Augstu virs mūsu galvām, stratosfērā, 19-48 km augstumā, planētu ieskauj ozons. Tas ir skābekļa veids. Ja skābekļa molekula gaisā sastāv no diviem savstarpēji savienotiem skābekļa atomiem - O2, tad molekulu, kurā ir trīs atomi, norāda ar ozona formulu - O3. To rada saules gaisma. Kad ultravioletie stari no Saules iziet cauri atmosfērai, tie iznīcina parastās divatomiskās skābekļa molekulas. Katrs atbrīvotais atoms pievienojas blakus esošajam O2. Tā veidojas ozona ķīmiskā formula - O3.
Kas ir ozons?
Franču fiziķi Fabri un Bisons pirmo reizi atklāja šo gāzi. 1913. gadā viņi noteica, ka Saules starus ar viļņa garumu no 200 līdz 300 nm aktīvi absorbē Zemes atmosfēra. Termins "ozons" grieķu valodā nozīmē "smaržīgs", "smaržīgs". Ikviens zina šīs gāzes raksturīgo smaku, kas rodas pēc pērkona negaisa. Skābeklis atmosfērā atrodas trīs allotropās formās: O2 - molekulārā, O - atomu un O3 - ozona formula, ko iegūst, ķīmiski apvienojot pirmās divas.
Gāzes īpašumi
Pietiek ar ozona slānitievs, gandrīz neredzams. Ja visas šīs gāzes molekulas, kas aizņem 29 km telpas, apvienotu vienā cietā lodītē, tās biezums aizņemtu tikai trešdaļu centimetra. Nedaudz ozona atrodas gaisā virs Zemes virsmas. Kad automašīnu izplūdes gāzes vai smogs tiek izlaists gaisā, saules gaisma reaģē ar izmešu sastāvā esošajām ķīmiskajām vielām, veidojot ozonu. Īpaši tas jūtams karstā dienā, smoga pilnajā gaisā, jo sasniedz līmeni, kas apdraud veselību. Ozona vielas formula ir fiziski nestabila, un pie koncentrācijas, kas pārsniedz 9% gaisā, gāze eksplodē, tāpēc tās uzglabāšana iespējama tikai zemā temperatūrā. Atdzesējot līdz -111,90C gāze pārvēršas šķidrumā.
Ozona pārpalikums
Cilvēks nevar dzīvot tīrā skābeklī, neliels ozona daudzums atmosfērā viņam ir noderīgs, taču tā pārmērīgā koncentrācija var būt nāvējoša. Jums nav nepieciešams to ieelpot, jo šī skābekļa forma var sabojāt jūsu plaušas. Sportisti, kuri ieelpo lielu daudzumu ozona piesātināta gaisa, var sūdzēties par smaguma sajūtu un sāpēm ieelpojot. Arī koki un augi, kas aug pie šosejas, kur gaiss ir piesātināts ar izplūdes gāzēm, cieš arī no liekā ozona. Šāda šīs gāzes īpašība virs pašas zemes virsmas. Tā dabiskais saturs (viena daļa no desmitiem miljonu citu gaisa daļu) piedalās oksidācijas procesos, kas notiek cilvēka organismā šūnu līmenī. Ozona formulā tikai viens skābekļa atoms darbojas kā oksidētājs un divipārējais tiek izvadīts kā brīvais skābeklis.
Noderīgas īpašības
Izmantojot pilnībā attīrītu iekštelpu gaisu, pētnieki novērojuši tajās esošo cilvēku saslimšanas skaita pieaugumu. Iemesls izrādījās vienkāršs - ozona trūkums attīrītajā gaisā izraisīja traucējumus organismā. Regulāras nelielas gāzes devas ir noderīgas arī slimību profilaksei.
Kas ir gāzes efekts? Ņemot vērā eksperimentu rezultātus, zinātnieki nonāca pie secinājuma, ka ozons izraisa gandrīz visu dabā sastopamo vīrusu, baktēriju, vienšūņu, kā arī pelējuma un rauga iznīcināšanu. Dažu minūšu laikā neliela porcija (ozona formula O3) litrā gaisa neitralizē visas cilvēkiem bīstamās vielas. Galu galā ozonēšana ir dabisks process, kas ir raksturīgs ķermenim. Pat telpā ozons atsvaidzina gaisu, praktiski novērš inficēšanās risku ar gaisā esošām slimībām, neitralizē dūmus, putekļus un alergēnus, smago metālu savienojumus un citas cilvēkam kaitīgas gaisa sastāvdaļas. Sadaloties ūdenī, skābeklī un oglekļa dioksīdā, šie savienojumi zaudē savu toksicitāti un noņem nepatīkamās smakas. Ņemot vērā ozona formulu ķīmijā, tā augsto oksidēšanas spēku arvien vairāk izmanto gaisa un dzeramā ūdens dezinfekcijai.
Slānis 20 kilometrus virs Zemes virsmas faktiski aizsargā mūsu veselību, absorbējot ultravioletos starus. Tas darbojas kā filtrs, aizsargājot Zemi no kaitīgā ultravioletā starojuma. Bez aizsargslāņa dzīvība uz planētas nebūtu iespējama. Ir pierādīts, ka flora un fauna uz Zemes parādījās tikai tad, kad izveidojās spēcīgs vairogs, kas pasargāja to no saules starojuma. Ultravioletais starojums palīdz ādai iegūt skaistu iedegumu, bet tajā pašā laikā tas ir galvenais saules apdegumu un ādas vēža izraisītājs.
Ozona caurums
70. gados zinātnieki, kas pētīja ozona slāni virs planētas, atklāja, ka ledusskapjos, gaisa kondicionieros un aerosolos izmantotās ķīmiskās vielas var iznīcināt ozonu. Gāzes tiek izlaistas gaisā ikreiz, kad šīs ierīces tiek remontētas vai tiek izsmidzināti dažādi aerosoli. Pēc zinātnieku domām, kaitīgās gāzes galu galā sasniedz ozona molekulas. Tajā pašā laikā saules starojums no hlora-fluora ogļūdeņražiem izdala hloru, kas iznīcina ozona strukturālo formulu, pārvēršot to par parasto skābekli. Tādējādi aizsargslānis tiek iznīcināts. Vēl pēc 15 gadiem britu zinātnieki veica satriecošu atklājumu: virs Antarktīdas atrodas milzīgs caurums ozona slānī. Šis caurums parādās katru pavasari un ir aptuveni ASV lielums. Mainoties vēja virzienam gadalaiku maiņas dēļ, caurums piepildās ar ozona molekulām. Šajā gadījumā caurumu aizpilda noteikts molekulu skaits, savukārt citās daļās gāzes slānis kļūst plānāks.
Kas apdraud aizsargslāņa samazināšanos?
1992. gada ziemā ozona slānis virs Eiropas un Kanādas kļuva plānāks par 20%. Vietās, kur šis slānisnepietiekami blīvs un nespēj atfiltrēt spēcīgu starojumu, ļoti jūtami pieaug ādas vēža gadījumu skaits. Virs pašas Antarktīdas zinātnieki ir fiksējuši ārkārtīgi augstu hlora monoksīda līmeni, kas veidojas hlora izraisītās ozona iznīcināšanas rezultātā. Pētnieki aprēķināja, ka tikai 1% aizsargslāņa zaudēšana noved pie tā, ka ultravioletā starojuma daudzums, kas sasniedz Zemi, palielinās par 2%, un tajā pašā laikā ādas vēža gadījumu skaits palielinās par 3-6%. Ultravioletais starojums arī iznīcina ķermeņa imunitāti, padarot cilvēku neaizsargātāku pret infekcijām. Ultravioletais starojums var bojāt visu augu šūnas, sākot no labības līdz kokiem.
Tā kā ozona slānis saglabā siltumu, ozona slānim samazinoties, gaiss šajā platuma grādos atdziest, mainot pasaules vējus un laikapstākļus. Grūti prognozēt, kādu ietekmi uz klimatu atstās slāņa noplicināšanās nākotnē, zinātnieki prognozē dabisko teritoriju izžūšanu, veģetācijas daļas zudumu un nepietiekamu barību, ja netiks atrisināta šīs gāzes iznīcināšanas problēma.. Pat tad, ja cilvēka darbība tiktu pārtraukta, kas saistīta ar gāzu emisijām, kas iznīcina aizsargkārtu, būtu nepieciešami vismaz 100 gadi, lai tas atgrieztos iepriekšējā līmenī.
