2009 01 01 1635

ft W \wl iwi 8. J. Duffv. r’A»nwvnA»¹\iU, W.rumrj 'U)i ISBN    O by WN PWN 2¹0

3. Chemia stratosfery — ozon

3.3. Procesy katalitycznego rozkładu ozonu

Katalizatory rozkładu ozonu

W poprzednim paragrafie wykazaliśmy, ze w atmosferze zachodzą ..naturalne" procesy fotochemiczne i chemiczne, które w slratosferze prowadzą do nieustannego powstawania i rozkładu ozonu. Zrównoważenie tych dwóch procesów prowadzi do stanu stacjonarnego z dobrze zdefiniowaną i trwałą warstwą ozonu. Jednakże chemia samego tlenu nic wyjaśnia w wystarczający sposób obecnej sytuacji. Wynika to z faktu, że inne indywidua chemiczne również wpływają na aktualne stężenia ozonu, a w szczególności mogą przyspieszać jego rozkład. Niektóre z nich występują naturalnie w atmosferze, inne zaś są uwalniane przez przemysł i rolnictwo. Niewielkie ilości tych substancji, po ich uwolnieniu do troposfery, przenikają do stratosfery i biorą udział w katalitycznych procesach rozkładu ozonu. Rozpatrzymy teraz kilka z nich, które, jak wykazano, biorą udział w usuwaniu ozonu ze stratosfery. Wiele z tych procesów zachodzi zgodnie z następującym ogólnym mechanizmem:

X + Oj -¹■ XO + 0₂    (3.6)

XO + O - X + 0_:    (3.7)

reakcja sumaryczna O -t- O¹ —¹■ 2 0₂    (3.8)

przy czym reakcja (3.8) stanowi sumę reakcji (3.6) i (3.7).

Najważniejsze indywidua chemiczne, które pełnią funkcję katalizatora, są rodnikami należącymi do trzech następujących kategorii:

HO, obejmująca ¹H. ¹OH i HOO¹

NO, obejmująca ¹NO i ¹NO;>

CIO, obejmująca ¹CI i CIO¹

W zależności od wysokości i stężenia każde z tych indywiduów wykazuje różną zdolność niszczenia ozonu. Na przykład na wysokości 50 km n.p.m. blisko stratopauzy rodniki HO, odpowiedzialne są aż za 70% całkowitego rozpadu ozonu. Niżej w slratosferze, na wysokości 30 km n.p.m.. w mechanizmie katalitycznego rozkładu ozonu dominuje NO,. Cykl NO, w warstwach leżących nieco powyżej tropopauzy określa ten rozkład w 70%. chociaż niedawne doniesienia literaturowe wskazują, że udział ten może być mniejszy³- Istnieją również pytania dotyczące względnego udziału w powyższym procesie innych cykli katalitycznych w obszarze bliskim 30. km n.p.m.: przyjmuje się. że przyczyniają się one prawic w równym stopniu do rozkładu pozostałej części ozonu, tj. 30%.

1

P.O. Wcnnbcrg ct a!.. ..Rcmov.il ot‘ stratosphcric O, by radicals: m silu mcasurcmcnts of OH. HO¹. NO. NO,. CIO and BrO". Science. 266. 398 <1994>.