Vad är ozonkoncentration?
Ozon är en blåfärgad giftig gas som består av tre syremolekyler (O 3 ), som kan vara antingen en hälsorisk eller gynnsam för livet på jorden beroende på var den observeras i atmosfären. Vid lägre nivåer i atmosfären kan ozonkoncentration över minimala mängder orsaka hälsoeffekter, påverka tillväxt och orsaka luftföroreningar och byggnadsskador. I den övre atmosfären 20-20 mil över marken fungerar ozon som en sköld för att förhindra vissa skadliga ultravioletta strålar från solen som når marken.
Ozon med låg nivå bildas från reaktioner från petroleumsdrivna fordon med flyktiga organiska föreningar (VOC) som finns i bensin och färglösningsmedel. När föreningarna byggs upp i atmosfären reagerar de med normala syremolekyler (O 2 ) och skapar ozon och andra föreningar som bidrar till smog eller luftföroreningar. Ozon är kemiskt aktivt och när det andas in kan reagera med lungvävnader och orsaka skador. Det är också frätande och kan orsaka byggskador på grund av reaktioner med exteriör av byggprodukter.
Ozon i små koncentrationer kan vara fördelaktigt vid kontrollerad användning, eftersom det kan fungera som ett desinfektionsmedel för att avlägsna bakterier. Ozongeneratorer kan användas för vattenreningsanläggningar och i vissa luftreningssystem för avlägsnande av groddar. Detta förvaras medvetet i låga koncentrationer för att minimera negativa hälsoeffekter. Ett exempel på ozon som luftrenare uppstår när åskväder genereras i åskväder, och luften luktar fräschare efteråt. Den höga elektriska energin i blixtnedslag kan skapa ozon från syre-molekyler, som reagerar med luftföroreningar och tillfälligt rengör luften.
I den övre atmosfären bildas ozon naturligt av reaktioner av syremolekyler med högintensivt solljus. Ozonet är en mycket bra absorberare av ultraviolet-B (UVB) våglängder för strålning, känd för att främja cancer hos människor och många djur. Ozon reagerar ständigt med andra partiklar och regenereras sedan under dagen och upprätthåller en konstant ozonkoncentration. Mängden är mycket liten, mätt på några få delar per miljard delar luft, men viktig för UVB-skydd.
Klorfluorkolväten (CFC) uppfanns på 1930-talet som en grupp produkter som behövdes för att ersätta farliga köldmedier såsom ammoniak och metylklorid, som antingen var brandfarliga eller giftiga. Tester med CFC visade att människor och djur på ett säkert sätt kunde utsättas för läckor av mindre mängder som finns i hem och mindre företag utan risk. Inom en kort period användes CFC: s världen över i kylning, sprayburkar för aerosol och släckmedel.
Forskning som började på 1960-talet visade att ozonhalten sjönk i vissa delar av jordens övre atmosfär. Vid 1980-talet fanns ett tydligt samband mellan ozonskiktförluster och CFC: er som släpptes ut i luften och nådde den övre atmosfären. Forskare föreslog att de extremt stabila CFC-molekylerna förblev i jordens atmosfär under många år, och så småningom gav luftströmmar och väder dem möjlighet att nå de atmosfäriska höjderna där ozonkoncentrationen var högst.
Samma solljusenergi som skapade ozon var också tillräckligt stark för att bryta isär CFC-molekylerna och släppte kloramolekyler (Cl). Dessa molekyler, tillsammans med damm och ishögkristaller på hög höjd, bildade reaktionsställen som sönderbröt ozon och skapade normala syremolekyler. Även om dessa reaktioner inträffade överallt i atmosfären orsakade mycket låga temperaturer och väderförhållanden över Sydpolen en högre reaktionshastighet där.
Satellitdata visade en mycket låg ozonkoncentration över Sydpolen under den mycket tidiga polära våren, efter flera månader av mörker. Forskare och media myntade uttrycket ”ozonhål” vid den tiden för att förklara effekten. Även om ozonhålet var tillfälligt varje vår och försvann relativt snabbt väckte det stor oro över den långsiktiga effekten av CFC: er.
1987 undertecknade nästan 200 länder som tillhörde Förenta nationerna Montrealprotokollet och gick med på att utfasning eller stoppa produktionen av CFC inom specifika tidsperioder. Ändringar gjordes i avtalet under de följande decennierna eftersom nya bevis visade högre ozonnedbrytning än ursprungligen trott. CFC: er ersattes av föreningar med liten eller ingen klor i deras molekyler, kallad hydroklorfluorkolväten (HCFC) och hydrofluorkolväten (HFC).
Intresset utvecklas för användning av brandfarliga gaser som propan och till och med ammoniak för vissa tillämpningar, eftersom dessa produkter inte orsakar ozonnedbrytning. I början av 2000-talet letade tillverkarna efter sätt att säkert integrera brandfarliga gaser i konsumentprodukter. Forskningen utvidgades också till att inkludera icke-brandfarliga gaser som koldioxid och annan teknik som kunde kyla mat utan användning av köldmediumgaser.