
|
![]() |
Felső légkörAlap |
Halogénezett szénhidrogének (CFC-k) és az ózonlyukAz ózonlyuk története egy jó példa arra, hogy ártalmatlan kémiai anyagok egy osztálya a földi életre valós veszélyt jelenthet, és hogy hogyan működhetnek együtt a kormányok, az ipar és a civil társadalom, annak érdekében, hogy megismerjék és próbálják megoldani ezt a problémát.
|
Ebből láthatjuk, hogy minden változás, amit az ember okoz az éghajlati rendszerben, nem várt módon megbonthatja a természetes egyensúlyt és ha a világközösség összehangoltan együtt tud működni, a globális környezeti problémákkal hatékonyan lehet kezelni.
|
CFC-k használata és tulajdonságaiA kloro-fluorokarbonok teljesen halogénezett szénvegyületek mint CFCl3 vagy CF2Cl2 (kereskedelemben FREON-ként ismertek, habár ez egy márkanév). A CFC-ket széles körben használták az ipari folyamatokban és termelésben, mint például hűtőközegként, oldószerként az elektronikai iparban, habosító és fújóanyagként, aeroszol hajtóanyagként, tűzoltókészülék töltőanyagaként, vegyi oldószerként, zsírtalanító anyagként, a háztartások, házak számára készült szilárd habszerű szigetelőanyagok alapvető összetevőjeként és az anyagok csomagolásakor szigetelő habként.
|
![]() |
|
A kémiai reakcióAz ózon az ózonrétegben egyensúlyi állapotban van, kialakul és lebomlik az UV-sugárzás hatására. Klorid gyökök (Cl) katalizátorok, amelyek olyan láncreakcióhoz vezetnek, hogy csak az ózon bomlik el bennük. Nagyon hatékonyak az ózonbontásban, mert nem fogynak el ebben a reakcióban, hanem mindig újratermelődnek. |
![]() |
|
FeltételekA CFC-k felbomlása ezután további reakcióhoz vezet a ClO gyökökkel, melyek reakcióba lépnek a nitrogén-dioxiddal NO2 és ClONO2-t hoznak létre, a nitrogén monoxiddal NO és a metánnal HCl-ot (sósavat) alkotnak, és az ezen reakciókból származó ClONO2 a HCl-dal salétromsavat (HNO3) alkot. Nem mélyedünk el a kémia részleteiben, de fontos tudni, hogy mindkét termék (HCl és ClONO2) nem lép kölcsönhatásba az ózonnal, továbbá meglehetősen stabil anyagok. Csak bizonyos feltételek vezetnek reagenssé való válásukhoz, ami végül az ózonlyukat okozza. Az Antarktiszon lévő Halley Bey kutatóállomáson 1985-ben brit kutatók által felfedezett ózonlyuk összetettségének teljes egészében való megértése 2-3 év intenzív kutatómunkába került.
|
|
![]() |
1) Egyik tényező, a szélsőségesen alacsony sztratoszférikus hőmérséklet, az antarktiszi poláris éjszaka idején -80°C, vagy még hidegebb. Ilyen feltételek mellett a salétromsav és a jég sztratoszférikus jégfelhőket alakít ki, melyek nem stabilak magasabb hőmérsékleten. Ezen jégkristályok felszínén a HCl és a ClONO2 reakcióba lép egymással és salétromsav, valamint klór molekula keletkezik Cl2. 2) A klór molekula Cl2 stabil, nem lép reakcióba az ózonnal, de a napsugárzás hatására könnyen felbomlik és kettő klór gyököt képez, amelyek megtámadják az ózont (sárga nyíl).
|
Ahogy a fentiekben láttuk, a klorid gyök Cl az, ami az ózoncsökkenéshez vezet. Ez nem történik meg addig, míg a napsugárzás nem bontja szét őket, ilyen időszak például az antarktiszi tavasz. Ennek következtében minden év ugyanazon időszakában, szeptemberben és októberben megfigyelhetjük az ózonlyukat. A láncreakció egészen addig tart, míg a jégben lévő más reagensek fel nem olvadnak, és a Cl gyököket más módon el nem távolítják.
|
![]() |
|
|
![]() |
3) Végül az egész folyamat nem lenne ilyen drámai, nem lenne ilyen hatással a 14-22 km közötti ózonrétegre, mert a ClO vegyület forrásai általában magasabban vannak. A sztratoszférában a lefelé irányuló mozgás az, ami a ClO-t alacsonyabb magasságokba szállítja. Ez csak a sarkok fölött játszódik le, az úgynevezett poláris örvényben. Itt, az Antarktisz körül a sarok körüli (cirkumpoláris) szél speciális meteorológiai feltételeket ad. Amint látjuk, az ózonlyuk körülményei (alacsony hőmérséklet a sarki éjszakában, jégfelhők kialakulása, poláris örvény, amit a sarki napfelkelte követ) annyira speciálisak, hogy ezt a folyamatot soha sem tudták volna előrejelezni a tudósok, ha nem figyelték volna meg.
|
Az ózonlyuk jövőjeCFC-ket időközben betiltották globális skálán (Montreáli Jegyzőkönyben említik azon kémiai anyagokat, amik az ózonréteget csökkentik, és ennek a további kiegészítései). Hosszú tartózkodási idejük miatt, még közel 50 év szükséges, amíg ezen anyagok kikerülnek a sztratoszférából, és az ózonegyensúly remélhetően ismét visszaáll. Feltételezhető, hogy 2000 körül a maximumot elértük, és az ózonlyuk az elmúlt évek alatt közel stabil méretű. Habár kivételek mindig vannak. 2002-ben nem figyeltek meg jelentős ózonlyukat. Az ok egyszerű: Túl meleg volt és a sarkvidéki örvény nem tudott kialakulni a szokásos módon. Ez is egy példa arra, hogy a légköri folyamatok néha nem az előrejelzéseket követik. Azonban 2003-ban a lyuk ismét eredeti méretében jelentkezett, a második legnagyobb volt, amit valaha megfigyeltek.
|
![]() |
|
Az oldalról:szerző: Elmar Uherek - MPI Mainz
|
Megtekintésre javasolt honlapok:
|