«Συνέδριο για το Όζον»

Transcript

1 Εκπαιδευτικό υλικό στα πλαίσια του Ευρωπαϊκού Προγράμματος Chain Reaction: Α sustainable approach to inquiry based Science Education «Συνέδριο για το Όζον» Μετάφραση-επιμέλεια: Μαρία Φουσκάκη Κάλλια Κατσαμποξάκη-Hodgetts Εργαστήριο Αναλυτικής Χημείας Τμήμα Χημείας Παν/μιο Κρήτης Ηράκλειο 2014

2 Σημειώσεις Καθηγητή Συνέδριο για το Όζον Ερευνητικός φάκελος μαθητή ΚΑΛΥΨΗ ΎΛΗΣ ΕΙΔΙΚΟ ΓΝΩΣΤΙΚΟ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ & ΚΑΤΑΝΟΗΣΗ Ο σχηματισμός του οξυγόνου κατά τη δημιουργία της ατμόσφαιρας της Γης είχε ως αποτέλεσμα την ανάπτυξη ενός στρώματος όζοντος. Αυτό το στρώμα όζοντος φιλτράρει την επιβλαβή υπεριώδη ηλιακή ακτινοβολία επιτρέποντας την ανάπτυξη νέων ζωντανών οργανισμών. Οι υψηλές θερμοκρασίες που παράγονται κατά την καύση καυσίμων μπορεί να προκαλέσουν χημική αντίδραση μεταξύ αζώτου και οξυγόνου του αέρα, σχηματίζοντας οξείδια του αζώτου. Τα οξείδια του αζώτου μπορεί να προκαλέσουν άμεση βλάβη σε φυτά και ζώα. Η υπεριώδης ακτινοβολία μπορεί να διέλθει διαμέσου του δέρματος σε βαθύτερη στιβάδα της επιδερμίδας και του ανθρώπινου ιστού. Οι υψηλές δόσεις υπεριώδους ακτινοβολίας μπορεί να προκαλέσουν τη μετατροπή των φυσιολογικών κύτταρων σε καρκινικά. Με την κατάλληλη πληροφόρηση θα πρέπει να είστε σε θέση να χρησιμοποιήσετε την επιστημονική σας γνώση για να αξιολογήσετε αποδεικτικά στοιχεία και να κρίνετε αντικειμενικά μερικά από τα σημαντικότερα περιβαλλοντικά ζητήματα που αντιμετωπίζει η κοινωνία μας. Εισαγωγή: Σε αυτή την ερευνητική εργασία οι μαθητές παρακολουθούν ένα συνέδριο σχετικά με τις αιτίες, τη ρύθμιση και τις συνέπειες του σχηματισμού όζοντος στην τροπόσφαιρα και της εξάντλησης του στρώματος του όζοντος στη στρατόσφαιρα. Η πρώτη ενότητα αφορά στο όζον στο κατώτερο στρώμα της ατμόσφαιρας, όπου οι σύνεδροι χωρισμένοι σε ομάδες παρουσιάζουν και αναλύουν 3 ερευνητικές δημοσιεύσεις και στη συνέχεια υποβάλουν έκθεση σε όλες τις ομάδες στην τάξη. Η δεύτερη ενότητα αφορά στη στιβάδα του όζοντος, επαναλαμβάνοντας την ίδια δομή παρουσίασης, συζήτησης και ανάλυσης με την πρώτη ενότητα. Οι πληροφορίες παρέχονται για να επιτρέπουν στους μαθητές να συλλέγουν δεδομένα από τους σταθμούς παρακολούθησης του όζοντος, χρησιμοποιώντας σχετικές ιστοσελίδες της Γενικής Διεύθυνσης Περιβάλλοντος ή άλλων Ερευνητικών κέντρων. Εναλλακτικά, μπορείτε να δίνετε πίνακες με τα στοιχεία αυτά στους μαθητές ώστε να κάνουν γραφήματα με τις διακυμάνσεις των επιπέδων του όζοντος. Γενικά όμως οι δραστηριότητες διαχείρισης των δεδομένων είναι προαιρετική. Το υλικό βασίζεται κυρίως σε έρευνα που διεξάγεται από το Εργαστήριο Περιβαλλοντικών Χημικών Διεργασιών (Ε.ΠΕ.ΧΗ.ΔΙ.) του Τμήματος Χημείας του Παν/μίου Κρήτης. Το εργαστήριο πραγματοποιεί επιστημονικές έρευνες σε περιβαλλοντικά θέματα σχετικά με την Ατμοσφαιρική Χημεία, την Οικοτοξικολογία, την Περιβαλλοντική Γεωχημεία, την Ωκεανογραφική Χημεία, τους βιογεωχημικούς κύκλους, τις Κλιματολογικές Αλλαγές, την Υδατική Χημεία. Έρευνα διεξάγεται επίσης και σε άλλα πανεπιστημιακά ιδρύματα σε όλη τη χώρα όπως το Πανεπιστήμιο Πατρών αλλά και σε άλλους φορείς όπως το Υπουργείο Περιβάλλοντος, Ενέργειας και Κλιματικής Αλλαγής,

3 Συνέχεια Σημειώσεων Καθηγητή από τους οποίους επίσης έχουν χρησιμοποιηθεί πηγές. Οι πηγές-άρθρα που ακολουθούν αναφέρονται στο σχηματισμό του τροποσφαιρικού όζοντος και στη συνεισφορά του στο φαινόμενο του θερμοκηπίου. Ταυτόχρονα εξετάζεται ο ρόλος των οξειδίων του αζώτου (ΝΟ x) και η σημασία της μείωσης των εκπομπών τους. Στην δεύτερη ομάδα άρθρων γίνεται αναφορά στην ελάττωση της στιβάδας του όζοντος, εξετάζοντας παράλληλα και τη χρήση των φιλικών προς το όζον τρόπων αντικατάστασης των χλωροφθορανθράκων (CFCs) και των αλκυλαλογονιδίων που βρίσκονται για παράδειγμα στα ψυκτικά μέσα. Προηγούμενη γνώση Πριν ξεκινήσετε αυτή την ερευνητική εργασία οι μαθητές σας θα πρέπει να έχουν κάποια γνώση των χημικών δεσμών και των αντιδράσεων οξείδωσης. Επίσης, θα ήταν χρήσιμο να μπορούν να ισοσταθμίσουν απλές χημικές εξισώσεις και να γνωρίζουν το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα και την περιοχή που δείχνει την υπεριώδη ακτινοβολία και το ορατό φως μέσα σε αυτό. Εφαρμογή Οι μαθητές μπορούν να εργαστούν σε πολλές ομάδες κατά τη διάρκεια της ερευνητικής εργασίας. Προτείνουμε το εξής: Προετοιμασία & ευαισθητοποίηση - με όλη την τάξη και καθοδήγηση από τον/την καθηγητή/τρια Προετοιμασία περιλήψεων σε ομάδες των τριών τεσσάρων ή πέντε ατόμων Πρώτο μέρος δημοσιεύσεων - με όλη την τάξη, ο/η καθηγητής/τρια κάνει εισαγωγή στο θέμα, ομάδες των 3 ή 4 προετοιμάζουν περιλήψεις των δημοσιεύσεων, και τις παρουσιάζουν στην υπόλοιπη τάξη, οι υπόλοιποι μαθητές κρατούν σημειώσεις. Δημιουργία Ομάδων συζήτησης ομάδες 3-4 ατόμων (που δεν οι ίδιες ομάδες με εκείνες που προετοιμάζουν τις περιλήψεις των δημοσιεύσεων) Παρουσιάσεις σε όλη την τάξη- ο/η καθηγητής/τρια συνοψίζει Επεξεργασία Δεδομένων ατομικά ή σε μικρές ομάδες Δεύτερο μέρος δημοσιεύσεων - Με όλη την τάξη, ο/η καθηγητής/τρια κάνει εισαγωγή στο θέμα, ομάδες των 3 ή 4 προετοιμάζουν περιλήψεις των δημοσιεύσεων και τις παρουσιάζουν στην υπόλοιπη τάξη, οι υπόλοιποι μαθητές κρατούν σημειώσεις Δημιουργία νέων ομάδων συζήτησης ομάδες 3-4 ατόμων (διαφορετικές από τις παραπάνω και που να μην είναι οι ίδιες με τις ομάδες που προετοίμασαν τις περιλήψεις των πρώτων δημοσιεύσεων). Με όλη την τάξη, ο καθηγητής συνοψίζει Παρουσιάσεις σε όλη την τάξη- ο/η καθηγητής/τρια συνοψίζει Επεξεργασία Δεδομένων ατομικά ή σε μικρές ομάδες Συγγραφή σύνταξη αναφοράς συνεδρίου - ατομικά ή σε μικρές ομάδες Σημειώστε: Μπορείτε να ακολουθήσετε εναλλακτικές στρατηγικές αν προτιμάτε. Για παράδειγμα, για το πρώτο μέρος, όλη η τάξη μπορεί να χωριστεί σε ομάδες και κάθε μία υποομάδα να επεξεργάζεται μία από τις πρώτες τρεις δημοσιεύσεις (Άρθρα 1, 2 ή 3). Στη συνέχεια θα μπορούσε να ακολουθήσει συζήτηση. Θα μπορούσατε να ακολουθήσετε μια παρόμοια προσέγγιση με τα Άρθρα Α, Β, και Γ. Χρονική Διάρκεια Αυτή η ερευνητική εργασία αναμένεται να έχει διάρκεια περίπου 4 μηνών. Η γραπτή έκθεσηαναφορά συνεδρίου μπορεί να οριστεί και ως εργασία για το σπίτι. Δραστηριότητες Ο/Η εκπαιδευτικός θα πρέπει να παραδώσει τους μαθητές το Φύλλο Δραστηριοτήτων του Μαθητή, το οποίο τους παρέχει μια περίληψη του τι θα πρέπει να παράγουν σε αυτή την εργασία. Το φύλλο δραστηριοτήτων του μαθητή μπορεί επίσης να λειτουργήσει ως μια λίστα ελέγχου για τους ίδιους τους μαθητές ώστε να παρακολουθούν τους δική τους πρόοδο. Ο/Η εκπαιδευτικός προετοιμάζει το έδαφος λέγοντας στους μαθητές ότι θα πρέπει να παρουσιάσουν δημοσιεύσεις ερευνών στη «Διάσκεψη για το όζον». Πρώτα, όμως θα πρέπει να διαβάσουν προσεκτικά τις δημοσιεύσεις «τους» και στη συνέχεια, να κρατήσουν συνοπτικές σημειώσεις για την παρουσίαση που θα κάνουν. Αυτές πρέπει να είναι ακριβείς και αξιόπιστες έτσι ώστε οι άλλοι μαθητές-σύνεδροι να είναι σε θέση να κατανοήσουν τις πληροφορίες και να συμβάλουν με τα σχόλιά τους στις συζητήσεις που θα ακολουθήσουν. Προετοιμασία περιλήψεων των εισηγήσεων Υπάρχουν έξι ερευνητικές δημοσιεύσεις που θα πρέπει να παρουσιαστούν στο συνέδριο. Προτείνουμε η τάξη να χωριστεί σε έξι ομάδες με μία ομάδα ανά δημοσίευση, και να παρουσιάσει περίληψη της δημοσίευσης που αντιστοιχεί σε κάθε ομάδα όσο πιο συνοπτικά γίνεται. Αυτή η διαδικασία απαιτεί τη συγγραφή σύνταξη ενός είδους περίληψης για την κάθε δημοσίευση. Η περίληψη πρέπει να γραφτεί σε ένα πόστερ (αφίσα ή διαφάνειες) για κάθε τμήμα της έρευνας. Εννοείται ότι αυτές οι περιλήψεις θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν από την υπόλοιπη τάξη ως σημειώσεις. Κάθε ομάδα πρέπει να επιλέξει ποιος θα παρουσιάσει τη δημοσίευση σε κάθε στάδιο. Ο/Η εκπρόσωπος της κάθε ομάδας έχει την

4 Συνέχεια Σημειώσεων Καθηγητή επιλογή να διαβάσει τη δημοσίευση, ή να παρουσιάσει τη δική του / της εκδοχή. Σε κάθε περίπτωση, ο/η ομιλητής/τρια θα πρέπει να κάνει πρόβες εκ των προτέρων, ίσως μπροστά στην ομάδα του πρώτα, για να βελτιώσει τον τρόπο επικοινωνίας του/της. Κάθε ομάδα ως σύνολο θα πρέπει να προετοιμάσει τις εικόνες, τα σχεδιαγράμματα ή γραφήματα που θα χρησιμοποιηθούν στην ομιλία, είτε σε χαρτί μεγάλου μεγέθους ή προβάλλοντας διαφάνειες. Αυτά θα μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιηθούν και ως περιλήψεις για την αφίσα. Πρώτη Ενότητα Το πρώτο κομμάτι της έρευνας αφορά στο τροποσφαιρικό όζον. Το άρθρο «Εισαγωγή στην 1η ενότητα» είναι μια γενική εισαγωγή στο θέμα, επισημαίνοντας ότι το τροποσφαιρικό όζον είναι επιβλαβές για εμάς, αλλά το στρώμα του όζοντος στην στρατόσφαιρα μας προστατεύει από την έντονη υπεριώδη ακτινοβολία. Το άρθρο αυτό προορίζεται για τον/την καθηγητή/τρια, ο οποίος θα πρέπει να παραδώσει ή να συνοψίσει το περιεχόμενό του στην αρχή της συζήτησης. Τα τρία άρθρα που θα παρουσιάσουν οι εκλεγμένοι μαθητές-εκπρόσωποι είναι: 1. Ο σχηματισμός του όζοντος στην τροπόσφαιρα 2. Παρακολούθηση των επίπεδων του όζοντος στην περιοχή της Ανατολικής Μεσόγειου. 3. Επιπτώσεις του όζοντος στον άνθρωπο, τη βλάστηση και τα υλικά Η υπόλοιπη τάξη θα πρέπει να κρατά σημειώσεις ή να αντιγράψει τις περιλήψεις κατά τη διάρκεια των παρουσιάσεων της κάθε ομάδας. Οι περιλήψεις θα πρέπει να είναι επίσης διαθέσιμες, ενδεχομένως ως αφίσες, για διαβούλευση κατά τη διάρκεια της συζήτησης ή και αργότερα π.χ. σε μαθητικό ιστολόγιο. Η τάξη χωρίζεται σε ομάδες για να συζητήσει το περιεχόμενο των άρθρων και να κάνει συστάσεις για περαιτέρω δράσεις με σκοπό τη μείωση των επίπεδων του όζοντος. Αυτό θα πρέπει να διαρκέσει περίπου 2 ώρες. Στη συνέχεια όλη η τάξη ανασυγκροτείται και κάθε ομάδα αναφέρει τις προτάσεις που διατυπώθηκαν κατά τη συζήτηση ενώ ο καθηγητής τα συνοψίζει στον πίνακα ή με προβολέα διαφανειών. Προτείνουμε να αναρτηθούν οι προτάσεις αυτές σε μαθητικό ιστολόγιο ώστε να είναι προσβάσιμες σε όλους. * ΣΗΜΕΙΩΣΗ: το πρώτο άρθρο απλοποιεί το ρόλο των NOx αερίων κατά το σχηματισμό του όζοντος. Τα οξείδια του αζώτου (ΝΟ) στην πραγματικότητα μετατρέπουν το όζον σε οξυγόνο, O 2. Η αντίδραση είναι: Η επίδρασή τους επισκιάζεται από εκείνη του ΝΟ 2, και κατά συνέπεια δεν αναφέρονται, ώστε να αποφευχθεί αδικαιολόγητη σύγχυση. Δεύτερη Ενότητα Η μορφή είναι παρόμοια με εκείνη στην πρώτη ενότητα. Το άρθρο «Εισαγωγή στη 2η ενότητα» παρέχει μια σύντομη επεξήγηση του τρόπου με τον οποίο η υπεριώδης ακτινοβολία προκαλεί το σχηματισμό του όζοντος. Στην πραγματικότητα, το ελεύθερο οξυγόνο θα αντιδράσει με τα μόρια του οξυγόνου μόνο εάν είναι άλλα μόρια παρόντα για να απορροφήσουν την κινητική ενέργεια που μεταφέρεται κατά την αντίδραση. Αυτά τα άλλα μόρια είναι συνήθως Ν 2, αλλά μπορεί να είναι και άλλα. Αυτό το άρθρο προορίζεται για τον καθηγητή για να προετοιμάσει και να εισάγει τους μαθητές στο θέμα. Τα τρία άρθρα που θα παρουσιάσουν οι μαθητέςεκπρόσωποι είναι: Α. Παρακολούθηση της καταστροφής και εξάντλησης της στιβάδας του όζοντος Β. Οι αιτίες της καταστροφής της στιβάδας του όζοντος Γ. Οι συνέπειες της καταστροφής της στιβάδας του όζοντος Η ενότητα προχωρά με τις συζητήσεις της κάθε ομάδας, τη συζήτηση με όλη την τάξη και την τελική συνοπτική παρουσίαση, από τον/την καθηγητή/τρια, όπως πριν. Η συζήτηση της ομάδας μετά την παρουσίαση των άρθρων θα πρέπει να επικεντρωθεί στα μέτρα που πρέπει να ληφθούν για να αποτραπεί η περαιτέρω εξάντληση της στιβάδας του όζοντος. Και στις δύο ενότητες, οι μαθητές θα πρέπει να γνωρίζουν ότι όλες οι προτάσεις που κάνουν έχουν οικονομικά και κοινωνικά κριτήρια και συνέπειες. Οι εναλλακτικές λύσεις των χλωροφθορανθράκων (CFCs) είτε κοστίζουν πολύ ακριβά είτε δεν είναι διαθέσιμες. Εάν οι μαθητές αποφασίσουν ότι η δραστική μείωση της κυκλοφορίας ιδιωτικών οχημάτων θα επιφέρει σημαντική μείωση στο τροποσφαιρικό όζον στις πόλεις καθιστώντας τη ως την καλύτερη λύση, τότε θα πρέπει να προτείνουν και αντίστοιχα μέτρα περισσότερων μέσων μαζικής μεταφοράς. Οι μαθητές θα πρέπει να γνωρίζουν ότι θα υπάρξει αντίδραση και θα ασκηθεί πίεση από άλλες κοινωνικές ή πολιτικές ομάδες, με διαφορετικά συμφέροντα, και ότι θα υπάρχουν σοβαρές οικονομικές συνέπειες για τη βιομηχανία πετρελαίου, τη βιομηχανία αυτοκινήτων, κλπ., με απώλεια θέσεων εργασίας. NO + O 3 NO 2 + O 2

5 Συνέχεια Σημειώσεων Καθηγητή Χρησιμοποιώντας πληροφορίες σχετικά με τα επίπεδα του όζοντος. Στο τέλος της κάθε συζήτησης, είναι διαθέσιμες προαιρετικές ασκήσεις για την περαιτέρω επεξεργασία των δεδομένων. Οι μαθητές μπορούν να μάθουν σχετικά με τα επίπεδα του τροποσφαιρικού όζοντος, χρησιμοποιώντας τη σελίδα όπου παρέχονται πληροφορίες σχετικά και με άλλους ρύπους στην ατμόσφαιρα, καθώς και το όζον σε όλη την Ευρώπη. Αυτή η ιστοσελίδα περιέχει στα αρχεία της πολλούς σταθμούς παρακολούθησης ποιότητας του αέρα στην Ευρώπη και δεδομένα για το όζον από τους σταθμούς αυτούς. Οι μαθητές θα μπορούν να έχουν πρόσβαση στα δεδομένα σχετικά με τα επίπεδα του όζοντος. Με τη χρήση ενός υπολογιστικού φύλλου μπορούν να φτιάξουν πίνακες και γραφικές παραστάσεις, λόγου χάριν, με τις διακυμάνσεις του επιπέδου του όζοντος σε μία ημέρα, μία εβδομάδα, ένα μήνα, ένα χρόνο, κλπ. Οι πληροφορίες που συγκεντρώνονται με τον τρόπο αυτό θα μπορούσαν να αποτελέσουν μέρος της γραπτής αναφοράς σχετικά με αυτό το θέμα. Αυτή η ιστοσελίδα περιέχει ένα μεγάλο αριθμό πληροφοριών σχετικά με την παρακολούθηση της ποιότητας του αέρα και σας προτείνουμε να την ερευνήσετε. Για παράδειγμα οι μαθητές μπορούν να χρησιμοποιήσουν τα στοιχεία που παρέχονται σε αυτή την ιστοσελίδα σχετικά με τα επίπεδα του όζοντος από την παρακολούθηση σε δύο σταθμούς το 2011 (παρατίθενται στο Παράρτημα 1, μόνο ηλεκτρονικά), για να παράγουν γραφήματα για να συγκρίνουν τα επίπεδα σε αυτές τις δύο περιοχές: στην Αλίαρτο, Βοιωτίας (GR01) και στη Φινοκαλιά, Λασιθίου (GR02). O σταθμός στην Αλίαρτο χαρακτηρίζεται ως σταθμός υποβάθρου, έχει συντεταγμένες 38 ο 22' N γεωγραφικό πλάτος και 23 ο 5 E γεωγραφικό μήκος και βρίσκεται σε υψόμετρο 110m. Ο σταθμός της Φινοκαλιάς βρίσκεται σε υψόμετρο 250 μέτρων από την επιφάνεια της θάλασσας και η ακριβής του θέση είναι 35 20'N γεωγραφικό πλάτος και 25 40'E γεωγραφικό μήκος. Το Ηράκλειο αποτελεί το πλησιέστερο αστικό κέντρο και βρίσκεται σε απόσταση 70 km από τον σταθμό, ενώ σε μια έκταση 15 km γύρω από τον σταθμό δεν σημειώνονται σημαντικές ανθρωπογενείς δραστηριότητες. Οι μαθητές θα παρατηρήσουν ότι τα στοιχεία από τη Φινοκαλιά δείχνουν σημαντικά υψηλότερα επίπεδα όζοντος από τον αστικό χώρο, και θα μπορούσαν να φτιάξουν συγκριτικούς πίνακες με τις συγκεντρώσεις του όζοντος την ίδια ημέρα για τις δύο περιοχές, ή να εξετάσουν τις συγκεντρώσεις όζοντος σε μία συγκεκριμένη ώρα της ημέρας για ένα μήνα. Οι δοκιμαστικές ταινίες για το όζον αποτελούν μέρος μίας συσκευής μέτρησης της ατμοσφαιρικής ρύπανσης και είναι διαθέσιμες από την Philip Harris, και μπορούν να αγοραστούν ξεχωριστά. Παίρνουν μπλε απόχρωση όταν εντοπίσουν το όζον μέσα σε λίγα λεπτά. Οι ταινίες αυτές δεν δίνουν ενδείξεις της συγκέντρωσης του όζοντος, αλλά η ταχύτητα με την οποία γίνονται μπλε θα μπορούσε να παρέχει μια γενική ιδέα για το αν υπάρχουν υψηλές ή χαμηλές συγκεντρώσεις όζοντος στον αέρα. Επίσης, ενδιαφέρον μπορεί να είναι το άρθρο που γράφτηκε στο PRISM No.1 από τους μαθητές ενός σχολείου στο Oxfordshire (Παράρτημα 2), που έχουν χρησιμοποιήσει μία συσκευή που αναπτύχθηκε από τον καθηγητή τους για την παρακολούθηση των εκπομπών NOx. Η επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας στα φυτά μπορεί να μελετηθεί χρησιμοποιώντας χόρτο σίκαλης. Οι δύο παρτίδες της χλόης σίκαλης καλλιεργούνται από το σπόρο, μία παρτίδα καλλιεργείται με φυσικό φως και η άλλη κάτω από μια λάμπα υπεριώδους ακτινοβολίας. Οι μαθητές μπορούν να παρακολουθούν την πρόοδο αυτών των δύο παρτίδων σε διάστημα δεκαπέντε ημερών. Θα πρέπει να σημειώσουν τον αριθμό των σπόρων που έχουν βλαστήσει και να καταγράψουν το ύψος και οποιαδήποτε μεταβολή στο χρώμα των φυτών. Στη συνέχεια αναμένεται να διαπιστώσουν ότι τα φυτά που καλλιεργούνται σε υπεριώδες φως δεν θα έχουν τόσο έντονη απόχρωση και δε θα φαίνονται υγιή, σε σύγκριση με αυτά που αναπτύσσονται σε φυσικό φως. Στην ιστοσελίδα του προγράμματος στο αντίστοιχο EUPRB έχουμε παραθέσει πηγές τόσο για τα πειράματα που περιγράφονται παραπάνω, όσο και γενικότερες πηγές που αφορούν την παρακολούθηση του τροποσφαιρικό και στρατοσφαιρικού όζοντος παγκοσμίως.

6 Ερευνητικός φάκελος μαθητή Στα πλαίσια αυτής της ερευνητικής εργασίας θα παραστείτε σε συνέδριο για το όζον. Θα δώσετε σύντομες ομιλίες και μπορείτε να επιλέξετε να κάνετε μια παρουσίαση για το όζον στο κατώτερο στρώμα της ατμόσφαιρας (τροποσφαιρικό) ή για τη στιβάδα του όζοντος (στρατοσφαιρικό). Θα λάβετε επίσης μέρος σε συζητήσεις για τον τρόπο αντιμετώπισης των προβλημάτων που σχετίζονται με το όζον σε αυτά τα δύο στρώματα της ατμόσφαιρας. Τι θα πρέπει να γνωρίζετε: Ο σχηματισμός του οξυγόνου κατά τη δημιουργία της ατμόσφαιρας της Γης είχε ως αποτέλεσμα την ανάπτυξη ενός στρώματος όζοντος. Αυτό το στρώμα όζοντος φιλτράρει την επιβλαβή υπεριώδη ηλιακή ακτινοβολία επιτρέποντας την ανάπτυξη νέων ζωντανών οργανισμών. Οι υψηλές θερμοκρασίες που παράγονται κατά την καύση καυσίμων μπορεί να προκαλέσουν χημική αντίδραση αζώτου και οξυγόνου του αέρα, σχηματίζοντας οξείδια του αζώτου. Τα οξείδια του αζώτου μπορεί να προκαλέσουν άμεση βλάβη σε φυτά και ζώα. Η υπεριώδης ακτινοβολία μπορεί να διέλθει διαμέσου του δέρματος σε βαθύτερη στιβάδα της επιδερμίδας και του ανθρώπινου ιστού. Οι υψηλές δόσεις υπεριώδους ακτινοβολίας μπορεί να προκαλέσουν τη μετατροπή των φυσιολογικών κυττάρων σε καρκινικά. Με την κατάλληλη πληροφόρηση θα πρέπει να είστε σε θέση να χρησιμοποιήσετε την επιστημονική σας γνώση για να αξιολογήσετε αποδεικτικά στοιχεία και να κρίνετε αντικειμενικά μερικά από τα σημαντικότερα περιβαλλοντικά ζητήματα που αντιμετωπίζει η κοινωνία μας. Κατάλογος με προσδοκώμενα αποτελέσματα Θα πάρετε μέρος σε ένα συνέδριο για το όζον στην τροπόσφαιρα και τη στρατόσφαιρα και θα συμμετέχετε με παρουσιάσεις και συζητήσεις πάνω σε σχετικές ερευνητικές δημοσιεύσεις για κάθε μέρος του συνεδρίου. Θα χρησιμοποιήσετε επίσης πληροφορίες από τους σταθμούς παρακολούθησης του όζοντος για την επεξεργασία των δεδομένων. Θα πρέπει να βεβαιωθείτε ότι έχετε φέρει εις πέρας όλες τις παρακάτω εργασίες κατά τη διάρκεια της έρευνάς σας. Ενότητα 1 Συντάξτε περιλήψεις σχετικές με τις εργασίες και κάντε συστάσεις με μέτρα που πρέπει να πάρουμε για τη μείωση των επίπεδων του τροποσφαρικού όζοντος στην Ελλάδα. Επεξεργασία δεδομένων: Φτιάξτε γραφικές παραστάσεις που απεικονίζουν τη διακύμανση του τροποσφαιρικού όζοντος σε μία ή δύο περιοχές της χώρας και κάντε παρατηρήσεις σχετικά με τι δείχνουν τα γραφήματά σας. Ενότητα 2 Συντάξτε περιλήψεις σχετικές με τις εργασίες και κάντε συστάσεις για την ανάληψη δράσης σχετικά με την πρόληψη της περαιτέρω εξάντλησης (καταστροφής) του στρατοσφαιρικού όζοντος. Επεξεργασία δεδομένων:

7 Φτιάξτε γραφικές παραστάσεις που απεικονίζουν τη μεταβολή στο στρώμα του όζοντος πάνω από την Ανταρκτική κατά τη διάρκεια του 1987 και γράψτε σχόλια σχετικά με το τι δείχνουν τα γραφήματά σας. προηγήθηκαν, συμπεριλαμβανομένων των σχετικών πληροφοριών από την επεξεργασία των δεδομένων όλης της τάξης. Αναφορά Συνεδρίου: Συντάξτε μια σύντομη έκθεση με βάση τις συνοπτικές σημειώσεις και συστάσεις που

8 Εισαγωγή στο πρώτο μέρος Τι είναι το όζον; Σχεδόν όλοι έχουμε ακούσει τον όρο «στρώμα του όζοντος», αλλά λίγοι άνθρωποι ξέρουν πραγματικά που βρίσκεται και γιατί είναι σημαντικό. Ακόμα λιγότεροι θα μπορέσουν να απαντήσουν στο ερώτημα, «Τι είναι το όζον;» Το όζον είναι ένα αέριο ισχυρά οξειδωτικό, με χαρακτηριστική οσμή και κυανό χρώμα. Είναι μια μορφή οξυγόνου, αλλά ένα μόριο όζοντος έχει 3 άτομα οξυγόνου ενωμένα μεταξύ τους, αντί τα συνηθισμένα διατομικά μόρια οξυγόνου που αναπνέουμε. Αυτή η μικρή διαφορά είναι σημαντική, επειδή το όζον είναι ισχυρά τοξικό. Το όζον μπορεί να είναι καλό ή κακό για μας, ανάλογα με το πού βρίσκεται στην ατμόσφαιρα. Το Σχήμα 1 δείχνει τα χαμηλότερα στρώματα της ατμόσφαιρας της Γης. Οι επιστήμονες έχουν χωρίσει την ατμόσφαιρα σε διαφορετικά στρώματα ή ζώνες. Η χαμηλότερη στιβάδα ονομάζεται τροπόσφαιρα. Αυτό είναι το μέρος της ατμόσφαιρας πάνω στο οποίο ζούμε. Πάνω από αυτό είναι η στρατόσφαιρα, και εκεί είναι που εμφανίζεται το στρώμα του όζοντος. Το όζον εδώ είναι καλό για εμάς, διότι απορροφά τις επικίνδυνες υπεριώδεις ακτίνες που φθάνουν στη Γη. Ωστόσο, το όζον στην τροπόσφαιρα είναι κακό για την υγεία μας και μπορεί να βλάψει τις καλλιέργειες και να προκαλέσει φθορές σε ένα ευρύ φάσμα υλικών. Στο συνέδριο που θα συμμετέχετε στα πλαίσια αυτής της ερευνητικής εργασίας θα μάθετε πληροφορίες σχετικά με τους δύο τύπους όζοντος, το τροποσφαιρικό και το στρατοσφαιρικό όζον, και τα προβλήματα που ο σύγχρονος τρόπος ζωής μας επιφέρει σε σχέση με το όζον. Θα μάθετε επίσης για τις επιπτώσεις πού έχει το τροποσφαιρικό όζον στην υγεία, τις καλλιέργειες και στα υλικά. Θα μάθετε, επίσης, για το πώς η ευρεία χρήση ορισμένων χημικών ουσιών που καταστρέφουν τη στοιβάδα του όζοντος μας εκθέτει στους κινδύνους της υπεριώδους ακτινοβολίας.

9 Τροποσφαιρικό Όζον - Άρθρο 1 Ο σχηματισμός τροποσφαιρικού όζοντος στην ατμόσφαιρα Εισαγωγή Το επίκεντρο της διεθνούς προσοχής σχετικά με το όζον αφορά στο πρόβλημα της καταστροφής του στρώματος του όζοντος στη στρατόσφαιρα από διάφορες χημικές ουσίες. Ωστόσο, υπάρχει και μια άλλη πτυχή του προβλήματος με το όζον, που είναι εξίσου σημαντική. Αυτή έχει να κάνει με την αύξηση των επιπέδων τροποσφαιρικού όζοντος, γεγονός που θα μπορούσε να χρήζει περισσότερης προσοχής από την εξάντληση της στιβάδας του όζοντος. Φωτοχημικές αντιδράσεις Ένας μεγάλος αριθμός ρύπων στην ατμόσφαιρα μπορεί να προκαλέσει το σχηματισμό του όζοντος υπό την επίδραση του ηλιακού φωτός. Οι πιο σημαντικοί από αυτούς τους ρύπους είναι τα οξείδια του αζώτου τα οποία είναι γνωστά με το γενικό συμβολισμό ΝΟ x. Αυτά τα αέρια σχηματίζονται σε μηχανές αυτοκινήτων και φούρνους όπου οι υψηλές θερμοκρασίες που αναπτύσσονται προκαλούν την αντίδραση του αζώτου και του οξυγόνου του αέρα. Αυτά τα αέρια NO x είναι σε θέση να αντιδρούν για να σχηματίσουν όζον υπό την επίδραση του ηλιακού φωτός. Τέτοιες αντιδράσεις ονομάζονται φωτοχημικές αντιδράσεις, και το διοξείδιο του αζώτου (NO 2 ) παίζει σημαντικό ρόλο σε αυτές.

10 Τροποσφαιρικό Όζον - Άρθρο 1- Συνέχεια Κύριες αιτίες εκπομπών οξειδίων του αζώτου NO x Η Εικόνα 2 δείχνει τη συνεισφορά που έχουν στα επίπεδα εκπομπών ΝΟ x οι ανθρωπογενείς πηγές στην περιοχή της Πάτρας (ΠΗΓΗ: 2o Newsletter του έργου «CESAPO» που υλοποιείται στα πλαίσια του Ευρωπαϊκού προγράμματος INTERREG Ευρωπαϊκής Εδαφικής Συνεργασίας Ελλάδας Ιταλίας , Ιούνιος 2013). Εικόνα 2. %συνεισφορά ανθρωπογενών πηγών στις ετήσιες εκπομπές ΝΟ x Παρακολούθηση εκπομπών οξειδίων του αζώτου NO x Τα δεδομένα αυτού του μέρους προέρχονται από την Ετήσια Έκθεση Ατμοσφαιρικής Ρύπανσης 2011, ΥΠΕΚΑ ΓΕΝ. /ΝΣΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ, /ΝΣΗ ΕΑΡΘ, ΤΜΗΜΑ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ. ge=el-gr ) Οι Εικόνες 3α και 3β στην επόμενη σελίδα παρουσιάζουν τη διαχρονική μεταβολή των μέσων ετήσιων τιμών NO 2 και ΝΟ σε σταθμούς παρακολούθησης στο λεκανοπέδιο Αττικής την περίοδο Όπως παρατηρείται, υπάρχει τάση σταθεροποίησης ή µικρής µείωσης των τιµών για τα οξείδια του αζώτου, στις περισσότερες θέσεις μέτρησης.

11 Τροποσφαιρικό Όζον - Άρθρο 1- Συνέχεια Εικόνα 3α. ιαχρονική µεταβολή µέσων ετήσιων τιµών NO 2, σε µg/m 3 Εικόνα 3β. ιαχρονική µεταβολή µέσων ετήσιων τιµών NO, σε µg/m 3

12 Τροποσφαιρικό Όζον - Άρθρο 1- Συνέχεια Στον Πίνακα 1 φαίνεται η σύγκριση των µέσων ετήσιων τιµών ΝΟ 2 σε µg/m 3 ανά έτος µε τις αντίστοιχες οριακές τιµές που ακολουθούν. Πίνακας 1. Σύγκριση των µέσων ετήσιων τιµών ΝΟ 2 σε µg/m 3 ανά έτος µε τις αντίστοιχες οριακές τιµές. Πίνακας 2. Τιμές ορίων για το Διοξείδιο του Αζώτου.

13 Τροποσφαιρικό Όζον - Άρθρο 1- Συνέχεια Άλλες πηγές παραγωγής όζοντος Άλλες χημικές ουσίες που μπορούν να προκαλέσουν το σχηματισμό όζοντος περιλαμβάνουν τους οργανικούς διαλύτες που χρησιμοποιούνται σε βαφές, βερνίκια και κόλλες, καθώς επίσης τους ατμούς βενζίνης και τις εκπομπές της βιομηχανίας πετρελαίου. Τρόποι μείωσης του σχηματισμού όζοντος Αυτοκίνητα εξοπλισμένα με καταλυτικούς μετατροπείς εκπέμπουν πολύ χαμηλότερα επίπεδα αερίων NO x από εκείνα που δεν τους έχουν αντικαταστήσει, αλλά εξακολουθούν να υπάρχουν εκατομμύρια αυτοκίνητα που δεν το έχουν ακόμη κάνει. Επίσης, ο όγκος της κυκλοφορίας οχημάτων συνεχίζει να αυξάνεται, με φαινομενικά ανεξέλεγκτη ταχύτητα. Γι αυτό, διεξάγεται έρευνα για να βρεθούν τρόποι βελτίωσης των κινητήρων των αυτοκινήτων ώστε να καταστούν λιγότερο ρυπογόνοι, ιδιαίτερα όσον αφορά στα αερία NO x. Έρευνα επίσης διεξάγεται για την μετατροπή των φούρνων σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας ώστε να παράγουν πολύ χαμηλότερα επίπεδα οξειδίων του αζώτου και να κάνουν πιο αποτελεσματική καύση των καυσίμων. Βαφές και βερνίκια με βάση το νερό είναι πλέον ευρέως διαθέσιμα, αλλά η μεγάλη πλειοψηφία των χρωμάτων και βερνικιών ακόμα γίνεται με οργανικούς διαλύτες. Δυστυχώς, μέχρι στιγμής δεν υπάρχουν σχέδια για την εισαγωγή νομοθεσίας για τον περιορισμό στη χρήση τους.

14 Τροποσφαιρικό Όζον - Άρθρο 2 Παρακολούθηση του όζοντος στην Ελλάδα Ένα ευρύ δίκτυο σταθμών παρακολούθησης του όζοντος υπάρχει στον Ελληνικό χώρο με σκοπό να παρέχει λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με την καταγραφή και τις μεταβολές των συγκεντρώσεων του όζοντος σε ημερήσια και εποχιακή βάση. Η Εικόνα 1 απεικονίζει τους σταθμούς του Εθνικού Δικτύου Παρακολούθησης Ατμοσφαιρικής Ρύπανσης (ΕΔΠΑΡ). Εικόνα 1. Σταθμοί Εθνικού Δικτύου Παρακολούθησης Ατμοσφαιρικής Ρύπανσης (ΕΔΠΑΡ) Οι πληροφορίες που παρέχονται από τους σταθμούς αυτούς επιτρέπουν στους επιστήμονες να εκτιμούν την έκθεση της φυσικής βλάστησης και σε κάποιο βαθμό, του ανθρώπινου πληθυσμού στο όζον σε διάφορες περιοχές της χώρας. Μια βάση δεδομένων που έχει δημιουργηθεί έτσι ώστε οι τάσεις συγκέντρωσης και διασποράς του όζοντος να μπορούν να συλλέγονται και να χαρτογραφούνται. Οι εκθέσεις παρακολούθησης αερίων ρύπων (συμπεριλαμβανομένου του όζοντος) στο λεκανοπέδιο Αττικής είναι διαθέσιμες στο διαδίκτυο ( GR&SkinSrc=[G]Skins%2F_default%2FNo+Skin&ContainerSrc=[G]Containers%2 F_default%2FNo+Container&dnnprintmode=true), και έτσι όποιος ενδιαφέρεται για την ποιότητα του αέρα μπορεί να κατεβάσει τις πληροφορίες που χρειάζεται.

15 Τροποσφαιρικό Όζον - Άρθρο 2 Επίσης στο Ευρωπαϊκό δίκτυο ΕΜΕΠ παρέχονται πληροφορίες σχετικά με τους ατμοσφαιρικούς ρύπους σε όλη την Ευρώπη. Αυτή η ιστοσελίδα περιέχει στα αρχεία της πολλούς σταθμούς παρακολούθησης ποιότητας του αέρα στην Ευρώπη και δεδομένα για το όζον από τους σταθμούς αυτούς. Οι πολίτες μπορούν να έχουν πρόσβαση στα δεδομένα σχετικά με τα επίπεδα του όζοντος. Με τη χρήση ενός υπολογιστικού φύλλου μπορούν να φτιάξουν πίνακες και γραφικές παραστάσεις, λόγου χάριν, με τις διακυμάνσεις του επιπέδου του όζοντος σε μία ημέρα, μία εβδομάδα, ένα μήνα, ένα χρόνο, κλπ. για όποια περιοχή επιθυμούν. Τα δεδομένα για την Ελλάδα προέρχονται κυρίως από δύο σταθμούς παρακολούθησης στην Αλίαρτο, Βοιωτίας (GR01) και στη Φινοκαλιά, Λασιθίου (GR02) O σταθμός στην Αλίαρτο χαρακτηρίζεται ως σταθμός υποβάθρου και έχει συντεταγμένες 38ο 22' N γεωγραφικό πλάτος και 23ο 5 E γεωγραφικό μήκος και βρίσκεται σε υψόμετρο 110m. Ο σταθμός της Φινοκαλιάς βρίσκεται σε υψόμετρο 250 μέτρων από την επιφάνεια της θάλασσας, η ακριβής του θέση είναι 35 20'N γεωγραφικό πλάτος και 25 40'E γεωγραφικό μήκος. Η ποιότητα του αέρα συχνά περιγράφεται με τους ακόλουθους όρους: Ποιότητα του αέρα Ωριαία μέση συγκέντρωση όζοντος (ppb) Πολύ Καλή 0-49 Καλή Ανεπαρκής Πολύ κακή άνω των 180 (ppb = μέρη ανά δισεκατομμύριο) Τα παραπάνω αφορούν σε συγκεντρώσεις του όζοντος πάνω από το φυσικό επίπεδο υποβάθρου. Το όζον είναι παρόν όλη την ώρα σε χαμηλές συγκεντρώσεις. Πρόκειται για το βασικό επίπεδο το οποίο πρόκειται να εξηγήσουμε καλύτερα αργότερα στη δεύτερη ενότητα του συνεδρίου. Οι πληροφορίες για την ποιότητα του αέρα είναι χρήσιμες, για παράδειγμα, σε όσους πάσχουν από άσθμα, δεδομένου ότι τα υψηλά επίπεδα του όζοντος μπορεί να προκαλέσουν παροξυσμούς και την έξαρση του βρογχικού άσθματος. Το φως του ήλιου είναι απαραίτητο προκειμένου τα αέρια ΝΟ x και οι οργανικοί διαλύτες να αντιδράσουν με τον αέρα και να παράγουν όζον. Κατά συνέπεια, το επίπεδο του όζοντος ανεβαίνει πάντοτε κατά τους καλοκαιρινούς μήνες, όπως φαίνεται και στην Εικόνα 2. Τα επίπεδα του όζοντος ποικίλουν επίσης κατά τη διάρκεια της ημέρας. Η Εικόνα 3 δείχνει την ημερήσια μεταβολή της συγκέντρωσης όζοντος στην Αλίαρτο το 2000.

16 Τροποσφαιρικό Όζον - Άρθρο Τιμές όζοντος στο σταθμός Φινοκαλιάς 09/ / O3 (ppbv) Ιαν Φεβ Μαρ Απρ Μαϊ Ιουν Ιουλ Αυγ Σεπ Οκτ Νοε Δεκ Μήνες Εικόνα 2. Εποχιακή μεταβολή των συγκεντρώσεων του όζοντος στο σταθμό δειγματοληψιών στη Φινοκαλιά (μέσες μηνιαίες τιμές για τη περίοδο 09/1997 έως 02/2001 με τις τυπικές αποκλίσεις τους). Πηγή: Γεώργιος Κουβαράκης, Διδακτορική διατριβή «Όζον και αιωρούμενα σωματίδια στην ανατολική Μεσόγειο» Τμήμα Χημείας, Παν/μιο Κρήτης, Εικόνα 3. Ημερήσια μεταβολή του όζοντος στο σταθμό GR01 (Αλίαρτος, Ελλάδα, 2000). Πηγή: Γεώργιος Κουβαράκης, Διδακτορική διατριβή «Όζον και αιωρούμενα σωματίδια στην ανατολική Μεσόγειο» Τμήμα Χημείας, Παν/μιο Κρήτης, 2002.

17 Το μέγιστο των συγκεντρώσεων στους καλοκαιρινούς μήνες έχει φωτοχημική προέλευση. Η πολύ μεγάλη ηλιοφάνεια (σε διάρκεια και ένταση) καθώς και η προέλευση των αέριων μαζών εκείνη την περίοδο, βοηθούν την φωτοχημική παραγωγή του όζοντος κατά τη διάρκεια της μετακίνησης των αέριων μαζών προς τη περιοχή της Φινοκαλιάς. Επίσης παρατηρείται έντονη μεταβολή στις συγκεντρώσεις του τροποσφαιρικού όζοντος εξαρτώμενη από την προέλευση των αέριων μαζών. Οι υψηλές τιμές παρατηρούνται συνήθως σε αέριες μάζες που είχαν προέλευση βόρεια και βορειοδυτική, ενώ χαμηλές τιμές παρατηρήθηκαν σε αέριες μάζες με νότια και νοτιοδυτική προέλευση, δείχνοντας ότι το όζον είναι ένας καθαρά ανθρωπογενής ρύπος. Έτσι, είναι προφανές ότι, αν θέλουμε να είναι αποτελεσματικά όλα τα μέτρα για τη μείωση των ρύπων που προκαλούν όζον, πρέπει οι εφαρμογές που προτείνονται να στοχεύουν διεθνώς, και όχι μόνο σε μία ή δύο χώρες.

18 Τροποσφαιρικό Όζον - Άρθρο 3 Επιπτώσεις στον άνθρωπο Είναι γνωστό εδώ και πολύ καιρό ότι η έκθεση σε υψηλές συγκεντρώσεις όζοντος μπορεί να προκαλέσουν σημαντική βλάβη στους πνεύμονες. Τα τελευταία χρόνια έχει δοθεί μεγαλύτερη προσοχή στις επιπτώσεις των χαμηλών επιπέδων του όζοντος, παρόμοια με εκείνων που βρίσκονται σε εξωτερικούς χώρους σε ορισμένες περιοχές στο Ηνωμένο Βασίλειο όταν ο καιρός είναι αίθριος. Η έρευνα έδειξε ότι η έκθεση στα επίπεδα του όζοντος κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού, ή κατά τη διάρκεια φωτοχημικού νέφους μπορεί να προκαλέσει φλεγμονή των αεραγωγών και βλάβη στο βλεννογόνο των πνευμόνων. Η φλεγμονή των αεραγωγών προκαλεί κάποια αντίσταση στην ροή του αέρα και μείωση του όγκου των πνευμόνων. Είναι πιθανό να επέλθει ολοκληρωτική ανάρρωση των πνευμόνων, μόνο εάν το «φωτοχημικό επεισόδιο» είναι σύντομης διάρκειας. Σε μέρη όπως η Πόλη του Μεξικού, την Αθήνα και το Λος Άντζελες, όπου τέτοιες συγκεντρώσεις νέφους και όζοντος είναι πολύ πιο συχνές από ό, τι στο Ηνωμένο Βασίλειο, η βλάβη των πνευμόνων θα μπορούσε να είναι και μόνιμη. Η επίδραση της κάθε συγκέντρωσης του όζοντος αυξάνεται με την άσκηση, καθώς ο όγκος του εισπνεόμενου αέρα αυξάνεται. Έτσι, όταν τα επίπεδα του όζοντος είναι υψηλά, οι άνθρωποι που εκτίθενται σε αυτά, δεν θα πρέπει να ασκούνται εντατικά. Η Εικόνα 1 δείχνει τα αποτελέσματα ενός πειράματος στο οποίο οι άνθρωποι είχαν εκτεθεί σε διαφορετικές συγκεντρώσεις όζοντος για 6 ώρες ενώ γυμνάζονταν. Τους ζητήθηκε να εκπνεύσουν όσο δυνατόν περισσότερο αέρα από τους πνεύμονές τους με μία κίνηση φυσώντας μέσα σε μια σακούλα - πριν και μετά την έκθεση τους στο όζον. Η ποσότητα του αέρα που αποβάλλεται ονομάζεται βίαια εκπνεόµενος όγκος (Forced Expiratory Volume, FEV). Η μείωση του FEV μετά από έκθεση σε όζον δείχνει πόσο μειώθηκε η χωρητικότητα των πνευμόνων.

19 Τροποσφαιρικό Όζον Άρθρο 3 - Συνέχεια Αυτές οι αλλαγές στη χωρητικότητα των πνευμόνων θα μπορούσαν να δημιουργήσουν πραγματικό πρόβλημα στα άτομα με άσθμα. Υπάρχουν ενδείξεις ότι το ποσοστό των ανθρώπων που πάσχουν από άσθμα, και η επιδείνωσή του, έχουν αυξηθεί τις τελευταίες δεκαετίες. Παράλληλα, έχει επίσης αυξηθεί σημαντικά το ποσοστό της κυκλοφορίας οχημάτων που παράγουν αυξημένες εκπομπές αερίων, γεγονός που οδηγεί στην αύξηση των επιπέδων του όζοντος. Συνεπώς, οι ερευνητές καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι οι εκπομπές οχημάτων και τα επίπεδα συγκέντρωσης του όζοντος συνδέονται μεταξύ τους. Καθώς όμως υπάρχει έλλειψη δεδομένων σχετικά με αυτό, δεν μπορούν να εξαχθούν γρήγορα συμπεράσματα για αυτή την πιθανή αλληλεπίδραση. Είναι πιθανό ότι η έκθεση σε υψηλά επίπεδα όζοντος στην πρώιμη παιδική ηλικία μπορεί να αυξήσει την πιθανότητα παιδιά με "γονίδια του άσθματος» να γίνονται πιο ευαίσθητα σε ορισμένα χημικά που προκαλούν την εμφάνιση του άσθματος. Προς το παρόν, υπάρχουν λίγα επιστημονικά στοιχεία που υποστηρίζουν αυτήν ή οποιαδήποτε άλλη θεωρία. Υπάρχουν, ωστόσο, κάποια στοιχεία που υποδηλώνουν ότι το όζον μπορεί να αυξήσει την ευαισθησία αυτών που υποφέρουν από αλλεργική ρινίτιδα λόγω γύρης. Μια μελέτη μικρής κλίμακας έδειξε ότι τα συμπτώματα της αλλεργικής ρινίτιδας (φτάρνισμα, πόνος στα μάτια, κ.λπ.) ήταν πιο έντονα όταν τα επίπεδα του όζοντος ήταν πάνω από 40 ppb. Η συγκεκριμένη μελέτη όμως ήταν πολύ μικρή για να είναι πειστική και είναι απαραίτητη περισσότερη δουλειά για να αποδειχθεί πέρα από κάθε αμφιβολία η σχέση μεταξύ του όζοντος και επιδείνωσης των αλλεργικών συμπτωμάτων. Παρόλα αυτά, η έλλειψη πλήρων στατιστικών στοιχείων που αποδεικνύουν ότι το όζον έχει καταστροφικές συνέπειες για την υγεία, σίγουρα δεν σημαίνει ότι δεν έχει επίδραση στην υγεία μας. Η Παγκόσμια Οργάνωση Υγείας και η Ευρωπαϊκή Κοινότητα έχουν καταρτίσει πίνακες με επιτρεπτά όρια έκθεσης στα επίπεδα του όζοντος. Έτσι, παρέχουν καθημερινά πληροφορίες στο κοινό, όταν τα επίπεδα του όζοντος αυξάνονται πάνω από 90 ppb, και δίνουν συμβουλές για την υγεία, όταν ξεπερνούν τα 180 ppb. Στο Λος Άντζελες προτείνονται συγκεκριμένα μέτρα που πρέπει να πάρει κάποιος, όταν το όζον ξεπερνά τρία (3) διαφορετικά επίπεδα: 1 άνω των 200 ppb 2 πάνω από 300 ppb 3 πάνω από 500 ppb Στο επίπεδο 1, τα σχολεία πρέπει να περιορίσουν τις υπαίθριες δραστηριότητες των μαθητών, και στο επίπεδο 3, το ευρύ κοινό, σχολεία, εμπορικά, βιομηχανικά κέντρα και κρατικές υπηρεσίες λειτουργούν όπως στην περίπτωση μιας σημαντικής εθνικής εορτής. Στην Εικόνα 2 στην επόμενη σελίδα, φαίνεται ο αριθµός ωρών για το 2011 µε ωριαία τιµή όζοντος μεγαλύτερη από180 µg/m 3 στο λεκανοπέδιο Αττικής. Παρατηρούνται περιπτώσεις υπέρβασης του ορίου συναγερμού όποτε το ΥΠΕΚΑ εφαρμόζοντας τη σχετική νοµοθεσία εξέδωσε τις κατάλληλες ανακοινώσεις:

20 Τροποσφαιρικό Όζον Άρθρο 3 Συνέχεια Την προβλεπόµενη ανακοίνωση του Υπουργείου Υγείας και Κοινωνικής Αλληλεγγύης µε οδηγίες και συστάσεις για την αποφυγή των µετακινήσεων ευπαθών οµάδων πληθυσµού και σωµατικής άσκησης από τα παιδιά. Τις προβλεπόµενες συστάσεις του ΥΠΕΚΑ, για µείωση της χρήσης των ΙΧ αυτοκινήτων και χρησιµοποίηση των ΜΜΜ, για αποφυγή διακίνησης υγρών καυσίµων, για ανεφοδιασµό των οχηµάτων µε καύσιµο µετά τη δύση του ήλιου, και κατά το δυνατόν αποφυγή λειτουργίας µονάδων και επιχειρήσεων. Εικόνα 2. Αριθµός ωρών για το 2011 µε ωριαία τιµή όζοντος μεγαλύτερη από180 µg/m 3 στο λεκανοπέδιο Αττικής. ΠΗΓΗ: Ετήσια Έκθεση Ατμοσφαιρικής Ρύπανσης 2011, ΥΠΕΚΑ ΓΕΝ. /ΝΣΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ, /ΝΣΗ ΕΑΡΘ, ΤΜΗΜΑ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ Επιπτώσεις στη βλάστηση Ελεγχόμενα πειράματα έχουν δείξει ότι υπάρχει μια σαφής μείωση της απόδοσης ορισμένων φυτών σε καλλιέργειες, όταν τα επίπεδα του όζοντος είναι μόνο ελαφρώς υψηλότερα από το κανονικό, δηλαδή περίπου ppb. Αυτές οι καλλιέργειες αφορούν στο σιτάρι, το κριθάρι, το σπανάκι, τα μπιζέλια, τα φασόλια και το τριφύλλι. Εκτιμάται ότι, στις Ηνωμένες Πολιτείες, η αξία της ζημιάς που προκαλεί το όζον φτάνει τα 4 δισεκατομμύρια δολάρια ετησίως. Τα δέντρα μπορούν επίσης να καταστραφούν από το όζον. Έρευνα για τα νεαρά δέντρα έχει δείξει ότι τα επίπεδα του όζοντος που βρέθηκαν στη Νότια Βρετανία μπορεί να επηρεάσουν την ανάπτυξη ορισμένων τύπων δέντρων, ιδιαίτερα των κωνοφόρων. Το όζον θα μπορούσε επίσης να κάνει τα δέντρα λιγότερο ανεκτικά στο κρύο ή την ξηρασία. Επιδράσεις σε υλικά Η τρόπος αντίδρασης και επίδρασης του όζοντος στα πολυμερή είναι καλά γνωστός. Μπορεί να αναπτυχθούν ρωγμές, για παράδειγμα, στα ελαστικά όταν

21 καταπονούνται παρουσία πολύ μικρών ποσοτήτων όζοντος. Η ετήσια οικονομική απώλεια για τις Ηνωμένες Πολιτείες οφείλεται σε βλάβη των πολυμερών που υπολογίζεται σε εκατομμύρια δολάρια. Επίσης, το όζον επιτίθεται στην κυτταρίνη στα υφάσματα, μειώνοντας την αντοχή τους και ευθύνεται για το ξεθώριασμα των υφασμάτων. Το όζον προκαλεί βλάβη στα χρώματα που εκτιμάται ότι θα ανέλθει σε 731 δισεκατομμύρια δολάρια στις ΗΠΑ. Δεν υπάρχουν ακόμη αρκετά διαθέσιμα στοιχεία για το κόστος της βλάβης υλικών που οφείλεται στο όζον για το Ηνωμένο Βασίλειο.

22 Εισαγωγή στο δεύτερο μέρος Πώς το στρώμα του όζοντος μειώνει το ποσό της υπεριώδους ακτινοβολίας που φτάνει στην επιφάνεια της γης Το ελεύθερο οξυγόνο είναι διατομικό, O 2 και ονομάζεται μοριακό οξυγόνο. Το όζον είναι μια άλλη μορφή του οξυγόνου, αλλά με μόρια 3 ατόμων, Ο 3. Το ατομικό οξυγόνο που απελευθερώνεται αντιδρά γρήγορα με ένα μοριακό οξυγόνο O 2 για την παραγωγή όζοντος. Με αυτόν τον τρόπο το όζον δημιουργείται και καταστρέφεται συνεχώς, ενώ απορροφά και καταναλώνει υπεριώδη ακτινοβολία. Αυτό μειώνει δραστικά την ποσότητα της υπεριώδους ακτινοβολίας που φθάνει στην επιφάνεια της Γης. Υπάρχουν περίπου 5 δισεκατομμύρια τόνοι όζοντος στη στρατόσφαιρα, το οποίο μπορεί να φαίνεται σαν μια τεράστια ποσότητα, αλλά αν όλο το όζον βρισκόταν στο επίπεδο της θάλασσας και απλωνόταν ομοιόμορφα πάνω στην επιφάνεια της Γης, θα συμπιεζόταν λόγω ατμοσφαιρικής πίεσης μέσα ένα στρώμα πάχους μόνο 3mm! Το όζον μπορεί επίσης να σχηματίζεται με το πέρασμα ενός ηλεκτρικού σπινθήρα μέσω του αέρα. Έτσι, το όζον δημιουργείται κάθε χρόνο από κεραυνούς κατά τη διάρκεια μιας καταιγίδας. Αυτό το όζον και μέρος από το όζον που σχηματίζεται στη στρατόσφαιρα φτάνει στην επιφάνεια της Γης γεγονός που σημαίνει ότι πάντα υπάρχει μία μικρή ποσότητα όζοντος στον αέρα που αναπνέουμε. Αυτό το «υπόβαθρο» όζοντος υπάρχει πάντα σε συγκεντρώσεις ppb κατ όγκο.

23 Στρατοσφαιρικό όζον. Άρθρο 1 Ρυθμίζοντας τη καταστροφή της στιβάδας του όζοντος Στα μέσα της δεκαετίας του 1970, εκφράστηκαν ανησυχίες ότι το στρατοσφαιρικό όζον ενδέχεται να καταστρέφεται από ορισμένα χημικά που χρησιμοποιούνται συχνά. Μέχρι όμως το 1985 που και έγινε η πρώτη δημοσίευση σχετικά με την καταστροφή του όζοντος στο επιστημονικό περιοδικό Nature δεν υπήρχαν αποδείξεις για αυτό. Τη χρονιά αυτή επιστήμονες μέλη της ομάδας της Βρετανικής Έρευνας για την Ανταρκτική (British Antarctic Survey) ανέφεραν τα αποτελέσματα των εργασιών που είχαν γίνει το προηγούμενο έτος στο Halley Bay στην Ανταρκτική. Είχαν μετρήσει τα επίπεδα του όζοντος με τη χρήση μέσων που αποστέλλονται στη στρατόσφαιρα με μετεωρολογικά αερόστατα. Τα μέσα αυτά έδειξαν ότι οι συγκεντρώσεις του όζοντος είχαν πέσει κάτω από το ήμισυ των επιπέδων που μετρήθηκαν παλαιότερα. Σε υψόμετρα μεταξύ 12 και 22 km το Σεπτέμβριο και τον Οκτώβριο του 1984 (Ανταρκτική άνοιξη), το όζον είχε σχεδόν εξαφανιστεί. Στην πραγματικότητα, ο μετεωρολογικός δορυφόρος της NASA Nimbus 7 είχε επίσης εντοπίσει την τρύπα του όζοντος, αλλά ο υπολογιστής που επεξεργαζόταν πληροφορίες της ήταν προγραμματισμένος να παραβλέπει στοιχεία κάτω από 180 D.U. μονάδες Ντόμπσον (Dobson Units). Ο Ντόμπσον ήταν ένας καθηγητής στην Οξφόρδη, ο οποίος ανέπτυξε την τεχνική παρακολούθησης που χρησιμοποιείται για το όζον. Μια μονάδα Ντόμπσον μετρά το πάχος του στρώματος του όζοντος στο επίπεδο της θάλασσας και σε θερμοκρασία 0. Ένα D.U. είναι το ίδιο με το ένα χιλιοστό του εκατοστού. Η ομάδα Βρετανικής Έρευνας για την Ανταρκτική είχε μετρούμενες συγκεντρώσεις όζοντος τουλάχιστον 200 D.U. μέχρι το H Εικόνα 1 δείχνει την τρύπα του όζοντος όπως ήταν το 1987, όταν το εμβαδόν της ήταν περίπου ίσο με το μέγεθος των ΗΠΑ. Η τρύπα του όζοντος δημιουργείται πάνω από την Ανταρκτική, λόγω του μοναδικού καιρικού συστήματος της περιοχής. Ο αέρας πάνω από την ήπειρο αποκόπτεται από το υπόλοιπο της ατμόσφαιρας λόγω των ισχυρών ανέμων που στροβιλίζονται γύρω από τον πόλο κατά τη διάρκεια του χειμώνα στην Ανταρκτική. Οι συνθήκες που δημιουργούνται είναι ιδανικές για την πραγματοποίηση των χημικών αντιδράσεων καταστροφής του όζοντος. Η τρύπα μειώνεται με την άφιξη του καλοκαιριού στην Ανταρκτική (το δικό μας χειμώνα) και μεγαλώνει πάλι κάθε Οκτώβριο. Η Εικόνα 2 στην επόμενη σελίδα δείχνει ισοϋψείς καμπύλες κατανομής του όζοντος πάνω από την Ανταρκτική (α) τον Οκτώβριο του 1981 και (β) τον Οκτώβριο του Οι χάρτες δείχνουν τη δραστική μείωση του όζοντος σε όλο το Νότιο Πόλο σε χρονικό διάστημα 8 ετών.

24 Στρατοσφαιρικό όζον. Άρθρο 1, συνέχεια Εικόνα 2. Η κατανομή του όζοντος πάνω από την Ανταρκτική α) τον Οκτώβριο του 1981, και β) τον Οκτώβριο του 1989

25 Στρατοσφαιρικό όζον. Άρθρο 1, συνέχεια Οι γραφικές παραστάσεις στην Εικόνα 3 δείχνουν τις μετρήσεις ολικού όζοντος την περίοδο πάνω από το Halley Bay, τον Οκτώβριο, όταν εμφανίζεται το στρώμα του όζοντος, και τον Φεβρουάριο, όταν η συγκέντρωση του όζοντος είναι μέγιστη. Και στις δύο περιπτώσεις, η τάση είναι πτωτική, δείχνοντας ότι υπάρχει μια γενική αραίωση του στρώματος του όζοντος όλο το χρόνο. Πράγματι, οι συνολικές τιμές όζοντος στις αρχές Οκτωβρίου είναι τώρα περίπου το ένα τρίτο εκείνων που παρατηρήθηκαν το1960. Από τον Φεβρουάριο του 1960, το συνολικό όζον έχει επίσης μειωθεί πάνω από 20%. Η παρακολούθηση της στιβάδας του όζοντος σε όλο τον κόσμο έχει δείξει μια σταθερή απώλεια του όζοντος παγκοσμίως. Υπάρχουν σαφείς ενδείξεις ότι συμβαίνει ευρεία απώλεια όζοντος στην Αρκτική το χειμώνα, παρόμοια με αυτή της δημιουργίας της τρύπας του όζοντος στην Ανταρκτική. Η αραίωση του στρώματος του όζοντος έχει σοβαρές συνέπειες, όπως τις επιπτώσεις της αυξημένης ποσότητας υπεριώδους ακτινοβολίας που φθάνει στο έδαφος (εξηγούνται σε επόμενο άρθρο), αλλά υπάρχει και μια άλλη σημαντική συνέπεια που θα πρέπει να επισημανθεί. Υπάρχουν ισχυρές ενδείξεις που υποδεικνύουν ότι τα μειωμένα επίπεδα του όζοντος στη στρατόσφαιρα τείνουν να ψυχραίνουν την ατμόσφαιρα. Μέχρι τώρα αυτό δεν είχε εντοπιστεί επειδή το διοξείδιο του άνθρακα και τα άλλα αέρια που παράγονται με το φαινόμενο του θερμοκηπίου θερμαίνουν την ατμόσφαιρα. Οι υπολογισμοί έδειξαν ότι η καταστροφή της στιβάδας του όζοντος έχει αντισταθμίσει την υπερθέρμανση του πλανήτη κατά τουλάχιστον 30% από το Είναι σαφές ότι οι συνέπειες της αραίωσης του στρώματος του όζοντος είναι πολύ σοβαρή και δεν

26 υπάρχει τώρα αμφιβολία σχετικά με τις αιτίες της εξάντλησης. Αυτές οι αιτίες θα εξηγηθούν σε άλλο άρθρο σε αυτή την ενότητα. Στην Εικόνα 4 φαίνονται τα αποτελέσματα των μετρήσεων που ληφθήκαν στο Lerwick στη Σκωτία (γεωγραφικό πλάτος 60 Β). Η μέτρηση στις 5 Μαρτίου D.U., ήταν η πρώτη τιμή κάτω από 200 D.U. και καταγράφηκε πάνω από το Ηνωμένο Βασίλειο. Το γράφημα δείχνει επίσης τις μέσες ημερήσιες τιμές ολικού όζοντος από το 1981 έως το 1995 (συνεχής γραμμή). Παρόμοια χαμηλές τιμές αναφέρθηκαν και αλλού στη Βόρεια Ευρώπη. Στην πραγματικότητα, το ολικό όζον που καταγράφηκε σε υψηλά Βόρεια γεωγραφικά πλάτη ήταν περίπου 20% κάτω από το μέσο όρο για το

27 Στρατοσφαιρικό όζον. Άρθρο 2 Οι αιτίες της εξάντλησης του όζοντος Το 1974 ο Δρ. F. Sherwood Rowland και ο Δρ. Mario Molina του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια δημοσίευσαν ένα άρθρο στο οποίο έδειξαν ότι μια κοινή οικογένεια χημικών ουσιών που ονομάζονται χλωροφθοράνθρακες (ή ChloroFluoroCarbons, CFCs) μπορούν να προκαλέσουν μείωση του όζοντος. Οι CFCs είχαν χρησιμοποιηθεί από το Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο σε όλο και μεγαλύτερες ποσότητες σε μια ευρεία ποικιλία εφαρμογών. Μία από αυτές ήταν ως προωθητικά στα αεροζόλ. Τα προωθητικά προστίθενται για παράδειγμα στα μεταλλικά δοχεία των αποσμητικών για να δώσουν ώθηση στα αέρια. Οι CFCs επιλέχθηκαν για το έργο αυτό γιατί είναι χημικά αδρανείς και δεν είναι εύφλεκτοι, ιδιότητες που τους καθιστούσαν θεωρητικά ασφαλείς. Οι CFCs χρησιμοποιούνται επίσης για τη δημιουργία ενός μαλακού αφρώδους υλικού για έπιπλα και σκληρά πολυμερή όπως το φελιζόλ. Το Styrofoam χρησιμοποιείται ευρέως ως υλικό συσκευασίας και σε κύπελλα, αυγοθήκες και δοχεία γρήγορου φαγητού. Ένας ιδιαίτερος CFC, που είναι γνωστό ως CFC-12 ή φρέον, χρησιμοποιείται ευρέως ως ψυκτικό υγρό για το ψυγείο, και άλλοι είχαν χρησιμοποιηθεί ως ξηροί διαλύτες καθαρισμού για να αφαιρέσουν το λίπος που συσσωρεύεται στα τσιπ των υπολογιστών. Η εργασία που δημοσιεύθηκε από τους Δρ. Rowland και Molina προκάλεσε αρχικά έκπληξη και ανησυχία, αν μη τι άλλο επειδή η παραγωγή των CFCs ήταν μια βιομηχανία πολλών εκατομμυρίων δολαρίων. Παρόλα αυτά δεν ελήφθησαν μέτρα λόγω της έλλειψης αποδεικτικών στοιχείων ότι το στρώμα του όζοντος καταστρεφόταν. Τα ευρήματα της Βρετανικής έρευνας στην Ανταρκτική το 1984 τα άλλαξαν όλα αυτά. Το πρόβλημα με τους CFCs είναι η ίδια η χημική τους αδράνεια ώστε να χρησιμοποιηθούν στα αεροζόλ. Μόλις αποβληθούν στα μόρια του αέρα, οι CFCs μπορεί να μείνουν για χρόνια στα χαμηλότερα στρώματα της ατμόσφαιρας πριν φτάσουν τη στιβάδα του όζοντος. Όταν φτάσουν εκεί, είναι υπό την επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας. Όπως υποδηλώνει το όνομά τους, τα μόρια χλωροφθοράνθρακα αποτελούνται από διαφορετικές αναλογίες χλωρίου, φθορίου και άνθρακα. Για να δείξουμε τι συμβαίνει, ας ρίξουμε μια ματιά σε ένα μόριο CFC με 1 άτομο άνθρακα, 3 άτομα χλωρίου και ένα άτομο φθορίου.

28 Στρατοσφαιρικό όζον. Άρθρο 2, συνέχεια Το όζον διασπάται διαρκώς και επαναδημιουργείται λόγω της υπεριώδους ακτινοβολίας στην στιβάδα του όζοντος. Το ελεύθερο χλώριο μπορεί να διασπάσει ένα άλλο μόριο του όζοντος. Στην πραγματικότητα, μπορεί να συνεχίσει να το κάνει αυτό ίσως για εκατό χρόνια πριν φύγει από τη στρατόσφαιρα, έχοντας εν τω μεταξύ επιφέρει τη διάλυση περίπου εκατό χιλιάδων μορίων όζοντος. Άλλες χημικές ουσίες μπορούν επίσης να το κάνουν αυτό. Αυτές περιλαμβάνουν τον τετραχλωράνθρακα (βιομηχανικός διαλύτης), το 1,1,1-τριχλωροαιθάνιο, (διαλύτης που χρησιμοποιείται σε κόλλες και στο διορθωτικό υγρό), το βρωμιούχο μεθύλιο (ισχυρό απολυμαντικό που χρησιμοποιήθηκε ως παρασιτοκτόνο εδάφους, σε αλευρόμυλους και τα αποθέματα σιτηρών) και τα αλογόνα. Τα αλκυλαλογονίδια είναι μια άλλη οικογένεια χημικών ουσιών που βασίζονται στον άνθρακα και μπορεί να περιέχουν βρώμιο, ένα πολύ πιο ισχυρό παράγοντα καταστροφής του όζοντος. Οι επιστήμονες συχνά υποθέτουν ότι το ένα τέταρτο του χλωρίου στη στρατόσφαιρα θα μπορούσε να έχει απελευθερωθεί από σήψη μυκήτων στο ξύλο. Μεγάλες ηφαιστειακές εκρήξεις μπορούν επίσης να έχουν μια αξιοσημείωτη επίδραση στην εξάντληση του όζοντος και υπάρχουν στοιχεία ότι η δραστηριότητα των ηλιακών κηλίδων θα μπορούσε να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη της τρύπας του όζοντος στην Ανταρκτική. Οι επιστήμονες της NASA έχουν δείξει ότι η συγκέντρωση του όζοντος στη στρατόσφαιρα είναι στο χαμηλότερο επίπεδο όταν οι δραστηριότητες των ηλιακών κηλίδων είναι στο μέγιστο. Είναι πιθανό ότι η αύξηση των σωματιδίων που εκπέμπονται από τον Ήλιο μέσω του ηλιακού άνεμου να έχουν κάποια επίδραση στο σχηματισμό του όζοντος. Ωστόσο, η πλειονότητα των επιστημόνων πιστεύουν ότι οι χλωροφθοράνθρακες, τα αλκυλαλογονίδα και άλλες χημικές ουσίες είναι οι κύριοι ένοχοι για την καταστροφή του όζοντος στη στιβάδα του όζοντος.

29 Στρατοσφαιρικό όζον. Άρθρο 3 Οι συνέπειες της εξάντλησης του όζοντος Όταν το στρώμα του όζοντος σχηματίστηκε πριν από εκατομμύρια χρόνια, η ζωή ήταν σε θέση να εξελιχθεί στη γη για πρώτη φορά. Αυτό συνέβη επειδή το στρώμα μείωσε την ποσότητα της υπεριώδους ηλιακής ακτινοβολίας που έφτανε στο έδαφος. Η υπεριώδης ακτινοβολία έχει μια σειρά από μήκη κύματος από 4 nm έως 400 nm (nm = νανόμετρο, ένα δισεκατομμυριοστό του μέτρου), μεταξύ των ακτίνων Χ και του ορατού φωτός του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Η υπεριώδης ακτινοβολία είναι υπεύθυνη για τον σχηματισμό της βιταμίνης D και σε αυτό οφείλεται το ότι «μαυρίζουμε». Επίσης, είναι πολύ αποτελεσματική στην εξόντωση των βακτηρίων και έτσι λάμπες UV χρησιμοποιούνται μερικές φορές σε χώρους αποθήκευσης τροφίμων για αυτό το σκοπό. Η ακτινοβολία UV μπορεί να είναι και πολύ επιβλαβής για τον άνθρωπο και τα ζώα, ιδιαίτερα στην κλίμακα 290 έως 320 nm. Αυτή είναι η ζώνη συχνοτήτων γνωστών ως UV-B. Μπορεί να προκαλέσουν καρκίνους του δέρματος και καταρράκτη. Μπορεί επίσης να βλάψουν το DNA μας, προκαλώντας μεταλλάξεις, και μπορεί να καταστείλουν το ανοσοποιητικό σύστημα, αλλοιώνοντας το ικανότητα του σώματός μας να αντιμετωπίσει μολυσματικές ασθένειες. Η UV-B μπορεί να διαπεράσει τον ωκεανό σε βάθος μέχρι και 20 μέτρα, όπου μπορεί να σκοτώσει το πλαγκτόν (τη βάση της τροφικής αλυσίδας στο θάλασσα) και να βλάψει τις προνύμφες των ψαριών, τις γαρίδες και τα καβούρια. Δοκιμές σε περίπου 300 φυτά έχουν δείξει ότι τα δύο τρίτα αυτών επηρεάζονται από την υπεριώδη ακτινοβολία. Μεταξύ αυτών τα μπιζέλια, τα πεπόνια, η μουστάρδα και το λάχανο είναι ιδιαίτερα ευάλωτα. Είναι επίσης γνωστό ότι η UV-Β μπορεί να διασπάσει πολυμερή που χρησιμοποιούνται σε κτίρια, χρώματα, στις συσκευασίες και πολλά άλλα προϊόντα. Το στρώμα του όζοντος μειώνει δραστικά την ποσότητα της UV-B ακτινοβολίας που φτάνει σε μας, και αποτρέπει οποιαδήποτε υπεριώδη ακτινοβολία με μήκη κύματος κάτω των 290 nm να φτάσει στο επίπεδο του εδάφους. Έτσι, κάθε ζημιά στο στρώμα αυτό θα μπορούσε να έχει καταστροφικές συνέπειες για ολόκληρο τον κόσμο. Οι χλωροφθοράνθρακες και τα αλκυλαλογονίδια έχουν ευρέως κατηγορηθεί για την καταστροφή της στιβάδας του όζοντος, και τα αποτελέσματα που έχουμε δει μέχρι στιγμής πρόκειται κατά πάσα πιθανότητα να γίνουν ακόμη πιο δυσμενή. Αυτές οι χημικές ουσίες ίσως χρειαστούν χρόνια για να εισέλθουν στη στρατόσφαιρα, αλλά στη συνέχεια μπορεί να παραμείνουν για δεκαετίες εκεί προκαλώντας την καταστροφή του όζοντος. Έτσι, αν και η χρήση των χημικών ουσιών που καταστρέφουν το όζον έχουν μειωθεί κατακόρυφα κατά την τελευταία δεκαετία, τα χημικά προϊόντα που διέρρευσαν παλαιότερα στην ατμόσφαιρα αναμένεται να συνεχίσουν να καταστρέφουν το όζον. Δράση για την αποτροπή της καταστροφής του όζοντος Το 1987, εκπρόσωποι από 24 χώρες συναντήθηκαν στο Μόντρεαλ του Καναδά, για να συζητήσουν το πρόβλημα της καταστροφής της στιβάδας του όζοντος. Στο τέλος του συνεδρίου οι σύνεδροι υπέγραψαν ένα έγγραφο που ονομάζεται το «Πρωτόκολλο του Μόντρεαλ» για τις ουσίες που καταστρέφουν τη στιβάδα του όζοντος, που ήταν ένα σχέδιο δράσης για τον έλεγχο της χρήσης των χλωροφθο-