Номер 6, страница 121 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

6. Что такое озоновые дыры? Как предупредить их появление?

Что такое озоновые дыры?

Озоновая дыра — это не буквальное отверстие в атмосфере, а значительное локальное снижение концентрации озона ($O_3$) в озоновом слое Земли. Озоновый слой, расположенный в стратосфере на высоте примерно от 15 до 35 км, играет жизненно важную роль, поглощая большую часть вредного ультрафиолетового (УФ-Б) излучения Солнца.

Основной причиной разрушения озонового слоя и образования озоновых дыр является выброс в атмосферу антропогенных химических веществ, известных как озоноразрушающие вещества (ОРВ). К ним в первую очередь относятся хлорфторуглероды (ХФУ), галоны и другие галогенсодержащие соединения, которые ранее широко использовались в холодильниках, кондиционерах, аэрозольных баллончиках и огнетушителях.

Механизм разрушения выглядит следующим образом:
1. ОРВ, будучи очень стабильными, поднимаются в стратосферу.
2. Под воздействием интенсивного ультрафиолетового излучения молекулы ОРВ распадаются, высвобождая атомы хлора ($Cl$) и брома ($Br$).
3. Эти атомы действуют как катализаторы в цепных реакциях, разрушающих молекулы озона. Один атом хлора способен уничтожить десятки тысяч молекул озона. Пример каталитического цикла с участием хлора:
$Cl + O_3 \rightarrow ClO + O_2$
$ClO + O \rightarrow Cl + O_2$
В результате молекула озона и атомарный кислород превращаются в две молекулы обычного кислорода, а атом хлора регенерируется и готов к новому циклу.

Наиболее известная озоновая дыра ежегодно образуется над Антарктидой весной (сентябрь-октябрь) из-за уникальных метеорологических условий, таких как полярный вихрь и образование полярных стратосферных облаков, которые ускоряют химические реакции разрушения озона.

Истощение озонового слоя приводит к увеличению потока УФ-Б излучения на поверхность Земли, что повышает риск развития рака кожи, катаракты, ослабления иммунной системы у людей, а также наносит вред сельскохозяйственным культурам и морским экосистемам.

Ответ: Озоновые дыры — это участки в стратосфере с сильно пониженной концентрацией озона, вызванные преимущественно антропогенными выбросами озоноразрушающих веществ (например, хлорфторуглеродов). Озон в стратосфере защищает жизнь на Земле от вредного ультрафиолетового излучения, и его истощение представляет серьезную угрозу.

Как предупредить их появление?

Предупреждение появления и роста озоновых дыр основывается на скоординированных международных, промышленных и индивидуальных действиях. Ключевые меры включают:

1. Международное сотрудничество: Главным инструментом является Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой (1987 год). Это глобальное соглашение обязало страны-участницы постепенно прекратить производство и потребление основных ОРВ. Протокол считается одним из самых успешных примеров международного экологического сотрудничества.

2. Переход на безопасные альтернативы: Промышленность перешла от использования ХФУ к менее вредным гидрохлорфторуглеродам (ГХФУ), а затем к гидрофторуглеродам (ГФУ) и другим веществам, не разрушающим озоновый слой. Важно отметить, что многие из этих заменителей являются мощными парниковыми газами, поэтому в рамках Кигалийской поправки к Монреальскому протоколу ведется работа и по сокращению их использования.

3. Правильная утилизация старого оборудования: Необходимо обеспечивать безопасную утилизацию старых холодильников, кондиционеров и других приборов, которые могут содержать ХФУ, чтобы предотвратить их утечку в атмосферу.

4. Научный мониторинг и исследования: Постоянное наблюдение за состоянием озонового слоя и концентрацией ОРВ в атмосфере позволяет оценивать эффективность принятых мер и своевременно реагировать на новые угрозы.

5. Повышение осведомленности общества: Информирование людей о проблеме и способах ее решения помогает поддерживать общественную и политическую волю к защите озонового слоя.

Благодаря этим мерам озоновый слой начал медленно восстанавливаться. Прогнозируется, что при сохранении текущих тенденций антарктическая озоновая дыра затянется к 2060-м годам.

Ответ: Для предупреждения появления озоновых дыр необходимо сокращать и полностью прекращать выбросы озоноразрушающих веществ. Это достигается через выполнение международных соглашений (как Монреальский протокол), переход промышленности на озонобезопасные технологии и вещества, правильную утилизацию старой техники и повышение общественной осведомленности о проблеме.