2009 01 01 1706

G W v.til $. I. IXil'ty (Am(f voAr»nU \ttr- -ISBN 9?*4>4M5324'.1.0 by W PW SHi?

60

3. Chemia stratosfery — ozon

Katalityczne działanie indywiduów chemicznych zawierających azot (NO,)

Jak już wspomnieliśmy uprzednio, dwa tlenki azotu, NO i NO? (razem oznaczane jako NO*). obecne są w troposferze w wyniku realizacji rozmaitych procesów spalania

w ciepłowniach, elektrowniach, pojazdach mechanicznych itp. Jednakże te dwa indywidua rodnikowe mają bardzo krótkie czasy przebywania, wynoszące około 4 dni. po czym ulegają przekształceniu w kwas azotowy(V), który usuwany jest z atmosfery przez opad atmosferyczny (zob. rozdz. 5). Ostatecznie tylko niewielka część troposferycznego NO, przenika do stratosfery.

Wraz z pojawieniem się z początkiem lat sześćdziesiątych ubiegłego wieku nad-dźwiękowych samolotów latających w stratosferze na wysokościach 17-20 km n.p.m. wzrosły obawy, że przyczynią się one w istotny sposób do niszczenia ozonu. Samoloty tego typu zużywają zazwyczaj około 20000 kg • h ¹ paliwa, wytwarzając jednocześnie 160 kg NO,. Jednocześnie zostaje uwolnionych 25 000 kg wody, która prawdopodobnie może się przyczyniać do zwiększonej produkcji rodników hydroksylowych [reakcje (3.9) i (3.10)). co prowadzi do dalszej intensyfikacji rozkładu ozonu. Fakt. żc te rodniki wprowadzane są bezpośrednio do stabilnej stratosfery jest szczególnie istotny. Jednakże zaprzestano używania takich samolotów w lotach pasażerskich i, jak do tej pory, można sądzić, że ich udział w intensyfikacji niszczenia ozonu jest do pominięcia.

Tlenek diazotu (N?0)

Wiadomo, żc są inne źródła stratosferycznego NO,, poza niewielkimi ilościami pochodzącymi z troposfery lub wytwarzanymi bezpośrednio w stratosferze. Podstawowym źródłem tych tlenków jest inny tlenek azotu, a mianowicie tlenek diazotu — tlenek azotu(I), N?0. Na wysokościach mniejszych niż 30 km n.p.m. tlenek diazotu może reagować z. tlenem atomowym w stanie wzbudzonym, przy czym tworzy się tlenek azotu(II):

N?0 + 0(*/» -► 2 NO    (3.17)

Tlenek diazotu, w przeciwieństwie do NO,, nie jest rodnikiem, nic absorbuje światła widzialnego i nic ulega fotolizic oraz słabo rozpuszcza się w wodzie. W troposferze jest dlatego trwałym połączeniem o czasie przebywania szacowanym na 120 lat. Jego znaczna część przenosi się do stratosfery, gdzie dochodzi do reakcji z tlenem w stanie wzbudzonym.

Tlenek diazotu pochodzi z gleby i środowiska wodnego, o czym będzie mowa w rozdz. 15, gdzie zapoznamy się z cyklem azotu, który jest jednym z najważniejszych cyklów w odniesieniu do wzrostu roślin i innych organizmów. Ten tlenek tworzy się w wyniku naturalnego procesu o nazwie denitryfikacja. procesu, który wymaga warunków redukujących oraz jonów azotanowych( V) jako jednego z substratów. Chociaż proces dcnitryfikacji zachodzi w warunkach naturalnych, stopień zaawansowania reakcji zależy od dostępności azotanów(V). których ilość jest zwiększona w glebach nawożonych intensywnie nawozami azotowymi. Źródła związane z rolnictwem są uważane za