Для человека озон является токсичным и при высокой концентрации в воздухе негативно воздействует на органы дыхания. Однако при соблюдении правил безопасности его используют в различных целях, в том числе – в медицине. На протяжении многих лет ученых беспокоит проблема озоновых дыр и пути ее решения.
История открытия озона
Озон – вещество, являющееся модификацией кислорода. В нормальных условиях он представляет собой газ с резким специфическим запахом и голубым оттенком. Озон является примером аллотропной модификации. Это когда один и тот же химический элемент образует молекулы с настолько разной структурой, что в результате появляются новые вещества. Разница между озоном и кислородом состоит в количестве атомов. В кислороде их 2, а в озоне – 3.
Интересный факт: впервые озон обнаружили в 1785 году, хотя как вещество он описан не был. Первооткрыватель Мартин Ван Марум (голландский физик) распознал его по специфическому запаху и окислительным свойствам воздуха, через который проходил электрический заряд. Но тогда он воспринял озон в качестве электрической материи. В переводе с древнегреческого «озон» означает «пахнущий». Данный термин в 1840 предложил химик Х. Ф. Шенбейн. Поэтому многие называют первооткрывателем именно его.
Факт наличия особого озонового слоя в атмосфере был установлен намного позже. Это произошло в 1912 году, благодаря французским ученым-физикам – Шарлю Фабри и Анри Буиссону. Они занимались исследованием ультрафиолетового излучения. При помощи спектроскопии (изучения спектров разных видов излучения) удалось доказать, что в отдаленных слоях атмосферы присутствует озон. Последующее изучение данного вопроса предоставило специалистам еще больше полезных данных об озоновом слое.
В частности, нужно было понять, насколько высокое содержание озона в атмосфере. Для этого в 1920 году британский физик Гордон Добсон изобрел специальный прибор. Сейчас он носит название в честь изобретателя – Добсоновский озонный спектр. Имеется и соответствующая единица измерения озона – единица Добсона, которая равноценна 10 мкм.
Постепенно специалисты выяснили, как образуется озон в атмосфере. Это происходит за счет взаимодействия ультрафиолетового солнечного излучения и кислорода. Можно долго перечислять пользу озонового слоя, но главное – он обеспечил жизнь на Земле. Если бы озона не было, Земля постоянно подвергалась бы большим дозам солнечной радиации и прочему космическому воздействию. Жизни на нашей планете в такой форме как сейчас могло не быть.
Борьба с увеличением озоновых дыр
Наличие озоновых дыр давно доказано. Также ученые всего мира сошлись в едином мнении относительно причины их возникновения, а именно – воздействия хлорфторуглеводов на атмосферу. Как только проблема уничтожения озона стала актуальной, представители большого количества стран (всех членов ООН и Европейского союза) в марте 1985 года подписали многостороннее экологическое соглашение – Венскую конвенцию об охране озонового слоя.
В дополнение к ней прилагается Монреальский протокол, суть которого заключается в снятии с производства определенных химических веществ, разрушающих озоновый слой. Он вступил в силу с 1989 года. Протокол с тех пор неоднократно подвергался поправкам.
Сократить выброс в атмосферу хлорфторуглеводов – единственный способ снизить разрушение озонового слоя. Озон можно получить искусственным путем. Для этого в промышленности используют озонатор – специальное устройство. Но, несмотря на это, заполнить дыры озоном невозможно. Во-первых, озон отличается нестабильными соединениями и со временем распадается самопроизвольно.
Во-вторых, сгенерировать достаточное его количество и доставить к нужным слоям атмосферы практически нереально – масса озона составляет около 3 миллиардов тонн. В-третьих, подобная процедура требует много средств.
Главными источниками хлорфторуглеводов являются старая бытовая техника, содержащая фреон, а также аэрозоли. Современные производители отмечают свою продукцию специальной маркировкой, которая свидетельствует о безопасности для озонового слоя.
Интересный факт: химики Ф. Ш. Роуланд, М. Молина и П. Д. Крутцен доказали, что именно молекулы хлора являются причиной активного разрушения озона. Благодаря этому весь мир узнал, что озоновые дыры – результат человеческой деятельности. В 1995 ученым присудили Нобелевскую премию по химии за огромный вклад в работу над проблемой разрушения озонового слоя.
Искусственное получение озона вполне возможно и практикуется в промышленности. Однако для заполнения дыр его требуется слишком много. Невозможно произвести и доставить в стратосферу такое количество озона. В любом случае на это потребовалось бы очень много денег. Поэтому единственный способ борьбы с озоновыми дырами – избавиться от основной причины их возникновения. Монреальский протокол, подписанный множеством стран в 1985 году, предусматривает отказ от производства химических веществ, которые разрушают озон.