Förstörelse av ozonskiktet orsakar, process, konsekvenser

1347
Charles McCarthy
Förstörelse av ozonskiktet orsakar, process, konsekvenser

De ozonskikt förstörelse Det orsakas av minskningen av nivåerna av ozonmolekylen (O3) i den markbundna stratosfären på grund av utsläpp av förorenande gaser såsom CFC, lösningsmedel, halokolkylmedel, drivmedel, bland andra.

Detta hål i ozonskiktet är en fara för livet på jorden, eftersom detta gasskikt är ett skyddande skydd mot ultraviolett strålning. Ozonskiktet (ozonosfären) är en remsa av ozongas (O3) som bildas i den nedre stratosfären, cirka 25 km hög.

Hålet i ozonskiktet 2006, med cirka 27,5 miljoner kvadratkilometer. De blå och lila områdena är där det finns mindre ozon och de gröna, gula och röda områden där det finns mer ozon.

Ozon bildas när syremolekylen (Otvå) genom verkan av ultraviolett strålning, vilket genererar två syreatomer. Därefter smälter en syreatom (O) med en syremolekyl (Otvå), producerar O3 (ozon).

1985 upptäcktes ett hål i ozonskiktet vid sydpolen, som har sitt ursprung under den australiska våren (juli-september). Forskare fann att ozonförstöring är en konsekvens av verkan av vissa gaser som släpps ut i miljön genom mänskliga aktiviteter.

Förstörelsen av ozonskiktet i höga proportioner utlöste larmen och främjade ett internationellt avtal om att agera på orsakerna till fenomenet. Bland de viktigaste gaserna som förstör ozonskiktet är klorfluorkolväten (CFC) och kväveoxider (NOx).

Under 1989 trädde Montrealprotokollet i kraft för att minska användningen av gaser som bryter ned ozonskiktet. Detta har resulterat i att hålet i ozonskiktet över Antarktis nådde sin minsta utsträckning 2019..

Å andra sidan upptäcktes i januari 2011 ett litet hål vid nordpolen, som bara varade den månaden. Senare, i mars 2020, upptäcktes ytterligare ett hål på cirka 20 miljoner km som var tillfälligt.

Artikelindex

  • 1 Orsaker till förstöring av ozonskiktet
    • 1.1 - Utsläpp av gaser som förstör ozonskiktet
    • 1.2 - Ökad industriell aktivitet
    • 1.3 - Jordbruk beroende av jordbrukskemikalier
    • 1.4 - Bristande efterlevnad av internationella avtal
    • 1.5 - Ökning av miljöföroreningar och förändring av ekosystem
    • 1.6 - Ekonomisk utvecklingsmodell
  • 2 processer
    • 2.1 Fall av klorfluorkolväten (CFC)
    • 2.2 Fall av kväveoxider (NOx)
    • 2.3 Hål i ozonskiktet: Antarktis och Arktis
  • 3 Konsekvenser av ozonhålet
    • 3.1 - Biologiskt skadlig strålning
    • 3.2 - Global uppvärmning
    • 3.3 - Försämring av marin ekologi
    • 3.4 - Minskad matförsörjning
  • 4 lösningar
    • 4.1 - Begränsning av produktion och användning av gaser som förstör ozonskiktet
    • 4.2 - Nedbrytning av potentiellt ozonnedbrytande gaser
    • 4.3 - Återvinning och återvinning
    • 4.4 - Stratosfärisk ozoninjektion
    • 4.5 - Alternativ teknik
    • 4.6 - Skydd av ekosystem
    • 4.7 - Ändring av utvecklingsmodell
  • 5 Referenser

Orsaker till förstörelse av ozonskiktet

Det är nödvändigt att utgå från det faktum att ozon är en instabil form av syre, så att den ständigt bildas och sönderdelas igen till molekylärt syre (Otvå) och fritt syre (O). Detta bildar en känslig balans som kan påverkas av olika faktorer..

- Utsläpp av gaser som förstör ozonskiktet

Den grundläggande orsaken till förstörelsen av ozonskiktet är utsläppet av industrigaser som dissocerar den stratosfäriska ozonen. Dessa gaser inkluderar klorfluorkolväten (CFC) och kväveoxider (NOx), liksom andra såsom fluorkolväten (HFC).

Andra är perfluorerat kolväte (PFC) och svavelhexafluorid (SF6), metylkloroform som används i industriella processer och halon som används i brandsläckare.

- Ökad industriell aktivitet

Industriell verksamhet. Källa: -Estormiz 08:22, 24 september 2006 (UTC) / Public domain

Ökad industrialisering världen över är inte bara ansvarig för utsläpp av gaser som förstör ozonskiktet; Det har också indirekta effekter, eftersom det påverkar avgörande processer för underhållet av ozonskiktet, såsom produktion av syre genom förorenande vatten..

Å andra sidan genereras andra gaser som bidrar till global uppvärmning, förutom de som direkt skadar ozonskiktet, vilket i sin tur påverkar atmosfärens cirkulationsmönster, vilket underlättar bildandet av hål i ozonskiktet..

- Jordbruksberoende jordbruk

Dagens jordbruk är mycket beroende av användningen av kemikalier som direkt och indirekt påverkar ozonskiktet. Direkt genom användning av bekämpningsmedel som är ozonskiktförstörare som metylbromid.

På samma sätt bidrar kemiska gödningsmedel till genereringen av dikväveoxider. Genom att indirekt generera eutrofieringsprocesser minskar dessutom syreproduktionen i färskt och marint vatten.

- Bristande efterlevnad av internationella avtal

Övervägande av ekonomiska intressen över upprätthållandet av planetariska ekologiska balanser uttrycks i brott mot internationella avtal. Industrialiserade länder som USA och Kina begränsar eller förnekar öppet sitt stöd för avtal som syftar till att minska den globala uppvärmningen och argumenterar för deras ekonomiska intressen..

- Ökning av miljöföroreningar och förändring av ekosystem

Globala miljöföroreningar orsakar både direkt och indirekt förstörelsen av ozonskiktet.

- Ekonomisk utvecklingsmodell

Generellt sett är det som ligger till grund för problemet med förstörelsen av ozonskiktet den ekonomiska modellen. En modell baserad på den växande konsumtionen av råvaror, på obegränsad industrialisering, som genererar en stor mängd avfall.

Processer

Förstörelsen av ozonskiktet orsakas av sammanflödet av en serie faktorer, både naturliga och mänskliga. Huvudelementet är utsläppet till atmosfären av olika gaser som, när de interagerar med ozon, bryter ner det.

Atmosfäriska virvlar orsakade av utvecklingen av lågtryckszoner över polerna under vintern koncentrerar dessa gaser vid låga temperaturer. Iskristallerna som bildas i den kalla och fuktiga luftmassan i stratosfären ger ytan för de olika reaktionerna..

I början av våren driver intensifieringen av solstrålningen de kemiska reaktioner som är involverade i destruktion av ozon.

Klorfluorkolväten (CFC)

Det börjar när klorfluorkolväten (CFC) fotodisocyaniseras, det vill säga de sönderdelas under inverkan av ultraviolett strålning med hög energi. Detta producerar kloratomer och andra halogener..

Dessa kloratomer interagerar med ozon (O3) orsaka deras sönderdelning genom att förlora en syreatom. Detta sker genom den så kallade kedjereaktionen i klorcykeln, där en kloratom förenas med en av ozonens syreatomer:

Eliminering av ozon med CFC. Källa: Artatoele / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Detta producerar kloroxid (ClO) och dioxygen eller molekylärt syre (Otvå) och ClO reagerar med en syreatom och bildar mer dioxygen. Således frigörs kloratomen igen och upprepar cykeln och en enda kloratom kan förstöra cirka 100 000 ozonmolekyler..

  • Cl + O3 → ClO + Otvå
  • ClO + O3 → Cl + 2 Otvå

ClO-molekylen avlägsnar ett syre från ozonmolekylen och kloren kan återgå till steg 1.

Kväveoxider (NOx)

I detta fall är det kärnreaktionen i kvävecykeln, med kvävemonoxid (NO) som interagerar med ozon (O3). NO fångar upp syre (O) från ozon (O3 ), producerar kvävedioxid (NOtvå) och molekylärt syre (Otvå).

Sedan kvävedioxid (NOtvåreagerar med fritt syre (O) och kvävemonoxid (NO) och molekylärt syre (Otvå). På detta sätt fortsätter cykeln på obestämd tid att förstöra tusentals ozonmolekyler.

Hål i ozonskiktet: Antarktis och Arktis

Utvecklingen av ozonhålet från 1979 till 2016

Även om ozonskiktets förstörelse sker i hela stratosfären är dess största påverkan på polerna, särskilt Sydpolen. Även om hål bildas också i ozonskiktet vid nordpolen, är de mindre frekventa och av kortare varaktighet..

Grunden för ozonnedbrytningsreaktioner är bildandet av stratosfäriska moln av iskristaller. Dessa moln bildas vid temperaturer under -85 ºC och i Arktis (nordpolen) sjunker temperaturer sällan under -80 ºC.

Därför är stratosfärmolnen i denna region gjorda av salpetersyratrihydratkristaller. Medan Antarktis (sydpolen) är mycket kallare, med temperaturer på -90 ºC, bildar iskristaller.

Konsekvenser av ozonhålet

Den grundläggande konsekvensen av förstörelsen av ozonskiktet är ökningen av ultraviolett strålning som lyckas tränga in mot jorden. Detta ger i sin tur en rad negativa konsekvenser för den ekologiska balansen och livet på planeten..

- Biologiskt skadlig strålning

Ultraviolett strålning är en del av det elektromagnetiska spektrum som emitteras av solen och har hög energi. Denna höga energi försämrar cellmembran och påverkar också DNA och genererar mutationer..

Graden av skada som den orsakar beror på intensiteten med vilken den når jordytan och på toleransen hos varje levande organism. Denna skada sträcker sig från förstörelse av bladvävnad i växter till hudcancer hos människor..

Hos människor orsakar det också för tidigt åldrande, grå starr, solbränna och deprimerar immunsystemet. Detta gör det mer mottagligt för sjukdomar, eftersom detta är systemet som förstör virus, bakterier och andra skadliga ämnen.

- Global uppvärmning

När ozonskiktet förstörs ökar inträdet av ultraviolett strålning, med högt energivärde. Detta orsakar större planetvärme, vilket tillsammans med minskningen av utsläpp av markvärme på grund av växthuseffekten ökar medeltemperaturen..

- Försämring av marin ekologi

Ultraviolett strålning når djupa lager av havsvatten som skadar planktonet som är den grundläggande grunden för marina livsmedelsbanor. Å andra sidan är plankton den viktigaste källan till syre, varför syrgascykeln förändras.

Detta genererar en negativ återkoppling, eftersom minskningen av syre påverkar bildandet av ozonskiktet.

- Minskad matförsörjning

Den högre förekomsten av ultraviolett strålning till följd av förstörelsen av ozonskiktet påverkar jordbruks- och boskapsproduktionen negativt liksom produktiviteten i vattenlevande ekosystem. Därför har det en avgörande inverkan på mängden mat som finns tillgänglig och bidrar till hunger i världen..

Lösningar

Det finns flera lösningar för att öka ozonnivåerna:

- Begränsning av produktion och användning av gaser som förstör ozonskiktet

Det första är att attackera den omedelbara orsaken till försämringen av ozonskiktet, det vill säga att eliminera användningen av gaser som bryter ned ozon. Detta är vad Montrealprotokollet har strävat efter sedan 1989, men dess expansion krävs.

Projektion av återvinning av ozonskiktet. Källa: NASA / Public domain

Detta beror på det faktum att nya högeffektsgaser inte ingår i nämnda protokoll, såsom dikväveoxider..

- Nedbrytning av potentiellt ozonnedbrytande gaser

Användningen av mikrovågsplasmakällor har experimenterats med för att bryta ned gaser som påverkar ozonskiktet. Genom att använda denna teknik har det varit möjligt att sönderdela Freon HFC-134a-gasen med 84% och bli röksvart, väte och fluor..

- Återvinning och återvinning

En annan lösning är att implementera system som möjliggör återvinning och återvinning av de gaser som påverkar ozonskiktet..

- Stratosfärisk ozoninjektion

Även om vissa kvalificerar detta förslag som utopiskt, föreslås det att massivt producera och injicera färsk ozon i stratosfären för att kompensera för dess förluster.

- Alternativ teknik

Ett sätt att möta problemet är utvecklingen av tekniska varianter som inte kräver gaser som är potentiellt destruktiva för ozonskiktet. Detta förtjänar sökandet efter ny teknik inom områden som kylning, transport, brandsläckare, jordbruksbekämpning och en mängd olika industriella processer..

- Skydd av ekosystem

Särskilt relevant är minskningen av marin förorening och förlust av skog på grund av den negativa effekten på syrgascykeln.

- Ändring av utvecklingsmodell

Det är viktigt att implementera en hållbar utvecklingsmodell som minskar beroendet av fossila bränslen och generering av avfall.

Referenser

  1. Canan, P., Andersen, S.O., Reichman, N. och Gareau, B. (2015). Introduktion till specialfrågan om ozonskikt och klimatförändringar: den extraordinära upplevelsen av att bygga Montrealprotokollet, lärdomar och hopp om framtida klimatförändringsinsatser. Journal of Environmental Studies and Sciences.
  2. Colsa-Gómez, M.E., Heydrich, S.C. och Flores-Vklez, L.M. (1991). Orsaker och effekter av förstörelsen av ozonskiktet. Ekokemi.
  3. Jasiński, M., Dors, M. och Mizeraczyk, J. (2009). Förstörelse av Freon HFC-134a med användning av en munstyckelös mikrovågsplasmakälla. Plasmakemi och plasmabehandling.
  4. Kerr, R.A. (1991). Ozonförstörelsen förvärras. Vetenskap.
  5. Ravishankara, A.R., Daniel, J.S. och Portmann, R.W. (2009). Kväveoxid (N2O): Den dominerande ozonnedbrytande substansen som släpptes ut under 2000-talet. Vetenskap.
  6. Sánchez-Vega, M.V. (2008) Ozonskiktet. Biocenos.
  7. Shevtsova-de Vargas, G. (1992). Heterogena processer i jordens atmosfär och deras inverkan på förstörelsen av ozonskiktet. Chemistry Magazine.

Ingen har kommenterat den här artikeln än.