2009 01 01 1651

O. W \»l iwo S. J. IXjIIv. C A.MW vx\Ar*vdu», ^ttnrj 2C07 ISBN «?iwiuoM5>24-.i. C by WN PWN 200?

3.3. Procesy katalitycznego rozkładu ozonu    59

Katalityczne działanie indywiduów chemicznych zawierających wodór (HO*)

Ten cykl reakcji katalitycznych zależy od dostępności źródła wodoru, który mógłby się połączyć z obficie występującym w stratosferze tlenem. Najważniejszym z tych źródeł jest woda lub metan. Wiadomo, że zawartość wody w troposferze charakteryzuje się dużą zmiennością, lecz może być całkiem duża. sięgająca kilku procent. Jednakże w stratosferze woda występuje w bardzo małych ilościach. Panująca w tropopauzic niska temperatura, zazwyczaj —50 C, sprawia, że wilgoć występuje tutaj w postaci kryształów lodu. które z trudem przenikają do stratosfery. Stratosfera jest więc względnie suchą częścią atmosfery ziemskiej.

Metan występuje w troposferze w mniejszych ilościach niż woda, ale nic ulega on wymrażaniu i dlatego jakaś jego część przenika do stratosfery. W górnych warstwach stratosfery. w licznych reakcjach fotochemicznych z udziałem różnych postaci tlenu, wodór zostaje oderwany od cząsteczki metanu i w końcu tworzy cząsteczkę wody. W ten sposób powstaje większość wody w stratosferze.

Ta woda może następnie uczestniczyć w procesach prowadzących do powstania rodników hydroksylowych:

0( ’/)) 4- H₂0 —* 2 *OH    (3.9)

H₂0 + hv —► *H + *OH    (3.10)

Rodniki hydroksylowe mogą wówczas uczestniczyć w katalitycznym rozkładzie ozonu, co można opisać ogólną sekwencją reakcji (3.6)-<3.8).

*OH + O3 — HOO* + O2    (3.11)

HOO* + O -> *OH + 0₂    (3.12)

reakcja sumaryczna O + Oi -* 2 0₂    (3.13)

Rodniki hydroksylowe tworzą się w dużym stopniu dzięki procesom ..naturalnym", wpływa na nie jednak dostępność metanu pochodzącego z troposfery, która częściowo wynika z działalności człowieka.

Rodniki wodorowe [tworzące się w reakcji (3.10)] mogą również uczestniczyć w cyklu usuwania ozonu, przez reakcję z nim prowadzącą do powstania rodników hydroksylowych i tlenu cząsteczkowego. W ten sposób końcowy wynik jest tutaj taki sam jak w reakcji (3.9). w której jedna cząsteczka wody jest źródłem dwóch rodników hydroksylowych. uczestniczących z kolei w cyklu rozkładu ozonu. Rodniki wodorowe, podobnie jak inne rodniki, mogą również brać udział w katalitycznym cyklu rozkładu ozonu:

*H + O* *OH -t- 0₂    (3.14)

*OH -ł- O —► *H -b 0₂    (3.15)

reakcja sumaryczna O -t- O* -* 2 0₂    (3.16)