VILNIAUS UNIVERSITETAS
APLINKOS STUDIJŲ CENTRAS
Eglė Ratkelytė
OZONO SLUOKSNIO PROBLEMA
Aplinkotyra ir aplinkotvarka
Referatas
Vilnius
2005
1. Įvadas
Stratosferos ozono sluoksnis yra susiformavęs maždaug 25 km aukštyje virš žemės paviršiaus. Ozono sluoksnis yra tarsi šarvas, kuris saugo žeme nuo biologiškai labai aktyvių 200- 400 nm bangos ilgio Saulės ultravioletinių spindulių. Pažymėtina, kad ozonas atmosferoje yra vienintelis ultravioletinių (200-400 nm) srauto absorbentas. UV radiacija yra žymiai pavojingesnė už gama spindulius (vertinant sugertos energijos vienetui).
Be to, žalingas biologinis poveikis didėja žymiai sparčiau nei mažėja ozono sluoksnis. Čia galioja netiesinė priklausomybė: bendram ozono kiekiui atmosferos stulpe sumažėjus keliomis dešimtimis procentų, biologinis poveikis padidėja kelis ar net keliasdešimt kartų. Todėl vis daugėja odos vėžio susirgimų, akių tinklainės pažeidimų, silpnėja augalų ir gyvūnų imuninė sistema, nyksta planktonas ir žuvų mailius, mažėja žemės ūkio kultūrų derliai.
Apie stratosferos ozono sluoksnio nykimą, kaip apie vieną iš svarbiausių pastarojo laikotarpio ekologinių problemų, pradėta kalbėti beveik prieš 10 metų. 1985 metais buvo konstatuotas ozono sluoksnio nykimas virš Antarkties. Gana ilgą laiką buvo manoma, kad ozono sluoksnio plonėjimas būdingas tik Antarkties regionui, tačiau 1991 metais vadinamosios ozono „skylės” buvo pastebėtos ir Šiaurės pusrutulyje, virš
Vakarų Europos ir Norvegijos Šiaurėje. 1992 m. sausio mėnesį nustatyta, kad ozono sluoksnis virš Lenkijos sumažėjo 40%. Panašūs duomenys užfiksuoti virš Archangelsko ir Rygos.
Ozono sluoksnio storio svyravimai lemia ir kai kurių kitų globalinių procesųpobūdį. Planktono nykimas gali paspartinti klimato šiltėjimą, nes planktonas, asimiliuodamas į atmosferą patenkantį anglies dioksidą, mažina „šiltnamio” efektą. Be to, šie jūrų organizmai išskiria daug dimetilsulfido, sudarančio debesų lašelių formavimosi centrus. Taigi planktono nykimas gali atsiliepti kritulių pasiskirstymui bei šiluminiam atmosferos balansui. Antra vertus, ozonas reguliuoja temperatūrinį stratosferos režimą. Ozono sluoksnis stratosferoje sugeria 10 kartų daugiau energijos nei išspinduliuoja. Todėl 40-45 km aukštyje temperatūra siekia 35
laipsnius šilumos. Ozono kiekiui čia sumažėjus 50%, temperatūra sumažėtų 20
laipsnių Celsijaus, 18-40 km aukščiuose – 6-81aipsniais Celsijaus, o 7-18
km -2-3 laipsniais Celsijaus. Akivaizdu, kad tokie pokyčiai gali negrįžtamai pakeisti stambaus masto atmosferos cirkuliacinius procesus bei planetos klimatines ir ekologines sąlygas.
2. Ozonas
Ozonas – tai cheminis deguonies molekulių junginys, turintis stiprų kvapą. Ozono molekulėse susijungę trys deguonies atomai O3. Žemės atmosferoje ozono yra labai mažai, jo koncentracija neviršija tūkstantosios nuošimčių dalies bendrame atmosferos dujų kiekyje. Ozono ore yra nuo pat
Žemės paviršiaus iki maždaug 180 km aukščio, bet jis pasiskirstęs labai netolygiai – didžiausia koncentracija stratosferoje, 15-25 km aukštyje. Yra keletas įvairių ozono matavimo vienetų, bet dažniausiai bendras ozono kiekis atmosferos stulpe išreiškiamas Dobsono vienetais – jeigu nusodintume visas ozono molekules sąlyginiame atmosferos stulpe, esančiame tam tikroje vietoje, nuo atmosferos viršaus iki pat Žemės paviršiaus, tai normaliomis sąlygomis, esant 1013 hPa atmosferos slėgiui ir 0OC oro temperatūrai, susidarytų apie 3 milimetrų ozono sluoksnelis. Tokio sluoksnio stori, lygų vienai šimtajai milimetro daliai, vadiname Dobsono vienetu.
Pagal oro temperatūros kitimą kylant aukštyn atmosfera yra suskirstyta į keletą „sferų”. Nuo Žemės paviršiaus prasideda troposfera. Joje vyksta beveik visi svarbiausi meteorologiniai reiškiniai, yra susikaupę 4/5 viso atmosferos oro ir beveik visi vandens garai. Oro temperatūra kylant krinta maždaug 0,6OC kas šimtas metrų iki 10-13 km aukščio (iki -50, -60 0C). Virš jos yra tropopauzė – apie 1-2 km storio sluoksnis, kuriame temperatūra beveik nesikeičia, todėl ji dažniausiai sulaiko aukštyneigius oro srautus.
Virš jos – stratosfera. Stratosferoje, apie 50 km aukštyje oro temperatūra staiga pakyla iki 0oC . Toks staigus šuolis įvyksta dėl ultravioletinių spindulių įgerties ozono sluoksnyje , kurios metu ir išsiskiria šiluma.
Nulinės temperatūros zona vadinama stratopauze. Ši zona tampa savotišku buferiu, panaikinančiu vertikalių oro srautų maišymąsi ir tuo stabilizuodama būklę šioje atmosferos dalyje. Virš stratopauzės yra –
mezosfera, kurioje temperatūra vėl krinta, dažnai žemiau nei -100 0C.
Mezopauzė yra maždaug 80 km aukštyje, tai viršutinė riba, kur dar yra ozono.
Dažnai taip pat vartojamas terminas „ozonosfera“ – atmosferos sluoksnis, kuriame aptinkamas ozonas. Terminu siekiama pabrėžti ozono svarbą biosferai.
Įvairiuose aukščiuose ozono reikšmė yra skirtinga.
Troposferoje ozonas labiau kenksmingas nei naudingas, nes didesnė jo koncentracija kenkia žmonių sveikatai. Susidaro automobiliams išmetant dujas, rūkstant gamyklų kaminams, perkūnijų metu ir 1.1. Šioje sferoje ozonas veikia šiluminį planetos režimą. Tiksliau, ozonas sugeria šiluminį (infraraudoną]į) spinduliavimą, kurį atspindi Žemės paviršius (prieš tai įšildytas Saulės spindulių). Tose spektro dalyse, kur pagrindinės dujos –
anglies dvideginis ir vandens garai, sugeria blogai. Sugerdamas padidina vadinamąjį ,,šiltnamio efektą”, nes pakelia oro temperatūrą.
Stratosferoje – ozonas yra visos gyvybės Žemėje saugotojas, nes sugeria daug kenksmingos ultravioletinės Saulės spinduliuotės 200-320 nm ilgio bangų diapazone. Tai yra vertingiausia ir svarbiausia ozono savybė.
Sugerdamas ultravioletinius spindulius įšildo orą tame sluoksnyje. Čia yra ir didžiausia ozono koncentracija.
Mezosferoje ozonas tik kartu su kitomis dujomis dalyvauja fotocheminėse reakcijose, o 50-80 km aukštyje svarbus, susidarant jonosferai.
Ozonas susidaro veikiant ultravioletinei Saulės spinduliuotei. Jos poveikyje deguonies molekulės skyla. Kuo aukščiau virš Žemės, tuo daugiau iš molekulės O2 ir atominio deguonies O susidaro ozono molekulių O3: Tuo paaiškinama didėjanti ozono koncentracija kylant atmosferos sluoksniais į viršų.
O2 + hή ( O + O
O + O2 + Kat. ( O3 + Kat. (A)
Kur hή – šviesos kvantas, Kat – katalizatorius.
Šviesos kvantas suardo deguonie molekulę į atomus, kurie jungdamiesi su molekuliniu deguonimi, sudaro ozoną:
O2˙ + O2 ( (O2 + O) ( O3 + O
O + O2 + Kat. ( O3 + Kat. (B)
Susiduriant sužadintai ir nesužadintai deguonies molekulėms, sužadintoji skyla, o nesužadintoji jungiasi su susidariusiu deguonies atomu.
Trumpesni nei 240 nm bangos ilgio Saulės radiacijos srautai disocijuoja molekulinį deguonį. Arčiau Žemės paviršiaus troposferos sluoksniuose vyksta A tipo reakcijos, kurios yra pagrindinis ozono susidarymo šaltinis.
Veikiant Saulės spinduliavimui ozono molekulės taip pat ir skyla. Tam tikrame aukštyje, (25-50 km) kur didžiausias ozono tankis, O3 pradeda irti greičiau, negu susidaryti. Taip yra todėl, kad Saulės radiacija dalyvauja ir ozono skilimo reakcijose. Ozono molekulių ir deguonies atomų jungimosi reakcija yra pagrinidnė ozono disociacijos priežastis:
O3 + O ( 2 O2˙
Fotodisociacijos reakcijos vyksta ore atsirandant elektriniams išlydžiams.
Šiuo metu taip pat suskaldomas O2 ir pasigamina O3. Kadangi šios dujos nestabilios, užtenka nedidelio energijos kiekio – UV šviesos, ir jos skyla sudarydamos įvairius junginius. Esant atmosferoje molekulinio deguonies trūkumui, ozono radikalai jungiasi tarpusavyje ir papildo deguonies stygių:
O3 + hή ( O2 + O
Taigi ozonas ne tik absorbuoja žalingus UV spindulius, bet ir palaiko normalią deguonies koncentraciją atmosferoje. Viskas vyktų taip, jeigu veiktų tik fotocheminiai procesai, bet iš tikrųjų ozono susidarymą bei irimą lemia daugybė fotocheminių reakcijų su kitomis oro dujomis ir įvairiausi dinaminiai procesai atmosferoje. Dabartinis ozono sluoksnis susidarė nusistovėjus pusiausvyrai tarp ozono susidarymo ir disociacijos reakcijų (O3 ↔ 2O2). Didinant stratosferoje disociacijos reakcijas katalizuojančių medžiagų kiekius, suardoma natūrali ozono pusiausvira ir tai kol kas pagrindinė ozono sluoksnio plonėkimo priežastis. Geriausi ozono disociacijos katalizatoriai yra azoto oksidai (NO, NO2, NOx), vandenilio
(H, HO, HO2), chloro (Cl, ClO, ClO2) bei bromo (Br, BrO) junginiai.
Ozonas yra itin svarbus klimatą formuojantis atmosferos elementas, nors sudaro tik milijoninę jos dalį. Daugiausia jo būna 20-30 kilometrų aukštyje. Nuo ozono sluoksnio priklauso optimalus Žemės paviršiaus apšvietimas ir terminis režimas, tinkamas gyviesiems organizmams gyventi.
Atmosferos pažemio sluoksnyje ozono koncentracija nedidelė. Dideliuose miestuose, kur automobiliai išmeta daug dujų, dėl fotocheminių reakcijų ozono padaugėja. Žmogaus organizmą ozonas veikia neigiamai, nes, intensyviai oksiduodamas, kraujyje ardo hemoglobiną.
3. Stratosferos ozono sluoksnis virš Lietuvos
1995 metais J. C. Farman žurnale „Nature” pranešė apie katastrofišką ozono sluoksnio plonėjimą virš Antarkties. Pradžioje buvo manyta, kad tai tik Pietų poliaus rajonui būdingas reiškinys. Tačiau 1990-jų metų matavimai parodė, kad „ozono skylės ” (tiesa, kol kas mažesnio „gylio”) formuojasi ir virš Europos bei mūsų šalies. Biologijos specialistai tvirtina, kad vidutinis metinis ozono sluoksnio suplonėjimas 10% sukeltų katastrofą biosferoje. Vyktų ekosistemų išsigimimas. Pavojus grėstų ir žmonijai –
smarkiai padidėtų odos vėžio susirgimų. Minėtini ir kiti pavojai. Ozonas sugeria ne tik ultravioletinius, bet ir dalį infraraudonųjų spindulių, todėl kylant aukštyn stratosferoje didėja temperatūra. Akivaizdu, kad ozono nykimas pažeidžia ir nusistovėjusią trapią mūsų planetos klimatinę pusiausvyrą.
Ozonosferos tyrimams, arktinėms ir antarktinėms ekspedicijoms skiriamos milžiniškos biudžeto lėšos tokiose šalyse, kaip JAV, Vokietija,
Kanada, Didžioji Britanija. Priimta keletas tarptautinių susitarimų, ribojanėių ozoną naikinančių medžiagų naudojimą pramonėje. Juos ratifikavo daugiau nei 50 valstybių. Tačiau ozono sluoksnio plonėjimo tendencija ir toliau lieka akivaizdi. Taip, pavyzdžiui, 1991 m. ozono minimumo metu virš
Antarkties sluoksnio storis buvo 140 D.v., 1992 m. – 108 D.v., 1993 m.
spalio 6 d. – 88 D.v. Tiesa, 1994 m. jis vėl. kiek pastorėjo – iki 108
D.v., tačiau palyginus su ankstesnių dešimtmečių ozono sluoksnio storiu
(270 D.v.), matomas ryškus stratosferos ozono nykimas. Ir jei anksčiau buvo manyta, kad ozono sluoksnio nykimas vyksta tik virš Antarkties, tai 1990-jų metų matavimai parodė, kad „ozono skylės” (tiesa, kol kas mažesnio „gylio”)
formuojasi ir virš Europos bei mūsų šalies. Lietuvoje epizodiniai stratosferos ozono tyrimai buvo pradėti 1976 metais, o sistemingi matavimai atliekami nuo 1992 metų. Jų tikslas – nuolatos stebėti ozono sluoksnio storio kitimą, analizuoti mūsų šalyje ir užsienyje gautus rezultatus siekiant įvertinti situacijų dėl ultravioletinio spinduliavimo didėjimo pavojingumą, stebėti ir prognozuoti ilgalaikius bei trumpalaikius ozono kiekio pokyčius.
Vilniuje bendras ozono kiekis (BOK) matuojamas pagal ultravioletinių
(UV) spindulių sugėrimą 280-330 nm bangų ruože. Šviesos šaltinis –
tiesioginai Saulės arba išsklaidyti spinduliai artimoje zenitui dangaus skliauto zonoje. Matavimai atliekami M.-124 tipo ozonometru kalibruotu
Dobsono spektrofotometru. Tokio tipo prietaisų paklaida paprastai mažesnė nei 6%.
4. Stratosferos ozono sluoksnio nykimas
Apie stratosferos ozono sluoksnio nykimą, kaip apie vieną iš svarbiausių pastarojo laikotarpio ekologinių problemų, pradėta kalbėti prieš 20-30 metų. 1985 metais buvo konstatuotas ozono sluoksnio nykimas virš Antarkties. Gana ilgą laiką buvo manoma, kad ozono sluoksnio plonėjimas būdingas tik Antarkties regionui, tačiau 1991 metais vadinamosios ozono „skylės” buvo pastebėtos ir Šiaurės pusrutulyje, virš
Vakarų Europos ir Norvegijos Šiaurėje. 1992 ra. sausio mėnesi nustatyta, kad ozono sluoksnis virš Lenkijos sumažėjo 40%. Panašūs duomenys užfiksuoti virš Archangelsko ir Rygos.
Ultravioletinę (UV) saulės spinduliuotės dalį sudaro 100-400 nm ilgio bangos. Diapazonas skirstomas į UV A, UV B ir UV C ruožus. UV C ruožui priklauso trumpiausios bangos, tad jų energija didžiausia ir jos pakanka išardyti O_> molekulę į atomus. U V C ruožo spindulius sugeria stratosferos ozonas ir jie nepasiekia žemės paviršiaus.
Ultravioletinę (UV) saulės spinduliuotės dalį sudaro 100-400 nm ilgio bangos. Diapazonas skirstomas į UV A, UV B ir UV C ruožus. UV C ruožui priklauso trumpiausios bangos, tad jų energija didžiausia ir jos pakanka išardyti CK molekule į atomus. UV C ruožo spindulius sugeria stratosferos ozonas ir jie nepasiekia Žemės paviršiaus.
UV A ruožui priklauso ilgesnių bangų spinduliai, juos sugeria gyvų organizmų biomolekulės ir gali sukelti neigiamų pasekmių. Šio ruožo spinduliu ozonas nesugeria ir jie pasiekia žemės paviršių.
UV B ruožo spinduliai yra ypač kenksmingi gyviems organizmams, o startosferos ozonas – vienintelės dujos, sugeriančios šiuos spindulius.
Maždaug 99% UV saulės spinduliuotės diapazono (visą UV C ir didesnę dalį UV
B ruožo) sugeria startosferos ozonas. Tai natūrali gamtos sukurta apsauginė funkcija, apsauganti mus nuo žalingo ultravioletinių spindulių poveikio.
Taigi ozono skilimas stratosferoje (sluoksnio plonėjimas) reiškia, kad žemę pasiekia didesnis UV B spindulių kiekis. Tai gali turėti labai neigiamų padarinių. Šie spinduliai ardo mikroskopinius vandenų organizmus (fitoplanktoną), kurie yra vandenų gyvių maisto grandinės pagrindas, ir dėl to mažėja jūrų ir vandenynų produktyvumas. Dėl šių spindulių daugėja susirgimų katarakta. UV B spindulius gerai sugeria ląstelių DNR. Taip inicijuojamos fotocheminės reakcijos, kurios pažeidžia DNR funkcijas ir sutrinka normalus gentinės informacijos perdavimas. Ląstelės ima nenormaliai daugintis ir išsivysto odos vėžys.
Ozono sluoksnį gali pasiekti tiktai chemiškai stabilios medžiagos, netirpstančios vandenyje, atsparios saulės radiacijai ir cheminėms reakcijoms. Tokios yra CFC medžiagos. Iki stratosferos molekulės keliauja 1-
2 metus. Ten, veikiamos saulės radiacijos, jos skyla, sudarydamos taip pat chloro ir chloro oksido molecules.Ypač smarkiai ozoną naikina chloro junginiai, vadinamieji freonai, kurie naudojami šaldytuvų, lakų, dezodorantų, insekticidų, tepalų, antikorozinių dangų, pcnoplastų ir kt.
gamybai. Ypač pavojingi freonai, kurie ilgai nesuyra, nes įvairūs teršalai naikina stratosferos ozoną, saugantį mus nuo ultravioletinio spinduliavimo.
Stratosferon pakliuvę teršalai kartu su oro masėmis nukeliauja į Žemės ašigalius. Antarktidoje dėl specifinių meteorologinių sąlygų pavasarį yra stebimas smarkus ozono kiekio sumažėjimas, kuris vadinamas Antarktidos ozono „skyle”. Oro srautų pernešti į stratosferą freonai veikiami saulės spindulių skylą į laisvuosius radikalus:
CF2C12 + hή -> d* + CCIF2*.
Atominis chloras inicijuoja reakcijas, ardančias ozono sluoksnį:
Cl + O3 ( ClO + O2
ClO + O2 ( Cl + O2
O3 ( O2
Šių reakcijų pasekmė – ozoną ardančių reakcijų ciklas. Cl jungiasi su ozonu, sudarydamas CIO, kuris savo ruožtu reaguoja su atominiu deguonimi ir vėl išskiria Cl. Laisvas chloras vėl reaguoja su ozonu ir ardo jį. Taip vyksta katalizinė grandininė reakcija, nes chloras iš reakcijos aplinkos nepašalinamas ir procesas gali kartotis daugelį kartų. Apskaičiuota, kad kiekvienas chloro atomas suardo apie 100000 ozono molekulių, kol galų gale pasišalina iš stratosferos dėl kitų reakcijų ar iškrenta su krituliais.
Taip pat nustatyta, kad panašiai veikia ir bromas.
Pagal freonų hipotezę, iš visų junginių pavojingiausių ozono sluoksniui, išskiriami savo sudėtyje turintys chloro ir bromo. Bromo junginių atmosferoje kol kas nedaug, todėl kur kas pavojingesni chloro junginiai. Stratosferoje pavojingiausi HCl ir ClONO2 junginiai.
Jau suvokta ir reali branduolinio ginklo bandymų stratosferoje žala ozono sluoksniui – išsiskiria dideli kiekiai azoto monoksido, kuris reaguoja su ozonu.
Neatmetamas ir natūralios kilmės teršalų neigiamas poveikis ozono sluoksnio plonėjimui. Ugnikalnių išsiveržimai sukelia daugiaveiksmį poveikį:
1. dėl išmestų į atmosferą aerozolių keičiasi stratosferos oro masių cirkuliacija (aerozolių sankaupų zonose dėl saulės šilumos oro masės kyla aukštyn).
2. staigiai padidėja cloro koncentracija atmosferoje
3. prasideda įvarios reakcijos, kurių metu skaldomas ozonas.
Tačiau manoma, kad ugnikalnių sąlygojamas ozono nykimas sudaro tik 1-5 %, tuo tarpu žmogaus veikla – 75-85 %.
Apibendrinant, galima išvardinti šiuos labiausiai ozono sluoksnį ardančius veiksnius:
• aerozolių naudojimas vienkartiniuose plataus vartojimo flakonuose;
• freonų naudojimas šaldytuvuose ir kondicionieriuose;
• aviacijos plėtra;
• branduoliniai sprogdinimai atmosferoje;
• žemės ūkio produktyvumo didinimas tręšiant mineralinėmis trąšomis;
• kiti veiksniai.
Faktai ir skaičiai: , Ozono sluoksnį ardančių medžiagų gamyba Vakarų
Europoje sumažėjo beveik 90 %. Tačiau HCFC (hidrochlorB
fluorangliavendenilinių) medžiagų, kurios nežymiai ardo ozono sluoksnį, bet turi didelį poveikį pasaulinio klimato šilimui, gamyba vis auga. Vis dar auga ozono sluoksnį ardančių medžiagų radioaktyvus poveikis. Taip yra dėl to, kad didėja HCFC radioaktyvus poveikis, o CFC (chloro B
fluorangliavendenilinių) medžiagų radioaktyvus poveikis stabilizuojasi
Manoma, kad ozono sluoksnį ardančių medžiagą kontrabanda ir nelegali gamyba sudaro 10 % visos 1995 metų pasaulyje pagamintos produkcijos. Dėl šios nelegalios veiklos ozono sluoksnio atsistatymas užtruks kelerius metus,
, Nuo 1991 iki 2000 metų Vakarų Europos saliu įnašai daugiašaliame fonde sudarė 48 % visų pasaulio įmokų. Planuojama, kad iki šiol fondo išleista bendra suma leis pamažu nustoti naudoti 122 milijonus kg medžiagų, turinčių ozono sluoksnį ardantį potencialą (daugiau negu dvigubai 1997 metais Vakarų
Europoje pagaminto kiekio),
1999 metais paviršiaus ozono koncentracijos ore viršijo ateinančiam laikotarpiui iškeltus standartus maždaug 30 % ES miestų. Daugiausia normos viršijamos Centrines ir Pietu Europos šalyse. Prognozės 2010 metams rodo, kad bus ženkliai sumažintos taršos koncentracijos, dėl ko labai pagerės sveikatos apsauga. Tačiau šis sumažėjimas nebus toks, kad nustatytos normos būtų neviršijamos visoje Europoje.
Ozono sluoksnį ardančių medžiagų pardavimas Vakarų Europoje
Pamažu mažėjant chlorino turinčių ir ozono sluoksnį ardančių medžiagų koncentracijai troposferoje, tampa akivaizdu, kad tarptautinė veikla, kuria siekiama riboti ozono sluoksnį ardančių medžiagų išmetimą, yra sėkminga. Tačiau padidėjusi ultravioletinių spindulių radiacija ir toliau bus juntama, kol ozono sluoksnis visiškai neatsistatys, o žalingas ultravioletinių spindulių poveikis žmonių veikatai ir ekosistemoms išliks dar ilgiau. Įgyvendinus dabartines kontrolės priemones, ozono sluoksnio mažėjimo sukelto odos vėžio atvejų skaičiaus augimas bus minimalus, didžiausias poveikis turėtų būti juntamas apie 2050 metus. 1997-2001 metų laikotarpiu kovo mėnesį virš
Europos esantis ozono sluoksnio storis buvo maždaug 7 % mažesnis negu vidutiniškai per 1979-1981 metų laikotarpį. Šis sumažėjimas žiemos-
pavasario laikotarpiu šiaurės vidutinėse platumose yra maždaug 4 % didesnis už pasaulio vidurkį. Akivaizdu, kad Vienos konvencijos ir Monrealio protokolo įgyvendinimas buvo sėkmingas Vakarų Europoje, kur ozono sluoksnį ardančių medžiagų sunaudojimas mažėjo daug greičiau, negu nustatyta
Protokole. Tačiau ilgas šių medžiagų išsilaikymas atmosferoje reiškia, kad net ir taip sparčiai mažinant naudojimą, ozono sluoksnis gali visiškai neatsistatyti iki 2050 metų.Centrinės ir Rytų Europos bei REKCA šalyse per penkerius metus taip pat mažiau pagaminta ir sunaudota ozono sluoksnį ardančių medžiagų.
Kontroliuojant likusias ozoną ardančių medžiagų atsargas, užkertant kelią kontrabandai ir šių medžiagų patekimui į sąvartynus, bei skatinant pakaitalų, kurie turėtų mažiau neigiamų padarinių aplinkai, kūrimą, pagrindinė veikla Vakarų Europoje bus padėti besivystančioms šalims mažinti ozoną ardančių medžiagų gamybą ir sunaudojimą.
4.1. Pasekmės
Kadangi žmonija nuolat ką nors gamina, nuolat teršia, nuolat mažėja ir ozono kiekis stratosferoje. Dar ne visai aišku, kas laukia mūsų visų, bet jau yra žinoma, kad ozono kiekio mažėjimas didina į Žemės paviršių patenkančių ultravioletinių spindulių kiekį. Gyvybė per milijonus metų prisitaikė prie ilgalaikių sąlygų, o padidėjęs ultravioletinis spinduliavimas gali sukelti įvairiausias visos gyvybės, augalų, gyvūnų, taip pat ir žmonių mutacijas. Jau yra įrodyta, kad padidėjęs spinduliavimas sukelia odos vėžį, kenkia akių tinklainei.
Ozono sluoksnio storio svyravimai lemia ir kai kurių kitų globalinių procesų pobūdį. Planktono nykimas gali paspartinti klimato šiltėjimą, nes planktonas, asimiliuodamas į atmosferą patenkantį anglies dioksidą, mažina „šiltnamio” efektą. Be to, šie jūrų organizmai išskiria daug dimetilsulfido, sudarančio debesų lašelių formavimosi centrus. Taigi planktono nykimas gali atsiliepti kritulių pasiskirstymui bei šiluminiam atmosferos balansui. Antra vertus, ozonas reguliuoja temperatūrinį stratosferos režimą. Ozono sluoksnis stratosferoje sugeria 10 kartų daugiau energijos nei išspinduliuoja. Todėl 40-45 km aukštyje temperatūra siekia 35
laipsnius šilumos. Ozono kiekiui čia sumažėjus 50%, temperatūra sumažėtų 20
laipsnių Celsijaus, 18-40 km aukščiuose – 6-81aipsniais Celsijaus, o 7-18
km -2-3 laipsniais Celsijaus. Akivaizdu, kad tokie pokyčiai gali negrįžtamai pakeisti stambaus masto atmosferos cirkuliacinius procesus bei planetos klimatines ir ekologines sąlygas.
Pagrindinis ozono šaltinis – ekvatorinių platumų stratosfera. Iš čia ozonas migruoja polių link.
Stratosferos ozono sluoksnio irimo priežastys nėra visiškai aiškios. Šiuo metu plačiausiai pripažinta hipotezė pagrįsta antropogeninių chlorfluorvandenilių (freonų) poveikiu. Iš freonų išsiskiriantys aktyvūs chloro atomai griauna ozono molekules. Vienoje 1985 metais buvo pasirašyta tarptautine konvencija dėl ozono sluoksnio apsaugos, o 1987 metais
Monrealyje priimti papildomi protokolai dėl medžiagų, ardančių ozono sluoksnį (freonų) gamybos ir naudojimo apribojimo.
Yra ir kitų ozono sluoksnio nykimą aiškinančių hipotezių. Kai kurių specialistų nuomone, esminę įtaką šiam procesui turi ugnikalnių išsiveržimai.
4.2. Apsauga
Ozono problema tokia rimta, kad pasaulyje ją sprendžia įvairių šalių, įvairių sričių mokslininkai. įsteigta bendro ozono kiekio matavimų sistema, kurią koordinuoja Pasaulinė meteorologijos organizacija. Jai priklauso ir
Lietuvos hidrometeorologijos tarnyba. Pasaulinis ozono duomenų centras yra
Kanadoje, Jis surenka žinias apie ozono kiekį iš maždaug 343 stočių. Nuo
1970 m. vidurio atliekami stebėjimai ir iš Žemės palydovų, 1977 m.
Jungtinių Tautų organizacija įsteigė ozono sluoksnio koordinacinį komitetą.
Duomenų, gautų palydovų pagalba statistika teigia, kad kasmet ozono sluoksnis suplonėja 0.5 proc. Paskutinės EPA studijos nurodo, kad apie 2050
m. galime netekti net apie 60 proc. šiandieninio ozono kiekio. Suprantama, kad nedelsiant reikia imtis konkrečių priemonių ir veiksmų, tačiau tai reikia vykdyti globaliai.
Svarbiausi jau įvykdyti sprendimai sprendžiant ozono nykimo problemą:
• 1978 m. JAV pirmoji pasaulyje apribojo CFC apyvartą. Ozono tyrimus iš kosmoso pradeda NASA palydovas.
• 1978 m. JAV ir dar 23 šalys pasirašė Monrealio protokolą, kuriuo įsipareigojo iki 1999 m. perpus sumažinti CFC produkciją ir naudojimą.
• .1985 m. Vienoje 44 valstybių atstovai priėmė „Ozono sluoksnio apsaugos Konvenciją”
• 1989 m. JAV kongresas apmokestina CFC ir kitus ozoną veikiančius cheminius junginius.
• 1990 m. pataisytas Monrealio protokolas. Jį pasirašiusios 53
valstybės įsipareigojo iki 1998 m. sumažinti freonų naudojimą perpus, o iki 2000 m. susitarta visai nutraukti CFC-113 ir 1,1,1-
trichloretano gamybą. Taip pat sukurti fondą, iš kurio lėšų būtų padedama besivystančioms šalims rasti alternatyvą CFC
junginiams.
• 1991 m. NASA išleidžia specialiai ozono skylei stebėti skirtą palydovą.
• 1991 m. paskelbiamis duomenys, įrodantys ozono sluoksnio plonėjimo faktą ir šio reiškinio globalumą.
• 1993 m. Berne paskelbta kritinių ozono lygių koncepcija ir jos praktiniai rezultatai Europos valstybėms (AOT indeksai).
• 1994 m. ES priima Ozono slenkstinių dozių, pavojingų gyviems organizmams ir žmogui direktyvą. Pasaulinė sveikatos organizacija pasiūlo oro kokybės standartus.
1995 m. spalio m. Lietuva prisijungė prie Vienos konvencijos ir Monrealio protokolo. Buvo parengta Lietuvos nacionalinė ozono sluoksnio apsaugos programa, atlikta ozoną ardančių medžiagų inventorizacija, numatytos priemonės jų atsisakyti artimiausioje ateityje. Nuo 1993 m. sausio mėn.
Kauno meteorologuos stotyje yra atliekami ozono matavimai.
Literatūros sąrašas
www.astro.lt/enciklopedija/o/ozono_sl.htrnl www.neris.mii.lt/aa/ora243 .html www.am.lt/LSP/files/VTENA-MONREAL.pdf www.distance.ktu.lt/cdk/democourses/med/tmpl/750.html www.reports.eea.eu.int/environmental_assessment_report_2003_10-
sum/lt/kiev_lt_1.pdf www.kam.lt/EasyAdmin/sys/files/
www.2001_metLi_nacionalinio_saugLimo_sistemos_bukles_ir_pletros_ataskaita.do c –
www.vpu.lt/bibl/elvpu/002/ekologia.pdf www.ipc.lt/wg/plip/wg.
www.am.lt/VI/article.php3?article__id=1598
www.prizme.lt/straipsniai/straipsn.php?action=view&id=364&return_action=top_
articles http://zinios.infotakas.lt/art.php?artid=75