Озон добре чи погано Медіахімія
Ми чуємо про хороший і поганий озон; чи має сенс це питання ?
Зустрінене перше речення: Діра в озоновому шарі загрожує нам, озон "хороший".
Так званий стратосферний озон (*) утворюється у верхніх шарах атмосфери під дією дуже енергійного ультрафіолетового (ультрафіолетового) випромінювання Сонця (**). Поглинаючи ультрафіолетове випромінювання, невелика кількість кисню O2 перетворюється на озон O3. Це нестабільно, частково поповнює кисень, поглинаючи інше УФ-С випромінювання. Динамічна рівновага рівняння природно встановлена:
Таким чином вона створена "озоновий шар", в основному присутній на висоті від 20 до 40 км і концентрація між 2 і 8 ppm.
Тому, стратосферний озон важливий, оскільки він захищає нас від ультрафіолетового сонячного випромінювання.
Отже, будь-яке порушення цього балансу, що спричиняє зменшення вмісту озону, споживаючи його через паразитарні реакції, є джерелом небезпеки. Бельгійський фонд раку зазначає, що чим тонший озоновий шар, тим менше він блокує УФ-променів, і тим інтенсивніше УФ-випромінювання знаходиться на поверхні земного ґрунту. Озоновий шар найтонший над Новою Зеландією та Австралією [1]. Комп’ютерні моделі прогнозують, що 10-процентне зниження концентрації стратосферного озону може спричинити 300 000 раків шкіри, 4500 меланом та щорічно у світі від 1,60 до 1,75 мільйона випадків катаракти [2]. Не кажучи вже про те, що УФ-В також має значні наслідки для тварин, морських організмів і рослин.
Відкриття в 1974 р. Відповідальності ХФУ (хлорфторуглеродів) за знищення стратосферного озону (утворення діри в Антарктиді під час австралійської весни) призвело до укладення Монреальських угод в 1987 р., Обмежуючи їх використання. Вчені прогнозують, що озоновий шар в Антарктиді не повернеться до початкового рівня (до 1980-х років) приблизно до 2050-2070 рр., Оскільки тривалість життя ХФУ тривала [3].
Друге речення: Наявність озону ставить нас під загрозу: озон "поганий".
Саме в 1970-х Пол Крутцен (Нобелівська премія з хімії 1995 р.) Показав, що озон одночасно виробляється, а також руйнується у тропосфері (нижні шари атмосфери (*)) завдяки фотолітичним реакціям (дія світла, тут УФ-В) із залученням оксидів азоту [4].
Оксиди азоту надходять головним чином з промислового та енергетичного секторів (централізоване опалення, серед іншого), а також із вихлопних газів бензинових та дизельних транспортних засобів, незважаючи на використання каталітичних нейтралізаторів, які обмежують їх споживання. [5].
Подальші дослідження показують, що утворення озону також пов'язане з наявністю летких органічних сполук (ЛОС), з яких 10% походить від промислової та міської діяльності, а 90% мають природне походження (***) [6].
Отже, тропосферний озон є вторинним забруднювачем, що утворюється внаслідок первинних забруднювачів, які є NOx та VOC.
Конкретно, утворення озону залежить як від кількості оксидів азоту NOx і ЛОС, присутніх у тропосфері, а також від відношення кількості ЛОС до кількості NOx.
Ця складна хімія пояснює, що якщо озон утворюється в міських районах головним чином за рахунок присутності оксидів азоту, його концентрація там не є максимальною, але вона знаходиться у сільських районах, розташованих неподалік від міста, оскільки там виробляється ЛОС рослинністю, а також NOx слабший [6], [7].
Чим шкідливе це накопичення озону, підкреслене з часів промисловості ?
Це перший a парниковий газ який, таким чином, братиме участь у потепленні тропосфери [6].
Це також потужний окислювач, здатний генерувати гідроксильні радикали (HO ●) за реакціями [7]
O3 → O2 + O ●, а потім O ● + H2O → 2 HO ●
Ці гідроксильні радикали мають велике значення для здоров’я людини, викликаючи проблеми з диханням та офтальмологічні подразнення.
Озон також бере участь у занепаді лісів [8], і наше виробництво їжі страждає від збільшення цього забруднювача в тропосфері; таким чином виробництво помідорів або пшениці може бути зменшено на 10% у найбільш забруднених районах (Азія та Середземноморські країни) [9].
В останні роки епідеміологічні дослідження показують, що приземний озон може відігравати певну роль у розвитку та прогресуванні інсулінорезистентності, асоційованої з діабетом 2 типу [10].
Належне використання озону в певних промислових цілях [11].
У промислових цілях озон утворюється на місці використання шляхом електричного розряду високої напруги в потоці кисню.
Озон, як потужний окислювач, використовується на різних стадіях водопідготовки для отримання питної води, а також для очищення стічних вод, а також багатьох промислових стоків. Застосовується для дезінфекції вод деяких басейнів як заміна відбілювача. Серед промислових застосувань можна назвати його використання в певних процесах відбілювання целюлози та в харчовій промисловості для відбілювання тростинного цукру.
Інші джерела озону та професійне середовище [12].
Що стосується гігієни праці, то особлива увага приділяється професіоналам, які використовують пристрої (принтери, ксерокси, копіювальні апарати, спектрофотометри) з використанням УФ або лазерного випромінювання, здатних утворювати озон із діоксиду.
Ліді Аманн та команда "Питання місяця"
(*) Тропосфера - це частина атмосфери, приблизно на відстані 0–15 км від Землі. Стратосфера знаходиться приблизно від 15 до 50 км від землі.
(**) Випромінювання характеризується довжиною хвилі, вираженою в нанометрах (нм): УФ-В: 280−315 нм; УФ-С: 100-280 нм. УФ С є найбільш енергійним.
(***) ЛОС, пов’язані з людською та промисловою діяльністю: випаровування вуглеводнів під час переробки або органічних розчинників або незгорілого палива, що не утримуються каталітичними перетворювачами;
VOCB або біогенні VOC, природного походження: виділяються рослинами або певними ферментаціями рослин або тварин. Вони біодеградують більш-менш повільно.
Щоб дізнатись більше:
(1) Ультрафіолетове випромінювання, веб-сайт Фонду проти раку
(2) Вплив УФ-випромінювання на здоров’я, веб-сайт Всесвітньої організації охорони здоров’я
(3) Озонова діра 2019 року - найменша за весь час з часу її відкриття, сайт НАСА (Національне управління аеронавтики та космосу)
(4) Нобелівська премія 1995 року увінчує життєво важливу хімію стратосфери, L’Actualité Chimique n ° 192 (грудень 1995 р.) С. 57
(5) Оксиди азоту (NOx): визначення, джерела викидів та вплив, веб-сайт ADEME (Агентство з екологічного переходу)
(6) Виклики здоров’ю та добробуту в містах: забруднення атмосфери, термічні неприємності, запахи, автор Жак Муссафір, у галузі хімії та великих міст (EDP Sciences 2017), с. 193-216
(7) Тропосферний озон: виробництво/споживання та хімічні режими, Марі Камредон та Бернар Омон, Забруднення повітря, n ° 193 (січень-березень 2007 р.) С. 51-60 (див. Рисунок 2: Типовий профіль швидкості виробництва озону як функції кількості NOx)
(8) Стан високогірних лісів щодо забруднення атмосферного повітря озоном у регіоні Ніцци, Лоранс Далштейн-Річіє та ін., Забруднення повітря, n ° 193 (жовтень-грудень 2005 р.) С. 503-519
(9) Вплив озону на сільське господарство та ліси та оцінка економічних витрат, Jean-François Castell та Didier Le Thiec, Забруднення повітря, n ° 229-230 (квітень-вересень 2016 р.) С. 142-152
(10) Забруднення повітря та діабет ... Який можливий зв’язок? Експериментальний вплив озону у щурів викликає периферичну резистентність до інсуліну, Роксан Е. Велла, Ален Гелоен та Крістоф О. Сулаж, Забруднення повітря, № 231-232 (жовтень-грудень 2016 р.) С. 105-116
(11) Окислення та відновлення, застосовувані для очищення води - озон, Сільві Бай і П’єр Буше, Інженерні методи, березень 2017 р.
(12) Озон: токсикологічний лист № 43, сайт INRS (Національний науково-дослідний та безпековий інститут запобігання нещасним випадкам на виробництві та професійним захворюванням)