zamieniły w ozon - O3. W rzeczywistości im wyższe stężenie ozonu, tym lepiej chroni organizmy biologiczne przed promieniowaniem słonecznym.

Wyrażenie „dziura ozonowa” nie pojawiło się, ponieważ faktycznie znaleziono dziury w ozonie. Termin wywodzi się ze zdjęć satelitarnych całkowitego ozonu w atmosferze nad Antarktydą, które pokazały, jak grubość warstwy ozonowej zmienia się wraz z porami roku.

Zniszczenie warstwy ozonowej i narażenie na freony

Po raz pierwszy fakt, że warstwa ozonowa się przerzedza, został omówiony w 1957 roku. Niektórzy badacze nie widzą problemu w procesie fluktuacji grubości warstwy ozonowej. Pod koniec polarnej zimy i na początku polarnej wiosny warstwa ozonowa maleje, a po nadejściu lata polarnego wzrasta.

Negatywny wpływ na warstwę ozonową mają freony stosowane w produkcji aerozoli domowych, pianek termoizolacyjnych i lodówek. Gdy tylko pojawiły się odpowiednie badania, producenci tych substancji próbowali zdyskredytować tę hipotezę.

Jednak fakt, że freon wpływa na zubożenie warstwy ozonowej, udowodnili badacze Paul Crutzen, Mario Molina i Sherwood Rowland w 1995 roku. Dostali za to Nagrodę Nobla.

Dziury ozonowe

Główne emisje freonów występują na półkuli północnej, a najbardziej intensywne zubożenie warstwy ozonowej obserwuje się nad Antarktydą. Dlaczego? Okazuje się, że freony dobrze poruszają się w warstwach troposfery i stratosfery, a ich „życie” liczone jest w latach.Wiatr przenosi freony po całej atmosferze, w tym na Antarktydzie. W bardzo niskich temperaturach zachodzi niezwykła reakcja chemiczna - chlor uwalnia się z freonów na kryształkach lodu chmur stratosferycznych i zamarza. Wraz z nadejściem wiosny lód topnieje i uwalnia się chlor, który niszczy ozon.

Czy warstwa ozonowa jest zubożona tylko nad Antarktydą? NIE. Warstwa ozonowa przerzedza się na obu półkulach, o czym świadczą wieloletnie pomiary stężenia ozonu w różnych częściach planety.

Globalne ocieplenie

Nie wszyscy naukowcy zgadzają się co do globalnego ocieplenia. Chociaż ocieplenie zostało uznane za fakt naukowy na Konferencji ONZ w Madrycie w 1995 roku, niektórzy nadal uważają to za mit i przedstawiają swoje dowody.

Zgodnie z najbardziej rozpowszechnionym poglądem w dziedzinie nauki, globalne ocieplenie jest faktem i jest spowodowane działalnością człowieka. Nie ostatnią rolę odgrywa w tym przerzedzenie warstwy ozonowej.

Jak wynika z ostatnich obserwacji, północne rzeki pozostają zamarznięte średnio o 2 tygodnie krócej niż wcześniej. Ponadto topnienie lodowców trwa.

Ta ogromna dziura w warstwie ozonowej ziemi została odkryta w 1985 roku, pojawiła się nad Antarktydą. Średnica ma ponad tysiąc kilometrów, a powierzchnia - około dziewięciu milionów kilometrów do kwadratu.

Każdego roku w sierpniu dziura znika i dzieje się tak, jakby ta ogromna luka ozonowa nigdy nie istniała.

Dziura ozonowa - definicja

Dziura ozonowa to spadek lub całkowity brak stężenia ozonu w warstwie ozonowej Ziemi. Według raportu Światowej Organizacji Meteorologicznej i ogólnie przyjętej w nauce teorii, znaczny spadek warstwy ozonowej spowodowany jest stale narastającym czynnikiem antropogenicznym – uwalnianiem freonów zawierających brom i chlor.

Istnieje inna hipoteza, według której sam proces powstawania dziur w warstwie ozonowej jest naturalny iw żaden sposób nie związany ze skutkami działalności cywilizacji ludzkiej.

Spadek stężenia ozonu w atmosferze powoduje splot czynników. Jednym z głównych jest niszczenie cząsteczek ozonu podczas reakcji z różnymi substancjami pochodzenia naturalnego i antropogenicznego, a także brak światła słonecznego i promieniowania podczas polarnej zimy. Obejmuje to wir polarny, który jest szczególnie stabilny i zapobiega przenikaniu ozonu z szerokości geograficznych regionu polarnego, oraz powstałe stratosferyczne chmury polarne, których powierzchnia cząstek działa jak katalizator reakcji rozpadu ozonu.

Czynniki te są typowe dla Antarktydy, aw Arktyce wir polarny jest znacznie słabszy ze względu na brak powierzchni kontynentalnej. Temperatura jest tu o pewną wartość wyższa niż na Antarktydzie. Polarne chmury stratosferyczne są mniej powszechne w Arktyce i zwykle rozpadają się wczesną jesienią.

Co to jest ozon?

Ozon jest trującą substancją, która jest szkodliwa dla ludzi. W małych ilościach ma bardzo przyjemny zapach. Aby się o tym przekonać, można wybrać się na spacer po lesie w polu burzowym – w tym czasie będziemy cieszyć się świeżym powietrzem, ale później poczujemy się bardzo źle.

W normalnych warunkach pod ziemską atmosferą praktycznie nie ma ozonu - substancja ta występuje w dużych ilościach w stratosferze, zaczynając gdzieś około 11 kilometrów nad ziemią i rozciągając się do 50-51 kilometrów. Warstwa ozonowa znajduje się tuż przy czubku suma, czyli około 51 kilometrów nad ziemią. Warstwa ta pochłania śmiercionośne promienie słońca i tym samym chroni nasze i nie tylko nasze życie.

Przed odkryciem dziur ozonowych ozon był uważany za substancję zatruwającą atmosferę. Uważano, że atmosfera jest wypełniona ozonem i że to on jest głównym winowajcą „efektu cieplarnianego”, z którym trzeba coś zrobić.

W teraźniejszości wręcz przeciwnie, ludzkość próbuje podjąć kroki w celu przywrócenia warstwy ozonowej, ponieważ warstwa ozonowa staje się cieńsza na całej Ziemi, a nie tylko na Antarktydzie.

Kto nie pamięta, jak świeże powietrze orzeźwia po burzy! A jaki przyjemny zapach pojawia się po uderzeniu pioruna. A tego zapachu nie da się pomylić z żadnym innym. Kojarzy się ze świeżością. Ten zapach tworzy ozon, którego cząsteczki powstają, gdy piorun przechodzi przez atmosferę. Ozon zawdzięcza swoją nazwę szczególnemu aromatowi. W języku greckim, popularnym w przeszłości wśród naukowców, słowo to oznacza „śmierdzący”.

Z chemicznego punktu widzenia ozon jest modyfikacją zwykłego tlenu. Ze względu na swoje właściwości chemiczne nazywany jest również aktywnym tlenem. Jeśli cząsteczka zwykłego i znanego tlenu składa się z dwóch identycznych atomów (jej wzór to O2), to cząsteczka ozonu zawiera trzy takie same atomy, a jej wzór to O3. Masa cząsteczkowa tego gazu jest 1,5 razy większa niż tlenu i wynosi 48 (wobec 32 dla O2). W normalnych, czyli normalnych warunkach (temperatura i ciśnienie) ozon samorzutnie zamienia się w tlen, a reakcja ta zachodzi wraz z wydzielaniem ciepła.

W atmosferze ziemskiej na wysokości 20-30 km nad powierzchnią znajduje się warstwa ozonowa. W dolnej części atmosfery ozon powstaje, gdy przez atmosferę przechodzą wysokie energie - uderzenia pioruna, silne wyładowania elektryczne i sprzęt rentgenowski.

Aktywność chemiczna ozonu jest znacznie większa niż jego izomeru, tlenu cząsteczkowego. Jest znacznie szybszy niż tlen cząsteczkowy, tworzy wiązania chemiczne z szeroką gamą substancji. Ozon jest często używany do zwalczania bakterii – szybko je zabija. Dlatego jest stosowany do dezynfekcji wody pitnej lub powietrza.

A kto odkrył ozon?

Odkrycie ozonu jest zasługą holenderskiego fizyka Van Maruma. O odkryciu poinformował społeczność naukową w 1785 roku. Ponad pół wieku później, w 1850 r., zbadano jego zdolność utleniania i odkryto zdolność do tworzenia podwójnych wiązań molekularnych podczas interakcji z cząsteczkami organicznymi. Praktyczne zastosowanie tych właściwości można dziś często znaleźć w wielu gałęziach przemysłu.

Ozon jest bardzo silnym utleniaczem. Ponadto szeroko stosowane są jego właściwości dezynfekujące. Ma szkodliwy wpływ na wszelkie mikroorganizmy, w tym wirusy. Ozon zabija również gatunki niewrażliwe na działanie związków chloru.

Ozon jest również stosowany zamiast tradycyjnego chlorowania do przygotowania wody pitnej. Jego pierwsze użycie w tym charakterze miało miejsce w 1898 roku w mieście Saint Maur we Francji. A pierwsze przedsiębiorstwo ozonowania przemysłowego powstało w 1907 roku w mieście udanej podróży. Przetwarzał dziennie do 22 500 metrów sześciennych wody z rzeki Vasubie, dostarczając ją do Nicei. W Imperium Rosyjskim pierwsza taka stacja pojawiła się w 1911 roku w Petersburgu i do 1916 roku aktywnie rozwijano ten kierunek uzdatniania wody. Nowa tura takiego przetwarzania rozpoczęła się w latach 80. XX wieku, po wynalezieniu kompaktowych, niezawodnych, ale przede wszystkim bardziej ekonomicznych generatorów ozonu – urządzeń do produkcji ozonu na skalę przemysłową.

W czasie I wojny światowej ozon był również stosowany w medycynie, jako środek antyseptyczny. Od 1935 roku rozpoczęto eksperymenty nad zastosowaniem ozonu w terapii chorób jelit. Doodbytnicze podawanie gazu wykazało korzystne działanie w wielu chorobach wrzodowych, zapaleniu jelita grubego, hemoroidach oraz niszczeniu patogennej mikroflory jelitowej. Prowadzono eksperymenty nad zastosowaniem ozonu w chirurgii, w leczeniu gruźlicy, innych chorób płuc, opryszczki, licznych chorób zakaźnych i innych.

Obecnie ozon staje się coraz bardziej popularny do zabijania zarazków w wodzie, powietrzu i żywności, ponieważ metoda ta powoduje nieprzyjemne skutki i niepożądane zapachy.

W krajach europejskich i Stanach Zjednoczonych przygotowanie wody pitnej z udziałem ozonu stanowi obecnie 95% jej całkowitej objętości. Ozonowanie oraz do oczyszczania ścieków przemysłowych i bytowych. Przetwarzanie usuwa ślady wielu niebezpiecznych substancji: cyjanków, pozostałości rafinacji ropy naftowej, związków siarki, fenoli i innych niebezpiecznych odpadów, które mogą zaburzyć równowagę ekologiczną.

Ozon atmosferyczny, powstający w górnych warstwach atmosfery, chroni całe życie przed ostrym promieniowaniem ultrafioletowym. Dlatego przerzedzenie tej warstwy i powstawanie „dziur ozonowych” może mieć niezwykle niekorzystny wpływ na cały świat zwierząt i roślin, w tym na człowieka.

Warstwa ozonowa jest częścią stratosfery Ziemi na wysokości od 12 do 30 km (w zależności od szerokości geograficznej). Powstał pod wpływem słonecznego promieniowania ultrafioletowego, które rozbiło cząsteczkowy tlen O2 na atomy. Atomy te połączyły się następnie z innymi cząsteczkami O2 i zamieniły w ozon - O3. W rzeczywistości im wyższe stężenie ozonu, tym lepiej chroni organizmy biologiczne przed promieniowaniem słonecznym.

Wyrażenie „dziura ozonowa” nie pojawiło się, ponieważ faktycznie znaleziono dziury w ozonie. Termin wywodzi się ze zdjęć satelitarnych całkowitego ozonu w atmosferze nad Antarktydą, które pokazały, jak grubość warstwy ozonowej zmienia się wraz z porami roku.

Zniszczenie warstwy ozonowej i narażenie na freony

Po raz pierwszy fakt, że warstwa ozonowa się przerzedza, został omówiony w 1957 roku. Niektórzy badacze nie widzą problemu w procesie fluktuacji grubości warstwy ozonowej. Pod koniec polarnej zimy i na początku polarnej wiosny warstwa ozonowa maleje, a po nadejściu lata polarnego wzrasta.

Negatywny wpływ na warstwę ozonową mają freony stosowane w produkcji aerozoli domowych, pianek termoizolacyjnych i lodówek. Gdy tylko pojawiły się odpowiednie badania, producenci tych substancji próbowali zdyskredytować tę hipotezę.

Udowodniono jednak, że freon wpływa na zubożenie warstwy ozonowej naukowców Paula Crutzena, Mario Molinę I Sherwooda Rowlanda w 1995. Dostali za to Nagrodę Nobla.

Dziury ozonowe

Główne emisje freonów występują na półkuli północnej, a najbardziej intensywne zubożenie warstwy ozonowej obserwuje się nad Antarktydą. Dlaczego? Okazuje się, że freony dobrze poruszają się w warstwach troposfery i stratosfery, a ich „życie” liczone jest w latach.

Wiatr przenosi freony w całej atmosferze, w tym na Antarktydę. W bardzo niskich temperaturach zachodzi niezwykła reakcja chemiczna - na kryształkach lodu chmur stratosferycznych chlor jest uwalniany z freonów i zamarza. Wraz z nadejściem wiosny lód topnieje i uwalnia się chlor, który niszczy ozon.

Czy warstwa ozonowa jest zubożona tylko nad Antarktydą? NIE. Warstwa ozonowa przerzedza się na obu półkulach, o czym świadczą wieloletnie pomiary stężenia ozonu w różnych częściach planety.

Globalne ocieplenie

Nie wszyscy naukowcy zgadzają się co do globalnego ocieplenia. Chociaż ocieplenie zostało uznane za fakt naukowy na Konferencji ONZ w Madrycie w 1995 roku, niektórzy nadal uważają to za mit i przedstawiają swoje dowody.

Zgodnie z najbardziej powszechnym poglądem w dziedzinie nauki, globalne ocieplenie jest faktem i jest spowodowane działalnością człowieka. Nie ostatnią rolę odgrywa w tym przerzedzenie warstwy ozonowej.

Jak wynika z ostatnich obserwacji, północne rzeki pozostają zamarznięte średnio o 2 tygodnie krócej niż wcześniej. Ponadto topnienie lodowców trwa.