Sisältö
- Otsonikerros
- Kloorin ja bromin vaikutukset
- CFC-yhdisteet, metyylibromidi ja halonit
- Valvontatoimenpiteet
Maapallon stratosfäärin yläjuoksulla ohut kerros otsonimolekyylejä absorboi ultraviolettivalon auringonvaloa, mikä tekee pinnasta olosuhteet suotuisat eläville olennoille. Otsonikerros on ohut - vain noin kahden pinotun pennin paksuus - ja tietyt kaasut ovat vuorovaikutuksessa otsonin kanssa aiheuttaen kerroksen kausittaisesta ohenemisesta. Suurin osa näistä otsonireikistä vastaavista kaasuista vapautuu ihmisen teollisen tai maatalouden toiminnan seurauksena.
Otsonikerros
Happi muodostaa noin 21 prosenttia maan ilmakehästä, ja suurin osa siitä on vakaa molekyyli, joka koostuu kahdesta happiatomista. Ylemmässä stratosfäärissä auringonvalolla on kuitenkin tarpeeksi energiaa jakaa osa näistä molekyyleistä vapaiksi happiatomeiksi, jotka voivat yhdistyä stabiilien happimolekyylien kanssa otsonin muodostamiseksi - molekyylin, joka koostuu kolmesta happiatomista. Kolme atomia luo konfiguraation, joka mahdollistaa molekyylin absorboida ultraviolettivaloa. Tutkijoiden mielestä otsonikerros muodostui noin 600 miljoonaa vuotta sitten, jolloin organismit voivat nousta merestä ja elää maalla.
Kloorin ja bromin vaikutukset
Kloorilla ja bromilla on samanlaiset atomirakenteet, ja molemmilla on kyky heikentää otsonikerrosta. Kun kummankin elementin yksittäinen atomi on kosketuksessa otsonimolekyylin kanssa, se poistaa ylimääräisen happiatomin muodostaen hiukan stabiilimman molekyylin - joko hypokloriitti- tai hypobromiitti-ionin - ja jättää molekyylin happea. Kummankin hypokloriitti- ja hypobromiitti-ionin ollessa kaukana inertistä reagoi toisen otsonimolekyylin kanssa muodostaen tällä kertaa kaksi happimolekyyliä ja jättäen kloori- tai bromiradikaalin vapaaksi aloittamaan prosessin uudelleen. Tällä tavalla yksi kloori- tai bromiatomi voi muuttaa tuhansia otsonimolekyylejä happeksi.
CFC-yhdisteet, metyylibromidi ja halonit
Jos klooria tai bromikaasua vapautuisi pinnalta, kumpikaan ei päästä sitä stratosfääriin - ne muodostavat yhdisteitä kauan ennen kuin ne saapuivat sinne. Kloori on kuitenkin primaarikomponentti kahdesta inerttien kaasujen luokasta, joita kutsutaan kloorifluorihiilivedyiksi tai CFC-yhdisteiksi. Nämä kaasut siirtyvät ilmakehän yläosaan, missä auringon säteily on riittävän voimakasta hajottamaan molekyylit ja vapauttamaan vapaata klooria. Samalla tavalla metyylibromidin karkottaminen maanpinnan tasolla vapauttaa bromin stratosfääriin. CFC-yhdisteillä on monia käyttötarkoituksia teollisuudessa, ja metyylibromidi on torjunta-aine. Muita otsonia heikentäviä kaasuja, jotka sisältävät bromia, kutsutaan haloneiksi, käytetään sammuttimissa ja maataloudessa.
Valvontatoimenpiteet
Helmikuusta 2013 lähtien 197 maata oli hyväksynyt Montrealin pöytäkirjan ehdot, joka on kansainvälinen sopimus, jolla valvotaan tiettyjen CFC-yhdisteiden ja halonien käyttöä. Sopimuksessa ei nimenomaisesti käsitellä hiilitetrakloridia, toista otsonia heikentävää ainetta, mutta koska sitä käytetään CFC-yhdisteiden valmistukseen, jotka on lopetettu, sen käyttö on vähentynyt. Sopimuksessa ei myöskään käsitellä metyylibromidin tai typpioksidin vapautumista. Jälkimmäinen on toinen otsonikerrosta heikentävä kaasu, jota vapautuu maataloudessa. Kuten CFC-yhdisteet, typpioksidi muodostaa stratosfäärissä reaktiivisen radikaalin, joka poistaa ylimääräisen happiatomin otsonista.