Skąd się biorą freony w atmosferze oraz w jaki sposób działają na warstwę ozonu.

0 głosów
2,712 wizyt
Atmosferyczna warstwa ozonu tworzy naturalną tarczę chroniącą powierzchnię Ziemi przed szkodliwym działaniem promieniowania ultrafioletowego. Od kilkunastu lat obserwuje się zmniejszanie tej warstwy, głównie spowodowane oddziaływaniem freonów. Odpowiedz, skąd się biorą freony w atmosferze oraz w jaki sposób działają na warstwę ozonu.
zadanie dodane 20 lutego 2011 w Biologia przez użytkownika jadziamis (-37,780) [Szkoła średnia]
edycja 21 lutego 2011 przez użytkownika -KaI-




1 odpowiedź

0 głosów
Freony, czyli chloro – fluoro - pochodne węglowodorów, w literaturze często są określane jako CFC, co jest skrótem ich nazwy angielskiej Chloro Fluoro Carbons. Wytworzony po raz pierwszy 1928 roku, zostały uznane za ideał substancji do powszechnego użycia, gdyż są bierne chemicznie, a więc niepalne i nieszkodliwe dla istot żywych. Są ponadto lekkie i rozpraszają się w powietrzu bez śladu, jak sądzono przez długi czas. Na świecie są używane mniej więcej w równych ilościach do trzech głównych celów: jako środek przenoszący ciepło w lodówkach, zamrażarkach i chłodniach, do wydmuchiwania pianek z poliuretanu, polistyrenu do wszelkich rozpylaczy – aerozoli , od dezodorantów poczynając, a na farbach kończąc. Małe ilości, rzędu 1%-5%,są używane jako rozpuszczalniki do czyszczenia precyzyjnych elementów w wytwórniach sprzętu elektronicznego.

Pierwszy sygnał , który jeszcze nie musiał budzić zaniepokojenia, nadszedł pod koniec lat sześćdziesiątych dwudziestego wieku, kiedy to wykryto obecność freonu w powietrzu nad oceanem, otaczającym Antarktydę, a więc bardzo daleko od miejsc, gdzie mogły zostać uwolnione. Był to znak, że trwają one w atmosferze i rozprzestrzeniają się wszędzie. W 1974 roku chemicy z Uniwersytetu Stanu Kalifornia w Irvine, Sherwood Rowland i Mario Molina opublikowali podsumowanie swoich badań, w których wykryli i objaśnili działanie freonu na ozon. Freony trwają w atmosferze długo, 50-100 lat. W tym czasie rozprzestrzeniają się i unoszą aż do atmosfery. Tam ulegają rozbiciu przez promieniowanie ultrafioletowe z uwolnieniem chloru atomowego. Atom chloru atakuje cząsteczkę ozonu, czego produktem jest cząsteczka zwykłego tlenu (dwuatomowego) oraz cząsteczka tlenku chloru. Ta ostatnia atakuje kolejną cząsteczkę ozonu, dając dwie cząsteczki tlenu i atom chloru, który rozpoczyna cykl od nowa. Chlor nie zużywa się przy tym i byłby wieczny, gdyby nie inne procesy atmosferyczne, na przykład reakcja z metalem, który daje chlorowodór, spłukiwany z czasem ku ziemi. Wydajność procesów usuwających chlor ze stratosfery jest, niestety, bez porównania niższa od wydajności uwalniania freonów przez przemysł.

Pierwsze doniesienia Rowlanda i Moliny spotkały się z gwałtownym atakiem chemików z wielkich firm, produkujących freon, ale ich dane były udokumentowane tak solidnie, że już w 1978 roku USA, Kanada, Szwecja, Norwegia i Dania wydały zakazy używania freonu do rozpylaczy aerozoli. Inne kraje jednak nadal pompowały freon do atmosfery, nie wycofano się też z użycia freonów w innych dziedzinach. W 1985 roku po raz pierwszy wykryto dziurę ozonową nad Antarktydą. W czasie tamtejszej wiosny, to jest we wrześniu i październiku, stwierdzono spadek zawartości ozonu w stratosferze o przeszło 40% . Pod wpływem opinii badaczy władze USA doprowadziły jednak w tymże 1987 roku do międzynarodowej konfederacji w Montrealu, gdzie podpisano bardzo dobrą umowę. Produkcja freonów miała być zamrożona na poziomie z roku 1986 i zredukowana do połowy do roku 2000. Potem jednak zaczęły się wyjątki. Kraje ubogie, mniej rozwinięte, miały być na dziesięć lat zwolnione od zobowiązań. Przemysł chemiczny uzyskał zgodę na przejściowe wprowadzenie do użytku związków, określonych skrótem HCFC. Są to freony uwodornione, które wobec tego zawierają nieco mniej chloru, ale przecież nadal go dostarczają do atmosfery. Zresztą wiele przepisów zawiera klauzule, mówiące, że w ważnych przypadkach można nadal używać freonów. Nie ma precyzyjnego określenia, które przypadki są ważne, ani kto ma o tym orzekać, natomiast producenci sprawnie wykorzystują takie niejasności.
Niszczenie warstwy ozonu przebiega prędzej, niż to początkowo oceniano, i nie jest ograniczone do Antarktydy. Na początku roku 1992 obserwowano nieprzewidywanie wysokie stężenia chloru w stratosferze na półkuli północnej i to nie tylko nad Arktyką. W dniu 12 stycznia 1992 stwierdzono pasmo chloru w miejscu zupełnie niewiarygodnym, nad Morzem Karaibskim, wręcz niedaleko równika. Wiosną 1992 nad Europą warstwa ozonu była już zubożona o 10%-18%. Nad Antarktydą też sytuacja pogorszyła się wyraźnie. Jesienią 1992 dziura ozonowa pojawiła się wcześniej. We wrześniu była już głębsza niż w poprzednim roku, powierzchnia dziury była 65 razy większa niż obszar Polski, a ubytek ozonu był bardzo duży. Normalny poziom wynosi tam 280-300 dobsonów, tymczasem w październiku 1992 zanotowano 105 dobsonów. Kolejny rekord wykryto następnej jesieni 6 października 1993- w atmosferze nad Antarktydą zostało ozonu zaledwie 90 jednostek Dobsona. Proces ten postępuje i zaczyna nas dotykać zupełnie bezpośrednio. W dniu 28 kwietnia 1993 roku stan warstwy ozonowej nad Polską wyrażał się wartością 290 dobsonów, gdy kwietniowa średnia wieloletnia wynosi tutaj 396 dobsonów. Był to wiec spadek o 27% poniżej średniej wieloletniej i władze sanitarne przestrzegały, aby unikać przebywania na słońcu między godziną 10 a 15, używać nakrycia głowy i okularów ochronnych lub przynajmniej ciemnych. Takie ostrożności są już chlebem powszednimna Nowej Zelandii i południu Chile od paru tamtejszych wiosen (naszych jesieni).

Tymczasem freony, czterochlorek węgla i halony są nadal używane. Stężenie chloru pochodzącego z tych substancji będzie w stratosferze rosło jeszcze i wtedy siedmiokrotnie przekroczy poziom naturalny, dwukrotnie zaś ten, przy którym dostrzeżono dziurę nad Antarktydą. Tak ocenia sytuację brytyjski zespół badawczy. To znaczy, że straty ozonu będą trwać jeszcze znacznie dłużej. Zespół badawczy, znany jako Program Środowiskowy Narodów Zjednoczonych, ocenia, że warstwa ozonowa może wrócić do stanu sprzed dziury w drugiej połowie XXI wieku.
Przemiany chemiczne w atmosferze i zależności między nimi są liczne i skomplikowane. Wiele zjawisk wpływa na to w jakim tempie z freonów i innych gazów będą tworzone chlor i tlenki chloru – bezpośredni niszczyciele ozonu. Jednym z ważniejszych czynników są gazy i aerozole, wyrzucane do atmosfery przy wybuchach wulkanów, które bardzo pogarszają sytuację . Przypuszcza się, że wybuch wulkanu El Chichon w 1982 roku w Meksyku miał swój udział w tworzeniu dziury ozonowej w roku 1985. Należy sądzić, że na zaskakująco zły stan warstwy ozonowej w latach 1992 i 1993 wpłynął – jeszcze silniejszy – wybuch wulkanu Pinatubo na Filipinach wiosną 1991 roku. Uczestnicy międzynarodowych negocjacji, którzy rozluźniają rygory w sprawie gazów niszczących ozon stratosferyczny, najwyraźniej milcząco zakładają, ze nie będzie dalszych wybuchów, a zwłaszcza silniejszych wybuchów. Wulkany jednak na Ziemi są i będą wybuchać nadal. Nie wiemy kiedy i nie mamy na to wpływu. Możemy mieć wpływ na ilość freonów, jaka będzie się znajdować w atmosferze wtedy, kiedy nadejdzie ten niespodziewany wybuch.

Ubytek ozonu oznacza większe dawki ultrafioletu. Większe dawki ultrafioletu docierające do skóry mogą u człowieka powodować raka skóry. Ocenia się, że spadek ozonu o 1% powoduje wzrost zachorowań na tę chorobę o 2% - 2,5% . Agencja Ochrony Środowiska USA szacuje, że przy obecnym tempie zmniejszania się ilość ozonu w stratosferze, w ciągu najbliższych pięćdziesięciu lat w Stanach Zjednoczonych zachoruje na raka skóry 12 milionów osób, a 200 tysięcy umrze. Można oczywiście spojrzeć na te liczby i tak, że to jest „tylko„ 4000 zgonów rocznie w kraju. Który ma 250 milionów mieszkańców. No i jak zawsze w sprawach środowiskowych, nie będzie można udowodnić przed sądem, kto umarł na raka skóry „normalnie„, a kto z powodu obniżonego poziomu ozonu, ani też wskazać, czyj freon zawinił w tym przypadku. Inny możliwy skutek nadmiernie silnego działania ultrafioletu na organizm ludzki to zmętnienie soczewki oka i ślepota. Należy sądzić, że zwiększona dawka promieniowania ultrafioletowego będzie wpływać niekorzystnie także na inne organizmy zwierzęce, ale nie wiemy dokładnie, w jakim stopniu i na które.

W wodach okalających Antarktydę wykryto pod „dziurą ozonową„ spadek wiosennej produkcji fitoplanktonu o 6% - 12%, co oznacza ubytek produkcji całorocznej o 2% - 4%. Można byłoby powiedzieć, że to przecież niedużo. Nie wiemy jednak, jak zareaguje roślinność lądowa, czy skutki zwiększonego natężenia ultrafioletu będą podobne do obserwowanych w morzach, czy też mniejsze lub może większe.
W Wielkiej Brytanii w 1992 roku ekologowie – działacze z organizacji Greenpeace, współpracujący z Instytutem Techniki Środowiskowej, przerobili zwykłą domową lodówkę, kupioną w sklepie. Usunęli z niej freon i zastąpili go propanem – wystarczyło 29 gramów, czyli tyle, co w trzech zapalniczkach. Usunęli także izolację z pianki poliuretanowej, wydmuchiwanej freonem i zastąpili ją pianką wydmuchiwaną dwutlenkiem węgla. Ręcznie przerobiona lodówka pracowała dokładnie tak samo dobrze i oszczędnie, jak lodówka fabryczna tego samego typu, kupiona dla porównania w tym samym czasie. Przeciwnicy tej metody argumentowali, że użyte węglowodory są łatwopalne. Ilość gazu, jakimi napełnia się układ chłodzący, są jednak tak małe, że bezpieczeństwo pożarowe lodówki zawierające mieszaninę propan – butan nie różni się istotnie od lodówki napełnionej freonem.

W Niemczech i USA większość dużych chłodni używa już amoniaku jako środka chłodzącego. Wymaga to pewnych ostrożności, gdyż amoniak w większym stężeniu w powietrzu jest trujący. Na szczęście jednak jest on wykrywany już w minimalnych stężeniach ze względu na ostry zapach, a w środowisku prędko ulega naturalnym przemianom.
odpowiedź 23 lutego 2011 przez użytkownika ak23 (505,900)
Chciało Ci się to pisać?

XD

Podobne zadania

0 głosów
1 odpowiedź
0 głosów
1 odpowiedź
3,659 wizyt zadanie dodane 13 lutego 2011 w Biologia przez użytkownika jadziamis (-37,780) [Szkoła średnia]
+1 głos
1 odpowiedź
689 wizyt zadanie dodane 15 lutego 2011 w Biologia przez użytkownika jadziamis (-37,780) [Szkoła średnia]
+1 głos
1 odpowiedź
325 wizyt zadanie dodane 12 grudnia 2010 w Biologia przez użytkownika eluś (10) [Szkoła podstawowa]
+2 głosów
1 odpowiedź
3,386 wizyt zadanie dodane 2 grudnia 2010 w Geografia przez użytkownika basia38 (-50) [Szkoła podstawowa]

 


14,033 zadań

13,247 odpowiedzi

1,529 komentarzy

191,494 użytkowników

Witamy na zalicz.net! Znajdziesz tu darmowe rozwiązanie każdej pracy domowej, skorzystaj z wyszukiwarki, jeśli nie znajdziesz interesującej Cię pracy zadaj szybko pytanie, nasi moderatorzy postarają się jeszcze tego samego dnia, odpowiedzieć na Twoje zadanie. Pamiętaj - nie ma głupich pytań są tylko głupie odpowiedzi!.

Zarejestruj się na stronie, odpowiadaj innym zadającym, zbieraj punkty, uczestnicz w rankingu, pamiętaj Tobie też ktoś kiedyś pomógł, teraz Ty pomagaj innym i zbieraj punkty!
Pomóż nam się promować, podziel się stroną ze znajomymi!