Ozon - dobry i zły
Czym jest ozon i jak wpływa na życie na Ziemi?
Ozon to odmiana alotropowa tlenu. Cząsteczki tlenu, którym oddychamy i który jest podstawowym składnikiem powietrza, są zbudowane z dwóch atomów tlenu (O2), w skład cząsteczki ozonu wchodzą natomiast trzy atomy tlenu (O3). Ten trzeci atom tlenu sprawia, iż ozon w przeciwieństwie do dwuatomowej cząsteczki tlenu jest silnym utleniaczem fotochemicznym.
Ta właściwość powoduje, że ozon w górnej warstwie atmosfery – stratosferze, absorbuje prawie całkowicie niezwykle szkodliwe dla organizmów żywych, promieniowanie nadfioletowe o długości fali poniżej 295nm. Dzięki czemu do powierzchni Ziemi dociera tylko kilka procent biologicznie czynnego promieniowania UV.
Natomiast ozon w dolnej warstwie atmosfery – troposferze jest zanieczyszczeniem powietrza, które negatywnie wpływa na zdrowie ludzi. Podwyższone stężenie ozonu w powietrzu może prowadzić do reakcji zapalnych oczu czy chorób dróg oddechowych, w tym nasilenia objawów astmy oraz zmniejszenia wydolności płuc. Organizm człowieka broni się przed przedostającym się do płuc ozonem i zmniejsza ilość wdychanego tlenu, co w konsekwencji może powodować nasilenie chorób układu krążenia. Ozon może powodować senność, bóle głowy i znużenie oraz spadek ciśnienia tętniczego krwi. Ponadto podwyższone stężenia ozonu niszczą roślinność oraz przyspieszają korozję materiałów.
Jak powstaje ozon?
Ozon powstający przy powierzchni ziemi jest zanieczyszczeniem wtórnym i powstaje w wyniku reakcji fotochemicznych tlenków azotu i lotnych związków organicznych w atmosferze, reakcje te przyspiesza wysoka temperatura powietrza. Ozon ten nazywany jest ozonem troposferycznym lub przyziemnym.
Ozon w stratosferze powstaje w wyniku oddziaływania promieniowania słonecznego na cząsteczki tlenu (O2), w wyniku czego cząsteczki te rozpadają się na dwa atomy tlenu (O). Następnie atomy tlenu reagują z tlenem cząsteczkowym i tworzą cząsteczki ozonu (O3). Ozon ten nazywany jest ozonem stratosferycznym lub warstwą ozonową.
Co sprzyja powstawaniu ozonu przyziemnego i kiedy się go bać?
Najwyższe stężenia ozonu przy powierzchni Ziemi występują wiosną i latem, ponieważ powstawaniu ozonu sprzyja słoneczna pogoda i wysoka temperatura powietrza. Ozon ma zdolność przenoszenia się na duże odległości, dlatego jego stężenia na obszarze Polski w dużej mierze zależą od stężeń ozonu w masach powietrza napływających nad teren naszego kraju – głównie z południowej i południowo-zachodniej Europy.
W słoneczne, gorące dni najwyższe stężenia ozonu występują najczęściej w godzinach od 10-14, w tym samym czasie przy bezchmurnym niebie ma miejsce również największe promieniowanie UV.
Kto i jak mierzy stężenia ozonu w powietrzu?
Pomiary ozonu w stratosferze i troposferze są prowadzone w ramach Państwowego Monitoringu Środowiska.
Pomiary ozonu troposferycznego wykonują wojewódzkie inspektoraty ochrony środowiska. W Polsce funkcjonuje ok. 100 stanowisk do pomiaru ozonu przyziemnego zlokalizowanych na terenie całego kraju.
Pomiary ozonu przyziemnego wykonywane są w oparciu o metodę fotometrii w ultrafiolecie, za pomocą analizatorów automatycznych. Czerpnie, którymi pobierane jest powietrze do analizy znajdują się zazwyczaj na wysokości od 2,5 do 4 m nad powierzchnią gruntu. Analizatory ozonu znajdują się w specjalnych, klimatyzowanych kontenerach, w których panuje stała temperatura ok. 20-23ºC. Metoda fotometrii w ultrafiolecie jest referencyjną metodą pomiaru ozonu w powietrzu.
Stacja monitoringu jakości powietrza mierząca między innymi stężenia ozonu przyziemnego w Jeleniej Górze
Analizator do automatycznych pomiarów ozonu w powietrzu znajdującym się przy powierzchni ziemi
Pomiary ozonu stratosferycznego realizowane są na stacjach należących do Światowego Systemu Obserwacji Ozonu. Na zlecenie Głównego Inspektoratu Ochrony Środowiska wykonują je: Instytut Geofizyki PAN (Belsk) oraz Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej – PIB,
W Polsce, pomiary stężenia ozonu w stratosferze wykonywane są za pomocą sondaży ozonowych (Legionowo) oraz spektrofotometrów Dobsona i Brewera (Belsk). Dodatkowo, w dni bezchmurne na stacji w Belsku, wykonywane są pomiary rozkładu pionowego ozonu – metodą Umkehr.
Gdzie są dostępne wyniki pomiarów ozonu?
Główny Inspektorat Ochrony Środowiska udostępnia wyniki pomiarów stężeń ozonu przyziemnego w trybie on-line poprzez portal „Jakość Powietrza” (www.powietrze.gios.gov.pl) oraz aplikację mobilną. Dane są aktualizowane co godzinę i są dostępne wraz z informacją o potencjalnym wpływie stężeń ozonu w powietrzu na zdrowie ludzi, ze szczególnym uwzględnieniem grup ludzi wrażliwych (dzieci, osoby chore, kobiety w ciąży, osoby starsze).
Wyniki pomiarów ozonu stratosferycznego są dostępne w postaci raportów na stronie internetowej GIOŚ pod adresem http://www.gios.gov.pl/pl/stan-srodowiska/monitoring-jakosci-powietrza.
Aplikacja mobilna „Jakość powietrza w Polsce”
Jakie jeszcze informacje o ozonie są udostępniane przez Inspekcję Ochrony Środowiska?
Roczne oceny zanieczyszczenia powietrza ozonem dla obszaru całego kraju
Na podstawie wyników pomiarów oraz w oparciu o wyniki modelowania matematycznego wojewódzkie inspektoraty ochrony środowiska wykonują roczne oceny jakości powietrza ozonem pod kątem kryteriów dla ochrony zdrowia i ochrony roślin. Kryteria tej oceny są określone prawem, a wyniki ocen rocznych są dostępne na stronach internetowych wojewódzkich inspektoratów oraz w postaci zbiorczej oceny krajowej na portalu Głównego Inspektoratu Ochrony Środowiska „Jakość Powietrza” (www.powietrze.gios.gov.pl, MENU w zakładce Pomiary i ocena jakości powietrza > Ocena>Roczne oceny jakości powietrza).
Prognozy zanieczyszczenia powietrza ozonem
Od 1 kwietnia do 30 września każdego roku na portalu Głównego Inspektoratu Ochrony Środowiska „Jakość Powietrza” (www.powietrze.gios.gov.pl), codziennie rano prezentowane są aktualne trzydniowe prognozy zanieczyszczenia powietrza ozonem troposferycznym dla całej Polski oraz poszczególnych województw. Oprócz map na portalu prezentowane są prognozy jednogodzinnych stężeń ozonu dla najbliższej doby w postaci animacji, zarówno dla całego kraju, jak i osobno dla poszczególnych województw (MENU w zakładce Prognozy jakości powietrza > Krótkoterminowe).
Przykładowa prognoza zanieczyszczenia powietrza ozonem
