Prevederi ale programului național de protejare a stratului de ozon și rezultate ale aplicării acestuia

I. NOŢIUNI INTRODUCTIVE

1) Ce este ozonul?

Atmosfera de astăzi a Pământului conţine azot (sau nitrogen) bimolecular (N2)în proporţie de aproape 4/5 (78,2 %), oxigen bimolecular (O2) (20,5 %), argon, Ar, (0,92 %), bioxid de carbon, CO2, (0,03 %), ozon, oxigen trimolecular (O3) şi alte gaze, praf, fum, alte particule în suspensie, etc.

Ozonul (03) este un gaz avand molecula formata din trei atomi de oxigen. Este situat in straturile superioare ale atmosferei la altitudine peste 10-50 km, avand o concentratie maxima la circa 30 km. Se estimeaza ca la ora actuala exista circa 3 miliarde de tone de ozon. Daca tot ozonul ar fi concentrat in forma pura atunci ar avea un strat in jurul pamantului doar de 3 mm. Acesta se găseşte cca 90% în stratosfera şi cca 10% în troposferă.

Termenul de ozon provine din grecescul "ozein" care inseamna "a mirosi".

Fig. 1 Molecula de ozon

Amestecul de gaze si mici particule solide, formeaza patru straturi principale: troposfera, stratosfera, mezosfera si termosfera. Primul strat, troposfera este cel mai subtire, se termina la distanta de aproximativ 12 km deasupra Pamantului. Acesta este stratul cel mai cald, deoarece razele solare se reflecta in suprafata Pamantului si incalzesc aerul. Pe masura ce ne indepartam de Pamant, temperatura aerului scade treptat, la limita troposferei fiind in jur de -55oC.

Stratul urmator este stratosfera; aceasta se intinde pana la inaltimea de aproximativ 50 km deasupra Pamantului. La limita superioara a stratosferei se afla o concentrare maxima de ozon, numita scut de ozon. Aici temperatura este mai ridicata decat in troposfera, deoarece ozonul absoarbe o mare parte a razelor ultraviolete.

Cercetorii sunt ingrijorati de poluarea continua a aerului care provoaca distrugerea stratului de ozon. In lipsa acestui scut Pamantul va fi expus radiatiilor nocive cu ultraviolet.

2. Formarea ozonului

În troposferă (până la altitudinea de 10 Km) sub acţiunea radiaţiilor ultraviolete cu lungimea de undă <242nm, emanate de Soare, oxigenul molecular este scindat în atomi:

O2 O + O (1)

Atomii de oxigen (foarte reactivi), în prezenţa unui martor (M) care preia excesul de energie, reacţionează cu molecule de oxigen şi formează ozon :

O2 + O + M O3 + M (2)

La rândul său şi ozonul este descompus de către radiaţiile ultraviolete cu lungimea de undă < 320 nm :

O3 O2 + O (3)

Oxigenul atomic rezultat poate reacţiona cu ozonul spre a forma oxigen molecular:

O + O3 O2 + O2 (4)

Aceste reacţii prezintă importanţă doar în troposferă şi conduc la mici concentraţii de ozon (40 - 80 μg/ cm3 aer).

In stratosferă, de la înălţimea de 10-15 km şi până la 35 km, concentraţia de ozon este destul de mare şi anume cantitatea maximă de ozon în acest strat este de 450 unităţi Dobson. O unitate Dobson (DU) reprezintă cantitatea de ozon care se află într-un strat de ozon pur de grosime 0,01 mm, în condiţii normale.

Acest strat de ozon este foarte important pentru viaţa de pe Pământ, deoarece prin reacţia (3) ozonul absoarbe cea mai mare parte a radiaţiior UV emise de Soare, care în caz contrar ar afecta viaţa organismelor vii de pe Pământ.

Formarea şi grosimea stratului de ozon se poate înţelege astfel: la înălţimi mai mari de 35 km, oxigen molecular este puţin. În consecinţă, se formează puţin oxigen atomic prin reacţia (1) şi deci şi puţin ozon prin reacţia (2).

De la înălţimea de 35 km şi până la 10-15 km, reacţiile (1) şi (2) devin predominante, ceea ce contribuie la formare unui strat cu concentraţia de ozon foarte mare.

La înălţimi mai mici de 10-15 km doar puţine radiaţii ultraviolete, cu <240 nm au rămas neabsorbite, astfel că prin reacţia (1) se formează mai puţin oxigen atomic, deci şi ozon mai puţin.

Fig. 2 Formarea ozonului

3. Distribuitia ozonului in atmosfera

Ozonul se gaseste in 2 straturi atmosferice , troposfera si stratosfera astfel rezulta 2 tipuri de ozon: ozonul bun si ozonul rau.

Ozonul bun - se afla in mod natural in stratosfera (15- 40 km) unde formeaza un strat protector împotriva razelor UV B (280-320 nm) solare. Acest ozon benefic datorita emanatiilor de chimicale antropogene se afla intr-un permanent proces de degradare.

Ozonul rau - se afla in atmosfera terestra joasa numita troposfera (pâna la cca 12km) si este rezultat al reactiilor chimice, în prezenta luminii solare, dintre diferiti poluanti proveniti de la masini, uzine, termocentrale, rafinarii, etc. Formarea acestuia este accentuata in lunile de vara.