Czym jest ozon?

Ozon to szczególna forma tlenu, która ma trzy atomy w cząsteczce, zamiast dwóch. Ten dodatkowy atom łatwo się odłącza, dlatego ozon bardzo łatwo reaguje z innymi substancjami — jest silnym utleniaczem fotochemicznym.

Ozon najczęściej kojarzy się z warstwą ozonową, która chroni nas przed szkodliwym promieniowaniem UV, oraz z problemem dziury ozonowej, przez którą to szkodliwe promieniowanie dociera do powierzchni ziemi. Ochronna warstwa ozonu znajduje się wysoko nad ziemią, w stratosferze — mniej więcej od 12 do 30 km nad jej powierzchnią.

Ozon występuje również w warstwie atmosfery przy powierzchni ziemi – troposferze, gdzie jego oddziaływanie może być szkodliwe dla zdrowia ludzi, innych organizmów i roślin.

Jak powstaje ozon?

Ozon znajdujący się w stratosferze tworzy się pod wpływem promieniowania słonecznego oddziałującego na cząsteczki tlenu (O₂). Promieniowanie to powoduje rozpad tlenu na pojedyncze atomy (O), które następnie reagują z cząsteczkami tlenu (O₂), prowadząc do powstania ozonu (O₃). To właśnie ten typ „dobrego” ozonu jest nazywany ozonem stratosferycznym, lub potocznie warstwą ozonową.

Natomiast ozon przy powierzchni ziemi powstaje jako zanieczyszczenie wtórne podczas reakcji chemicznych tlenków azotu (NO_X) i lotnych związków organicznych (LZO) pod wpływem promieniowania słonecznego i wysokiej temperatury. Ten rodzaj „złego” ozonu nazywany jest ozonem troposferycznym.

Co sprzyja powstawaniu ozonu troposferycznego?

Powstawaniu ozonu przy powierzchni ziemi sprzyja przede wszystkim silne nasłonecznienie i wysoka temperatura powietrza. Ważną rolę odgrywa także obecność zanieczyszczeń emitowanych przez człowieka, głównie tlenków azotu i lotnych związków organicznych pochodzących ze spalin samochodowych, przemysłu czy ogrzewania. W słoneczne, upalne i bezwietrzne dni reakcje fotochemiczne zachodzą intensywniej, dlatego stężenie ozonu jest wtedy najwyższe.

W warunkach naturalnych ozon może powstawać również podczas burz lub w pobliżu wodospadów.

Gdzie sprawdzać jakie są stężenia ozonu?

Główny Inspektorat Ochrony Środowiska udostępnia na bieżąco jednogodzinne wyniki pomiarów ozonu na portalu Jakość Powietrza i w aplikacji mobilnej Jakość Powietrza w Polsce.

Wyniki pomiarów jakości powietrza są również udostępniane na portalu Jakości Powietrza Europejskiej Agencji Środowiska.

Główny Inspektorat Ochrony Środowiska wydaje dodatkowo powiadomienia, gdy stężenie ozonu na stacji pomiarowej przekracza:

• 180 µg/m³ – poziom informowania społeczeństwa, przy którym osoby wrażliwe i szczególnie narażone powinny ograniczyć przebywanie na zewnątrz,
• 240 µg/m³ – poziom alarmowy, oznaczający stężenia szkodliwe dla ogółu ludności.

Przekroczenia tych poziomów występują najczęściej w godzinach popołudniowych podczas upalnych i słonecznych dni.

Wysokie stężenia ozonu mogą podrażniać drogi oddechowe, powodować kaszel, duszności, ból gardła oraz pogarszać stan zdrowia osób cierpiących na astmę i inne choroby płuc. Najbardziej narażone są dzieci, osoby starsze oraz osoby aktywne fizycznie na świeżym powietrzu.

Jak mierzy się stężenia ozonu?

Pomiary stężeń ozonu troposferycznego w ramach Państwowego Monitoringu Środowiska realizuje Główny Inspektorat Ochrony Środowiska. Na terenie kraju każdego roku funkcjonuje około 100 stanowisk pomiarowych, zlokalizowanych zarówno w miastach i aglomeracjach, jak i poza obszarami miejskimi.

Stężenie ozonu przyziemnego mierzy się za pomocą automatycznych analizatorów działających na zasadzie fotometrii ultrafioletowej. Powietrze do badań pobierane jest przez czerpnie umieszczone na wysokości około 3 – 4 m nad powierzchnią ziemi. Urządzenia pomiarowe znajdują się w specjalnie przystosowanych kontenerach, w których utrzymywana jest stała temperatura około 20–23°C.

Rys. 3. Stacja podmiejska monitoringu jakości powietrza mierząca m. in. stężenia ozonu przyziemnego, zlokalizowana we Wrocławiu przy ul. Bartniczej

Rys.4. Analizator do automatycznych pomiarów ozonu troposferycznego

Pomiary ozonu stratosferycznego w ramach Państwowego Monitoringu Środowiska prowadzone są przez instytuty naukowo-badawcze: Instytut Geofizyki  –  PAN na stacji pomiarowej w Belsku Dużym oraz Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej – PIB  na stacji pomiarowej w Legionowie. Dane te zasilają międzynarodowe bazy danych oraz służą do weryfikacji pomiarów satelitarnych ozonu stratosferycznego. Wyniki badań ozonu stratosferycznego są dostępne w formie raportów na stronie internetowej GIOŚ.