Ozón je jednou z alotropných odrôd elementárneho kyslíka. V stratosfére vytvára ochranný povlak nazývaný ozónová vrstva. V posledných desaťročiach dochádza v tejto vrstve k úbytku ozónu. Tento jav sa pozoruje najmä v cirkumpolárnych oblastiach a predstavuje veľkú hrozbu pre organizmy, ktoré tam žijú. Zvyšujúca sa strata ozónu v ozonosfére dostala názov ozónová diera a v súčasnosti je jedným z kľúčových globálnych klimatických problémov.
Prečo je ozónová vrstva dôležitá?
V dôsledku dlhodobého vystavenia (hlavne ultrafialovému) žiareniu okolo zemegule sa vytvorila vrstva vzduchu, ktorá obsahuje zvýšené množstvo ozónu. Tento povlak dostal názov ozonosféra, no rovnako často sa nazýva ozónová vrstva . Rozkladá sa od 10 do 60 kilometrov. Ozónová vrstva funguje ako prirodzený, ochranný filter. UV žiarenie dopadajúce na Zem pozostáva z troch hlavných zložiek:
- UV-A : tvorí asi 7 %slnečného žiarenia. Pokrýva vlnové dĺžky od 315 nm do 400 nm. Nepredstavuje žiadne riziko pre živé organizmy. Niekedy sa UV-A žiarenie uvádza ako prospešné, pretože napríklad pri opaľovaní uľahčuje syntézu niektorých vitamínov.
- UV-B : tento typ žiarenia predstavuje asi 1,5 %celkového slnečného toku. Pokrýva vlnové dĺžky od 280 nm do 315 nm. Dlhodobé vystavenie tomuto typu žiarenia môže mať negatívne dôsledky pre živé organizmy vrátane zvierat a rastlín.
- UV-C : predstavuje len 0,5 %slnečného žiarenia. UV-C žiarenie zodpovedá vlnovým dĺžkam pod 280 nm. Tento typ žiarenia je najnebezpečnejší. Na Zem sa ním dodáva najväčšie množstvo energie a má devastujúci vplyv na živé organizmy.
Molekuly ozónu, ktoré tvoria ozónovú vrstvu, majú schopnosť absorbovať žiarenie v rozsahu od 200 do 315 nm, takže pohlcujú škodlivé UV-B a UV-C žiarenie, ale nedokážu pohltiť UV-A žiarenie. Vďaka týmto vlastnostiam ozonosféra a ozón, ktorý obsahuje, chránia živé organizmy pred škodlivým žiarením a umožňujú im bezpečne fungovať.
Príčiny ozónovej diery
Ozónová vrstva obklopujúca zemeguľu je veľmi tenká. Najmä v dôsledku antropogénnej činnosti sa koncentrácia ozónu v niektorých špecifických oblastiach znižuje. Je dôležité si uvedomiť, že ozónová diera nie je dierou v doslovnom zmysle slova. Medzi príčiny vedúce k deštrukcii ozonosféry a tým k vzniku ozónovej diery patria:
- Uvoľňovanie chemikálií, ktoré spôsobujú oxidáciu ozónu do stratosféry. Do tejto skupiny patria okrem iného metánové a uhľovodíkové rozpúšťadlá. Charakteristickou črtou týchto látok je nízky bod varu, a tým aj vysoká prchavosť. Do atmosféry sa dostávajú v plynnej forme a do stratosféry sa dostávajú vďaka pohybom vzduchu. Pary týchto zlúčenín potom interagujú s ozónom a kyslíkom obsiahnutým v ozonosfére. V dôsledku týchto procesov sa koncentrácie ozónu znižujú.
- Emisie látok katalyzujúcich rozklad ozónu na molekulárny kyslík. Tieto zlúčeniny sú obzvlášť nebezpečné pre stratosférickú ozónovú vrstvu. Obzvlášť agresívne sú deriváty uhľovodíkov, ktoré obsahujú prvok zo 17. skupiny periodickej tabuľky , tj halogénované uhľovodíky . Tieto zlúčeniny majú schopnosť katalyticky rozkladať veľké množstvo ozónu bez toho, aby sa zmenila štruktúra ich vlastnej molekuly. Do tejto skupiny patria predovšetkým takzvané freóny a halóny, ktoré sa v posledných desaťročiach hojne používali napríklad ako chladivá v chladničkách. Hoci boli postupne vyradené, už nejakých 20 až 30 rokov zažívame dôsledky zavádzania freónov, halónov a iných podobných zlúčenín do stratosféry. Po dosiahnutí stratosféry sú tieto zlúčeniny štiepené UV žiarením, výsledkom čoho je okrem iného uvoľňovanie chlóru . Práve tento prvok ničí ozón.
Účinky ozónovej diery na ľudí a životné prostredie
Už niekoľko rokov rastie celosvetové povedomie o probléme vzniku a rozširovania ozónovej diery. Doteraz sa prijalo množstvo opatrení na minimalizáciu následkov zavlečenia obrovského množstva znečistenia do atmosféry. Výsledné poškodzovanie ozónovej vrstvy už má vážne dôsledky pre ľudí, ako aj pre životné prostredie. Menej ozónu v stratosfére vedie k tomu, že na Zem dopadá viac UV žiarenia, vrátane UV-A a UV-B. Dlhodobé vystavenie im vedie predovšetkým k léziám na koži , ktorá je obzvlášť náchylná na podráždenie a popáleniny. Časté vystavovanie sa slnečnému žiareniu môže mať za následok degeneratívne zmeny v bunkách, vláknitých tkanivách a krvných cievach. UV žiarenie môže spôsobiť rakovinu kože , konkrétne melanóm. Okrem kožných lézií môže spôsobiť aj očné ochorenia vrátane šedého zákalu a celkové oslabenie imunitného systému, čo sa premieta do zvýšenej náchylnosti na vírusové alebo parazitárne infekcie. Životné prostredie je rovnako citlivé na zmeny spôsobené poškodzovaním ozónovej vrstvy. V dôsledku tohto javu môže dôjsť ku klimatickým zmenám , ako je zvýšenie teploty Zeme, zintenzívnenie dezertifikácie alebo zvýšené vyparovanie. Rovnako ako ľudia, aj zvieratá sú náchylné na kožné ochorenia. Hoci drvivú väčšinu ich kože chráni srsť, odhalené časti sú napriek tomu silne vystavené žiareniu. Navyše oslabenie celkovej imunity zvierat môže mať za následok vyhynutie niektorých druhov. Ďalšími obeťami ozónovej diery sú rastliny. Ich nadzemné časti sú také jemné, že agresívne UV žiarenie ich ľahko poškodí. Zmiznutie niektorých rastlín z povrchu Zeme povedie k narušeniu celého ekosystému. Rastliny okrem iného zadržiavajú vlhkosť v pôde a ich absencia povedie k ďalšej dezertifikácii a výraznému zníženiu úrody zozbieranej z orných polí.
