Ο ρόλος του όζοντος στη στρατόσφαιρα
Το όζον είναι ένα φυσικό συστατικό της ατμόσφαιρας σε πολύ μικρή συγκέντρωση. Περίπου 10% της συνολικής ποσότητας όζοντος βρίσκεται κοντά στην επιφάνεια της Γης, στην περιοχή της ατμόσφαιρας που ονομάζεται τροπόσφαιρα και εκτείνεται μέχρι τα 10-16 km από την επιφάνειά της. Το υπόλοιπο 90% βρίσκεται στην στρατόσφαιρα η οποία εκτείνεται από το τέλος της τροπόσφαιρας μέχρι τα 50 km από την επιφάνεια της Γης. Η μεγαλύτερη ποσότητα όζοντος βρίσκεται χαμηλά στη στρατόσφαιρα (από 19 έως 23 Km) και είναι αυτή η οποία ονομάζεται στιβάδα όζοντος.
Η στιβάδα όζοντος αποτελεί προστατευτική ασπίδα από την υπεριώδη ηλιακή ακτινοβολία για τα ζώα και τα φυτά του πλανήτη, διότι απορροφά την υπεριώδη ηλιακή ακτινοβολία. Αυξημένα επίπεδα υπεριώδους ακτινοβολίας προκαλούν βλάβες στους ζωντανούς οργανισμούς και σχετίζονται με την εμφάνιση καρκίνου του δέρματος, καταρράκτη και εξασθένιση του ανοσοποιητικού συστήματος. .
Στα μέσα της δεκαετίας του ’70 πρωτοποριακές έρευνες κατέδειξαν για πρώτη φορά τους μηχανισμούς σύνθεσης αλλά και αποσύνθεσης της στιβάδας του όζοντος. Κυρίως όμως ανακαλύφθηκε ότι ορισμένες συνθετικές χημικές ουσίες οι οποίες περιέχουν χλώριο και βρώμιο στα μόριά τους καταστρέφουν τη στιβάδα του όζοντος. Καθοριστικής σημασίας για την ανακάλυψη αυτή ήταν οι εργασίες των καθηγητών Paul Crutzen, Mario Molina και Sherwood Rowland οι οποίοι τιμήθηκαν με το βραβείο Νόμπελ Χημείας το 1995.
Όταν μετρήσεις των συγκεντρώσεων όζοντος άρχισαν να επιβεβαιώνουν τα αποτελέσματα των επιστημονικών ερευνών, η Διεθνής Κοινότητα αποφάσισε να λάβει μέτρα.
Οι ουσίες που καταστρέφουν το στρατοσφαιρικό όζον (ODS)
Οι χλωροφθωράνθρακες (CFCs), που είναι οι πιο γνωστές ουσίες που συμβάλλουν στην καταστροφή της στιβάδας του όζοντος, δημιουργήθηκαν αρχικά το 1928. Λόγω του ότι δεν είναι εύφλεκτοι και έχουν χαμηλή τοξικότητα, χρησιμοποιήθηκαν σε πολλές και διάφορες εφαρμογές, όπως σαν ψυκτικές ουσίες στα ψυγεία και τα κλιματιστικά, ως προωθητικά αέρια σε δοχεία αερολυμάτων, σε προϊόντα καθαρισμού ηλεκτρονικού εξοπλισμού, στην παραγωγή αφρωδών πλαστικών, κλπ.
Οι υδροχλωροφθοράνθρακες (HCFCs), αναπτύχθηκαν ως υποκατάστατα των CFCs ως ψυκτικές ουσίες και για την παραγωγή αφρωδών υλικών. Παρόλο που οι υδροχλωροφθοράνθρακες έχουν χαμηλότερη δυνατότητα καταστροφής της στιβάδας του όζοντος, (Ozone Depleting Potential – ODP), εξακολουθούν να το επηρεάζουν σημαντικά για να επιτραπεί η μακροχρόνια χρήση τους.
Οι βασικότερες χημικές ουσίες που περιέχουν βρώμιο και που καταστρέφουν τη στιβάδα του όζοντος ονομάζονται halons και χρησιμοποιούνται κυρίως στον εξοπλισμό πυρόσβεσης. Μερικά halons έχουν δυνατότητα καταστροφής του όζοντος δέκα φορές ψηλότερη από αυτή του πιο ισχυρού χλωροφθοράνθρακα.
Δύο άλλες χημικές ουσίες που έχουν σημαντική δυνατότητα καταστροφής της στιβάδας του όζοντος και που χρησιμοποιούνται ευρέως ως διαλύτες για τον καθαρισμό μετάλλων, είναι ο τετραχλωράνθρακας και το μεθυλοχρωροφόρμιο.
Μια άλλη χημική ουσία με ένα υψηλό ODP είναι το μεθυλοβρωμίδιο, που χρησιμοποιείται κυρίως ως γεωργικό φυτοφάρμακο και για την απολύμανση γεωργικών προϊόντων.