Visoko iznad naših glava, u stratosferi, na nadmorskoj visini od 19-48 km, planet je okružen ozonom. To je vrsta kisika. Ako se molekula kisika u zraku sastoji od dva spojena atoma kisika - O2, tada je molekula koja ima tri atoma označena formulom ozona - O3. Stvara ga sunčeva svjetlost. Kada ultraljubičaste zrake sa Sunca prolaze kroz atmosferu, one uništavaju obične dvoatomne molekule kisika. Svaki oslobođeni atom pridružuje se susjednom O2. Tako nastaje kemijska formula ozona - O3.
Što je ozon?
Francuski fizičari Fabry i Buisson prvi put su otkrili ovaj plin. Godine 1913. utvrdili su da Zemljina atmosfera aktivno apsorbira sunčeve zrake valne duljine od 200 do 300 nm. Izraz "ozon" na grčkom znači "mirisan", "mirisan". Svima je poznat karakterističan miris ovog plina koji se javlja nakon grmljavine. Kisik je prisutan u atmosferi u tri alotropska oblika: O2 - molekularni, O - atomski i O3 - formula ozona, koja se dobiva kemijskim spajanjem prva dva.
Plinska svojstva
Ozonski omotač je dovoljantanak, gotovo nevidljiv. Kada bi se sve molekule ovog plina, koje zauzimaju 29 km prostora, spojile u jednu čvrstu kuglu, debljina bi iznosila samo trećinu centimetra. Nešto ozona je u zraku iznad Zemljine površine. Kada se ispušni plinovi automobila ili smog ispuštaju u zrak, sunčeva svjetlost reagira s kemikalijama u emisijama stvarajući ozon. Osobito se osjeća za vrućeg dana, u zraku ispunjenom smogom, jer doseže razinu koja prijeti zdravlju. Formula ozonske tvari je fizički nestabilna, a pri koncentraciji većoj od 9% u zraku plin eksplodira pa je njegovo skladištenje moguće samo pri niskim temperaturama. Kada se ohladi na -111,90C plin se pretvara u tekućinu.
Višak ozona
Čovjek ne može živjeti u čistom kisiku, korisna mu je mala količina ozona u atmosferi, ali njegova prekomjerna koncentracija može biti smrtonosna. Ne morate ga udisati jer ovaj oblik kisika može oštetiti vaša pluća. Sportaši koji udišu velike količine zraka opterećenog ozonom mogu se žaliti na težinu i bol pri udisanju. Drveće i biljke koje rastu uz autocestu, gdje je zrak zasićen ispušnim plinovima, također pate od viška ozona. Takva karakteristika ovog plina iznad same površine zemlje. Njegov prirodni sadržaj (jedan dio u desecima milijuna drugih dijelova zraka) sudjeluje u oksidativnim procesima koji se događaju na staničnoj razini u ljudskom tijelu. U formuli ozona samo jedan atom kisika djeluje kao oksidant, a dvaostatak se izlučuje kao slobodni kisik.
Korisna svojstva
Pri korištenju potpuno pročišćenog zraka u zatvorenom prostoru, istraživači su primijetili povećanje broja bolesti ljudi u njima. Razlog se pokazao jednostavnim – nedostatak ozona u pročišćenom zraku doveo je do poremećaja u tijelu. Redovne male doze plina također su korisne za prevenciju bolesti.
Kakav je učinak plina? Uzimajući u obzir rezultate eksperimenata, znanstvenici su došli do zaključka da ozon dovodi do uništenja gotovo svih prirodnih virusa, bakterija, protozoa, kao i plijesni i kvasca. Za nekoliko minuta, mali dio (formula ozona O3) u litri zraka neutralizira sve tvari opasne za čovjeka. Uostalom, ozoniranje je prirodni proces, uobičajen za tijelo. Čak iu prostoriji, ozon osvježava zrak, praktički uklanja rizik od zaraze bolestima koje se prenose zrakom, neutralizira dim, prašinu i alergene, spojeve teških metala i druge komponente zraka štetne za ljude. Razlažući se u vodu, kisik i ugljični dioksid, ovi spojevi gube svoju toksičnost i uklanjaju neugodne mirise. S obzirom na formulu ozona u kemiji, njegova se visoka oksidacijska moć sve više koristi za dezinfekciju zraka i pitke vode.
Sloj 20 kilometara iznad površine Zemlje zapravo štiti naše zdravlje apsorbirajući ultraljubičaste zrake. Djeluje kao filter, štiteći Zemlju od štetnog ultraljubičastog zračenja. Bez zaštitnog sloja život na planeti bio bi nemoguć. Dokazano je da se flora i fauna pojavila na Zemlji tek kada se stvorio snažan štit koji je štiti od sunčevog zračenja. Ultraljubičasto zračenje pomaže koži da dobije lijepu preplanulost, ali je istovremeno glavni krivac za opekline i rak kože.
ozonska rupa
Sedamdesetih godina prošlog stoljeća, znanstvenici koji su proučavali ozonski omotač iznad planeta otkrili su da kemikalije koje se koriste u hladnjacima, klima uređajima i aerosolima mogu uništiti ozon. Plinovi se ispuštaju u zrak kad god se ti uređaji popravljaju ili kada se raspršuju različiti aerosoli. Prema znanstvenicima, štetni plinovi na kraju dospiju do molekula ozona. Istodobno, sunčevo zračenje oslobađa klor iz klor-fluorovih ugljikovodika, što uništava strukturnu formulu ozona, pretvarajući ga u obični kisik. Dakle, zaštitni sloj je uništen. Još 15 godina kasnije, britanski znanstvenici došli su do zapanjujućeg otkrića: ogromna rupa u ozonskom omotaču nalazi se iznad Antarktika. Ova se rupa pojavljuje svakog proljeća i otprilike je veličine Sjedinjenih Država. Kada se smjer vjetra promijeni zbog promjene godišnjih doba, rupa se ponovno puni molekulama ozona. U tom slučaju određeni broj molekula ispunjava rupu, dok u ostalim dijelovima sloj plina postaje tanji.
Što prijeti smanjenje zaštitnog sloja?
U zimu 1992. ozonski omotač iznad Europe i Kanade postao je tanji za 20%. U područjima gdje ovaj slojnedovoljno gusto i nesposobno filtrirati jako zračenje, broj slučajeva raka kože se vrlo primjetno povećava. Nad samom Antarktikom znanstvenici su zabilježili iznimno visoke razine klorovog monoksida, koji nastaje kao rezultat uništavanja ozona klorom. Istraživači su izračunali da gubitak samo 1% zaštitnog sloja dovodi do povećanja količine ultraljubičastog zračenja koje doseže Zemlju za 2%, a istovremeno se broj karcinoma kože povećava za 3-6%. Ultraljubičasto zračenje također uništava tjelesni imunitet, čineći osobu bespomoćnom protiv infekcija. Ultraljubičasto zračenje može oštetiti stanice svih biljaka, od žitarica do drveća.
Budući da ozonski omotač zadržava toplinu, kako se ozonski omotač smanjuje, zrak na ovoj geografskoj širini se hladi, mijenjajući svjetske vjetrove i vrijeme. Teško je predvidjeti kakav će učinak iscrpljivanje sloja imati na klimu u budućnosti, znanstvenici predviđaju isušivanje prirodnih područja, gubitak dijela vegetacije i nedostatke hrane ako se ne riješi problem uništavanja tog plina. Čak i prestankom ljudske aktivnosti, koja uključuje ispuštanje plinova koji uništavaju zaštitni sloj, trebalo bi najmanje 100 godina da se vrati na prijašnju razinu.
