Aukštai virš mūsų galvų, stratosferoje, 19–48 km aukštyje, planeta yra apsupta ozono. Tai deguonies rūšis. Jei deguonies molekulė ore susideda iš dviejų sujungtų deguonies atomų - O2, tai molekulė, kurioje yra trys atomai, nurodoma ozono formule - O3. Jį sukuria saulės šviesa. Kai ultravioletiniai saulės spinduliai praeina per atmosferą, jie sunaikina įprastas dviatomes deguonies molekules. Kiekvienas išlaisvintas atomas prisijungia prie gretimo O2. Taip susidaro cheminė ozono formulė - O3.
Kas yra ozonas?
Prancūzų fizikai Fabry ir Buissonas pirmą kartą atrado šias dujas. 1913 metais jie nustatė, kad 200–300 nm bangos ilgio saulės spindulius aktyviai sugeria Žemės atmosfera. Terminas „ozonas“graikų kalboje reiškia „kvapus“, „kvapus“. Visi žino būdingą šių dujų kvapą, atsirandantį po perkūnijos. Atmosferoje deguonis yra trijų alotropinių formų: O2 – molekulinė, O – atominė ir O3 – ozono formulė, gaunama chemiškai sujungiant pirmąsias dvi.
Dujų savybės
Ozono sluoksnio pakankaplonas, beveik nematomas. Jei visos šių dujų molekulės, užimančios 29 km erdvės, būtų sujungtos į vieną vientisą rutulį, jo storis užtruktų tik trečdalį centimetro. Šiek tiek ozono yra ore virš Žemės paviršiaus. Kai į orą patenka automobilių išmetamosios dujos arba smogas, saulės šviesa reaguoja su išmetamosiose dujose esančiomis cheminėmis medžiagomis ir susidaro ozonas. Jis ypač jaučiamas karštą dieną, smogo pilname ore, nes pasiekia grėsmę sveikatai. Ozono medžiagos formulė yra fiziškai nestabili, o esant didesnei nei 9% koncentracijai ore, dujos sprogsta, todėl jas laikyti galima tik esant žemai temperatūrai. Atvėsusios iki -111,90C dujos virsta skysčiu.
Ozono perteklius
Žmogus negali gyventi gryname deguonyje, nedidelis ozono kiekis atmosferoje jam naudingas, tačiau per didelė jo koncentracija gali būti mirtina. Jums nereikia jo įkvėpti, nes ši deguonies forma gali pažeisti jūsų plaučius. Sportininkai, įkvepiantys daug ozono pripildyto oro, gali skųstis sunkumu ir skausmu įkvėpdami. Nuo ozono pertekliaus kenčia ir medžiai bei augalai, augantys prie greitkelio, kur oras prisotintas išmetamųjų dujų. Tokia šių dujų charakteristika virš paties žemės paviršiaus. Natūralus jo kiekis (viena jo dalis dešimtyse milijonų kitų oro dalių) dalyvauja oksidaciniuose procesuose, vykstančiuose žmogaus organizmo ląstelių lygiu. Ozono formulėje tik vienas deguonies atomas veikia kaip oksidatorius, o dulikusieji išsiskiria kaip laisvas deguonis.
Naudingos savybės
Naudodami visiškai išgrynintą patalpų orą, mokslininkai pastebėjo, kad jose daugėja žmonių susirgimų. Priežastis pasirodė paprasta – ozono trūkumas išvalytame ore lėmė sutrikimus organizme. Reguliarios mažos dujų dozės taip pat naudingos ligų profilaktikai.
Kas yra dujų efektas? Atsižvelgdami į eksperimentų rezultatus, mokslininkai priėjo prie išvados, kad ozonas sunaikina beveik visus natūraliai pasitaikančius virusus, bakterijas, pirmuonis, taip pat pelėsius ir mieles. Per kelias minutes nedidelė dalis (ozono formulė O3) litre oro neutralizuoja visas žmogui pavojingas medžiagas. Juk ozonavimas yra natūralus procesas, įprastas organizmui. Net ir patalpoje ozonas gaivina orą, praktiškai pašalina riziką užsikrėsti per orą plintančiomis ligomis, neutralizuoja dūmus, dulkes ir alergenus, sunkiųjų metalų junginius ir kitus žmogui kenksmingus oro komponentus. Skildami į vandenį, deguonį ir anglies dioksidą, šie junginiai praranda toksiškumą ir pašalina nemalonius kvapus. Atsižvelgiant į ozono formulę chemijoje, jo didelė oksidacinė galia vis dažniau naudojama orui ir geriamam vandeniui dezinfekuoti.
20 kilometrų virš Žemės paviršiaus esantis sluoksnis iš tikrųjų saugo mūsų sveikatą, sugerdamas ultravioletinius spindulius. Jis veikia kaip filtras, apsaugantis Žemę nuo žalingos ultravioletinės spinduliuotės. Be apsauginio sluoksnio gyvybė planetoje būtų neįmanoma. Įrodyta, kad augalija ir fauna Žemėje atsirado tik tada, kai susiformavo galingas skydas, saugantis nuo saulės spindulių. Ultravioletiniai spinduliai padeda odai įgauti gražų įdegį, tačiau kartu yra ir pagrindinis saulės nudegimo ir odos vėžio k altininkas.
Ozono skylė
Aštuntajame dešimtmetyje mokslininkai, tyrinėję ozono sluoksnį virš planetos, išsiaiškino, kad šaldytuvuose, oro kondicionieriuose ir aerozoliuose naudojamos cheminės medžiagos gali sunaikinti ozoną. Dujos į orą patenka kiekvieną kartą remontuojant šiuos įrenginius arba purškiant įvairius aerozolius. Mokslininkų teigimu, kenksmingos dujos ilgainiui pasiekia ozono molekules. Tuo pačiu metu saulės spinduliuotė iš chloro-fluoro angliavandenilių išskiria chlorą, kuris sunaikina ozono struktūrinę formulę, paversdamas jį įprastu deguonimi. Taigi apsauginis sluoksnis sunaikinamas. Dar po 15 metų britų mokslininkai padarė stulbinantį atradimą: virš Antarktidos yra didžiulė skylė ozono sluoksnyje. Ši skylė pasirodo kiekvieną pavasarį ir yra maždaug JAV dydžio. Kai dėl metų laikų kaitos keičiasi vėjo kryptis, skylė prisipildo ozono molekulių. Tokiu atveju tam tikras skaičius molekulių užpildo skylę, o kitose dalyse dujų sluoksnis tampa plonesnis.
Kas kelia grėsmę apsauginio sluoksnio sumažėjimui?
1992 m. žiemą ozono sluoksnis virš Europos ir Kanados suplonėjo 20 %. Tose srityse, kuriose šis sluoksnisnepakankamai tankus ir negalintis išfiltruoti stiprios spinduliuotės, labai pastebimai padaugėja odos vėžio atvejų. Virš pačios Antarktidos mokslininkai užfiksavo itin didelį chloro monoksido kiekį, susidarantį dėl chloro ardymo ozonu. Mokslininkai suskaičiavo, kad praradus vos 1% apsauginio sluoksnio, Žemę pasiekiančios ultravioletinės spinduliuotės kiekis padidėja 2%, o tuo pačiu 3-6% padidėja odos vėžio atvejų skaičius. Ultravioletinė spinduliuotė taip pat naikina organizmo imunitetą, todėl žmogus tampa neapsaugotas nuo infekcijų. Ultravioletinė spinduliuotė gali pažeisti visų augalų ląsteles – nuo javų iki medžių.
Kadangi ozono sluoksnis išlaiko šilumą, ozono sluoksniui mažėjant, oras šioje platumoje vėsta, keičiantis pasaulio vėjams ir orams. Sunku nuspėti, kokią įtaką klimatui ateityje turės sluoksnio nykimas, mokslininkai prognozuoja natūralių plotų išdžiūvimą, dalies augmenijos praradimą ir maisto trūkumą, jei nebus išspręsta šių dujų naikinimo problema.. Net ir sustojus žmogaus veiklai, dėl kurios išmetamos dujos, kurios ardo apsauginį sluoksnį, prireiktų mažiausiai 100 metų, kol jis sugrįžtų į buvusį lygį.
