Kas ir ozona koncentrācija?

Zema līmeņa ozons veidojas ar naftu darbināmu transportlīdzekļu reakcijās ar gaistošajiem organiskajiem savienojumiem (GOS), kas atrodami benzīnā un krāsu šķīdinātājos. Atmosfērā uzkrājoties savienojumiem, tie reaģē ar normālām skābekļa molekulām (O2) un veido ozonu un citus savienojumus, kas veicina smogu vai gaisa piesārņojumu. Ozons ir ķīmiski aktīvs un, ieelpojot, var reaģēt ar plaušu audiem un izraisīt bojājumus. Tas ir arī kodīgs un var izraisīt ēkas bojājumus, reaģējot ar ārējiem būvizstrādājumiem.

Ozons nelielās koncentrācijās var būt noderīgs kontrolētos lietojumos, jo tas var darboties kā dezinfekcijas līdzeklis, lai noņemtu baktērijas. Ozona ģeneratorus var izmantot ūdens attīrīšanas iekārtās un dažās gaisa attīrīšanas sistēmās baktēriju noņemšanai. Tas tiek apzināti turēts zemā koncentrācijā, lai samazinātu iespējamo negatīvo ietekmi uz veselību. Ozona kā gaisa attīrītāja piemērs rodas, ja pērkona negaisos tiek ģenerēts zibens, un pēc tam gaiss smaržo svaigāk. Zibens lielā elektriskā enerģija var radīt ozonu no skābekļa molekulām, kas reaģēs ar gaisa piesārņojumu un īslaicīgi attīrīs gaisu.

Atmosfēras augšējos slāņos ozons veidojas dabiski, skābekļa molekulām reaģējot ar augstas intensitātes saules gaismu. Ozons ir ļoti labs ultravioletā B (UVB) starojuma viļņa garuma absorbētājs, kas, kā zināms, veicina vēža attīstību cilvēkiem un daudziem dzīvniekiem. Ozons pastāvīgi reaģē ar citām daļiņām un pēc tam dienas laikā tiek atjaunots, saglabājot nemainīgu ozona koncentrāciju. Daudzums ir ļoti mazs, mērot dažās daļās uz miljardu gaisa daļu, taču tas ir svarīgs UVB aizsardzībai.

Hlorfluorogļūdeņraži (CFC) tika izgudroti pagājušā gadsimta 1930. gados kā produktu grupa, kas nepieciešama, lai aizstātu bīstamos aukstumnesējus, piemēram, amonjaku un metilhlorīdu, kas bija vai nu uzliesmojoši, vai toksiski. Testi ar CFC parādīja, ka cilvēki un dzīvnieki var tikt droši pakļauti mazāka daudzuma noplūdēm mājās un mazākos uzņēmumos bez riska. Īsā laika posmā CFC plaši izmantoja visā pasaulē dzesēšanas iekārtās, aerosola baloniņās un ugunsdzēsības līdzekļos.

Pētījumi, kas sākās 1960. gados, parādīja, ka dažās Zemes augšējo atmosfēras slāņu daļās ozona koncentrācija samazinās. Līdz 1980. gadiem bija skaidra saistība starp ozona slāņa zudumiem un CFC, kas izdalījās gaisā, sasniedzot augšējos atmosfēras slāņus. Zinātnieki ierosināja, ka ārkārtīgi stabilās CFC molekulas palika Zemes atmosfērā daudzus gadus, un galu galā gaisa straumes un laikapstākļi ļāva tām sasniegt atmosfēras augstumus, kur ozona koncentrācija bija visaugstākā.

Tā pati saules gaismas enerģija, kas radīja ozonu, bija arī pietiekami spēcīga, lai sadalītu CFC molekulas, atbrīvojot hlora (Cl) molekulas. Šīs molekulas kopā ar putekļiem un liela augstuma ledus kristāliem veidoja reakcijas vietas, kas sadalīja ozonu un radīja normālas skābekļa molekulas. Lai gan šīs reakcijas notika visur atmosfērā, ļoti zemā temperatūra un laika apstākļi, kas konstatēti virs Dienvidpola, izraisīja augstāku reakcijas ātrumu.

Satelītu dati liecināja par ļoti zemu ozona koncentrāciju virs Dienvidpola ļoti agrā polārajā pavasarī pēc vairākus mēnešus ilgas tumsas. Zinātnieki un plašsaziņas līdzekļi tajā laikā ieviesa terminu “ozona caurums”, lai izskaidrotu efektu. Lai gan ozona caurums katru pavasari bija īslaicīgs un salīdzinoši ātri pazuda, tas radīja lielas bažas par CFC ilgtermiņa ietekmi.

1987. gadā gandrīz 200 valstis, kas pieder Apvienoto Nāciju Organizācijai, parakstīja Monreālas protokolu un piekrita pakāpeniski pārtraukt vai pārtraukt CFC ražošanu līdz noteiktiem termiņa gadiem. Nākamajās desmitgadēs līgumā tika veiktas izmaiņas, jo jauni pierādījumi liecināja par lielāku ozona noārdīšanos, nekā sākotnēji tika uzskatīts. CFC tika aizstāti ar savienojumiem, kuru molekulās ir maz vai nav hlora, ko sauc par daļēji halogenētiem hlorfluorogļūdeņražiem (HCFC) un fluorogļūdeņražiem (HFC).

Izauga interese par uzliesmojošu gāzu, piemēram, propāna un pat amonjaka izmantošanu dažiem lietojumiem, jo ​​šie produkti neizraisa ozona noārdīšanos. 21. gadsimta sākumā ražotāji meklēja veidus, kā droši iekļaut uzliesmojošas gāzes patēriņa produktos. Pētījumi tika paplašināti, iekļaujot arī neuzliesmojošas gāzes, piemēram, oglekļa dioksīdu un citas tehnoloģijas, kas varētu atdzesēt pārtiku, neizmantojot aukstumaģenta gāzes.