Reducerea Stratului de Ozon

Istoric

Istoria stratului de ozon începe în seco¬lul al XVIII-lea. În anul 1785 medicul olandez Martin Van-Marum (1750-1837) a comunicat faptul că în apro¬pierea maşinilor de electrizat a observat un miros pătrun¬zător. Un asemenea miros a fost observat de olandezul William Cruick Shanks (1745-1800) la electroliza apei şi de către medicul englez Tiberio Cavailo (1749-1809) la oxidarea mercurului. Gazul care producea acest miros a primit în 1839 din partea chimistului Christian Friedrieh Schonbein (1799-1868), numele de ozon, care a fost pre¬luat din grecescul'ozein (miros).

Schonbein a fost primul care a imaginat un mod de măsurare a ozonului. O hîrtie reagent este îmbibată cu o soluţie de iodit de potasiu. Prin umezire cu apă distilată şi prin reacţie cu ozonul hîrtia se colo¬rează în albastru în diferite nuanţe, în funcţie de canti¬tatea de ozon. Prima încercare de măsurare a ozonului în atmosfera liberă a fost făcută de James Glaisher la 5 sep-tembrie 1862. La o ascensiune cu balonul, pe care a făcut-o în Wolverhampton (Anglia) împreună cu Henry Coxwell, a putut pune în evidenţă ozon, cu hîrtia Schonbein, pînă la 4 800 m.

La o ascensiune record de 11 km, nu au putut fi produse măsurători de ozon, deoarece ambii cercetători, de la aproximativ 8,5 km, şi-au pierdut cu¬noştinţa. Cu hîrtia reagent Schonbein, încă din cea de a doua parte a sec. al XIX-lea s-au făcut observaţii sistema¬tice cu privire la distribuţia spaţială şi temporală a ozo¬nului în apropierea solului. Astfel, diverşi cercetători au găsit un mers anual al concentraţiei de ozon: cu un ma¬xim primăvara, o descreştere a ozonului pe timp de ceaţă, concentraţii crescute pe timp de furtună, o concentraţie sporită deasupra mării faţă de uscat şi o descreştere a ozonului în spaţii închise.

Drept urmare, bazat pe aceste observaţii s-a presupus existenţa unor surse puternice de ozon, la sol o ipoteză care ulterior nu s-a confirmat. Cauza reală constă în aceea că rata de distrugere a ozo¬nului este dependentă de natura suprafeţei adiacente, zăpadă, apă, pămînt, vegetaţie şi că transportul de ozon din păturile superioare ale atmosferei depinde de condi¬ţiile meteorologice. Ozonul a fost folosit ca mijloc terapeutic, fie sub forma de gaz, creat artificial, fie sub forma aşa numită “apa de ozon”. Proprietăţile curative ale ozonului au fost citate şi în diverse opere literare cum ar fi de către Goethe în “Faust” sau în poezia iui Johannes Trojan (1837—-1915) „Cântul despre ozon".

Proprietătile curative ale ozonului, recunoscute în sec. XIX, au fost ulterior infirmate, dar acţiunea lui bactericidă a fost totuşi confirmată. Cercetările ulterioare asupra ozonului au pus în evidenţă o serie de noi proprie¬tăţi facute special în ceea ce priveşte calitatea lui de absor¬ţie, fapt care a deschis noi căi de determinare a ozonului pe cale optică, (Gotz). Primele măsurători la unele staţii din Europa Centrală din anii '20 şi '30 au pus în evidenţă diferenţe geografice şi anotimpuale, ca şi corelarea dintre conţinutul de ozon şi deplasarea maselor de aer.

II. Ozonul-componenta minora al atmosferei; rolul de scut faţa de radiaţia ultravioletă

Se cunoaşte astăzi că ozonul în concentratii mari are o culoare albăstruie şi este un mijloc puternic de oxidare. În toate stările de agregare în amestec cu oxigenul molecular la o concentraţie suficient de mare devine exploziv, este daunător şi atacă pielea.

Ozonul atmosferic la nivelul solului are în medie o concentraţie de 2*10-6% (părţi de volum) şi poate să ajungă, în cazuri meteorologice prin transport vertical din straturile atmosferice înalte pînă la valori de 5*10-5%.

Datorită concentraţiilor mici, proprietăţile nocive ale ozonului nu au influenţe notabile asupra omului. Avioa¬nele care zboară la înălţimi mari, în stratosfera, sînt echipate cu filtre pentru reţinerea ozonului. O concentra¬ţie de 4 ori mai mare decît valoarea maximă din imediata apropiere a solului, deci de 2*10-4% se poate pune în evidenţă prin miros. Astfel mirosul de pucioasă, care apare după un trăznet, este dat de ozon. In orice caz mirosul de proaspăt al aerului de pădure nu provine de la ozon ci de la terpenele oleaginoase.

Din măsurători globale, evaluate de către Perov şi Hrigian în 1980 cantitatea totală medie anuală de ozon la 3,27*199 tone care raportată la unitatea de suprafaţă este de cca 6,36 g*m-2 sau 297 unităţi Dobson astfel în¬cît partea de ozon faţă de masa totală de gaz din at¬mosferă este de numai 6.3*10-5% . Partea cea mai importantă de ozon (85—90%) se află în stratosferă, iar cele mai mari raporturi de amestec se află în domeniul de înălţimi de 30-40 km.

Cea mai mare parte din ozonul atmosferic (99,38%) rezultă din izotopii O16 O16 O16 pe cînd din izotopii grei O16 O16 O18 există numai 0,41% iar din O16 O18 O16 nu¬mai 0,21%.

Ozonul are benzi de absorbţie în diverse lungimi de undă ale spectrului de radiaţii solare. Absorbţia aproape completă a ultravioletului solar din domeniul . 240-360 nm (benzile Hartley-Huggins) realizează protecţia for¬melor de viaţă de pe pămînt faţă de radiaţia ultravioletă letală.

În acelaşi timp, datorită în principal absorbţiei în banda de 9,6 qm, prin cele aproximativ 10 000 linii de absorbţie, ozonul împreună cu benzile de absorbţie ale CO3 şi H2O, determină menţinerea maximului de tempe¬ratură în stratosfera la circa 50 km înălţime. Alte benzi de absorbţie ale ozonului mai slabe energetic sînt plasate în partea vizibilă a spectrului între 500 nm şi 700 nm (benzile Chappuis) în infraroşu la 3,28 qm; 3,57 qm; 4,75 qm; 5,75 qm; 14,1 qm; de aici sînt unele treceri şi către domeniul de microunde de 9 ... 230 GHz.

Se conturează astfel cele două roluri esenţiale ale ozo¬nului atmosferic:

-protejarea tuturor formelor de viaţă de pe pămînt prin reţinerea, totală a radiaţiei ultraviolete mai scurtă de 290 nm, precum şi prin dozarea corespunzătoare a ultra¬violetului din domeniul 290-340 nm;

- reglarea temperaturii din stratosfera cu implicaţii deosebite în condiţionarea circulaţiei atmosferice și a climei globului terestru.

Pornind de la aceste atribute ale stratului de ozon, ajungem să definim una dintre problemele globale ale omenirii, respectiv pericolul că activităţile omului să con¬ducă la diminuarea stratului de ozon.

Existenţa stratului de ozon şi importanţa lui vitală pentru viaţa pe această planetă au fost cunoscută de foarte mulţi ani. Se cunoaşte deasemeni că omul s-a adap¬tat de milioane de ani pentru un anumit nivel de ozon în atmosferă. Dar abia de foarte curînd s-a realizat că activităţile omului pot să conducă la o poluare importantă a stratosferei şi la o reducere semnificativă a cantităţii de ozon.