In the paper, considerations on the destruction process of the stratospheric ozone by substances emitted by anthropogenic pollution sources and which reach in the stratosphere by transport from the troposphere are presented. In the stratosphere, the lifetime of these substances is less than in the troposphere. This time was calculated for the main substances which destroy ozone layer. In the same time are analysed the factors determining the natural variation of stratospheric ozone concentrationozone layer, ultraviolet, stratosphere, Antarctic , stratospheric clouds,photolysis, lifetime.

Georgeta CUCULEANU

Romanian

Research Papers in Economics

Management Management Management Management    
 
 
 
 
Vol.12, Nr. 1/2009           Economia seria Management 
 
216 
 
 
Ozone layer protection, 
major objective of the world 
 
Protecţia stratului de ozon, 
obiectiv prioritar al omenirii 
 
 
 
Professor Georgeta CUCULEANU., Ph.D. 
The Bucharest Academy of Economic Studies, Romania 
e-mail: georgeta.cuculeanu@man.ase.ro 
 
 
 
Abstract 
In the paper, considerations on the destruction process of the stratospheric ozone 
by  substances  emitted  by  anthropogenic  pollution  sources  and  which  reach  in  the 
stratosphere  by  transport  from  the  troposphere  are  presented.  In  the  stratosphere,  the 
lifetime of these substances is less than in the troposphere. This time was calculated for the 
main  substances which  destroy  ozone layer. In the  same time  are analysed the factors 
determining the natural variation of stratospheric ozone concentration 
 
Keywords: ozone layer, ultraviolet, stratosphere, Antarctic , stratospheric clouds, 
photolysis, lifetime 
 
 
  Rezumat 
În  lucrare  se  prezintă  consideraţii  asupra  procesului  de  distrugere  a  ozonului 
stratosferic  de  către  substanţe  emise  de  surse  antropice,  ce  ajung  în  stratosferă  prin 
transport din troposferă. În stratosferă timpul de viaţă al acestor substanţe este mult mai 
mic  decât  în  troposferă.  Acest  timp  a  fost  calculat  pentru  principalele  substanţe  care 
distrug stratul de ozon. Totodată sunt analizaţi factorii care determină variaţia naturală a 
concentraţiei ozonului stratosferic. 
 
Cuvinte-cheie:  strat  de  ozon,  ultraviolete,  stratosferă,  Antartica,  nori 
stratosferici, fotoliza, timp de viaţă 
JEL Classification: O33, Q51, Q53 
 
 Management Management Management Management    
 
 
 
 
Economia seria Management        Vol.12, Nr. 1/2009 
 
217 
Introducere 
 
rotejarea  stratului  de  ozon  este  de  o  mare  importanţă  pentru 
existenţa  vieţii  pe  planeta  noatră.  De  aceea,  la  16  septembrie, 
începând  din  1995,  se  aniversează  Ziua  Internaţională  pentru 
Protecţia  stratului  de  ozon.  Ea  a  fost  stabilită  de  către  Adunarea  Generală  a 
Naţiunilor Unite prin rezoluţia 49/114 din 19 decembrie 1994, pentru a comemora 
data din 1987, când a fost semnat Protocolul de la Montreal asupra substanţelor 
care distrug stratul de ozon (Cuculeanu, 2008). 
  Încă  din  1970,măsurătorile  efectuate  pentru  determinarea  cantităţii  de 
ozon, au înregistrat scăderi ale acestuia. Ca urmare, oamenii de ştiinţă au iniţiat 
întâlniri  internaţionale  sub  egida  Naţiunilor  Unite  şi  Organizaţiei  Mondiale  a 
Meteorologiei, care au dus la adoptarea  Convenţiei de la Viena pentru Protecţia 
stratului  de  ozon,  în  1985,  şi  a  Protocolului  de  la  Montreal,  urmat  de 
Amendamentele sale. În tratatele încheiate sunt precizate substanţele care distrug 
stratul de ozon şi programele de control legal şi interzicere a acestora. Prevederile 
din tratate sunt revizuite periodic pe baza evaluărilor ştiinţifice şi tehnologice ale 
momentului. 
 
Stratul de ozon 
 
  În  atmosferă,  ozonul  se  găseşte  distribuit,  în  principal,  între  troposferă 
(~10%)  şi  stratosferă  (~90%),  având  un  maxim  la  altitudinea  de  aproximativ  
23 km, în regiunea latitudinii medii. El se formează prin reacţia: 
 
O2 + O +M → O3 +M 
 
unde  M  poate  fi  O2,  N2  sau  un  alt  gaz  şi  asigură  energia  necesară  reacţiei, 
neparticipând  la  ea.  În  troposferă  oxigenul  atomic  necesar  reacţiei  provine  din 
fotoliza dioxidului de azot, pe când în stratosferă din fotoliza oxigenului. 
  Ozonul  troposferic  este  un  poluant  şi  se  formează  în  urma  reacţiilor 
fotochimice  ale  oxizilor de  azot,  gazelor  de eşapament  şi  vaporilor  de apă;  are 
acţiune toxică asupra sistemelor vii şi este un component esenţial al smog-ului din 
marile oraşe. 
  Ozonul stratosferic are rol protector asupra vieţii de pe planeta noastră, 
deoarece absoarbe total radiaţia ultravioletă letală (UV-C), cu lungime de undă mai 
mică  decât  285  nm,  şi  cea  mare  parte  din  radiaţia  ultravioletă  B  (UV-B),  cu 
lungimea  de  undă  cuprinsă  între  285  şi  320nm.  O  cantitate  mare  de  UV-B 
reprezintă un factor de risc, deoarece creşte probabilitatea apariţiei cancerului de 
piele,  a  cataractei,  slăbeşte  rezistenţa  sistemului  imunitar,  reduce  producţia 
piscicolă,  recoltele  şi  rezistenţa  multor  materiale,  are  efecte  adverse  asupra 
animalelor şi pune în pericol ecosistemele oceanice. 
P Management Management Management Management    
 
 
 
 
Vol.12, Nr. 1/2009           Economia seria Management 
 
218 
  În stratosferă are loc un proces natural şi continuu de formare şi distrugere 
a ozonului, datorită fotodisocierii oxigenului molecular şi ozonului sub acţiunea 
radiaţiei ultraviolete, (Jacobson, 1999), (Stefan, 2004). 
 
Formarea decurge după reacţiile: 
 
O2+ hυ → O+O  
O2 + O +M → O3 +M 
 
iar distrugerea după reacţiile: 
 
O3+ hυ → O2+O  
 
O3+ O → 2O2  
 
  Regiunea  din  stratosferă  în  care  se  desfăşoară  acest  proces  este  numită 
stratul de ozon. 
  Grosimea  stratului    de  ozon  este  variabilă,  depinzând  de  latitudine  şi 
anotimp (Jacobson, 1999). Astfel:  
￿  în  regiunea  ecuatorială,  grosimea  este  minimă  tot  timpul  anului, 
datorită mişcărilor ascendente ale aerului sărac în ozon, care determină deplasarea 
orizontală,  către  poli,  a  aerului  bogat  în  ozon;  concentraţia  ozonului  în  această 
regiune este de 260 ÷ 280UD (Jacobson, 1999);  
￿  în emisfera nordică, primăvara în luna martie, grosimea este maximă în 
zona  Polului  Nord,  datorită  mişcărilor  descendente  ale  aerului  de  deasupra  sa; 
concentraţia ozonului, în apropiere de 60º latitudine nordică este de aproximativ 
430UD. La aceeaşi latitudine, în luna octombrie, concentraţia ozonului scade la 
300 UD (Jacobson, 1999); 
￿   în emisfera sudică, în timpul primăverii australe, grosimea variază în 
funcţie de regiune: în regiunea Polului Sud este minimă, iar în regiunea subpolară 
(60ºS) maximă. Variabilitatea se datorează unor condiţii meteorologice specifice 
zonei Antarctice – temperaturi scăzute de (-90º÷-80º)C în timpul iernii australe şi 
prezenţa unui vortex polar, ce este o bandă de vânturi puternice care înconjoară 
Antarctica  (Jacobson,  1999),  (INMH,  2009),  asociate,  în  ultimele  decade  ale 
secolului  trecut,  cu  contribuţii  antropice.  Vortexul  polar  împiedică  pătrunderea 
aerului  cald  din  afara  regiunii  de  deasupra  Antarcticii.  Aceste  condiţii 
meteorologice  se  datorează  oceanului  ce  înconjoară  Antarctica,  care  este  teren 
solid.  Contribuţiile  antropice  sunt  emisiile  de  compuşi  ai  clorului 
(clorofluorocarboni)  şi  bromului  (haloni)  care,  prin  mişcările  aerului,  ajung  din 
troposferă în stratosferă. Concentraţia ozonului de deasupra Antarcticii, în timpul 
primăverii  australe  (septembrie  –  noiembrie)  este,  în  ultimele  decade,  de 
aproximativ 200UD, uneori cu mult mai mică.  Management Management Management Management    
 
 
 
 
Economia seria Management        Vol.12, Nr. 1/2009 
 
219 
La 60º latitudine sudică, în acelaşi anotimp, grosimea stratului de ozon este 
maximă  datorită  mişcării  descendente  a  aerului  la  marginea  vortexului  polar; 
concentraţia ozonului în această regiune este de 370 UD(Jacobson, 1999). 
  Temperaturile foarte scăzute care se ating în interiorul vortexului polar, în 
timpul  iernii  australe,  determină  apariţia  norilor  stratosferici  polari  (Jacobson, 
1999), (INMH, 2009), care sunt:  
•  nori stratosferici polari de tipul I, formaţi din cristale mici ce conţin 
acid  azotic,  hidratat  şi  nehidratat,  vapori  de  apă  subrăciţi  şi  acid 
sulfuric;  ei  apar  la  o  temperatură  de  aproximativ  -80ºC.  Diametrul 
cristalelor este cuprins între 0,01 şi 3µm, iar concentraţia lor este de cel 
mult un cristal pe cm
3 de aer. Aceşti nori sunt predominanţi (90%). 
•  nori stratosferici polari de tipul II, formaţi din cristale de apă pură ce 
apar  la  o  temperatură  de  aproximativ  -90ºC.  Diametrul  cristalelor 
variază  între  1  şi  100µm,  iar  concentraţia  lor  este  de  cel  mult  
0,1 cristale pe cm
3 de aer. 
Pe suprafaţa cristalelor norilor stratosferici difuzează şi sunt absorbite gaze: 
oxizi de azot, compuşi de clor şi compuşi de brom.Originea lor este troposferică şi 
ajung în stratosferă prin mişcările ascendente ale aerului. O parte din oxizii de azot 
sunt emişi direct în stratosferă de avioane. Compuşii de clor şi brom sunt emişi în 
proporţie de 82% de surse antropice şi 18% de surse naturale (oceanul, vulcanii). 
Dintre compuşii de clor predomină CF2CL2 (CFC-12) cu 28%, CFCL3 (CFC-11) cu 
23%, tetraclorura de carbon cu 12%, metilcloroformul cu 12% şi clorura de metil 
cu 15%, emisă de ocean, ca şi bromura de metil (Jacobson, 1999). 
Odată  cu începerea  zilei  polare  australe,  gazele difuzate  şi  absorbite pe 
cristalele  norilor  sunt  supuse  fotolizei  de  către  radiaţia  ultravioletă,  punând  în 
libertate specii active de azot, clor şi brom, care iniţiază cicluri de reacţii mari 
consumatoare de ozon. Oxidul de azot determină lanţuri de reacţii cu o lungime de 
10
5;  pentru  clor  lungimea  ciclurilor  de  reacţii  creşte  de  la  10,  în  stratosfera 
inferioară la 1000 în stratosfera medie şi superioară; în cazul bromului lungimea 
ciclurilor de reacţii creşte de la 100, la altitudinea de 20 km, la 10
4 la altitudinea de 
(40 ÷ 50) km (Jacobson, 1999). 
În  stratosfera  medie  şi  superioară,  timpul  de  viaţă  mediu  al  acestor 
substanţe este cu mult mai mic decât în troposferă. În Tabelul 1, este dat timpul de 
viaţă  mediu  al  principalelor  substanţe  care  contribuie  la  distrugerea  ozonului 
stratosferic. El a fost calculat plecând de la coeficienţii de fotoliză din (Jacobson, 
1999), (Atkinson s.a., 1997), (DeMore s.a., 1997). Din acest tabel se constată că în 
troposferă clorofluorocarbonii au timpul de viaţă de miliarde de ani, pe când în 
stratosferă  de  ordinul  zilelor.  Hidroclorofluorocarbonii  sunt  mai  stabili  decât 
clorofluorocarbonii atât în troposferă, cât şi în stratosferă. Compuşii oxigenaţi ai 
clorului şi bromului au timp de viaţă mic în toată atmosfera. 
 
 Management Management Management Management    
 
 
 
 
Vol.12, Nr. 1/2009           Economia seria Management 
 
220 
Timpul de viaţă mediu al principalelor substanţe  
care contribuie la distrugerea stratului de ozon 
 
Tabel 1 
Altitudinea (km) 
0  25   
 
 
Substanţa  Coeficientul 
de fotoliza 
(s
-1) 
Timpul 
mediu 
de viaţă 
Coeficientul 
de fotoliza 
(s
-1) 
Timpul 
mediu  
de viaţă 
λ/ 
(µm) 
O3 + hυ → Ō+ O2  5,08⋅10
-5  5,468 ore  1,13⋅10
-4  2,458 ore  < 0,310 
O3 +  hυ → O + O2  4,17⋅10
-4  39,968 min  4,95⋅10
-4  33,67 min  >0,310 
H2O +   hυ → OH + H  0  ∞  6,61⋅10
-11  479,72 ani  < 0,210 
H2O2 +   hυ → 2OH  7,72⋅10
-6  1,5 zile  1,18⋅10
-5  23,54 ore  < 0,355 
NO2 +   hυ →NO + O  8,82⋅10
-3  1,89 min  1,24⋅10
-2  1,344 min  < 0,420 
N2O +   hυ →N2 + O  1,81⋅10
-23  4,2⋅10
16ani
  2,49⋅10
-8  1,28 ani  < 0,240 
HO2NO2+ hυ→HO2+ NO2  3,68⋅10
-6  3,145 zile  1,14⋅10
-5  1,015 zile  < 0,330 
HO2NO2+ hυ →OH+ NO3  1,84⋅10
-6  6,29 zile  5,67⋅10
-6  2,042 zile  < 0,330 
HNO3+  hυ → OH +  NO2  8,23⋅10
-7  14,063 zile  5,61⋅10
-6  2,063 zile  < 0,335 
HCl+   hυ →H + Cl  9,25⋅10
-24  3,43⋅10
15 ani  2,13⋅10
-8  1,489 ani  < 0,220 
ClOO +   hυ  → ClO + O  2,81⋅10
-16  11,28 ⋅10
7ani  6,22⋅10
-8  186,1 zile  < 0,280 
OClO +   hυ  →ClO + O  9,89⋅10
-2  10,11 sec  1,36⋅10
-1  7,353 sec  < 0,450 
ClO +   hυ → Cl + O  4,06⋅10
-5  6,842 ore  1,3⋅10
-4  2,137 ore  < 0,305 
HOCl +   hυ → OH+Cl  2,59⋅10
-4  1,073 ore  4,18⋅10
-4  39,872 min  < 0,375 
ClONO2+ hυ → Cl + NO3  4,75⋅10
-5  5,848 ore  6,22⋅10
-5  4,466 ore  < 0,40 
Cl2O2+  hυ→ Cl + ClOO  1,21⋅10
-3  13,775 min  2,02⋅10
-3  8,25 min  < 0,36 
ClNO2+ hυ→ Cl + NO2  3,94⋅10
-4  42,3 min  6,5⋅10
-4  25,64 min  < 0,372 
CH3Cl+ hυ → Cl +CH3O2  2,26⋅10
-24  1,403⋅10
16ani  1,31⋅10
-8  2,42 ani  < 0,220 
CH3CCl3 + hυ→3Cl  5,12⋅10
-22  0,62⋅10
14ani  7,2⋅10
-7  16,075 zile  < 0,240 
CCl4+ hυ →Cl+CCl3  2,12⋅10
-21  1,496⋅10
13ani  8,51⋅10
-7  13,6 zile  < 0,250 
CFCl3+ hυ → Cl+CFCl2  4,34⋅10
-22  7,306⋅10
13ani  5,1⋅10
-7  22,7 zile  < 0,250 
CFCl2CF2Cl+ hυ →  
Cl+ CFCl2CF2 
2,63⋅10
-23  1,206⋅10
15ani  8,78⋅10
-8  131,823 zile  < 0,230 
CF2Cl2 +  hυ →  
Cl+  CF2Cl 
1,65⋅10
-23  1,922⋅10
15ani  4,6⋅10
-8  251,61 zile  < 0,226 
CF2ClH +  hυ →  Cl  3,04⋅10
-27  1,043⋅10
19ani  5,68⋅10
-10  55,827 ani  < 0,205 
BrO + hυ→ Br + O  3,82⋅10
-3  4,363 min  5,88⋅10
-3  2,834 min  < 0,375 
HOBr +  hυ  → Br + OH  6,12⋅10
-4  27,233 min  9,05⋅10
-4  18,416 min  < 0,48 
CH3Br+  hυ  → 
CH3O2+Br 
3,97⋅10
-21  7,987⋅10
12ani  1,13⋅10
-6  10,243 zile  < 0,26 
BrONO2 + hυ →  
Br + NO3 
1,06⋅10
-3  15,72 min  1,61⋅10
-3  10,352 min  < 0,39 
BrCl+ hυ → Br + Cl  4,61⋅10
-3  3,61 min  5,88⋅10
-3  2,835 min  < 0,57 
Ō – atom de oxigen excitat 
 
 Management Management Management Management    
 
 
 
 
Economia seria Management        Vol.12, Nr. 1/2009 
 
221 
Începând din anul 1980, în fiecare an s-au înregistrat în Antarctica valori 
ale concentraţiei ozonului din ce în ce mai scăzute în perioada primăverii australe, 
ceea ce a dus la apariţia „găurii de ozon”, ce reprezintă scăderea cu mai mult de o 
treime a cantităţii totale de ozon, concentraţia sa ajungând până la valori de circa 
200 UD. Suprafaţa  „găurii de ozon” a crescut anual de la 20⋅10
6km
2, în anul 1980, 
la 23⋅10
6km
2 în 1994, şi depăşind 26⋅10
6km
2 în 1998, când concentraţia ozonului 
a scăzut până la 97 UD (Jacobson, 1999), (INMH, 2009). 
 
 
 
Până în 1992, cea mai avansată degradare a stratului de ozon s-a produs la 
altitudini cuprinse între 14 şi 18 km; începând din acest an degradarea ozonului s-a 
extins  între  12  şi  24km  (Jacobson,  1999).  Măsurătorile  efectuate  în  zonă,  din 
sateliţi şi avioane, au arătat existenţa unor concentraţii mari de clor şi brom care 
provin, predominant, din emisiile de compuşi ai acestora la sol. 
Înainte ca stratosfera Antarcticii să fie afectată de clorofluorocarbonii şi 
halonii antropici, cantitatea de ozon din primăvara australă era cu (30 – 40)% mai 
scăzută decât cea din primăvara artctică (INMH, 2009). Această diferenţă provine 
din deosebirile geografice ale celor două regiuni cu implicaţii meteorologice. În 
regiunea Polului Nord, geografia este aproape opusă celei din regiunea Antarcticii; 
stratul de gheaţă, aflat pe apă, este înconjurat de o cantitate mică de apă, după care 
se află teren solid (America de Nord, Europa, Asia). De aceea, stratosfera arctică 
este mult mai caldă şi mai dinamică, iar condiţiile de formare a norilor stratosferici 
polari sunt reduse. Ei apar mai rar şi de scurtă durată. Ca urmare, scăderea ozonului 
în Artica este mult mai mică decât în Antarctica (Jacobson, 1999), (INMH, 2009), 
(Situaţia ozonului, 2009).  Management Management Management Management    
 
 
 
 
Vol.12, Nr. 1/2009           Economia seria Management 
 
222 
Potrivit  informaţiilor  Organizaţiei  Mondiale  a  Meteorologiei,  între  anii 
1979  şi  1994  între  latitudinile  60
0N  şi  60
0S  stratul  de  ozon  s-a  micşorat  cu 
aproximativ (4÷4,5)%; în apropierea ecuatorului pierderea de ozon a fost de 2%, 
iar la latitudini mediii de 5% (Jacobson, 1999). 
 
 
 
La latitudini nordice medii, scăderea concentraţiei ozonului total s-a produs 
încă din anul 1970, după cum arată măsurătorile efectuate la staţia elveţiană Arosa; 
cauza  este  aceeaşi,  creşterea  emisiilor  de  oxizi  de  azot,  clorofluorocarboni  şi 
haloni. Reprezentarea grafică a valorilor de la Arosa este dată în Figura 1, unde se 
remarcă scăderea concentraţiei medii anuale a ozonului total, după anul 1970. La 
aceleaşi latitudini, conform rezultatelor măsurătorilor de la aceeaşi staţie, (Figura 
2), concentraţia medie de ozon de-a lungul unui an variază în funcţie de anotimp 
(Total ozone, 2009): în luna martie concentraţia ozonului este maximă, după care 
scade atingând un minim în luna octombrie, ca şi în zona Polului Nord. Aşadar, 
aceasta este o caracteristică a întregii emisfere nordice. 
 
Concluzii 
 
Concentraţia  ozonului  stratosferic  variază  în  mod  natural  în  funcţie  de 
latitudine,  anotimp şi geografia  regiunii.  Totuşi,  valorile  din ce  în  ce  mai  mici 
înregistrate în ultimele decenii arată că procesul natural de formare şi distrugere a 
ozonului stratosferic a fost perturbat în sensul distrugerii, prin emisiile antropice de 
substanţe ce conţin clor şi brom şi care ajung în stratosferă prin mişcările aerului. 
În condiţii stratosferice, aceste substanţe au timp de viaţă scurt. Ele se descompun Management Management Management Management    
 
 
 
 
Economia seria Management        Vol.12, Nr. 1/2009 
 
223 
sub  influenţa radiaţiei ultraviolete, determinând apariţia unor speciii chimice de 
clor şi brom active, care declanşează lanţuri de reacţii mari consumatoare de ozon. 
De  aceea  aceste  substanţe  au  fost  interzise  prin  Protocolul  de  la  Montreal  şi 
Amendamentele sale. 
Prin aplicarea consecventă a prevederilor acestor tratate, oamenii de ştiinţă 
consideră că primele semne ale refacerii stratului de ozon vor fi înregistrate în jurul 
anului 2015, iar refacerea totală se aşteaptă pe la jumătatea secolului. 
 
Bibliografie 
 
Jacobson, M. (1999). Fundamentals of atmospheric modeling, Cambridge 
Atkinson  R.  ş.a.  (1997).  Evaluated  Kinetic,  photochemical  and  heterogeneous  data  for 
atmospheric chemistry. Suplement V.J.Phys.Chem.Ref. Data 26, 501- 1011 
Cuculeanu,  G.,  (2008).  Comemorarea  semnării  Protocolului  de  la  Montreal.  Economia. 
Management, 11(2), 30 - 37 
DeMore  W.  ş.a.  (1997).  Chemical  Kinetics  and  photochemical  data,  for  use  in 
stratospheric  modeling.  Evaluation  number  12,  J.PL.  Publ.97-4,  Jet  Propulsion 
Laboratory, Pasadena, CA. 
INMH, (1999). „Ziua internaţională pentru protecţia stratului de ozon”, Bucureşti, Situaţia 
ozonului  atmosferic  (2009).  Accesat  15.02.2009  http://enrin.grida.no/htmls/ 
/romania/soe2000/rom/cap1/pol_i5.htm 
Ştefan, S. (2004). Fizica atmosferei, vremea şi clima, Ed. Universităţii Bucureşti, Total 
ozone  series  in  Arosa  (2009),  Switzerland.  Accesat  15.02.2009 
http://www.iac.ethz.ch/en/research/chemie/tpeter/totozon.html 
 

Ozone layer protection, major objective of the world

http://www.management.ase.ro/reveconomia/2009-1/17.pdf

Ozone layer protection, major objective of the world

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Research Papers in Economics