Otsonikerroksen heikkenemisen syyt eivät ole laajalle levinneitä vaan keskittyneitä, ja nämä syyt otsonikerroksen heikentymiseen ovat olleet sivilisaation alusta asti.
Maan ilmakehässä on useita tasoja. Troposfääri, alin kerros, ulottuu maan pinnalta noin 6 mailin (10 kilometrin) korkeuteen. Lähes kaikki ihmisen toimet, jotka lisäävät ilmakehän saastuminen tapahtuu troposfäärissä. Mt. Everest, maailman korkein huippu, on vain noin 5.6 mailia (9 kilometriä) korkea. Stratosfääri, joka ulottuu 6 mailia (10 kilometriä) noin 31 mailia (50 kilometriä), sisältää otsonikerroksen. Useimmat kaupalliset suihkukoneet lentävät myös stratosfäärin alajuoksulla.
Tärkein kiinnostuksemme tässä artikkelissa on tarkastella otsonikerroksen heikentymisen syitä ja sitä, mitä voidaan tehdä otsonikerroksen suojelemiseksi heikkenemiseltä.
Niin,
Sisällysluettelo
Mikä on thän Otsonikerros?
Otsonikerros on maapallon ilmakehän alue, jossa otsonikaasua, epäorgaanista molekyyliä, jonka kemiallinen kaava on O3, löytyy suhteellisen korkeina pitoisuuksina. Otsonikerros on paksumpi navoilla kuin päiväntasaajalla. Vuonna 1913 ranskalaiset fyysikot Charles Fabry ja Henri Buisson löysivät otsonikerroksen.
Otsoni on vaaleansininen kaasu, jolla on pistävä (kloorin kaltainen) haju. Suurin osa ilmakehän otsonista sijoittuu stratosfäärin kerrokseen, joka on 9–18 mailia (15–30 kilometriä) maan pinnan yläpuolella. Korkeasta pitoisuudestaan huolimatta tämän kerroksen pitoisuus on edelleen alhainen verrattuna muihin stratosfäärin kaasuihin.
Otsonia muodostuu ilmakehässä, kun auringonsäteet jakavat happimolekyylit yksittäisiksi atomeiksi. Nämä yksittäiset atomit ovat vuorovaikutuksessa lähellä olevan hapen kanssa tuottaen otsonia, kolmen hapen molekyyliä. Otsonimolekyylejä syntyy jatkuvasti ja ne tuhoutuvat stratosfäärissä milloin tahansa. Niiden vuosikymmenten aikana, jolloin sitä on mitattu, kokonaismäärä on pysynyt melko tasaisena.
Vaikka jokaista kymmentä miljoonaa ilmamolekyyliä kohti on vain noin kolme molekyyliä, otsonikerros toimii maapallon aurinkosuojana ja imee noin 98 prosenttia haitallisista ultravioletti- tai UV-säteistä. Stratosfäärin otsonikerros imee osan auringon säteilystä ja estää sitä pääsemästä planeetan pintaan.
UV-säteet steriloivat maan, jos otsonikerrosta ei olisi olemassa. Siellä on haitalliset vaikutukset kuten enemmän auringonpolttamia, enemmän ihosyöpätapauksia, enemmän silmävaurioita, puiden ja kasvien kuihtumista ja kuolemaa sekä rajusti pienentynyttä satoa vaurioituneen, mutta silti läsnä olevan otsonikerroksen vuoksi. Yhteenvetona voidaan todeta, että otsoni on todella tärkeä.
Tiedemiehet ovat koonneet tietoja keskimääräisistä otsonitasoista useiden vuosikymmenien luonnollisten syklien aikana. Auringonpilkut, vuodenajat ja leveysaste vaikuttavat kaikki ilmakehän otsonipitoisuuksiin. Nämä ovat hyvin ymmärrettäviä ja ennustettavia prosesseja. Jokaista luonnollista otsonin laskua on seurannut elpyminen. Kuitenkin 1970-luvulta lähtien tieteelliset todisteet paljastivat, että otsonikilpi oli heikentynyt tavoilla, jotka eivät johdu luonnollisista prosesseista.
Otsonikerroksen merkitys
Kun otsonia havaitaan alemmassa ilmakehässämme (tunnetaan nimellä troposfääri), se luokitellaan ilmansaasteena, joka on erittäin haitallista ihmisten terveydelle. Tarvitsemme sitä myös stratosfäärissä, koska otsoni imee jopa pienellä pitoisuudella 12 miljoonasosaa niin tehokkaasti auringon UV-säteilyä, että pienikin määrä riittää suojaamaan meitä maan päällä.
UV-säteilyä säteilee aurinko ja se vahingoittaa eläviä olentoja. Tämä kerros absorboi säteilyä, mikä estää niitä pääsemästä maan pinnalle. Otsoni suojaa maapalloa auringon haitallisilta ultraviolettisäteiltä (UV). Elämä maapallolla olisi erittäin vaikeaa ilman ilmakehän otsonikerrosta.
Kasvit, samoin kuin planktonit, jotka ruokkivat suurinta osaa valtameren elämästä, eivät pysty kukoistamaan ja kasvamaan korkeissa ultraviolettisäteilytasoissa. Ihmiset olisivat alttiimpia ihosyövälle, kaihille ja immuunijärjestelmän heikkenemiselle, jos otsonikerroksen suojaus heikkenisi.
Otsonikerroksen heikkenemisen syyt
Otsonikerros on ohentunut johtuen saastuminen, joka on johtanut otsonikerroksen ohenemiseen ja altistaen maapallon elämän haitalliselle säteilylle. Otsonireiät ovat yleinen nimitys otsonikerroksen vaurioituneille alueille, vaikka termi onkin harhaanjohtava. Otsonikerroksen vauriot näkyvät ohuena laikkuna, jonka ohuimmat osat ovat napojen lähellä
1980-luvun puolivälistä lähtien saastuminen on vaikuttanut Etelämantereen yläpuolella olevaan otsonikerrokseen. Lämpötila kyseisessä paikassa nopeuttaa CFC-yhdisteiden muuttumista otsonia muodostavaksi klooriksi. Kehittyneiden maiden pohjoisen pallonpuoliskon CFC-päästöt ovat noin 90 % ilmakehän tällä hetkellä olevista CFC-yhdisteistä.
Vuonna 1989 allekirjoitettu Montrealin pöytäkirja kielsi otsonikerrosta heikentävien kemikaalien valmistuksen. Kloorin ja muiden otsonikerrosta heikentävien aineiden määrä ilmakehässä on vähentynyt tasaisesti siitä lähtien. Klooripitoisuuksien odotetaan palautuvan alkuperäiseen muotoonsa noin 50 vuodessa, tutkijoiden mukaan. Etelämantereen otsonikerrokset ovat siihen mennessä kutistuneet alle kahdeksaan miljoonaan neliökilometriin.
Useat otsonikerroksen heikkenemisen tärkeimmät syyt ovat johtaneet otsoniaukoon.
Otsonikerroksen heikentymisen luonnolliset syyt
Tiettyjen luonnonilmiöiden on havaittu hajottavan otsonikerrosta. On kuitenkin havaittu, että tämä aiheuttaa vain 1-2 prosentin otsonikerroksen heikkenemisen ja että seuraukset ovat vain ohimeneviä. Otsonikerroksen rappeutumisen luonnollisia syitä ovat mm
1. Auringonpilkut
Auringon energiantuotanto vaihtelee erityisesti 11 vuoden auringonpilkkusyklin aikana. Kun enemmän UV-säteilyä saavuttaa Maata 11 vuoden auringonpilkkusyklin aktiivisen osan aikana, syntyy enemmän otsonia. Tämä prosessi voi nostaa keskimääräisiä otsonipitoisuuksia noin 4 % napojen yli, mutta kun tämä lasketaan keskiarvolla koko maapallolla, globaali keskimääräinen otsonin nousu on vain noin 2 %.
Koko maailman otsonitasot ovat pudonneet 1-2 prosenttia maksimista normaalin syklin minimiin 1960-luvulta peräisin olevien havaintojen mukaan.
2. Stratosfäärin tuulet
Stratosfäärin erittäin voimakkaat tuulet kuljettavat aurinkomyrskyjen typpikaasua edelleen ilmakehään, jossa ne sekoittuvat ja hyökkäävät otsonikerroksen kanssa.
3. Tulivuorenpurkaukset
Kloorin kemiallista muuttumista reaktiivisemmiksi muodoiksi, jotka tuhoavat otsonia, auttavat räjähtävät tulivuorenpurkaukset, jotka ruiskuttavat merkittäviä määriä rikkidioksidia stratosfääriin. Suuret tulivuorenpurkaukset (etenkin El Chichon vuonna 1983 ja Pinatubo vuonna 1991) ovat myös vaikuttaneet otsonikatoon.
Ihmisen aiheuttamat syyt otsonikerroksen heikentymiseen
Otsonikerroksen heikentymiseen on myös ihmisen aiheuttamia syitä, jotka ovat otsonikerroksen heikentymisen pääasiallisia syitä.
1. Kloorifluorihiilivetyjen käyttö
Yksi ihmisen aiheuttamista syistä otsonikerroksen heikkenemiseen on kloorifluorihiilivetyjen käyttö, mutta se on myös yksi suurimmista syistä otsonikerroksen heikkenemiseen.
1900-luvun alun jääkaapit käyttivät kylmäaineina myrkyllisiä kaasuja, kuten ammoniakkia ja metyylikloridia. Valitettavasti, koska vaarallisia kaasuja tihkui laitteista, tämä johti kuolemaan. Tämän seurauksena aloitettiin myrkyttömän, syttymättömän kemikaalin metsästys kylmäaineena käytettäväksi. Tämän seurauksena CFC syntyi. CFC-yhdisteitä on eri muodoissa, mutta kaksi yleisintä ovat CFC-11 ja CFC-12.
CFC-yhdisteiden valmistus ja käyttö alkoivat lisääntyä 1930-luvulla. Joka vuosi lähes 300 miljoonaa puntaa CFC-11:tä päästettiin ilmakehään 1980-luvun alkuun mennessä. Sitten vuonna 1985 brittiläinen tutkija nimeltä Joe Farman ja hänen kollegansa julkaisivat tutkimuksen valtavista kausittaisista otsonihäviöistä Etelämantereella.
Montrealin pöytäkirja, joka rajoittaa CFC-yhdisteiden valmistusta ja käyttöä, allekirjoitettiin vuonna 1987 nopeasti toimivan tiedeyhteisön, teollisuuden ja lainsäätäjien yhteisten ponnistelujen ansiosta.
Montrealin pöytäkirja on nyt allekirjoittanut kaikki planeetan maat. Vaikka CFC-yhdisteet on kielletty, otsonikerros heikkenee edelleen. Tämä johtuu siitä, että CFC-yhdisteiden käyttöikä on 50–100 vuotta, ja kestää jonkin aikaa, ennen kuin CFC-yhdisteiden määrä ympäristössä vähenee huomattavasti. Lisäksi CFC-yhdisteitä vapautuu edelleen ilmakehään.
CFC-yhdisteitä vapautuu hitaasti, kun esimerkiksi vanha jääkaappi tai ilmastointilaite huononee kaatopaikalla. Kestää noin 5 vuotta, ennen kuin ilmaan päästettyjen CFC-yhdisteiden vaikutus alkaa tuntua Etelämantereen yllä, missä tapahtuu ehtymistä. Maanpinnan tasolla syntyneet CFC-yhdisteet pääsevät lopulta stratosfääriin.
Koska stratosfäärissä otsoni estää suurimman osan auringon UV-säteilystä, CFC-yhdisteiden on noustava otsonikerroksen yli, ennen kuin auringonvalo voi hajottaa ne. Auringon säteily, kun se on riittävän korkea, vapauttaa klooria, josta suurin osa muuttuu otsoniksi suolahapon ja kloorinitraatin muodossa.
Koska nämä reaktiot ovat ainutlaatuisia napa-alueilla, johtuen niiden poikkeuksellisen alhaisista stratosfäärilämpötiloista, jotka muodostavat erillisen pilven, kun nämä aineet kulkeutuvat Etelämantereelle, nämä kemialliset reaktiot alkavat (napaiset stratosfääripilvet). Talvella napapyörre syntyy eteläisen pallonpuoliskon stratosfääristä, kun lämpötila laskee.
Lämpötilat ovat edelleen tarpeeksi kylmät muodostaakseen napaisia stratosfääripilviä, kun auringonvalo palaa Etelämantereelle lopputalvella ja alkukeväällä. Nyt on myös auringonvaloa. Pilvihiukkasten pinnoilla tapahtuu kemiallisia reaktioita, joissa ei-reaktiivinen kloori ja bromi muuttuvat reaktiivisiksi yhdisteiksi.
Pyörre toimii säiliönä, joka sisältää Etelämantereen stratosfäärin sisällön rajojensa sisällä ja sallii reaktiivisten kloori- ja bromiyhdisteiden tuhota otsonimolekyylejä. Nämä reaktiot jatkuvat niin kauan kuin otsonimolekyylejä on läsnä, kunnes otsoni on lähes ehtynyt. Otsoniaukko on se, mitä sitä kutsutaan.
Ilmakehän asiantuntijat ovat kuitenkin havainneet, että tämän reaktion nopeus ei ole niin suuri kuin alun perin luultiin, joten CFC-yhdisteet eivät ole enää otsonikatoa aiheuttaja.
2. Ilmaston lämpeneminen
Ilmaston lämpeneminen kuitenkin johtaa ilmastonmuutokseen on myös yksi ihmisen aiheuttamista syistä otsonikerroksen heikkenemiseen. Suurin osa lämmöstä jää loukkuun troposfääriin, joka on stratosfäärin alla oleva kerros, ilmaston lämpenemisen ja kasvihuoneilmiön seurauksena.
Koska stratosfäärissä on otsonia, lämpö ei pääse troposfääriin, jolloin se pysyy kylmänä. Koska otsonikerroksen palautuminen vaatii suurimman mahdollisen määrän auringonvaloa ja lämpöä, otsonikerros heikkenee.
3. Sääntelemättömät raketin laukaisut
Rakettien laukaisut ovat myös yksi tärkeimmistä ihmisen aiheuttamista syistä otsonikatoa. Tutkimusten mukaan rakettien sääntelemätön laukaisu heikentää otsonikerrosta paljon enemmän kuin CFC-yhdisteet. Jos siihen ei puututa, se voi johtaa otsonikerroksen merkittävään heikkenemiseen vuoteen 2050 mennessä.
4. Typpiyhdisteet
Pienien määrien ihmisen toiminnan aiheuttamia typpiyhdisteitä, kuten NO, N2O ja NO2, uskotaan olevan yksi otsonikerroksen heikkenemisen syistä.
Otsonikerrosta heikentävät aineet (ODS)
"Otsonikerrosta heikentävät aineet ovat aineita, kuten kloorifluorihiilivedyt, halonit, hiilitetrakloridi, fluorihiilivedyt jne., jotka ovat vastuussa otsonikerroksen heikentymisestä."
Otsonikerrosta heikentävä Alla olevassa ilmakehässä aineet ovat ympäristöystävällisiä, suhteellisen vakaita ja myrkyttömiä. Tästä syystä niistä on tullut ajan myötä yhä suositumpia. Niiden stabiiliudella on kuitenkin hintansa: ne voivat kellua ja pysyä paikallaan stratosfäärissä.
Kun ODS hajoaa voimakkaan UV-säteilyn vaikutuksesta, tuloksena oleva kemikaali on klooria ja bromia. Otsonikerroksen tiedetään heikentävän yliäänenopeuksilla kloorin ja bromin vaikutuksesta. He saavuttavat tämän poistamalla atomin otsonimolekyylistä. Yhdellä kloorimolekyylillä on voima hajottaa tuhansia otsonimolekyylejä.
Otsonikerrosta heikentävät yhdisteet ovat pysyneet ilmakehässä useita vuosia ja pysyvät niin myös tulevaisuudessa. Tämä tarkoittaa käytännössä sitä, että monet otsonikerrosta heikentävistä yhdisteistä, jotka ihmiset ovat sallineet päästä ilmakehään viimeisten 90 vuoden aikana, ovat edelleen matkalla ilmakehään, mikä edistää otsonikatoa.
Seuraavassa on luettelo yleisimmistä otsonikerrosta heikentävistä yhdisteistä ja niiden vapautumislähteistä:
- Kloorifluorihiilivedyt (CFC)
- Fluorihiilivedyt (HCFC)
- Halonit
- Hiilitetrakloridi
- Metyylikloroformi
1. Kloorifluorihiilivedyt (CFC)
Sitä kutsutaan yleisimmin käytetyksi otsonikerrosta heikentäväksi yhdisteeksi, koska se muodostaa yli 80 % kokonaisotsonikatoa. Ennen vuotta 1995 sitä käytettiin jäähdytysnesteenä kodinkoneissa, kuten pakastimissa, jääkaapeissa ja ilmastointilaitteissa sekä rakennuksissa että autoissa. Kuivapesutuotteet, sairaalan sterilointiaineet ja teollisuusliuottimet sisältävät kaikki tätä kemikaalia. Sitä käytetään myös vaahtomuovituotteissa, kuten patjoissa ja tyynyissä, sekä kodin eristykseen.
2. Fluorihiilivedyt (HCFC:t)
Ajan myötä fluorihiilivedyt ovat ottaneet kloorifluorihiilivetyjen aseman. Ne eivät ole yhtä haitallisia otsonikerrokselle kuin CFC-yhdisteet.
3. Halonit
Sitä käytetään tietyissä sammuttimissa tilanteissa, joissa vesi tai sammutuskemikaalit voivat vahingoittaa laitetta tai ainetta.
4. Hiilitetrakloridi
Sitä löytyy myös useista liuottimista ja sammuttimista.
5. Metyylikloroformi
Kylmäpuhdistus, höyrynpoisto, kemiallinen käsittely, liimat ja tietyt aerosolit ovat kaikki yleisiä käyttötarkoituksia teollisuudessa.
Otsonikerroksen heikkenemisen syyt voidaan jakaa kahteen osaan, ja otsonikerroksen heikentymiseen ovat luonnolliset ja ihmisen aiheuttamat syyt.
Miten Protect Ovyöhyke LAyer
Joitakin toimia on toteutettu maailmanlaajuisesti otsonikerroksen heikkenemisen vähentämiseksi ja siten otsonikerroksen suojelemiseksi.
Montrealin pöytäkirja
- Montrealin pöytäkirja otsonikerrosta heikentävistä yhdisteistä Kansainvälinen yhteisö kehitti vuonna 1987 otsonikerroksen häviämisen korjaamiseksi. Se oli ensimmäinen kansainvälinen sopimus, jonka kaikki maailman maat ovat allekirjoittaneet, ja sitä pidetään usein YK:n suurimpana ympäristöalan menestystarinana.
Montrealin pöytäkirjan tavoitteena on minimoida otsonikerrosta heikentävien aineiden tuotanto ja kulutus niiden esiintymisen vähentämiseksi ilmakehässä ja siten maapallon otsonikerroksen turvaamiseksi.
EU: n sääntely
EU:n otsonikerrosta heikentäviä aineita koskevat määräykset ovat yksi maailman tiukimmista ja edistyneimmistä. EU ei ole vain pannut Montrealin pöytäkirjaa täytäntöön useilla säädöksillä, vaan se on myös poistanut haitalliset aineet käytöstä nopeammin kuin tarvitaan.
Nykyiseen EU:n otsoniasetukseen sisältyy useita toimenpiteitä (Asetus (EY) 1005/2009) korkeamman kunnianhimoisen tason takaamiseksi. Montrealin pöytäkirja säätelee näiden kemikaalien valmistusta ja irtotavaramyyntiä, mutta otsoniasetus rajoittaa niiden käyttöä useimmissa tapauksissa (tietyt käyttötavat ovat edelleen sallittuja EU:ssa). Lisäksi se ei säätele vain bulkkiyhdisteitä, vaan myös tuotteissa ja laitteissa olevia yhdisteitä.
EU:n otsoniasetus asettaa lisäksi lupavaatimukset kaikille otsonikerrosta heikentävien aineiden viennille ja tuonnille sekä säätelevät ja valvovat aineita, jotka eivät kuulu Montrealin pöytäkirjan soveltamisalaan (yli 90 kemikaalia), sekä viittä muuta kemikaalia, jotka tunnetaan "uusia aineina".
Otsonikerroksen elpymisen jatkamiseksi maailmanlaajuisesti vaadittavat toimet ovat:
- On varmistettava, että nykyiset otsonikerrosta heikentävien aineiden rajoitukset pannaan asianmukaisesti täytäntöön ja että otsonikerrosta heikentävien aineiden kulutus vähenee maailmanlaajuisesti.
- Huolehditaan siitä, että otsonikerrosta heikentäviä yhdisteitä (sekä varastoissa että olemassa olevissa laitteissa) käsitellään ekologisesti suotuisasti ja korvataan ilmastoystävällisillä vaihtoehdoilla.
- Varmistetaan, että otsonikerrosta heikentäviä kemikaaleja ei poisteta laillisesta käytöstä.
- Otsonikerrosta heikentävien yhdisteiden käytön vähentäminen muussa kuin kulutuskäytössä Montrealin pöytäkirjan mukaisesti.
- Varmista, ettei esiinny uusia kemikaaleja tai teknologioita, jotka voisivat vaarantaa otsonikerroksen (esim. hyvin lyhytikäiset aineet).
Toimenpiteet, joita ihmiset vaativat otsonikerroksen suojelemiseksi.
- Vältä sellaisten kaasujen hengittämistä, jotka ovat haitallisia otsonikerrokselle niiden koostumuksen tai valmistustavan vuoksi. CFC-yhdisteet (kloorifluorihiilivedyt), halogenoidut hiilivedyt, metyylibromidi ja typpioksiduuli ovat haitallisimpia kaasuja.
- Vähennä autojen käyttöä. Kaupunki, pyöräily tai kävely ovat parhaita kulkuvälineitä. Jos sinun on lähdettävä autolla, yritä kimppakyydellä muiden kanssa vähentääksesi autojen määrää tiellä, mikä vähentää saastumista ja säästää rahaa.
- Vältä käyttämästä puhdistusaineita, jotka vahingoittavat sekä ympäristöä että itseämme. Monet puhdistustuotteet sisältävät liuottimia ja syövyttäviä yhdisteitä, mutta ne voidaan korvata myrkyttömällä vaihtoehdolla, kuten etikalla tai bikarbonaatilla.
- Osta omalla alueellasi valmistettuja tuotteita. Tällä tavalla et saa vain tuoreita tavaroita, vaan vältyt myös syömästä pitkiä matkoja kuljettua ruokaa. Tuotteen kuljettamiseen käytetyn väliaineen ansiosta typpioksiduulia syntyy enemmän kuljetun matkan kasvaessa.
- Pidä ilmastointilaitteet hyvässä toimintakunnossa, sillä viat aiheuttavat CFC-yhdisteiden vuotamisen ilmakehään.
Otsonikerroksen heikkenemisen syyt - UKK
Mitä otsonikerros tekee?
Stratosfäärin otsonikerros imee osan auringon säteilystä ja estää sitä pääsemästä planeetan pintaan. Erityisesti se absorboi spektrin UVB-osan. UVB on eräänlainen ultraviolettivalo, joka tulee auringosta (ja aurinkolampuista) ja jolla on monia kielteisiä seurauksia.
Mistä otsonikerros on tehty?
Stratosfäärin otsonikerros koostuu otsonikaasusta (90 prosenttia ilmakehän kokonaisotsonista). Ultraviolettivalon (UV) vaikutus kahdesta happiatomista koostuviin happimolekyyleihin tuottaa otsonia, joka koostuu kolmesta happiatomista.
Suositukset
- Valtameren saastumisen vaikutukset
. - Muovisaastejärjestöt maailmanlaajuisesti
. - Muovisaasteiden syyt
. - Muovisaasteiden vaikutukset valtameressä
. - Ilmansaastumisen syyt Nigeriassa
. - Globalisaation vaikutukset ilmansaasteisiin Kiinassa
Pohjimmiltaan intohimoinen ympäristönsuojelija. Johtava sisällöntuottaja EnvironmentGossa.
Pyrin kouluttamaan yleisöä ympäristöstä ja sen ongelmista.
Kyse on aina ollut luonnosta, meidän tulee suojella, ei tuhota.