Meratex - Blog

+421 907 992 078
Poradenstvo na

TÉMA OVZDUŠIE - Ozónová vrstva

25.10.2011 | 1 príspevok

Ozónová vrstva

Úvod

Ozón je veľmi malá časť našej atmosféry, ale jeho prítomnosť je pre ľudstvo životne dôležitá. Väčšina ozónu sa nachádza vo vrchnej časti atmosféry. Táto oblasť , zvaná stratosféra, sa nachádza vo výške viac než 10 km nad povrchom Zeme. Asi 90 % ozónu je tam obsiahnutých v “ozónovej vrstve”, ktorá nás chráni pred ultrafialovým žiarením zo Slnka. V polovici sedemdesiatych rokov minulého storočia bol zistený škodlivý vplyv niektorých človekom vyrábaných chemických látok, ktoré rozkladajú ozón a tým poškodzujú ozónovú vrstvu.

V dôsledku zvýšeného ultrafialového žiarenia pôsobiaceho na Zem môže dôjsť ku nárastu výskytu kožnej rakoviny a očných kataraktov (zákalov).

Pozorovania samotnej ozónovej vrstvy ukázali, že poškodenie sa naozaj objavilo. Najväčšie a najprekvapujúcejšie straty ozónu boli objavené nad Antarktídou. Na označenie takéhoto výrazného poškodenia ozónovej vrstvy sa vo všeobecnosti používa výraz “ozónová diera”.

Ako odozva na tento vážny stav väčšina krajín sveta ratifikovala Montrealský protokol Spojených národov ako prostriedok na pomenovanie tohto globálneho problému. Na základe protokolu bola zastavená výroba hlavných chemických látok, ktoré priamo poškodzujú ozónová vrstvu.

Čo je ozón a kde sa v atmosfére nachádza?

Ozón je plyn, ktorý je prirodzene prítomný v atmosfére. Každá molekula ozónu obsahuje tri atómy kyslíka a je chemicky označovaná ako O3. Ozón sa primárne nachádza v dvoch vrstvách atmosféry. Asi 10 % atmosférického ozónu je v troposfére, vrstve, ktorá je najbližšie ku Zemi (od povrchu do výšky 10 – 16 km). Zvyšný ozón asi 90 % sa nachádza v stratosfére, medzi vrchnou hranicou stratosféry a nadmorskou výškou asi 50 km. Veľké množstvo sústredené v stratosfére sa často nazýva ako ozónová vrstva. Prítomnosť ozónu bola experimentálne objavená s použitím chemických a optických meracích metód. Slovo ozón je odvodené od gréckeho slova “ozein”, ktoré znamená “zápach, zapáchať”. Ozón má charakteristický zápach a je cítiteľný čuchom už pri nízkych koncentráciách.

V porovnaní s ostatnými hlavnými zložkami atmosféry, ozónu je v relatívne málo. V stratosfére v mieste najvyššej koncentrácie ozónovej vrstvy je jeho koncentrácia asi 12,0 ppm, čo znamená, že 12000 molekúl ozónu sa nachádza v každej miliarde molekúl vzduchu). V troposfére blízko nad zemským povrchom je bežná koncentrácia ozónu 20 – 100 ppb, čo znamená 20 – 100 molekúl ozónu v každej miliarde molekúl vzduchu. 

Ako sa ozón tvorí v atmosfére?

Ozón sa v atmosfére formuje viacnásobným chemickým procesom, pri ktorom sa vyžaduje slnečné svetlo. V stratosfére proces začína rozkladom molekúl kyslíka prostredníctvom ultrafialového žiarenia zo Slnka. V nižšej vrstve atmosféry (v troposfére) ozón vzniká odlišným radom chemických reakcií, ktoré zahŕňajú plyny obsahujúce uhľovodíky a oxidy dusíka.

Stratosférický ozón. Stratosférický ozón prirodzene vzniká pri chemických reakciách molekúl kyslíka za prítomnosti ultrafialového žiarenia, ktoré tvoria 21 % atmosféry. V prvom kroku slnečné svetlo rozloží molekulu kyslíka (O2) na dva atómy (2O). V druhom kroku sa každý atóm kyslíka zlúči s molekulou kyslíka, čím vznikne trojatómová molekula ozónu (O3). Tieto reakcie sa prebiehajú kontinuálne všade, kde je v stratosfére prítomné ultrafialové žiarenie. Na základe toho najväčšia produkcia ozónu sa objavuje v tropickej stratosfére. Produkcia stratosférického ozónu je vyvážená jeho deštrukciou pri chemických reakciách. Ozón plynulo reaguje s celým radom prírodných alebo človekom vyprodukovaných chemických látok v stratosfére. Pri každej reakcií sa molekuly ozónu strácajú a vznikajú iné chemické zlúčeniny. Dôležité reaktívne plyny, ktoré ničia ozón sú tie, ktoré obsahujú chlór a bróm. 

Časť stratosférického ozónu prechádza dole do troposféry a môže ovplyvniť množstvo ozónu pri zemskom povrchu, obzvlášť v odľahlých neznečistených častiach zemegule.

Troposférický ozón. Blízko povrchu Zeme sa ozón tvorí pri chemických reakciách medzi prirodzene sa vyskytujúcimi plynmi a plynmi vypúšťanými zo zdrojov znečisťovania ovzdušia. Do reakcií primárne vstupujú uhľovodíky, oxidy dusíka a slnečné svetlo. Spaľovanie fosílnych palív je hlavným zdrojom pri tvorbe troposférického ozónu. Tvorba prízemného ozónu neprispieva významne ku celkovému množstvu troposférického ozónu. Jeho množstvo je veľmi malé a transport prízemného vzduchu do stratosféry nie je dostatočne efektívne. Tak ako v stratosfére, aj v troposfére je ozón ničený pôsobením prirodzených reakcií aj pôsobením reakcií medzi chemickými látkami vyrobenými človekom. Troposférický ozón sa môže tiež odbúravať pri reakciách so zemským povrchom (pôdou) a rastlinstvom. 
Rovnováha chemických reakcií. Množstvo ozónu v stratosfére a troposfére je ovplyvňované rovnováhou medzi chemickými procesmi, ktoré produkujú ale aj odbúravajú ozón. Rovnováha je regulovaná množstvom reagujúcich plynov a doteraz priebeh a účinnosť rôznych reakcií sú premenlivé v závislosti od intenzity slnečného svetla, miesta v atmosfére, teploty a iných faktorov. Pri atmosférických podmienkach, ktoré sú priaznivé na ničenie ozónu, dochádza ku celkovému zníženiu množstva ozónu. Rovnováha reakcií tvorby a straty v kombinácií s atmosférickým pohybom vzduchu určuje globálnu distribúciu ozónu v rozpätí niekoľkých dní až mnohých mesiacov. Globálny ozón sa znížil za posledné desaťročia, pretože množstvo reaktívnych plynov v atmosfére obsahujúcich chlór a bróm vzrástlo.

Prečo sa zaujímame o atmosférický ozón?

Ozón v stratosfére absorbuje časť biologicky škodlivého ultrafialového žiarenia zo Slnka. Kvôli tejto užitočnej úlohe, stratosférický ozón sa považuje za “dobrý ozón”. Naproti tomu, prízemný ozón (vyskytujúci sa nad zemským povrchom) vzniká zo znečisťujúcich látok a je považovaný za “zlý ozón”, pretože je škodlivý pre človeka a rastlinstvo a živočíšstvo. Časť ozónu sa nachádza v prirodzenej forme v nižšej vrstve atmosféry, kde je užitočný, pretože pomáha odstraňovať znečisťujúce látky z atmosféry.

Všetky molekuly ozónu sú chemicky identické obsahujúce tri atómy kyslíka. Avšak, ozón v stratosfére má veľmi rozdielne environmentálne dôsledky pre ľudstvo a iné formy života než ozón v troposfére v blízkosti povrchu Zeme.

Dobrý ozón. Kvôli svojej absorbčnej schopnosti je stratosférický ozón považovaný za dobrý pre človeka. Absorbuje škodlivé UV-B žiarenie zo Slnka. Keby nedochádzalo ku zachytávaniu (absorpcii), UV-B žiarenie by dopadalo na zemský povrch v množstve, ktoré by poškodzovalo mnoho foriem života. Zvýšené vystavenie UV-B žiareniu pre človeka predstavuje zvýšenie rizika vzniku rakoviny, zápalu očnej šošovky a zníženie imunity organizmu. Významnými rizikovými faktormi je aj vystavenie zvýšenému UV-B žiareniu v dospievajúcom veku a kumulatívny účinok. Nadmerné pôsobenie UV-B žiarenia môže tiež poškodiť rastlinstvo, jednoduché bunky organizmov a vodného ekosystému. Druhé UV žiarenie, označované UV-A, ktoré absorbuje ozón v oveľa menšej miere, spôsobuje predčasné starnutie kože. Absorbovanie žiarenia UV-B ozónom je zdrojom tepla v stratosfére. Tento proces napomáha udržiavať stratosféru ako stabilnú oblasť atmosféry s rozdielnymi teplotami v závislosti od nadmorskej výšky. Ozón hrá hlavnú úlohu pri regulovaní teplotnej štruktúry zemskej atmosféry.

Ochrana dobrého ozónu. V sedemdesiatych rokoch minulého storočia bolo zistené, že niektoré človekom produkované plyny môžu spôsobovať poškodzovanie stratosférického ozónu. Poškodzovanie ozónovej vrstvy zvyšuje prenikanie škodlivého UV-B žiarenia na zemský povrch. Na ochranu ozónovej vrstvy bolo vyvinuté Globálne úsilie zamerané na reguláciu vypúšťania plynov poškodzujúcich ozón.

Zlý ozón. Ozón sa tiež tvorí v blízkosti zemského povrchu pri prirodzených chemických reakciách a pri reakciách medzi plynmi vypúšťanými do atmosféry v dôsledku ľudskej činnosti. Ozón, ktorý je produkovaný znečisťujúcimi látkami je “zlý”, pretože viac ozónu prichádza do priameho kontaktu s človekom, rastlinstvom a živočíchmi. Zvýšená úroveň ozónu je všeobecne škodlivá pre živočíšne systémy, pretože ozón silno ničí alebo mení iné molekuly. Nadmerné pôsobenie ozónu znižuje úrodu a rast lesov. U človeka môže zvýšená koncentrácia ozónu znížiť kapacitu pľúc, spôsobiť bolesti v hrudi, dráždenie hrdla a kašeľ. Naviac, zvýšenie troposférického ozónu vedie ku otepľovaniu zemského povrchu. Negatívne vplyvy zvyšovania troposférického ozónu ostro kontrastujú s pozitívnymi vplyvmi stratosférického ozónu ako absorbéra škodlivého UV-B žiarenia zo Slnka.

Znižovanie zlého ozónu. Znižovanie emisií znečisťujúcich látok môže zredukovať “zlý” ozón v okolitom ovzduší. Hlavné zdroje znečisťujúcich látok sa nachádzajú vo veľkých mestách, kde sú priemyselné aktivity a spotreba fosílnych palín najväčšie.

Prirodzený ozón. Ozón je prirodzená zložka čistej atmosféry. Aj pri absencii ľudských aktivít na zemskom povrchu, ozón bude vždy prítomný v troposfére a stratosfére. Chemická úloha ozónu v atmosfére spočíva v napomáhaní odstraňovania iných plynov, ktoré sa v atmosfére nachádzajú v prirodzenej forme, ale hlavne tých, ktoré sa do atmosféry dostali v dôsledku ľudskej činnosti. Ak by bol všetok ozón odstránený z nižšej vrstvy atmosféry, vzrástlo by množstvo plynov ako metán, oxid uhoľnatý a oxidy dusíka. 

Meracie prístroje
Kategórie
Kategórie Blogu
x
Najčítanejšie na blogu
07.11.2011 | 5 príspevkov

Oxid uhoľnatý je bezfarebný plyn bez chuti a zápachu bežne známy ako „tichý zabijak“.  Je vypúšťaný ako produkt spaľovania z priemyselných pecí, kotlov a iných technologických zariadení spaľujúcich plynné, kvapalné a tuhé palivá. 

24.10.2011 | 2 príspevky

Znečisťujúca látka (polutant) je akákoľvek tuhá alebo plynná látka alebo zlúčenina, ktorá vzniká v dôsledku ľudskej činnosti alebo z prírodných zdrojov a je vypúšťaná do okolitého ovzdušia, kde môže pri určitej koncentrácií spôsobovať poškodenie zdravia človeka a životného prostredia. 

25.10.2011 | 1 príspevok

Ozón je veľmi malá časť našej atmosféry, ale jeho prítomnosť je pre ľudstvo životne dôležitá. Väčšina ozónu sa nachádza vo vrchnej časti atmosféry. Táto oblasť , zvaná stratosféra, sa nachádza vo výške viac než 10 km nad povrchom Zeme. Asi 90 % ozónu je tam obsiahnutých v “ozónovej vrstve”, ktorá nás chráni pred ultrafialovým žiarením zo Slnka. 

25.10.2011 | 0 príspevkov

Vedci sú presvedčení, že zvyšovanie koncentrácie určitých plynov v atmosfére spôsobuje klimatické zmeny. Tieto takzvané skleníkové plyny tvoria: vodná para, oxid uhličitý (CO2), metán (CH4), oxid dusný (N2O) a ozón (O3). 

25.11.2011 | 0 príspevkov

Diskontinuálnymi emisnými meraniami sa v pravidelných intervaloch zisťuje emisná úroveň jednotlivých stacionárnych zdrojov znečisťovania ovzdušia. Výhodou oproti kontinuálnemu monitoringu sú značne nižšie náklady. Diskontinuálne emisné merania sa vykonávajú prevážne na takých zdrojoch, ktoré vypúšťajú nižšie množstvá emisií a teda podkročujú kritérium na povinnú inštaláciu kontinuálneho monitoringu podľa vyhlášky o monitorovaní.

01.12.2011 | 0 príspevkov

Na európskej úrovni inštalácia kontinuálneho monitoringu a súhlas orgánu ochrany ovzdušia na prevádzku boli najprv vyžadované “Smernicou o znižovaní znečisťovania ovzdušia z priemyselných zdrojov”. Smernica o integrovanej prevencii a kontrole znečisťovania (IPPC directive) zahŕňa požiadavky na súhlas pre inštalácie monitoringu na nových a jestvujúcich zrojoch znečisťovania ovzdušia.

24.10.2011 | 0 príspevkov

Znečisťovanie ovzdušia v Európe a Amerike sa po celé stáročia vnímalo ako nevyhnutný dôsledok ekonomického vývoja: ako cena, ktorú bolo treba zaplatiť za rastúcu prosperitu a industrializáciu. Avšak významný pokrok v znižovaní emisií atmosferických polutantov vo vyspelých krajinách za posledných štyridsať rokov demonštruje, že tomu tak nemusí byť.

07.12.2011 | 0 príspevkov

Dataloggery KISTOCK od firmy KIMO Instruments slúžia na monitorovanie a záznam rôznych parametrov prostredia s možnosťou ďalšieho spracovania nameraných údajov. Záznamníky KIMO umožňujú sledovanie trendu a záznam teploty, vlhkosti, intenzity osvetlenia, prúdu a napätia. 

25.11.2011 | 0 príspevkov

Pravidelný monitoring emisií má u nás legislatívny základ v Zákone o ovzduší č. 478/2002, ktorý ustanovuje požiadavky na inštaláciu a prevádzkovanie zdrojov znečisťovania ovzdušia a Vyhláške Ministerstva životného prostredia SR č. 408/2003 Z.z. “o monitorovaní”. Pojem monitoring zahŕňa jednak kontinuálne a diskontinuálne meranie emisií s použitím emisných meracích systémov ako aj kalibráciu a funkčné skúšanie kontinuálnych emisných meracích systémov.