Разрушение озона

Озон разрушается в фотохимическом процессе

Оз + hv * О₂ + О,

O₃ + O 2O₂,

вместе с дополнительной реакцией

О+О+М * О₂ + М

М забирает избыточную энергию в процессе реакции. Этим М мо­жет быть молекула 0₂ или N₂. На самом деле в реакциях принимают участие водород, азот и хлорсодержащие формы:

OH + O₃ O₂ + HO₂

HO₂ + O OH + O₂

N₂O + O 2NO

NO + O₃ O₂ + NO₂

NO₂ + O ON + O₂

Cl + O₃ O₂ + ClO

ClO + O Cl + O₂

Окись азота попадает в стратосферу из двигателей сверхзвуковой авиации, закись азота проникает из тропосферы, источник хлора - хлор-фторуглеводороды (ХФУ), в первую очередь, хлорфторметаны. Можно отметить и то, что в стратосфере присутствует и природный хлор, по­ступающий в атмосферу из океана. Основная его форма — метилхлорид (СН₃С1), но природный хлор составляет только % хлора, переносимого через тропопаузу.

Хлорфторуглеводороды и озон

Наиболее распространенными в настоящее время в атмосфере хлор-фторуглеводородам и (ХФУ) являются Фреон-11 (CFCl₃) и Фреон-12 (CF₂CI₂). Их широкое поступление в атмосферу началось с 1970-х гг. благодаря их использованию для аэрозолей и в качестве охлаждающих веществ.

Под действием УФ-излучения ХФУ фотодиссоциируют с образова­нием атомарного хлора:

Атомы хлора, как сказано выше, становятся катализаторами разло­жения озона:

по суммарному уравнению реакции

Как правило, реакция протекает с участием еще и «третьих веществ» (см. выше):

Т. е. суммарная реакция будет выглядеть как

Проблема повышения кислотности

Закисление окружающей среды накоплением сильных кислот или веществ, образующих сильные кислоты, оказывает сильнейшее воздей­ствие на химический режим и биоту десятков тысяч озер, рек, водосбор­ных бассейнов в Северной Европе, на северо-востоке Северной Америки, части Восточной Азии и повсюду, хотя и в меньшей степени. Закисле­ние вод определяется снижением нейтрализационной емкости (acid neutralizing capacity - ANC). Закисленные воды претерпевают химиче­ские и биологические изменения, меняется видовая структура биоцено­зов, снижается биоразнообразие и т. п. Высокая концентрация Н* ведет к высвобождению из почв металлов с последующим их транспортом в озера и болота. Высокая концентрация Н⁺ в водотоках также ведет к вы­свобождению металлов, в том числе токсичных, из речных осадков.

Источники и распространение

Главными источниками кислотных осадков являются двуокись серы (SО₂) и окиси азота (NO_x), образующиеся при сжигании угля, нефти, бензина, плавке руд, содержащих серу. Окислы выпа­дают в виде дождя, содержащего H₂SO₄ и HNO₃, и сухих осадков в фор­ме аэрозолей или в виде газов. В целом, SO₂ и NO_x составляют примерно половину кислотных техногенных выбросов. На третьем месте следует поставить хлорид- ионы, образуемые промышленностью, особенно, мусоросжигающи­ми печами.

Антропогенные выбросы окислов серы и азота

Быстрый рост потребления минерального топлива после второй ми­ровой войны привел к значительному росту выбросов SO₂ и NO_x в атмо­сферу. Антропогенные выбросы NO_x связаны, в первую очередь, с окисле­нием газообразного азота в двигателях внутреннего сгорания, а не с са­мим топливом. В результате, закисление, вызванное окисями азота, сконцентрировано у мегаполисов.