Dlaczego ozon jest niebezpieczny?

Encyklopedia Klimatologiczna ESPERE. Skrót od angielskich słów:
ENVIRONMENTAL SCIENCE PUBLISHED FOR EVERYBODY ROUND THE EARTH
ENCYKLOPEDIA ESPERE - menu główne (rozwiń)
Dział: Troposfera. Poziom zaawansowany.
dział TROPOSFERA: ZAAWANSOWANE - menu (rozwiń)

Na stronie Encyklopedii poświęconej stratosferze można się dowiedzieć, że ozon jest bardzo ważny, ponieważ chroni nas przed szkodliwym działaniem promieni ultrafioletowych. Zarazem jednak ozon jest bardzo niepożądany w przygruntowej warstwie powietrza, w której my przebywamy. Na czym polega szkodliwe działanie ozonu?

Potrzebny, ale w małych ilościach

Nie jest prawdą, że w ogóle nie chcemy ozonu w naszym otoczeniu. Dowiedzieliśmy się w części 1 "Utlenianie w atmosferze" że pewna ilość ozonu jest potrzebna, by powstał OH. Bez OH powietrze nie mogłoby się oczyszczać. Jednakże, gdy stężenie ozonu nadmiernie rośnie, gaz ten staje się szkodliwy dla naszego zdrowia oraz uszkadza rośliny. Czasami ozon jest nawet wykorzystywany do neutralizowania bakterii w basenach pływackich. Co sprawia, że ozon jest tak agresywny?

1. OH powstanie tylko wtedy, gdy w powietrzu znajdzie się niewielka ilość ozonu.
Autor: Elmar Uherek

Ozon atakuje nasz układ oddechowy

Węgiel C i wodór H są wszechobecne w żywych organizmach, takich jak rośliny, zwierzęta, oraz ciało człowieka. Oprócz C i H w związkach organicznych może także znajdować się tlen O, azot N, siarka S i fosfor P, ale i tak węglowodory pozostają ich podstawowym składnikiem. Węglowodory zawierają pojedyncze wiązania C - C, które są bardzo silne, oraz podwójne wiązania C=C, które są łatwiejsze do zaatakowania. Te właśnie wiązania są szczególnie interesujące dla ozonu. Znajdujemy je wszędzie: w nienasyconych kwasach tłuszczowych, hemoglobinie, białkach i wielu innych biocząsteczkach, a także na powierzchni pęcherzyków płucnych i na błonie śluzowej.

2. Nie wszystkie kwasy tłuszczowe mają podwójne wiązania. Niektóre są nasycone (a), ale wiele z nich to kwasy tłuszczowe nienasycone, które mają podwójne wiązanie C=C (b).
Źródło: NTRC, Univ. Teksas Kingsville

Inne dwa główne utleniacze, OH i NO3, są bardzo nietrwałe i reagują natychmiast po tym jak zostają utworzone. Ozon jednakże wędruje głębiej, aż do płuc. Każdego dnia 20 000 litrów powietrza przechodzi przez malutkie pęcherzyki płucne, które mają całkowitą powierzchnię 80-100 m2. Ozon może przez nie przenikać i wchodzić w reakcje chemiczne.

Ozon rozbija podwójne wiązania

Ozon reaguje np. z kwasami tłuszczowymi w płucach w taki sam sposób jak w powietrzu. Przyłącza się do podwójnego wiązania, rozbija je, w wyniku czego powstają agresywne rodniki co prowadzi do dalszego utleniania. W konsekwencji powstaje zapalenie płuc, które jest niebezpieczne nie tylko dla osób chorych, np. astmatyków, ale też dla ludzi zdrowych. Symptomem ostrzegawczym jest zmniejszona wydajność oddechowa płuc i płytki oddech, zwłaszcza w czasie wysiłku. Nigdy nie należy uprawiać sportów albo ciężko pracować fizycznie, jeśli poziom ozonu w powietrzu jest wysoki!

3. Pęcherzyki w naszych płucach są atakowane przez ozon.
© emphysem-info

4. Reakcja ozonu z podwójnymi wiązaniami (ozonoliza) doprowadza do pękania tych wiązań.
Schemat: Inst. for chemical education - Univ. of Duisburg.

Ozon nie tylko rozbija podwójne wiązania w naszych płucach, ale także atakuje podwójne wiązania terpen, czyli zapachowych biocząsteczek w lesie i wielu innych cząsteczek w powietrzu. Gdy liście będą narażone na działanie wysokiego stężenia ozonu, zostaną one uszkodzone. Przy bardzo wysokim stężeniu może nawet wystąpić rozbicie podwójnych wiązań w gumie balonu, w wyniku czego balon pęknie.

5. a + b(poniżej) Także guma ma podwójne wiązania. Jeśli wystawimy ją na działanie strumienia powietrza bogatego w ozon...

... stanie się ona coraz cieńsza, aż w końcu balon pęknie.
Eksperyment: Inst. for chemical education - Univ. of Duisburg

Zajrzyj także na te strony!

Podstawowe informacje o ozonie i jego szkodliwym wpływie na liście znajdziesz w:
Troposfera - Poziom podstawowy - Rozdział 3 - Ozon w troposferze

O tej stronie:

Autor: dr Elmar Uherek - Max Planck Institute for Chemistry, Moguncja, Niemcy
Recenzent: dr Rolf Sander - Max Planck Institute for Chemistry, Moguncja, Niemcy, 2004-05-18
Ostatnia aktualizacja: 2004-05-18
Tłumaczenie na język polski: mgr Jerzy Bojan, Zespół Szkół, Proszowice; dr Anita Bokwa, Uniwersytet Jagielloński, Kraków

Ostatnia modyfikacja: czwartek, 21 czerwiec 2018, 14:51