| Nagłówki RSS |
|---|
|
Ekologia i Ochrona Środowiska
| Logowanie |
|---|
| Warstwa ozonowa |
|
|
|
| Napisał Administrator | ||||||||||||
| poniedziałek, 02 lipiec 2007 | ||||||||||||
|
Ozon jest odmianą tlenu składającą się z trzech atomów tlenu O3. Jest to niebieskawy gaz o charakterystycznym "świeżym" zapachu. Właściwości fizyczne są przedstawione w tabelce.
Ozon jest gazem niepalnym, jednak podobnie jak ditlen - O2 ma zdolność do podtrzymywania procesów spalania. Gaz ten jest silniejszym utleniaczem od tlenu O2 i ok. 10 razy lepiej rozpuszcza się od niego w wodzie. Ozon jest nietrwały, rozkłada się łatwo na cząsteczkę tlenu O2 i tlen atomowy. Gaz ten powstaje pod wpływem wyładowań elektrycznych (np. podczas burzy) z tlenu atmosferycznego lub pod wpływem promieniowania ultrafioletowego (~240 nm), tworzy się też w niektórych reakcjach chemicznych np. podczas elektrolizy związków tlenowych. Przemiana tlenu O2 w ozon polega na powstawaniu tlenu atomowego (reakcja nr. 1), który się przyłącza do cząsteczki tlenu (rekacja nr. 2), tworząc ozon. W technice otrzymywany za pomocą cichych wyładowań elektrycznych w czystym tlenie lub (rzadziej) w powietrzu, w tzw. ozonizatorach.
hv O2 -> 2O 1
O2 + O -> O3 2
Ozon jest związkiem silnie utleniającym, a tym samym bakteriobójczym. Właściwości te są wykorzystane w dezynfekcji powietrza i wody. Ozon stosowany jest również jako środek do bielenia, niektórych syntez organicznych oraz jako utleniacz w rakietowych materiałach pędnych. W dolnych warstwach atmosfery ozon występuje w małych ilościach sięgających ok. 2 * 10-5g/dm3. Jest gazem toksycznym dla ludzi, zwierząt i roślin. Zawartość O3 w powietrzu atmosferycznym jest głównie pochodzenia antropogenicznego (spowodowanego działalnością człowieka), wzrasta w dużym tempie 2% w ciągu roku. Ozon jest również głównym, choć nie najbardziej toksycznym, składnikiem kwaśnego deszczu i smogu fotochemicznego. Jedna cząstka ozonu na milion części powietrza jest już trująca dla ludzi. Zawartość tego gazu znacznie zwiększa się w górnych warstwach atmosfery osiągając maksymalne stężenie w ozonosferze. W troposferze gromadzi się nie więcej niż 10% ozonu, natomiast w stratosferze znajduje się pozostałe 90%. Od 15 do 50 km nad powierzchnią Ziemi ozon staje się pożyteczny, tworząc warstwę ochronna dla życia. Ozon jest bowiem jedynym gazem w atmosferze, który zatrzymuje szkodliwy nadmiar promieniowania ultrafioletowego. W 1881 roku dowiedziono, że energię zawartą w promieniowaniu ozon przetwarza na ciepło, dzięki czemu spełnia też funkcję termoregulatora atmosferycznego. Dzieje się to dlatego, że ozon nie jest trwałą odmianą tlenu. Szybko następuje jego rozpad, w wyniku którego powstają cząsteczki tlenu (O2) (reakcja nr. 3). Tlen również ulega rozbiciu na bardzo reaktywne atomy (O), które przyłączają się do cząsteczek tlenu, tworząc na powrót ozon (O3) (reakcja nr. 2). Wszystkie te procesy pochłaniają energie promieniowania UV i w ten sposób osłabiają je czyli redukują szkodliwe działanie.
hv O3 -> O + O2 3
Koncentracje ozonu mierzy się w jednostkach zwanych dobsonami (od nazwiska konstruktora przyrządów pomiarowych). Ozon nie jest rozłożony równomiernie nad cała powierzchnią Ziemi. Cieńsza warstwa ozonu występuje na równiku, a najgrubsza w okolicach biegunów. Średni poziom wynosi 300 D, podczas gdy nad równikiem jest tylko ok. 250 D. Gdyby nie istniały wiatry stratosferyczne, najwięcej ozonu byłoby właśnie ok. 30km nad równikiem. Warstwa ozonowa tworzy się w stratosferze, w zależności od szerokości geograficznej na wysokości ok. 15-40 km. Powstaje ona pod wpływem promieniowania ultrafioletowego (UV), które w znacznej części pochłania i przed którego zgubnym oddziaływaniem chroni życie na Ziemi. Promienie UV niosą w sobie szczególnie duży ładunek energii. Najkrótsze fale poniżej 200 nanometrów są w całości pochłaniane przez atomy azotu i tlenu. W efekcie niektóre dwuatomowe cząsteczki tlenu ulegają rozbiciu - tworząc triadę ozonową (O3). Odbywa się to głównie nad równikiem, wysoko w stratosferze, i stąd bogate w ozon powietrze wędruje ku biegunom. Tak utworzony ozon pochłania promienie w zakresie 240 - 300 nm, najgroźniejszych dla życia (naświetlanie nagich komórek tym zakresem UV powoduje ich śmierć oraz może powodować raka skóry i niszczyć rośliny). Natomiast promienie nadfioletowe w zakresie 300 - 400 nm nie są pochłaniane i nie docierają do Ziemi. Koncentracja ozonu jest wypadkową reakcji 2 i 3. W górnej części atmosfery dominuje tlen atomowy, a natężenie promieniowania UV jest wysokie, w miarę obniżania wysokości poziom ozonu się zwiększa, a natężenie UV maleje wskutek absorpcji. Blisko powierzchni poziom ozonu i natężenia UV jest mały. Ilość ozonu zmniejsza z przyczyn naturalnych, a powodem jest reakcja:
O3 + O -> 2O2
16 września obchodzony jest Międzynarodowy Dzień Ochrony Warstwy Ozonowej. Został on ustanowiony przez ONZ w 1994 r. i jest rocznicą podpisania w 1987 r. Protokołu Montrealskiego, zawierającego postanowienia dotyczące ograniczenia emisji do atmosfery substancji niszczących warstwę ozonową. Protokół został podpisany przez 184 państwa, w tym Polskę. Warstwa ozonowa jest naturalnym filtrem chroniącym żywe organizmy przed szkodliwym promieniowaniem ultrafioletowym. W celu jej ochrony z inicjatywy UNEP (Program Ochrony Środowiska Narodów Zjednoczonych) przedstawiciele 31 państw podpisali w 1987 Protokół Montrealski - umowę zakładającą 50-procentowy spadek produkcji freonów do roku 2000, w stosunku do 1986. Od 1990 obserwowane jest zmniejszenie tempa wzrostu freonów w atmosferze - z 5% rocznie do mniej niż 3%. Pod koniec lat 70-tych zaobserwowano znaczny spadek zawartości ozonu, szczególnie nad Antarktydą i w rejonie bieguna południowego. Zmniejszenie koncentracji tego gazu w ozonosferze jest nazywane dziurą ozonową.
 Zacytuj ten artykuł na swojej stronie | Odsłon: 808
Napisz komentarz
Powered by AkoComment Tweaked Special Edition v.1.4.6 |
||||||||||||
| Ostatnia aktualizacja ( poniedziałek, 16 lipiec 2007 ) | ||||||||||||
Copyright © 2007 by Piotr Strzelecki All rights reserved