Химия

1.

Истощение озонового слоя.
Зацепин 9Б
Орехов 9Б

2.

Почему озоновый слой важен для жизни на
Земле
В стратосфере на высоте 15–35 км
слой озона поглощает опасное
ультрафиолетовое излучение. Его
изучение началось после работ
Шарля Фабри и Анри Буйсона в
1913 году, когда стало ясно,
насколько он важен для биосферы.

3.

Значение озонового слоя для Земли
1. Озоновый слой работает как естественный фильтр:
он поглощает опасную часть ультрафиолетового
спектра и не позволяет ей свободно достигать
поверхности Земли для живых организмов.
2. Благодаря этому уменьшается число повреждений
ДНК, кожных ожогов и других нарушений, связанных с
избыточным солнечным облучением у людей и
животных в целом на протяжении жизни.
3. Стабильный озоновый экран поддерживает условия,
при которых сохраняются виды, не нарушается
фотосинтез и меньше страдает биологическое
разнообразие на планете для всех регионов.

4.

Причины разрушения озонового слоя
1) Главный вклад внесли хлорфторуглерод(CFC), такие
как CCl2F2 и CCl3F. Эти соединения долго сохраняются
в атмосфере, поднимаются в стратосферу и там
становятся источником активного хлора Cl.
2) Оксиды азота NO и NO2, поступающие с выбросами
авиации и производств, тоже участвуют в разрушении
озона. Их роль особенно заметна там, где в атмосфере
уже много реакционноспособных частиц.
3) Использование минеральных удобрений. При их
разложении в почве выделяются оксиды азота, которые
в атмосфере вступают в реакцию с молекулами озона

5.

Каталитические реакции с
участием хлора
1. Распад CCl2F2. Молекула CCl2F2 в стратосфере
поглощает ультрафиолет и распадается, образуя радикал
Cl. Именно этот первый шаг делает обычное вещество
источником активного хлора.
2. Атака на озон. Cl реагирует с озоном и превращает
его в ClO и O2. Хлор не расходуется полностью, поэтому
одна частица может начать длинную цепь разрушения.
3. Возврат катализатора. ClO взаимодействует с
атомарным кислородом O и снова высвобождает Cl. В
результате один и тот же хлор разрушает тысячи молекул
озона.

6.

Технологические источники CFC: как
проблема стала массовой
1. Холодильная техника как
скрытый источник.
В 1950–1980-е годы хладагенты Freon
стали стандартом для холодильников и
кондиционеров. Миллионы
герметичных систем казались
безопасными, но утечки происходили
постепенно, а сами CFC сохранялись
очень долго и успевали добраться до
стратосферы. Там холод уже не
защищает их от солнечного излучения,
и соединения становятся источником
активного хлора и фтора.
2. Аэрозоли и производство.
3. Что происходит на высоте
Аэрозольные упаковки и
технологические процессы прошлого
века тоже использовали CFC как
удобные, негорючие и стабильные
вещества. Для потребителя это
выглядело как обычный баллон или
производственная линия, но для
атмосферы каждый выброс был
частью долгого накопления. Чем
больше таких источников работало
одновременно, тем выше становилась
нагрузка на озоновый слой.
На высоте молекулы CFC
встречают жёсткое
ультрафиолетовое излучение и
распадаются на радикалы.
Именно здесь скрытая проблема
становится видимой: невысокая у
земли концентрация
превращается в серьёзный
источник разрушения озона в
стратосфере. Особенное
значение имеет то, что один
выброс действует долго и

7.

Содержание озона над Антарктидой
Весной над Антарктидой
потери усиливаются из-за
особых условий
стратосферы и длительной
изоляции воздушных масс.

8.

Вклад оксидов азота в истощение
озонового слоя
Авиационные выбросы
Реактивные двигатели
выбрасывают NO и NO2 в
верхние слои атмосферы, где
условия благоприятны для
реакций с озоном. Особенно
чувствительны высокие
широты и стратосферные
маршруты.
Промышленные процессы
Каталитический процесс NO
При сжигании топлива и в
ряде технологических
установок образуются оксиды
азота. Они попадают в
атмосферу вместе с другими
примесями и усиливают
химическую нагрузку на
озоновый слой.
NO реагирует с озновым
слоем, образуя NO2 и O2.
Затем NO2 может
возвращаться в NO, поэтому
одна и та же частица
многократно участвует в
разрушении озона.

9.

Последствия истощения: как меняются
атмосфера и здоровье
Больше ультрафиолета у поверхности
Когда озона становится меньше, до
земли проходит больше УФ-В излучения
с длиной волны 280–320 нм. Для
человека это означает более высокий
риск ожогов кожи, рака кожи и
повреждений глаз. Даже короткое
пребывание на солнце становится
опаснее, особенно для детей и людей с
чувствительной кожей.
Уязвимость сельского хозяйства
Растения по-разному реагируют на
усиление ультрафиолета: у части
культур снижается скорость роста,
повреждаются ткани листьев и
ухудшается урожайность. Особенно
заметно это в открытом грунте, где нет
защиты от прямого солнечного
воздействия. Это повышает риски для
сельского хозяйства.
Сдвиги в экосистемах
Фитопланктон в океане и
наземные растения зависят
от стабильного баланса
света. При ослаблении
озонового слоя меняется не
только поток УФ, но и
соотношение O2 и O3 в
атмосфере, что отражается
на биологических цепях.
Это влияет на всю пищевую
сеть.

10.

Что уже происходит с озоновым слоем
После Монреальского протокола страны постепенно
вывели из оборота самые опасные хлорфторуглероды
и усилили контроль за холодильным оборудованием.
На заводах, складах и в сервисе стали строже следить
за утечками, а старые вещества начали заменять
безопасными для озона решениями. Это снизило
поступление CFC и HCFC(гидрохлорфторуглероды)
в атмосферу и дало озоновому слою шанс на
восстановление.

11.

HCFC: заменители CFC и их влияние на
озон
1) HCFC, например CHClF2, создали как временную
замену CFC. Они меньше задерживаются в атмосфере,
поэтому казались более безопасным выбором для
холодильной техники и других установок.
2) В реакции CHClF2 + hv → Cl· + CH2F2 образуется
радикал хлора(Cl·). Именно он запускает дальнейшие
цепные превращения, хотя сам исходный газ уже не
участвует напрямую.
Поэтому HCFC рассматривают лишь как переходный
вариант: они лучше CFC, но не решают проблему
полностью. Для устойчивого результата нужны вещества
без хлора Cl.

12.

Образования озона в стратосфере
Озон образуется в стратосфере (на высоте 15 –40 км) под действием
ультрафиолетового излучения Солнца. Процесс состоит из двух стадий:
1) Жёсткий ультрафиолет обладает достаточной энергией, чтобы разорвать
связь в молекуле кислорода (O2​ + hν → O + O) .
2)
Свободный атом кислорода (O) сталкивается с молекулой кислорода (O2)и о
бразует озон ( O+O2​→O3​)

13.

Опасности для человка и природы
Риск для кожи.
Уязвимость растений.
Более сильное УФ-В увеличивает
вероятность солнечных ожогов и рака
кожи, особенно при длительном
пребывании на солнце без защиты и у
людей с чувствительной кожей в
летние месяцы.
Растения при избытке УФ-В хуже
формируют ткани, медленнее растут и
тратят больше ресурсов на защиту, что
может снижать урожайность и
устойчивость экосистем в засушливых
районах.

14.

Решения по сохранению озонового слоя
1. Международный запрет на хлорфторуглероды по Монреальскому протоколу
1987 года стал ключевым шагом: он сократил выпуск веществ, которые
поднимаются в стратосферу и высвобождают хлор, замедляя разрушение
озона.
2. Переход на альтернативные хладагенты, менее опасные для озона,
позволяет сохранять охлаждение в быту и промышленности, не усиливая
нагрузку на стратосферу и сокращая выбросы хлорсодержащих соединений.
3. Научные исследования помогают отслеживать состояние озона, уточнять
химические процессы в стратосфере и выбирать решения, которые
действительно работают в разных регионах мира.

15.

Озоновый слой можно сохранить
Сокращение озоноразрушающих
веществ(CFC, HCFC), международные
договорённости и строгий химический
контроль уже меняют ситуацию. Если усилия
сохранятся, озоновый слой продолжит
восстанавливаться и лучше защищать
биосферу на планете.