Problema ozonului

Atmosfera primară a Pământului era diferită de cea actuală având un caracter reducător datorită absenţei oxigenului. Datorită lipsei stratului de ozon protector viaţa nu ar fi fost posibilă decât în mediul acvatic, apa absorbind radiaţia ultravioletă. Deşi au început să fie utilizate în respiraţie cantităţi din ce în ce mai mari de oxigen, totuşi cantităţile de oxigen eliberate prin fotosinteză depăşeau cu mult pe cele consumate în respiraţie. Astfel, concentraţia oxigenului în atmosferă a crescut continuu. În straturile superioare ale atmosferei radiaţiile UV au început să scindeze moleculele de oxigen ajunse în această zonă şi a condus la formarea ozonului cu capacitate de a absorbi aproape în totalitate aceste radiaţii.

O2 + hv ---> O2

O2O + --->O

O2 + O ---> O3

Ozonul este o substanţă periculoasă pentru viaţă datorită caracterului său puternic oxidant. La nivelul mării aerul necontaminat conţine aprox. 0,03 - 0,1 ppm O3. La concentraţii mai mari de 0,6 - 0,8 ppm scade capacitatea vitală a organismului, apar tulburări în difuzia dioxidului de carbon datorită edemului pulmonar instalat.

Concentraţia ozonului creşte cu altitudinea înregistrându-se un maxim la 20 - 30 km şi poate varia de la o zi la alta, mediile lunare indicând variaţii sezoniere. Cea mai mare parte din ozon se formează şi se distruge în zona cuprinsă între latitudinile 30 N, respectiv 30 S.

Termenul de gaura de ozon desemnează:

- fenomenul de rarefiere a stratului de ozon stratosferic deasupra Antarcticii. Fotografiile făcute din satelit au indicat că aceasta gaură se roteşte în jurul Polului Sud şi revine în poziţia iniţială după o săptămână.

În figura alăturată este prezentată distrugerea stratului de ozon deasupra Antarcticii, exprimarea concentraţiei ozonului făcându-se în unităti Dobson.

Teoria chimică privind cauzele formării găurii de ozon a fost emisă în urma determinărilor efectuate de experţii NOE (National Ozone Expedition) în 1986 şi susţine că ozonul este distrus prin intermediul lanţului catalitic al speciilor halogenate active.

Expediţia a determinat în stratosferă cantităţi de ClO de 100 de ori mai mari decât în zonele temperate.

La nivelul stratului de ozon şi deasupra acestuia radiaţia UV nefiltrată rupe legăturile chimice din freoni (clorofluorocarburi) şi are loc eliberarea atomilor de halogen.

Aceştia sunt extrem de reactivi şi se combină cu un atom de oxigen din molecula de ozon cu care formează oxidul de halogen care este puţin stabil şi reacţionează cu un atom liber de oxigen. Atomul de halogen astfel eliberat reacţionează cu o nouă moleculă de ozon. În acest fel un singur atom de halogen poate distruge până la o sută de mii de molecule de ozon.

În condiţiile extreme de deasupra Antarcticii procesul este accelerat în prezenţa cristalelor de gheaţă din norii stratosferici, astfel explicându-se diminuarea mai accentuată a stratului de ozon de la acest nivel.

Efectele degradării stratului de ozon:

- modificarea stratificării termice a atmosferei cu apariţia modificărilor climatice;

- modificări în distribuţia pe verticală a ozonului cu creşterea concentraţiei ozonului troposferic şi scăderea concentraţiei ozonului stratospheric;

- creşterea intensităţii radiaţiei ultraviolete cu efecte negative asupra organismelor vii, asupra sănătăţii umane, degradarea stratului de ozon determină apariţia unor maladii ale ochilor, pielii şi a unor maladii infecţioase;

- reducerea activităţii de fotosinteză asupra unor tipuri vegetale, asupra ecosistemelor acvatice: dereglarea strategiilor de adaptare (orientare, mobilitate), dezvoltarea anormală a organismelor marine.