Ozon - truciciel czy zbawca?
Ozon (O3) jest postacią tlenu mającą ogromne znaczenie biologiczne. Mimo małej zawartości w atmosferze (0,000001%) pełni funkcje doskonałego termoregulatora sterującego dopływem promieniowania ultrafioletowego do powierzchni Ziemi.
Ozon jest gazem toksycznym. Niebieskawy, o charakterystycznej ostrej woni, tworzy się w troposferze (najniższej warstwie atmosfery), przy wyładowaniach elektrycznych. Już stężenie powyżej 0,018 mg/dm3 byłoby dla zdrowia człowieka niezwykle niebezpieczne. Na szczęście tuż przy powierzchni Ziemi tej alotropowej odmiany tlenu jest niewiele. Jej ilość wzrasta w stratosferze (warstwie atmosfery ziemskiej leżącej nad troposferą). I tu, dziwo, na wysokości 15-55 km ozon staje się bardzo potężny, wręcz niezastąpiony. Tworzy warstwę ochronną dla życia na Ziemi. W warstwie tej, zwanej ozonosferą, dwuatomowe drobiny tlenu (O2) pod wpływem działania promieni ultrafioletowych długości fali mniejszej niż 0,24 um (1 um = 0,001 mm) ulegają rozbiciu na bardzo aktywne pojedyncze atomy (O), które z kolei przyłączają się do drobin tlenu (O2), tworząc ozon (O3). Równocześnie zachodzi jego rozpad na atomy i cząstki tlenu w wyniku pochłaniania przez ozon promieniowania ultrafioletowego o długości fali 0,24-0,29 um. Obu tym procesom towarzyszy wzrost temperatury i w kierunku Ziemi przepuszczane są już tylko promienie o długości fali większej od 0,29 um, istotne dla wytwarzania witaminy D, koniecznej do wzrostu organizmów żywych.
Ozon pochłaniając około 95% zabójczego promieniowania ultrafioletowego, skutecznie chroni całą biosferę i zapewnia niezbędne warunki rozwoju dla ludzi, roślin i zwierząt. Strata choćby 1% ozonosfery spowodowałaby większy przepływ promieni ultrafioletowych ku Ziemi. W rezultacie nastąpiłoby m.in. niszczenie chlorofilu, zmiany klimatyczne, wzrost zachorowań na raka skóry i zaćmę. Dlatego z całym zaangażowaniem musimy chronić ten naturalny filtr przed zniszczeniem. Niestety, dotychczasowa działalność człowieka doprowadziła do spadku koncentracji ozonu w stratosferze, objawiającego się tzw. dziurą ozonową.
Na początku lat 70. XX wieku dwaj amerykańscy chemicy Mario Molina i Sherwood Rowland (laureaci Nagrody Nobla w dziedzinie chemii w 1995r.) o znikanie ozonu ze stratosfery oskarżyli freon - tanie, łatwe do transportowania i przechowywania związki wykorzystywane do produkcji aerozoli, systemów chłodniczych (lodówki, urządzenia klimatyzacyjne), a także w przemyśle chemicznym czy nawet w medycynie. Za powstanie dziury ozonowej odpowiedzialne są też halony stosowane w produkcji gaśnic oraz tlenki azotu będące efektem spalania paliw przez silniki samolotów i rakiet.
Ocenia się że w ciągu roku zawartość ozonu w stratosferze obniża się o 0,2% w okolicach równika i o 0,4-0,8% w umiarkowanych szerokościach geograficznych. Jednak najszybsze tempo zaniku ozonu obserwuje się nad Antarktydą na przełomie zimy i wiosny. Dlaczego tak się dzieje, skoro największymi producentami szkodliwych gazów są wysoko rozwinięte kraje Ameryki Północnej i Europy? Otóż zanieczyszczone powietrze dzięki wiatrom stratosferycznym roznoszone jest nad całą kulę ziemską. Podczas polarnej zimy nad nieoświetlonymi przez Słońce obszarami wokół bieguna południowego krążą antarktyczne masy powietrza, całkowicie odizolowane od odpływu bogatego w ozon powietrza równikowego. Reakcje niszczenia ozonu przez freony przebiegają wówczas szybciej niż proces jego wytwarzania. W 1991 roku nad Antarktydą zaobserwowano kilkudniowy brak ozonu w dolnych warstwach stratosfery. Niebezpieczeństwo wisi także nad Polską. Zimą 1992 roku warstwa ozonowa ochraniająca nasz kraj przed szkodliwym działaniem promieni ultrafioletowych była niemal dwukrotnie mniejsza niż zazwyczaj. Na szczęście prognozy na przyszłość są obiecujące. Już w 1987 roku podjęto działania zmierzające do ograniczenia produkcji freonów, halonów i tlenków azotu. W wielu krajach wprowadzono zakaz importu i stosowania produktów zawierających te gazy. Nowa generacja bezfreonowych urządzeń pozwoli na stopniowe łatanie dziury ozonowej. Naukowcy mają nadzieję, że już około 2010 roku nastąpi pewna poprawa. Jednak na całkowitą odbudowę warstwy ozonowej trzeba będzie poczekać 50, a może nawet sto lat. Wszystko zależy od nas, zwykłych obywateli, od naszej ekologicznej samodyscypliny i odpowiedzialności za środowisko dla dobra nas samych i przyszłych pokoleń.
C I E K A W O S T K A
*W ozonosferze, pod wpływem promieniowania ultrafioletowego, freony rozkładają się na pierwiastki: węgiel, fluor i chlor. Wprawdzie węgiel spala się, ale fluor i chlor wchodzą w reakcję łańcuchową z ozonem, tworząc tlenki oraz zwykły tlen dwuatomowy. Reakcja ta trwa aż do całkowitego wyczerpania się cząsteczek ozonu lub do momentu usunięcia fluoru i chloru w wyniku innych reakcji chemicznych.
*Najbardziej narażone na promieniowanie ultrafioletowe są rośliny uprawne, a wraz z nimi rolnictwo. Upadek rolnictwa i rybołówstwa doprowadziłby do klęski głodu. Negatywne skutki promieni UV dotkną człowieka również bezpośrednio, gdyż w zasadzie nie możemy się przed nimi ustrzec. Jedynie pigment zwany melaniną chroni naszą skórę przed intensywnym promieniowaniem. Jest on jednak zbyt słaby, aby poradzić sobie z tak niebezpiecznym niewidzialnym wrogiem.