Jó ütemben regenerálódik az ózonpajzs

Az idei évet az ENSZ Környezetvédelmi Programja (az UNEP) az Ózonréteg Nemzetközi Évének nyilvánította. A Földet az UV-sugaraktól védő gázburok jelenlegi állapota optimizmusra ad okot, annak ellenére, hogy tavaly szeptemberben mérték az eddigi legnagyobb ózonlyukat a Déli-sarkvidék felett, valamint az UV-sugárzás még mindig olyan erős, hogy nagy figyelmet kell fordítanunk a napsugárzás elleni védelemre. Az ózonréteg jelenlegi állapotát és az UV-sugárzás erősségét Tóth Zoltánnal, az Országos Meteorológiai Szolgálat csillagász-meteorológusával értékeltük.

Az ózon a Föld légkörében az ultraibolya (UV) sugárzás hatására keletkezik. Az UV-sugarak a légköri oxigén molekuláit (O₂) oxigén atomokra (O) bontják. Ezek az atomok más oxigénmolekulákkal egyesülve ózont (O₃) hoznak létre. Az ózonmolekula instabil, ultraibolya sugárzás hatására egy oxigénmolekulára és egy oxigénatomra bomlik. Ez a folytonos ciklus hozza létre az ózonréteget, biztosítva az ózonmennyiség állandóságát. A sértetlen felső légkörben (sztratoszférában) ez az érték 10 ppm, vagyis minden százezer molekulából egy ózon.

A sztratoszférában körülbelül 15-40 km-es magasságban található az ózonréteg, és a Napból érkező káros ultraibolya sugárzást nyeli el. A légoszlopban lévő ózon mennyisége függ az évszaktól és a földrajzi szélességtől. A trópusok feletti sztratoszférában van a legkevesebb, a sarkvidékeken pedig a legtöbb. Az évszakos változást tekintve pedig tavasszal a legmagasabb a légkör ózontartalma, míg ősszel a legalacsonyabb. A Napsugárzás energiájának mintegy 10 százaléka az ultraibolya tartományban van, amelynek egy része a Föld felszínét is eléri, és a hullámhossza szerint három tartományra osztható (UV-A, UV-B, és UV-C). Az ózonréteg az UV-C sugárzást teljes mértékben, az UV-B sugarakat nagymértékben, az UV-A sugarakat pedig kisebb mértékben nyeli el.

Az ózonlyuk kialakulása

Elsőként az 1970-es években tapasztaltak ózonkoncentráció csökkenést az Antarktisz feletti sztratoszférában. A mérések gyors ütemű csökkenést jeleztek: míg 1955-ben 320 Dobson-egységet mértek, addig 1975-re ez 280-ra, majd 1995-ben 90-re süllyedt. Mivel az Antarktiszon kívül más régiókban nem mértek ózon koncentráció-csökkenést, ezért közel egy évtizedig mérési hibaként könyvelték el az eredményeket. Ám 1974-ben Paul Crutzen, F. Sherwood Rowland és Mario J. Molina kimutatta, hogy a csökkenés valóságos és globális jelenség, és okozói pedig az ember által a környezetbe juttatott vegyszerek. A felfedezésért a három tudóst megosztott Nobel-díjjal jutalmazták 1995-ben.

Az ózon - mivel igen könnyen lebomlik - könnyen lép reakcióba egyes molekulatöredékekkel. Az ilyen kémiai reakciók hatására alakult ki az ózonlyuk. Ezek az anyagok klórt és fluort tartalmazó szénvegyületek, úgynevezett fluorokarbonok, (CFC-k, vagy "kemény freonok", és HFC-k, vagy "lágy freonok") amelyek a sztratoszférába jutva az ultraibolya sugarak hatására elbomlanak, így felszabadulnak belőlük az ózonrétegre veszélyes részecskék, amelyek gyorsítják az ózon bomlását. Egyetlen felszabaduló klórmolekula 100 000 ózonmolekulát képes lebontani, ózonbontó teljesítménye -43 ^oC alatt éri el a maximumát. (Ez az oka annak, hogy az Antarktisz felett alakul ki legkönnyebben ózonlyuk, ahol a sztratoszféra átlagos hőmérséklete -62 ^oC.)

Az 1930-as években kifejlesztett CFC-k és a HCFC-k forradalmasították a hűtő- és klímatechnikai ipart. Az 1987-es Montreali Jegyzőkönyv kimondta ezek használatának betiltását. A gyártás leállításával a direkt kibocsátás gyakorlatilag megszűnt, ugyanakkor ezek a vegyszerek még számos régebbi hűtőszekrényben, tűzoltókészülékben, légkondicionáló rendszerben megtalálhatóak, amelyek tartalmukat a közeljövőben is a légkörbe fogják juttatni. A fő probléma azonban az, hogy ezeknek az anyagoknak (kémiai stabilitásuk következtében) nagyon hosszú (50-150 év) az átlagos légköri tartózkodási ideje, így a kibocsátás megszűntetése után is még hosszú évekig jelen lesznek a sztratoszférában, és roncsolják az ózont. Napjainkban a fejlődő országok váltak a legnagyobb CFC-kibocsátóvá, mivel azokban még nagy számban találhatók hagyományos készülékek. 2003-ban tőlük származott az összes ózonkárosító gáz közel fele, amely a légkörbe került.

Az 1980-as években tűzoltási rendszerekben használt bróm-trifluormetán és a bróm-klórfluormetán a CFC-knél 10-szer hatékonyabban bontja az ózont. Ráadásul nem csak ipari termékek károsíthatják az ózonréteget: az erdőtüzek alkalmával is ózoncsökkentő anyagok kerülnek a légkörbe.

Az 1990-es évek környezetvédelmi politikájának köszönhetően az ózonrétegben kedvező folyamatok indultak meg. Az Alabama Egyetem kutatócsoportja 2003 augusztusában arra az eredményre jutott, hogy az ózonpajzs külső részén (a sztratoszféra felső rétegeiben) jelentősen lassult az ózon lebomlásának sebessége. Földi és műholdas mérések adatait elemezték 20 évre visszamenőleg, és azt találták, hogy a korábbi, évtizedenkénti mintegy 8%-os ritkulás a legutóbbi évtizedre vetítve a felére, 4%-ra csökkent a felső rétegben. Ezek az adatok is alátámasztják a korábbi becsléseket, miszerint az évszázad közepére a felső légkörben az ózonréteg visszanyerheti a múlt század közepe előtti szintet, és ezzel párhuzamosan talán a sarkvidékek felett tapasztalható ózonlyuk is megszűnik.

A siker háttere

Az ózonkoncentrációt csökkentő kibocsátás-korlátozásáról szóló tárgyalások az 1980-as évek közepén kezdődtek el. 1985 márciusában a kormányok elfogadták az ózonréteg védelméről szóló Bécsi Egyezményt. 1987-ben Montrealban aláírták az ózonréteget csökkentő vegyi anyagok kibocsátásának visszaszorításáról szóló jegyzőkönyvet. (Ennek huszadik évfordulója alkalmából az ENSZ Környezetvédelmi Programja - az UNEP - 2007-et az Ózonréteg Nemzetközi Évének nyilvánította.) A Montreali Jegyzőkönyvet Londonban és Koppenhágában módosították, előrehozva a veszélyes vegyi anyagok termelésből való kivonásának határidejét. Kutatások azonban azt mutatták, hogy ezek az intézkedések nem elegendők, így 1997-ben elfogadták az ózoncsökkentő gázok teljes kivonását. Ennek köszönhetően a főbb ózoncsökkentő vegyi anyagok használata 80%-kal csökkent. (Elsőként Svédország tiltotta be az ózonréteget károsító aeroszol spray-k használatát 1978. január 23-án.)

Valóban eredményesek az ózonpajzs védelmére irányuló törekvések? Ha az ózonréteg jelenleg viszonylag jó állapotban van, miért olyan erős az UV-sugárzás, hogy ugyanolyan könnyen leégünk, mint amikor a felsőlégköri ózon koncentrációja vészesen alacsony volt? Egyebek között ezekre a kérdésekre is válaszol Tóth Zoltán, csillagász - meteorológus, az Országos Meteorológia Szolgálat munkatársa. Hallgassa meg az interjút!

Az ózonréteg csökkenésének következményei

Az UV-sugarak alsó légkörbe jutásával károsodhatnak a sejt működése szempontjából nélkülözhetetlen molekulák. Az erős UV-B sugárzás gyengíti az immunrendszert, csökkenti a fertőző - köztük a gombás - betegségekkel szembeni természetes védekezőképességet. Ma már egyértelmű, hogy hatására nő a bőrrákos betegek száma (az UNEP vizsgálatai szerint a sztratoszféra ózontartalmának tartósan 1%-os csökkenése a bőrrák előfordulási arányának 2%-os növekedését vonja maga után). A nagy mennyiségű UV-sugárzás hosszabb távú hatásai lassan és fájdalommentesen jelennek meg, és a látás romlásához vezetnek. Rövid- és hosszú távú roncsolódásokhoz vezethet a retinagyulladás, a rosszindulatú elváltozások, a különböző hályogok. A gyermekek és fiatalok e tekintetben különösen veszélyeztetettek, ezért a szülőknek ügyelni kell arra, hogy gyermekeik is viseljenek napszemüveget.

Az ózonkoncentráció csökkenése a növényi DNS-molekulák nagyfokú károsodását okozza, és általa csökken egyes haszonnövények terméshozama. Az ózonlyuk a tengeri élővilágot is komolyan veszélyezteti. Az erős UV-B sugárzás ugyanis hatással van a tengeri tápláléklánc alapját képező planktonok és a puhatestűek fejlődésére, illetve szaporodására, és így áttételesen a tenger összes élőlényére, de leginkább a planktonnal táplálkozó fajokra. A planktonpopulációk csökkenésével pedig a tengerek kevesebb szén-dioxidot tudnak megkötni, ami gyorsítja globális felmelegedést.