Ozonske Rupe,Uzroci i Posljedice

SEMINAR IZ TEHNOLOGIJE S EKOLOGIJOM

OZONSKE RUPE,UZROCI I POSLJEDICE

Poslije tri milijarde godina provedenih u vodi, život je počeo osvajati i kopno. Dogodilo se to prije 350 milijuna godina. Na visini između deset i četrdeset kilometara iznad površine Zemlje stvorio se ozonski omotač. Bez tog štita, život bi ostao u morskim dubinama, a putovi evolucije bi se kretali u danas nezamislivim pravcima. Ozon u stratosferi nastaje djelovanjem sunčeve radijacije koja cijepa molekule kisika na dva atoma kisika. Kada se tako nastali atom kisika spoji s molekulom kisika nastaje ozon. Ozon i nestaje djelovanjem sunčeve radijacije. Raspada se na atom kisika i molekulu kisika. Količina ozona u atmosferi ovisi o ravnoteži proizvodnje i razgradnje. Ozon je plin blijedoplave boje, čije se molekule sastoje od tri atoma kisika. Nastaje u gornjim slojevima atmosfere uz pomoć snažnog ultraljubičastog zračenja sa Sunca. Sunčevo je zračenje neophodno za život na Zemlji, ali pretjerane količine nekih dijelova Sunčeva spektra mogu imati sasvim suprotni, neželjeni učinak.Ultraljubičaste zrake u malim količinama mogu biti korisne, jer sudjeluju u proizvodnji D vitamina koji je važan za izgradnju kostiju. Međutim, previše UVZ potiče mutaciju gena, oštećenja DNK, rak kože, prerano starenje i ostećenja imunološkog sustava. Do Zemljine površine dopire samo manji dio od ukupnog UVZ sa Sunca. Glavninu tog opasnog zračenja na putu do Zemlje zaustavlja ozon. Ozonski sloj u atmosferi štiti život na Zemlji. Ozonski omotač zaustavlja većinu štetnih sunčevih UV-B zraka, a potpuno nas štiti i od smrtonosnog UV-C zračenja.Zato je ozonski omotač uistinu prijeko potreban štit za održanje života na planetu Zemlji. Riječ "ozon" potječe od grčke riječi i znači vonjav. Ozon ima karakteristični prodorni miris kojeg možemo osjetiti oko električnih instalacija i nakon oluje. U tekućem i krutom stanju je eksplozivan. U vodi mu je topljivost oko 50 puta veća nego kisika, ono je najjače poznato oksidacijsko sredstvo. Čak 90 % ozona u atmosferi nastaje u stratosferi , na visini između 15 i 55 kilometara iznad Zemlje. Razlikujemo i tzv. prizemni ozon koji nastaje u nižim slojevima atmosfere i on je najčešće sastavni dio gradskog smoga i najčešće izaziva probleme dišnih organa kod ljudi i oštećenje na zemlji.Količina ozona u troposferi povećala se unazad 50 godina dvostruko, a samo u proteklih deset godina za deset posto, što je posljedica emisija ispušnih plinova vozila te drugih antropogenih izvora. Troposferski ozon dolazi u neposredan dodir sa živim organizmima. Snažno reagira s drugim molekulama, u visokim koncentracijama je toksičan, a može oštetiti površinsko tkivo biljaka i životinja. Ima ga vrlo malo u sloju zraka koji se nalazi uz površinu Zemlje. Dokazan je štetan učinak ozona na prinos usjeva, rast šuma i ljudsko zdravlje. Zbog svojih snažnih toksičnih svojstava u industriji se ozon upotrebljava za pročišćavanje vode i zraka te kao sredstvo za izbjeljivanje. U troposferi se izgaranjem fosilnih goriva (drvo, ugljen, nafta) i biomase oslobađaju ugljikov (IV) oksid, vodena para, ugljikovodici te dušikovi oksidi. Za nastajanje ozona je potrebna sunčeva energija. Čitav niz kemijskih reakcija započinje tako da molekula NO2 apsorbira energiju svjetla te se raspada na NO i O. Time započinje ciklus reakcija između NO2 , NO, O3 i O2 .

NO2 + hv ---> NO + O O + M + O2 ---> O3 + M NO + O3 --->NO2 + O2

Ozonska rupa je geografski ograničena pojava smanjivanja ozonskog sloja u atmosferi. Prvi puta su otkrivene u 1970-tim, u južnoj hemisferi. Neki naučnici tvrde da su to prirodne pojave, dok drugi tvrde da je čovjek uzrok toga. Na stanjivanje ozonskog omotača utječu mnogi čimbenici (vulkani, nuklearne eksplozije, nadzvučne letjelice), ali je ključni čimbenik nepovoljno djelovanje klorofluorougljika (CFC), koji dospijevaju u atmosferu nakon što ih čovjek koristi u nizu industrijskih proizvoda. Oni se u atmosferi zadržavaju godinama i postupno uništavaju ozon u ozonskom omotaču. Niske temperature pojačavaju nepovoljni učinak CFC pa ozonski sloj u područjima najnižih temperatura potpuno nestaje, odnosno u njemu nastaje rupa. Ozonska rupa nastaje u području Južnog pola, a značajno stanjenje ozonskog omotača događa se iznad šireg područja Sjevernog pola pa je zbog takvog stanjenja u Kanadi UV zračenje zimi skoro jednako jako kao i ljeti. Uslijed prevelike i nekontrolirane uporabe freona, koji se koristio kao potisni plin u dezodoransima, lakovima za kosu, za rashladne medije u hladnjacima i klima-uređajima i halona koji se upotrebljava kao sredstvo za gašenje požara u protupožarnim uređajima, danas dolazi do oštećivanja ozonskog sloja. To dovodi do jačeg Sunčevog ultraljubičastog zračenja. Povećavanjem intenziteta Sunčevog zračenja dovodi i do globalnog zatopljenja. Ozonski sloj se može oporaviti ako se prestanu upotrebljavati tvari koje ga onečišćuju. Zbog toga je, u posljednjih nekoliko godina, u većini zemalja ograničena upotreba tih tvari . Postojanje ozonske rupe znanstveno je potvrđeno 1986. godine iznad Antarktika i nakon toga se na satelitskim snimkama vidi krajem svake zime i početkom proljeća. Ona se zadržava iznad Antarktika oko dva mjeseca da bi pri svom nestajanju prešla preko Australije i Novog Zelanda, pa je to bitan razlog da su u tim zemljama najuočljivije nepovoljne posljedice UV zračenja (rak kože, oštećenja vida, imunološkog i ekološkog sustava). Prva intenzivna mjerenja ozonskog omotača su na Zemlji počela 1957. godine, dok od kraja 1970.–tih znanstvenici poduzimaju sve veći broj praćenja i mjerenja ozonskog omotača. U 80-tim godinama su zabilježena i najveća oštećenja ozona koja se nastavljaju sve do danas ovisno o geografskim širinama i godišnjim dobima. Devedesetih se istanjivanje nastavilo,ali nije bilo povezano sa ovim supstancama već sa meteorološkim pojavama. No, znanstvenici vjeruju da bi daljnjom primjenom sustavne kontrole tvari koje oštećuju ozonski omotač njegova razgradnja mogla doseći vrhunac u sljedećih nekoliko godina, nakon čega bi nastupilo razdoblje postupnog oporavka. Ozonski omotač iznad Europe motri se pomoću GOME-a (Global Ozone Monitoring Experiment), sustava montirana na satelit ERS-2, koji ima ugrađen spektrometar što mjeri snagu ultraljubičastog zračenja na valnim duljinama od 240 do 790 nanometara. Najnovije stanjenje ozonskog omotača iznad Europe posljedica je snažne struje tropskog zraka koji dolazi s ekvatora, gdje je ozonski omotač i inače tanji. Područje tankog ozona sad se prostire od juga Španjolske do sjevera Njemačke. Problem je u tome što je to blizu stanju koje se opisuje kao ozonska. Tanji ozon znači povećanje količine štetnih Sunčevih i svemirskih zračenja, kojima su izloženi ljudi na područjima gdje se to stanjenje prostire. Takva stanjenja ne traju dulje od tjedan dana, to područje je veliko tek koliko i desetina ozonske rupe koja se prostire iznad Antarktika. Ipak, pri vedrim danima to znači: više

radijacije iz svemira. Sateliti NASA-e utvrdili su da ukupan godišnji gubitak ozona u stratosferi iznosi 0,26 posto. Sjeverno od 35. stupnja zemljopisne širine svakog se proljeća ozonski sloj stanji za tri do pet posto. Oko 45. stupnja, gdje se nalazi i Hrvatska, ozonski se sloj u zimskome dijelu godine stanji za otprilike devet posto. Povećavanje industrijskog i poljoprivrednog zagađenja ugrožava zrak koji udišemo, oceane, vrste koje žive na Zemlji i ozonski omotač koji nam štiti život. Globalno zatopljenje usporava obnavljanje ozona i time zatvaranje ozonske rupe. Iako je, na globalnoj razini, zabranjena uporaba pojedinih štetnih kemijskih spojeva koji neposredno oštećuju ozon , ispuštanje štetnih plinova iz industrijskih postrojenja nije se smanjilo,već poraslo- što je dovelo do porasta temperature i nastanka efekata staklenika te posrednog uništavanja ozonskog omotača.