Osoon ja osoonikiht (0)

Osoon ja osoonikiht
Sissejuhatus
Osoon ja osoonikiht on ühiskonnakaup, mille tarbimises on näha ratsionaalse majandusinimese tegutsemise tagajärgi. Algselt kasutusele võetud osooni tekitavad ja osoonikihti lagundavad ained näisid ohutud, nende valmistamine soodne ja kasutamine mugav. Kuid pärast pikaaegset kasutusolekut on teadlased jõudnud järeldusele, et kemikaalid kahjustavad looduslikke protsesse ning tekitavad inimorganismile kahju.
Osoon
Osoon koosneb kolmest hapniku aatomist. Päikese ultraviolettkiirgus lagundab osoonimolekulid aatomiteks, mis seejärel ühinevad teiste hapnikumolekulidega jälle osooniks. Atmosfääris toimuvate protsesside käigus laguneb ja tekib osoon kergesti. Osoon on ebastabiilne gaas ja teda kahjustavad ja lagundavad eelkõige lämmastikku, vesinikku ja kloori sisaldavad keemilised ühendid.
Osoonikiht
Osoon moodustab Maa ümber efektiivse kaitsekilbi, mis on õrn ja kergesti purustatav. See paikneb 20 kuni 50 kilomeetri kõrgusel stratosfääris hõreda kihina. Osoonikiht absorbeerib suurema osa kosmosest tulevast ultraviolettkiirgusest ega lase sellel jõuda maapinnale, kus see võiks kahjustada kõiki eluvorme . Mida lühem on ultraviolettkiirguse lainepikkus, seda suurem on kahju, mida ta võib põhjustada kõigele elavale, ning seda paremini neelab seda osoonikiht.
Osoonikihi hõrenemine toob kaasa kahjuliku ultraviolettkiirguse hulga suurenemise. Kiirguse hulka võib piirata troposfääris asuv osoon ning ka aerosoolid ja pilved . Viimastel aastakümnetel on kahjuliku kiirguse Maani jõudmist vähendanud õhusaaste, kuid kui pingutus puhastada meie atmosfäär heitgaasidest kannab vilja, see kaitse kaob. Kahjuliku kiirguse hulga suurenemist on märgitud ka osoonikihi aktiivse lagunemise tsoonis.
Osooniauk
20.sajandi teisel poolel hävitasid seda kaitsvat osoonikihti stabiilsed kemikaalid, mida nimetatakse freoonideks. Põhisüüdlaseks selles on väidetavalt freoonide koostisse kuuluv kloor ( Paist & Mäeküla 2002). Esialgu kasutati freoone külmutusseadmetes, seejärel autode õhukonditsioneerides, survegaasina pihustites, vahtplastist konteinerite valmistamisel ja elektroonika puhastamiseks . Alles 1985. aastal avastas Suurbritannia teadlane Joe Farman suure „ augu “ osoonikihis (tegelikult osoonikihi tugeva õhenemise). 2000. aastal oli selle „augu“ suurus juba 30 miljonit ruutkilomeetrit, laiudes Antarktika kohal. Praeguste arvutuste kohaselt peaks osoonikihi hävitamise maksimum saabuma käesoleval, 2010.nendal aastal, seega inimkond ja loodus peavad kannatama veel umbes 100 aastat ebanormaalselt õhukese osoonikihi ja tavapärasemast suuremal hulgal maapinnale jõudva ultraviolettkiirguse käes. See tuleneb asjaolust, et freoonid on väga püsivad ained ja nende hävimiseks kulub varieeruvalt mõnest aastas kuni aastakümneteni.
Esiteks kahjustab osoonikihi hõrenemine fütoplanktonit, mis on kõigi maailmamere toiduahelate aluseks. ( Ponting 2009) Väheneb toiduteraviljade, näiteks riisi, saak. Lisaks on sellel kõigel oluline roll inimese tervisele, nagu igal teisel inimese poolt tekitatud keskkonnakahjustusel, sest osooni kahanemise igale protsendile vastab sama suur protsent pahaloomuliste kasvajate ja silmakae esinemissagedust. Immuunsüsteemide kahjustamise tõttu võivad hakata levima nakkushaigused.
Freooonid
Freoonid on orgaanilised ühendid, mis sisaldavad süsinikku ja fluori , paljudel juhtudel ka muud halogeeni enamasti kloori ja vesinikku. Teised osoonikihti kahandavad ained on haloonid, mis on süsivesinike broomiühendid, sisaldades ka fluori, kuid osooni hävitav ühend neis on kloori asemel broom . Haloonid hävitavad osooni 3–10 korda rohkem kui freoonid, samas kasutatakse neid tunduvalt vähem (Jürgens).
Maapinnalähedane osoon
Maapinna lähedal on osoon raskekujuline saastaja , fotokeemilise sudu üks koostisosa ning happevihmade üks komponente. Selle kontsentratsioon on hakanud viimastel aastakümnetel kasvama, mida seostatakse ka inimtegevusega, esmajoones autode heitgaasidega ultraviolettkiirguse mõjul toimuvate protsessidega. Osoon on väga tugev oksüdant ning tööstusrevolutsiooni algusest on selle kontsentratsioon maalähedastes õhukihtides kordi suurenenud(Päärt 2008).
Maapinnalähedasel osoonil otseseid suuri kohalikke allikaid pole. Küll aga tekib osoon teatud tingimustel mitmete keemiliste reaktsioonide tulemusel (kombinatsioon: hapnik, lenduvad orgaanilised ühendid, lämmastikoksiidid, ultraviolettkiirgus, kõrge õhutemperatuur). Lenduvateks orgaanilisteks ühenditeks loetakse kõiki inimtekkelisi ja biogeenilisi orgaanilisi ühendeid, mis võivad päikesekiirguse toimel lämmastikoksiididega reageerides tekitada fotokeemilisi oksüdante (osoon). Lenduvad orgaanilised ühendid tekivad naftatööstuses ja naftatööstuse produktide kasutamisel (keemiatööstus, bensiinis sisalduvate lenduvate fraktsioonide aurumine bensiinihoidlates ja -tanklates, viimistlusmaterjalide kasutamine, automootorid), prügilates ja põllumajanduses. Lämmastikoksiidid tekivad erinevate kütuste kõrgetemperatuurilisel põletamisel katlamajades, tööstuslikes protsessides ja autodes. Looduses tekib lämmastikoksiid äikese ja fotokeemiliste reaktsioonide tulemusel. Olulisteks saasteallikateks on veel metsade põlengud.
Maapinna lähedal on osoon, mis kahandab taimede fotosünteesi taset umbes 20% ning põhjustab inimestel hingamisraskusi (Ponting 2009) Osoon kahjustab eeskätt kopsu, ent mõjub ka silmadele. Osoon võib põhjustada tõsiseid häired inimorganismi tegevuses, hakates kõrgetel kontsentratsioonidel koguni lagundama veres olevat hemoglobiini . Sudu tekitajana on osoonil oluline mõju hingamisteedele tekitades astmat. Oma osa etendab osoon ka metsade hävimisel, atmosfäärist pärit olevate kahjustuste hulgas on osoonist põhjustatu jõudnud kolmandale kohale. Puid mõjutab osoon lehtede või okaste rakkudesse tungimise kaudu ja nende pinnal olevate mikroorganismide tapmise (“desinfitseerimisel”) tõttu. ( Keskkonnaministeerium 2007). Kõrgenenud osoonikontsentratsioon pidurdab kasvu ja kahandab saagikust. Arvatakse, et osoon tekitab taimedele rohkem kahju kui kogu muu õhusaaste kokku.(Päärt 2008)
Meetmed ja vahendid osoonikihi kaitseks
Osooni kahjustavate ainete ja nende asendusainete (HFCde ja PFCde) emissioonide vähendamiseks on rakendatud palju mitmesuguseid poliitikaid, meetmeid ja vahendeid nagu õigusaktid, majandusmeetmed , vaba tahte lepingud ja rahvusvaheline koostöö. Ka üldine energia- ja kliimapoliitika mõjutab osooni kahjustavate ainete, nende alternatiividel töötavatest või muud tüüpi seadmetest pärinevate kasvuhoonegaaside kaudset emissiooni. Tarvitusele võetavad meetmed sõltuvad suuresti kasutusalast, riiklikest oludest ja muudest tingimustest.
Osoonikihi kaitsmine Eestis
„Eesti keskkonnastrateegia aastani 2030” seab eesmärgiks kõrvaldada järk-järgult nii tööstusest kui ka kodumajapidamistest osoonikihti kahandavad tehisained. Kodumajapidamistes kasutusel olevate freoonide kohta ei ole statistilist ülevaadet, kuid tööstustes ja ettevõtetes on haloonide ja freoonide kasutuselevõtmine oluliselt vähenenud. Nende asemel on hakatud kasutama osoonikihile ohutuid, kuid väga kõrge globaalset soojenemist põhjustava potentsiaaliga fluorosüsivesinikke (HFC)
Kehtivad õigusaktid
Osooni valdkonda korraldab välisõhu kaitse seadus (vastu võetud 5.05.2004). aastal ning Vabariigi Valitsuse määrused „Osoonikihti kahandavatele ainetele esitatavad nõuded” ja 2008. aastal jõustunud „Osoonikihti kahandavate ainetega seotud toimingutele esitatavad nõuded ning seadmes sisalduvate osoonikihti kahandavate ainete või fluoreeritud kasvuhoonegaaside kogusest aruandmise kord ja aruande vormid”.
Eesti saavutused
Üks olilisemaid saavutusi on, et osoonikihti kahandavate ainete kasutamine Eestis on 98% ulatuses lõpetatud. On moodustatud osoonikihti kahandavate ainete kasutamise, kogumise ja korraldamisega tegelevad asutused ning kord ja on kehtestatud pädevusnõuded osoonikihti kahandavaid aineid sisaldavate seadmetega tegelevatele mehaanikutele ning tehnikutele. Täielikult halogeenitud freoonide (CFC) ja osaliselt halogeenitud freoonide (HCFC) kasutuselevõtmine on oluliselt vähenenud.
Osoonikihi globaalne kaitsmine
Paljude riikide valitsused, olles mures osoonikihi saatuse pärast, ühendasid oma jõud ja võtsid 1985. aastal vastu Osoonikihi kaitsmise Viini konventsiooni. 1987. aastal võeti vastu Osoonikihti kahandavate ainete Montreali protokoll. Leppe kohaselt pidi freoonide tootmine jääma 1986 aasta tasemele 1989 aastani ning vähenema 1993 aastaks 20% ja 1998 aastaks 50% võrra. Leping käsitles peale tähtsamate freoonide ka 3 liiki haloone. 1992 aasta alguseks ei tohtinud nende kasutamine ületada 1986 aasta taset.
Eesti ühines Viini konventsiooni ja Montreali protokolliga 1996. aastal. Vastavalt ÜRO reeglitele alates 15. jaanuarist 1997 peab Eesti täitma kõiki Montreali protokollist tulenevaid nõudeid.
Montreali protokoll osoonikihti kahandavatest ainetest on üks (neljast) keskkonnakaitse prioriteedist nii kogu maailma kui Euroopa jaoks. Protokolli on 25. novembri, 2009 aasta seisuga ratifitseerinud 196 riiki (United Nations Environment Programme 2009).
Montreali protokolli sätete kohaselt peab iga Montreali protokolli osaline kindlustama täieliku kontrolli osoonikihti kahandavate ainete tootmise, kasutamise, impordi ja ekspordi üle. See paneb suure vastutuse Tolliametile ja nende ainete importijatele ja eksportijatele, mis tähendab, et nende esitatavad andmed peavad olema usaldusväärsed ja riigi poolt kontrollitavad . Vastavalt Montreali protokolli 1997. a Montreali parandustele peab osoonikihti kahandavate ainete tootmine, kasutamine, import ja eksport olema litsentseeritud (Keskkonnaministeerium).
Kokkuvõte
Alates osoonikihi hõrenemise avastamisest on rakendatud meetmeid kahjulike ainete piiramiseks ja kasutuselt kõrvaldamiseks, näiteks Montreali protokolliga. Vastu on võetud mitmeid määruseid, mis ei esinda majanduslikke huvisid, vaid seavad esikohale inimeste tervise, elukeskkonna säilimise ja sätestavad maalähedase osooni vähendamiseks ja osoonikihi säilimiseks vajalikud piirangud.
Kasutatud kirjandus
Ponting, C. 2009. Uus maailma roheline ajalugu. Varrak 2009. Tallinn.517.
Keskkonnaministeerium. Osoon ja osoonikiht. http://www.envir.ee/1031 (16.03.2010)
Vikipeedia http://et.wikipedia.org/wiki/Osoonikiht (16.03.2010)
Kaitstes osoonikihti ja ülemaailmset kliimasüsteemi: fluorosüsivesinike ja perefluorosüsinikega seotud küsimused http://www.envir.ee/orb.aw/class=file/action=preview/id=528226/valitsustevaheline_kliimamuutuste_paneel.pdf (16.03.2010)
Keskkonnaministeerium. 2007. Päike, osoonikiht ja inimene. http://www.envir.ee/orb.aw/class=file/action=preview/id=717948/paike_osoonikiht_ja_inimene_sisu.pdf (16.03.2010)
Päärt, V.2008. TÜ teadlaste avastus aitab aretada kuivust taluvaid taimi. http://www.novaator.ee/ET/loodus/tu_teadlaste_avastus_aitab_aretada_kuivust_taluvaid_taimi/ (16.03.2010)
Paist, A.,Mäeküla, O. 2002. Kloorivabade freoonide kasutamisest. http://www.ehituskaar.ee/?op=art&id=317 (18.03.2010)
Jürgens, A. Osoonikihi kaitsmine on riikide ühine eesmärk. http://www.envir.ee/1101324 (18.03.2010)
United Nations Environment Programme. 2009. http://ozone.unep.org/Ratification_status/ (18.03.2010)