Номер 1, страница 225 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

1. В чем причина разрушения озонового слоя?

1. Основной причиной разрушения озонового слоя является антропогенное воздействие, а именно выброс в атмосферу озоноразрушающих веществ (ОРВ). Ключевую роль в этом процессе играют хлорфторуглероды (ХФУ), также известные как фреоны, и бромсодержащие соединения (галоны).

Механизм разрушения озона выглядит следующим образом:

1. Молекулы ОРВ, будучи очень стабильными, не разрушаются в нижних слоях атмосферы (тропосфере) и со временем достигают стратосферы (на высоте 15-50 км), где и располагается озоновый слой.
2. В стратосфере под воздействием жесткого ультрафиолетового излучения Солнца от молекул ОРВ отщепляются атомы галогенов (в основном хлора и брома).
3. Эти высокоактивные атомы запускают каталитический цикл разрушения озона ($O_3$). Например, атом хлора ($Cl$) реагирует с молекулой озона, отбирая у нее один атом кислорода. В результате образуются молекула кислорода ($O_2$) и оксид хлора ($ClO$).

   $Cl + O_3 \rightarrow Clo + O_2$

4. Затем оксид хлора ($ClO$) реагирует со свободным атомом кислорода ($\text{O}$), который присутствует в стратосфере. В этой реакции атом хлора высвобождается, готовый снова атаковать молекулу озона, и образуется еще одна молекула кислорода.

   $Clo + o \rightarrow Cl + O_2$

Таким образом, один атом хлора может участвовать в тысячах таких циклов, разрушая огромное количество молекул озона, прежде чем будет выведен из стратосферы. Аналогичные, но еще более агрессивные реакции происходят с участием брома.

Источниками озоноразрушающих веществ являлись:

• Холодильное оборудование и кондиционеры (в качестве хладагентов).
• Аэрозольные баллончики (в качестве пропеллентов).
• Средства пожаротушения (галоны).
• Производство пенопластов (в качестве вспенивающих агентов).
• Химические растворители.

Наиболее интенсивно этот процесс проявляется над полярными регионами, особенно над Антарктидой, где каждую весну образуется так называемая "озоновая дыра". Это связано с экстремально низкими температурами, способствующими образованию полярных стратосферных облаков, на поверхности которых химические реакции разрушения озона протекают значительно быстрее.

Ответ: Причиной разрушения озонового слоя является выброс в атмосферу антропогенных химических веществ, в основном хлорфторуглеродов (фреонов) и галонов, которые, достигая стратосферы, под действием УФ-излучения высвобождают атомы хлора и брома, каталитически разрушающие молекулы озона.

2. Хотя вопрос виден не полностью, можно предложить проект по решению проблемы разрушения озонового слоя, основанный на уже существующих и новых мерах. Основой глобальных усилий является Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой, — международное соглашение, направленное на поэтапный отказ от производства и потребления ОРВ. Предлагаемый проект направлен на усиление и дополнение этого протокола.

Проект "Чистое небо: Фаза II"

Цель проекта: Ускорить восстановление озонового слоя и предотвратить новые угрозы для него путем комплексного подхода, включающего контроль, утилизацию и информирование.

Основные направления проекта:

1. Глобальный мониторинг и контроль:
   • Создание международной системы спутникового и наземного мониторинга для отслеживания нелегального производства и выбросов запрещенных ОРВ в реальном времени.
   • Усиление таможенного контроля и введение цифровой системы отслеживания для легально перемещаемых веществ-заменителей, чтобы предотвратить контрабанду.
2. Управление "банками" ОРВ:
   • Разработка и финансирование национальных программ по сбору и безопасной утилизации озоноразрушающих веществ, содержащихся в старом оборудовании (холодильниках, кондиционерах, системах пожаротушения).
   • Стимулирование бизнеса и населения сдавать старую технику на переработку через систему субсидий или скидок на новые, экологически безопасные модели.
3. Переход на безопасные альтернативы:
   • Поддержка исследований и внедрения альтернатив ОРВ, которые имеют нулевой потенциал разрушения озона (ПРО) и низкий потенциал глобального потепления (ПГП). Приоритет — природным хладагентам (аммиак, углеводороды, $CO_2$).
   • Реализация Кигалийской поправки к Монреальскому протоколу, направленной на сокращение использования гидрофторуглеродов (ГФУ), которые безопасны для озона, но являются мощными парниковыми газами.
4. Образование и просвещение:
   • Проведение широких информационных кампаний о важности озонового слоя, успехах Монреальского протокола и необходимости правильной утилизации старой техники.
   • Разработка образовательных программ для школ и университетов, а также тренингов для технических специалистов, работающих с холодильным и климатическим оборудованием.

Ожидаемый результат: Существенное сокращение выбросов остаточных и новых ОРВ, ускорение процесса "заживления" озоновой дыры и минимизация сопутствующего климатического ущерба.

Ответ: Проект по решению проблемы должен включать усиление международного контроля за запрещенными веществами, создание программ по безопасной утилизации ОРВ из старого оборудования, ускоренный переход на экологически чистые альтернативы (безопасные и для озона, и для климата), а также масштабные образовательные кампании для населения и специалистов.