Hva er ozonkonsentrasjon?
Ozon er en blåfarget giftig gass sammensatt av tre oksygenmolekyler (O 3 ), som enten kan være en helsefare eller være gunstig for livet på jorden avhengig av hvor den observeres i atmosfæren. Ved lavere nivåer i atmosfæren kan ozonkonsentrasjon over minimale mengder forårsake helseeffekter, påvirke planteveksten og forårsake luftforurensning og bygningsskader. I den øvre atmosfæren 20-20 kilometer over bakken fungerer ozon som et skjold for å forhindre at noen skadelige ultrafiolette stråler fra solen når bakken.
Ozon på lavt nivå dannes fra reaksjoner fra petroleumsdrevne kjøretøyer med flyktige organiske forbindelser (VOC) som finnes i bensin og malingsløsningsmidler. Når forbindelsene bygger seg opp i atmosfæren, reagerer de med normale oksygenmolekyler (O 2 ) og skaper ozon og andre forbindelser som bidrar til smog eller luftforurensning. Ozon er kjemisk aktivt, og når det pustes inn kan det reagere med lungevev og forårsake skade. Det er også etsende og kan forårsake bygningsskader på grunn av reaksjoner med ytre byggevarer.
Ozon i små konsentrasjoner kan være fordelaktig ved kontrollert bruk, fordi den kan fungere som et desinfiserende middel for å fjerne bakterier. Ozongeneratorer kan brukes til vannbehandlingsanlegg og i noen luftrenser for fjerning av kim. Dette holdes bevisst i lave konsentrasjoner for å minimere potensielle negative helseeffekter. Et eksempel på ozon som luftrenser oppstår når lynet dannes i tordenvær, og luften lukter friskere etterpå. Den høye elektriske energien i lynet kan skape ozon fra oksygenmolekyler, som vil reagere med luftforurensning og midlertidig rense luften.
I den øvre atmosfæren dannes ozon naturlig av reaksjoner av oksygenmolekyler med solintensitet med høy intensitet. Ozonet er en veldig god absorpsjon av ultrafiolett-B (UVB) bølgelengder av stråling, kjent for å fremme kreft hos mennesker og mange dyr. Ozon reagerer konstant med andre partikler og regenereres deretter om dagen, og opprettholder en konstant ozonkonsentrasjon. Mengden er veldig liten, målt til noen få deler per milliard deler luft, men viktig for UVB-beskyttelse.
Klorfluorkarboner (CFC) ble oppfunnet på 1930-tallet som en gruppe produkter som trengtes for å erstatte farlige kuldemedier som ammoniakk og metylklorid, som enten var brennbare eller giftige. Tester med CFC-er viste at mennesker og dyr trygt kunne utsettes for lekkasjer av mindre mengder som finnes i hjem og mindre virksomheter uten risiko. I løpet av en kort periode ble CFC-er brukt mye rundt om i verden i kjøling, aerosol-spraybokser og brannslukkingsmidler.
Forskning fra 1960-tallet viste at ozonkonsentrasjonen falt i noen deler av jordens øvre atmosfære. På 1980-tallet var det en klar sammenheng mellom tap av ozonlag og CFC som ble frigjort til luften når den øvre atmosfære. Forskere foreslo at de ekstremt stabile CFC-molekylene forble i jordens atmosfære i mange år, og til slutt la luftstrømmer og vær dem til å nå de atmosfæriske høydene der ozonkonsentrasjonen var høyest.
Den samme sollys-energien som skapte ozon, var også sterk nok til å bryte fra hverandre CFC-molekylene og frigjøre klor molekyler (Cl). Disse molekylene, sammen med støv og ishøyde krystaller i høyden, dannet reaksjonssteder som brøt sammen ozon og skapte normale oksygenmolekyler. Selv om disse reaksjonene skjedde overalt i atmosfæren, forårsaket veldig lave temperaturer og værforhold over Sydpolen en høyere reaksjonsrate der.
Satellittdata viste en veldig lav ozonkonsentrasjon over Sydpolen i den tidlige polare våren, etter flere måneder med mørke. Forskere og media tegnet begrepet "ozonhull" den gangen for å forklare effekten. Selv om ozonhullet var midlertidig hver vår, og forsvant relativt raskt, vakte det stor bekymring for den langsiktige effekten av KFK-er.
I 1987 signerte nesten 200 land som tilhørte De forente nasjoner Montreal-protokollen, og ble enige om å utfase eller stanse produksjonen av CFC innen bestemte fristår. Endringer ble gjort i avtalen i løpet av de følgende tiårene siden nye bevis viste høyere ozonnedbryting enn opprinnelig trodd. KFK-er ble erstattet av forbindelser med lite eller ingen klor i molekylene deres, kalt hydroklorfluorkarboner (HCFC) og hydrofluorkarboner (HFC).
Interesse utviklet for bruk av brennbare gasser som propan og til og med ammoniakk for noen bruksområder, fordi disse produktene ikke forårsaker ozonnedbrytning. På begynnelsen av det 21. århundre var produsentene på jakt etter måter å trygt integrere brennbare gasser i forbrukerprodukter. Forskningen ble også utvidet til å omfatte ikke-brennbare gasser som karbondioksid og andre teknologier som kunne avkjøle mat uten bruk av kuldemediumgasser.