Representación esquemática de la estructura vertical de la atmósfera

0

10

20

30

40

50

-80 -60 -40 -20 0 20 40

T (oC)

altu

ra (k

m)

Tropopausa

Estratopausa

TroposferaCapa de mezcla

EstratosferaCapa de Ozono (10-20 ppmv)

Importancia del Ozono en la estratosfera

El Ozono de la estratosfera absorbe radiación UV – B (290-320 nm) y UV–C (250-290 nm) emitidas por el sol

Riesgos sanitarios :Cáncer de pielProblemas oculares (cataratas,....)Supresión el sistema inmunológico

Riesgos ambientales :Destrucción del fitoplanctonDaños en la vegetación y organismosCambios en la temperatura de la estratosfera

Reacciones de formación y destrucción del ozono

FORMACIÓN

O2 + hν O + O

O2 + O O3

DESTRUCCIÓN

O3 + hν O2 + O (Fotodisociación)

O3 + O O2 + O2 (reacción con oxígeno atómico)

3O2 2O3

2O3 3O2

Destrucción catalítica del ozono

O3 + X XO + O2

XO + O3 X + 2 O2

2O3 3O2

O3 + X XO + O2

XO + O X + O2

O + O3 2O2

X = NO, OH Cl, Br

Principales agentes químicos y su contribución a la destrucción del ozono de la estratosfera

Agente Químico Emisión

(103 Tm/año)

Conc. atmos. (pptv)

Vida media atmos. (años)

Aplicaciones Potencial destrucción O3

CFC-11 (CFCl3) 260 270 76 Refrigerantes, espumas, aerosoles

1.0

CFC-12 (CF2Cl2) 450 460 139 Acondicionadores aire, espumas, refrigerantes, aerosoles

3.0

CFC-113 (CFCl2CF2Cl) 150 65 92 Disolventes 1.3

Tetracloruro carbono 75 110 67 Disolvente 0.35

Tricloroetano 520 135 8 Disolvente 0.024

Bromuro de metilo 60 15 1.5 Fumigante -----

HCFC-22 (CHF2Cl) 220 110 15 Refrigerante, acondicion. aire 0.35

Halon 1301 (CF3Br) 3 3 110 Extinción fuego, fumigante ----

Halon 1211 80 2 25 Refrigerante, espumas ----

Cloruro metilo ------ 600 1.5 ----- -----

Datos de emisión de 1985. Datos concentración de 1990.Vida media corresponde al tiempo en el que se eliminan de la atmósfera dos tercios del compuestoReferencia: EPA, 1985. World Meteorological Organization Global Ozone Research and Monitoring Project Reports 20 (1989) y 25 (1991)

Circulación del viento sobre la Antártica en invierno y principios de primavera

Vórtice Polar

Masa de aire fría (hasta –93 oC)

Nubes estratosféricas polares (PSC)

Destrucción de los clorofluorocarbonos

Trosposfera

CCl2F2

(10 Mt-Cl)

EstratosferaCCl2F2 + UV (< 220 nm)Cl + CClF2 (1 Mt-Cl)

Emisiones Industriales

0.06 Mt-Cl/año

“Agujero de Ozono” en la Antártica

REACCIONES DE DESTRUCCIÓN CON CLORO

Cl + O3 ClO + O2

ClO + O Cl + O2

O3 + O O2 + O2

OTRAS REACCIONES DE INTERÉS (PSC)

ClO + NO2ClONO2

H2O + ClONO2 HOCl + HNO3 (catálisis sobre el hielo)

GENERACIÓN DEL AGUJERO DE OZONO

HOCl + hν Cl + OHCl + O3 ClO + O2

HO + O3 H2O + O2

ClO + H2OHOCl + O2

PARO DE LA REACCIÓN CATALÍTICA

HNO3 OH + NO2

NO2 + ClOClONO2

“Agujero de ozono”

Concentraciones de ozono y óxido de cloro sobre la Antártica a 18 km de altitudA, 23 Agosto 1987B, 21 Septiembre 1987

A

B

Cambios de la concentración de ozono desde 1969 a 1986.Tres bandas latitudinales en el Hemisferio Norte

Tratados internacionales para el control de las emisiones de clorofluorocarbonos a la atmósfera

Protocolo de Montreal (1987) Reducción de los niveles de producción en 1986

20 % en 1995 50 % en 2000

Enmienda Londres (1990) 100% reducción en el año 2000

Enmienda Copenhague (1992) Freones, tetracloruro de carbono, tricloroetano

100% reducción en 1996 Halons 100% reducción en 1994

World Meteorological Organization, 1990

Tendencias futuras

Total eliminación en año 2000

Máxima concentración en la troposfera en año 2010

Máxima concentración en la estratosfera en año 2015-2020