Озон

Оксиди азоту здатні руйнувати озон, однак, вони можуть реагувати і з хлором. Наприклад: 

O3+ClClO+O2

ClO+NONO2+Cl

NO2NO+O

O2+OO3

у ході цієї реакції вміст озону не міняється. Більш важливою є інша реакція:

Cl+NO2ClONO2

в її ході утворюється хлористий нітрозил, що є так званим резервуаром хлору. Хлор, що міститься в ньому, неактивний і не може вступити в реакцію з озоном. Зрештою така молекула-резервуар  може поглинути фотон чи вступити в реакцію з якою-небудь іншою молекулою і визволити хлор, але вона також може залишити стратосферу.  Розрахунки показують, що якби в стратосфері були відсутні оксиди азоту, то руйнування озону йшло б набагато швидше. Іншим важливим резервуаром хлору є хлористий водень HCl, що утвориться при реакції атомарного хлору і метану СH4.

Під тиском цих аргументів багато країн почали вживати заходів спрямовані на скорочення виробництва і використання ХФВ. З 1978 р. у США було заборонене використання ХФВ в аэрозолях. На жаль, використання ХФВ в інших областях обмежено не було. У вересні 1987 р. 23 ведучих країни світу підписали в Монреалі конвенцію, що зобов'язує їх знизити споживання ХФВ. Відповідно до досягнутої домовленості розвиті країни повинні були до 1999 р. знизити споживання ХФВ до половини рівня 1986 р. Для використання в якості пропеленту в аэрозолях уже знайдено непоганий замінник ХФВ - пропан-бутанова суміш. По фізичних параметрах вона практично не уступає фреонам, але, на відміну від них, вогненебезпечна. Проте такі аэрозолі уже виробляються в багатьох країнах, у тому числі й у Росії. Складніша справа з холодильними установками - другим по величині споживачем фреонів. Справа в тім, що через полярність молекули ХФВ мають високу теплоту випаровування, що дуже важливо для робочого пристрою в холодильниках і кондиціонерах. Кращим на сьогодні замінником фреонів є аміак, але він токсичний і все-таки уступає ХФВ по фізичних параметрах. Непогані результати отримані для цілком фторованих вуглеводнів. У багатьох країнах ведуться розробки  нових замінників і вже досягнуті непогані практичні результати, але цілком ця проблема ще не вирішена.

Використання фреонів продовжується і поки далеко навіть до стабілізації рівня ХФВ в атмосфері. Так, за даними мережі Глобального моніторингу змін клімату, у фонових умовах - на берегах Тихого й Атлантичного океанів і на островах, удалині від промислових і густонаселених районів - концентрація фреонів -11 і -12 у даний час росте зі швидкістю 5-9% у рік. Вміст у стратосфері фотохімічно активних з'єднань хлору в даний час у 2-3 рази вище в порівнянні з рівнем 50-х років, до початку швидкого виробництва фреонів.

Разом з тим, ранні прогнози, що пророкують, наприклад, що при збереженні сучасного рівня викиду ХФВ, до середини XXI в. вміст озону в стратосфері може упасти вдвічі, можливо були занадто песимістичні. По-перше, діра над Антарктидою багато в чому є наслідком метеорологічних процесів. Утворення озону можливо тільки при наявності ультрафіолету і під час полярної ночі не йде. Узимку над Антарктикою утворюється стійкий вихор, що перешкоджає припливу багатого озоном повітря із середніх широт. Тому до весни навіть невелика кількість активного хлору здатна завдати серйозної шкоди озонному шару. Такий вихор практично відсутній над Арктикою, тому в північній півкулі падіння концентрації озону значно менше. Багато дослідників вважають, що на процес руйнування озону впливають полярні стратосферні хмари. Ці висотні хмари, що набагато частіше спостерігаються над Антарктикою, чим над Арктикою, утворюються узимку, коли при відсутності сонячного світла й в умовах метеорологічної ізоляції Антарктиди температура в стратосфері падає нижче -80°. Можна припустити, що з'єднання азоту конденсуються, замерзають і залишаються зв'язаними з хмарними частками і тому позбавляються можливості вступити в реакцію з хлором. Можливо також, що хмарні частки здатні каталізувати розпад озону і резервуарів хлору. Усе це говорить про те, що ХФВ здатні викликати зниження концентрації озону тільки в специфічних атмосферних умовах Антарктиди, а для помітного ефекту в середніх широтах концентрація активного хлору повинна бути набагато вищою. По-друге, при руйнуванні озонного шару жорсткий ультрафіолет почне проникати глибше в атмосферу. Але це означає, що утворення озону буде відбуватися як і раніше, але тільки трохи нижче, в області з великим вмістом кисню. Правда, у цьому випадку озонний шар буде в більшому ступені піддаватися дії атмосферної циркуляції.

Хоча перші похмурі оцінки були переглянуті, це ні в якому разі не означає, що проблеми немає. Скоріше стало ясно, що немає негайної серйозної небезпеки. Навіть найбільш оптимістичні оцінки пророкують при сучасному рівні викиду ХФВ в атмосферу серйозні біосферні порушення в другій половині XXI в., тому скорочувати використання ХФВ необхідно. 

Можливості впливу людини на природу постійно ростуть і вже досягли такого рівня, коли можна нанести біосфері непоправний збиток. Уже не в перший раз речовина, що довгий час вважалася зовсім  нешкідливою, виявляється насправді вкрай небезпечною. Років двадцять назад навряд чи хто-небудь міг припустити що звичайний аерозольний балончик може являти серйозну загрозу для планети в цілому. На нещастя, далеко не завжди удається вчасно пророчити, як те чи інше з'єднання буде впливати на біосферу. Однак у випадку з ХФВ така можливість була: усі хімічні реакції, що описують процес руйнування озону ХФВ вкрай прості і відомі досить давно. Але навіть після того, як проблема ХФВ була в 1974 р. сформульована, єдиною країною, що прийняла які-небудь заходи для скорочення виробництва ХФВ були США і міри ці були зовсім недостатні. Потрібна була досить серйозна демонстрація небезпеки ХФВ для того, щоб були прийняті серйозні міри у світовому масштабі. Варто помітити, що навіть після виявлення озонної діри, ратифікування Монреальскої конвенції певний час перебувало під загрозою. Бути може, проблема ХФВ навчить з великою увагою і побоюванням відноситися до всіх  речовин, що попадають у біосферу в результаті діяльності людства.