Kas yra ozono koncentracija?

Ozonas yra mėlynos spalvos nuodingos dujos, sudarytos iš trijų deguonies molekulių (O3), kurios gali būti pavojingos sveikatai arba naudingos gyvybei Žemėje, priklausomai nuo to, kurioje atmosferoje jos stebimos. Esant žemesniam atmosferos lygiui, ozono koncentracija, viršijanti minimalius kiekius, gali turėti įtakos sveikatai, paveikti augalų augimą, oro taršą ir žalą pastatams. Viršutiniuose atmosferos sluoksniuose 10–20 mylių (20–30 kilometrų) virš žemės ozonas veikia kaip skydas, neleidžiantis kai kuriems žalingiems ultravioletiniams saulės spinduliams pasiekti žemę.

Žemo lygio ozonas susidaro dėl naftos varomų transporto priemonių reakcijos su lakiaisiais organiniais junginiais (LOJ), esančiais benzine ir dažų tirpikliuose. Kai junginiai kaupiasi atmosferoje, jie reaguoja su įprastomis deguonies molekulėmis (O2) ir sukuria ozoną bei kitus junginius, kurie prisideda prie smogo ar oro taršos. Ozonas yra chemiškai aktyvus, o įkvėptas gali reaguoti su plaučių audiniais ir pakenkti. Jis taip pat yra ėsdinantis ir gali pakenkti pastatui dėl reakcijos su išoriniais statybiniais produktais.

Mažos koncentracijos ozonas gali būti naudingas naudojant kontroliuojamą naudojimą, nes jis gali veikti kaip dezinfekavimo priemonė, pašalinanti mikrobus. Ozono generatoriai gali būti naudojami vandens valymo įrenginiuose ir kai kuriose oro valymo sistemose mikrobų šalinimui. Jis sąmoningai laikomas mažomis koncentracijomis, kad būtų sumažintas galimas neigiamas poveikis sveikatai. Ozono, kaip oro valytuvo, pavyzdys atsiranda, kai per perkūniją generuoja žaibas, o po to oras kvepia gaiviau. Didelė žaibo elektros energija iš deguonies molekulių gali sukurti ozoną, kuris reaguos su oro tarša ir laikinai išvalys orą.

Viršutiniuose atmosferos sluoksniuose ozonas susidaro natūraliai deguonies molekulėms reaguojant su didelio intensyvumo saulės šviesa. Ozonas labai gerai sugeria ultravioletinių B (UVB) bangų ilgio spinduliuotę, skatinantis vėžį žmonėms ir daugeliui gyvūnų. Ozonas nuolat reaguoja su kitomis dalelėmis, o vėliau per dieną atsinaujina, išlaikant pastovią ozono koncentraciją. Kiekis yra labai mažas, matuojamas keliomis dalimis milijardui oro dalių, tačiau svarbus apsaugai nuo UVB.

Chlorfluorangliavandeniliai (CFC) buvo išrasti 1930-aisiais kaip produktų grupė, reikalinga pakeisti pavojingus šaltnešius, tokius kaip amoniakas ir metilo chloridas, kurie buvo degūs arba toksiški. Bandymai su CFC parodė, kad žmonės ir gyvūnai gali būti saugiai veikiami mažesnio kiekio nutekėjimo namuose ir mažesnėse įmonėse be rizikos. Per trumpą laiką CFC buvo plačiai naudojami visame pasaulyje šaldymo įrenginiuose, aerozolių purškimo balionėliuose ir gesinimo priemonėse.

Septintajame dešimtmetyje pradėti tyrimai parodė, kad kai kuriose viršutinių Žemės atmosferos sluoksnių dalyse ozono koncentracija mažėjo. Iki devintojo dešimtmečio buvo aiškus ryšys tarp ozono sluoksnio nuostolių ir CFC, išleidžiamų į orą, pasiekiančių viršutines atmosferos dalis. Mokslininkai pasiūlė, kad itin stabilios CFC molekulės išliko Žemės atmosferoje daugelį metų, o galiausiai oro srovės ir orai leido joms pasiekti atmosferos aukštį, kur ozono koncentracija buvo didžiausia.

Ta pati saulės šviesos energija, kuri sukūrė ozoną, taip pat buvo pakankamai stipri, kad suskaidytų CFC molekules, išskirdama chloro (Cl) molekules. Šios molekulės kartu su dulkėmis ir didelio aukščio ledo kristalais sudarė reakcijos vietas, kurios suskaidė ozoną ir sukūrė normalias deguonies molekules. Nors šios reakcijos vyko visur atmosferoje, labai žema temperatūra ir oro sąlygos, esančios virš Pietų ašigalio, sukėlė didesnį reakcijos greitį.

Palydoviniai duomenys parodė labai mažą ozono koncentraciją virš Pietų ašigalio labai ankstyvą poliarinį pavasarį, po kelių mėnesių tamsos. Tuo metu mokslininkai ir žiniasklaida sukūrė terminą „ozono skylė“, kad paaiškintų poveikį. Nors ozono skylė kiekvieną pavasarį buvo laikina ir gana greitai išnyko, ji kėlė didelį susirūpinimą dėl ilgalaikio CFC poveikio.

1987 m. beveik 200 šalių, priklausančių Jungtinėms Tautoms, pasirašė Monrealio protokolą ir sutiko palaipsniui nutraukti arba sustabdyti CFC gamybą iki tam tikrų metų termino. Per ateinančius dešimtmečius susitarimas buvo pakeistas, nes nauji įrodymai parodė didesnį ozono sluoksnio ardymą, nei manyta iš pradžių. CFC buvo pakeisti junginiais, kurių molekulėse chloro yra mažai arba visai nėra, vadinamais hidrochlorfluorangliavandeniliais (HCFC) ir hidrofluorangliavandeniliais (HFC).

Išaugo susidomėjimas degių dujų, pvz., propano ir net amoniako, naudojimu kai kuriems tikslams, nes šie produktai nesukelia ozono sluoksnio ardymo. XXI amžiaus pradžioje gamintojai ieškojo būdų, kaip saugiai įtraukti degiąsias dujas į plataus vartojimo produktus. Tyrimai taip pat buvo išplėsti įtraukiant nedegias dujas, tokias kaip anglies dioksidas, ir kitas technologijas, kurios galėtų atvėsti maistą nenaudojant aušinimo dujų.