Keskkonnakorraldus ossoonikiht - Põltsamaa vald (0)

Eesti Maaülikool
Põltsamaa vald
Referaat
Viktor Škunov
PK.0350
Eesti kultuurmaastiku kujunemine ja tööstuspärand
Tartu 2011

Sisukord

Sisukord 2
Sissejuhatus 3
Ultraviolettkiirguse ohtlikkusest 3
Ultraviolettkiirguse mõõtmine 4
Mida peaks päevitaja teadma 4
Osoonikihi hõrenemisel tekkivad probleemid 5
Osoonikihti kahandavad ained 6
Osoonikihi säilimise võitlus,rahvusvahelised lepped 6
Osoonikihi taastumine 7
Kokkuvõtteks 7
Kasutatud matejalid 8

Sissejuhatus

Osoonikiht (ka osoonikilp, osooniekraan) on keskmiselt 15–55 km kõrgusel asuv stratosfääri kiht, kus Päikese ultraviolettkiirguse toime tõttu on atmosfääri keskmisest suurem osooni kontsentratsioon. Osoon tekib atmosfääris ultraviolettkiirguse mõjul. Osooni molekuli tekkeprotsess on kaheastmeline. Esmalt laguneb hapniku molekul UV- kvandi toimel. Pärast lagunemist liitub üksik hapniku aatom hapniku kaheaatomilise molekuliga , moodustades osooni kolmeaatomilise molekuli.Osoonikiht kaitseb Maa organisme ultraviolettkiirguse eest. Kui osoonikihti ei oleks, oleks elu Maa peal jäänudki ookeanide sügavamatesse kihtidesse.Osoonikiht ei koosne peamiselt osoonist. Osooni kontsentratsioon on seal lihtsalt kõrgem kui mujal: umbes üks sajast tuhandest osoonikihi molekulist on osooni molekul.

Ultraviolettkiirguse ohtlikkusest

Alles nüüd, kus nahavähi ja pahaloomulise pigmentkasvaja melanoomi esinemissagedused arenenud riikides kasvavad, on inimeste hoiatamine liigse UV-kiirguse eest saanud üheks vähivastaste programmide koostisosaks. Arstide arvates eksisteerivad kõigi lainepikkuste UV-kiirgusel naha suhtes negatiivsed kõrvaltoimed. Viimased võivad olla kas lühiajalised (päikesepõletus) või pikaajalised (naha vananemine, melanoom , nahavähk, fotodermatoosid). Melanoom saab alguse tumedapigmendilisest sünnimärgist,mis päikesekiirte toimel või ka hõõrumise tagajärjel hakkab kasvama, värvust ja kuju muutes. Samal ajal võivad mujal organismis juba tekkida siirded .
USA keskkonnakaitse ametkond laskis arvutada, mida tooks kaasa viieprotsendiline osoonikihi õhenemine Põhja-Ameerika kohal. Nahavähki haigestumine kasvaks poolelt miljonilt juhult (nagu see viimased 50 aastat USAs keskmiselt oli) 12 miljonini. Senise 9300 inimese asemel sureks igal aastal nahavähki umbes 200 000 ameeriklast.Näiteks on eakate taeva vaatlejate silmahädades süüdi just aja jooksul saadud ultraviolettkiirguse doos.
Saksamaa parlamendi erikomisjoni aruandes “Maa atmosfääri kaitse” mainitakse veel järgmisi tendentse: mitmed taimed hakkavad aeglasemalt kasvama või kärbuvad, taimede liigiline koosseis muutub, väheneb toiduainete tootmine; kahjustub plankton meres, millega muutuvad kalade ja vähiliste toitumisahelad ning väheneb ookeanide bioproduktsioon . Tugeva ultraviolettkiirguse lühemaajaline eluvaenulikkus ulatub valkude lagundamiseni ja isegi DNA-molekulide kahjustamiseni.

Ultraviolettkiirguse mõõtmine

Loodusliku ultraviolettkiirguse taset reguleerib atmosfääriosoon, mis alla 290 nm lainepikkusega kiirgust üldse läbi ei lase. Osoonikihi õhenemisel kümnendiku võrra kasvaks aga maapinnal ultraviolettkiirgus lainepikkusel 300 nm 1,6 korda, 293 nm juures 6 korda ja lainepikkusel 288 nm 50 korda. Huvi loodusliku ultraviolettkiirguse mõõtmise vastu on viimastel aastatel kasvanud kogu maailmas, nii keskkonnakaitse ja tervishoiuga tegelejate kui ka pikemalt päikese käes viibijate (põllutöölised, meremehed, suusatajad , päevitajad) huvides. Nii ongi ilmateadetesse ilmunud ka andmed UV-kiirguse tugevuse kohta.
UV-A 315–400 nm
UV-B 280–315 nm
UV-C 100–280 nm
Viimase alapiirkonna kiirgus neeldub atmosfääris peaaegu täielikult, UV-B kiirguse maapinnani jõudmine sõltub suurel määral osoonikihi paksusest, UV-A kiirgus 36 neeldub osoonikihis vähesel määral. Kuna tehniliselt ei ole võimalik ehitada teravapiiriliselt kiirguse UV-A ja UV-B piirkonda eraldavaid tajureid, siis toimetatakse mõõtmisi laia- või kitsasribaliste sensoritega piirkonna sees. Tõraveres mõõdetakse lisaks laiaribalistele UV-A- ja UV-B-sensoritele veel näiteks UV-B-kiirgust Kipp&Zoneni firma sensoriga CUVB1, mille spektraaltundlikkuse maksimum asub lainepikkusel 306 nm ja ribalaius on 2 nm. Levinuimad on siiski UV-sensorid, millede spektraaltundlikkus vastab inimnaha erüteemtundlikkusele. See on seatud rahvusvaheliseks standardiks: nahk on kõige tundlikum lainepikkustele alla 297 nm ja sellest suuremate lainepikkuste poole tundlikkus väheneb kiiresti. UV-kiirgusele lainepikkusega 340 nm on inimnahk juba tuhat korda tuimem. UV-kiiritustihedus maapinnal sõltub: Päikese kõrgusest horisondist;stratosfääri osoonikihi paksusest;aerosooli hulgast, koostisest ja paiknemisest troposfääris; pilvisusest (pilvede hulgast, kõrgusest ja liikidest);aluspinna peegeldamisomadustest (albeedost).

Mida peaks päevitaja teadma

Maapinnani jõudev päikese ultraviolettkiirgus (UV-kiirgus) võib õhema osoonikihi korral olla tugevam ning inimesi, loomi ja taimi kahjustav . Ent siiski ainult võib, aga kaugeltki ei pruugi seda olla igas olukorras. Alustame ilmselgest: osoonikiht jääb lauspilves ilmaga ja ööselgi selleks, mis ta päeval on, ent ultraviolettkiirgust pole. Kui päike on horisondi kohal madalal, siis läbivad kiired õhukihti kaldu ning ultraviolettkiirgus nõrgeneb oluliselt. Tuleb arvestada ka vastupidist: ultraviolettkiirgus ei jõua meieni mitte ainult otse päikeselt, vaid ka õhkkonnas hajununa ning maapinnalt peegeldununa igast küljest(liivarannas või merel võtab päike ka vilus). Ka õhuke pilvisus ei pea kiirgust päriselt kinni, mõnel juhul võib isegi tugevdada. UV-A-kiirgus tungib pilvedest läbi märksa paremini kui nähtav kiirgus, seejuures seda paremini, mida lühem on lainepikkus . Veel lühema lainepikkusega UV-B-kiirgus seevastu aga neeldub troposfääri osooni molekulidel,kuna läbib korduvate hajumiste tõttu suhteliselt pika teepikkuse ja see suurendab osooni molekulidega kokkusattumise tõenäosust. Naha esmased reaktsioonid ultraviolettkiirgusele on päevitus ja punetus . Päevitus on melaniini produktsiooni suurenemise tulemus. Vahetu naha tumenemine tekib päikesekiirguse mõjul väga lühikese ajaga ja kestab mõnest minutist mõne tunnini.
Hiline päevitusreaktsioon algab 2–3 päeva pärast, on kõige intensiivsem 4–10 päeva möödudes ja kestab keskeltläbi ühe kuu, välja arvatud väike osa, mis võib jääda kogu eluks. Keerulisemaks teeb tavainimesele asja see, et erinevatel nahatüüpidel on UV-kiirguse tundlikkus erinev (rääkimata siinkohal loomadest ja taimedest). Nagu teada, on tumedama naha, sealhulgas päevitunud naha tundlikkus väiksem.

Osoonikihi hõrenemisel tekkivad probleemid

Lausa imepäraselt hoiab planeet Maa oma õrna elustikku päikesekiirguse ohtliku osa eest. Seesama kiirgus tekitab õhuhapnikust osooni – “kolmeosalise hapniku”. Osoon omakorda pehmendab ähvardavat ultraviolettkiirgust. Atmosfääriõhu osoonisisaldus on ka seal üpris väike: stratosfääris sisaldub teda 1 m³, õhus mitte üle 10 cm³ ehk 10 miljondikku. Mõni protsent osooni koguhulgast paikneb maapinna lähedases õhus (troposfääriosoon). Osooni neelav mõju ultraviolettkiirgusele kasvab kiiresti kiirguse lainepikkustel alla 320 nm ja lainepikkusega alla 290 nm päikesekiirgus maapinnani peaaegu üldse ei jõua. Kui niisugust kaitset poleks, tapaksid ultraviolettkiired kiiresti kõik elusolendid .Kui atmosfääriosoon kahaneb, siis ultraviolettkiirguse tugevnemise tõttu võiksid teadlaste arvates kaasneda järgmised nähtused:suuremat hulka inimesi hakkavad ohustama nahavähk ja silmakae ;tekivad organismide kahjustused planktonis, mis omakorda häirib toitumisahelat ookeanis;soodustub happelise sudu tekkimine;väheneb toiduteraviljade, näiteks riisi, saak;immuunsüsteemide kahjustamise tõttu võivad hakata levima mõned nakkushaigused.Kui paks on osoonikiht Eestis?. Osoonikihi paksus muutub aasta jooksul umbes samal viisil, nagu paljud teised aastaaegadega seotud suurused. Kõige paksem on osoonikiht meie kohal talvel-varakevadel,kõige õhem hilissügisel

Osoonikihti kahandavad ained

Osoonikihti kahandavad ained sisaldavad kas kloori (Cl) või broomi (Br). Need ained on lenduvad ja väga stabiilsed, mis tähendab seda, et nad jõuavad stratosfääri, kus asub ka osoonikiht. Neil on suur osoonimolekulide lõhustamise võime, mida määratletakse osoonikihi kahandamise potentsiaalina(ODP).Ühikuks loeti CFC-11 (keemiline ühend CCl3F) osoonikihi kahandamise potentsiaal,millega võrreldes enamik teisi CFCsid on mõnevõrra vähem kahjulikud. Tuleb aga öelda, et osoonikihti kahandavate ainete kahjulikkus avaldub lisaks veel nn kasvuhooneefekti süvendamises.

Osoonikihi säilimise võitlus,rahvusvahelised lepped

Kümnete riikide valitsused ühendasid oma jõud mures osoonikihi saatuse pärast, võttes 1985. aastal vastu Osoonikihi kaitsmise Viini konventsiooni. Juba kahe aasta pärast 16. septembril 1987 võtsid konventsioonile alla kirjutanud riigid vastu Osoonikihti kahandavate ainete Montreali protokolli. Eesti ühines Viini konventsiooni ja Montreali protokolliga 1996. aastal. Montreali protokoll jõustus Eesti jaoks 15.01.1997. Montreali protokoll on rahvusvaheline õigusakt, mis sisaldab osoonikihti kahandavate ainete tootmise ja kasutamise vähendamise või lõpetamise tähtaegu ning reguleerib kontrollitavate ainetega kauplemist riikide vahel. Montreali protokolli ja selle hilisemate paranduste lõppeesmärk on osoonikihti kahandavate ainete ja neid aineid sisaldavate toodete tootmise ning kasutamise täielik lõpetamine kogu maailmas. Seni kestab nende ainete järk-järguline käibelt kõrvaldamine. Ainete kasutuselt kõrvaldamise tähtajad sõltuvad sellest, kas on tegemist arenenud riikidega või arengumaadega. Arengumaade abistamiseks loodi 1990ndal aastal ka finantsmehhanism koos spetsiaalse fondiga, mida rahastavad arenenud riigid.Montreali protokolli nõuded: Vastavalt Montreali protokolli sätetele peab iga Montreali protokolli osapool (Eesti kuulub Montreali protokolli kohaselt arenenud riikide hulka) kindlustama täieliku kontrolli osoonikihti kahandavate ainete tootmise, kasutamise, impordi ja ekspordi üle. Järgnev tabel annabki neist nõuetest ülevaate. Maailma riike ühendav osoonikihi kaitsmise lugu võib kiidelda märkimisväärse teedu sammudega. Ilma protokollita oleks 2050ndaks aastaks osoonikihi kahanemine põhjapoolkera keskmistel laiuskraadidel ulatunud vähemalt 50%-ni ning lõuna poolkera laiuskraadidel 70%-ni. Osoonikihti kahandavate ainete emissioon oleks olnud 5 korda suurem, mille tulemused oleksid olnud kohutavad: 19 miljonit mitte melanoomse nahavähi, 1,5 miljonit melanoomse nahavähi ja 130 miljonit silmakae juhtumit rohkem kui ilma protokolli ja selle lisadega kehtestatud meetmete rakendamiseta.

Osoonikihi taastumine

Osoonikihi taastumise uurimine ja prognoosimine ongi käesoleval ajal maailma osooniuurijate üheks peaülesandeks. Probleem ei osutu sugugi nii lihtsaks, kui esmapilgul võiks paista. Isegi kui õnnestub osooni lagunemist katalüüsivate ainete sisaldused viia täies ulatuses varasema loodusliku olukorra tasemele , ei garanteeri see osoonikihi samasugust seisundit nagu oli 1950ndatel ja 1960ndatel. Põhjus on selles, et Kyoto protokolliga reguleeritavate kasvuhoonegaaside sisalduse osas pole lootustki sellele ajale vastavat looduslikku olukorda taastada. Osa selle protokolli nimekirja kuuluvatest gaasidest on ühtlasi Montreali protokolli ja selle lisade nimekirja gaasid. Osoonikihi muutuste ja kliimamuutuste vahel toimivad keerukad vastastikused seosed, mis senini ei ole täiel määral selged.
Kasvuhoonegaaside oluliselt suuremast sisaldusest tingituna on stratosfääri temperatuur ligemale kahe kraadi võrra madalam kui mõnikümmend aastat tagasi. Stratosfääri alumiste kihtide jahtumine toimub praegu kiirusega ligikaudu 0,6 kraadi kümne aasta kohta ja ülemiste kihtide jahtumine veelgi kiiremini, 50 km kõrgusel umbes 2 kraadi kümne aasta kohta. Päris hiljuti on jahtumine mõnevõrra aeglustunud. Et osooni tekkimise ja lagunemisega seotud keemiliste reaktsioonide kiirus sõltub temperatuurist, siis kulgevad nii mõnedki neist. Ühtlasi kulgeb õhuringlus stratosfääris varasemast erinevalt. Kõigi nende asjaolude adekvaatne arvestamine teebki tuleviku prognoosi keeruliseks.

Kokkuvõtteks

Osoonikihi kaitseks on loodud rahvusvahelised lepped nagu näiteks Osoonikihi kaitsmise Viini konventsioon ja Montréali protokoll.Osoonikiht atmosfääris reguleerib päikeselt ultraviolettkiirguse maapinnani jõudmist.Tugevam ultraviolettkiirgus suurendab nahavähi riski päevitajail. Mõõdukas päevitamine on tervislik.

Kasutatud matejalid

Interneti väljaanded(Google,Wikipedia)
Koorits, L. Nei. Sissejuhatus keskkonnakeemiasse. Tartu, 1998.
S. Kaur . Naha päikesekahjustused. Tartu, 1999
8