Razlika između inačica stranice »Ozonske rupe«

Dodano 18.387 bajtova ,  prije 11 godina
dodan tekst o ozonskom omotaču, freonim, nastanku oz. rupa, vličini, zračenju, montrealskom protokolu i budućnosti ozona
m (Uklonjena promjena suradnika 78.2.4.193, vraćeno na zadnju inačicu suradnika 89.172.19.228)
(dodan tekst o ozonskom omotaču, freonim, nastanku oz. rupa, vličini, zračenju, montrealskom protokolu i budućnosti ozona)
[[Slika:Largest ever Ozone hole sept2000 with scale.jpg|thumb|right|350px|Ozonska rupa iznad [[Antarktika|Antarktike]] 6. rujna 2000.]]
 
UslijedDanas dolazi do oštećivanja [[ozon|ozonskog sloja]] uslijed prevelike i nekontrolirane uporabe [[freon]]a (kemikalija koje su se ranije često koristile kao potisni plin, npr. u [[dezodoransi]]ma i lakovima za kosu, ili kao rashladni mediji u hladnjacima, ledenicama, klima-uređajima), halona (upotrebljava se kao sredstvo za gašenje požara u protupožarnim uređajima) danas dolazi do oštećivanja [[ozon|ozonskog sloja]]. To pak dovodi do jačeg [[Sunce|Sunčevog]] ultraljubičastog zračenja štetnog za zdravlje ljudi koje može izazvati različita oštećenja oka, slabljenje imunološkog sustava, te rak kože. Povećavanjem intenziteta Sunčevog zračenja dovodi i do [[globalno zatopljenje|globalnog zatopljenja]].
 
Ozonski sloj se može oporaviti ako se prestanu upotrebljavati tvari koje ga onečišćuju. Zbog toga je, u posljednjih nekoliko godina, u većini zemalja ograničena upotreba tih tvari što ima svoje rezultate.
 
==Ozonski omotač==
 
[[Ozon]] je [[alotropska modifikacija]] [[kisik]]a sastavljena od tri [[atom]]a (za razliku od 'klasične' molekule s dva atoma), podosta nestabilna, koja ipak u stratosferi može 'živjeti' dovoljno dugo. Ime je dobio prema [[grčki jezik|grčkoj]] riječi koja znači 'mirisan, koji ima miris'. Riječ je naime o [[plin]]u prodornog [[miris]]a, koji se može osjetiti nakon velikih oluja i oko dalekovoda kada je u zraku puno vlage. Ozon nastaje reakcijama razdvajanja molekula kisika, a u laboratorijima su to najčešće električne reakcije. U prirodi glavnu riječ vode UV zrake. Zrake koje dolaze sa [[Sunce|Sunca]] na svom putu do [[Zemlja|Zemlje]] i udaraju u [[stratosfera|stratosferu]], gdje razbijaju molekule ozona, na jedan atom kisika i molekulu kisika, a zatim i molekulu kisika na dva atoma. Istovremeno se događa i spajanje slobodnih atoma kisika s [[molekula]]ma kisika u molekulu ozona i upravo taj ciklus zadržava velike količine UV zraka pretvarajući ih u toplinsku energiju.
 
'''O<sub>3</sub> + zračenje (240nm - 310 nm) → O<sub>2 </sub>+ O'''
 
'''O<sub>2</sub> + O → O<sub>3</sub> + toplinska energija '''
 
Iako je ozon u atmosferi rijedak plin, tek tri molekule na svakih deset milijuna molekula zraka, najveću koncentraciju ima u stratosferi između 20 do 25 kilometara visine. Taj sloj ozona znanstvenici su nazvali "ozonskim omotačem". Naime, djelovanjem Sunčevih zraka na [[kisik]] u atmosferi nastaje ozon pri čemu postoji kemijski ciklus između dvoatomne molekule kisika i troatomne molekule ozona. Ozon u stratosferi predstavlja prepreku prolasku opasnih ultraljubičastih zraka. Dok vidljiva [[svjetlost]] kroz atmosferu nesmetano stiže do tla, visokoenergetske ultraljubičaste zrake apsorbira ozonski omotač.
 
Ozonski omotač upija oko 77% štetnog, biološki vrlo aktivnog [[UV-B]] zračenja i potpuno nas štiti od smrtonosnog [[UV-C]] zračenja. Tako ozonski omotač predstavlja prirodni štit za život na Zemlji, i o njegovoj koncentraciji, tj. količini u stratosferi ovisi i količina štetnog UV zračenja koje će dospjeti do površine Zemlje. Zbog absorbiranja ultraljubičastog zračenja u stratosferi [[ozon]] ujedno preuzima i dio topline u tom procesu, te tako neposredno utiče na raspodjelu temperature atmosfere, čime ima važnu ulogu u reguliranju Zemljine klime.
 
Ozonski omotač u atmosferi od presudnog je značaja za održavanje života na Zemlji. Bez te zaštite životinje i biljke bi sagorjele od snažnih [[ultraljubičaste zrake|ultraljubičastih zraka]], a da ozonskog omotača nije ni bilo, viši se oblici života na Zemlji ne bi ni razvili.
 
==Smanjivanje ozonskog omotača i ozonske rupe==
[[Image:TOMS Global Ozone 65N-65S.png|thumb|right|400px|Globalna prosječna mjesečna količina [[ozon]]a pokazuje smanjenje još od [[1980.]]]]
Jedan od glavnih razloga nestajanja ozona je djelovanje čovjeka. Ironično je što raznim zagađivanjima okoline, u kojima prednjači izgaranje [[fosilna goriva|fosilnih goriva]], osim što ozon nestaje iz stratosfere, povećava se njegova koncentracija u troposferi (najnižem sloju), gdje je vrlo štetan i pridonosi globalnom zagrijavanju Zemlje.
 
Drugi razlog nestajanja ozona može biti i sama [[priroda]] npr. jedan [[vulkan]] može izbaciti toliko [[dušik]]ovih oksida dovoljno da naprave rupu ili dvije na omotaču. Možda se već više puta događalo da su rupe na omotaču bile tolike da unište većinu ili barem dio vrsta na [[planet]]u što zasad ne možemo dokazati. Kako se za omotač doznalo tek u skorijoj [[povijest]]i pretpostavlja se da je jedini krivac, ili barem glavni, upravo [[čovjek]].
 
[[Dobsonova jedinica]] (DU, Dobson Unit) je jedinica u kojoj se najčešće izražava količina ozona u atmosferi. Količina ozona u atmosferi izražena u DU jednaka je ukupnoj količini O<sub>3</sub> koja se nalazi u vertikalnom stupcu zraka koji se proteže od tla do vrha [[atmosfera|atmosfere]]. 1 DU obuhvaća 2.69 × 10<sup>16</sup> molekula [[ozon]]a koje se nalaze u stupcu čija je osnovica 1 cm<sub>2</sub> ili 2.69 × 10<sup>20</sup> [[molekula]] ozona koje se nalaze u stupcu čija je osnovica 1 m<sup>2</sup> i to pri standardnim uvjetima. Uobičajena količina ozona u atmosferi je 300 DU. Kao '''ozonska rupa''' definira se stanjeni ozonski sloj u kojemu je gustoća ozona niža od 220 Dobsonovih jedinica.
 
===Freoni i ostali spojevi koji smanjuju količinu ozona===
 
Nažalost, tijekom više od pola stoljeća korištenja spojeva skupnog imena klorfluorugljikovodici (CFC) ili [[freon]]i, došlo je do opasnog stanjenja ozonskog omotača. Mehanizam uništavanja ozona prvi su još [[1974.]] godine uočili klimatski znanstvenici Sherwood Rowland, Mario Molina i Paul Crutzen. Njihov rad u početku nije bio ozbiljno shvaćen. Iako su znanstvenici još 1974. godine predvidjeli da će freoni dovesti do uništavanja ozonskog štita, tek su [[NASA]]-ine satelitske snimke sredinom osamdesetih godina ukazale na ozonsku rupu nad [[Antarktika|Antarktikom]].
 
Međutim, posljednjih šezdesetak godina ljudi su u atmosferu nekontrolirano ispuštali velike količine klorfluorugljikovodika (CFC), popularno zvanih [[freon]]i, koji se koriste u rashladnim uređajima, kao potisni plinovi u sprejevima poput dezodoransa, parfema, lakova za kosu, u medicinskim preparatima. Freoni se, također, koriste u industriji namještaja, u proizvodnji [[Plastične mase|plastičnih masa]], te industriji poliuretanskih pjena za termoizolaciju. A ti su plinovi dugo smatrani najbezazlenijima na svijetu. Otkrio ih je [[1930.]] godine [[Thomas Midgley]], izumitelj u [[General Motors]]u. Klorfluorougljikovodici su [[plin]]ovi bez boje, nezapaljivi su, posve neotrovni i krajnje tromi, što znači da se ne vežu s drugim tvarima. Upravo zato su i opasni za ozon.
[[Image:Sources of stratospheric chlorine.png|thumb|250px|Izvori [[klor]]a u stratosferi mogu biti prirodni i antropogeni, a od svih su najopasniji [[freon]]i]]
Kao spojevi sa značajnim potencijalom oštećivanja ozona označeni su i [[haloni]], bromofluorugljikovodici, kemijski spojevi koji se upotrebljavaju u proizvodnji protupožarnih aparata, zatim HCFC-i, [[hidrofluorougljikovodici]], proizvedeni kao zamjene za CFC-e, [[ugljik tetraklorid]] koji se koristi kao otapalo i sredstvo za čišćenje, zatim [[metil bromid]] koji služi za fumigaciju tla pri proizvodnji presadnica [[duhan]]a, te [[metil kloroform]] koji se koristi kao otapalo za odmašćivanje strojeva i u elektroničkoj industriji.
 
===Djelovanje freona na ozon===
 
Naime, freoni godinama nepromijenjeni putuju atmosferom prije nego što dospiju u stratosferski sloj, gdje se već 700 milijuna godina nalazi ozonski omotač. U području ozonskog štita klorfluorougljikovodici se zatim razgrađaju, a oslobađaju se [[atom]]i [[klor]]a koji uništavaju ozon. Pedesetak [[kilometar]]a iznad površine mora ultraljubičasti dio spektra sunčeva svjetla fotolitički razgrađuje klorofluorugljike (CFC). [[Klor]] ([[slobodni radikal]] klora), glavni uzročnik uništavanja ozona, oslobađa se iz CFC-a i odlazi u donju stratosferu.
 
'''CFCl<sub>3</sub> + hν → CFCl<sub>2</sub> + Cl'''
 
Kemijske rekacije malo se razlikuju po podnebljima tako da se jedan katalitički ciklus destrukcije ozona odvija u tropskom i umjerenom podneblju gdje je UV zračenje na Zemlji najjače, a druga vrsta katalitičkog ciklusa se događa u polarnim krajevima gdje se nalazi izobilje klorovog monoksida na površini čestica hladnog stratosfernog oblaka i to u ljetnom periodu. Konačni rezultat je uvijek isti. Iz molekula ozona nastaju dvoatomne molekule kisika, a slobodni radikal klora ponovno je spreman za novu katalitičku reakciju pa atomi klora napadaju ostale molekule ozona.
 
Prvi ciklus počinje tako što se atom klora spaja s molekulom ozona, otkidajući jedan atom kisika kako bi načinio molekulu [[klorov monoksid|klorova monoksida]] i molekulu [[kisik]]a. Zatim klorov monoksid reagira sa atomom kisika i nastaje ponovno atom klora i dvoatomna molekula kisika. I prema tome ukupno su iz jednog atoma kisika i molekule ozona nastale dvije molekule kisika.
 
'''Cl + O<sub>3</sub> → ClO + O<sub>2</sub>'''
 
'''ClO + O → Cl + O<sub>2</sub>'''
<br>---------------------------------</br>
'''Neto:O + O<sub>3</sub> → 2O<sub>2</sub>'''
 
U drugom ciklusu koji se odvija u polarnim krajevima dvije molekule klorova monoksida se spajaju u novi [[kemijski spoj]]. Novi spoj pod sunčevom svjetlošću razlaže daljnim rekacijama na dva atoma klora i molekulu kisika. Dva atoma klora reagiraju s dvije molekule ozona pri čemu opet nastaju dvije molekule klorovog mnoksida i dvije molekule kisika. Ukupno gledajući iz dvije molekule ozona nastale su tri molekule kisika.
 
'''ClO + ClO → (ClO)<sub>2</sub>'''
 
'''(ClO)<sub>2</sub> + sunčeva svjetlost → ClOO + Cl'''
 
'''ClOO → Cl + O<sub>2</sub>'''
 
'''2Cl + 2O<sub>3</sub> → 2ClO + 2O<sub>2</sub>'''
<br>---------------------------------</br>
'''Neto: 2O<sub>3</sub> → 3O<sub>2</sub>'''
 
Smanjena razina ozona pojačava učinak hlađenja [[ugljični dioksid|ugljičnog dioksida]] pri čemu se hladi i donja [[stratosfera]] te se stvara više polarnih stratosferskih oblaka koji pretvaraju klor u oblik koji može opet uništiti ozon te se ciklus nastavlja.
 
Svaki pojedinačni atom klora može uništiti i do 100,000 molekula ozona, a nakon toga se deaktivira i vezuje se za [[vodik]] ili dušikov oksid odnosno ispere u troposferi. Smanjivanjem količine ozona, [[UV zrake]] pak razaraju molekule kisika puno brže no što traje stvaranje molekula ozona, zbog toga što se preskače prvi korak u ciklusu, pa nastaju ozonske rupe, kroz koje zračenje prolazi u puno većoj mjeri no inače.
 
Inače, za svoje objašnjenje procesa u atmosferi koji prouzročuju uništavanje ozonskog omotača Rowland, Molina i Crutzen dobili su [[Nobelova nagrada|Nobelovu nagradu]] za [[kemija|kemiju]] [[1995.]] godine.
 
===Veličina ozonskih rupa===
 
Ozonske se rupe iznenadno mogu pojaviti iznad bilo kojeg dijela planete i brzo mijenjati veličinu i oblik, a tijekom ljeta obično ima nekoliko desetaka manjih i većih ozonskih rupa.
 
Bez ukidanja potrošnje tvari koje oštećuju ozonski omotač gubilo bi se 3% ozonskog sloja godišnje, a da je došlo do udostručavanja potrošnje, godišnji bi gubitak iznosio i do 12%. Između [[2002.]] - [[2005.]] gubitak ukupnog stupca ozona na sjevernoj hemisferi južnije od 60 stupnjeva zemljopisne širine je bio oko 3%, a na južnoj hemisferi sjevernije od 60 stupnjeva zemljopisne širine je bio oko 6%. Druge studije su pokazale da je gubitak ozonskog omotača iznad [[Punta Arenas]]a, najjužnijeg grada na svijetu sa 150,000 stanovnika, bio oko 12%, u južnoj [[Australija|Australiji]] oko 8% te na [[novi Zeland|Novom Zelandu]] za vrijeme ljeta oko 10-15%. Pokazalo se da gubitak ukupnog stupca ozona iznad [[Arktik]]a u rano proljeće iznosi čak 30% zbog nedavnih hladnih zima.
 
Uništavanje ozonskog sloja najdrastičnije je u atmosferi iznad Antarktike gdje se svake godine krajem rujna stvara ozonska rupa. Tamo gubitak ukupnog stupca ozona iznosi i više od 50% do čak 70% u određenom periodu. U atmosferi nad Antarktikom se tijekom hladnijeg dijela godine deaktivirani atomi klora vežu za superhladne komadiće [[led]]a. Početkom proljeća na južnoj [[hemisfera|hemisferi]] (odnosno jeseni na sjevernoj) Sunčevo zračenje oslobađa atome klora i oni nastavljaju razarati ozonski sloj ogromnom brzinom pa nastaje ozonska rupa pri čemu tijekom rujna i početkom listopada ona bude najveća. Ozon se razara vrlo brzo i u kratkom roku od nekoliko tijedana nastaje ozonska rupa veličine veće od 20 milijuna kilometara kvadratnih. Naime, ozonska rupa, otkrivena na području [[Antartika|Antarktike]] [[1980.]] godine, redovno se pojavljuje u [[kolovoz]]u, te krajem rujna ili početkom [[listopad]]a dostiže svoju maksimalnu veličinu za tu godinu, prije nego što se sredinom prosinca opet smanji. Veličina koju će dostići ova vrlo opasna rupa u ozonskom omotaču zavisi i od vremenskih uvjeta te tako njena veličina varira.
 
Veličina ozonske rupe [[2007.]] je bila skoro pa prosječna u odnosu na ostale u zadnjih 15 godina. [[13. rujna]] [[2007.]] rupa je dostigla svoj najveći opseg i obuhvaćala je 24 milijuna kvadratnih kilometara površine što je bilo 18% manje od one u [[2006.]] godini. Rupa se [[24. rujna]] [[2006.]] bila proširila na čak 29 milijuna kvadratnih kilometara prema [[NASA]]-i. To je bilo vrlo blizu rekordne veličine koja je izmjerena [[10. rujna]] [[2000.]] godine kada je iznosila enormnih 29.2 milijuna kvadratnih kilometara. Ali dubina rupe je bila veća 2006. nego 2000. jer je količina izgubljenog ozona u listopadu 2006. bila 40 milijuna tona, prestigavši rekord iz 2000. kada je on iznosio 39 milijuna tona ozona. [[Svjetska meteorološka organizacija]] [[Ujedinjeni narodi|Ujedinjenih naroda]] priopćila je da je ozonska rupa nad Antarktikom [[13. rujna]] [[2008.]] već nadmašila svoju veličinu iz 2007. godine te da iznosi 27 milijuna kvadratnih kilometara.
 
===Opasno UV zračenje===
[[Image:Ozone altitude UV graph.jpg|thumb|left|razina ozona u različitim visinama i apsorpcija [[ultraljubičaste zrake|ultraljubičastih zraka]]]]
Efekti [[ultraljubičaste zrake|ultraljubičastog zračenja]] su također veliki. Izlaganjem kože UV zrakama može dovesti do [[opekotina]], ubrzanog starenja i naboranosti te različitih oblika [[rak kože|raka kože]] kao što su bazocelularni i planocelularni [[karcinom]] te maligni melanom. Stanjivanje ozonskog omotača, koje je najdrastičnije u atmosferi nad Antarktikom, gdje se svakog proljeća (naše jeseni) otvara ozonska rupa, vrlo je opasno za zdravlje i dovodi do porasta broja oboljelih od raka kože. Prema podacima [[svjetska zdravstvena organizacija|Svjetske zdravstvene organizacije]] (WHO), u svijetu se godišnje bilježi oko tri milijuna novih oboljenja od različitih oblika raka kože, uključujući i preko 130.000 slučajeva [[melanom]]a, najzloćudnijeg [[tumor]]a kože. U broju oboljelih od raka kože prednjači [[Australija]], do koje dopire antarktička ozonska rupa.
 
Na očima se problemi očituju zamućenjem leća i posljedičnom [[mrena|mrenom]], a rezultat je zamagljen vid i ako se ne počne s lječenjem može dovesti do [[sljepoća|sljepoće]]. Postoji i utjecaj na čovjekov [[imunološki sustav]] pri čemu zbog smanjenog imuniteta tijelo postaje osjetljivo na [[zarazne bolesti]]. Kod biljaka također dolazi do različitih oštećenja, smanjenja [[fotosinteza|fotosinteze]] te znantnog smanjenja poljoprivrednih uroda. Zračenje djeluje i na [[fitoplankton]], glavne karike u oceanskom prehrambenom lancu. Zatim, uzrokuje i oštećenja materijalnih dobara ljudi te narušava zdravlje živog svijeta u cjelini. Dok se u [[stratosfera|stratosferi]] količina ozona smanjuje, u [[troposfera|troposferi]] se povećava što također šteti ljudskom zdravlju zbog svojstva [[oksidacija|oksidacije]] samog ozona.
 
==Montrealski protokol==
 
Kada su sredinom osamdesetih godina satelitske slike pokazale ozonsku rupu nad Antarktikom, uslijedila je hitna međunarodna akcija. [[16. rujna]] [[1987.]] godine u Montrealu je potpisan međunarodni protokol o tvarima koje oštećuju ozonski omotač tzv. [[Montrealski protokol]]. Tada su Protokol potpisale 23 zemlje, dok se u međuvremenu broj potpisnica popeo na 193.
[[Image:Ozone cfc trends.png|thumb|250px|Koncentracija za ozon opasnih plinova tokom zadnjih godina]]
[[Ujedinjeni narodi]] [[1994.]] godine donijeli odluku da se 16. rujna diljem planeta obilježava kao Međunarodni dan zaštite ozonskog omotača. Montrealski protokol je stupio na snagu [[1996.]] godine, a u sklopu njegovih dopuna i izmjena predviđeno je da se do [[2013.]] godine stabilizira i emisija [[haloni|halona]] (HCFC), zamjenskih tvari za freone. Naime, pokazalo se da haloni imaju izuzetno velik potencijal kao [[staklenički plinovi]] te tako pridonose [[globalno zatopljenje|globalnom zagrijavanju]]. Tim sporazumom zemlje potpisnice, kojih je danas 193, obavezale su se na poduzimanje mjera radi ukidanja potrošnje za ozon štetnih tvari. Provedbom Montrealskog protokola o tvarima koje oštećuju ozonski omotač, čija je potpisnica i [[Hrvatska]], postignuto je značajno globalno smanjenje emisije tih tvari. Posljednjih godina primijećeni su prvi znaci oporavka ozonskog omotača u atmosferi. Stoga je Montrealski protokol jedan od najuspješnjih međunarodnih sporazuma koji pokazuje kako se združenom akcijom na globalnom planu može postići značajan napredak u borbi za očuvanje planeta.
 
==Budućnost ozonske rupe==
 
Procesi koji se zbivaju u atmosferi na neki su način zakašnjeli jer klorfluorougljikovodici ispušteni prije 15 - 20 godina tek sada dospijevaju do ozonskog sloja. Dakle, iako je proizvodnja [[CFC]]-a velikim dijelom zamrla, oporavak ozonskog omotača mogao bi se očekivati tek nakon [[2050.]] godine. Znanstvenici su utvrdili da će se ozonski sloj sam oporaviti kada se ukine sva potrošnja tvari koje oštećuju ozonski omotač i smanji koncentracija klora u atmosferi. Klorovi radikali nastavit će svoje razarajuće djelovanje, a početkom ovog stoljeća očekuje se smanjenje njihove razine u atmosferi. No, vrlo je vjerojatno da će oporavak ozonskog štita trajati desetljećima, a možda i cijelo [[21. stoljeće]] odnosno od 50 do 100 godina.
 
==Izvori==
 
*[http://www.jutarnji.hr/j2/znanost/clanak/art-2008,9,16,,133431.jl Jutarnji list - Ozonska rupa nestat će do kraja 21. stoljeća]
*[http://www.mzopu.hr/default.aspx?id=4811 Ministarstvo zaštite okoliša, prostornog uređenja i graditeljstva - Ozonska rupa]
*[http://www.azo.hr/default.aspx?art=116 Agencija za zaštitu okoliša - Ozon i ozonski omotač]
*[http://www.esrl.noaa.gov/csd/assessments/2006/chapters/Q9.pdf TWENTY QUESTIONS: 2006 UPDATE - Q9: What are the chlorine and bromine reactions that destroy stratospheric ozone?]
*[http://www.wunderground.com/education/holefaq.asp Frequently Asked Questions about the Ozone Hole]
 
[[Kategorija:Zemlja]]
 
[[ast:Capa d'ozonu]]
[[ca:Capa d'ozó]]
[[cs:Ozónová díra]]
[[da:Ozonlaget]]
[[de:Ozonloch]]
[[en:Ozone depletion]]
[[et:Osooniauk]]
[[el:Τρύπα του όζοντος]]
[[es:Agujero de ozono]]
[[eo:Ozona tavolo]]
[[fr:Trou dans la couche d'ozone]]
[[fr:Couche d'ozone]]
[[gl:Ozonosfera]]
[[it:Buco nell'ozono]]
[[he:הדלדלותהידלדלות שכבת האוזון]]
[[hu:Az ózonréteg pusztulása]]
[[ms:Lapisan ozon]]
[[nl:Ozongat]]
[[ja:オゾンホール]]
[[no:Ozonlaget]]
[[nn:Ozonlaget]]
[[pl:Dziura ozonowa]]
[[pt:Ozonosfera]]
[[qu:Allpa pachata qatachiq Usunu]]
[[ru:Озоновая дыра]]
[[sl:Ozonska luknja]]
[[fi:Otsonikato]]
[[sv:Ozonhål]]
[[vi:Sự suy giảm ôzôn]]
[[ru:Озоновая дыра]]