Влияние различных загрязнителей атмосферы на озон

Влияние Хлора

Хлор — наиболее опасный катализатор распада озона. Он активно соединяется с озоном, давая монооксид хлора и кислород (см. статью «Химические реакции«). В свою очередь монооксид хлора легко присоединяет второй атом кислорода, при этом хлор освобождается и может вступить в реакцию со следующей молекулой озона. Одна молекула хлора за среднее время своего существования в верхних слоях атмосферы способна разложить 100 тысяч молекул озона. По сравнению с хлором следующий по активности разрушитель озона — окислы азота — почти безопасен: одна молекула оксида азота разлагает в среднем всего 10 молекул озона. Опасность оксидов азота в том, что их содержание в воздухе много выше, чем хлора. Озон могут разрушать и другие вещества: окись углерода, водород, окись серы, — но они связывают озон в отношении 1:1 и, по сравнению с хлором: и оксидами азота, могут считаться безвредными .

Хлор попадает в атмосферу различными путями. Некоторое его количество теряется при утечках и авариях в химической промышленности, где это вещество широко используется, в частности в органическом синтезе. Но наиболее значительный «поставщик» хлора в атмосферу — фреоны, соединения фтора и хлора с углеродом. Фреоны широко используются в миллионах бытовых и промышленных холодильников как хладагент, и при самых разных их поломках большое количество фреонов регулярно попадает в воздух. Оказываясь в озоновом слое, фреоны под действием того же УФ-излучения легко отщепляют хлор, который катализирует распад озона. Дополнительный источник попадания фреонов в воздух создают широко используемые в быту баллончики с дезодорантами, красками, инсектицидами, распыляющим носителем которых является фреон. Разбрызгиваемое из баллончиков вещество при использовании попадает в нужное место, например на окрашиваемую поверхность, а фреон испаряется и остается в воздухе.

Влияние реактивной авиации

Еще один источник попадания хлора и окислов азота в атмосферу — реактивная авиация, особенно при полетах на высотах более 20 км, когда выхлоп двигателей производится в самом озонном слое. Заметный вклад в разрушение озона вносят и ракеты самого разного назначения — метеорологические, исследовательские, выводящие на околоземные орбиты спутники связи, разведывательные спутники, космические корабли (см. статью «Ракеты и космические аппараты«).

Особенно много хлора и окислов азота выделяют твердотопливные ракетные двигатели. Например, при каждом запуске американского космического челнока системы «Шаттл» его твердотопливные ускорители на высотах до 50 км, то есть в самом озоновом слое, выбрасывают 187 тонн хлора и хлористого водорода и 7 тонн окислов азота. Этого количества хватает на то, чтобы уничтожить 10 миллионов тонн озона, или 0,3% его общего содержания в атмосфере. Российская ракета системы «Энергия» использует в качестве топлива водород и кислород, и поэтому в ее выхлопе полностью отсутствуют хлор и окислы азота. Небольшое их количество образуется только при контакте высокотемпературной газовой струи выхлопа с азотом и кислородом воздуха. Использование экологически чистого топлива делает ее в 7 тысяч раз менее опасной для озонового экрана, чем система «Шаттл». По-видимому, это свидетельствует не столько об «отставании» одной космической державы от другой, особенно если учесть, что система «Шаттл» стала работоспособной намного раньше «Энергии», сколько об объективной необходимости максимального объединения усилий и разработок ведущих космических держав в работах по освоению космоса.