Пост родился после общения с одним из читателей моего канала. Кстати, Эдуард, спасибо (ссылку на статью приведу ниже)! О чем же была речь?
А разговор был об озоне. Порывшись в источниках, я понял, насколько мало знаю о газе, без которого жизнь на планете (по крайней мере, на суше) была бы невозможна. Но рассказать все – это запредельный труд. Поэтому сократив информацию до минимума, я вкратце хочу рассказать об этом удивительном веществе, которое защищает нас от смерти и одновременно… убивает нас.
Что такое озон и как он появляется
Озон (Оз) – это 3-ёх атомный кислород (аллотропная модификация). В природе озон возникает в основном под действием ультрафиолетового спектра солнечного излучения на кислород атмосферы. Большое количество его так же образуется во время грозовых разрядов. Оттого после грозы мы ясно чувствуем его запах (запах свежести).
Есть и еще способы его образования, но основные природные я более-менее перечислил. В большинстве остальных так или иначе замешан человек.
С точки зрения полезности озон атмосферы можно было бы разделить на стратосферный (защищает от ультрафиолетового излучения) и тропосферный (смоговый, токсичный озон).
Стратосферный озон, находящийся на высоте 20 – 25 км, и есть тот самый озоновый щит планеты. Толщина этого могучего щита в среднем 3 миллиметра(!) (в зависимости от атмосферных условий от 1,7 до 4 мм). Представьте себе: всего 3 мм газа сохраняют жизнь на поверхности Земли! Ну, если быть точным, то озон блокирует лишь определенную часть спектра солнечного ультрафиолета, но об этом ниже.
Озон, сохраняющий жизнь (стратосферный)
Ультрафиолетовая атака
Солнце обильно поливает Землю самыми различными излучениями. В подавляющем большинстве смертельными для всего живого. В этом списке находится и ультрафиолетовое излучение, которое биологи привыкли делить на спектры: А (УФ-А с длинной волны 315—400 нм), В (УФ-В с длиной волны 280 – 315 нм) и С (УФ-С с длиной волны 100 – 280 нм).
Самый опасный и смертоносный – это коротковолновый, жесткий спектр С. Если его лучи дойдут до поверхности земли, на ней не останется ничего живого. Даже вирусов.
Волны УФ-В менее опасны, они вызывают загар и выработку в коже витамина D, но так же способны принести значительный вред при длительном или интенсивном воздействии.
Спектр А считается наиболее мягким, и в то же время и он небезвреден. Например, именно его воздействие – основная причина старения кожи.
Но в процессе эволюции жизнь выработала способность противостоять губительному спектру ультрафиолета.
Где-то пару миллиардов лет назад, когда атмосфера планеты в результате фотосинтеза наполнилась кислородом, появился озоновый щит. Это позволило жизни покинуть глубь водных просторов и выйти на сушу.
Механизм возникновения щита
Стратосферный молекулярный кислород полностью гасит спектр С ультрафиолетового излучения, при этом распадаясь на атомарный кислород, который сразу же соединяясь с другой молекулой кислорода образует 3-ёх атомный озон. Спектр поглощения озона приходится на длину волны УФ-В, который он поглощает на 90%. При этом озон распадается вновь на молекулу кислорода и атомарный кислород. Получается замкнутый цикл. В итоге до поверхности Земли доходит только УФ-излучение спектра А и немного спектра В, а смертоносный УФ-С и на 90% УФ-В оказываются нейтрализованы.
Таким образом, атмосферный щит, защищающий нас от ультрафиолетового излучения, надо было бы назвать кислородно-озоновым, но прижилось выражение «озоновый щит».
Защита всего живого – основная функция стратосферного щита, который образовала сама жизнь.
Озон убивающий (тропосферный, приземный, смоговый)
Вместе с тем Оз образуется не только в стратосфере. Небольшое природное количество его существует и в приземном пространстве тропосферы (до 10 км). В результате гроз, повышенной солнечной активности и некоторых других природных явлений небольшие, или даже стоит сказать следовые, концентрации Оз могут присутствовать в воздухе.
Но под влиянием человеческой деятельности (автомобильные выхлопы, промышленные выбросы, электрическая активность и др.) концентрация приземного озона возросла многократно! В десятки раз! Механизм его образования прост: в воздухе, особенно крупных городов, значительно увеличилась концентрация веществ-предшественников озона, стимулирующих его образование под действием солнечного света. Поэтому в солнечную, безветренную погоду концентрация озона в крупных городах особенно велика.
Ситуация такова, что в жилых зонах допустимыми стали считать концентрации Оз в 1,5 – 3 раза выше природного фона (т.е. выше того, который должен быть), а в промышленных зонах этот «допуск» доходит до 16-кратного превышения. А что сделать, если ниже уже не получается?!
Опасные свойства озона
Озон - это голубоватый газ наивысшей токсичности (1-ая степень). По степени смертельности для человека он стоит выше, чем хлор и синильная кислота. То есть сильнее, чем боевые отравляющие газы. Озон отнесен к так называемым безпороговым токсичным веществам, т.е к тем, которые не имеют безопасной концентрации. Любое его количество уже опасно.
- Он великолепно растворяется в воде, уничтожая в ней любые микроорганизмы (что используется для ее дезинфекции).
- Попадая в легкие при дыхании, О3 повреждает ключевой сурфактантный белок (SP-A), что ведет к повреждению легочной ткани и снижению фагоцитарного иммунитета.
- При проникновении в кровь, образует нерастворимые комплексы с холестерином и нарушает свертываемость крови, что чревато сосудистыми нарушениями с вероятным развитием инсульта или инфаркта.
- Отмечено канцерогенное влияние смоговых концентраций озона, а так же его влияние на уровень прогестерона и количество готовых к овуляции клеток, что может привести к бесплодию. Кстати, в последнее время, особенно в городах, эта проблема стала довольно актуальной для многих женщин.
- Австралийские ученые отметили прямую зависимость роста аллергических реакций, в частности полиноза, связанных с увеличением концентрации приземного озона.
- Озон нарушает фотосинтез и обмен веществ в растениях, снижая их дыхание и вызывая озоновый хлороз. Урожайность сельскохозяйственных культур падает.
Вот такой интересный газ: рядом с ним жизнь невозможна, но и без него тоже. И чем он от нас дальше (но не очень далеко), тем полезнее.
Не всякую лошадь можно оседлать
Все вышесказанное относится к «природному» озону, человеку неподконтрольному. Но в промышленности и медицине его так же пытаются использовать. «Пытаются» я написал неспроста. Далеко не всякая такая попытка оканчивается положительным результатом, а порой бывают и трагедии. Дело в том, что концентрацию озона крайне трудно контролировать и токсическая доза может быть достигнута скачкообразно. Кроме того жидкий озон спонтанно взрывоопасен. Являясь наилучшим компонентом ракетного топлива, в ракетостроении он не используется именно по этой причине. Прецедент был в одной из лабораторий США. Там был получен практически идеально чистый жидкий озон. Когда уже все готовы были бить в литавры, полученный жидкий газ внезапно взорвался, уничтожив не только лабораторию, но и половину завода.
Вот такое это коварное вещество.
P.S. В начале статьи я обещал ссылку на статью про ультрафиолет. Вот она: "Индекс опасности"
Буду рад видеть Вас на своём канале. И до скорой встречи!