Vysoko nad našimi hlavami, ve stratosféře, ve výšce 19-48 km, je planeta obklopena ozonem. Je to druh kyslíku. Pokud se molekula kyslíku ve vzduchu skládá ze dvou spojených atomů kyslíku - O2, pak molekula, která má tři atomy, je označena vzorcem ozonu - O3. Vzniká slunečním zářením. Když ultrafialové paprsky ze Slunce procházejí atmosférou, ničí běžné dvouatomové molekuly kyslíku. Každý uvolněný atom se připojí k sousednímu O2. Takto vzniká chemický vzorec ozonu - O3.
Co je ozón?
Francouzští fyzici Fabry a Buisson objevili tento plyn poprvé. V roce 1913 určili, že sluneční paprsky o vlnové délce 200 až 300 nm jsou aktivně pohlcovány zemskou atmosférou. Výraz „ozón“v řečtině znamená „voňavý“, „voňavý“. Každý zná charakteristický zápach tohoto plynu, který vzniká po bouřce. Kyslík je v atmosféře přítomen ve třech alotropních formách: O2 - molekulární, O - atomový a O3 - vzorec ozonu, který se získává chemickou kombinací prvních dvou.
Plynové vlastnosti
Ozónová vrstva je dostatečnátenké, téměř neviditelné. Pokud by se všechny molekuly tohoto plynu, které zabírají 29 km prostoru, spojily do jediné pevné koule, zabrala by její tloušťka pouhou třetinu centimetru. Část ozonu je ve vzduchu nad povrchem Země. Když se výfukové plyny nebo smog uvolňují do ovzduší, sluneční světlo reaguje s chemikáliemi v emisích za vzniku ozónu. Zvláště je to cítit v horkém dni, ve vzduchu plném smogu, protože dosahuje úrovně, která ohrožuje zdraví. Vzorec ozonové látky je fyzikálně nestabilní a při koncentraci vyšší než 9 % ve vzduchu plyn exploduje, takže jeho skladování je možné pouze při nízkých teplotách. Po ochlazení na -111,90C se plyn změní na kapalinu.
Přebytek ozónu
Člověk nemůže žít v čistém kyslíku, malé množství ozónu v atmosféře je pro něj užitečné, ale jeho nadměrná koncentrace může být smrtelná. Nemusíte ho vdechovat, protože tato forma kyslíku může poškodit vaše plíce. Sportovci, kteří vdechují velké množství vzduchu plného ozónu, si mohou stěžovat na těžkost a bolest při vdechování. Nadbytkem ozónu trpí i stromy a rostliny rostoucí podél dálnice, kde je vzduch nasycen výfukovými plyny. Taková charakteristika tohoto plynu nad samotným povrchem země. Jeho přirozený obsah (jeho část v desítkách milionů dalších částí vzduchu) se podílí na oxidačních procesech, které probíhají na buněčné úrovni v lidském těle. V ozonovém vzorci působí jako oxidační činidlo pouze jeden atom kyslíku a dvazbytek je vylučován jako volný kyslík.
Užitečné vlastnosti
Při použití zcela vyčištěného vzduchu v místnosti vědci zaznamenali nárůst počtu nemocí lidí v nich. Důvod se ukázal být jednoduchý – nedostatek ozónu ve vyčištěném vzduchu vedl k poruchám v těle. Pravidelné malé dávky plynu jsou také užitečné pro prevenci nemocí.
Co je to plynový efekt? S ohledem na výsledky experimentů dospěli vědci k závěru, že ozón vede ke zničení téměř všech přirozeně se vyskytujících virů, bakterií, prvoků, ale i plísní a kvasinek. Malá porce (ozon vzorec O3) v litru vzduchu během pár minut neutralizuje všechny látky nebezpečné pro člověka. Ozonizace je totiž přirozený proces, tělu společný. I v místnosti ozón osvěžuje vzduch, prakticky odstraňuje riziko nákazy nemocemi přenášenými vzduchem, neutralizuje kouř, prach a alergeny, sloučeniny těžkých kovů a další složky vzduchu škodlivé pro člověka. Tyto sloučeniny se rozkládají na vodu, kyslík a oxid uhličitý, ztrácejí toxicitu a odstraňují nepříjemné pachy. S ohledem na vzorec ozonu v chemii se jeho vysoká oxidační síla stále více využívá k dezinfekci vzduchu a pitné vody.
Vrstva 20 kilometrů nad zemským povrchem ve skutečnosti chrání naše zdraví tím, že absorbuje ultrafialové paprsky. Funguje jako filtr, chrání Zemi před škodlivým ultrafialovým zářením. Bez ochranné vrstvy by život na planetě nebyl možný. Bylo prokázáno, že flóra a fauna se na Zemi objevily pouze tehdy, když se vytvořil silný štít, který ji chránil před slunečním zářením. Ultrafialové záření pomáhá pokožce získat krásné opálení, ale zároveň je hlavním viníkem spálení a rakoviny kůže.
Ozónová díra
V 70. letech vědci zkoumající ozónovou vrstvu nad planetou zjistili, že chemikálie používané v ledničkách, klimatizacích a aerosolech mohou zničit ozón. Plyny se uvolňují do ovzduší při každé opravě těchto zařízení nebo při rozstřikování různých aerosolů. Podle vědců se škodlivé plyny nakonec dostanou až k molekulám ozonu. Sluneční záření zároveň uvolňuje chlór z chlorfluorovaných uhlovodíků, který ničí strukturní vzorec ozonu a mění jej na běžný kyslík. Tím je ochranná vrstva zničena. O dalších 15 let později britští vědci učinili ohromující objev: nad Antarktidou se nachází obrovská díra v ozonové vrstvě. Tato díra se objevuje každé jaro a je velká asi jako Spojené státy. Když se změní směr větru v důsledku změny ročních období, otvor se znovu naplní molekulami ozonu. V tomto případě určitý počet molekul vyplní díru, zatímco v jiných částech se vrstva plynu ztenčí.
Co ohrožuje zmenšení ochranné vrstvy?
V zimě roku 1992 se ozonová vrstva nad Evropou a Kanadou ztenčila o 20 %. V oblastech, kde tato vrstvanedostatečně hustý a neschopný odfiltrovat silné záření, velmi znatelně narůstá počet případů rakoviny kůže. Nad Antarktidou samotnou vědci zaznamenali extrémně vysoké hladiny oxidu chloričitého, který vzniká v důsledku ničení ozónu chlorem. Vědci vypočítali, že ztráta pouhého 1 % ochranné vrstvy vede ke zvýšení množství ultrafialového záření dopadajícího na Zemi o 2 % a zároveň se zvyšuje počet rakovin kůže o 3–6 %. Ultrafialové záření také ničí imunitu organismu, čímž se člověk stává bezbrannějším proti infekcím. Ultrafialové záření může poškodit buňky všech rostlin, od obilovin po stromy.
Protože ozónová vrstva zadržuje teplo, jak se ozónová vrstva zmenšuje, vzduch v této zeměpisné šířce se ochlazuje a mění světové větry a počasí. Je těžké předvídat, jaký vliv bude mít vyčerpání vrstvy na klima v budoucnu, vědci předpovídají vysychání přírodních oblastí, ztrátu části vegetace a nedostatek potravy, pokud nebude vyřešen problém zničení tohoto plynu. I po ukončení lidské činnosti, která s sebou nese emise plynů, které ničí ochrannou vrstvu, by trvalo nejméně 100 let, než by se vrátila na předchozí úroveň.
