A sztratoszferikus ózonpajzs
A sztratoszferikus ózonpajzs
A légkör ózontartalmának körülbelül 90%-a a sztratoszférában, 15–35 km közötti magasságban található. Ez a réteg természetes szűrőként szolgál, elnyeli a Napnak az élő szervezetekre ártalmas ultraibolya sugárzását. Vizsgálatok azt mutatják, hogy az ózontartalom 1%-os csökkenése 4%-kal növeli a bőrrák előfordulási gyakoriságát, s mérhető terméscsökkenést okoz egyes mezőgazdasági növényeknél. Különösen érzékeny az ultraibolya sugárzásra néhány, az emberiség élelmezésében kulcsszerepet játszó növény (pl. búza, rizs, kukorica, szója). Az ultraibolya sugárzás károsan hat az immunrendszerre, növeli a betegségek iránti fogékonyságot, de roncsolja a műanyagok és festékanyagok egy részét is. Mindez jelentős, bár az esetek többségében nehezen számszerűsíthető gazdasági kárt okoz. Emellett az ózonrétegben elnyelt energia befolyásolja a sztratoszféra áramlási rendszerét, így áttételesen a Föld éghajlatát.
A légkörbe bocsátott szennyezőanyagok többsége viszonylag gyorsan kikerül a levegőből, nem jut fel a sztratoszférába. Néhány, a felszínközeli rétegekben kémiailag passzívan viselkedő anyag azonban évekig, évtizedekig a légkörben maradhat s ezalatt elérheti az ózonréteget is. Ilyen anyag a természetes úton keletkező, a talajban lejátszódó mikrobiológiai folyamatoknak köszönhető dinitrogén-oxid, amely a magasabb légrétegekben az erősebb ultraibolya sugárzás hatására az ózonnal reakcióba lépő nitrogén-monoxidra bomlik. Ezt a természetes folyamatot az ember egyelőre csak kismértékben zavarta meg, részint az erőteljes műtrágyázásnak köszönhető dinitrogén-oxid-kibocsátás növelésével, részint a sztratoszférában haladó szuperszonikus repülőgépek közvetlen nitrogén-oxid-emissziójával.
Az antropogén hatásokat tekintve sokkal veszélyesebbek a halogénezett szénhidrogének, amelyeknek széles körben használt csoportjai a freonok és halonok. Ezeket az anyagokat hűtőközegként, aeroszolos palackokban hajtógázként, ipari folyamatokban habosítóanyagként, oldószerként használják. Élettartamuk a felszínközeli légtérben 50-100 év, így a valaha is kibocsátott mennyiségük túlnyomó része még ma is a légkörben van. Elterjedésüket éppen kémiai passzivitásuk, „környezetbarát” voltuk segítette elő. Ezek az alsó légkörben, a troposzférában ártalmatlan vegyületek a sztratoszférában elbomlanak, atomos klórt vagy más halogén atomot hozva létre, amely az ózonnal azonnal reakcióba lép. Nagyrészt e folyamatnak tulajdonítható, hogy az elmúlt 20 évben a Földet övező ózonréteg ózontartalma mérhető módon csökkent. Ez a csökkenés az északi félgömb mérsékelt szélességi övezete felett 1,5–4% volt.
A sztratoszferikus ózonmennyiség csökkenésére az Antarktisz feletti „ózonlyuk” felfedezése irányította a közfigyelmet. A Déli-sarkvidék feletti, rendkívül alacsony hőmérsékletű levegőben ugyanis olyan kémiai és fizikai folyamatok játszódnak le a jégkristályok felületén, amelyek jelentős ózonfogyáshoz vezetnek. Az Északi-sark felett a sztratoszféra melegebb, mint az Antarktisz felett, ezért itt „ózonlyuk” egyelőre nem alakult ki. De elvileg – a freon- és halonkoncentráció növekedésével – az Északi-pólus fölött is kialakulhat „ózonlyuk”, ezért indokolt a freon- és halongyártás és -kibocsátás mihamarabbi megszüntetése.
A freonoknak az ózonréteg gyengítésén kívül meghatározó szerepük van a légköri üvegházhatás erősítésében is. Az üvegházhatás 15%-a ennek az anyagcsoportnak a számlájára írható, és így a szén-dioxid mellett ez az anyagcsoport játssza a legfontosabb szerepet a Föld éghajlatának lassú melegedésében.
A világ jelenlegi teljes freontermelése évi 700–800000 tonna (a halontermelésről nem áll adat rendelkezésünkre). Magyarországon sem freon-, sem halongyártás nem folyik, felhasználásuk viszont igen. A Magyarországon felhasznált freonmennyiség világviszonylatban nem túl jelentős (kb. 0,7%).
A halogénezett szénhidrogének felhasználása gyakorlatilag az iparra korlátozódik. Főbb területei: festékipar, gyógyszer- és vegyianyag-gyártás, háztartási vegyipar, kozmetikai ipar; szigetelőanyag-gyártás (poliuretánhab), csomagolóanyagok gyártása (polisztirol); szerves oldószerek zsírtalanító anyagokként való felhasználása; tűzoltó készülékek.
Az egyes freon- és halonfajták felhasználása csökkenő mennyiségi sorrendben a következő:
CFC13 (GFC–11): habosításra, aeroszolos hajtógáz, hűtőközeg.
CF2C12 (CFC–12): hűtőkőzeg, aeroszolos hajtógáz, műanyaghab-gyártás.
CFC–11/12: aeroszolos hajtógáz, műanyaghab-gyártás.
C2F3C13 (CFC–113): zsírtalanítás, vegytisztítás.
C2F4C12 (CFC–114): tűzoltó készülékek.
CF2BrCl (halon 1211) és CF3Br (halon 1301): tűzoltó készülékek.
Paradox módon, a felszín közelében az ózonkoncentráció erőteljes növekedése okoz egyre súlyosabb gondokat. Európában a felszínközeli ózonkoncentráció az elmúlt 100 évben megduplázódott, jelenleg is évi 1%-kal nő. A jelenség oka, hogy a szénhidrogénekkel és nitrogén-oxidokkal szennyezett levegőben a napsugárzás hatására olyan fotokémiai reakciók játszódnak le, amelyek ózon és egyéb oxidánsok képződéséhez vezetnek. Szélsőséges esetben fotokémiai szmog keletkezhet.
A montreali jegyzőkönyv: A sztratoszferikus ózonréteg védelmére vonatkozó nemzetközi egyezményt az ENSZ környezeti programja (UNEP) kezdeményezte. 1985. márc. 22-én fogadták el Bécsben. E globális egyezmény végrehajtása céljából dolgozták ki az ún. montreali jegyzőkönyvet, amely az ózonréteget leginkább veszélyeztető freon- és halonféleségek termelését, forgalmazását és felhasználását szabályozza. A jegyzőkönyvet 1987. szept. 16-án 24 ország és az Európai Gazdasági Közösség írta alá. Magyarország 1989. márc.-ban csatlakozott az egyezményhez.
A jegyzőkönyv a freon- és halonvegyületek csoportjából – környezeti ártalmaik miatt – a következő jelű vegyületeket vonja szabályozás alá:
I. csoport: freonok (–11, –12, –113, –114, –115),
II. csoport: halonok (–1211, –1301, –2402).
Az egyes csoportokba sorolt anyagokra – amelyek száma a tudományos vizsgálatok előrehaladásával gyarapodhat vagy csökkenhet – differenciált korlátozások vonatkoznak. Bázisként az 1986-os szintet vették alapul.
A jegyzőkönyv az I. csoport anyagaira a hatálybalépést (1989. jan. 1.) követő 7. hónaptól az 1986-os bázisév felhasználásának szinten tartását, 1993. júl. 1-jétől 20%-os, 1998. júl. 1-jétől további 30%-os csökkentést ír elő, míg a II. csoport anyagaival – bár azok az ózonrétegre veszélyesebbek, de kiváltásukra belátható időn belül nincs lehetőség – a hatálybalépést követő 37. hónaptól kell a bázisév szintjére beállni.
Magyarországon a szabályozott anyagokat nem gyártják, de a jegyzőkönyv korlátozza a nevezett anyagok importálási lehetőségeit is. Ezenkívül előírja, hogy az aláíró országok e hatálybalépést követő egy éven belül importjukból minden olyan országot kizárnak, amely nem csatlakozott a megállapodáshoz, sőt ezen országokkal szemben 1991 végéig kidolgozzák a szankcionálás módjait azon termékek kereskedelmére, amelyek a szabályozás alá vont anyagokat tartalmaznak vagy ilyenek felhasználásával készülnek.
