Μελέτη του Όζοντος
 

Εάν διαβάζετε αυτές τις γραμμές, πρέπει να αναπνέετε. Και εάν αναπνέετε, εισπνέετε και όζον! Το όζον είναι ένα αέριο της ατμόσφαιρας που μας περιβάλλει. Τι είναι όμως το όζον; Τι προσφέρει στην ατμόσφαιρά μας;
Το όζον είναι ένα μόριο οξυγόνου που περιέχει τρία άτομα του οξυγόνου (Ο₃).
Αν και το όζον βρίσκεται γύρω μας, είναι σπάνιο. Σε κάθε εκατομμύριο μόρια του αέρα, λιγότερα από δέκα από αυτά τα μόρια είναι όζον. Ο αέρας που αναπνέουμε έχει μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε μόρια αζώτου και οξυγόνου. Το μόριο του οξυγόνου που αναπνέουμε αποτελείται από δυο άτομα. Επίσης και όλα τα φυτά και τα ζώα χρησιμοποιούν το οξυγόνο αυτής της μορφής. Επίσης αυτή η μορφή του οξυγόνου δίνει δυστυχώς ζωή και στις πυρκαγιές που κατακαούν τα δάση μας. Το όζον τι άραγε να προσφέρει στην ατμόσφαιρά μας;

Εικ. 258 Δημιουργία και Καταστροφή του Όζοντος

Κοντά στη γήινη επιφάνεια, στο στρώμα της ατμόσφαιράς μας που αποκαλείται τροπόσφαιρα, το όζον διαδραματίζει έναν καταστρεπτικό ρόλο. Το όζον δεν είναι μόνο ένα από τα συστατικά της αιθαλομίχλης που αιωρείται επάνω από πολλές πόλεις σε όλο τον κόσμο, αλλά αντιδρά εύκολα και με άλλα μόρια. Σε υψηλές συγκεντρώσεις, μπορεί να προκαλέσει μεγάλη ζημιά στα φυτά και τα ζώα. Επίσης, το όζον μπορεί να συμβάλει στο φαινόμενο του θερμοκηπίου. Κυβερνήσεις σ’ όλο τον κόσμο προσπαθούν τα μειώσουν την ποσότητα αυτού του όζοντος.

Ο αέρας που εισπνέουν οι κάτοικοι των πόλεων περιέχει κατά μέσο όρο 30-60 μικρογραμμάρια ανά κυβικό μέτρο. Συγκεκριμένα, συγκεντρώσεις όζοντος έως 100 μg/m³ προκαλούν αλλοιώσεις στο χρώμα των φυτών και ανοιχτόχρωμες κηλίδες στα φύλλα, ενώ μεγαλύτερες συγκεντρώσεις προκαλούν ακόμη σοβαρότερες βλάβες, όπως νέκρωση φύλλων και ασφυξία, επιβράδυνση της ανάπτυξης, ευπάθεια σε ασθένειες και φυσικούς εχθρούς και πρόωρη γήρανση. Αξιοσημείωτη θεωρείται η βλαπτική επίδραση του όζοντος σε μικρότερες συγκεντρώσεις, όταν συνδυάζεται με άλλους ρύπους, καθώς και η επίδρασή του στη βιολογική παρακμή των δασών. Όσον αφορά τις επιπτώσεις του στην υγεία του ανθρώπου, συγκεντρώσεις που υπερβαίνουν τα 100 μg/m³ μπορεί να επιφέρουν αναπνευστικά προβλήματα, βήχα, πονοκεφάλους, ερεθισμό στα μάτια και δακρύρροια, καθώς και γενική δυσφορία σε άτομα με ευαίσθητη υγεία (καρδιοπαθείς, ασθματικούς, αλλεργικούς, μικρά παιδιά). Ακόμη μεγαλύτερες συγκεντρώσεις μπορούν να προκαλέσουν σοβαρότερα προβλήματα, ενώ η μακροχρόνια έκθεση σε συγκεντρώσεις όζοντος μειώνει την αμυντική ικανότητα του οργανισμού απέναντι σε μικροοργανισμούς, βακτήρια κ.λπ. Επίσης, το όζον επιδρά καταστρεπτικά σε υλικά οργανικής προέλευσης, όπως ελαστικά οχημάτων, υφάσματα, ελαστικούς σωλήνες άρδευσης κ.λπ. Στην αντιμετώπιση του προβλήματος του όζοντος ως ρύπου θεωρείται ότι συμβάλλουν ως ένα βαθμό τα αυτοκίνητα με καταλύτη καυσαερίων, καθώς εκπέμπουν κατά τουλάχιστον 90% μειωμένα οξείδια του αζώτου και άκαυστους υδρογονάνθρακες, σε σχέση με τα συμβατικά αυτοκίνητα.

οξείδιο του χλωρίου (ClΟ) και Ο₂, το οποίο επιτρέπει τη διέλευση της υπεριώδους ακτινοβολίας. (Βλέπε και Εικόνα 258)

Στη συνέχεια η ρίζα ClΟ^- διασπάται εκ νέου, προκύπτει πάλι ένα άτομο χλωρίου και η διαδικασία επαναλαμβάνεται με άλλο μόριο όζοντος. Το αυξημένο ποσοστό της υπεριώδους ακτινοβολίας που φτάνει έτσι ως την επιφάνεια της Γης αυξάνει την πιθανότητα δυσμενών βιολογικών επιδράσεων στους φυτικούς και ζωικούς οργανισμούς και προβλημάτων υγείας στους ανθρώπους.
Αντίθετα, το όζον στη στρατόσφαιρά μας, το στρώμα της ατμόσφαιράς μας επάνω από την τροπόσφαιρα, διαδραματίζει έναν αρκετά διαφορετικό ρόλο. Αν και το όζον αιθαλομίχλης και το στρατοσφαιρικό όζον είναι το ίδιο μόριο, στη στρατόσφαιρα το όζον προστατεύει τα φυτά και τα ζώα απορροφώντας την επιβλαβή υπεριώδη ακτινοβολία από τον ήλιο. Αυτό το λεπτό στρώμα του όζοντος είναι ένα φυσικό μέρος της γήινης στρατόσφαιρας που ενεργεί, όπως οι φακοί στα γυαλιά ηλίου, για να φιλτράρει τις επιβλαβείς ακτίνες προτού φθάσουν στη γήινη επιφάνεια. Δυστυχώς, αυτό το προστατευτικό όζον απειλείται από μερικούς χημικούς ρύπους που οι άνθρωποι έχουν απελευθερώσει στην ατμόσφαιρα.
Το 1974 μια ομάδα του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας διαπίστωσε ότι το χλώριο, που απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα υπό την μορφή διαφόρων χλωροφθορανθράκων (CFC) καταστρέφει το όζον. Χρειάστηκε όμως να περάσουν 10 περίπου χρόνια για να επισημανθεί η τεράστια σημασία αυτής της καταστροφής από τον Άγγλο καθηγητή Τζο Φάρμαν και την ερευνητική ομάδα της Αμερικανικής Εθνικής Ωκεανολογικής Ατμοσφαιρικής Υπηρεσίας.

Εικ. 259 Απεικόνιση της τρύπας του Όζοντος,  Πηγή: Επιστήμη και Ζωή

Η τρύπα του όζοντος πάνω από την Ανταρκτική, όπως απεικονίζεται σε υπολογιστή, με βάση τα στοιχεία που έστειλε ο περιβαλλοντικός δορυφόρος UARS τον Σεπτέμβριο του 1991 (πάνω) και του 1992 (κάτω), εκτελώντας μετρήσεις με διερευνητή μικροκυμάτων (Microwave Limb Sounder). Στην αριστερή πλευρά απεικονίζεται, και για τις δύο περιόδους, η συγκέντρωση της ρίζας ClO που σχηματίζεται κατά τη διάσπαση του όζοντος, ενώ αντίστοιχα στη δεξιά πλευρά η συγκέντρωση του όζοντος. Η απεικόνιση γίνεται με βάση αντίστοιχες χρωματικές κλίμακες που φαίνονται  στο κάτω μέρος της εικόνας.

Οι έρευνες έδειξαν πως πάνω από την Ανταρκτική το προστατευτικό στρώμα του όζοντος είχε «καταστραφεί» και είχε δημιουργηθεί μια «τρύπα», από την οποία οι υπεριώδεις ακτίνες μπορούσαν να περάσουν χωρίς το αναγκαίο «φιλτράρισμα» στη βιόσφαιρα προκαλώντας έτσι διάφορα προβλήματα. Οι έρευνες συνεχίστηκαν σε βάθος και διαπιστώθηκε ότι παρόμοια «ρήγματα» στην προστατευτική ασπίδα του όζοντος υπάρχουν και πάνω από την Ευρώπη, την Αυστραλία κ.ά. Για την αντιμετώπιση του φαινομένου υπογράφτηκε το Πρωτόκολλο του Μόντρεαλ (1985) και το Πρωτόκολλο του Λονδίνου (1990), που ορίζουν τρόπους περιορισμού των χλωροφθορανθράκων (συνήθως περιέχονται σε ψυγεία, σπρέι κλπ.). Στο μεσοδιάστημα σε πολλά προϊόντα χρησιμοποιούνται στη θέση των χλωροφθορανθράκων (CFC), υδροχλωροφθοράνθρακες (HCFC).