GrGržžetietićć 11

STRATOSFERNI STRATOSFERNI OZONOZON & &

MOTREALSKI MOTREALSKI PROTOKOL PROTOKOL

Prof. Prof. drdr Ivan Ivan GrGržžetietićć,,Univerzitet u Beogradu Univerzitet u Beogradu –– Hemijski fakultetHemijski fakultet

grzetic@grzetic@chemchem..bgbg.ac..ac.yuyu & & www.chem.bg.ac.yuwww.chem.bg.ac.yu

BeleBelešške za predavanjake za predavanja:: http://helix.chem.bg.ac.yu/~grzetic/predavanja/http://helix.chem.bg.ac.yu/~grzetic/predavanja/

Gržetić 2

SADRSADRŽŽAJAJ►► UvodUvod►► Međunarodne konvencije o Međunarodne konvencije o stratosfernomstratosfernom ozonuozonu►► Montrealski protokol i Montrealski protokol i dopunedopune protokolaprotokola►► Atmosfera i sastav atmosfereAtmosfera i sastav atmosfere►► OzonOzon►► DebljinaDebljina ozonskogozonskog slojasloja►► Neprijatelji ozona u stratosferiNeprijatelji ozona u stratosferi►► Hemija ozona u stratosferiHemija ozona u stratosferi►► Razaranje Razaranje stratosfernogstratosfernog ozonaozona►► ““OZONSKA RUPAOZONSKA RUPA”” i i DobsonoveDobsonove jedinicejedinice►► Ozon na severnom i juOzon na severnom i južžnom polunom polu►► Montrealski protokol daje rezultateMontrealski protokol daje rezultate

Gržetić 3

UVODUVOD►► Kada je 1985. godine postalo jasno da se ozonski omotaKada je 1985. godine postalo jasno da se ozonski omotačč

stanjuje iznad Zemljinih polova, naustanjuje iznad Zemljinih polova, nauččnici su jednoglasno nici su jednoglasno oznaoznaččili industrijsko zagađenje kao glavnog krivcaili industrijsko zagađenje kao glavnog krivca. . Hemikalije koje najviHemikalije koje najvišše ugroe ugrožžavaju ozonski omotaavaju ozonski omotačč su su hlorovanahlorovana jedinjenjajedinjenja kaokao hlorofluorohlorofluorougljeniciugljenici (CFC, gas (CFC, gas korikoriššććen u raspren u rasprššivaivaččima) i ima) i halonihaloni. .

►► NajveNajvećći zagađivai zagađivačči, i, tj. ptj. proizvođaroizvođačči ovih supstanci su, logii ovih supstanci su, logiččno, no, najrazvijenije zemlje sveta međutim njihova reakcija biva najrazvijenije zemlje sveta međutim njihova reakcija biva prilipriliččno brza ako uzmemo u obzir da je bilo reno brza ako uzmemo u obzir da je bilo rečč o potpuno o potpuno novim otkrinovim otkriććima koje je bilo neophodno detaljno proveriti. ima koje je bilo neophodno detaljno proveriti. Protokol o Protokol o supstancamasupstancama koje unikoje unišštavaju ozonski omotatavaju ozonski omotaččpotpisan u potpisan u MontraluMontralu 19871987 godine uz pomogodine uz pomoćć Programa za Programa za zazašštitu okoline UN (titu okoline UN (UnitedUnited NationsNations EnvironmentEnvironment ProgrammeProgramme) ) drastidrastiččno smanjuje proizvodnju no smanjuje proizvodnju hlorofluorohlorofluorougljenikaugljenika. Ipak, . Ipak, protokol nije ograniprotokol nije ograniččio proizvodnju svih io proizvodnju svih bromovanihbromovanihjedinjenjajedinjenja (u koje spadaju i (u koje spadaju i halonihaloni).).

Gržetić 4

Međunarodne konvencije o Međunarodne konvencije o stratosfernomstratosfernom ozonuozonu

►► Protokol iz Montreala, koji je potpisan 1987. i stupio na snagu Protokol iz Montreala, koji je potpisan 1987. i stupio na snagu 1989. god1989. godine, mine, međunarodni je sporazum koji predviđa eđunarodni je sporazum koji predviđa postepeni prekid proizvodnje materija postepeni prekid proizvodnje materija šštetnih po ozonski tetnih po ozonski omotaomotačč. . IakoIako jeje je stupio na snagu joje stupio na snagu jošš 1987. godine, 1987. godine, sporazumsporazumje dopunjen 1990. i 1992. je dopunjen 1990. i 1992.

►► MONTREALSKI PROTOKOL se odnosi na supstance koje MONTREALSKI PROTOKOL se odnosi na supstance koje uniunišštavaju ozonski omotatavaju ozonski omotačč, a predstavlja klju, a predstavlja ključčni međunarodni ni međunarodni sporazum o zasporazum o zašštiti titi stratosfernogstratosfernog ozonskog omotaozonskog omotačča. godine. a. godine. Montrealski protokol obavezuje drMontrealski protokol obavezuje držžave potpisnice da ave potpisnice da proizvodnju i potroproizvodnju i potroššnju supstanci koje uninju supstanci koje unišštavaju tavaju stratosfernistratosferniozon, kao ozon, kao ššto su to su hlorofluorougljenicihlorofluorougljenici, , halonihaloni, , ugljentetrahloridugljentetrahloridi i metilhloroformmetilhloroform, postepeno isklju, postepeno isključče iz upotrebe do 2000. e iz upotrebe do 2000. godine (godine (metilhloroformmetilhloroform do 2005.). Naudo 2005.). Nauččna ispitivanja i na ispitivanja i merenja su pokazala da pomenuta jedinjenja unimerenja su pokazala da pomenuta jedinjenja unišštavaju tavaju stratosfernistratosferni ozon koji nas inaozon koji nas inačče e šštiti od vrlo opasnog UV titi od vrlo opasnog UV zrazraččenja koje potienja koje potičče sa Sunca. e sa Sunca.

Gržetić 5

MONTREALSKI PROTOKOL I MONTREALSKI PROTOKOL I DOPUNE PROTOKOLADOPUNE PROTOKOLA

►► Kako se istanjeni ozonski omotaKako se istanjeni ozonski omotačč koji sada svakodnevno prate koji sada svakodnevno prate nekoliko satelita i veliki broj nekoliko satelita i veliki broj meterolometerološškihkih balona, nije znabalona, nije značčajno ajno popravio od uvođenja popravio od uvođenja yahtevayahteva protokolaprotokola, nau, nauččnici su ponici su poččeli da eli da proprošširuju listu iruju listu susptancisusptanci koje nepovoljno utikoje nepovoljno utičču na ozonski omotau na ozonski omotačč. . SledeSledećći na spisku onih koje bi trebalo ogranii na spisku onih koje bi trebalo ograniččiti su:iti su:

heksahlorobutadienheksahlorobutadien, rastvara, rastvaračč, t, takođe i akođe i nusproduktnusprodukt hlorisanjahlorisanja u hemijskoj u hemijskoj proizvodnji;proizvodnji;nn--propilpropil bromid, rastvarabromid, rastvaračč i sirovina u i sirovina u petrohemijskojpetrohemijskoj industriji. Na industriji. Na konferenciji na kojoj je potpisan Montrealski protokol procenjenkonferenciji na kojoj je potpisan Montrealski protokol procenjeno je da o je da trenutna goditrenutna godiššnja potronja potroššnja iznosi 5000 do 10000 tona kao i da je realno nja iznosi 5000 do 10000 tona kao i da je realno ooččekivati da do 2010 godine dostigne 20000 do 60000 tona godiekivati da do 2010 godine dostigne 20000 do 60000 tona godiššnje;nje;66--bromobromo--22--metoksilmetoksil--naftalin, koji se koristi za dobijanje metil bromida, naftalin, koji se koristi za dobijanje metil bromida, supstance koja se koristi u rasprsupstance koja se koristi u rasprššivaivaččima [dezodoransima i sl.] i ima [dezodoransima i sl.] i ččija je ija je proizvodnja ograniproizvodnja ograniččena Protokolom;ena Protokolom;halonhalon--1202, 1301, izuzetno efikasan u 1202, 1301, izuzetno efikasan u gagaššenjuenju popožžara izazvanih ara izazvanih elektrielektriččnom energijom. nom energijom.

Gržetić 6

AtmosferaAtmosfera

Gržetić 7

Sastav atmosfereSastav atmosfere

Gržetić 8

OzonOzon

►► Ozon je gas, Ozon je gas, alotropskaalotropska varijanta kiseonika sa tri varijanta kiseonika sa tri atoma. Prepoznatljivog je mirisa koji se javlja atoma. Prepoznatljivog je mirisa koji se javlja posle grmljavine ili oko elektriposle grmljavine ili oko električčnih uređaja koji nih uređaja koji varnivarniččee. Otkriven je u blizini elektri. Otkriven je u blizini električčnih manih maššina ina 1785, a n1785, a njegova hemijska konstitucija utvrđena jegova hemijska konstitucija utvrđena je 1872. U veje 1872. U veććim koliim količčinama, ozon je otrovan inama, ozon je otrovan bledo plav gas veoma neprijatnog mirisa i bledo plav gas veoma neprijatnog mirisa i prilipriliččno reaktivne prirode. no reaktivne prirode.

Gržetić 9

OzonOzon►► Elementarni kiseonik se pojavljuje u prirodi u dva Elementarni kiseonik se pojavljuje u prirodi u dva

oblika, kaooblika, kao OO22 (kiseonik) i kao(kiseonik) i kao OO33 (ozon), (ozon), pri pri ččemu je emu je prisustvo ozona veoma malo u prirodi, ali i pored toga prisustvo ozona veoma malo u prirodi, ali i pored toga veoma znaveoma značčajno. Ozon u prirodi nastaje u stratosferi ajno. Ozon u prirodi nastaje u stratosferi (11(11--48 km iznad povr48 km iznad površšine Zemlje) pod dejstvom UV ine Zemlje) pod dejstvom UV zrazraččenja. Ovaj ozon se naziva enja. Ovaj ozon se naziva ““dobri ozondobri ozon”” jer ima jer ima zazašštitna svotitna svojjstvastva u odnosu na u odnosu na žživot na Zemlji. ivot na Zemlji.

►► MeđutimMeđutim, ozon mo, ozon možže nastati i u e nastati i u troposferitroposferi (0(0--20 km 20 km iznad povriznad površšine Zemlje) tine Zemlje) takođe pod dejstvom UV akođe pod dejstvom UV zrazraččenja, ali posto je ozon toksienja, ali posto je ozon toksiččan za an za žžive organizme ive organizme ovaj ozon se naziva ovaj ozon se naziva ““lološš ozonozon””. .

Gržetić 10

Dobar i Dobar i lološš ozonozon

Gržetić 11

KoncentracijaKoncentracija ozonaozona

Gržetić 12

KoncentracijaKoncentracija ozonaozona

Gržetić 13

DebljinaDebljina ozonskogozonskog slojasloja►► Na rastojanju od 20 do Na rastojanju od 20 do

50 km od povr50 km od površšine ine zemlje nalazi se zemlje nalazi se ozonski omotaozonski omotačč. . Gustina ozona u ovom Gustina ozona u ovom sloju je veoma sloju je veoma mmala (6 ala (6 ppm)ppm), , takotako, k, kada bi se ada bi se sav sav stratosfernistratosferni ozon ozon preneo na povrpreneo na površšinu inu Zemlje debljina Zemlje debljina ozonskog sloja ne bi ozonskog sloja ne bi prelazila 3 mm.prelazila 3 mm.

Gustina ozonskog sloja u 1018 molekula po m3

u funkciji od visine (od 1988. do 2004. g.)

Gržetić 14

Neprijatelji ozona u stratosferiNeprijatelji ozona u stratosferi►► HloroHloro--fluorofluoro--ugljugljenienicici

(c(chlorofluorocarbonshlorofluorocarbons --CFCs)CFCs)►► Koristili su se kao u friKoristili su se kao u frižžiderima iderima

kao gas za rashlađivanje ili kao kao gas za rashlađivanje ili kao nosenosećći gas u raznim i gas u raznim sprejevimasprejevima jer jer su su netoksinetoksiččnini, nezapaljivi, bez , nezapaljivi, bez mirisa i mirisa i nekorozivninekorozivni. . Najrasprostranjenije koriNajrasprostranjenije koriššććeni eni CFC bili suCFC bili su FreonFreon--11 (CCl3F) 11 (CCl3F) i i FreonFreon--12 (CCl2F2) 12 (CCl2F2) sve dok se nije sve dok se nije otkrilo da ova jedinjenja otkrilo da ova jedinjenja uniuniššttaavajuvajustratosfernistratosferni ozon. ozon. FreoniFreoni su su korikoriššććeni jer imaeni jer imajuju tataččki ki kljikljiččanjaanjanana --2424ººC C zaza FreonFreon--1111, odnosno, odnosno --3030ººC C zaza FreonFreon--12.12.

Gržetić 15

FluoroFluoro--ugljovodoniciugljovodonici

HHememiijskojsko imeime ŽŽivotni vekivotni vek((godinegodine)) FormulaFormula

HFCHFC--2323: : TrifluorometanTrifluorometan 260260 CHFCHF33

HFCHFC--3232: : DifluorometanDifluorometan 5.05.0 CHCH22FF22

HFCHFC--125125: : 1,1,1,2,21,1,1,2,2--pentafluoroetanpentafluoroetan 32.632.6 CC22HFHF55

HFCHFC--134a134a: : 1,1,1,21,1,1,2--tetrafluoroetantetrafluoroetan 13.813.8 CHCH22FCFFCF33

HFCHFC--152a152a: : 1,11,1--difluoroetandifluoroetan 1.41.4 CHFCHF22--CHCH33

HFCHFC--227ea227ea: : 1,1,1,2,3,3,31,1,1,2,3,3,3--heptafluoropropanheptafluoropropan 36.536.5 CC33HFHF77

HFCHFC--245fa245fa: : 1,1,1,3,31,1,1,3,3--pentafluoropropanpentafluoropropan 7.27.2 CC33HH33FF55

HFCHFC--365mfc365mfc: : 1,1,1,3,31,1,1,3,3--pentafluorobutanpentafluorobutan 9.99.9 CC44HH55FF55

Gržetić 16

HloroHloro--fluorofluoro--ugljeniciugljenici

HHememiijskojsko imeimeŽŽivotni ivotni

vekvek((godinegodine))

FormulaFormula

CFCCFC--1111: : TrihlorofluorometanTrihlorofluorometan 4545 CClCCl33FF

CFCCFC--1212: : DihlorodifluorometanDihlorodifluorometan (R(R--12)12) 100100 CClCCl22FF22

CFCCFC--113113: : TrihlorotrifluoroetanTrihlorotrifluoroetan 8585 CC22ClCl33FF33

CFCCFC--114114. . DihlorotetrafluoroetanDihlorotetrafluoroetan 300300 CC22ClCl22FF44

CFCCFC--115115: H: Hloropentafluoroetanloropentafluoroetan 17001700 CClFCClF22--CFCF33

Gržetić 17

Neprijatelji ozona u stratosferiNeprijatelji ozona u stratosferi

►►HaloniHaloni su su bromobromo--hlorohloro--fluorofluoro--ugljeniciugljenici (BCFC(BCFC).).

►►NajpoznatijaNajpoznatija susu dva osnovna dva osnovna tipa tipa halonahalona: :

halonhalon 12111211 (CF2BrCl)(CF2BrCl) kojim se kojim se pune prenosni uređaji za gapune prenosni uređaji za gaššenje enje popožžaraara i i

halonhalon 13011301 (CF3Br)(CF3Br) kojim se pune kojim se pune stacionarni uređaji za gastacionarni uređaji za gaššenje enje popožžara. ara.

Gržetić 18

HaloniHaloni

HHememiijskojsko imeime ŽŽivotni vekivotni vek((godinegodine)) FormulaFormula

HalonHalon 12111211BromohlorodifluorometanBromohlorodifluorometan 1111 CBrClFCBrClF22

HalonHalon 13011301BromohlorodifluorometanBromohlorodifluorometan (R(R--12B1)12B1)

6565 CBrFCBrF33

HalonHalon 240224021,21,2--dibromotetrafluoroetandibromotetrafluoroetan(R114B2)(R114B2)

-- CBrFCBrF22--CBrFCBrF22

Gržetić 19

Neprijatelji ozona u stratosferiNeprijatelji ozona u stratosferi

HHememiijskojsko imeime ŽŽivotni vekivotni vek((godinegodine)) FormulaFormula

MetMetiil l hloroformhloroform: : 1,1,11,1,1--trihloroetantrihloroetan 4.84.8 CC22HH33ClCl22

Gržetić 20

Neprijatelji ozona u stratosferiNeprijatelji ozona u stratosferi

HHememiijskojsko imeimeŽŽivotni ivotni

vekvek((godinegodine))

FormulaFormula

UgljenUgljen tetrahloridtetrahlorid: : TetrahlorometanTetrahlorometan 3535 CClCCl44

Gržetić 21

Hemija Hemija ozona u ozona u stratosferistratosferi

stvaranje istvaranje irazgradnjarazgradnja

Gržetić 22

Neprijatelji ozona u stratosferiNeprijatelji ozona u stratosferi

1 2 3

4 5 6

3

Gržetić 23

RavnoteRavnotežže između kiseonika i ozonae između kiseonika i ozonaOštećenje ozonskog omotača odnosi se na proces postepene razgradnje stratosfernogozona kao posledice remećenja ravnoteže između kiseonika i ozona (O2/O3) izazvane prisustvom atoma halogena, na primer, hlora u stratosferi. Na molekule kiseonika utiče intenzivna radijacija Sunca (hν) koja je na tim visinama značajna. To ima za posledicu stvaranje atoma kiseonika (radikala). Tako stvoreni atomi kiseonika vrlo su reaktivni i odmah reaguju sa drugim molekulima kiseonika proizvodeći ozon (O3). Ozon koji nastaje u ovom procesu je takođe izložen sunčevoj radijaciji koja može da razgradi molekul ozona na atom kiseonika i molekul kiseonika. Ovakve reakcije se obično nazivaju cikličnim reakcijama koje uvek uspostavljaju neku vrstu ravnoteže u funkciji od koncentracije kiseonika, ozona i intenziteta sunčevog zračenja. Ovaj proces se sastoji od tri reakcije (Tabela 1), a čitav ciklus se naziva Čapmanov (Chapman) ciklus.

Tabela 1. Čapmanov cikluis

M je bili koji učesnik koji ima određenu masu, na primer, molekuli azota ili kiseonika, čestice, gasovi u tragovima ili površine velikih objekata.

Gržetić 24

OksidOksidii azota u stratosferiazota u stratosferi►► Prirodno nagrađen oksid azota u stratosferi takođe ima bitan utiPrirodno nagrađen oksid azota u stratosferi takođe ima bitan uticaj na caj na

kolikoliččinu Oinu O22 i Oi O33 u stratosferi jer smanjuje koliu stratosferi jer smanjuje količčine ozona koji je nagrađen u ine ozona koji je nagrađen u stratosferi koja dostistratosferi koja dostižže nivo od svega 6 ppm. Ove reakcije su prikazane u e nivo od svega 6 ppm. Ove reakcije su prikazane u tabeli 2.tabeli 2.

►► Sve ove reakcije su ravnoteSve ove reakcije su ravnotežžne reakcije u stratosferi koje su se odvijale ne reakcije u stratosferi koje su se odvijale milionima godina jomilionima godina jošš od nastanka od nastanka oksidacijoneoksidacijone atmosfere na Zemlji. atmosfere na Zemlji. Prisustvo ozona u stratosferi je kljuPrisustvo ozona u stratosferi je ključčno za razvoj no za razvoj žživog sveta na kopnu jer ivog sveta na kopnu jer je ozon je ozon šštitio titio žživa biiva bićća od a od šštetnog ultravioletnog zratetnog ultravioletnog zraččenja (kratkotalasno enja (kratkotalasno zrazraččenje) koje inaenje) koje inačče ima e ima mutagenumutagenu momoćć i sposobnost da prouzrokuje i sposobnost da prouzrokuje kancinomekancinome raznih vrsta.raznih vrsta.

►► TabTabelaela 2. Rea2. Reakcijekcije azotovih oksidaazotovih oksida sa sa stratosfernimstratosfernim ozonomozonom

I Mehanizam II Mehanizam

Gržetić 25

Razaranje Razaranje stratosfernogstratosfernog ozonaozona►► HlorofluorougljeniciHlorofluorougljenici ((cchlorohloroffluoroluoroccarbonsarbons CFCCFC)), , su inertni molekuli koji se ne mogu su inertni molekuli koji se ne mogu

razgraditi u razgraditi u troposferitroposferi. Njihovo vreme . Njihovo vreme ““žživotaivota”” u atmosferi prelazi 100 godina tako da u atmosferi prelazi 100 godina tako da imaju sasvim dovoljno vremena da polako imaju sasvim dovoljno vremena da polako difundujudifunduju iz iz troposferetroposfere u stratosferu. U u stratosferu. U stratosferi su CFC izlostratosferi su CFC izložženi snaeni snažžnoj solarnoj radijaciji (pre svega UV zranoj solarnoj radijaciji (pre svega UV zraččenju) koja zbog enju) koja zbog ozonskog sloja ne moozonskog sloja ne možže da prodre do povre da prodre do površšine Zemlje. Ova radijacija CFC ine Zemlje. Ova radijacija CFC ččini ini fotohemijskifotohemijski aktivnim aktivnim ššto ima za posledicu stvaranje reaktivnih atoma hlora (radikala) to ima za posledicu stvaranje reaktivnih atoma hlora (radikala) i i molekula molekula hloroksidahloroksida ((ClOClO), gde oba ova produkta imaju sli), gde oba ova produkta imaju sliččna svojstva kao oksid azota, a na svojstva kao oksid azota, a i ponai ponaššaju se vrlo sliaju se vrlo sliččno kao on. Ubacivanjem atoma hlora i molekula no kao on. Ubacivanjem atoma hlora i molekula hloroksidahloroksida umesto umesto azotovog oksida u reakcije iz tabele 2 azotovog oksida u reakcije iz tabele 2 dobijajdobijaju u se dodatne reakcije koje opisuju proces se dodatne reakcije koje opisuju proces konverzije ozona u kiseonik. Posledica ovih reakcija je znakonverzije ozona u kiseonik. Posledica ovih reakcija je značčajan poremeajan poremeććaj ravnoteaj ravnotežže koja e koja je vekovima vladala u stratosferi između Oje vekovima vladala u stratosferi između O22 i Oi O33, stvara se O, stvara se O22 i smanjenja kolii smanjenja količčine Oine O33(Tabela 3). (Tabela 3).

►► TabTabelaela 33.. Razaranje Razaranje stratosfernogstratosfernog ozona pod dejstvom ozona pod dejstvom hlorofluorougljenikahlorofluorougljenika (CFC)(CFC)

I katalitički ciklus

Net Reaction: 2 O3→ 3 O2

Gržetić 26

Razaranje Razaranje stratosfernogstratosfernog ozonaozona►► Treba naglasiti da se hlor ponaTreba naglasiti da se hlor ponašša kao katalizator, nakon razaranja molekula a kao katalizator, nakon razaranja molekula

ozona atom hlora se oslobađa i spreman je za razaranje sledeozona atom hlora se oslobađa i spreman je za razaranje sledeććeg molekula eg molekula ozona. Svaki hlorni atom nastao ozona. Svaki hlorni atom nastao fotodekompozicijomfotodekompozicijom CFC u proseku CFC u proseku uuččestvuje u razaranju najmanje 1000 ozonovih molekula. estvuje u razaranju najmanje 1000 ozonovih molekula.

►► Pored prethodnog ciklusa poznata su joPored prethodnog ciklusa poznata su jošš tri ciklusa koji se odvijaju tri ciklusa koji se odvijaju homogenoj gasnoj fazi (Tabela 4) u okviru kojih se razara ozonovhomogenoj gasnoj fazi (Tabela 4) u okviru kojih se razara ozonov molekul. molekul.

►► TabTabelaela 44.. Dodatni Dodatni kakatlitikakatlitiččkiki procesi koji razaraju molekule ozonaprocesi koji razaraju molekule ozona

II katalitički ciklus

Gržetić 27

Razaranje Razaranje stratosfernogstratosfernog ozonaozonaTabela 4. (nastavak) Dodatni katalitički procesi koji razaraju molekule ozona

III katalitički ciklus

IV katalitički ciklus

Gržetić 28

Razaranje Razaranje stratosfernogstratosfernog ozonaozona►► Reakcije u homogenoj gasnoj fazi nisu dovoljne da se opiReakcije u homogenoj gasnoj fazi nisu dovoljne da se opišše nastanae nastanakk ogromne ozonske ogromne ozonske

rupe u stratosferi rupe u stratosferi AntartikaAntartika u ranim proleu ranim proleććnim mesecima. Hladne antarktinim mesecima. Hladne antarktiččke zime ke zime prouzrokuju da se prouzrokuju da se hipohlorastahipohlorasta kiselina (kiselina (HClOHClO) i oksid azota (NO) smrzavaju na ) i oksid azota (NO) smrzavaju na kristalima leda kristalima leda stratosfernihstratosfernih oblaka. Niz oblaka. Niz fotohemijskihfotohemijskih reakcija se zaporeakcija se započčinje inje ččim prvi zrak im prvi zrak sunca s prolesunca s prolećća padne na ove a padne na ove kristalekristale –– privremeno se razgrađuje sav prisutan ozon koji privremeno se razgrađuje sav prisutan ozon koji se mose možže zameniti samo prinosom ozona vetrovima e zameniti samo prinosom ozona vetrovima sasa toplijihtoplijih geografskih geografskih šširina. Ovdeirina. Ovde se se, , dakle, radidakle, radi o heterogenim reakcijama o heterogenim reakcijama (izm(između gasne i eđu gasne i ččvrste faze vrste faze –– ledenih kristala) koje ledenih kristala) koje su opisane u Tabeli 5. su opisane u Tabeli 5.

►► Vrlo reaktivne supstance i radikali se stvaraju tokom ovih heterVrlo reaktivne supstance i radikali se stvaraju tokom ovih heterogenih reakcija koji ogenih reakcija koji momentalno reaguju sa molekulima ozona i razaraju ih. Na ovaj namomentalno reaguju sa molekulima ozona i razaraju ih. Na ovaj naččin se interpretira in se interpretira fenomen privremenog pada koncentracije ozona svakog prolefenomen privremenog pada koncentracije ozona svakog prolećća u regionu a u regionu AntartikaAntartika..

Tabela 5. Heterogene hemijske reakcije koje produkuju agense koji potpomažu razaranje stratosfernogozona (kao u katalitičkim siklusimaI, II i III)

Gržetić 29

““OZONSKA RUPAOZONSKA RUPA”” Denbljina ozonskog omotača, odnosno sadržaj ozona u stratosferi meri se uz pomoćspecijalnog spekrofotometra, dobijeni podaci iskazuju u Dobsonovimjedinicama (DobsonUnit – DU). Sloj ozona debljine 0,01mm na temeperaturi od 0oC i pri pritisku od 1 bara definisan je kao 1 DU. Sloj od 3mm korespondira veličini od 300 DU.

OZONSKA RUPA OZNAČENA CRNOM BOJOM

Gržetić 30

PROMENE DEBLJINE PROMENE DEBLJINE SLOJA SLOJA OOZZONSKOG OMOTAONSKOG OMOTAČČAA

Promene koje prikazuje slika levo događaju se u toku samo jednog dana.

Gržetić 31

OZON NA SEVERNOM I OZON NA SEVERNOM I JUJUŽŽNOM POLUNOM POLU

►► Prema podacima koje je Prema podacima koje je prezentovalaprezentovala NASA koliNASA količčina, vreme i ina, vreme i pozicija istanjenog sloja ozona se stalno menjaju. Ozonsko pozicija istanjenog sloja ozona se stalno menjaju. Ozonsko istanjenjeistanjenje je intenzivnije iznad Juje intenzivnije iznad Južžnog pola (Antarktika) zbog ninog pola (Antarktika) zbog nižžih ih temperatura nego iznad Severnog pola (Arktika) . temperatura nego iznad Severnog pola (Arktika) .

►► VeVećću u istanjenostistanjenost na Juna Južžnom polu uzrokuju iskljunom polu uzrokuju isključčivo meteoroloivo meteorološške ke pojave. pojave.

►► Visoke planine i dugaVisoke planine i dugaččke obalne regije severne hemisfere ke obalne regije severne hemisfere (geografske karakteristike) su u interakciji sa pokretima vetrov(geografske karakteristike) su u interakciji sa pokretima vetrova a (meteorolo(meteorološške pojave) i tako kreiraju ogromne atmosferske vrtloge ke pojave) i tako kreiraju ogromne atmosferske vrtloge koji pomeraju vazdukoji pomeraju vazduššne mase u svom kretanju oko Zemlje. Ovi ne mase u svom kretanju oko Zemlje. Ovi vrtlovrtložžni talasi se formiraju u ni talasi se formiraju u troposferitroposferi (najni(najnižžem sloju atmosfere), em sloju atmosfere), gde proizvode zimske oluje i digde proizvode zimske oluje i dižžu se u visinu prebacujuu se u visinu prebacujućći svoju i svoju energiju u stratosferu. Energija iz ovakvih talasa zagreva energiju u stratosferu. Energija iz ovakvih talasa zagreva stratosferu sprestratosferu spreččavajuavajućći formiranje polarnih i formiranje polarnih stratosferskihstratosferskih oblaka oblaka koji su uslov za unikoji su uslov za unišštavanje ozonskog sloja potavanje ozonskog sloja poššto u sebi nose to u sebi nose "neprijateljske" supstance."neprijateljske" supstance.

Gržetić 32

Polarni Polarni stratosfernistratosfernioblaci na Juoblaci na Južžnom polu nom polu

(Antarktiku)Tanki oblaci sačinjeni od smeše leda, azotne kiselina i sumporne kiseline obično nastaju u polarnim delovima stratosfere gde temperatura pada ispod -88°C. U takvim polarnim stratosfernimoblacima u kontaktu sa hlornim jedinjenjima mogu se generisati aktivni oblici hlora koji negativno utiču na ozon. Lepe boje ovih oblaka su samo posledica difrakcije sunčeve svetlosti na kristalićima leda, ali sve ostalo u vezi sa ovim oblacima nije ništa dobro.

(Antarktiku)

Gržetić 33

Montrealski protokol daje rezultateMontrealski protokol daje rezultate

►► Svetska meteoroloSvetska meteorološška organizacija i Program UN za ka organizacija i Program UN za zazašštitu prirodne sredine su ovih dana saoptitu prirodne sredine su ovih dana saopšštili da tili da ćće se e se veliki delovi ozonskog omotaveliki delovi ozonskog omotačča nad Evropom, a nad Evropom, Severnom Amerikom i Azijom, na severnoj hemisferi, Severnom Amerikom i Azijom, na severnoj hemisferi, kao i na jugu Azije i Australije, Latinske Amerike i kao i na jugu Azije i Australije, Latinske Amerike i Afrike, obnoviti do 2049. godine, odnosno vratiti do Afrike, obnoviti do 2049. godine, odnosno vratiti do nivoa pre 1980nivoa pre 1980--tih. U izvetih. U izvešštaju ove dve međunarodne taju ove dve međunarodne institucije, u institucije, u ččijoj je izradi uijoj je izradi uččestvovalo oko 250 estvovalo oko 250 naunauččnika, naglanika, naglaššeno je da eno je da ćće obnavljanje ozonskog e obnavljanje ozonskog omotaomotačča nad Antarktikom, gde se nalazi jedna od a nad Antarktikom, gde se nalazi jedna od ozonskih rupa veliozonskih rupa veliččine Sjedinjenih ameriine Sjedinjenih američčkih drkih držžava, ava, verovatno trajati do 2065. godine.verovatno trajati do 2065. godine.