Ozónová vrstva, ozónová diera

Vypracovala: Mgr. Zuzana Szocsová

Ozónová vrstva, ozónová diera

Ozónová vrstva sa nachádza v druhej vrstve atmosféry, ktorú nazývame stratosféra vo vzdialenosti asi 20 - 25 km , kde koncentrácia ozónu dosahuje maximum. Ozónovú vrstvu, ako nám už napovedá aj jej názov, tvorí ozón.
Ozón  je trojatómová molekula kyslíka O3, ktorá vo vyššej koncentrácii pôsobí jedovato a dráždi dýchacie cesty. Môže poškodiť rast plodín a narušenie zdravia. Je to plyn modrej farby s charakteristickým zápachom.

 V ozónosfére dochádza k neustálemu vytváraniu a zanikaniu ozónu.
Tvorba ozónu sa uskutočňuje vplyvom ultrafialového žiarenia. Tu je primárnym stupňom vzbudenie molekuly kyslíka :

O2  +  fotón =  O2*   

Aktivovaná molekula kyslíka reaguje s ďalšími podľa schémy :

O2*    +  O2   =      O3  + O
O2    +  O =   O3

Celkove teda možno fotochemickú syntézu ozónu vyjadriť rovnicou:
 
3 O2 + fotón = 2 O3 

Ozónová vrstva je veľmi dôležitá, pretože chráni živé organizmy pred nebezpečným ultrafialovým žiarením, ktoré vyžaruje Slnko (ozónová vrstva UV žiarenie zachytáva - pohlcuje alebo odráža späť do vesmíru). UV-C žiarenie úplne absorbuje a UV-B žiarenie zoslabuje.

Rozoznávame tri druhy UV žiarenia:

UV-A - V malom množstve organizmom neškodí, vďaka nemu sa v koži vytvára vitamín D.

UV-B ( 290- 320 nm) - poškodzuje nukleové kyseliny a bielkoviny v bunke, spôsobuje rakovinu kože, poškodzuje zrak, pôsobí negatívne na rastlinstvo, znižuje ich úrodnosť, spomaľuje rast. Oslabuje tiež imunitný systém a  spôsobuje  zvýšenie infekčných ochorení. UV-B – žiarenie preniká aj pod hladinu vody, kde negatívne pôsobí na vodné živočíchy a rastliny. Škodí zooplanktónu a mladým vývojovým štádiám rýb, spomaľuje fotosyntézu vo fytoplanktóne.

UV-C  (200 – 290 nm)- pôsobí podobne ako UV - B žiarenie, ale je zachytávane aj dvojatómovým kyslíkom.

 Na množstvo ozónu vplýva prítomnosť oxidov dusíka, ktoré ozón v značnej miere redukujú. Oxid dusný uniká do ovzdušia pri bakteriálnych procesoch, pri spaľovaní fosílnych palív alebo pri používaní dusíkatých hnojív. Nebezpečenstvo predstavujú aj nadzvukové lietadlá letiace vo výške 20 km. Ich výfukové vplyvy obsahujú oxidy dusíka, ktoré redukujú. Ozón ohrozujú aj jadrové výbuchy, pri ktorých sa do vzduchu taktiež uvoľňujú oxidy dusíka a chlór. Veľmi negatívne vplývajú na ozónovú vrstvu aj freóny – zlúčeniny, ktoré majú na jednom uhlíku naviazané halogény, napríklad freón 11 (CCl3F)  a freón 12 (CCl2F2). Nachádzajú sa v hnacích a chladiarenských plynoch. Freóny uvoľňujú v stratosfére chlór, ktorý rozkladá ozón, tak ako bróm.

Chemická reakcia rozkladu ozónu chlórom:
Cl + O3 → ClO + O2
ClO + O → Cl + O2
O + O3 → 2 O2
Dôsledkom redukcie ozónu je vznik „ ozónových dier“. Najviac sú za to zodpovedné freóny, oxidy dusíka. Úbytok ozónu pozorujeme od roku 1970 najmä v oblasti nad Arktídou a Antarktídou.

- Najväčšia zaznamenaná ozónová diera nad Antarktídou v septembri 2006.
Zdroj : http://sk.wikipedia.org/wiki/Ozonovadiera

Je to viac ako 50% dočasná strata ozónu v stratosfére. Vzniká v jesenných mesiacoch (september až november) a každoročne sa zväčšuje. Vytvára sa vďaka súhre niekoľkých podmienok. Počas zimy sa v Antarktíde vplyvom neprítomnosti slnečného svitu extrémne ochladí. To vytvára obrovský rotujúci polárny vír, ktorý zabraňuje, aby sa dovnútra víru dostal vzduch bohatší na ozón. Teplota tu klesá až na -90 °C a vytvárajú sa mrznutím riedkej vodnej pary stratosferické mraky. V priebehu zimy sa molekuly freónov a iných, ozón rozkladajúcich plynov nad Antarktídou zachytávajú v kryštáloch ľadu. Keď sa tieto kryštáliky v lete rozpustia, uvoľní sa naraz veľké množstvo týchto látok, čo má za následok rozklad veľkého množstva ozónu. Po dvoch, troch mesiacoch sa masa vzduchu s menším množstvom ozónu dáva do pohybu z Antarktídy do iných častí sveta. Tak vzniká škodlivá ozónová diera v atmosfére planéty.( http://sk.wikipedia.org/wiki/Ozonovadiera)

 Ozónová diera sa nachádza aj nad Austráliou kde bol zaznamenaný nárast kožných nádorov.
Čím je ozónová diera väčšia  a celkovo vrstva ozónu tenšia tým viacej UV žiarenia prechádza atmosférou až na povrch Zeme , kde sa prejavujú jeho negatívne účinky.

Zopakujte si!!!
1. Charakterizujte vlastnosti ozónu.

Tvorí ozónovú vrstvu vo výške 20 – 25 km, je to troj atómová molekula kyslíka O3, ktorá vo vyššej koncentrácii pôsobí jedovato a dráždi dýchacie cesty. Môže poškodiť rast plodín a narušenie zdravia. Je to plyn modrej farby s charakteristickým zápachom.

2. Uveďte škodlivé vplyvy UV-B žiarenia.

Poškodzuje nukleové kyseliny a bielkoviny v bunke, spôsobuje rakovinu kože, poškodzuje zrak, pôsobí negatívne na rastlinstvo, znižuje ich úrodnosť, spomaľuje rast. Oslabuje tiež imunitný systém a  spôsobuje  zvýšenie infekčných ochorení. UV-B – žiarenie preniká aj pod hladinu vody, kde negatívne pôsobí na vodné živočíchy a rastliny. Škodí zooplanktónu a a mladým vývojovým štádiám rýb, spomaľuje fotosyntézu vo fytoplanktóne.

3. Charakterizuj freóny.

Freóny – zlúčeniny, ktoré majú na jednom uhlíku naviazané halogény, napríklad freón 11 (CCl3F)  a freón 12 (CCl2F2). Nachádzajú sa v hnacích a chladiarenských plynoch. Freóny uvoľňujú v stratosfére chlór, ktorý rozkladá ozón, tak ako bróm.

Použitá literatúra: http://sk.wikipedia.org/wiki/Ozonoadiera
http://www.fpv.umb.sk/~vzdchem/KEGA/TUR/ZP03.htm