Ozon ozonosfera - warstwa ozonowa

Ozon i ozonosfera – warstwa ozonowa

Ozon (O3) to alotropowa odmiana tlenu składająca się z trójatomowych cząsteczek. Posiada silne własności aseptyczne i toksyczne, w związku z czym stosowany jest przy dezynfekcji wody. Naturalnie gromadzi się w stratosferze tworząc warstwę ozonową, która pochłania część promieniowanie z zakresu nadfioletu o długości fali między 200 nm a 300 nm dochodzącego ze Słońca do Ziemi.

Ozon

Ozon to gaz o charakterystycznym, orzeźwiającym zapachu, silnie utleniający, o właściwościach bakteriobójczych. Ozon występuje w całej atmosferze, ale w największym natężeniu w przyziemnej warstwie atmosfery, oraz w stratosferze.

Czas czytania: 7 minut

Ostatnia aktualizacja: 21.04.2022

Ozonosfera – warstwa ozonowa w stratosferze

W stratosferze w atmosferze ziemskiej na wysokości 20-40 km n. p. m.. znajduje się warstwa zwiększonej koncentracji ozonu, tzw. ozonosfera. Pochłania ona wysokoenergetyczną część promieniowania ultrafioletowego, które jest częścią promieniowania słonecznego. Najwyższe stężenie ozonu występuje na wysokości około 32 km nad powierzchnią Ziemi. Na tej wysokości stężenie ozonu może wynosić nawet 15 części na milion (0,0015%). Mimo że nazwa sugeruje jego duży udział, cały ozon z ozonosfery w warunkach normalnych utworzyłby na poziomie morza warstwę o grubości ok. 3 mm.

Warstwa ta ma istotne znaczenie ochronne dla życia na Ziem. Ozonosfera zatrzymuje szkodliwe dla żywych organizmów promieniowania ultrafioletowego o długości fali od 200 do 315 nanometrów tzw. UV-B zanim dotrze ono do powierzchni Ziemi z kosmosu. Wysokoenergetyczne promieniowanie ultrafioletowe uszkadza cząsteczki DNA i jest czynnikiem rakotwórczym. Jego pochłanianie polega na reakcji rozszczepienia cząsteczki ozonu na tlen i rodnik tlenowy, która jest odwróceniem reakcji syntezy ozonu.

Ozon stratosferyczny powstaje w wyniku działania słonecznego światła ultrafioletowego na tlen atmosferyczny. Ozon jest niszczony, gdy reaguje z cząsteczkami zawierającymi azot, wodór, chlor lub brom. Niektóre molekuły niszczące ozon występują naturalnie, ale wiele czynników chłodniczych wprowadzonych przez ludzi w XX wieku, szczególnie freony, okazało się być substancjami zubożającymi warstwę ozonową.

W latach 1980. odkryto przerzedzenie warstwy ozonowej ponad obszarami okołobiegunowymi, nazwane dziurą ozonową. Rozrost dziury ozonowej w związku z uwalnianiem tych substancji do środowiska sprawił, że podjęto międzynarodowe działania na rzecz ograniczenia ich stosowania.

Naturalna zawartość ozonu zmienia się z szerokością geograficzną, dlatego trudno jest podać uniwersalną wartość stężenia granicznego które określa np. pojawienie się dziury ozonowej. W przypadku Antarktyki graniczna wartość stężenia O3 określająca naturalny stan ozonosfery i dziurę ozonową wynosi 220 DU (Jednostek Dobsona).

@ NASA Ozone Watch – The concentration of ozone varies with altitude. Peak concentrations, an average of 8 molecules of ozone per million molecules in the atmosphere, occur between an altitude of 30 and 35 kilometers
@ NASA Ozone Watch – Solar ultraviolet radiation is largely absorbed by the ozone in the atmosphere—especially the harmful, high-energy UV-a and UV-b. The graph shows the flux (amount of energy flowing through an area) of solar ultraviolet radiation at the top of the atmosphere (top line) and at the Earth’s surface (lower line). The flux is shown on a logarithmic scale, so each tick mark on the y-axis indicates 10 times more energy.

Warstwa ozonowa – wpływ na zmiany klimatu

Ozonosfera przyczynia się do wzrostu temperatury w warstwie stratosfery, ponieważ ozon pochłania promieniowanie nadfioletowe, a jego energia zamieniana jest w ciepło. Trudno jednak jednoznacznie określić związek między zanikaniem ozonu i zmianami klimatu. Wydaje się że ogrzewanie stratosfery spowodowane przez absorpcję promieniowania przez ozon jest ważnym czynnikiem w ustaleniu się warunków pogodowych na Ziemi.

Ponieważ ozon ogrzewa zewnętrzne warstwy atmosfery, jego zanik powinien przyczynić się do zmniejszenia globalnego ocieplenia powodowanego przez związki chlorofluorowęglowe. Jednak oddziaływania te nie znoszą się wzajemnie i ubytek stratosferyczny ozonu, stanowiącego tarczę przeciwko promieniowaniu ultrafioletowemu jest generalnie traktowany jako poważniejsze zagrożenie niż wkład ubytku ozonu w wychładzanie atmosfery.

Warstwa ozonowa w przyziemnej warstwie troposfery

Zupełnie inne znaczenie biologiczne ma ozon przygruntowy, który jest szkodliwy dla organizmów żywych. Powstaje w naturalnych procesach, przy sprzyjających warunkach meteorologicznych związanych głównie z natężeniem promieniowania słonecznego i temperaturą:

Pixabay / @ Clker-Free-Vector-Images / CC0
  • w czasie wyładowań atmosferycznych
  • podczas reakcji niektórych zanieczyszczeń, głównie węglowodorów i tlenków azotu

Ozon przygruntowy najczęściej występuje od lipca do września. Wzrost jego stężenia obserwuje się z reguły na dużych obszarach, również pozamiejskich. Maksymalne stężenie występuje przeważnie w godzinach popołudniowych.

Zbyt wysokie stężenie ozonu przyziemnego w okresie letnim, obok problemów z pyłem zawieszonym, należy do najpoważniejszych problemów zanieczyszczenia powietrza zarówno w Polsce, Europie, jak i na świecie.

Negatywne skutki nadmiar ozonu dla żywych organizmów

Ozon powstający blisko powierzchni ziemi jest gazem szkodliwym dla organizmów żywych. O3 jest gazem drażniącym, powoduje uszkodzenie błon biologicznych przez reakcje rodnikowe z ich składnikami. Po dostaniu się do komórek może hamować działanie enzymów komórkowych, wstrzymując oddychanie wewnątrzkomórkowe.

Pierwszymi objawami podrażnienia ozonem (obserwowanym w stężeniach 0,2 mg/m³) są kaszel, drapanie w gardle, senność i bóle głowy. W większych stężeniach może prowadzić do wzrostu ciśnienia tętniczego, przyspieszenia tętna i obrzęku płuc prowadzącego do zgonu (w stężeniach 9–20 mg/m³).

Negatywne skutki złego ozonu dla organizmu człowieka:


Stężenie 
μg/m3
Skutki oddziaływania ozonu i wartości graniczne
40Wyczuwalny zapach
100ból głowy, podrażnienie oczu
110podrażnienie dróg oddechowych, obniżenie wydolności
160zapalenie dróg oddechowych
180wartość progowa informowania społeczeństwa o ryzyku wystąpienia przekroczeń poziomów dopuszczalnych
200problemy z oddychaniem
240alarmowe poziomy stężeń ozonu dla okresu uśredniania jednej godziny
260możliwość wystąpienia ataków astmy
> 400Obniża wydolność, trwałe zniszczenia komórek
> 1000uszkodzenia chromosomów

Działania indywidualne i sposób postępowania podczas przekroczenia wartości progowej złego ozonu

Uwaga! Wartość dopuszczalna dla ozonu wynosi 120 μg/m3, a próg informowania społeczeństwa o możliwości wystąpienia negatywnych skutków zdrowotnych jest na poziomie od 180 μg/m3

  • osoby z przewlekłymi chorobami (układu oddechowego i niewydolnością układu krążenia) powinny pozostawać w pomieszczeniach
  • unikanie długotrwałego przebywania na otwartej przestrzeni
  • ograniczenie dużego wysiłku fizycznego – uprawianie sportów wymagających dużego wysiłku i gier sportowych na otwartej przestrzeni, jazdy na rowerze
  • unikanie lub przynajmniej ograniczenie palenia tytoniu
  • unikanie wdychania dymu tytoniowego

Przydatne informacje

Jednostka Dobsona (DU)
Jednostka Dobsona (DU) to jednostka pomiaru warstwy ozonu w atmosferze Ziemi, w szczególności w stratosferze. Jednostka została nazwana na cześć Gordona Dobsona, badacza który w latach 20. XX wieku zbudował pierwszy przyrząd do pomiaru warstwy ozonowej, zwany obecnie spektrofotometrem ozonowym Dobsona.

Ozon i ozonosfera – warstwa ozonowa
Ozon to alotropowa odmiana tlenu występująca w postaci trójatomowych cząsteczek O3. Warstwa ozonowa znajduje się w stratosferze na wysokości 10-50 km tworząc warstwę zwaną ozonosferą. Jest to warstwa tak cienka, że gdyby ją ścisnąć to miałaby grubość około 3 mm.

Dziura ozonowa
Dziura ozonowa (rozrzedzenie ozonowe) to zjawisko ubytku (spadku stężenia) ozonu stratosferycznego nad niektórymi obszarami Ziemi, związany z przekształceniem cząsteczki ozonu do dwuatomowej cząsteczki tlenu pod wpływem reakcji fotochemicznych zachodzących w stratosferze.

Bezpieczny dla ozonu (pozbawiony FCKW)
Bezpieczny dla ozonu – pozbawiony FCKW to znak ekologiczny i oznaczenie na kosmetykach, środkach do prania i czystości. Symbol z kulą ziemską informuje konsumenta, że produkt nie zawiera freonów, które niszczą warstwę ozonową, a tym samym przyczyniają się do globalnego ocieplenia klimatu. Znaleźć go można m.in na dezodorantach i lodówkach.

Ekoprognoza
Prognoza pogody na świecie, pogoda kosmiczna. Interaktywne mapy zagrożeń podtopieniami wybrzeży. Prognoza zanieczyszczenia powietrza, wody, gleby, środowiska dla obszaru Polski, Europy, Świata. Alarmy smogowe, wyniki on-line jakości powietrza.

źródło:
Ozon, autorzy, licencja CC BY-SA Deed 3.0
Ozonosfera, autorzy, licencja CC BY-SA Deed 3.0

Zagrożenia ekologiczne – dodatkowe informacje:
antropocen, bielenie raf koralowych, biologiczny potencjał Ziemi do regeneracji (biocapacity), bioróżnorodność, choroby odzwierzęce, czerwona księga gatunków, Dzień Długu Ekologicznego (Ecological Debt Day, Earth Overshoot Day), dziura ozonowa, gatunki inwazyjne, gatunki obce, gatunki zagrożone wyginięciem, gazy cieplarniane, globalne ocieplenie, granice planetarne, katastrofy i klęski ekologiczne, klęski żywiołowe, katastrofy ekologiczne na świecie, miejskie wyspy ciepła, migracje gatunków, mikroplastik, Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu (IPCC), nawałnice, neonikotynoidy, ozon, pestycydy, Plastisfera (Plastisphere), podnoszenie się poziomu mórz i oceanów, podtopienia, powodzie, pożary, przełownie, przeżyźnienie zbiorników wodnych, przyłów, pustynnienie, rozszerzalność cieplna wody, sinice, składowiska odpadów (wysypiska śmieci), smog, susze, syndrom przesuwającego sią punktu odniesienia, szóste masowe wymieranie, topnienie lodowców i lądolodów górskich, tragedia wspólnego pastwiska, trąby powietrzne, turystyka masowa, tworzywa sztuczne (plastik), Wielka Pacyficzna Plama Śmieci, wylesianie (deforestacja), utrata bioróżnorodności, zanieczyszczenie gleby, zanieczyszczenie hałasem, zanieczyszczenie powietrza, zanieczyszczenie środowiska, zanieczyszczenie światłem, zanieczyszczenie wody, zagrożenia ekologiczne, zakwaszenie oceanów, zmiany klimatu

zobacz również:
błękitna planeta Ziemia, odnawialne źródła energii (OZE)

Dziękuję, że przeczytałaś/eś powyższe informacje/zestawienie/artykuł do końca. Jeśli cenisz sobie zamieszczane przez portal treści zapraszam do wsparcia serwisu poprzez Patronite.

Chcesz podzielić się ciekawym newsem lub zaproponować temat? Skontaktuj się pisząc maila na adres: informacje@wlaczoszczedzanie.pl

Więcej ciekawych informacji znajdziesz na stronie głównej portalu Włącz oszczędzanie

Wiedza ekologiczna – dodatkowe informacje:
aforyzmy ekologiczne
, biblioteka ekologa, biblioteka młodego ekologa, ekoprognoza, encyklopedia ekologiczna, hasła ekologiczne, hasztagi (hashtagi) ekologiczne, kalendarium wydarzeń ekologicznych, kalendarz ekologiczny, klęski i katastrofy ekologiczne, największe katastrofy ekologiczne na świecie, międzynarodowe organizacje ekologiczne, podcasty ekologiczne, poradniki ekologiczne, (nie) tęgie głowy czy też (nie) najtęższe umysły, znaki i oznaczenia ekologiczne

Exit mobile version
X