Озонные дыры и гибель человечества

Область ультрафиолетового излучения Солнца в диапазоне 280–315 нм является наиболее биологически активной. Специалисты ее обозначают УФ-В. Имеется и другая, менее активная область, занимающая диапазон 315–400 нм (область УФ-А).

Количество озона, как уже было сказано, зависит от многих факторов, в том числе и от широты. Поэтому не надо думать, что защита от ультрафиолетового излучения Солнца в биологически активных зонах одинаково надежна. Ее надежность, эффективность при перемещении от полюса к экватору меняется в 10 раз. Речь идет о среднегодовых величинах, дозах этого излучения. В тропиках эта доза по сравнению с Арктикой выше примерно в 10 раз.

Мы привели основные свойства озона, которые для нас важнее всего. Следует указать и на еще одно, для многих, может быть, неожиданное свойство озона: он является сильнодействующим ядом. Токсичность его больше, чем синильной кислоты. Особенно опасными для здоровья в больших городах являются озонные смоги, которые жителям могут стоить жизни.

Озон остается газом до температуры — 111,9^оС. Если температура понижается еще больше, то озон превращается в жидкость темно-синего цвета. Если же температура опустится ниже — 192,7^оС, жидкость превратится в темно-фиолетовые кристаллы.

Наиболее нежелательное для нас свойство озона состоит в том, что он является нестойким химическим соединением. Если в воздухе присутствуют такие соединения, как двуокись азота, хлор или окислы тяжелых металлов (меди, железа, марганца), то озон быстро разлагается на молекулярный и атомный кислород. Особенно активно идет этот распад при температуре 100^оС и выше. Озон, поглощая ультрафиолетовое излучение Солнца и инфракрасное излучение Земли, повышает температуру стратосферы и тем самым создает более благоприятные условия для собственной гибели. Стратосферный озон сам регулирует свою концентрацию. Если его больше, то он эффективнее поглощает инфракрасное излучение Земли, повышает температуру стратосферы и тем самым создает более благоприятные условия для собственной гибели. Надо сказать, что при отсутствии указанных примесей озон разлагается медленно. Это тем более справедливо, если температура значительно ниже 100^оС.

Когда озон разлагается, образуются атомы кислорода, которые обладают высокой активностью. Поэтому озон обладает сильными окислительными свойствами (посредством образуемого озоном атомного кислорода). Озон окисляет любые металлы, за исключением металлов платиновой группы и золота. Когда под действием озона идет процесс окисления органических красителей, то он вызывает свечение (хемилюминесценцию) этих красителей. Это свечение можно регистрировать и по нему определять количество озона. На этом принципе работают хемилюминесцентные озоно-зонды. Органическими красителями могут быть родамин В, родамин С, эйхрозия, рибофлавин, люминол и др.

Мы уже говорили о запахе озона. Он чувствуется даже в том случае, если в воздухе его содержится только 0,01 %.

Смесь озона с кислородом взрывоопасна. Правда, для этого озона должна быть не менее 1/5 всей смеси. По этой причине исследование озона в лабораториях несколько десятилетий развивалось слабо. Оно стимулировалось только в 50-х годах в результате попыток использовать его (в концентрированном виде) как активный окислитель в ракетах.

Озон является сильным окислителем. Это свойство используется для того, чтобы его обнаружить и измерить количество. Но активность озона выступает против него же. В реакциях с соединениями, попадающими в стратосферу, он разрушается. Достаточно большая часть озона исчезает и у поверхности Земли. Так, показано, что каждую секунду на площадке в 1 см² кустов можжевельника исчезает примерно 10¹² молекул озона. Это очень существенный сток озона, в результате которого часть тропосферного озона исчезает. Над морской водой сток озона в сто раз меньше. Он составляет 10 миллиардов частиц в секунду через площадку в 1 см². Дело в том, что озон хорошо растворяется в воде. Чем ниже температура воды, тем растворимость больше. В 1 л воды может раствориться 1 г озона.

Если концентрация озона большая, то он хорошо растворяется в фреонах (фторхлорметанах). В таком растворе озон безопасен в обращении, если его сохраняют в специальных баллонах. В таком виде его транспортируют и хранят.

Тщательно изучались реакции озона с поверхностями из различных материалов. Необходимо учитывать очень большую активность озона. Он способен разрушать изделия из резины, пластиков и других материалов, которые используются в электротехнике, авиации и других отраслях. Надо учитывать эти свойства озона и при работе с ним в лабораторных условиях, так как озон разлагает очень многие соединения. Это активированный уголь, металлы переменной валентности (Mn, Co, Fe), фосфорный ангидрид, смесь окислов марганца и др. Для борьбы с сильным разрушающим действием озона используют катализаторы, которые способны эффективно разрушать озон как в газовых промышленных отходах, так и в других случаях.