Используя ресурсы Интернета, страница 91 - гдз по химии 8 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Прочитайте в Интернете об озоновых дырах.

Что такое озоновый слой и озоновая дыра?

Озоновый слой — это область в стратосфере Земли, расположенная на высоте примерно от 15 до 35 км, которая содержит высокую концентрацию озона ($O_3$). Этот слой играет жизненно важную роль, поглощая большую часть вредного ультрафиолетового (УФ) излучения Солнца, тем самым защищая жизнь на планете.

Озоновая дыра — это не буквальное отверстие в небе, а научный термин для обозначения значительного локального истощения озонового слоя, то есть сильного падения концентрации стратосферного озона. Наиболее известная озоновая дыра формируется ежегодно над Антарктикой в весенний период (сентябрь-октябрь). Область считается «дырой», если концентрация озона в ней падает ниже 220 единиц Добсона (стандартная мера толщины озонового слоя).

Причины образования озоновых дыр

Основной причиной разрушения озонового слоя является выброс в атмосферу химических веществ антропогенного происхождения, известных как озоноразрушающие вещества (ОРВ). Ключевую роль среди них играют хлорфторуглероды (ХФУ, или фреоны), которые в XX веке широко применялись в холодильной технике, кондиционерах, аэрозольных спреях и в качестве промышленных растворителей.

Механизм разрушения озона выглядит следующим образом:
1. Молекулы ХФУ очень устойчивы и, не распадаясь в нижних слоях атмосферы, поднимаются в стратосферу.
2. В стратосфере под воздействием жесткого солнечного ультрафиолета молекулы ХФУ разрушаются, высвобождая атомы хлора ($Cl$) и брома ($Br$).
3. Эти атомы запускают каталитические циклы разрушения озона. Один атом хлора может уничтожить десятки тысяч молекул озона, прежде чем будет нейтрализован.
Основной каталитический цикл с участием хлора можно описать уравнениями:
$Cl + O_3 \rightarrow ClO + O_2$
$ClO + O \rightarrow Cl + O_2$
В итоге атом хлора ($Cl$) высвобождается и готов снова атаковать молекулу озона, а сам озон ($O_3$) превращается в обычный кислород ($O_2$).

Формированию гигантской озоновой дыры над Антарктикой способствуют уникальные метеорологические условия: очень низкие температуры полярной ночи приводят к образованию полярных стратосферных облаков. На поверхности их ледяных частиц происходят химические реакции, которые превращают неактивные соединения хлора в активные формы. С приходом полярной весны и солнечного света эти активные соединения массово разрушают озон.

Последствия разрушения озонового слоя

Истощение озонового слоя приводит к увеличению количества ультрафиолетового излучения типа B (УФ-B), достигающего поверхности Земли. Это влечет за собой ряд серьезных последствий. Для здоровья человека: повышается риск развития рака кожи (особенно меланомы), возникновения катаракты и других поражений глаз, а также подавляется работа иммунной системы. Для экосистем: УФ-B повреждает ДНК растений, снижая их рост и урожайность сельскохозяйственных культур; оно губительно для фитопланктона, который является основой пищевых цепей в Мировом океане, и наносит вред ранним стадиям развития рыб, крабов и амфибий. Для материалов: ускоряется деградация синтетических полимеров, таких как пластик и резина.

Меры по защите и восстановление озонового слоя

Угроза, связанная с разрушением озонового слоя, привела к беспрецедентным международным действиям. В 1987 году был подписан Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой. Это международное соглашение обязало страны-участницы поэтапно прекратить производство и потребление основных ОРВ, включая ХФУ.

Монреальский протокол признан одним из самых успешных примеров международного сотрудничества в области охраны окружающей среды. Благодаря его реализации мировое потребление озоноразрушающих веществ сократилось более чем на 98%. В результате этих мер озоновый слой начал медленно восстанавливаться. По прогнозам ученых, при сохранении текущих тенденций озоновый слой над средними широтами должен восстановиться к 2040 году, над Арктикой — к 2045 году, а антарктическая озоновая дыра должна полностью исчезнуть к 2066 году.

Ответ: Озоновая дыра — это значительное локальное снижение концентрации озона в стратосфере Земли, вызываемое преимущественно антропогенными выбросами озоноразрушающих веществ, таких как хлорфторуглероды (фреоны). Эти вещества, достигая стратосферы, высвобождают атомы хлора и брома, которые каталитически разрушают молекулы озона. Последствия этого явления включают увеличение потока вредного УФ-излучения на Землю, что приводит к росту раковых заболеваний у людей, повреждению экосистем и другим негативным эффектам. Решением проблемы стало принятие Монреальского протокола в 1987 году, который успешно ограничил производство и использование этих веществ, благодаря чему озоновый слой начал медленно восстанавливаться.