A | B | C | D | E | F | G | H | CH | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
|
Ez a szócikk vagy szakasz lektorálásra, tartalmi javításokra szorul. |
Az ózonréteg a sztratoszféra ózontartalmú része. Az ózon, így az ózonréteg képes bizonyos frekvenciájú ultraibolya sugárzást elnyelni. Az ózonréteg sűrűsége igen alacsony: normál légköri nyomáson csak néhány mm vastag lenne.
Keletkezése
Az ózon a Föld légkörében az ultraibolya sugárzás hatására keletkezik. A 242 nanométernél rövidebb hullámhosszú UV-sugarak[1] a légköri oxigén molekuláit (O2) különálló oxigénatomokra bontják. Ezek az atomok más oxigénmolekulákkal egyesülve ózont (O3) hoznak létre. Az ózonmolekula instabil, 240-335 nanométer hullámhosszú ultraibolya sugárzás hatására szétbomlik egy oxigénmolekulára és egy oxigénatomra. Az oxigénatom reakcióba lép az ózonnal, és két oxigénmolekula jön létre.[2] Ez a folytonos ciklus hozza létre az ózonréteget, biztosítva az ózonmennyiség viszonylagos állandóságát. A sértetlen sztratoszférában ez az érték 10 ppm, vagyis minden százezer molekulából egy ózon.
Az élővilág szempontjából az ózonréteg fontos szerepet tölt be, azáltal, hogy a szervezetekre káros Napból érkező ultraibolya sugárzást elnyeli. Míg az oxigén csak a 0,28 mikronnál rövidebb hullámhosszú UV-sugarakat képes blokkolni, addig az ózon hatékonyan fogja fel a 0,28-0,32 mikron tartományban érkező sugárzást. A légkört elérő 0,4 mikronnál rövidebb hullámhosszú sugárzás 95%-át képes elnyelni az ózon. Ez komponensekre bontva a következőket adja: UVC-sugárzást teljes mértékben, a kevésbé káros UVB intenzitását nagymértékben, az UVA-sugarak intenzitását pedig kisebb mértékben abszorbeálja az ózonréteg.
Az ózon magas napvédő faktorszáma nélkül nem létezne a szárazföldi élet, az ultraibolya sugárzás darabokra törné az élő szervezetek DNS-ét, és felbontaná a sejtjeikben lévő kémiai kötéseket.
Az ózonnak nem csak jótékony, hanem káros hatása is van. A troposzférában (főként földközelben), mint levegőszennyező anyag, üvegházgázként viselkedik, vagyis gátolja a hő visszasugárzását. Emellett a közvetlenül belélegezhető ózon légúti betegségek kialakulását idézheti elő.
Az ózon természetes körülmények között a talaj közeli levegőben csak igen kis mennyiségben fordul elő, hatása káros az élővilágra nézve. A 20. században megtöbbszöröződött talaj közelében található ózon mennyisége. A mért csúcsértékek ötszörösen meghaladták a légköbméterenkénti kb. 70 mikrogrammos természetes csúcsértéket. A talajközeli levegőben lévő ózon a nitrogén-oxidok (NO, NO2), a szén-monoxid (CO) és a reaktív szénhidrogének napfény hatására lejátszódó kémiai reakcióval képződik.
Keletkezése a földtörténetben
A Föld légkörében az ózon mennyisége az idők során együtt nőtt az oxigén mennyiségével, és ezzel párhuzamosan az ózon maximális koncentrációja is egyre felsőbb légrétegekbe került, így érve el a jelenlegi kb. 20–25 km-es magasságot. A szárazföldi élet elterjedését is lehetővé tevő ózonréteg a becslések szerint mintegy 500 millió éve alakult ki.[3]
Vastagsága
Az ózonréteg vastagsága jelentősen változik világszerte. Az Egyenlítő felett a réteg vastagabb, a sarkok felett a legvékonyabb. Az északi félteke felett az ózonszint körülbelül 4%-kal csökken tízévente.
Eloszlása a sztratoszférában
Az ózonréteg vastagsága évszakos és földrajzi szélesség szerinti változást is mutat. A trópusok feletti sztratoszférában a legmagasabb, a sarkvidékeken pedig a legalacsonyabb az ózonkoncentráció. Az évszakos változásban pedig nyáron a legmagasabb, télen pedig a legalacsonyabb a koncentráció.
Az ózonlyuk
Meghatározás szerint az antarktiszi ózonlyukat úgy kell értelmezni, mint az atmoszféra azon területét, ahol az ózonkoncentráció 220 Dobson-egység alá esik.[4] A legkisebb napi átlagos ózonértéket, 73,0 Dobson-egységet 1994-ben mérték.[5]
Az ózonlyuk kialakulása
- Az ózon, akárcsak az oxigén, kölcsönhatásba lép a fénnyel, de mivel szélesebb hullámhosszú sugárzásra reagál, ezért elnyeli az emberre és az élőlények zömére káros sugárzásokat, mint például az ultraibolya sugárzást, így védi az életet.
- Az ózonlyuk a tengeri élővilágot is komolyan veszélyezteti. Az erős UVB sugárzás ugyanis hatással van a tengeri tápláléklánc alapját képező plankton és a puhatestűek fejlődésére és szaporodására és így áttételesen a tenger összes élőlényére, a közvetlenül planktonnal táplálkozó bálnafajokkal bezárólag. A tengeri ökoszisztéma felborulása pedig beláthatatlan következményekkel jár a Föld összes többi élőlényére nézve.
- A légkörbe kerülő atomi klór, fluor és bróm pusztítja az ózonréteget, és a téli hónapokban ózonlyuk kialakulásához vezet a Föld sarkai felett. Ezek az elemek főként a klórt és fluort tartalmazó gyorsan elpárolgó szénvegyületekkel, fluorkarbonokkal (CFC és HFC) kerülnek a levegőbe. A vegyületek a sztratoszférába feljutva az ultraviola sugarak hatására elbomlanak, így felszabadulnak belőlük az ózonrétegre veszélyes elemek, amelyek gyorsítják az ózon bomlását. Egyetlen felszabaduló klórmolekula 100 000 ózonmolekulát képes lebontani, ózonbontó teljesítménye ‒43 °C alatt éri el a maximumát.[6] (Ez az oka annak, hogy először az Antarktisz felett alakult ki ózonlyuk, ahol a sztratoszféra átlagos hőmérséklete ‒62 °C.) Bár a CFC gázok a levegőnél nehezebbek és egy idő után leülepszenek, éppen elég idejük van a káros hatás kifejtésére.
A bróm 45-ször hatékonyabban bontja az ózont a klórnál. Szintén üvegházhatást idéznek elő a bróm-trifluormetán és a bróm-klórfluormetán vegyületek, kereskedelmi nevükön Halon-1301 és Halon-1211, amelyeket az 1980-as években használtak tűzoltási rendszerekben. Ezek a gázok a CFC-knél 10-szer hatékonyabban bontják az ózont.
- Az ózon – mivel igen könnyen lebomlik – könnyen lép reakcióba más molekulatöredékekkel, így például a klórral, mely nagy mennyiségben szabadul fel a különböző ipari tevékenységek során. Az ilyen kémiai reakciók hatására alakult ki a téli hónapokban az ózonlyuk, ami az 1970-es évektől az Antarktisz, az 1990-es évektől az Északi-sark fölött jelenik meg időszakosan.
- Nem csak ipari termékek károsíthatják az ózonréteget. Az erdőtüzek és a fák bomlása során ózoncsökkentő klórmetán kerül a légkörbe.
- A Föld felületének körülbelül 4,6%-át nem borítja ózonréteg, itt találhatók az ózonlyukak.
Az ózonlyuk felfedezése
Az ózonréteget egy francia fizikus, Charles Fabry fedezte fel 1913-ban. Tulajdonságait egy brit meteorológus, G. M. B. Dobson fedezte fel, aki egy egyszerű spektrométerrel mérte meg a sztratoszférabeli ózonmennyiséget. Elsőként az 1970-es években tapasztaltak ózonkoncentráció-csökkenést az Antarktisz feletti sztratoszférában. A mérések gyors ütemű csökkenést jeleztek, míg 1955-ben 320 Dobson-egységet mértek, addig 1975-re ez 280-ra, majd 1995-ben 90-re süllyedt. Mivel más régiókban a mérések folyamán nem tapasztaltak csökkenést, ezért közel egy évtizedig mérési hibaként könyvelték el az antarktiszi eredményeket. 1974-ben három tudós, Paul Crutzen, Sherwood Rowland és Mario Molina kimutatta, hogy a fogyatkozás valóságos jelenség, és rámutattak, hogy az okozóit a mesterséges eredetű vegyszerek körében kell keresni. A felfedezésért a három tudóst megosztott Kémiai Nobel-díjjal jutalmazták 1995-ben.
Az ózonréteg védelme
- Svédország volt az első ország, amely (1978. január 23-án) betiltotta az ózonréteget károsító aeroszol spray-k használatát.
- Az ózonlyuk kialakulásának megelőzése érdekében született a montreali és a kiotói egyezmény, melyben az aláíró országok vállalták, hogy csökkentik az ózonréteget romboló kémiai anyagok kibocsátását.
- Egy 2003-as tudományos bejelentés szerint a CFC gázok nemzetközi betiltásának köszönhetően az ózonréteg pusztulása lelassult. A bejelentést földi és műholdas műszerek vizsgálataira alapozták.
Az ózonréteg csökkenésének következményei
A káros UV-sugarak troposzférába jutásával
- ha egy élő sejtet UVB sugárzás ér, akkor károsodhatnak a sejt működése szempontjából nélkülözhetetlen molekulák elbomlanak
- az erős ultraibolya B (UVB) sugárzás gyengíti az immunrendszert, csökkenti a fertőző – köztük a gombás – betegségekkel szembeni természetes védekezőképességet
- nő a bőrrákos betegek aránya, főleg a világos bőrű emberek között (A bőrrák rendszerint többszörös napfény-expozíció hatására alakul ki, főként idős korban.) az UNEP eredményei szerint a sztratoszféra ózontartalmának tartós, 1%-os csökkenése a bőrrák előfordulási arányának 2%-os növekedését vonja maga után.
- nő a szemkárosodás (szürke hályog) kialakulásának veszélye
- olyan mikroszkópikus egysejtű növények pusztulása következhet be, amelyek az óceáni tápláléklánc alapját képezik. A tengerek planktonját károsítja, így az kevesebb szén-dioxidot tud kivonni a légkörből, gyorsítva ezzel a globális felmelegedést és megbontva a tengeri táplálékláncot.
- egyes halfajok (például: szardella, makréla) ivadékai elpusztulhatnak
- haszonnövények (például kukorica) esetében genetikai mutációkat idézhet elő. Az UNEP megfigyelései szerint az ózonkoncentráció csökkenése a növényi DNS-molekulák nagy fokú károsodását okozza.[7] A hüvelyes növények (például bab, borsó) terméshozama eshet. Mindezek érzékenyen hatnak az élelmiszer-ellátásra.
Tárgyalások az ózonréteg védelméről
Ózoncsökkentő anyag | Ipari országok | Iparosodó országok |
---|---|---|
halon | ||
klórozott és fluorozott szénhidrogének (CFC) | ||
szén-tetraklorid (CCl4) | ||
metil-kloroform | ||
metil-bromid | ||
hidrokloro-fluorokarbonok (HCFC) |
Az ózonkoncentrációt csökkentő kibocsátásának korlátozásáról szóló tárgyalások az 1980-as évek közepén kezdődtek el. 1985 márciusában a kormányok elfogadták az ózonréteg védelméről szóló bécsi egyezményt. Ugyanebben az évben a British Antarctic Survey először számolt be az ózonlyuk kialakulásáról, szorgalmazva ezzel a további tárgyalásokat. 1987-ben Montrealban aláírták az ózonréteget csökkentő vegyi anyagok kibocsátásának visszaszorításáról szóló jegyzőkönyvet. Ezt a jegyzőkönyvet Londonban és Koppenhágában módosították, előrehozva a veszélyes vegyi anyagok termelésből való kivonásának határidejét. A tudományos eredmények azonban azt mutatták, hogy ezek az intézkedések nem kielégítőek, 1997-ben elfogadták az ózoncsökkentő gázok teljes kivonását. Ennek köszönhetően a főbb ózoncsökkentő vegyi anyagok használata 80%-kal csökkent, ennek ellenére a CFC-gázok illegális kereskedelmét évi 25 000 tonnára becsülik.[8]
Az alábbi táblázat az ipari és az iparosodó országokban használt ózoncsökkentő gázok betiltásának időpontját mutatja. Az első adat a felhasználás befagyasztásának időpontja, a második pedig azt mutatja, hogy mikortól lépett érvénybe az adott anyag felhasználásának teljes tilalma.
Érdekességek
Az ózon gyakorisága hatszor nagyobb a sztratoszférában, mint a tengerszinten. Ha mégis lejuttatnánk a földre az összes ózonmolekulát, akkor az nem lenne vastagabb egy 3 mm-es hártyánál.
Jegyzetek
- ↑ (2004) „Hogyan alakul ki az, ami azután kilyukad?”. Középiskolai Kémiai Lapok XXXI (5), 381–390. o.
- ↑ szerk.: Náray-Szabó Gábor: Kémia. Budapest: Akadémiai Kiadó, 660. o. (2006). ISBN 963 05 8240 6
- ↑ Mészáros Ernő. 1.5.1. A légköri ózonréteg kialakulása, A környezettudomány alapjai, Digitális kiadás, Budapest: Akadémiai Kiadó. DOI: 10.1556/9789634545491 (2020)
- ↑ A Meteorológiai Világszervezet állásfoglalása az éghajlat 2004. évi állapotáról. (Hozzáférés: 2013. március 19.)
- ↑ A Meteorológiai Világszervezet állásfoglalása az éghajlat 2010. évi állapotáról. (Hozzáférés: 2013. március 19.)
- ↑ The Breakdown of Climate, Peter Bunyard, Floris Books, Edinburgh, 1999, valamint 'How ozone-Depletion Increases Global Warming', Peter Bunyard, The Ecologist, 1999 március-április.
- ↑ 'Environmental effects of ozone depletion: Interim summary', UNEP, 1999. szeptember, http://www.gcrio.org/ozone/unep1999.summary.html[halott link]
- ↑ 'Ozone protection: Introduction', Kennedy Graham in The Planetary Interest szerk. Kennedy Graham, UCL Press, London 1999.
További információk
- Tim Flannery: Időjárás-csinálók
- Dinyar Godrej: A klímaváltozás
- 2068-ra teljesen eltűnhet az ózonlyuk (Index.hu, 2006. szeptember 1.)
Kapcsolódó szócikkek
A lap szövege Creative Commons Nevezd meg! – Így add tovább! 3.0 licenc alatt van; egyes esetekben más módon is felhasználható. Részletekért lásd a felhasználási feltételeket.
Analóg multiméterek túlterhelés elleni védelme
Egyenáram
Egyenáram mérése
Egyenirányítós lengőtekercses műszer
Elektromágnes (fizika)
Elektromos feszültség
Elektromos térerősség
Fáziseltolódás
Fázismutató
Fajlagos ellenállás
Feszültséggenerátor
Feszültségváltó
Forgó mágneses tér
Háromfázisú hálózat
Hőelektromosság
Hatásos ellenállás
A lap szövege Creative Commons Nevezd meg! – Így add tovább! 3.0 licenc alatt van; egyes esetekben más módon is felhasználható. Részletekért lásd a felhasználási feltételeket.