• Главная
• Новое
• Популярное
• Поиск
• Карта
• Связь

Озоновый слой

Медицинская экология / Экологическая и эколого-медицинская характеристика атмосферы / Озоновый слой

Страница 1

Основная экологическая проблема связана с уменьшением количества озона в стратосфере. Озон был открыт в 1840 г. швейцарским химиком С. Шенбайном, который отметил образование газа с острым запахом при электрических разрядах и назвал его озоном. Долгое время считалось, что озон является компонентом воздуха, и только в 1880 г. английский химик В. Хартли предположил, что этот газ присутствует в верхних слоях атмосферы и образуется под действием солнечного ультрафиолета.

В 1920 г. англичанин Г. Добсон доказал существование в стратосфере слоя озона. В нем сосредоточено около 90% всего газа.

Озон - это одна из форм существования кислорода в атмосфере. В приземном слое кислород существует практически только в форме молекул. В очень незначительном количестве идет диссоциация (разрушение) молекул О2 до атомов, но быстро наступает реакция обратного соединения атомов в молекулу, поэтому концентрация атомов кислорода в тропосфере очень мала.

В 1930 г. английский физик С. Шепман детализировал фотохимическую теорию образования озона. В его формировании ведущая роль принадлежит УФИ.

В стратосфере под действием космического и жесткого УФИ Солнца (в основном УФС) молекулы кислорода (О2) диссоциируют на 2 атома кислорода:

Атомарный кислород участвует в образовании стратосферного озона (О3):

С высотой увеличивается мощность УФИ, поэтому растет и количество озона.

Интенсивность солнечного света достаточна для продукции примерно 350000 т озона в день.

На высоте около 40 км имеет место обратный процесс, и под действием солнечного УФИ (особенно УФВ) молекулы озона быстро разрушаются:

Таким образом, в слое атмосферы толщиной 10-40 км устанавливается динамическое равновесие концентрации озона. При этом скорость разрушения озона на 14% превышает скорость его образования. Хотя молекулы озона в виде примеси к воздуху присутствуют на всех высотах от поверхности Земли, вплоть до высоты 100 км, максимальное коли-

Концентрация озона, мг/м'

Рис. 8.2. Схема распределение озона в слоях атмосферы

чество молекул озона приходится на область 15-40 км, которую образно называют озоновым слоем. Следовательно, озоновый слой - это в буквальном смысле не слой, а область, в которой сосредоточено максимальное количество молекул озона (рис. 8.2).

Поглощение ультрафиолетовой радиации в верхней части стратосферы ведет к повышению температуры в этой области (разность температур составляет около 60 °С).

Максимальная концентрация озона в стратосфере чрезвычайно мала и составляет всего 10 ррт. Если бы удалось собрать все молекулы озона из атмосферного воздуха в один слой, то толщина его составила бы всего 2-5 мм. Несмотря на это, в силу приведенных выше химических реакций слой озона способен ослабить УФИ в 10 раз. Более того, из-за протекания упомянутых реакций УФС и частично УФВ поглощаются озоновым слоем. Начиная с длины волны 280 нм, солнечное излучение, особенно УФА, уже доходит до поверхности Земли.

Озоновый слой - верхняя граница биосферы. Отсюда весьма важным представляется необходимость поддержания концентрации озона на постоянном уровне.