DZIURA OZONOWA

Ozon

Ozon to (O₃), nietrwała odmiana alotropowa tlenu, rozkłada się samorzutnie w temperaturze pokojowej do O₂ i ozonu. Ozon stratosferyczny powstaje w wyniku oddziaływania promieniowania ultrafioletowego Słońca na cząsteczki atmosferycznego tlenu. Jest też wytwarzany przez wyładowania elektryczne w powietrzu lub tlenie w tzw. ozonizatorach.

Warstwa ozonowa

Górna warstwa stratosfery znajdująca się na wysokości 20-40 km, w której zawartość ozonu wykazuje znacznie wyższy poziom niż w pozostałych warstwach atmosfery. Powłoka ozonowa jest naturalnym filtrem chroniącym organizmy żywe przed szkodliwym promieniowaniem ultrafioletowym długości fali poniżej 285 nm. Mimo iż nazwa sugeruje jego duży udział, cały ozon z ozonosfery w warunkach normalnych utworzyłby na poziomie morza warstwę o grubości ok. 3 mm.

Dziura ozonowa

Zjawisko zmniejszonego stężenia ozonu (O₃) w stratosferze atmosfery ziemskiej, występujące głównie w obszarach podbiegunowych. Po raz pierwszy dziurę ozonową zaobserwowano w 1985 roku, nad Antarktydą.

Powstawanie

Największe znaczenie w powstawaniu dziury ozonowej mają związki chlorofluorowęglowe (freony), z których uwolniony (pod wpływem promieniowania ultrafioletowego) chloratakuje cząsteczki ozonu, prowadząc do wyzwolenia tlenu (O₂). W 1982 roku dr Farman w czasie badań na Antarktydzie Zachodniej odkrył, że znaczna część pokrywy ozonowej nad biegunem zanikła. Przez następne lata dziura ozonowa nad biegunem powiększała się tak, że w październiku 1987 roku ilość ozonu była tam o 50% mniejsza niż przed jej odkryciem, w 1989 roku w wyższych warstwach zniknęło nawet ponad 95% ozonu. Według różnych badań stwierdzono, że za zanik ozonu odpowiedzialna jest rosnąca koncentracja freonów.

Freony

(CFC's - ang. chlorofluorocarbons) CCl₂F₂, zwanego freonem 12 oraz innych fluoropochodnych metanu i etanu. Związki wykorzystywane do do produkcji aerozoli oraz w konstrukcji systemów chłodniczych:

• w sprężarkach

• chłodniach i urządzeniach klimatyzacyjnych

• do produkcji lakierów

• w przemyśle kosmetycznym

• w medycynie

Cząsteczki freonów nie wchodzą w reakcję z innymi substancjami i nie rozpadają się w troposferze, mogą więc pozostawać w atmosferze w stanie niezmienionym ponad 100 lat. Po przejściu do ozonosfery freony rozkładają się pod wpływem promieniowania ultrafioletowego na pierwiastki: węgiel, fluor i chlor. Wprawdzie węgiel spala się, atomy fluoru łączą się ze sobą, ale chlor jest katalizatorem rozkładu ozonu w zwykły tlen dwuatomowy.

Biegun

W czasie zimy polarnej duże obszary podbiegunowe znajdują się w półmroku albo są całkowicie nieoświetlone przez Słońce, dlatego wytwarzanie ozonu w tym obszarze ulega redukcji. Naturalny oraz wywołany zanieczyszczeniami rozpad trójatomowej cząsteczki tlenu nie zatrzymuje się w tym okresie, co prowadzi do zmniejszenia "grubości" warstwy ozonowej. Mechanizm ubywania ozonu stratosferycznego związany jest również z reakcją, w której katalizującą rolę odgrywają polarne chmury stratosferyczne.

Chmury stratosferyczne

Występują zimą w polarnej atmosferze, na wysokości od 15 do 25 km. Złożone (zależnie od typu) wyłącznie z lodu wodnego, z lodu wodnego i kwasu azotowego lub z lodu wodnego, oraz kwasów azotowego i siarkowego.

Ochrona

W celu ochrony warstwy ozonowej przedstawiciele 31 państw podpisali Konwencję Wiedeńskią o Ochronie Warstwy Ozonowej zakładającą konieczność ograniczenia produkcji freonów, halonów i tlenków azotu, bezpośrednio odpowiedzialnych za zanikanie warstwy ozonowej. Od 1990 obserwowane jest zmniejszenie tempa wzrostu freonów w atmosferze - z 5% rocznie do mniej niż 3%. Okres potrzebny na odbudowanie warstwy ozonowej szacuje się na kilkadziesiąt lat.

---