Kõrgel meie peade kohal, stratosfääris, 19–48 km kõrgusel, ümbritseb planeeti osoon. See on teatud tüüpi hapnik. Kui õhus olev hapnikumolekul koosneb kahest omavahel ühendatud hapnikuaatomist - O2, siis molekuli, millel on kolm aatomit, tähistatakse osooni valemiga - O3. See on loodud päikesevalguse toimel. Kui Päikese ultraviolettkiired läbivad atmosfääri, hävitavad need tavalised kaheaatomilised hapnikumolekulid. Iga vabanenud aatom liitub naabruses oleva O2-ga. Nii moodustub osooni keemiline valem - O3.
Mis on osoon?
Prantsuse füüsikud Fabry ja Buisson avastasid selle gaasi esimest korda. 1913. aastal tegid nad kindlaks, et Maa atmosfäär neeldub aktiivselt päikesekiiri lainepikkusega 200–300 nm. Mõiste "osoon" tähendab kreeka keeles "lõhnav", "lõhnav". Kõik teavad selle gaasi iseloomulikku lõhna, mis tekib pärast äikest. Hapnik esineb atmosfääris kolmel allotroopsel kujul: O2 - molekulaarne, O - aatom ja O3 - osooni valem, mis saadakse kahe esimese keemilisel kombineerimisel.
Gaasiomadused
Osoonikihist piisabõhuke, peaaegu nähtamatu. Kui kõik selle gaasi molekulid, mis võtavad enda alla 29 km ruumi, ühendada üheks tahkeks kuuliks, võtaks selle paksus vaid kolmandiku sentimeetrist. Osa osooni on Maa pinna kohal õhus. Kui auto heitgaasid või sudu paisatakse õhku, reageerib päikesevalgus heitgaasides sisalduvate kemikaalidega, moodustades osooni. Eriti annab see tunda palaval päeval, sudu täis õhus, sest jõuab tervisele ohtliku tasemeni. Osooniaine valem on füüsikaliselt ebastabiilne ja üle 9% kontsentratsiooni korral õhus gaas plahvatab, mistõttu on selle säilitamine võimalik ainult madalatel temperatuuridel. Jahutamisel temperatuurini -111,90C muutub gaas vedelikuks.
Osooni liig
Inimene ei saa elada puhtas hapnikus, väike kogus osooni atmosfääris on talle kasulik, kuid selle liigne kontsentratsioon võib olla surmav. Te ei pea seda sisse hingama, sest see hapnikuvorm võib teie kopse kahjustada. Sportlased, kes hingavad sisse suures koguses osooniga koormatud õhku, võivad sissehingamisel kurta raskustunde ja valu üle. Liigse osooni käes kannatavad ka maantee ääres kasvavad puud ja taimed, kus õhk on heitgaasidest küllastunud. Selle gaasi selline omadus maapinna kohal. Selle looduslik sisaldus (üks osa sellest kümnetes miljonites teistes õhuosades) osaleb inimkehas rakutasandil toimuvates oksüdatiivsetes protsessides. Osooni valemis toimib oksüdeeriva ainena ainult üks hapnikuaatom ja kaksülejäänud erituvad vaba hapnikuna.
Kasulikud omadused
Täielikult puhastatud siseõhu kasutamisel on teadlased märganud neis esinevate inimeste haiguste arvu suurenemist. Põhjus osutus lihtsaks – osoonipuudus puhastatud õhus tõi kaasa häired organismis. Regulaarsed väikesed gaasiannused on kasulikud ka haiguste ennetamiseks.
Mis on gaasiefekt? Arvestades katsete tulemusi, jõudsid teadlased järeldusele, et osoon põhjustab peaaegu kõigi looduslikult esinevate viiruste, bakterite, algloomade, aga ka hallituse ja pärmseente hävimise. Mõne minutiga neutraliseerib väike portsjon (osoonivalem O3) liitris õhus kõik inimesele ohtlikud ained. Lõppude lõpuks on osoonimine loomulik protsess, mis on kehale omane. Osoon värskendab ka ruumis õhku, praktiliselt eemaldab õhus levivate haigustesse nakatumise ohu, neutraliseerib suitsu, tolmu ja allergeenid, raskmetalliühendid ja muud inimesele kahjulikud õhukomponendid. Lagunedes veeks, hapnikuks ja süsihappegaasiks, kaotavad need ühendid mürgisuse ja eemaldavad ebameeldivad lõhnad. Arvestades osooni valemit keemias, kasutatakse selle suurt oksüdeerivat võimet üha enam õhu ja joogivee desinfitseerimiseks.
Maa pinnast 20 kilomeetrit kõrgemal asuv kiht kaitseb tegelikult meie tervist, neelates ultraviolettkiiri. See toimib filtrina, kaitstes Maad kahjuliku ultraviolettkiirguse eest. Ilma kaitsekihita oleks elu planeedil võimatu. On tõestatud, et taimestik ja loomastik ilmusid Maale alles siis, kui tekkis võimas kilp, mis kaitses seda päikesekiirguse eest. Ultraviolett aitab nahal saada kauni päevituse, kuid samas on see päikesepõletuse ja nahavähi peamine süüdlane.
Osooniauk
1970. aastatel avastasid planeedi kohal olevat osoonikihti uurinud teadlased, et külmikutes, kliimaseadmetes ja aerosoolides kasutatavad kemikaalid võivad osooni hävitada. Gaasid paiskuvad õhku alati nende seadmete parandamisel või erinevate aerosoolide pihustamisel. Teadlaste sõnul jõuavad kahjulikud gaasid lõpuks osoonimolekulideni. Samal ajal eraldab päikesekiirgus kloori-fluori süsivesinikest kloori, mis hävitab osooni struktuurivalemi, muutes selle tavaliseks hapnikuks. Seega kaitsekiht hävib. Veel 15 aastat hiljem tegid Briti teadlased vapustava avastuse: Antarktika kohal asub tohutu auk osoonikihis. See auk ilmub igal kevadel ja on umbes Ameerika Ühendriikide suurune. Kui tuule suund aastaaegade vahetumise tõttu muutub, täitub auk uuesti osoonimolekulidega. Sel juhul täidab augu teatud arv molekule, samas kui teistes osades muutub gaasikiht õhemaks.
Mis ohustab kaitsekihi vähenemist?
1992. aasta talvel muutus osoonikiht Euroopa ja Kanada kohal 20% õhemaks. Piirkondades, kus see kihtebapiisav alt tihe ega suuda tugevat kiirgust välja filtreerida, suureneb nahavähi juhtude arv väga märgatav alt. Antarktika enda kohal on teadlased registreerinud äärmiselt kõrge kloormonooksiidi taseme, mis tekib osooni kloori poolt põhjustatud hävitamise tulemusena. Teadlased arvutasid välja, et vaid 1% kaitsekihi kadumine toob kaasa Maale jõudva ultraviolettkiirguse hulga suurenemise 2% võrra ja samal ajal suureneb nahavähkide arv 3-6%. Ultraviolettkiirgus hävitab ka organismi immuunsuse, muutes inimese nakkuste vastu kaitsetumaks. Ultraviolett võib kahjustada kõigi taimede rakke, alates teraviljast kuni puudeni.
Kuna osoonikiht säilitab soojust, siis osoonikihi vähenedes õhk sellel laiuskraadil jahtub, muutes maailma tuuli ja ilma. Raske ennustada, millist mõju avaldab kihi ammendumine kliimale tulevikus, teadlased ennustavad looduslike alade kuivamist, osa taimestiku kadumist ja toidupuudust, kui selle gaasi hävitamise probleem ei lahene.. Isegi kui inimtegevus lakkab, millega kaasneb kaitsekihti hävitavate gaaside eraldumine, kuluks selle endisele tasemele naasmiseks vähem alt 100 aastat.
