Если концентрация озона большая, то он хорошо растворяется в фреонах (фторхлорметанах). В таком растворе озон безопасен в обращении, если его сохраняют в специальных баллонах. В таком виде его транспортируют и хранят.

Тщательно изучались реакции озона с поверхностями из различных материалов. Необходимо учитывать очень большую активность озона. Он способен разрушать изделия из резины, пластиков и других материалов, которые используются в электротехнике, авиации и других отраслях. Надо учитывать эти свойства озона и при работе с ним в лабораторных условиях, так как озон разлагает очень многие соединения. Это активированный уголь, металлы переменной валентности (Mn, Co, Fe), фосфорный ангидрид, смесь окислов марганца и др. Для борьбы с сильным разрушающим действием озона используют катализаторы, которые способны эффективно разрушать озон как в газовых промышленных отходах, так и в других случаях.

Озон окисляет большинство металлов, включая серебро, которое чернеет при контакте с озоном. Вступая в реакции с ртутью, он образует окись HgO. Он эффективно взаимодействует со щелочными металлами, образуя озониды щелочных металлов. Озониды имеют красный цвет. Они обладают парамагнитными свойствами, поскольку содержат отрицательные ионы О₃.

Озон разрушает натуральный каучук. Разновидности синтетического каучука по-разному взаимодействуют с озоном. Одни из них подвержены действию озона, а другие не поддаются этому действию. Свойство озона разрушать каучук используется в приборах для определения его количества в атмосфере.

АТМОСФЕРА

Озон находится в атмосфере Земли. Он взаимодействует с составляющими атмосферы и образует химические соединения. От состава атмосферы зависит судьба озона. Атмосферный воздух находится в непрерывном движении. Оно охватывает всю планету, то есть является глобальным. На Земле мы считаем ветры в десятки метров в секунду очень сильными. В атмосфере на высоте в десятки километров скорости ветра в десятки раз больше. Поэтому идет непрерывный перенос воздушных масс из одних мест в другие.

В атмосфере имеются ветры не только горизонтальные. Воздух весьма интенсивно перемешивается в результате вертикальных движений. Большую роль играет турбулентность атмосферного газа, его вихревые движения. Благодаря таким движениям, которыми охвачена вся атмосфера от поверхности Земли до высоты примерно 100 км, состав атмосферы сохраняется постоянным. Это очень важно, поскольку происходит перенос образованных вверху веществ вниз, а образованных внизу — вверх. Турбосфера заканчивается на высоте 100–110 км турбопаузой. Выше этого уровня полного перемешивания воздуха нет. Здесь роль турбулентных движений значительно меньше.

Частицы (молекулы) атмосферного озона «зажаты» частицами атмосферного газа и вынуждены совершать движения в глобальном масштабе вместе с ними. Поэтому, наблюдая за движением озона, можно судить о движении всей воздушной массы. То есть озон является своего рода трассером, который позволяет наблюдать за динамикой атмосферы и изучать ее. Почему именно озон? Кроме озона в атмосфере имеются и другие малые составляющие атмосферы. Почему для этих целей не использовать их? Озон используется потому, что он является очень активным и своей активностью легко себя выдает. Другими словами, за ним легко вести наблюдения, определять его количество и перемещения.

Поэтому нельзя понять жизнь озона, его образование, перемещения за время жизни и, наконец, смерть (исчезновение в реакциях с другими веществами или излучениями) без того, чтобы понять, в каких условиях озон находится, с каким газом ему приходится двигаться и взаимодействовать, действию какого излучения он подвержен. Необходимо рассмотреть, что собой представляет атмосферный газ и солнечное излучение. Начнем с первого.

Воздух у поверхности Земли состоит в основном из азота (78,084 % по объему) и кислорода (20,94 %). Углекислый газ составляет 0,033 %, аргон — 0,934 %. Неон, гелий, метан, криптон, водород, окислы азота и ксенон являются малыми составляющими. В количественном отношении ими можно пренебречь. Но в качественном отношении некоторые из них играют очень важную роль. Что касается озона, то и он является малой (очень малой) составляющей. Если весь озон собрать у поверхности Земли при нормальных давлении (1013 мбар) и температуре (0^оС, что эквивалентно 273,16 К по шкале Кельвина), то получится слой толщиной всего 3 мм. Кстати, из-за такого малого количества озона пришлось ввести очень своеобразные величины для характеристики его количества в данном объеме. Если определять количество частиц в кубическом сантиметре или даже метре, то получится очень малая величина. Поэтому, когда говорят о количестве озона или других малых составляющих атмосферы, то выбирают объем в 1 или даже 100 м³. В таком объеме уже набирается заметное количество этих составляющих. Их измеряют в граммах или миллиграммах. Используют и другие единицы, которые в этом смысле очень показательны. Одна из них, например, записывается как 1/миллиард, или млрд^-1, или 10^-9. Она означает, что количество озона по объему составляет одну миллиардную часть всего объема газа. Используют и другую единицу, в тысячу раз большую. Она обозначается 10^-6, или 1 млн^-1. Она соответствует такому количеству озона, когда занимаемый им объем составляет одну миллионную часть всего объема, занимаемого газом. Используют и меньшие величины (одну триллионную и одну биллионную часть объема). Эти единицы называются отношением смеси.

Но вернемся к атмосферному газу. Воздух содержит также целый ряд аэрозолей — примесей, находящихся в твердом и жидком состоянии. Они могут быть как естественного, так и искусственного происхождения и отличаются по химическому составу, размерам и физико-химическим свойствам. Таковы, например, водяные пары, кристаллы льда, частицы пыли и т. п. Большое количество аэрозолей промышленного происхождения содержится в атмосфере больших городов — тысячи и даже сотни тысяч частиц в 1 см³.

Крупные частицы играют важную роль в атмосферных процессах и в формировании погоды, служат ядрами, на которых начинается конденсация водяного пара в атмосфере. Аэрозольные частицы малых размеров сохраняются в атмосфере очень долго, переносясь воздушными течениями на очень большие расстояния. В результате турбулентного перемешивания воздуха частицы аэрозоля заносятся в верхние слои атмосферы вплоть до турбопаузы. Они вступают в реакции с другими составляющими атмосферного газа. Имеется целый ряд аэрозолей, которые имеют антропогенное происхождение. Поднимаясь на уровень озонного стратосферного слоя, они вступают в реакции с озоном и уничтожают его. Собственно, аэрозоли уничтожают озон не только в озонном слое, но и ниже его, и даже у поверхности Земли. Эти аэрозоли мы рассмотрим особенно подробно, поскольку вопрос разрушения озонного слоя Земли является вопросом номер один. Мы должны хорошо знать источники тех веществ, которые разрушают озон, с тем чтобы принять энергичные меры для предотвращения их попадания в атмосферу.

Процесс перемешивания атмосферного газа зависит от освещенности атмосферы солнечными лучами, или, другими словами, от времени суток. Когда процесс перемешивания замедляется, аэрозоли опускаются ниже. Поэтому ночью, когда атмосферный газ перемешивается менее эффективно, слой аэрозолей находится ниже, чем днем.

Наряду с озоном особую роль в формировании условий на Земле играет углекислый газ, хотя он и является, как и озон, малой составляющей атмосферы. Это происходит потому, что углекислый газ поглощает и переизлучает часть инфракрасного излучения, испускаемого земной поверхностью. Поскольку стабильность земных условий поддерживается балансом поглощаемой и излучаемой Землей энергии, то увеличение содержания в атмосфере углекислого газа может этот баланс нарушить: Земля будет продолжать поглощать то же самое количество солнечного излучения, а излучать в окружающее космическое пространство станет меньше. Поэтому ее температура станет повышаться. Так, увеличение содержания углекислого газа в атмосфере от 0,029 % в 1900 году до 0,0334 % в 1979 году привело к заметному увеличению средней температуры приземного слоя воздуха.