63654

Rozpad ozonu następuje w wyniku reakcji z udziałem katalizatora (X), którym może być chlor, tlenek azotu lub rodnik wodorotlenowy 03 + X —* OX + 02 0X + O — X + 02

Cząstka pełniąca rolę katalizatora jest uwalniana po reakcji i może wziąć udział w rozbijaniu kolejnych cząstek ozonu. Jest to istotna cecha reakcji rozpadu ozonu, która oznacza zwielokrotnienie efektywności katalizatora.

Rozpad ozonu może zachodzić również w wyniku reakcji 03 + UV —• 02 + O

dla której niezbędne jest promieniowanie ultrafioletowe o długości fal 0,24-0,31 u m.

Stężenie ozonu w stratosferze regulowane jest więc przez cztery reakcje, zwane reakcjami Chapmana

02    + UV —* O + O O + 02 —* 03

03    + UV — 02 + O O + 03 — 02 + 02

W pierwszej reakcji bierze udział promieniowanie < 0,242 n m, w trzeciej - promieniowanie 0,24-0,31 u m.

W przeciwieństwie do rosnącej koncentracji ozonu troposferycznego, w stratosferze od połowy lat 1970, następuje zmniejszanie się zawartości ozonu. W rezultacie, niezależnie od zmian w warstwie przyziemnej, gdzie ozonu jest niewiele, maleje też całkowita zawartość ozonu w atmosferze. Ubytki te występują przede wszystkim w strefach polarnych; pierwsze doniesienia o zaniku warstwy ozonowej nad Antarktydą pochodziły z 1985 r. Od tego czasu zaczęto mówić o dziurach ozonowych - oznaczają one zanik stratosferycznego maksimum w pionowym profilu stężenia ozonu w atmosferze. Całkowita zawartość ozonu nad Antarktydą maleje okresowo nawet do 110 DU, natomiast w samej ozonosferze na wiosnę ozon zanika niemal zupełnie. Podobne zjawisko występowało też w niektórych latach(np. w 1992 r.) nad strefą polarną na półkuli północnej. Nawet w Polsce zawartość ozonu obniżyła się przejściowo w zimie 1992 do 193 DU. Głównym czynnikiem, odpowiedzialnym za niszczenie ozonu w stratosferze, są związki węgla, chloru, bromu i fluoru, zwane freonami i halonami. Pojawiły się one w atmosferze w 1

połowie XX wieku; ich produkcję rozpoczęła korporacja General Motors w 1928 r. Miały one zastąpić toksyczny amoniak w urządzeniach chłodniczych. Freony stosowane były także we wszelkiego rodzaju rozpylaczach, jako środki sterylizujące narzędzia medyczne i odtłuszczające elementy elektroniczne. Wydawały się całkowicie nieszkodliwe, nie ulegały rozpadowi w dolnej atmosferze, były tanie w produkcji. Do głównych substancji w tej grupie należą freon 11(CFCI3), freon 12 (CFCI2) oraz halony CclF2Br, CF3Br i inne.

W latach 1980. stwierdzono, że w stratosferze, pod wpływem promieniowania słonecznego freony rozpadają się. Uwalnia się m.in. chlor, ktorego jedna cząsteczka potrafi zniszczyć nawet 100 tys. cząsteczek ozonu. Dzieje się tak, ponieważ w reakcji rozpadu ozonu chlor pełni jedynie rolę katalizatora i po zniszczeniu jednej cząsteczki jest gotow do niszczenia następnych, dopoki nie zostanie związany w jakiejś innej reakcji chemicznej, np. z