สูงเหนือหัวของเรา ในสตราโตสเฟียร์ ที่ระดับความสูง 19-48 กม. โลกนี้ล้อมรอบด้วยโอโซน เป็นออกซิเจนชนิดหนึ่ง ถ้าโมเลกุลออกซิเจนในอากาศประกอบด้วยออกซิเจนสองอะตอมรวมกัน - O2 แสดงว่าโมเลกุลซึ่งมีสามอะตอมจะถูกระบุโดยสูตรของโอโซน - O3 มันถูกสร้างขึ้นโดยแสงแดด เมื่อรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ผ่านชั้นบรรยากาศ พวกมันจะทำลายโมเลกุลออกซิเจนไดอะตอมมิกธรรมดา แต่ละอะตอมที่เป็นอิสระจะเข้าร่วม O2 ที่อยู่ใกล้เคียง นี่คือวิธีสร้างสูตรเคมีของโอโซน - O3
โอโซนคืออะไร
Fabry และ Buisson นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสค้นพบก๊าซนี้เป็นครั้งแรก ในปี 1913 พวกเขาระบุว่ารังสีของดวงอาทิตย์ที่มีความยาวคลื่น 200 ถึง 300 นาโนเมตรนั้นถูกชั้นบรรยากาศของโลกดูดกลืนอย่างแข็งขัน คำว่า "โอโซน" ในภาษากรีกหมายถึง "หอม", "หอม" ทุกคนรู้ดีถึงกลิ่นเฉพาะตัวของก๊าซนี้ที่เกิดขึ้นหลังพายุฝนฟ้าคะนอง ออกซิเจนมีอยู่ในบรรยากาศในรูปแบบ allotropic สามรูปแบบ: O2 - โมเลกุล, O - อะตอม และ O3 - สูตรของโอโซนซึ่งได้มาจากการรวมตัวทางเคมีสองตัวแรก
คุณสมบัติของแก๊ส
ชั้นโอโซนก็พอบางเฉียบแทบมองไม่เห็น หากโมเลกุลทั้งหมดของก๊าซนี้ซึ่งมีเนื้อที่ 29 กม. รวมกันเป็นก้อนแข็งก้อนเดียว ความหนาของมันจะใช้เวลาเพียงหนึ่งในสามของเซนติเมตร โอโซนบางส่วนอยู่ในอากาศเหนือพื้นผิวโลก เมื่อไอเสียรถยนต์หรือหมอกควันถูกปล่อยสู่อากาศ แสงแดดจะทำปฏิกิริยากับสารเคมีในการปล่อยมลพิษเพื่อสร้างโอโซน โดยเฉพาะอย่างยิ่งรู้สึกได้ในวันที่อากาศร้อนในอากาศที่เต็มไปด้วยหมอกควัน เพราะมันถึงระดับที่คุกคามสุขภาพ สูตรของสารโอโซนนั้นไม่เสถียรทางกายภาพ และที่ความเข้มข้นมากกว่า 9% ในอากาศ แก๊สจะระเบิด ดังนั้นจึงสามารถเก็บรักษาได้ที่อุณหภูมิต่ำเท่านั้น เมื่อเย็นลงถึง -111.90C แก๊สจะเปลี่ยนเป็นของเหลว
โอโซนส่วนเกิน
คน ๆ หนึ่งไม่สามารถอยู่ในออกซิเจนบริสุทธิ์ได้ โอโซนจำนวนเล็กน้อยในบรรยากาศมีประโยชน์สำหรับเขา แต่ความเข้มข้นที่มากเกินไปของออกซิเจนอาจถึงตายได้ คุณไม่จำเป็นต้องหายใจเข้าเพราะออกซิเจนแบบนี้สามารถทำลายปอดของคุณได้ นักกีฬาที่สูดอากาศที่มีโอโซนรับภาระจำนวนมากอาจบ่นถึงความหนักเบาและความเจ็บปวดเมื่อหายใจเข้า ต้นไม้และพืชที่เติบโตตามทางหลวงซึ่งอากาศอิ่มตัวด้วยก๊าซไอเสีย ก็ได้รับผลกระทบจากโอโซนมากเกินไปเช่นกัน ลักษณะดังกล่าวของก๊าซนี้อยู่เหนือพื้นผิวโลก เนื้อหาตามธรรมชาติ (ส่วนหนึ่งของมันในส่วนอื่น ๆ ของอากาศหลายสิบล้าน) มีส่วนร่วมในกระบวนการออกซิเดชันที่เกิดขึ้นในระดับเซลล์ในร่างกายมนุษย์ ในสูตรโอโซนออกซิเจนเพียงอะตอมเดียวทำหน้าที่เป็นตัวออกซิไดซ์และสองส่วนที่เหลือจะถูกขับออกมาเป็นออกซิเจนฟรี
คุณสมบัติที่มีประโยชน์
เมื่อใช้อากาศภายในอาคารที่บริสุทธิ์โดยสมบูรณ์ นักวิจัยพบว่าจำนวนโรคในคนเหล่านั้นเพิ่มขึ้น เหตุผลกลับกลายเป็นว่าง่าย - การขาดโอโซนในอากาศบริสุทธิ์ทำให้เกิดความผิดปกติในร่างกาย ก๊าซในปริมาณเล็กน้อยเป็นประจำก็มีประโยชน์ในการป้องกันโรคเช่นกัน
แก๊สเอฟเฟคคืออะไร? เมื่อพิจารณาจากผลการทดลอง นักวิทยาศาสตร์ได้ข้อสรุปว่าโอโซนนำไปสู่การทำลายล้างของไวรัส แบคทีเรีย โปรโตซัว เชื้อราและยีสต์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติเกือบทั้งหมด ในเวลาไม่กี่นาที (สูตรโอโซน O3) ในอากาศหนึ่งลิตรจะทำให้สารที่เป็นอันตรายต่อมนุษย์เป็นกลาง ท้ายที่สุด โอโซนเป็นกระบวนการทางธรรมชาติ ซึ่งพบได้ทั่วไปในร่างกาย โอโซนช่วยให้อากาศสดชื่นแม้อยู่ในห้อง ลดความเสี่ยงในการติดเชื้อโรคในอากาศ ขจัดควัน ฝุ่นและสารก่อภูมิแพ้ สารประกอบโลหะหนัก และส่วนประกอบในอากาศอื่นๆ ที่เป็นอันตรายต่อมนุษย์ เมื่อสลายตัวเป็นน้ำ ออกซิเจน และคาร์บอนไดออกไซด์ สารประกอบเหล่านี้จะสูญเสียความเป็นพิษและขจัดกลิ่นไม่พึงประสงค์ ด้วยสูตรของโอโซนในเคมี กำลังออกซิไดซ์สูงจึงถูกใช้เพื่อฆ่าเชื้อในอากาศและน้ำดื่มมากขึ้น
ชั้นเหนือพื้นผิวโลก 20 กิโลเมตรช่วยปกป้องสุขภาพของเราโดยการดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลต มันทำหน้าที่เป็นตัวกรองปกป้องโลกจากรังสีอัลตราไวโอเลตที่เป็นอันตรายหากไม่มีชั้นป้องกัน ชีวิตบนโลกใบนี้คงเป็นไปไม่ได้ ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าพืชและสัตว์ต่างๆ ปรากฏขึ้นบนโลกก็ต่อเมื่อมีเกราะอันทรงพลังก่อตัวขึ้น ปกป้องมันจากรังสีดวงอาทิตย์ รังสีอัลตราไวโอเลตช่วยให้ผิวมีผิวสีแทนสวย แต่ในขณะเดียวกันก็เป็นสาเหตุหลักของการถูกแดดเผาและมะเร็งผิวหนัง
หลุมโอโซน
ในปี 1970 นักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาชั้นโอโซนเหนือโลกพบว่าสารเคมีที่ใช้ในตู้เย็น เครื่องปรับอากาศ และละอองลอยสามารถทำลายโอโซนได้ ก๊าซจะถูกปล่อยสู่อากาศเมื่อใดก็ตามที่อุปกรณ์เหล่านี้ได้รับการซ่อมแซมหรือเมื่อมีการฉีดพ่นละอองต่างๆ นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าในที่สุดก๊าซที่เป็นอันตรายจะไปถึงโมเลกุลของโอโซน ในเวลาเดียวกัน รังสีดวงอาทิตย์จะปล่อยคลอรีนจากคลอรีน-ฟลูออรีนไฮโดรคาร์บอน ซึ่งทำลายสูตรโครงสร้างของโอโซนและเปลี่ยนเป็นออกซิเจนธรรมดา ดังนั้นชั้นป้องกันจะถูกทำลาย อีก 15 ปีต่อมา นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษได้ค้นพบสิ่งที่น่าทึ่ง: รูขนาดใหญ่ในชั้นโอโซนตั้งอยู่เหนือทวีปแอนตาร์กติกา รูนี้ปรากฏทุกฤดูใบไม้ผลิและมีขนาดประมาณประเทศสหรัฐอเมริกา เมื่อทิศทางลมเปลี่ยนตามฤดูกาล รูจะเติมด้วยโมเลกุลของโอโซน ในกรณีนี้ โมเลกุลจำนวนหนึ่งจะเติมลงในรู ในขณะที่ส่วนอื่นๆ ชั้นก๊าซจะบางลง
อะไรคุกคามการหดตัวของชั้นป้องกัน
ในฤดูหนาวปี 1992 ชั้นโอโซนในยุโรปและแคนาดาบางลง 20% ในบริเวณที่ชั้นนี้ความหนาแน่นไม่เพียงพอและไม่สามารถกรองรังสีที่รุนแรงได้ จำนวนผู้ป่วยมะเร็งผิวหนังเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด เหนือทวีปแอนตาร์กติกาเอง นักวิทยาศาสตร์ได้บันทึกคลอรีนมอนอกไซด์ในระดับที่สูงมาก ซึ่งเกิดขึ้นจากการทำลายโอโซนโดยคลอรีน นักวิจัยคำนวณว่าการสูญเสียชั้นป้องกันเพียง 1% ทำให้ปริมาณรังสีอัลตราไวโอเลตมาถึงโลกเพิ่มขึ้น 2% และในขณะเดียวกันจำนวนมะเร็งผิวหนังก็เพิ่มขึ้น 3-6% รังสีอัลตราไวโอเลตยังทำลายภูมิคุ้มกันของร่างกาย ทำให้บุคคลไม่สามารถป้องกันการติดเชื้อได้ รังสีอัลตราไวโอเลตสามารถทำลายเซลล์ของพืชทุกชนิด ตั้งแต่ซีเรียลไปจนถึงต้นไม้
เพราะชั้นโอโซนยังคงความร้อน ขณะที่ชั้นโอโซนลดลง อากาศที่ละติจูดนี้จะเย็นลง ลมและสภาพอากาศของโลกเปลี่ยน เป็นการยากที่จะคาดการณ์ว่าการพร่องของชั้นจะมีผลกระทบต่อสภาพอากาศในอนาคตอย่างไร นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าพื้นที่ธรรมชาติจะแห้งแล้ง การสูญเสียบางส่วนของพืชพรรณ และอาหารไม่เพียงพอหากปัญหาการทำลายก๊าซนี้ไม่ได้รับการแก้ไข. แม้จะยุติกิจกรรมของมนุษย์ อันเนื่องมาจากการปล่อยก๊าซที่ทำลายชั้นป้องกัน แต่ก็ต้องใช้เวลาอย่างน้อย 100 ปีกว่าจะกลับสู่ระดับก่อนหน้า