Hva er ozon

Hva er ozon og hvordan dannes og brytes det ned?

Jordens atmosfære består av ulike gasser, deriblant ozon. Ozon er en spesiell form av oksygen. Oksygen utgjør ca. 20% av lufta vi puster inn, og har den kjemiske formelen, O2. Ozon (O3) dannes ved en kjemisk reaksjon fra to 'råstoffer': oksygenatom (O) og oksygenmolekyler (O2). Følgende reaksjon finner sted når ozon blir dannet oppe i atmosfæren eller nede ved bakken.

O + O2 = O3

Det finnes rikelig med O2 i atmosfæren. Produksjonen av ozon i atmosfæren begrenses derfor av det andre 'råstoffet'; O. Oksygenatomer (O) blir dannet på 2 ulike måter etter hvor de er i atmosfæren.

  1. Menneskene bidrar ved at oksygenatomer frigjøres i reaksjon mellom nitrogenoksider og sollys. Vi kjører biler som slipper ut nitrogenoksider. I store byer med mye luftforurensing fra biler dannes det derfor mye ozon.

  2. Den andre typen produksjon av ozon skjer høyt oppe i atmosfæren. Her skjer reaksjonen under påvirkning av solas UltraViolette (UV) stråler. UV-stråling som har tilstrekkelig stor energi, kan spalte oksygenmolekylet slik at det dannes to atomer. Fordi solstråling er så viktig for ozonproduksjon, er det lett å forstå at det dannes mest ozon over ekvator.

Kjemisk nedbrytning

Samtidig som ozon produseres foregår det samtidig en kontinuerlig nedbrytning av dette stoffet. Nedbrytningsprosessen kan skje ved hjelp av både kjemiske og fysiske prosesser.

 

Kjemiske Prosesser:
O3 + R = RO + O2
RO + O = O2 + R
Netto: O3 + O = O2 + O2

Ved ozonnedbrytning, kan de frie radikalene (R) være:

  • Nitrogenoksider (NO, NO2)
  • Vannradikaler (HO, HO2)
  • Halogenatom (Cl, Br)

Radikalet vil ikke selv forbrukes i slike reaksjoner, dvs; det kommer ut av prosessen 'like helt' som da det gikk inn i den. Dette betyr at det er i stand til å gjennomgå disse nedbrytningsprosessene flere ganger.
Klor (Cl) og brom (Br) må foreligge som atomer og reagere med ozon. Nedbrytning av ozon skjer ikke når Cl og Br foreligger som molekyler i form av Cl2 og Br2.

Fysisk nedbrytning

En fysisk nedbrytningsprosess betyr at det ikke skjer reaksjoner mellom molekyler. Her er det UV-strålingen (sollyset) som bryter bindingen mellom ozonmolekylene.

Fysikalske prosesser:
O3 + sollys = O + O2 som kan danne O3 igjen.
O + O3 = 2O2
Netto: 2O3 = 3O2

Hvor finnes ozon og hvorfor trenger vi det?


Det tynne ozonlaget er på det tykkeste i stratosfæren 10-40 kilometer opp. Gassen samler seg også nær bakken, i troposfæren, hvor den er giftig og forurensende. (Illustrasjon: "Action on Ozone". UNEP 1993)

Mest ozon finner vi i den delen av atmosfæren som kalles stratosfæren, og denne befinner seg fra ca. 10 - 40 km over bakken. Nesten all ozon i atmosfæren finner vi fra 10 – 30 km over bakken. Ozonlaget beskytter oss mot skadelig UV-stråling fra sola, og uten ozon ville vi blitt solbrente i løpet av få minutter. Samtidig ønsker vi ikke å ha ozon i den lufta vi puster inn fordi den er en giftig og reaktiv gass.

Økt UV-stråling virker på folks helse ved at for eksempel solbrenthet, øyeskade (f. eks solblindhet), hudkreft og tidlig aldring av huden forekommer hyppigere.

Hva er ozonhullet og hvordan måles ozon?

Et ozonhull oppstår i områder som utsettes for en kraftig reduksjon av ozon. Dette skjer for eksempel hver høst over Sydpolen. På Sydpolen utføres det målinger av ozonlaget ved hjelp av instrumenter som sendes opp med ballong. Dette instrumentet måler mengden ozon etter hvert som ballongen stiger oppover. Slike ballonger rekker normalt opp til ca. 30 km før de sprekker og faller ned igjen.

Fordi ozon absorberer UV-stråling fra sola, betyr det at ozon tar opp energien i UV-strålen og bruker denne til å bryte kjemiske bindinger og til å produsere varme. Kommer det derfor mye UV-stråling ned til bakken, betyr det at det er lite ozon.

For å måle ozon i dag benyttes det ca. 100 Dobsen-instrumenter over hele verden. I Norge finns det tre slike instrumenter. Dobson-instrumentet er en oppfinnelse fra 1920-årene og den er konstruert av engelskmannen Gordon M. B. Dobson.

Måleenheten som benyttes kalles Dobsonenheter (DU) og er definert på følgende måte:

'Hvis vi tok alt ozon i atmosfæren og presset det sammen til samme trykk som ved bakken, ville vi få et lag på 2 til 5 mm.
Et lag på 1 mm er 100 DU