Bioklimatikus ózonbarát vagy ellenség Két nyomú gáz
Az ózon manapság még mindig nagy divatszó. Leginkább az ózonrétegről hallunk, arról, hogy az évtizedek alatt elvékonyodott, valamint annak és egyben önmagunk védelmének fontosságáról. Hallunk az Antarktisz feletti "ózonlyukról"; és bár a jelenlegi nemzetközi megállapodásoknak és előírásoknak köszönhetően az ózonréteg részben helyreállt, a NASA szerint legalább 50 évbe telik, amíg helyreáll az 1980 előtti szintre. Ismeri az ózonozást és annak előnyeit, amelyeket a környezetünkben és az ipari felhasználásban nyújt.
Manapság azonban, főleg nyáron, amikor magas a hőmérséklet, az időjárási jelentésekben hallhatunk ózonriasztásokról, figyelmeztetésekre az egészségtelen levegőminőségre és az ózonkibocsátás korlátozására, mert az ózon egészségünket is veszélyeztetheti.
Tehát hogyan lehet az ózon egyszerre jó és rossz, barát és ellenség?
Mi is pontosan az ózon?
Az oxigén a légkörünk mintegy 21% -át teszi ki. Egyetlen oxigénatom instabil - valami mással akar kombinálni. Ezért az oxigén szinte mindig O2 párokban fordul elő. Bizonyos körülmények között azonban kialakulhat egy hármas molekula, amelynek kémiai képlete O3: ózon. Az ózon világoskék gáz, jellegzetes, nagyon specifikus és éles szaggal, amely némileg emlékeztet a klór fehérítőjére. A legtöbb ember ezért körülbelül 0,02 ppm (40 μg/m³) vagy annál kisebb ózonkoncentrációt fedezhet fel a levegőben. Az ózon teljes tömege a légkörben körülbelül 3 milliárd tonna. Ez soknak tűnhet, de ez csak a légkör 0,00006 százaléka. 2
Az ózon rendkívül reaktív gáz, és bár nagy koncentrációban instabil, értékes előnyökkel járhat. A felezési idő a hőmérséklettől, a páratartalomtól és a levegő mozgásától függ.
Mi határozza meg most, hogy az ózon barát-e vagy ellenség?
Az ózon természetes termék, valamint ember alkotta termék, amely a felső légkörben (sztratoszféra) és az alsó földi atmoszférában (troposzféra) fordul elő. Attól függően, hogy hol van a légkörben, az ózon jó vagy rossz módon befolyásolhatja a földi életet.
Ózon a sztratoszférában (a "jó" ózon)
A föld ózonjának 90 százaléka a sztratoszférában található (a második réteg, az úgynevezett földi légkör ózonrétege, 10 és 50 km között a föld felszíne felett). Részben felelős az ég sötétkék-ibolyaszínezéséért is alkonyatkor.
Az ózon a sztratoszférában kétlépcsős reaktív folyamatban jön létre, az ultraibolya napsugárzás (UV) és a molekuláris oxigén (O2) kölcsönhatásával. Az első lépésben a napfény egy oxigénmolekulát két különálló oxigénatomra bont. A második lépésben minden atom kötésütközésen megy keresztül egy másik oxigénmolekulával, hogy ózonmolekulát képezzen. Ezek a reakciók folyamatosan zajlanak, így a legnagyobb ózontermelés a trópusi sztratoszférában történik, amelyet kompenzál a reaktív gázokkal, például hidrogénnel, nitrogén-oxidokkal, valamint klórt és brómot tartalmazó gázokkal folytatott kémiai reakciók során bekövetkező pusztulása. Az ózon képződése és tönkremenetele ezekben a természetes folyamatokban hosszabb távon nagyrészt kiegyensúlyozott.
A sztratoszférikus ózonréteg, mint egy szivacs, elnyeli a nap káros ultraibolya sugárzásának körülbelül 98% -át, és ezzel megvédi a föld felszínét tőle. Az ózon szűri a legenergikusabb UV-C sugárzást, az UV-B sugárzás nagy részét és az UV-A sugárzás körülbelül felét. Az UV-B és az UV-C annyira gazdag energiában, hogy károsíthatja a földi életet. Az UV-B vagy UV-C expozíció következményei az égési sérülések (leégés), de az UV-B esetében a rák kockázatának fokozódása is. Itt a sztratoszféra ózonrétege megvéd minket az UV-C sugárzás és az UV-B sugárzás nagy részének elnyelésével. Ezen a szinten és ezen a funkción az ózon egyenesen nélkülözhetetlen a földi élethez.
Az, hogy mi történik, ha ez az ózonréteg kimerül, és így lényegesen vékonyodik, sajnos csak túlságosan ismert és tudományosan dokumentált, mivel az úgynevezett "ózonlyuk" kialakult az Antarktisz felett. Az elnevezés kissé félrevezető abban a tekintetben, hogy az ózonrétegnek nincs ott igazi lyuk, hanem csak jelentősen vékonyodott. Ennek a gyengülésnek a következménye az UV-B sugárzás megnövekedett koncentrációja, amely most behatol a földbe.
A különféle vegyi anyagok, mindenekelőtt a CFC-csoport tilalma időközben oda vezetett, hogy az ózonréteg lassan újra regenerálódik, aminek során a hangsúlyt a lassúságra kell helyezni. A jelenlegi előrejelzések szerint több mint ötven év telik el, mire a helyzet ismét elérhető, mint a múlt század közepén. 6.
Amikor a tudósok az ózonlyukról beszélnek, a sztratoszféra, a "jó" ózon elpusztításáról vagy csökkentéséről beszélnek.
Tehát hol található a „rossz”?
Ózon a troposzférában (a "rossz" ózon)
A föld felszínén az ózon közvetlenül érintkezik az életformákkal, és romboló oldalát mutatja (ezért gyakran "rossz ózonnak" nevezik). Mivel az ózon erősen reagál más molekulákkal, a magas ózonszint mérgező az élő rendszerekre.
Ebben az alsó légkörben (a troposzférában) az ózon kémiai reakciók útján jön létre, mind a természetben előforduló gázok, mind az ember által okozott szennyező anyagok részvételével. Ezeket elsősorban a légszennyező anyagok két fő osztálya: az illékony szerves vegyületek (VOC) és a nitrogén-oxidok (NOx) közötti fotokémiai reakciók okozzák. Ezek a reakciók részben a hő és a napfény jelenlététől függenek, így a nyári hónapokban magasabb ózonkoncentrációban nyilvánulnak meg. Ezt jellemzően szmogként vagy ködként éljük meg. Ebben az időben gyakran hívják az úgynevezett "ózonriasztásokat".
Az egészségügyi kockázat értékelése
Az ózon-toxicitás olyan folytonosságban jelentkezik, amelyben nagyobb koncentráció, hosszabb expozíciós idő és magasabb expozíció alatti aktivitás nagyobb hatásokat okoz. A rövid távú akut hatások közé tartoznak a légzési problémák, a tüdőfunkció változásai, a fokozott reakciókészség és a légutak gyulladása. Az ózonnak való kitettség összefüggésbe hozható a légúti megbetegedések kórházi felvételének növekedésével és az asztma súlyosbodásával is. 6.
Az ózon és hogyan használjuk fel a javunkra
Noha az ózon nagy koncentrációban mérgező, különféle módon hasznunkra szolgál. Talán kevésbé ismert, hogy az ózon az egyik legerősebb és leginkább környezetbarát oxidálószer, a fluor után pedig az egyik leghatékonyabb fertőtlenítőszer. Háromezerszer erősebb, mint a klór. Az erős oxidáló tulajdonságok miatt az ózon a hagyományos vegyi fertőtlenítőszerek teljes helyettesítője, amely nem hagy káros melléktermékeket. Az ózon felhasználható különféle ipari élelmiszer- és italszegmensekben, ivóvízkezelésben, fermentor-zónázásban, légkezelésben és fertőtlenítésben, szagsemlegesítésben és sok más területen.
Tehát, mint annyi, az ózon koncentráció kérdése az emberi egészség szempontjából. Az ózon alacsony koncentrációban fordul elő környezetünkben mindenhol. Természetesen erősen mozgó víz közelében keletkezik, például vízeséskor, vagy zivatar alatt villám kisülése révén. Nem véletlen, hogy a vízesés közelében vagy zivatar után a levegőt frissebbnek érzékeljük, mert itt lép életbe az ózon fent leírt erős tisztító hatása, amely lebontja a szennyező anyagokat (szagokat) és a mikroorganizmusokat.
Az ózon azonban továbbra is mérgező gáz, amelynek kémiai és toxikológiai tulajdonságai eltérnek az oxigéntől. Ezért egészségügyi normákat és ajánlásokat fogalmaztak meg az emberi ózon expozíció korlátozására annak érdekében, hogy meghúzhassák a határt a hasznos tisztítószerek és a káros irritáló anyagok között.
Mennyi ózon túl sok?
Az EU jelenleg a következő irányértékeket határozza meg: A népességet 0,09 ppm-től (180 µg/m³) kell tájékoztatni. Ettől a koncentrációtól kezdve az érzékeny embereknek kerülniük kell a fizikai erőfeszítéseket ebben a környezetben. A tényleges ózonjelzés küszöbértéke 0,12 ppm (240 µg/m³). Ezen érték felett minden embernek el kell kerülnie a fizikai megterhelést ebben a környezetben. Az EU iránymutatást nyújt a hosszabb tartózkodáshoz is, például a munkahelyen. Ez jelenleg 0,06 ppm (120 µg/m³). Az ezen érték alatti összes koncentrációt ártalmatlannak tekintik az emberi egészségre.
Amint az elején már említettük, az emberi szaglás lényegesen alacsonyabb koncentrációban képes érzékelni az ózont - az érzékenységtől függően, még 0,02 ppm (40 µg/m³) és ennél kisebb értéknél is. Így az embereknek természetes figyelmeztető mechanizmusuk van.
Mi ma a helyi levegőminőségi mutató? Itt kaphat információkat!
Bipoláris ionizáció és ózon
Zivatar előtt nagyon magas a szennyező anyagok koncentrációja a levegőben, például baktériumok, allergének és VOC-k. A zivatar nagyfeszültségű elektromos kisüléseket bocsát ki, és nagy koncentrációban bocsát ki pozitív és negatív töltésű ionokat. A villámlás többek között az oxigénmolekulák elektromos stimulálásával ózont generál. A keletkező ionok fontos szerepet játszanak a szennyező anyagok mennyiségének csökkentésében, és kulcsfontosságúak a friss, tiszta levegő ellátásához a természetben.
Helyes, hogy az ionizáció bizonyos mennyiségű ózont is létrehoz. Koncentrációkról azonban 0,01 ppm abszolút ártalmatlan tartományban beszélünk. Összehasonlításképpen: A jelenleg alkalmazandó EU-irányelv 0,06 ppm értéket határoz meg az ózon esetében, amely ennél az értéknél hosszabb tartózkodás esetén - pl. B. Napi 8 óra, a hét 5 napján - nincs emberi egészségre veszély. Ezen felül szenzorvezérelt vezérlést kínálunk ionizációs rendszereinkhez, amelyekben ózon szenzorokat használnak védelemre, hogy mindenképpen kizárják az egészségügyi kockázatokat. 10.
Mint a természetben, az embereket is mindig ki vannak téve egy bizonyos ózonkoncentrációnak, amely mindaddig nem befolyásolja az egészséget, amíg a szmog miatt ez nem eredményez nagyobb koncentrációt.
Tehát a barátot vagy ellenséget mindig szubjektíven kell tekinteni - mindig a mennyiséghez és a helyhez viszonyítva.
4 Az ENSZ Környezetvédelmi Programja, Környezeti Hatások Értékelő Testülete. Az ózonréteg-károsodás környezeti hatásai és kölcsönhatásai a klímaváltozással: Haladásról szóló jelentés, 2016 | Photochem Photobiol Sci. 2017. február 15 .; 16 (2): 107-145. doi: 10.1039/c7pp90001e | PubMed PMID: 28124708; PubMed Central PMCID: PMC6400464
5 NOAA Földrendszer Kutató Laboratórium - Vegyészettudományi Osztály
9 A települési szennyvíz ózonozása | Panagiota Paraskeva, Nigel J.D. Graham | Water Environ Res. 2002 november-dec .; 74 (6): 569-581