Prieten sau dușman cu ozon bioclimatic Un gaz cu două fețe
Ozonul este încă un cuvânt cheie în zilele noastre. Auzim în cea mai mare parte despre stratul de ozon, de faptul că a devenit mai subțire de-a lungul deceniilor și de importanța protejării acestuia și, în același timp, a noastră. Auzim despre „gaura de ozon” de deasupra Antarcticii; și, deși stratul de ozon s-a recuperat parțial datorită acordurilor și reglementărilor internaționale actuale, potrivit NASA va dura cel puțin 50 de ani până când va reveni la nivelurile anterioare anului 1980. De asemenea, este posibil să fiți familiarizați cu ozonarea și avantajele pe care le aduce în mediul nostru și în utilizarea industrială.
În zilele noastre, însă, mai ales vara, când temperaturile sunt ridicate, auzim și în rapoartele meteo despre alarmele de ozon, avertismente cu privire la calitatea nesănătoasă a aerului și limitarea emisiilor de ozon, deoarece și ozonul ne poate pune sănătatea.
Deci, cum poate ozonul să fie atât bun, cât și rău, prieten și dușman?
Ce este exact ozonul?
Oxigenul reprezintă aproximativ 21% din atmosfera noastră. Un singur atom de oxigen este instabil - vrea să se combine cu altceva. Prin urmare, oxigenul apare aproape întotdeauna în perechi de O2. Cu toate acestea, în anumite condiții, se poate forma o moleculă triplă cu formula chimică O3: ozonul. Ozonul este un gaz albastru deschis cu un miros distinctiv, foarte specific și înțepător, care amintește oarecum de înălbitorul cu clor. Majoritatea oamenilor pot descoperi, prin urmare, o concentrație de aproximativ 0,02 ppm (40 μg/m³) sau mai puțin ozon în aer. Masa totală de ozon din atmosferă este de aproximativ 3 miliarde de tone. Acest lucru poate părea foarte mult, dar este doar 0,00006 la sută din atmosferă. 2
Ozonul este un gaz foarte reactiv și, deși este instabil la concentrații mari, poate avea beneficii valoroase. Timpul de înjumătățire variază în funcție de temperatură, umiditate și mișcarea aerului.
Ceea ce determină acum dacă ozonul este un prieten sau un inamic?
Ozonul este atât un produs natural, cât și un produs de om, care apare în atmosfera superioară (stratosferă) și în atmosfera inferioară a pământului (troposfera). În funcție de locul în care se află în atmosferă, ozonul poate afecta viața de pe pământ în moduri bune sau rele.
Ozonul în stratosferă (ozonul „bun”)
Nouăzeci la sută din ozonul terestru se află în stratosferă (al doilea strat, așa-numitul strat de ozon al atmosferei terestre, între 10 și 50 km deasupra suprafeței terestre). De asemenea, este parțial responsabil pentru colorarea albastru-violet profund a cerului la amurg.
Ozonul din stratosferă se formează în mod natural într-un proces reactiv în două etape prin interacțiunea radiației solare ultraviolete (UV) cu oxigenul molecular (O2). În primul pas, lumina soarelui descompune o moleculă de oxigen în doi atomi de oxigen separați. În a doua etapă, fiecare atom suferă o coliziune a legăturii cu o altă moleculă de oxigen pentru a forma o moleculă de ozon. Aceste reacții au loc continuu, astfel încât cea mai mare producție de ozon are loc în stratosfera tropicală, care este compensată prin distrugerea sa în reacții chimice cu gaze reactive precum hidrogenul, oxizii de azot și gazele care conțin clor și brom. Formarea și distrugerea ozonului sunt în mare măsură echilibrate pe perioade mai lungi de timp în aceste procese naturale.
Stratul de ozon stratosferic, ca un burete, absoarbe aproximativ 98% din radiațiile ultraviolete nocive ale soarelui și astfel protejează suprafața pământului de acesta. Ozonul filtrează cea mai energică radiație UV-C, cea mai mare parte a radiației UV-B și aproximativ jumătate din radiația UV-A. UV-B și UV-C sunt atât de bogate în energie încât pot afecta viața de pe pământ. Consecințele expunerii la UV-B sau UV-C sunt arsuri (arsuri solare), dar în cazul UV-B există și un risc crescut de cancer. Aici stratul de ozon din stratosferă ne protejează prin absorbția radiației UV-C și a unei mari părți a radiației UV-B. La acest nivel și această funcție, ozonul este de-a dreptul esențial pentru viața pe pământ.
Ce se întâmplă atunci când acest strat de ozon se epuizează și astfel devine considerabil mai subțire este din păcate doar prea cunoscut și documentat științific, deoarece așa-numita „gaură de ozon” s-a format peste Antarctica. Numele este un pic înșelător prin faptul că stratul de ozon nu are o gaură reală acolo, ci a devenit doar mult mai subțire. Consecința acestei slăbiri este o concentrație crescută de radiații UV-B, care acum pătrunde pe pământ.
Interdicțiile asupra diferitelor substanțe chimice, mai presus de toate grupul CFC, au dus între timp la faptul că stratul de ozon se regenerează încet din nou, prin care accentul ar trebui pus pe lent. Previziunile actuale presupun că vor trece peste cincizeci de ani până când situația va putea fi atinsă din nou, ca la mijlocul secolului trecut. Al 6-lea
Când oamenii de știință vorbesc despre gaura de ozon, ei vorbesc despre distrugerea sau reducerea stratosfericului, „bunul” ozon.
Deci, unde se găsește „răul”?
Ozonul în troposferă (ozonul „rău”)
La suprafața pământului, ozonul intră în contact direct cu formele de viață și își arată latura distructivă (de aceea este adesea denumită „ozon rău”). Deoarece ozonul reacționează puternic cu alte molecule, nivelurile ridicate de ozon sunt toxice pentru sistemele vii.
În această atmosferă inferioară (troposfera), ozonul este creat de reacții chimice care implică atât gaze naturale, cât și poluanți antropici. Acestea sunt cauzate în principal de reacții fotochimice între două clase principale de poluanți atmosferici: compuși organici volatili (COV) și oxizi de azot (NOx). Aceste reacții sunt parțial dependente de prezența căldurii și a razelor solare și se manifestă astfel în concentrații mai mari de ozon în lunile de vară. De obicei, experimentăm acest lucru ca „smog” sau ceață. În acest moment, așa-numitele „alarme de ozon” sunt adesea numite.
Evaluarea riscului pentru sănătate
Toxicitatea ozonului apare pe un continuum unde concentrații mai mari, timpi de expunere mai mari și niveluri mai ridicate de activitate în timpul expunerii provoacă efecte mai mari. Efectele acute pe termen scurt includ probleme respiratorii, modificări ale funcției pulmonare, reacție crescută și inflamație a căilor respiratorii. Expunerea la ozon este, de asemenea, legată de o creștere a internărilor în spitale pentru boli respiratorii și de o exacerbare a astmului. Al 6-lea
Ozonul și modul în care îl folosim în avantajul nostru
Deși ozonul este toxic în concentrații mari, este folosit și în beneficiul nostru în diferite moduri. Poate mai puțin cunoscut, ozonul este unul dintre cei mai puternici și mai ecologici agenți de oxidare și, după fluor, unul dintre cei mai eficienți dezinfectanți. Este de trei mii de ori mai puternic decât clorul. Proprietățile puternice de oxidare fac din ozon un înlocuitor complet pentru dezinfectanții chimici convenționali, care nu lasă niciun subprodus dăunător. Ozonul poate fi utilizat în diverse segmente industriale de alimente și băuturi, în tratarea apei potabile, zonarea fermentatorilor, tratarea și dezinfectarea aerului, neutralizarea mirosurilor și multe alte zone.
Deci, la fel ca în cazul multora, ozonul este o chestiune de concentrare pentru sănătatea umană. Ozonul apare în concentrații scăzute peste tot în mediul nostru. Este generat în mod natural în apropierea apei în mișcare puternică, cum ar fi o cascadă sau în timpul unei furtuni prin descărcarea electrică a fulgerului. Nu întâmplător aerul din apropierea unei cascade sau după o furtună este perceput ca fiind mai proaspăt, deoarece aici intră în vigoare efectul puternic de curățare al ozonului descris mai sus și descompune poluanții (mirosurile) și microorganismele.
Cu toate acestea, ozonul rămâne un gaz toxic cu proprietăți chimice și toxicologice diferite de oxigen. Din acest motiv, au fost stabilite standarde de sănătate și recomandări pentru limitarea expunerii la ozon uman, pentru a trasa linia dintre agenții de curățare utili și iritanții nocivi.
Cât de mult ozon este prea mult?
În prezent, UE definește următoarele valori orientative: Populația ar trebui informată de la 0,09 ppm (180 µg/m³). De la această concentrare, persoanele sensibile ar trebui să evite efortul fizic în acest mediu. Pragul pentru o avertizare efectivă asupra ozonului este de 0,12 ppm (240 µg/m³). Peste această valoare, toți oamenii ar trebui să evite efortul fizic în acest mediu. UE oferă, de asemenea, un ghid pentru șederile mai lungi, cum ar fi la locul de muncă. Aceasta este în prezent 0,06 ppm (120 µg/m³). Toate concentrațiile sub această valoare sunt considerate inofensive pentru sănătatea umană.
După cum sa menționat deja la început, simțul mirosului uman poate percepe ozonul la concentrații semnificativ mai mici - în funcție de sensibilitate chiar și la 0,02 ppm (40 µg/m³) și mai puțin. Astfel, oamenii au un mecanism natural de avertizare.
Care este indicele dvs. local de calitate a aerului astăzi? Obțineți informații aici!
Ionizare bipolară și ozon
Înainte de o furtună, există o concentrație foarte mare de poluanți în aer, cum ar fi bacterii, alergeni și COV. O furtună eliberează descărcări electrice de înaltă tensiune și emite concentrații ridicate de ioni încărcați pozitiv și negativ. Un fulger produce, printre altele Ozonul prin excitația electrică a moleculelor de oxigen. Ionii rezultați joacă un rol important în reducerea cantității de poluanți și sunt cheia furnizării de aer proaspăt și curat în natură.
Este corect că ionizarea creează și o anumită cantitate de ozon. Cu toate acestea, vorbim despre concentrații în intervalul absolut inofensiv de 0,01 ppm. Pentru comparație: Directiva UE valabilă în prezent specifică o valoare de 0,06 ppm pentru ozon sub această valoare pentru sejururi mai lungi - de ex. B. 8 ore pe zi, 5 zile pe săptămână - nu există niciun risc pentru sănătate pentru oameni. În plus, oferim controale controlate de senzori pentru sistemele noastre de ionizare, în care senzorii de ozon sunt folosiți pentru protecție pentru a exclude cu siguranță orice riscuri pentru sănătate. 10
Ca și în natură, oamenii sunt întotdeauna expuși la o anumită concentrație de ozon, care, atâta timp cât nu duce la creșterea concentrațiilor datorate smogului, nu afectează sănătatea.
Deci, prietenul sau dușmanul trebuie văzut întotdeauna subiectiv - întotdeauna în raport cu cantitatea și locația.
4 Programul Națiunilor Unite pentru Mediu, panoul de evaluare a efectelor asupra mediului. Efectele asupra mediului ale epuizării ozonului și interacțiunile sale cu schimbările climatice: Raport de progres, 2016 | Photochem Photobiol Sci. 2017 15 februarie; 16 (2): 107-145. doi: 10.1039/c7pp90001e | PubMed PMID: 28124708; PubMed Central PMCID: PMC6400464
5 Laboratorul de cercetare a sistemelor terestre al NOAA - Divizia de științe chimice
9 Ozonizarea apelor uzate municipale | Panagiota Paraskeva, Nigel J.D. Graham | Water Environment Res. 2002 noiembrie-decembrie; 74 (6): 569-581