Высоко над нашими головами, в стратосфере, на высоте 19-48 км планета окружена озоном. Это разновидность кислорода. Если молекула кислорода в воздухе состоит из двух атомов кислорода, соединенных вместе – O2, то молекула, которая имеет три атома, обозначена формулой озона – O3. Его создает солнечный свет. Когда ультрафиолетовые лучи от Солнца проходят сквозь атмосферу, они разрушают обычные двухатомные молекулы кислорода. Каждый освобожденный атом присоединяется к соседнему О2. Так образовывается химическая формула озона – O3.
Что собой представляет озон?
Открыли впервые этот газ французские физики Фабри и Бьюиссон. Ими в 1913 г. было определено, что солнечные лучи с длиной волны от 200 до 300 нм активно поглощаются атмосферой Земли. Термин «озон» в переводе с греческого значит «ароматный», «душистый». Все знают характерный запах этого газа, возникающего после грозы. Кислород присутствует в атмосфере в трех аллотропических формах: О2 – молекулярном, О – атомарном и О3 – формула озона, которая получается при химическом соединении первых двух.
Свойства газа
Озоновый слой достаточно тонкий, практически незаметный. Если бы все молекулы этого газа, которые занимают 29 км космоса, объединились в единый твердый шар, его толщина занимала бы лишь третью часть сантиметра. Некоторое количество озона находится в воздухе над поверхностью Земли. Когда автомобильные выхлопные газы или смог выбрасываются в воздух, солнечный свет, вступая в реакцию с химическими элементами выбросов, образовывает озон. Особенно ощущается он в жаркий день, в наполненном смогом воздухе, ведь он достигает угрожающего здоровью уровня. Формула вещества озона физически непостоянна, и при концентрации его в воздухе более 9% газ взрывается, поэтому его хранение возможно лишь при низких температурах. При охлаждении до -111,90С газ превращается в жидкость.
Избыток озона
Человек не может жить в чистом кислороде, ему полезно малое количество озона в атмосфере, но чрезмерная концентрация его может быть смертельно опасной. Вдыхать его не нужно, потому что эта форма кислорода может повредить легкие. Спортсмены, которые вдыхают большое количество воздуха, насыщенного озоном, могут жаловаться на тяжесть и боль при вдохе. Деревья и растения, растущие вдоль шоссе, где воздух насыщен выхлопными газами, тоже страдают от избытка озона. Такая характеристика этого газа над самой поверхностью земли. Природное его содержание (одна часть его на десятки миллионов остальных частей воздуха) принимает участие в окислительных процессах, которые происходят на клеточном уровне в человеческом организме. В формуле озона выступает в качестве окислителя только один атом кислорода, а два оставшихся выделяются в виде свободного кислорода.
Полезные свойства
При применении полностью очищенного воздуха в помещениях, исследователи заметили рост количества заболеваний людей, находящихся в них. Причина оказалась простой – отсутствие озона в очищенном воздухе привело к расстройствам в организме. Регулярные незначительные дозы газа полезны и для профилактики болезней.
В чем заключается эффект газа? Учитывая результаты проведенных опытов, ученые пришли к выводу, что озон приводит к уничтожению почти всех имеющихся в природе вирусов, бактерий, простейших, а также плесени и дрожжевого грибка. За несколько минут малая порция (формула озона О3) в литре воздуха обезвреживает все опасные для человека вещества. Ведь озонирование – это природный процесс, обычный для организма. Даже в комнате озон освежает воздух, практически убирает риск заражения болезнями, которые переносятся воздушно-капельным путем, обезвреживает дым, пыль и аллергены, соединения тяжелых металлов и другие вредные для человека компоненты воздуха. Разлагаясь на воду, кислород и углекислый газ, эти соединения лишаются токсичности, убираются неприятные запахи. Учитывая формулу озона в химии, его высокая способность к окислению все шире применяется для обеззараживания воздуха и воды для питья.
Слой, находящийся на расстоянии 20 километров над поверхностью Земли, на самом деле защищает наше здоровье тем, что поглощает ультрафиолетовые лучи. Он действует как фильтр, охраняя Землю от вредного ультрафиолетового излучения. Без защитного слоя жизнь на планете была бы невозможна. Доказано, что растительный и животный мир появился на Земле лишь тогда, когда образовался мощный щит, ограждающий ее от солнечной радиации. Ультрафиолет помогает коже приобрести красивый загар, но, в то же время, он выступает главным виновником солнечных ожогов и причиной рака кожи.
Озоновая дыра
В 70-х годах ученые, изучающие озоновый слой над планетой, выяснили, что химикаты, применяемые в холодильниках, кондиционерах и аэрозолях, могут уничтожать озон. Газы поступают в воздух при каждом случае ремонта этих приборов или при распылении различных аэрозолей. По мнению ученых, вредные газы, в конце концов, достигают молекул озона. При этом солнечная радиация освобождает из хлористо-фтористых углеводородов хлор, который разрушает структурную формулу озона, превращая его в обычный кислород. Таким образом, разрушается защитный слой. Еще через 15 лет британские ученые сделали потрясающее открытие: огромная дыра в озоновом слое разместилась над Антарктидой. Эта дыра появляется каждой весной и достигает размеров примерно территории США. Когда меняется направление ветра в связи со сменой времен года, дыра вновь наполняется озоновыми молекулами. При этом некоторое количество молекул заполняет дыру, а в других частях слой газа становится тоньше.
Чем грозит уменьшение защитного слоя?
Зимой 1992 года озоновый слой над Европой и Канадой стал тоньше на 20%. В тех местностях, где этот слой недостаточно плотный и не способен отфильтровать сильное излучение, очень заметно возрастает количество заболеваний раком кожи. Над самой Антарктидой ученые зафиксировали крайне высокий уровень одноокиси хлора, который образовывается в результате разрушения хлором озона. Исследователи подсчитали, что потеря всего 1% защитного слоя приводит к росту попадания на Землю ультрафиолетового излучения на 2%, а вместе с этим на 3-6% возрастает количество заболеваний раком кожи. Ультрафиолетовое излучение разрушает также иммунитет организма, делая человека более беззащитным перед инфекциями. Ультрафиолет может повреждать клетки всех растений, от злаков до деревьев.
Так как озоновый слой удерживает тепло, при его уменьшении воздух на этой широте охлаждается, меняя ветры и погоду в мире. Трудно предсказать, какое влияние окажет истощение слоя на климат в дальнейшем, ученые прогнозируют высушивание природных зон, утрату части растительности и недостаточное количество продуктов питания, если проблема уничтожения этого газа не будет решена. Даже при прекращении человеческой деятельности, влекущей за собой выбросы газов, которые разрушают защитный слой, ему бы понадобилось не менее 100 лет для возвращения к предыдущему уровню.
