Co je koncentrace ozonu?
Ozon je modře zbarvený toxický plyn složený ze tří molekul kyslíku (O 3 ), které mohou být zdraví nebo prospěšné pro život na Zemi v závislosti na tom, kde jsou pozorovány v atmosféře. Při nižších úrovních v atmosféře může koncentrace ozonu nad minimální množství způsobit zdravotní účinky, ovlivnit růst rostlin a způsobit znečištění ovzduší a poškození budov. V horní atmosféře 10 - 20 km (20-30 km) nad zemí působí ozón jako štít, který zabraňuje některým škodlivým ultrafialovým paprskům, aby slunce dopadlo na zem.
Nízký obsah ozonu je tvořen reakcemi vozidel poháněných ropou s těkavými organickými sloučeninami (VOC) nalezenými v benzinu a rozpouštědlech barev. Jak se sloučeniny hromadí v atmosféře, reagují s normálními molekulami kyslíku (O 2 ) a vytvářejí ozon a další sloučeniny přispívající ke znečištění smogem nebo vzduchem. Ozon je chemicky aktivní a při vdechování může reagovat s plicními tkáněmi a způsobit poškození. Je také leptavý a může způsobit poškození budovy v důsledku reakcí s exteriérovými stavebními výrobky.
Ozon v malých koncentracích může být prospěšný při kontrolovaném použití, protože může působit jako dezinfekční prostředek k odstranění choroboplodných zárodků. Generátory ozonu mohou být použity pro zařízení na úpravu vody a v některých systémech čištění vzduchu pro odstraňování choroboplodných zárodků. To je záměrně udržováno v nízkých koncentracích, aby se minimalizovaly potenciální negativní účinky na zdraví. Příklad ozónu jako čističe vzduchu nastane, když se v bouřkách vytvoří blesk a vzduch poté voní čerstvější. Vysoká elektrická energie v blesku může vytvořit ozon z molekul kyslíku, který bude reagovat se znečištěním vzduchu a dočasně vyčistí vzduch.
V horní atmosféře se ozon vytváří přirozeně reakcemi molekul kyslíku s intenzivním slunečním světlem. Ozón je velmi dobrým absorbérem vlnových délek ultrafialového záření B (UVB), o nichž je známo, že podporují rakovinu u lidí a mnoha zvířat. Ozón neustále reaguje s jinými částicemi a poté se regeneruje během dne, přičemž udržuje konstantní koncentraci ozonu. Toto množství je velmi malé, měřeno na několika částech na miliardu dílů vzduchu, ale důležité pro ochranu před UVB.
Chlorfluoruhlovodíky (CFC) byly vynalezeny ve 30. letech 20. století jako skupina produktů potřebných k nahrazení nebezpečných chladiv, jako jsou amoniak a methylchlorid, které byly buď hořlavé nebo toxické. Testy s CFC ukázaly, že lidé a zvířata mohou být bezpečně vystaveni netěsnostem menších množství nalezených v domácnostech a menších podnicích bez rizika. Během krátké doby byly CFC široce používány po celém světě v chladicích zařízeních, aerosolových rozprašovačích a hasicích prostředcích.
Výzkum začínající v 60. letech ukázal, že v některých částech zemské horní atmosféry klesá koncentrace ozonu. V 80. letech 20. století existoval jasný vztah mezi ztrátami ozónové vrstvy a uvolňováním CFC do vzduchu, které dosáhlo horní atmosféry. Vědci navrhovali, že extrémně stabilní molekuly CFC zůstaly po mnoho let v zemské atmosféře a nakonec jim proudy vzduchu a počasí umožnily dosáhnout atmosférických výšek, kde byla koncentrace ozonu nejvyšší.
Stejná energie slunečního světla, která vytvořila ozon, byla také dostatečně silná, aby se oddělily molekuly CFC a uvolnily molekuly chloru (Cl). Tyto molekuly, spolu s prachem a vysokými nadmořskými krystaly, vytvořily reakční místa, která rozbila ozon a vytvořila normální molekuly kyslíku. Ačkoli k těmto reakcím došlo všude v atmosféře, velmi nízké teploty a povětrnostní podmínky zjištěné na jižním pólu tam způsobily vyšší reakční rychlost.
Družicová data ukázala velmi nízkou koncentraci ozonu na jižním pólu velmi brzy polární jaro, po několika měsících tmy. Vědci a média vytvořili termín „ozonová díra“, aby vysvětlili tento účinek. Ačkoli ozónová díra byla dočasná každou jaro a mizela relativně rychle, vzbudilo to velké znepokojení nad dlouhodobým účinkem CFC.
V roce 1987 podepsalo Montrealský protokol téměř 200 zemí patřících do Organizace spojených národů a souhlasilo s postupným ukončením výroby nebo zastavením výroby CFC ve specifických letech. Změny dohody byly provedeny v následujících desetiletích, protože nové důkazy ukázaly vyšší vyčerpání ozónu, než se původně předpokládalo. CFC byly nahrazeny sloučeninami s malým nebo žádným obsahem chlóru v jejich molekulách, které se nazývají hydrochlorfluoruhlovodíky (HCFC) a fluorovodíky (HFC).
Zájem o používání hořlavých plynů jako je propan a dokonce amoniak pro některé aplikace, protože tyto produkty nezpůsobují vyčerpání ozónu. Na počátku 21. století hledali výrobci způsoby, jak bezpečně začlenit hořlavé plyny do spotřebního zboží. Výzkum byl rovněž rozšířen o nehořlavé plyny, jako je oxid uhličitý a další technologie, které by mohly ochlazovat potraviny bez použití chladicích plynů.