Hvad er ozonkoncentration?
Ozon er en blåfarvet giftig gas sammensat af tre iltmolekyler (O 3 ), som enten kan være en sundhedsfare eller være gavnlig for livet på Jorden afhængigt af hvor det observeres i atmosfæren. Ved lavere niveauer i atmosfæren kan ozonkoncentration over minimale mængder forårsage sundhedsmæssige virkninger, påvirke plantevækst og forårsage luftforurening og bygningsskader. I den øverste atmosfære 20-20 kilometer over jorden fungerer ozon som et skjold for at forhindre nogle skadelige ultraviolette stråler fra solen, der når jorden.
Ozon med lavt niveau dannes fra reaktioner fra petroleumsdrevne køretøjer med flygtige organiske forbindelser (VOC'er), der findes i benzin og malingsopløsningsmidler. Når forbindelserne bygger sig op i atmosfæren, reagerer de med normale iltmolekyler (O 2 ) og skaber ozon og andre forbindelser, der bidrager til røgforurening eller luftforurening. Ozon er kemisk aktiv, og når indånding kan reagere med lungevæv og forårsage skade. Det er også ætsende og kan forårsage bygningsskader på grund af reaktioner med udvendige byggeprodukter.
Ozon i små koncentrationer kan være fordelagtigt ved kontrolleret anvendelse, fordi det kan fungere som et desinfektionsmiddel for at fjerne bakterier. Ozongeneratorer kan bruges til vandbehandlingsanlæg og i nogle luftrensningssystemer til fjernelse af kim. Dette holdes bevidst i lave koncentrationer for at minimere potentielle negative helbredseffekter. Et eksempel på ozon som luftrenser opstår, når der genereres lyn i tordenvejr, og luften lugter friskere bagefter. Den høje elektriske energi i lynet kan skabe ozon fra iltmolekyler, som reagerer med luftforurening og midlertidigt renser luften.
I den øvre atmosfære dannes ozon naturligt ved reaktioner af iltmolekyler med høj intensitet sollys. Ozonet er en meget god absorber af ultraviolet-B (UVB) bølgelængder af stråling, kendt for at fremme kræft hos mennesker og mange dyr. Ozon reagerer konstant med andre partikler og regenereres derefter i løbet af dagen, hvilket opretholder en konstant ozonkoncentration. Mængden er meget lille, målt til et par dele pr. Milliard dele luft, men vigtig for UVB-beskyttelse.
Chlorfluorcarboner (CFC'er) blev opfundet i 1930'erne som en gruppe af produkter, der var nødvendige for at erstatte farlige kølemidler som ammoniak og methylchlorid, som enten var antændelige eller giftige. Forsøg med CFC'er viste, at mennesker og dyr sikkert kunne udsættes for lækager af mindre mængder, der findes i hjem og mindre virksomheder uden risiko. I løbet af en kort periode blev CFC'er brugt i hele verden til køling, aerosolspraydåser og brandslukningsmidler.
Forskning begyndt i 1960'erne viste, at ozonkoncentrationen faldt i nogle dele af jordens øvre atmosfære. I 1980'erne var der et klart forhold mellem tab af ozonlag og CFC'er frigivet til luften, der nåede den øvre atmosfære. Forskere foreslog, at de ekstremt stabile CFC-molekyler forblev i jordens atmosfære i mange år, og til sidst gav luftstrømme og vejr dem mulighed for at nå de atmosfæriske højder, hvor ozonkoncentrationen var højest.
Den samme sollysenergi, der skabte ozon, var også stærk nok til at bryde CFC-molekylerne fra hinanden og frigive kloremolekyler (Cl). Disse molekyler, sammen med støv og ishøjde i høj højde, dannede reaktionssteder, der bragte ozon fra hinanden og skabte normale iltmolekyler. Selvom disse reaktioner forekom overalt i atmosfæren, forårsagede meget lave temperaturer og vejrforhold fundet over Sydpolen en højere reaktionshastighed der.
Satellitdata viste en meget lav ozonkoncentration over Sydpolen i den meget tidlige polære forår, efter flere måneders mørke. Videnskabsmænd og medier myntet udtrykket ”ozonhul” på det tidspunkt for at forklare effekten. Selvom ozonhullet var midlertidigt hvert forår og forsvandt relativt hurtigt, rejste det stor bekymring over den langsigtede virkning af CFC'er.
I 1987 underskrev næsten 200 lande, der tilhørte De Forenede Nationer Montreal-protokollen, og blev enige om at afvikle eller stoppe produktionen af CFC'er inden for bestemte fristår. Ændringer blev foretaget i aftalen i de følgende årtier, da nye beviser viste højere ozonudtømning end oprindeligt troet. CFC'er blev erstattet af forbindelser med lidt eller intet chlor i deres molekyler, kaldet hydrochlorfluorcarbons (HCFC'er) og hydrofluorcarbons (HFC'er).
Der udvikles interesse i brugen af antændelige gasser som propan og endda ammoniak til nogle anvendelser, fordi disse produkter ikke forårsager ozonreducering. I begyndelsen af det 21. århundrede ledte producenterne efter måder at integrere brandfarlige gasser sikkert i forbrugerprodukter. Forskningen blev også udvidet til at omfatte ikke-brandfarlige gasser såsom kuldioxid og andre teknologier, der kunne afkøle mad uden brug af kølemediumgasser.