Du har kanskje hørt mye om ozon tidligere. Blant annet om hvordan det i de siste tiårene har oppstått “hull” i ozonlaget, eller at kjøleskapet ditt kanskje inneholder gasser som opptrer truende for klimaet på jorda? Denne teksten er en oppsummering på hvordan den livsviktige ozongassen fungerer og hvilken effekten den har overfor livet på jorda. I tillegg vil du kunne lese litt om diverse internasjonale tiltak som er satt for å begrense en økt bruk av ozonfiendtlige gasser. Men hva er egentlig ozongass?

Ozon er en av mange drivhusgasser i atmosfæren. Ozonlaget betegnes som det området i stratosfæren med høyere konsentrasjon av ozongass enn ellers og befinner seg i cirka 10-50 km over bakken. Der finnes omtrent 90 % av atmosfærens totale ozonmengde. Laget absorberer energi fra sola gjennom ultrafiolett stråling (UV-stråling) og beskytter på denne måten livet på jorda fra strålingen.

Dannelse av ozongass

I all hovedsak er ozon en spesiell form for oksygen. Ozonmolekylet er en allotropEn allotrop er et grunnstoff som kan ha forskjellige former i samme aggregattilstand (fast, flytende, gass eller plasma) av oksygen, som består av oksygenmolekyler med tre oksygenatomer (O₃). UV-stråling er såpass energirik at den kan spalte et oksygenmolekyl til to oksygenatomer. Disse kan så bindes sammen med et annet oksygenmolekyl, og danne ozon.

\(\text{O}+\text{O}_2\to\text{O}_3\)

Ultrafiolett stråling

Ultrafiolett stråling er elektromagnetisk strålingElektromagnetisk stråling er stråling i form av pakker med ren energi kalt fotoner, som sendes fra en strålingskilde. Den elektromagnetiske strålingen kan oppfattes både som bølger og partikler. som er en del av strålingen som kommer fra solen mot jorden. Strålingen er svært viktig for menneskelig helse, men er ofte meget energirik og kan i større doser føre til hudskader og øyeskader. UVB-stråling får kroppen til å produsere vitamin D, som er svært viktig for opprettholdelse og styrking av skjelettet.

Ultrafiolett stråling deles inn i tre grupper avhengig av bølgelengden:

UVA-stråling (315-400 nm)

• Når jordens overflate i større grad, omtrent 95 prosent av UV-strålingen som når jordas overflate er UVA-stråling (WHO).
• Beskjeden skadeeffekt
• Absorberes ubetydelig

UVB-stråling (280-315 nm)

• Blir i stor grad absorbert av ozonlaget, men trenger merkbart gjennom atmosfæren
• Små doser kan forårsake irritert hud
• Alle mennesker merker den biologiske virkningen

UVC-stråling (100-280 nm) 

• Når ikke jordens overflate
• Bakteriedrepende, desinfisering av luft og vann
• Store biologiske effekter
• Farlig i små doser

Nedbrytning av ozongass

Samtidig som det dannes ozon, er det alltid en pågående nedbrytningsprosess. Denne prosessen kan enten skje kjemisk eller fysisk. Ved fysisk nedbrytning vil UV-strålingen bryte bindingene i ozonet og danne oksygenatomer, som igjen kan danne nye ozonmolekyler. Ved kjemisk nedbrytning oppstår det en kjemisk reaksjon mellom ozonet og frie radikaler. Frie radikaler er gasser som er svært reaktive, og slippes ut ved mikrobiologiske prosesser eller forbrenningsprosesser på jorda. Stort sett alle utslipp av frie radikaler som reagerer med ozon, er menneskepåvirket. 

\(\text{Cl}+\text{O}_3\to\text{ClO}+\text{O}_2\)

\(\text{ClO}+\text{O}_3\to\text{Cl}+\text{2O}_2\)

Hull i ozonlaget

Enkelte halogen som klor- og bromholdige gasser reagerer med ozonet slik at den brytes ned og omdannes til oksygengass. Klor- og bromgassen påvirkes ikke av den kjemiske reaksjonen, og denne prosessen kan derfor gjentas mange hundre ganger for hvert enkelt klor- eller brom-atom. Dette gir gassene lang levetid i atmosfæren. Ozonnedbrytende gasser, som for eksempel KFK-12, ble først fremstilt på slutten av 1920-tallet. Klorfluorkarbon-gasser (også kalt KFK-gasser) var billige og stabile, noe som gjorde den svært attraktiv på markedet. Gassene var hverken giftige eller brennbare i motsetning til eksisterende kjølegasser, og ble senere brukt i både kjøle- og fryseanlegg, rengjøringsmiddel, og som drivgass i spraybokser og i varmepumper.

I løpet av 70-tallet ble det publisert en rekke vitenskapelige artikler som påviste en sammenheng mellom reduksjonen av ozonlaget og utslipp av KFK-gasser. Hull i ozonlaget over Antarktis ble oppdaget på 80-tallet. Nedbrytning av ozonlaget førte til at større mengder UVB-stråling nådde frem til jorden, som utgjorde en større fare for mennesker og klima.

Les mer om miljøgifter og klimagasser her.

Montrealprotokollen var en internasjonal avtale som ble signert i 1987, for å redusere utslipp av ozonnedbrytende stoffer, der landene forpliktet seg til å kutte sine utslipp av KFK-gasser og andre halogener. Protokollen regnes som en av de mest vellykkede internasjonale utslippsavtaler i historien. Forbruket av klorfluorkarboner i Norge hadde en nedgang på 99% fra 1986-2004. Flere land som skrev under på Montrealprotokollen hadde lignende nedgang. Dersom alle landene klarer å holde seg under sine forpliktede utslippsgrenser, vil mengden ozon i ozonlaget være på 1980-nivå omkring 2050 (Aksnes, 2019).

Mange av gassene som bryter ned ozon er også kraftige drivhusgasser og Montrealprotokollen har derfor også vært viktig for å begrense global oppvarming. Flere av erstatningsstoffene til ozonnedbrytende gasser, slik som hydrofluorkarboner (HFK-gasser), bidrar også til økt drivhuseffekt. Et tillegg til Montrealprotokollen, Kigali-avtalen, ble derfor signert i 2016 for å redusere utslipp av HFK-gasser

Les mer om internasjonale klimaavtaler her.

Oppsummering

Ozon er en spesiell form for oksygen, som utgjør en stor rolle for livet på jorda. Gassen beskytter overflaten for skadelig UV-stråling. Historisk sett har samfunnet hatt store klimatiske problemer grunnet såkalte hull i ozonlaget. Flere internasjonale klimaavtaler er vedtatt for å redusere utslipp av ozonfiendtlige gasser, med formål om å bevare klima på jordkloden.