Vliv znečištění ovzduší na ozonovou vrstvu

Často slýcháme o ozonové díře a nutnosti usilovat o její obnovu, proto může být informace o nebezpečí v důsledku vysokých koncentrací ozonu matoucí. Posledních několik dní, charakteristických velmi vysokými teplotami, již vedlo v některých krajích k vyhlášení smogové situace kvůli vysokým koncentracím přízemního ozonu.

Ozonová vrstva a její význam

Když mluvíme o tzv. ozonové díře, máme na mysli stratosférický ozon, který tvoří tzv. ozonovou vrstvu ve výšce přibližně 10 až 50 km nad zemským povrchem. Pro život na Zemi je tato vrstva velmi důležitá. Působí jako přirozený filtr, který pohlcuje biologicky aktivní složku UV záření o vlnové délce 280 až 320 nm (tzv. UV-B záření).

Přestože je UV-B záření pohlcováno například také oblaky, prachem či atmosférickými aerosoly, je přítomnost a koncentrace ozonu ve stratosféře nesmírně důležitá.

Úbytek stratosférického ozonu

V 70. letech minulého století bylo zjištěno, že se koncentrace stratosférického ozonu začaly významně snižovat. V roce 1985 přichází britští vědci s šokujícím závěrem, že je na jaře nad některými částmi Antarktidy množství ozonu o 40 % nižší než v roce 1977. Později navíc bylo toto území rozšířeno na významnou část jižní polokoule. Začalo se mluvit o tzv. „ozonové díře“ (ve skutečnosti se tedy nejedná o „díru“, kde by ozon zcela chyběl, ale pouze o snížené koncentrace).

Začalo se intenzivně pátrat, co způsobuje tak rapidní pokles této látky v atmosféře. Ukázalo se, že příčinou jsou především tzv. chlor-fluorované uhlovodíky (CFC, známé také pod komerčním názvem freony). Zatímco ještě v roce 1979 byla nejnižší koncentrace stratosférického ozonu 194 Dobsonových jednotek (DU). Od roku 1983 začalo docházet k rapidnímu snižování, kdy byla minima 154 DU (1983), 124 DU (1984) a v roce 1991 byla nejnižší naměřená koncentrace poprvé nižší, než 100 DU. Historické minimum pak bylo pozorováno 30.

Čtěte také: Životní Prostředí a jeho Znečištění

Montrealský protokol

16. září 1987 byl v kanadském Montrealu podepsán tzv. Montrealský protokol - závazek zákazu používání a výroby látek poškozujících ozonovou vrstvu, ke kterému k dnešnímu dni přistoupilo už 197 zemí, včetně České republiky. Jelikož se však jedná o látky velmi stabilní, přetrvávají v atmosféře desítky, či dokonce více než sto let. Díky zvyšování povědomí veřejnosti a především dodržování Montrealského protokolu se podařilo zastavit sestupný trend a naopak nastavit vzestupný. Modely však předpokládají, že se původní stav před 80. lety 20. století obnoví nejdříve kolem roku 2040 či v polovině tohoto století (NASA).

Přízemní ozon jako polutant

Na rozdíl od stratosférického ozonu je přízemní ozon považován za látku znečišťující ovzduší. Jedná se o tzv. sekundární polutant - nemá významný zdroj, ale vzniká až komplexními sekundárními fotochemickými reakcemi v ovzduší, především pak reakcemi oxidů dusíku (NOx) a těkavých organických látek (VOC). Velký význam však mají také meteorologické podmínky.

Obecně platí, že koncentrace přízemního ozonu narůstají se vzrůstající teplotou a množstvím UV záření a naopak klesají se zvyšující se relativní vlhkostí vzduchu. Zvýšené koncentrace přízemního ozonu mají nežádoucí účinky na zdraví. Můžou způsobovat různá onemocnění dýchací soustavy a maji silně dráždivé účinky na oční spojivky. Pozor by si měly dávat především osoby s chronickými obstrukčními onemocněními a astmatem a malé děti.

V poledních a odpoledních hodinách je při vysokých koncentracích přízemního ozonu lepší zdržet se intenzivní fyzické aktivity pod širým nebem. Pro přízemní ozon je v Zákonu o ochraně ovzduší stanoven imisní limit, který má hodnotu 120 µg.m-3 jako maximální denní 8h klouzavý průměr a maximální povolený počet překročení za 3 po sobě jdoucí roky je 25 - v opačném případě mluvíme o překročení imisního limitu pro přízemní ozon. Vysoké koncentrace přízemního ozonu tedy můžou být důvodem k vyhlášení smogové situace. Někdy se takovéto smogové situaci říká také „letní smog“ - to souvisí s faktem, že takové stavy nastávají výhradně v letním období.

Jak již bylo zmíněno, vysoké koncentrace se vyskytují především ve dnech s malou oblačností a vysokými teplotami a bývají naměřeny na venkovských stanicích, spíše než na městských.

Čtěte také: Druhy dopravy a znečištění vody

Není ozon jako ozon

Může to znít zamotaně a ve skutečnosti to opravdu je složitější, než se zdá. Protože existují dva typy ozonu.

Tomu prvnímu se říká stratosférický, který tvoří vysoko nad Zemí (ve výšce až padesát kilometrů) výše popsanou ozonovou vrstvu. Nepůsobí přímo jako významný skleníkový plyn, ale má nepřímý vliv, protože brání pronikání ultrafialového záření do atmosféry, což může oteplování zpomalit. Sekundární vliv spočívá zase v tom, že úbytek je nejsilnější kolem jižního pólu, což může mít dopady na cirkulaci atmosféry.

A pak je zde druhý ozon, který se označuje jako přízemní. Vzniká z oxidů dusíku (NOₓ), těkavých organických látek (VOC) a slunečního záření - tedy jako součást fotochemického smogu. A ten už právě významným skleníkovým plynem je.

Podle nového výzkumu totiž bude mít ozon zřejmě větší vliv, než se předpokládalo. Sice chrání Zemi před škodlivým slunečním zářením, ale také zadržuje teplo, protože je skleníkovým plynem.

Země, které snižují znečištění ovzduší, těmito opatřeními omezí tvorbu ozonu v blízkosti zemského povrchu. Ozonová vrstva se ale bude i nadále obnovovat po celá desetiletí bez ohledu na opatření v oblasti kvality ovzduší, což povede k nevyhnutelnému oteplování.

Čtěte také: Hlukové znečištění a velryby

Podle Billa Collinse, který výzkum vedl, je důležité ozonovou vrstvu udržet stabilní a zlepšovat její stav. A to znamená nadále omezovat chemikálie, které ji narušují. Oxid uhličitý je sice hlavní příčinou klimatické změny, ale vyplatí se, pokud chce lidstvo udržet klima stabilní, podle něj kontrolovat i chemické látky jako CFC nebo HCFC, které poškozují ozonovou vrstvu. A to přesto, že nadbytek ozonu u země klima otepluje.

Znečišťující látky a jejich vliv

Jednou ze znečisťujících látek, jimž jsou rostliny vystaveny, je oxid dusičitý. Do atmosféry se oxidy dusíku dostávají spalováním fosilních paliv, v důsledku elektrických výbojů v atmosféře a ozonovou oxidací. Větší část emisí oxidů dusíku (NOx) je ve formě NO, který v přítomnosti kyslíku a ozonu oxiduje na NO2.

Značnou část emisí NO či NO2 mají na svědomí spalovací motory. Emise NOx na jednoho obyvatele za rok dosahovala v letech 1970-1988 v USA 80 kg a v západní Evropě 40 kg. Životnost NO i NO2 v ovzduší se odhaduje přibližně na 1 den, NO2 může reagovat s organickými látkami (vznikají peroxyacetylnitráty) nebo na slunci s uhlovodíky (vzniká pověstný smog).

Nejcitlivějšími rostlinami vůči vzdušným znečisťujícím látkám jsou mechorosty (bryofyty) - nezanedbatelní producenti rostlinné biomasy. Nemají listovou kutikulu (vrstvičku kutinu chránícího pokožkové buňky), a proto znečišťující látky působí přímo na fotosyntetizující buňky. Jenže buňky mechorostů nemají ani buněčné vakuoly, a tak se nitráty či nitrity hromadí v cytoplazmě.

Nejvyšší obsah NO2 v ovzduší bývá v zimních měsících, nejnižší v období vegetační sezony. Tvorba přízemního ozonu dosahuje maxima ve vegetačních měsících, minima v zimních měsících. Jeho kolísání souvisí se sluneční radiací. Nejvyšší koncentrace dosahují znečišťující látky, jako jsou NO2, SO2 (oxid siřičitý) či CO (oxid uhelnatý), v lednu, a potom postupně klesají až do léta. V podzimních měsících se jejich obsah zvyšuje až do prosince.

Do výšky horní hranice směšovací vrstvy (700-1400 m) koncentrace NO2 příliš neklesá. V 1000 m byly naměřeny hodnoty 10 nanolitrů na litr vzduchu. Ve vyšších vzduchových vrstvách (1500-2000 m) koncentrace NO2 již klesá na hodnoty 2-0,1 nanolitru.

Tyto úvahy jsou komplikovány přítomností jiných znečišťujících látek v ovzduší, totiž ozonu a oxidu siřičitého, které mohou na rostliny působit nejen souhlasně s pozitivním účinkem oxidu dusičitého, ale i protichůdně. Toxické účinky oxidantů (do nichž jsou zahrnovány oxidy dusíku, oxid siřičitý i ozon) jsou pravděpodobně zprostředkovány tvorbou volných radikálů, jako jsou superoxidový aniont O2., volný hydroxyradikál OH. O negativních účincích uvedených látek rozhoduje jejich koncentrace v ovzduší.

Látky poškozující ozonovou vrstvu a regulace

Látky poškozují ozonovou vrstvu se začaly ve velkém rozsahu používat ve druhé polovině minulého století v souvislosti s rozvojem chladírenského průmyslu (ledničky, mrazničky) a nárůstem množství vyráběných klimatizací. Využívaly se také v protipožární ochraně, jako nadouvadla izolačních pěn, v zemědělství proti škůdcům a chorobám, v nátěrových hmotách jako rozpouštědla, ve zdravotnictví jako hnací plyn inhalátorů apod.

Nejvíce emisí se do atmosféry dostalo do konce 80. let 20. století, kdy se na základě výskytu tzv. ozonové díry nad Antarktidou začalo výrazně omezovat používání téměř stovky látek prostřednictvím Vídeňské úmluvy (1985) a Montrealského protokolu (1987). V současné době se podařilo snížit celosvětovou výrobu a spotřebu oproti 80. letům 20. stol. o 98%.

Látky poškozují ozonovou vrstvu obsahují chlor či brom. Známé jsou pod označením „freony“ (tzv. CFC a HCFC látky), halony a další. Jejich vliv na ozonovou vrstvu se charakterizuje hodnotou potenciálu poškozování ozonové vrstvy (ODP z anglického ozone depleting potential). Kromě toho jsou všechny látky poškozují ozonovou vrstvu významnými skleníkovými plyny.

Základním předpisem EU je nařízení (EU) 2024/590, které primárně stanovuje zákaz výroby, uvádění na trh a použití látek poškozujích ozonovou vrstvu. Zároveň však v souladu s Montrealským protokolem stanovuje výjimky, které některé činnosti povolují, a pro tyto výjimky určuje pravidla jejich používání.

tags: #znecisteni #ovzdusi #vliv #na #ozonovou #vrstvu

Oblíbené příspěvky:

• Implementace CITES v Česku
• Hrozby znečištění přírody
• Odstraňování ropných skvrn
• Svoz odpadu Orlová - podrobný rozpis
• Recyklace hliníkových konzerv