Номер 3, страница 275 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

3. Назовите причины разрушения озонового щита планеты. Каковы его последствия? Как их избежать?

Причины разрушения озонового щита планеты

Озоновый щит, или озоносфера, — это слой в стратосфере Земли, который поглощает большую часть вредного ультрафиолетового излучения Солнца. Его разрушение является одной из серьезных глобальных экологических проблем. Основные причины разрушения озонового слоя можно разделить на антропогенные (вызванные деятельностью человека) и природные.

Антропогенные причины:
Главной причиной является выброс в атмосферу озоноразрушающих веществ (ОРВ), в первую очередь хлорфторуглеродов (ХФУ, или фреонов) и галонов. Эти вещества десятилетиями использовались в качестве:
- хладагентов в холодильниках и кондиционерах;
- пропеллентов в аэрозольных баллончиках;
- пенообразователей при производстве пластмасс (например, пенополистирола);
- растворителей и средств для пожаротушения (галоны).

Будучи очень стабильными в нижних слоях атмосферы, эти соединения достигают стратосферы. Там под действием жесткого ультрафиолетового излучения они распадаются, высвобождая атомы хлора ( $Cl$ ) и брома ( $Br$ ). Эти атомы действуют как катализаторы в реакциях разрушения озона ( $O_3$ ). Один атом хлора способен разрушить до 100 000 молекул озона. Каталитический цикл разрушения озона хлором выглядит так:
1. Атом хлора отрывает один атом кислорода от молекулы озона, образуя оксид хлора ( $ClO$ ) и молекулярный кислород ( $O_2$ ):
$Cl + O_3 \rightarrow ClO + O_2$
2. Оксид хлора реагирует со свободным атомом кислорода (которые также присутствуют в стратосфере), в результате чего высвобождается атом хлора, готовый к новой реакции, и образуется еще одна молекула кислорода:
$ClO + O \rightarrow Cl + O_2$
Таким образом, озон ( $O_3$ ) эффективно преобразуется в обычный кислород ( $O_2$ ), что и приводит к истончению озонового слоя.

Природные причины:
К ним относятся, например, крупные извержения вулканов, которые могут выбрасывать в стратосферу соединения, способствующие разрушению озона. Однако их влияние, как правило, кратковременно и несравнимо по масштабам с антропогенным воздействием.

Ответ: Основной причиной разрушения озонового щита является выброс в атмосферу хлор- и бромсодержащих органических соединений (фреонов, галонов), которые, достигая стратосферы, каталитически разрушают молекулы озона. Второстепенную роль играют природные факторы, такие как извержения вулканов.

Каковы его последствия?

Разрушение озонового слоя приводит к увеличению потока жесткого ультрафиолетового излучения (УФ-Б) на поверхность Земли, что имеет многочисленные негативные последствия для здоровья человека, экосистем и материалов.

Влияние на здоровье человека:
- Повышение риска развития рака кожи, включая наиболее опасную его форму — меланому.
- Увеличение числа случаев катаракты (помутнения хрусталика глаза), что может привести к слепоте.
- Подавление иммунной системы, что делает организм более уязвимым для инфекционных заболеваний.

Влияние на экосистемы:
- Водные экосистемы: УФ-излучение губительно для фитопланктона — микроскопических водорослей, составляющих основу морской пищевой цепи. Снижение его популяции подрывает всю экосистему океана и влияет на глобальный углеродный цикл. Также страдают икра и личинки рыб, креветок и других морских обитателей.
- Наземные экосистемы: Многие виды растений, включая важные сельскохозяйственные культуры (рис, соя, пшеница), чувствительны к повышенному уровню УФ-излучения. Оно может замедлять их рост, снижать урожайность и изменять химический состав.

Влияние на материалы:
- Ускоренное разрушение (деградация) многих синтетических материалов, таких как пластики, резина и краски, что сокращает срок их службы.

Ответ: Последствия включают увеличение заболеваемости раком кожи и катарактой у людей, угнетение иммунитета, нанесение вреда морским и наземным экосистемам (гибель фитопланктона, снижение урожайности), а также ускоренное разрушение синтетических материалов из-за повышенного уровня УФ-излучения.

Как их избежать?

Избежать негативных последствий разрушения озонового слоя можно путем принятия скоординированных международных, государственных и индивидуальных мер, направленных на прекращение производства и использования озоноразрушающих веществ.

Ключевые меры:
1. Международное сотрудничество: Важнейшим шагом стало подписание Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой (1987 г.). Это международное соглашение обязало страны-участницы поэтапно прекратить производство и потребление основных ОРВ. Протокол считается одним из самых успешных примеров международного экологического сотрудничества.

2. Замена ОРВ на безопасные аналоги: Промышленность перешла на использование альтернативных веществ. Сначала это были гидрохлорфторуглероды (ГХФУ), которые менее опасны для озона, но сейчас их также выводят из оборота. Современные альтернативы включают гидрофторуглероды (ГФУ), углеводороды (пропан, изобутан), аммиак и углекислый газ, которые не разрушают озоновый слой (хотя некоторые из них являются парниковыми газами, и их использование также регулируется, например, Кигалийской поправкой к Монреальскому протоколу).

3. Правильная утилизация: Необходимо обеспечивать сбор и безопасную утилизацию ОРВ, содержащихся в старом холодильном и климатическом оборудовании, чтобы предотвратить их попадание в атмосферу.

4. Информирование общественности и индивидуальная ответственность: Повышение осведомленности населения о проблеме и поощрение выбора продукции, не содержащей ОРВ (с маркировкой "ozone friendly" или "CFC-free").

5. Научный мониторинг: Постоянное наблюдение за состоянием озонового слоя и концентрацией ОРВ в атмосфере для оценки эффективности принятых мер и своевременного реагирования на новые угрозы.

Ответ: Чтобы избежать последствий, необходимо выполнять международные соглашения (Монреальский протокол), полностью отказаться от производства и использования озоноразрушающих веществ, заменяя их безопасными аналогами, обеспечивать правильную утилизацию старого оборудования и вести постоянный мониторинг состояния озонового слоя.