Jak powstaje i co powoduje dziura ozonowa? Jak zapobiegać temu zjawisku?

Dziura ozonowa – co to za zjawisko i dlaczego jest groźne?

Atmosfera ziemska składa się w około 20% z tlenu, którego cząsteczka wiąże dwa atomy tego pierwiastka (dobrze znane O2). Tlen trójwartościowy, zwany ozonem, pojawia się przy powierzchni ziemi rzadko i w nadmiarze jest szkodliwy dla zdrowia. Wysoko w powietrzu odgrywa jednak rolę warstwy ochronnej na podobieństwo kremów z filtrem UV. Zatrzymuje szkodliwe promieniowanie słoneczne – UV-C całkowicie, UV-B częściowo, zaś UV-A w nieznacznej części.

O dziurze ozonowej mówi się, kiedy dochodzi do rozrzedzenia warstwy ozonu w atmosferze. Z reguły zjawisko to zachodzi w rejonach podbiegunowych. Zawartość ozonu wyraża się w jednostkach Dobsona (ang. DU, Dobson Unit) poprzez mierzenie w pionowej kolumnie powietrza. Nie ustalono wprawdzie, od jakiego poziomu redukcji poziomu ozonu można już mówić o dziurze ozonowej, ale w niektórych rejonach półkuli południowej obserwuje się redukcję trójwartościowego tlenu nawet o 70% względem początku pomiarów w 1985 roku.

Jak powstaje dziura ozonowa? Procesy i przyczyny

Pierwszym winowajcą odpowiedzialnym za powstawanie dziury ozonowej, którego udało się ustalić, były freony (ang. CFC, chloro-fluoro-carbons). Początkowo były uważane za niezastąpione dla chemii przemysłowej. Były neutralne chemicznie, znacznie tańsze w produkcji niż chociażby argon. Wykorzystywano go wszędzie tam, gdzie potrzebny był gaz niereagujący z naczyniem. Stosowano je jako chłodziwo w lodówkach, sprężarkach i urządzeniach HVAC, a także w medycynie i przemyśle budowlanym. Freony ulatywały do atmosfery, gdzie rozbijały cząsteczki ozonu. Zaledwie jeden atom chloru jest w stanie rozłożyć nawet 100 tysięcy cząsteczek ozonu.

Freony nie są jedynym czynnikiem, który przyczynia się do „dziurawienia” warstwy ozonowej. Uszkadzają ją też rakiety kosmiczne oraz samoloty ponaddźwiękowe; w tym pierwszym przypadku nawet dwukrotnie, ponieważ jednostka musi najpierw wylecieć w przestrzeń, a następnie z niej powrócić. Do innych przyczyn niszczenia dziury ozonowej można zaliczyć emisję metanu i tlenków azotu oraz szeroko rozumianych gazów cieplarnianych.

Co powoduje dziura ozonowa? Skutki dla środowiska i zdrowia

Powiększająca się dziura ozonowa powoduje, że do powierzchni ziemi dociera więcej promieniowania słonecznego, które w nadmiarze jest szkodliwe dla wszystkich organizmów żywych. Częściowo przyczynia się także do powstawania efektu globalnego ocieplenia, co przekłada się m.in. na zwiększoną aktywność patogenów i zaburzenie bioróżnorodności.

Jak wiadomo, nadmiar promieniowania słonecznego jest groźny dla zdrowia. Może prowadzić do powstawania nowotworów skóry poprzez niszczenie łańcuchów DNA, a także do uszkodzenia narządu wzroku. Jest też przyczyną przedwczesnego starzenia się organizmu ze względu na destrukcyjny wpływ na włókna kolagenowe budujące tkankę łączną, w tym skórę. Nie jest to jedyne szkodliwe działanie promieniowania słonecznego. Przyspiesza ono korozję elementów metalowych, a także działa szkodliwie na plony.

Czy dziura ozonowa się zmniejsza? Najnowsze dane i badania

Obecnie poziom ozonu monitoruje się za pomocą wielu różnych urządzeń nie tylko z powierzchni Ziemi, ale także z kosmosu. Jedną z takich „kosmicznych technologii” jest CAMS, czyli Copernicus Atmosphere Monitoring Service stanowiąca część europejskiego programu Copernicus. Wykorzystuje on tysiące czujników ulokowanych w satelitach, samolotach i balonach, aby dostarczyć danych dotyczących m.in. poziomu azotu zarówno w atmosferze, jak i przy poziomie gruntu w krótkich – zaledwie kilkudniowych – interwałach czasowych.

Globalne obserwacje prowadzą do wniosku, że dziura ozonowa stopniowo się zmniejsza. Praktycznie wszystkie państwa przestrzegają międzynarodowych umów – Konwencji wiedeńskiej i Protokołu montrealskiego, które regulują dopuszczalny poziom emisji szkodliwych związków do atmosfery, takich jak freony. Szacuje się, że uszkodzenie warstwy ozonowej osiągnęło apogeum w 2000 roku, a następnie jej stan zaczął się powoli poprawiać. Niemniej jednak minie jeszcze dobre dwadzieścia lat, zanim stan warstwy ozonowej osiągnie poziom sprzed 1980 roku, czyli momentu, kiedy rozpoczęto jej regularne monitorowanie.

Warto wspomnieć, że poprawa stanu warstwy ozonowej w wielu regionach świata uległa zatrzymaniu, ale przynajmniej ta swoista „tarcza” nie ulega już osłabieniu. Co więcej, dziura ozonowa pojawia się i zanika w różnych porach roku. Na Antarktydzie występuje przede wszystkim w okresie od września do listopada, choć na przestrzeni ostatniej dekady obserwuje się, że te fluktuacje przebiegają we względnie stałych granicach¹. Dla osób zainteresowanych tematyką dziury ozonowej wartościowym źródłem internetowym będzie strona internetowa Amerykańskiej Agencji Kosmicznej NASA, gdzie dane o stanie warstwy ozonowej są podawane na bieżąco i z wysoką dokładnością².

Dziura ozonowa – jak zapobiegać jej powstawaniu?

Pierwszym krokiem w walce z rozpadem ochronnej warstwy ozonu powinien być zakup urządzeń chłodniczych spełniających odpowiednie normy środowiskowe. Dotyczy to zwłaszcza dużych zakładów przemysłowych, które korzystają ze znacznej ilości aparatury HVAC. Zużyty sprzęt powinien być utylizowany we właściwy sposób, czyli oddawany do specjalnych punktów zbiorczych, a nie po prostu wyrzucany na wysypisko.

Niebagatelne znaczenie w niszczeniu ozonu w atmosferze odgrywają też… samochody, a dokładniej znajdujące się w nich układy chłodnicze. Wszystkie auta produkowane do 2017 roku wykorzystywały czynnik R134a (1,1,1,2-Tetrafluoroetan), czyli halogenki alkilowe, które są silnie szkodliwe dla warstwy ozonowej. Nowsze samochody wykorzystują już R1234yf (2,3,3,3-tetrafluoropropen). Należy on do grupy hydrofluoroolefin i jest całkowicie bezpieczny dla atmosfery, choć praktycznie dwukrotnie droższe. Wybrane marki, np. Mercedes korzystają z jeszcze innego czynnika, a mianowicie R477, wykorzystujący dwutlenek węgla. Sposobem na ochronę atmosfery jest więc np. wymiana floty firmowej na nowszą, co z pewnością przyczyni się do wykazania realizacji celów ESG.

Domowi użytkownicy mogą przyczynić się do ochrony środowiska, wybierając dezodoranty w kulce lub sztyfcie. To bowiem we wszelkiego rodzaju sprayach freonów jest najwięcej. Zaleca się też, aby rolnicy wykorzystywali naturalne nawozy. Szacuje się, że nawet 75% efektu cieplarnianego wynika z niewłaściwie dobranych nawozów – w dużej mierze bazujących na związkach azotowych, które nie są przyswajane przez rośliny i w efekcie trafiają do atmosfery, gdzie niszczą ozon.

Trudno jednoznacznie odpowiedzieć na pytanie, w którym momencie dziura ozonowa stanie się poważnym zagrożeniem dla nas wszystkich. Z pewnością jednak wywiera ona niekorzystny wpływ zarówno na zdrowie człowieka, jak i wytrzymałość infrastruktury przemysłowej. Jeśli chcesz świadomie spoglądać na tematy związane z ochroną środowiska, warto zainteresować się ograniczeniem zużycia konwencjonalnych źródeł energii na rzecz OZE. Fotowoltaika lub energia elektryczna produkowana przez turbiny wiatrowe są dobrym kierunkiem rozwoju. Skontaktuj się z nami i sprawdź, jak możemy Ci pomóc!