Συνέντευξη με τον καθηγητή David Fowler από το Κέντρο για την Οικολογία & την Υδρολογία, του Συμβουλίου Έρευνας Φυσικού Περιβάλλοντος (Natural Environment Research Council) στο ΗΒ
Έχουν όλα τα αέρια σημασία για το περιβάλλον;
Πολλά από τα αέρια στην ατμόσφαιρα δεν είναι ιδιαιτέρως σημαντικά από πλευράς χημείας. Ορισμένα αέρια σε ίχνη, όπως το διοξείδιο του άνθρακα και το υποξείδιο του αζώτου, δεν αντιδρούν γρήγορα στην ατμόσφαιρα, και για τον λόγο αυτόν κατηγοριοποιούνται ως μακρόβια αέρια. Το κύριο συστατικό του αέρα, το άζωτο, είναι επίσης αδρανές σε μεγάλο βαθμό στην ατμόσφαιρα. Τα μακρόβια αέρια σε ίχνη παρατηρούνται σε περίπου ίδιες συγκεντρώσεις σε ολόκληρο τον κόσμο. Εάν παίρνατε από ένα δείγμα στο βόρειο και το νότιο ημισφαίριο, δεν θα υπήρχε μεγάλη διαφορά ως προς την ποσότητα των αερίων αυτών στον ατμοσφαιρικό αέρα.
Ωστόσο, οι συγκεντρώσεις άλλων αερίων όπως το διοξείδιο του θείου, η αμμωνία και τα φωτοευαίσθητα οξειδωτικά όπως το όζον, είναι πολύ πιο ευμετάβλητες. Τα αέρια αυτά αποτελούν απειλή για το περιβάλλον και την ανθρώπινη υγεία, και επειδή αντιδρούν τόσο γρήγορα στην ατμόσφαιρα δεν αντέχουν πολύ στην αρχική τους μορφή. Αντιδρούν γρήγορα και σχηματίζουν άλλες ενώσεις ή οδηγούνται στο έδαφος με εναπόθεση, και αναφέρονται ως βραχύβια αέρια. Βρίσκονται επομένως κοντά στα σημεία εκπομπής τους ή στα σημεία όπου δημιουργήθηκαν μέσω αντίδρασης. Δορυφορικές ορθοεικόνες με τηλεπισκόπηση δείχνουν σημεία με έντονη παρουσία αυτών των βραχύβιων αερίων σε συγκεκριμένα μέρη του κόσμου, κυρίως σε βιομηχανοποιημένες περιοχές.
Πώς μπορούν αυτά τα βραχύβια αέρια να προκαλέσουν προβλήματα για την ποιότητα του ατμοσφαιρικού αέρα και για το περιβάλλον;
Πολλά από αυτά τα βραχύβια αέρια είναι τοξικά για την ανθρώπινη υγεία και τη βλάστηση. Επιπροσθέτως, μετατρέπονται γρήγορα σε άλλους ρύπους στην ατμόσφαιρα, και για ορισμένα αέρια αυτό γίνεται με τη δράση του ηλιακού φωτός. Η ενέργεια του ήλιου είναι ικανή να διασπάσει πολλά από αυτά τα δραστικά βραχύβια αέρια σε νέες χημικές ενώσεις. Το διοξείδιο του αζώτου είναι ένα καλό παράδειγμα. Το διοξείδιο του αζώτου παράγεται κυρίως με την κατανάλωση καυσίμων, είτε πρόκειται για αυτοκίνητα που καταναλώνουν βενζίνη, είτε πρόκειται για μονάδες ηλεκτροπαραγωγής που καταναλώνουν αέριο και κάρβουνο. Όταν το διοξείδιο του αζώτου εκτίθεται στο ηλιακό φως, διασπάται σε δύο νέες χημικές ενώσεις: το μονοξείδιο του αζώτου και αυτό που οι χημικοί ονομάζουν ατομικό οξυγόνο. Το ατομικό οξυγόνο είναι απλώς ένα μόνο άτομο οξυγόνου. Το ατομικό οξυγόνο αντιδρά με μοριακό οξυγόνο (δύο άτομα οξυγόνου ενωμένα σε μόριο O2) για τον σχηματισμό όζοντος (O3), το οποίο είναι τοξικό για τα οικοσυστήματα και την ανθρώπινη υγεία, και είναι ένας από τους σημαντικότερους ρύπους σε όλες τις βιομηχανοποιημένες χώρες.
Κατά τη δεκαετία του 1980 όμως, δεν χρειαζόμασταν το όζον για την προστασία μας από την υπερβολική ηλιακή ακτινοβολία;
Αυτό είναι σωστό. Όμως, το στρώμα του όζοντος βρίσκεται στη στρατόσφαιρα σε υψόμετρo μεταξύ 10 και 50 χλμ. από την επιφάνεια, όπου παρέχει προστασία από την υπεριώδη ακτινοβολία (UV). Ωστόσο, το όζον σε χαμηλότερα επίπεδα —κοινώς αναφερόμενο ως όζον σε επίπεδο εδάφους— αποτελεί απειλή για την ανθρώπινη υγεία, τις καλλιέργειες και για άλλου είδους ευαίσθητη βλάστηση.
Το όζον είναι ισχυρό οξειδωτικό. Εισέρχεται στα φυτά μέσω μικρών πόρων στα φύλλα. Απορροφάται από το φυτό και δημιουργεί ελεύθερες ρίζες, ασταθή μόρια που καταστρέφουν τις μεμβράνες και τις πρωτεΐνες. Τα φυτά έχουν πολύπλοκους μηχανισμούς για την αντιμετώπιση των ελεύθερων ριζών. Εάν όμως ένα φυτό πρέπει να καταναλώσει τμήμα της ενέργειας που λαμβάνει από το ηλιακό φως και τη φωτοσύνθεση για την επανόρθωση της ζημίας στα κύτταρα που προκαλούν οι ελεύθερες ρίζες, τότε θα έχει λιγότερη ενέργεια για να αναπτυχθεί. Επομένως, όταν οι καλλιέργειες εκτίθενται στο όζον, είναι λιγότερο παραγωγικές. Σε Ευρώπη, Βόρεια Αμερική και Ασία, οι αποδόσεις γεωργικών εκμεταλλεύσεων μειώνονται λόγω του όζοντος.
Η χημεία του όζοντος στους ανθρώπους είναι αρκετά παρόμοια με τη χημεία του όζοντος στα φυτά. Όμως, αντί να εισέρχεται στον ανθρώπινο οργανισμό μέσω πόρων όπως στην επιφάνεια των φυτών, το όζον απορροφάται μέσω των τοιχωμάτων των πνευμόνων. Δημιουργεί ελεύθερες ρίζες στα τοιχώματα και προκαλεί βλάβη στη λειτουργία των πνευμόνων. Επομένως, οι άνθρωποι που κινδυνεύουν περισσότερο από το όζον είναι όσοι αντιμετωπίζουν προβλήματα στην αναπνοή. Εάν μελετήσετε τις στατιστικές, κατά τις χρονικές περιόδους με υψηλά επίπεδα όζοντος παρουσιάζεται αύξηση στην ημερήσια θνησιμότητα για τους ανθρώπους.
