Bezpieczeństwo ekologiczne państwa.

Temat: Problem dziury ozonowej.

Coraz częściej słyszymy o problemie dziury ozonowej, ale czym tak na prawdę jest ta

słynna dziura ozonowa? Czy zagraża naszemu życiu? Jak powstaje? Pytania mnożą się, a

ekolodzy apelują. W swojej pracy postaram się przybliżyć czym jest dziura ozonowa, jak

powstaje oraz czym grozi jej rozprzestrzenianie się.

O dziurze ozonowej słyszał prawdopodobnie każdy. Często problem ten jest

bagatelizowany podobnie jak efekt cieplarniany. Aby zacząć pisać na jej temat należałoby

zacząć od umiejscowienia jej. Atmosfera posiada budowę warstwową. Na wysokości 12 do

50 kilometrów rozciąga się stratosfera. To właśnie w niej koncentruje się najwięcej

cząsteczek ozonu, dlatego właśnie między 15 a 40 kilometrem można wyróżnić ozonosferę.

Ozonosfera jest warstwą ochronną bardzo ważną dla życia na Ziemi. Chroni przed

promieniowaniem ultrafioletowym, które jest szkodliwe dla organizmów żywych. Dzięki niej

możliwe jest życie na lądzie. I w tym miejscu pojawia się pytanie. Jak wykryto pojawienie się

dziury ozonowej i czym dokładnie to zjawisko jest?

Rozrzedzenie ozonowe, czyli słynna dziura ozonowa zostało wykryte dość niedawno. Kiedy

na szerszą skalę zaczęto stosować CCl

2

F

2

, zwany Freonem – 12 oraz inne fluoropochodne

metanu i etanu (zwane wspólnie freonami) do produkcji aerozoli, wydawało się to prawdziwą

rewolucją w zastosowaniu chemii w przemyśle i gospodarstwie domowym. Związki te

zaczęto używać powszechnie w czasie II wojny światowej w urządzeniach rozpylających

substancje służące do zwalczania komarów roznoszących malarię. Jeszcze wcześniej odkryto

przydatność freonów w sprężarkach lodówek czy urządzeniach klimatyzacyjnych. Z dnia na

dzień pojawiały się następne zastosowania przy produkcji lakierów, w przemyśle

kosmetycznym i medycynie. Wydawało się, że freony mają cechy idealnej wprost substancji

chemicznej. Zupełnie nieszkodliwe, są bowiem nieaktywne chemicznie, czyli nie reagują z

substancjami, z którymi się stykają, a więc nie powodują korozji, nie drażnią skóry, nie

rozpuszczają się w wodzie, a ponadto nie gromadzą się w dolnej warstwie atmosfery

ziemskiej, czyli tam, gdzie miałyby styczność z żywymi organizmami. Jednak okazało się, że

pozornie cudowne cechy freonów: trwałość, obojętność i nietoksyczność, szykują

ekologiczny podstęp. Cząsteczki tych gazów nie wchodzą w reakcję z innymi substancjami i

nie rozpadają się, mogą więc żyć w atmosferze ponad 100 lat. Właśnie owa niezniszczalność

freonów oraz lekkość pozwalająca na przenikanie aż do ozonosfery zaniepokoiły w 1971 roku

dwóch chemików: amerykańskiego profesora Sherwooda Rowlanda i Meksykanina doktora

Mario Milina. Ich hipoteza, z której wynikało, że freony pod wpływem promieniowania

ultrafioletowego rozkładają się na pierwiastki węgla, fluoru oraz chloru. Fluor oraz chlor

rozpoczynają reakcje łańcuchową z ozonem powodując tworzenie się aktywnego tlenku

chloru oraz dwuatomowego tlenu. Hipoteza ta stała się teorią dopiero w 1976 roku, natomiast

freony znalazły się na liście związków groźnych dla środowiska.

Mimo świadomości zagrożenia wynikającego ze zmniejszającej się ilości ozonu, światowe

postępy akcji zapobiegawczych były przez kolejne lata raczej mizerne, aż do roku 1985, kiedy

to doktor Joe Farman wraz z zespołem w czasie rutynowych badań w brytyjskiej Stacji

Naukowej „Halley Bay” ma Antarktydzie odkrył, że znaczna część pokrywy ozonowej nad

biegunem zniknęła. Odkrycie było tak szokujące, że podejrzewano błąd urządzeń

pomiarowych, ponieważ pomiary ozonu prowadzone równolegle przez satelitarną stację

meteorologiczną NASA niczego takiego nie wykazywały. Urządzenie do pomiarów zostało

wymienione 7 miesięcy później na nowe. Nowa maszyna wskazała te same numery. Jeszcze

raz sprawdzono pomiary satelitarne i okazało się, że też wskazywały na zanik ozonu. Prze

następne lata zanik ozonu nad biegunem powiększał się tak bardzo, że w 1987 roku ilość

ozonu była tam o 50% mniejsza niż przed jej odkryciem. Od tamtego momentu naukowcy

zaczęli mówić o „dziurze” w powłoce ozonowej. Jej wielkość z tamtego roku można było

porównywać do rozmiarów terytorium Stanów Zjednoczonych. Szczegółowe badania

prowadzone przez 150 naukowców wykazały, że za zanik ozonu nad Ziemią odpowiedzialna

była rosnąca koncentracja freonów.

Dlaczego właśnie nad Antarktydą zanik ozonu stał się tak wyraźny? Gdyby w stratosferze nie

wiały żadne wiatry, największe ilości ozonu obserwowalibyśmy na wysokości ponad 30

kilometrów nad równikiem. Wiatry stratosferyczne spychają jednak powietrze wzbogacone w

ozon znad równika w stroną biegunów.

Historia badań zaniku ozonu jest przykładem szczególnie pouczającym. Pokazuje jak bardzo

nauka nie jest przygotowana na rejestrację nieoczekiwanych zmian środowiska. Natomiast

zarozumiałe przekonanie, że wiemy o przyrodzie wszystko bardzo łatwo może się na nas

zemścić.

Rozrzedzenie ozonowe lub dziura ozonowa jest więc ubytkiem ozony

stratosferycznego nad niektórymi obszarami Ziemi. Jest związany z przekształceniem

cząsteczki ozonu do dwuatomowej cząsteczki tlenu pod wpływem reakcji fotochemicznych

zachodzących w atmosferze. Zmniejszanie koncentracji ozonu ma związek z działaniem

freonów dostających się do stratosfery w wyniku działalności człowieka, a także z procesami

naturalnymi zachodzącymi w jej obrębie. Dziura ozonowa jest zagrożeniem dla życia na

Ziemi, gdyż pozwala na przenikanie do jej powierzchni szkodliwego promieniowania UV,

które może doprowadzić do zaburzenia równowagi ekosystemów wodnych i lądowych.

Promieniowanie UV powoduje wymieranie niektórych organizmów roślinnych i

zwierzęcych. Wpływa też niekorzystnie na organizm człowieka.

Aby zrozumieć ciężar oskarżeń padających w kierunku freonów, należy uświadomić

sobie co oznacza warstwa ozonowa w atmosferze ziemskiej dla form życia na planecie. Ale

czym jest ten ozon? Ozon jest odmianą tlenu, gazu stanowiącego niemal 21 % powietrza,

którym oddycha każdy z nas. Gaz, sam w sobie jest wyraźnie toksyczny. Gdy

promieniowanie słoneczne bombarduje stratosferę, niektóre z cząsteczek tlenu znajdujące się

w tej warstwie zmieniają się w ozon. Ozon jest gazem nietrwałym, tworzy się i rozpada w

obrębie atmosfery wskutek reakcji chemicznych oraz działania promieniowania

atmosferycznego. Procesy te zapewniają naturalną równowagę w warstwie ozonowej. W

stratosferze jest ona korzystna dla życia na Ziemi. Lecz w niskich warstwach stratosfery przy

większych stężeniach jest on szkodliwy dla zdrowia. Ozon powstaje w troposferze, gdy azot

pod wpływem promieniowania słonecznego reaguje z węglowodorami i tlenkami azotu.

Substancje te stwierdzono w spalinach samochodowych i w wyziewach z zakładów

przemysłowych. W wyniku tego powstaje szkodliwa dla środowiska mieszanina zwana

smogiem utleniającym – fotochemicznym. Współuczestniczy również w powstawaniu

kwaśnego deszczu. Najważniejszą rolą ozonu jest jednak fakt iż tworzy jedyną warstwę

ochronną dla życia. Jest bowiem jedynym gazem w atmosferze, który pochłania

promieniowanie ultrafioletowe. Kolejna ważną cechą jest przetwarzanie energii zawartej w

pochłanianym promieniowaniu w ciepło. Stanowi więc atmosferyczny termoregulator. Gdyby

nie ten delikatny filtr, promieniowanie ultrafioletowe mogłoby zniszczyć życie na lądzie i w

powierzchniowych warstwach wody.

Powstaje pytanie. Jak niebezpieczeństwa pojawiają się wraz z powiększaniem się

dziury ozonowej? Nawet skutki niewielkiej ilości promieni ultrafioletowych, które kiedyś

docierały do Ziemi mogły juz stanowić poważne ostrzeżenie wobec sytuacji, która będzie

powstawała po zubożeniu warstwy ozonowej.

W miarę jak warstwa ozonowa staje się coraz cieńsza, wzrasta natężenie promieniowania

ultrafioletowego. Jest ono tak silne, że może powodować poważne uszkodzenia organizmów,

ludzi zwierząt i roślin. Naświetlenie promieniowaniem ultrafioletowym typu B może

wywołać zaćmę, dotkliwe oparzenia skóry oraz powstawanie różnych odmian raka skóry.

Organizmy ludzkie bronią się przed nadmiarem ultrafioletu produkując ochronną warstwę

pigmentu, efekt takiej ochrony nazywamy opalenizną. Nadmiar promieni UV powoduje

osłabienie odporności na zarażenia chorobami wirusowymi np. wirusem opryszczki, czego

częstym przykładem są narciarze w górach oraz chorobami pasożytniczymi. Co najgorsze

jednak uszkodzony system odpornościowy organizmu ułatwia powstawanie różnych form

nowotworów, zwłaszcza skóry. Najzłośliwsza forma raka skóry to czerniak. Rozwija się

cześto z przebarwień powstałych także po opalaniu, znamion i pieprzyków. Osoby, które

posiadają takie zmiany skórne powinny unikać słońca. Według danych Programu Ochrony

Środowiska ONZ usunięcie 10% ozonu spowoduje zwiększenie zachorowań na raka skóry o

26%. W samych Stanach Zjednoczonych co roku na raka umiera 12000 osób. Nawet bez tak

groźnych przypadków chorób skóry, jak rak, mało komu nadmiar UV poprawia urodę.

Promieniowanie ultrafioletowe przyspiesza proces starzenia się skóry i wczesne pojawienie

się takich zmian jak zgrubienia, przebarwienia czy zmarszczki. W niebezpieczeństwie są

również oczy. Wiele osób na skutek długotrwałego przebywania na słońcu, zwłaszcza nad

wodą czy na śniegu cierpią na zaczerwienienia czy podrażnienia spojówek. Lekarze uważają,

że jest to także jedna z przyczyn powstawania zaćmy, szczególnie u ludzi z

najsłoneczniejszych obszarów globu. Liczba zachorowań na zaćmę niestety utrzymuje

tendencję wzrostową.

Wzrost promieniowania UV wpływa niekorzystnie nie tylko na zdrowie ludzkie.

Zagrożone są również rośliny i zwierzęta. W procesie fotosyntezy rośliny zielone pobierając

energię słoneczną doprowadzają do przekształcenia wody i dwutlenku węgla w

węglowodany, wykorzystywane jako pokarm. Promieniowanie ultrafioletowe spowalnia

zarówno fotosyntezę u roślin jak i rozwój młodych roślin. Wzrost natężenia promieniowania

typu B może spowodować spadek plonów. Co gorsza ponad 2/3 gatunków roślin, u których

sprawdzono reakcję na ultrafiolet, okazało się wrażliwych na promieniowanie. Większość z

nich to podstawowe gatunki zbóż i innych roślin uprawnych. Promieniowanie ultrafioletowe

przenika także w głąb wód, nieraz nawet poniżej 20 metrów w przypadku wód

przezroczystych. Mikroskopijne organizmy roślinne, zwane fitoplanktonem żyją blisko

powierzchni morza. Jednokomórkowe zwierzęta zwane zooplanktonem odżywiają się

fitoplanktonem. Stanowi to pierwsze ogniwo morskiego łańcucha pokarmowego. W obrębie

tego łańcucha plankton jest bezpośrednio zjadany przez ryby i inne organizmy morskie.

Nawet ludzie są pośrednio uzależnieni od planktonu, jako źródła pokarmu ryb, które łowią i

zjadają. Promieniowanie ultrafioletowe typu B może przeniknąć do wody i zabić plankton w

jej powierzchniowych warstwach. Wzrost natężenia promieniowania UV mógłby więc

doprowadzić do niedoborów pokarmu zarówno dla morskich zwierząt jak i dla człowieka.

Realna groźba takiej sytuacji wymusiła międzynarodowe akcje mające na celu

zahamowanie emisji freonów i innych „zabójców” ozonu. Powstał Protokół Montrealski,

który obligował do niezwiększenia produkcji freonów i halonów. Wprawdzie ograniczenie nie

było zbyt drastyczne, jednak był to ważny krok do przodu. Dwa lata później po dalszych

alarmujących pomiarach uzgodniono całkowite zaprzestanie produkcji „zabójców” ozonu

najpóźniej do 2000 roku. Ustanowiono również fundusz pomocy dla krajów rozwijających

się, których nie stać na tak szybkie przestawienie się na technologie bez freonów. Polska

podpisała Protokół Montrealski i jest również od 11 października 1990 roku członkiem

Konwencji Wiedeńskiej w sprawie ochrony warstwy ozonowej. Przystąpiliśmy do tej

konwencji tylko jako użytkownicy, ponieważ na terenie naszego kraju nie produkuje się

freonów ani halonów.

Wszystkie te kroki okazują się jednak wciąż zbyt powolne w stosunku do szybkości

zachodzących zmian w atmosferze. Poziom ozonu nad Europą w latach 1981 – 1991 obniżył

się o około 8%. We wrześniu 1992 roku odnotowano najbardziej rozległą dziurę ozonową nad

Antarktydą. Spowodowane to było wybuchem wulkanu Pinatubo na Filipinach. Jednak

stratosfera radzi sobie z pozostałościami wybuchów wulkanicznych znacznie lepiej niż z

wyprodukowanymi przez człowieka związkami. Ludzie przez dziesiątki lat wypuścili już do

atmosfery wystarczająco dużo freonów niszczących powłokę ozonową. Aby zapobiec w

przyszłości niszczeniu tej kruchej osłony Ziemi, naukowcy z amerykańskiego Instytutu

Światowych Zasobów Naturalnych opracowali plan ograniczenia dostawania się freonów do

atmosfery:

1. Likwidowanie wycieków

2. Wprowadzenie freonów do wtórnego obiegu

3. Zastępowanie szkodliwych freonów „łagodnymi” freonami

4. Wdrożenie technologii bez stosowania freonów.

W wielu przypadkach to od naszej decyzji zależy co wybierzemy: dezodorant oparty na

freonie czy dezodorant z „kulką” lub napisem „ozone friendly” lub „CFC free”. Taka osobista

decyzja, choć może wydawać się śmiesznie nieistotna, jeżeli chodzi o ilość

„zaoszczędzonego” ozonu, jest dowodem naszej odpowiedzialności wobec środowiska i

pewnej ekologicznej samodyscypliny.

Podsumowując, każdy z nas ma wpływ na powiększanie się dziury ozonowej.

Niemniej jednak musimy przyjąć zasadę, że wpływ promieni słonecznych jest bardziej

szkodliwy niż dobroczynny. Z tą świadomością musimy już niestety żyć przez wiele

najbliższych lat. Choroba, która trapi nasza atmosferę i która polega na stopniowym zaniku

warstwy ozonu, najwyraźniej nie zamierza ograniczyć się do obszaru Antarktydy, ani nawet

do półkuli południowej. Podobne do antarktycznej „dziury ozonowe” mogą pojawić się

wprost nad naszymi głowami.

Bibliografia:

1.

Słownik biologiczny, Leszek Trząski

2.

Atlas Wielkich Zagrożeń: Ekologia, Środowisko, Przyroda, Barnier Michael

3.

Ekologia – wybór przyszłości, Anna Kalinowska

4.

Katastrofy ekologiczna, Jane Walker

5.

http://dziuraozonowa.pl/