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 CCl2F2, 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 groz
nych 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 póz
niej 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 wyraz
ny? 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 wyraz
nie 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
groz
nych 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 z
ródła 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 groz
ba 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 póz
niej po dalszych
alarmujących pomiarach uzgodniono całkowite zaprzestanie produkcji  zabójców ozonu
najpóz
niej 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 paz
dziernika 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, najwyraz
niej 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/