Distruzione dello strato di ozono cause, processo, conseguenze

IL Distruzione dello strato di ozono È causato dalla diminuzione dei livelli di molecole di ozono (o₃) Nella stratosfera terrestre, a causa del rilascio di gas inquinanti come CFC, solventi, alocarbonio, refrigeranti a propulsione, tra gli altri.

Questo buco nello strato di ozono è un pericolo per la vita sulla terra, poiché questo strato gassoso è lo scudo protettivo contro la radiazione ultravioletta. Lo strato di ozono (ozonosfera) è una striscia di gas di ozono (o₃) che si forma nella bassa stratosfera, alta circa 25 km.

Il foro dello strato di ozono nel 2006, con circa 27.5 milioni di km quadrati. Le aree blu e viola sono dove c'è meno ozono e il verde, il giallo e il rosso dove c'è più ozono.

L'ozono si forma quando la molecola di ossigeno si dissocia (o₂) Mediante l'azione della radiazione ultravioletta, generando due atomi di ossigeno. Successivamente, un atomo di ossigeno (O) viene fuso con una molecola di ossigeno (o₂), producendo o₃ (ozono).

Nel 1985 è stato scoperto un buco nello strato di ozono nel Polo Sud, che ha avuto origine durante la primavera meridionale (luglio-settembre). Gli scienziati hanno scoperto che la distruzione dell'ozono è una conseguenza dell'azione di alcuni gas emessi all'ambiente dalle attività umane.

La distruzione dello strato di ozono in proporzioni elevate ha sparato gli allarmi, promuovendo un accordo internazionale per agire sulle cause del fenomeno. Tra i principali gas distruttivi dello strato di ozono ci sono clorofluorocarbonati (CFC) e ossidi di azoto (NOX).

Durante il 1989 il protocollo di Montreal è entrato in vigore per ridurre l'uso di gas che degradano lo strato di ozono. Ciò ha portato al foro nello strato di ozono in Antartide per raggiungere la sua estensione minima nel 2019.

D'altra parte, nel gennaio 2011 è stato rilevato un piccolo buco nel Polo Nord, che è durato solo quel mese. Successivamente, nel marzo 2020, fu scoperto un altro buco di circa 20 milioni di km che era temporaneo.

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Cause di distruzione dello strato di ozono

È necessario iniziare dal fatto che l'ozono è una forma instabile di ossigeno, quindi si forma costantemente e si decompone di nuovo nell'ossigeno molecolare (o₂) e ossigeno libero (O). Ciò costituisce un delicato equilibrio che può essere influenzato da vari fattori.

- Emissione di gas distruttivi dello strato di ozono

La causa fondamentale della distruzione dello strato di ozono è l'emissione di gas industriali che dissociano l'ozono stratosferico. Questi gas includono clorofluorocarbonati (CFC) e ossidi di azoto (NOX), oltre ad altri come idrofluorocarburi (HFC).

Altri sono idrocarburi profumati (PFC) e Hexafluororo di zolfo (SF₆), Cloroformio metilico utilizzato nei processi industriali e nell'alon utilizzato negli estintori.

- Aumento dell'attività industriale

Attività industriale. Fonte: -Estormiz 08:22, 24 settembre 2006 (UTC) / Dominio Pub

La crescente industrializzazione in tutto il mondo non è solo responsabile dell'emissione di gas distruttivi dello strato di ozono; Ha anche effetti indiretti, perché colpisce i processi cruciali per il mantenimento dello strato di ozono, come la produzione di ossigeno inquinando le acque.

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D'altra parte, vengono generati altri gas che contribuiscono al riscaldamento globale, a parte coloro che danneggiano direttamente lo strato di ozono, che a sua volta colpisce i modelli di circolazione atmosferica che facilitano la formazione di fori nello strato di ozono.

- Agricoltura agrochimica

L'agricoltura attuale dipende molto dall'uso di sostanze chimiche che influenzano direttamente e indirettamente lo strato di ozono. Direttamente a causa dell'uso di pesticidi che sono distruttori dello strato di ozono come il bromide metilico.

Allo stesso modo, i fertilizzanti chimici contribuiscono alla generazione di ossidi nitrosi. Inoltre, generando indirettamente i processi di eutrofizzazione, la produzione di ossigeno nelle acque dolci e marine è ridotta.

- Mancata rispettare gli accordi internazionali

La preminenza degli interessi economici sul mantenimento dei saldi ecologici planetari è espressa in violazione degli accordi internazionali. Paesi industrializzati come gli Stati Uniti.Uu. e la Cina limita apertamente o nega il loro sostegno agli accordi volti a ridurre il riscaldamento globale sostenendo i loro interessi economici.

- Aumento dell'inquinamento ambientale e dell'alterazione degli ecosistemi

L'inquinamento ambientale in tutto il mondo provoca sia la distruzione dello strato di ozono direttamente e indirettamente.

- Modello di sviluppo economico

In termini generali, ciò che è alla base del problema della distruzione dello strato di ozono è il modello economico. Un modello basato sul crescente consumo di materie prime, nell'industrializzazione sfrenata, che genera elevata quantità di rifiuti.

Processi

La distruzione dello strato di ozono è prodotta dalla confluenza di una serie di fattori sia naturali che indotti dall'essere umano. L'elemento principale è l'emissione nell'atmosfera di vari gas che, quando interagiscono con l'ozono, lo decompongono.

Vortici atmosferici causati dallo sviluppo di aree a bassa pressione sui poli durante l'inverno Concentrati questi gas a basse temperature. I cristalli di ghiaccio che si formano nella massa di aria fredda e umida nella stratosfera forniscono la superficie per le diverse reazioni.

Quindi all'inizio della primavera l'intensificazione delle radiazioni solari guida le reazioni chimiche coinvolte nella distruzione dell'ozono.

Caso di clorofluorocarbonados (CFC)

Inizia quando i clorofluorocarbonati (CFC) sono fotodisociani, cioè si decompongono, prima dell'azione delle radiazioni ad alta energia ultravioletta. Questo produce atomi di cloro e altri alogeni.

Questi atomi di cloro quando interagiscono con l'ozono (o₃) causare la loro decomposizione quando si perde un atomo di ossigeno. Ciò si verifica dalla reazione della catena del ciclo di cloro così chiamato, in cui un atomi di atomo di ossigeno ozono:

Eliminazione dell'ozono da parte di CFCS. Fonte: ARTATOLEE/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/4.0)

Questo produce ossido di cloro (CLO) e diossigeno o ossigeno molecolare (o₂) e il CLO reagisce con un atomo di ossigeno, formando più diossigeno. Pertanto, l'atomo di cloro viene nuovamente rilasciato, ripetendo il ciclo e un singolo atomo di cloro è in grado di distruggere circa 100.000 molecole di ozono.

• Cl +O₃ → clo +o₂
• Clo +o₃ → Cl + 2 O₂

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La molecola CLO elimina un ossigeno dalla molecola di ozono e il cloro è libero di tornare al passaggio 1.

Caso di ossidi di azoto (NOX)

In questo caso è la reazione a catena del ciclo di azoto, con monossido di azoto (NO) che interagisce con l'ozono (o₃). Non cattura un ossigeno (o) dell'ozono (o₃ ), producendo biossido di azoto (no₂) e ossigeno molecolare (o₂).

Quindi, biossido di azoto (no₂) reagire con ossigeno libero (O) e monossido di azoto (NO) e ossigeno molecolare (o₂). In questo modo il ciclo continua a distruggere indefinitamente migliaia di molecole di ozono.

Foro nello strato di ozono: antartico e artico

Evoluzione del buco dell'ozono dal 1979 al 2016

Sebbene la distruzione dello strato di ozono si verifichi in tutta la stratosfera, il suo maggiore impatto è sui poli, in particolare nel Polo Sud. Mentre nei fori del polo nord si formano anche nello strato di ozono, sono meno frequenti e di durata più breve.

La base delle reazioni di degradazione dell'ozono è la formazione di nuvole stratosferiche di cristalli di ghiaccio. Queste nuvole si formano a temperature inferiori a -85 ºC, essendo quelle nell'Artico (Polo Nord) le temperature raramente scendono da -80 ºC.

Quindi in questa regione le nuvole stratosferiche sono di cristalli di triidrato di acido nitrico. Mentre l'Antartide (Polo Sud) è molto più freddo, con temperature di -90 ºC, formando i cristalli di ghiaccio.

Conseguenze del buco dell'ozono

La conseguenza fondamentale della distruzione dello strato di ozono è l'aumento delle radiazioni ultraviolette che riesce a penetrare nella terra. Questo a sua volta porta una serie di conseguenze negative per l'equilibrio ecologico e la vita sul pianeta.

- Radiazioni biologicamente dannose

La radiazione ultravioletta fa parte dello spettro elettromagnetico emesso dal sole e ha un'alta energia. Quell'energia così elevata deteriora le membrane cellulari e influisce anche mutazioni di generazione del DNA.

Il livello di danno che provoca dipende dall'intensità con cui raggiunge la superficie terrestre e dalla tolleranza di ogni organismo vivente. Questo danno va dalla distruzione del tessuto fogliare nelle piante, al cancro della pelle nell'uomo.

Nell'uomo produce anche invecchiamento prematuro, cataratta, ustioni solari e deprime il sistema immunitario. Ciò lo rende più suscettibile alle malattie, poiché questo è il sistema che distrugge virus, batteri e altri agenti perniciosi.

- Il riscaldamento globale

Quando lo strato di ozono viene distrutto, aumenta l'ingresso di radiazioni ultraviolette, con un alto valore di energia. Ciò provoca un maggiore riscaldamento planetario, che insieme alla riduzione della fuga del calore terrestre a causa dell'effetto serra, aumenta la temperatura media.

- Deterioramento dell'ecologia marina

Le radiazioni ultraviolette raggiungono gli strati d'acqua dell'oceano profondi che danneggiano il plancton che è la base principale delle reti alimentari marine. D'altra parte, il plancton è la principale fonte di ossigeno, quindi il ciclo di ossigeno viene alterato.

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Ciò genera un feedback negativo, poiché la riduzione dell'ossigeno influisce sulla formazione dello strato di ozono.

- Riduzione della fornitura di alimenti

La più alta incidenza del prodotto a radiazione ultravioletta della distruzione dello strato di ozono influisce negativamente sulla produzione agricola e del bestiame, nonché la produttività degli ecosistemi acquatici. Quindi colpisce la quantità di cibo disponibile, contribuendo alla fame nel mondo.

Soluzioni

Esistono diverse soluzioni per aumentare i livelli di ozono:

- Limitazione alla produzione e all'uso di gas distruttivi dello strato di ozono

La prima cosa è attaccare la causa immediata del deterioramento dello strato di ozono, cioè eliminare l'uso di gas che degradano l'ozono. Verso questo, i punti del protocollo di Montreal dal 1989, tuttavia è richiesta la sua estensione.

Proiezione di recupero dello strato di ozono. Fonte: dominio NASA / PUB

Questo perché i nuovi gas ad alto impatto non sono inclusi in detto protocollo, come gli ossidi di azoto.

- Degrado di potenzialmente distruttori dello strato di ozono

È stato sperimentato con l'uso di fonti di plasma a microonde per degradare i gas che influenzano lo strato di ozono. Applicando questa tecnica, il gas Freón HFC-134A è stato decomposto nell'84%, diventando fumo, idrogeno e fluoro.

- Recupero e riciclaggio

Un'altra soluzione è l'implementazione di sistemi che consentano di recuperare e riciclare quei gas che influenzano lo strato di ozono.

- Iniezione di ozono stratosferico

Sebbene alcuni qualifichino questa proposta come utopica, si propone di produrre e iniettare ozono fresco sulla stratosfera al fine di compensare le loro perdite.

- Tecnologie alternative

Un modo per affrontare il problema è lo sviluppo di varianti tecnologiche che non richiedono potenzialmente distruttori dello strato di ozono. Ciò merita la ricerca di nuove tecnologie in settori come il raffreddamento, il trasporto, gli estintori, il controllo agricolo dei parassiti e la diversità dei processi industriali.

- Protezione degli ecosistemi

Particolarmente rilevante è la riduzione dell'inquinamento marino e la perdita di foreste, a causa dell'effetto negativo sul ciclo dell'ossigeno.

- Modello di cambio di sviluppo

È essenziale implementare un modello di sviluppo sostenibile, che riduce la dipendenza da combustibili fossili e la generazione di rifiuti.

Riferimenti

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