Ozonska rupa je bila jeda od najvećih strepnji ljudi prije samo nekoliko decenija. Sada se smanjuje, zahvaljujući regulativama i Montrealskom protokolu.
Za ozon ćete naći definiciju da je to alotropska modifikacija kisika, ali da li svi razumiju šta to znači? Dakle, evo o čemu se radi: atomi kisika se obično spajaju u molekulu kisika sačinjenu od dva atoma, te je formula molekularnog kisika, dioksigena, O₂. Međutim, kod ozona, spajaju se čak tri atoma kisika, to je trioksigen, pa je formula ozona O₃. Dakle, ništa kod ozona nema neobično – osim što je sve neobično. Ne sadrži niti jedan drugi atom osim kisikovih, pa ipak, ozon je tako drugačiji od kisika koji udišemo. I ozon i “obični kisik” se nalaze u sastavu atmosfere, samo što kisika ima neuporedivo više – iznad 20% (preciznije, govorka se o 20.95%).
Ozona u atmosferi ima jako malo – maksimalne koncentracije ne prelaze 0,001% I to je dobro, jer – ozon je otrovan. On iritira sluznice, a pri većim koncentracijama može biti smrtonosan. Dakle, sve one priče o ozonu kao znaku čistog zraka padaju u vodu, jer ozon je suštinski zagađivač i štetan za živa bića. U nižim slojevima troposfere, tj. uz tlo, ozon je sastavni dio smoga u gradskim sredinama. U troposferi, čak djeluje kao staklenički plin i to mnogo jači od ugljendioksida, ali ga ima mnogo manje, pa ne doprinosi toliko puno globalnom zatopljavanju i klimatskim promjenama.
Međutim, na velikim visinama, u donjim slojevima stratosfere (15-35 km visine) nalazi se nešto koncentrisaniji – pa kažemo da tvori “ozonski omotač”. Tu ne šteti živim organizmima, jer je mnogo daleko od njih, ali za planetu i živi svijet na njoj “obavlja” jednu važnu ulogu. Tu apsorbira jedan dobar dio Sunčevih UV zraka – koje jesu dobre i važne za život na Zemlji, za neke procese, poput nastajanja vitamina D u koži, ali, ne zaboravimo – UV dio spektra oštećuje DNK i izaziva mutacije. Suštinski, ozonski omotač “štiti” od UV zraka.
Tamo gore, postoji neprekidan proces alternacije molekula kisika i ozona, one prelaze jedna u drugu, tačnije, jedan mali dio kisika se pod dejstvom Sunčevih zraka raspada, pa prelazi u ozon, a molekule ozona se raspadaju na kisik i još jedan atom O koji se poslije prikači molekuli kisika i tvori ozon.
O2 + ℎνuv → 2 O
O + O2 ↔️ O3
Ozon upija oko 97-99% Sunčevog UV zračenja. E, ako se mi dolje na Zemlji i dalje moramo štititi od UV zračenja koje ozon propusti, zamislite kako bi bilo da nema ozona.
Ozonska rupa prvi put se pojavila prije nekoliko decenija, a uzrokovana je štetnim emisijama određenih hemikalija koje potječu od aerosola, rashladnih sredstava, pesticida i otapala. Supstance koje najviše oštećuju ozon, razarajući ga, su hlorofluorokarboni (klorofluorougljici, chlorofluorocarbons – CFC, freoni), hidrohlorofluorokarboni i hidrofluorokarboni.
CFC su se koristili u rashladnim uređajima, u raspršivačima aerosola (sjećate se parfema i dezodorante iz 80-tih, za koje su nam rekli da ih ne smijemo koristiti ako želimo spasiti ozonski omotač?). Danas je upotreba CFC i drugih jedinjenja koja oštećuju ozon regulisana i zabranjena.
Međunarodni dan zaštite ozonskog omotača proglasili su Ujedinjeni narodi u spomen na potpisivanje Montrealskog protokola 1987. Ovaj važan sporazum je potpisalo 196 država i Evropska unija, a unutar njega su bile zabranjene glavne hemikalije koje oštećuju ozon.
Montrealski protokol o tvarima koje oštećuju ozonski omotač, je sporazum o tome da će se proizvodnja i potrošnja većine spojeva koji oštećuju ozon u stratosferi, poput hlorofluorougljikovodika (CFC), postupno ukinuti. Protokol je dodatno prilagođen i izmijenjen na sljedećem sastanku stranaka između 1990. i 1997. Zbog njihovog relativno visokog potencijala za uništavanje ozonskog omotača, još nekoliko umjetnih spojeva pored CFC-ova – tetrahlorid ugljika, metil hloroforma i halon, je također predloženo za postupno ukidanje.
2007. godine obilježen je Međunarodni dan ozona za 20. godišnjicu potpisivanja Montrealskog protokola. Generalna skupština Ujedinjenih naroda 19. decembra 1994. proglasila je 16. septembar Međunarodnim danom zaštite ozonskog omotača, obilježavajući svake godine potpisivanje Montrealskog protokola 16. septembra 1987. u Montrealu. Ovaj značajni događaj za zaštitu stratosferskog ozonskog omotača jedan je od najuspješnijih međunarodnih ugovora.
Da nije bilo Montrealskog protokola, ozonski omotač bi
kolabirao do 2040. a nastala
šteta na vegetaciji dovela bi do 580 milijardi tona manje ugljika uskladištenog u šumama, drugoj vegetaciji i tlu do 2100.
Ovaj sporazum zaista nije bio prazno slovo na papiru, nego je imao efekta – ozonski omotač se obnavlja kao i ozonska rupa iznad Antarktika koja nastaje sezonski usljed specifičnih uslova.
Hlor i tvari koje sadrže brom nakupljaju se unutar polarnog vrtloga gdje ostaju hemijski neaktivni u tami. Temperature u vrtlogu mogu pasti ispod -78 stepeni Celzijusa, a u polarnim stratosferskim oblacima mogu se formirati kristali leda, koji igraju važnu ulogu u hemijskim reakcijama. Dok se Sunce izdiže iznad pola, Sunčeva energija oslobađa hemijski aktivni hlor te se atomi broma i hlora oslobađaju u vrtlogu i brzo uništavaju molekule ozona, uzrokujući stvaranje rupe. Ozon se raspada, gradeći spojeve sa bromom i hlorom i kisikom.
