Озон: полезный вверху, вредный внизу
У всех на слуху проблема озоновых дыр, которые лишают нас защиты от опасного избыточного ультрафиолета Солнца. Восприятие этой проблемы со временем несколько притупилось, но на ее фоне совсем невинной выглядит влияние на наше здоровье другого озона, в приземном воздухе, которым мы дышим. Все обращают внимание на дым, выбросы промышленных загрязнений в атмосферу, выхлоп автомобилей, но мало кто знает, что приземный озон оказывает не менее вредное воздействие. Конечно, сразу нужно отметить, что повышенный уровень приземного озона бывает лишь в определенных условиях, а именно, жарким летом, и в определенных местах, а именно, в стокилометровой зоне за пределами крупных городов, в той "дачной" зоне, где многие пытаются спастись от смога города.
Осознание опасности приземного озона, условий его возникновения и путей защиты давно стало предметом заботы общественности и правительств промышленно развитых стран
. Резкий рост числа автомобилей в Москве и других городах уже привел, как будет показано ниже, к превышению допустимых концентраций приземного озона в 2-3 раза.Что же такое озон?
Озон – это газообразное (в обычных условиях) вещество, молекула которого состоит из трех атомов кислорода. В непосредственном контакте выступает как сильный окислитель.
Как озон может быть полезным или вредным.
Озон существует в двух слоях атмосферы. Слой, ближайший к земной поверхности, называется тропосферой. Здесь приземный ("плохой") озон является загрязнителем, которой вреден для дыхания и который повреждает посевы, деревья и другую растительность. Это один из главных компонентов городского смога. Тропосфера в целом простирается до высоты около 10 километров, а выше начинается другой слой, стратосфера. Стратосферный ("хороший") озон простирается от 10 до 50 километров над поверхностью Земли и защищает жизнь на Земле от губительного ультрафиолетового (УФ) излучения Солнца.
Что происходит с "хорошим" озоновым слоем?
Озон в стратосфере возникает естественным образом под воздействием того же УФ излучения Солнца. Но этот "хороший" озон постепенно разрушается в результате человеческой производственной деятельности, когда в атмосферу выпускаются вещества, разрушающие озон, а именно, хлорфторуглероды, гидрохлорфторуглероды, галоны, бромистый метил, четыреххлористый углерод и метилхлороформ. Эти вещества применялись и сейчас еще применяются в холодильниках, пенообразователях, огнетушителях, растворителях, пестицидах и аэрозольных распылителях. Выпущенные в атмосферу, эти вещества разрушаются очень медленно, иногда годами, и постепенно из тропосферы переходят в стратосферу. Там они разрушаются интенсивными УФ лучами с высвобождением молекул хлора и брома, которые в свою очередь разрушают "хороший" озон. Подсчитано, что один атом хлора может разрушить миллион молекул озона.
Даже если мы уменьшим или прекратим использование этих озоноразрушающих веществ, те, что уже выпущены в прошлом, по-прежнему будут воздействовать на защитный озоновый слой. Исследования показывают, что истощение озонового слоя уменьшается во всем мире за счет принимаемых мер. Однако, озоновые "дыры" продолжают наблюдаться со спутников, особенно в приполярных областях.
Как влияет уменьшение "хорошего" озона на здоровье людей и окружающую среду?
Разрушение озонового слоя приводит к увеличению потока УФ излучения на земную поверхность, что ведет к учащению случаев рака кожи, катаракты и ослабления иммунитета. Избыточное облучение ультрафиолетом ведет к увеличению случаев меланомы, наиболее опасного вида рака кожи. С 1990 года риск развития меланомы более чем удвоился.
УФ излучение может также повреждать чувствительные к нему посевы, такие как соя, и снизить урожаи. Ряд исследователей показывают, что морской фитопланктон, который является основой пищевых цепей в океане, уже находится в состоянии стресса под воздействием УФ излучения. Это может привести к негативным последствиям для питания людей океанической пищей.
Что делается по поводу истощения озонового слоя?
180 стран признали угрозы, связанные с истощением озонового слоя, и в 1987 году разработали соглашение, называемое Монреальским протоколом, по ограничению производства и использования озоноразрушающих веществ. В частности, в США Агентство по охране окружающей среды (EPA) выработало положения, регулирующие использование таких веществ. На все товары, содержащие хлорфторуглероды, должны наноситься предупреждающие надписи, а необоснованное использование озоноразрушающих соединений запрещено. Запрещен выпуск в воздух охладителей из кондиционеров и холодильников. Разработаны меры по замене озоноразрушающих веществ менее опасными. Если все страны остановят производство таких веществ, озоновый слой может полностью восстановиться к 2050 году.
Откуда берется "вредный" озон?
Приземный ("вредный") озон не выпускается непосредственно в воздух, а возникает в результате химических реакций между окислами азота (NOx) и летучими органическими соединениями (ЛОС) в присутствии солнечного излучения. Выбросы промышленных предприятий и тепловых электростанций, выхлоп автотранспорта, бензиновые пары и химические растворители являются основными источниками NOx и ЛОС.
На уровне земной поверхности озон является вредоносным загрязнителем. Загрязнение озоном представляет угрозу во время летних месяцев, поскольку интенсивное солнечное излучение и жаркая погода способствуют образованию вредоносных концентраций озона в воздухе, которым мы дышим. Многие городские и пригородные районы в промышленно развитых странах имеют высокие уровни "вредного" озона. Однако и многие сельские районы также подвержены воздействию высоких уровней озона, так как ветры переносят загрязнения на сотни километров от их источников.
Как "вредный" озон действует на здоровье человека и окружающую среду?
Вдыхание озона может вызвать целый ряд проблем со здоровьем, включая боль в груди, кашель, раздражение в горле, покраснение тела. Оно может ухудшить состояние больных бронхитом, эмфиземой и астмой. "Вредный" озон может ухудшить работу легких и привести к их воспалению. Неоднократное нахождение в среде с повышенным содержанием озона может вызвать образование рубцов в легких.
Здоровые люди также испытывают затруднения в дыхании при загрязнении воздуха озоном. Поскольку озон образуется в жаркую погоду, те, кто в это время находится на открытом воздухе летом, могут повредить своему здоровью, в частности дети, рабочие вне помещений и люди, занимающиеся физкультурой. Например, миллионы американцев живут в местностях, где превышены допустимые нормы содержания озона в воздухе. То же можно сказать и о россиянах, хотя, к сожалению, такие измерения проводятся в России лишь эпизодически.
Приземный озон повреждает также растительность и экосистемы. Это приводит к ухудшению выживаемости саженцев деревьев, повышенной восприимчивости растений к болезням, росту числа вредителей и другим стрессам, таким как плохая погода. В США, где хорошо считают деньги, приземный озон ответственен за потери урожаев до 500 миллионов долларов в год. У нас это никто не считает. Приземный озон повреждает листву деревьев и других растений, ухудшая ландшафты, леса, парки и места отдыха.
Что можно сделать, чтобы уменьшить "вредный" озон?
В США и Западной Европе, где общество внимательно относится к экологическим проблемам, разработаны детальные нормы на содержание озона в воздухе, которым дышат люди. Природоохранные организации, правительства и местные власти городов разработали целый ряд многосторонних программ, чтобы добиваться выполнения этих нормативов. В основном, это направлено на сокращение выбросов в воздух NOx и ЛОС от автомобилей, промышленных предприятий и электростанций. Программы также нацелены на снижение загрязнений путем изменения состава горючего и потребительско-промышленных товаров, таких как краски и химические растворители, содержащие ЛОС. Общественные программы поощряют рациональное использование автотранспорта, такое как объединение сотрудников для поездки на работу в одном автомобиле, чтобы уменьшить вредные выбросы.
Как уберечься от вредного действия приземного озона?
При наличии данных об уровне озона возможно составить индивидуальную программу поведения для уменьшения ущерба для здоровья. В отсутствие таких данных можно опираться лишь на индивидуальные ощущения.
В летнее время, в периоды, когда стоит жаркая солнечная погода с невысокой интенсивностью ветра надлежит ограничить пребывание на открытом воздухе в период с 13 до 18 часов. Особенно жесткие ограничения касаются детей, пожилых людей, людей с легочными заболеваниями и чувствительных к озону. Надлежит избегать занятий физическими упражнениями и интенсивным физическим трудом в указанное время дня на открытом воздухе.
В пригородной зоне следует учитывать направление ветра, принимая меры предосторожности при ветре со стороны города.
(По материалам Агентства по охране окружающей среды США –
US EPA – Environment Protection Agency, http://www.epa.gov )