Édesem, csak lélegezz...

   Az emberi gondolkodással egyidős a szándék, hogy a bennünket körülvevő világot valamiképpen értelmezni tudjuk. A korai európai természettudomány és filozófia öt elemet különböztetett meg, amelyek Arisztotelész szerint a következők: föld, víz, levegő, tűz, valamint az ötödik elem, a kvinta esszencia, ami később több középkori alkimistánál éter néven jelent meg. A föld a szilárd, a víz a folyékony, a levegő a gáz, a tűz a plazma halmazállapot, míg a kvintesszencia egy olyan állapotot jelöl, mely nem hasonlít a többihez. 

   A Földet körbeölelő gázelegy, a négy őselem egyike, a levegő, a légkör vagy más néven atmoszféra a témája a mostani bejegyzésemnek. Tiszta állapotban színtelen, szagtalan. Állandóan jelen van körülöttünk, természetes lételemünk, nem nagyon veszünk róla tudomást, ám a hiánya néhány másodperc alatt bárkiben tudatosítja, mekkora a jelentősége az életünk során. Levegő - tiszta levegő - nélkül a földi élet elképzelhetetlen. Szívjátok be mélyen, s közben felfrissülésként hallgassatok egy kis zenét, s képzeljétek el hozzá a friss, hideg téli levegőt, amit kipirult arccal jól esik belélegezni...

http://www.youtube.com/watch?v=mEcSdz3WN2I&feature=related 

   Bolygónk légkörének felszínközeli (troposzférikus) összetétele így fest napjainkban:

 

Nitrogén (N₂) 78.084 térfogat %                           

Oxigén (O₂) 20.946 térfogat %

   Egyéb gázok:

Argon (Ar) 0.9340 térfogat % ( 9340 ppm )
Szén-dioxid (CO₂) 0.0387 térfogat % ( 387 ppm )

Neon (Ne) 0.001818 térfogat % ( 18.18 ppm )

Hélium (He) 0.000524 térfogat % ( 5.24 ppm )
Metán (CH₄) 0.0001745 térfogat % ( 1.74 ppm )

Kripton (Kr) 0.000114 térfogat % ( 1.14 ppm )

Hidrogén (H₂) 0.000055 térfogat % ( 0.55 ppm )

Dinitrogénoxid (N₂O) 0.000031 térfogat % ( 0.31 ppm)
Xenon (Xe) 0.000008 térfogat % ( 0.08 ppm )

Ózon (O₃) 0.000004 térfogat % ( 0.04 ppm )

   Vízgőz (H₂O) 0.4-400 x 10^-2 térfogat % 

   A légkörben a gáz halmazállapotú anyagok mellett folyékony és szilárd halmazállapotban lévő anyagok is találhatók. A gázok összetételének tekintetében megkülönböztetünk állandó összetételű-, változó mennyiségű- és erősen változó mennyiségű gázokat. A légkörben több hidrológiai ciklus és folyamat zajlik. Ilyen a párolgás, a vízgőz-szállítás, a csapadékképződés és az elfolyás. 

   A földi élet szempontjából nagyon fontos az oxigén jelenléte az atmoszférában. Jelenleg a légkör kb. 21%-át oxigén alkotja, ám ez nem volt mindig így. Valaha a levegő legnagyobbrészt széndioxidból állt. Az óceánban élő, a fotoszintézis melléktermékeként oxigént előállító kékalgáknak (vagy más néven cianobaktériumoknak) köszönhetően körülbelül 2,3-2,4 milliárd éve nőtt meg jelentősen az oxigénszint a bolygónk légkörében.

   Az oxigénnel történő, jóval hatékonyabb energiatermelés tette lehetővé aztán az olyan összetettebb életformák megjelenését is, mint amilyen az ember. Az oxigén azonban nem csak a lélegzés miatt fontos. A sztratoszférában található ózon is egy háromatomos oxigénmolekula, amely kiszűri a káros ultraibolya sugárzást. Az ózonréteg kialakulása tette lehetővé a szárazföldi élet megjelenését mintegy 500 millió éve. 

   Földünk ózonrétege 15 és 30 kilométer közötti magasságban öleli körül bolygónkat. Ez a hármas oxigénmolekulákból álló védőtakaró elnyeli a Napból származó, az életre halálos ultaibolya sugárzás legnagyobb részét. A nagy mértékű ultaibolya sugárzás az emberekben bőrrákot és szürkehályogot, a halaknál, békáknál és rákoknál pedig szaporodási problémákat okozhat, és még az óceáni tápláléklánc alján lévő egysejtű planktonokat is veszélyezteti. 

   Az ózon úgy keletkezik, hogy az oxigénmolekulák (O2) magasan a légkörben a napfény hatására két szabad oxigénatomra bomlanak. Egy szabad atom könnyen rátapad egy egyben lévő O2 molekulára és már meg is született az ózon (O3). A hármas oxigénmolekula meglehetősen instabil, ezért aztán az UV sugárzás hatására újból elbomlik, és a folyamat kezdődik előlről. Ezt a törékeny oda-visszaalakulási folyamatot, amelynek következtében az ibolyán túli sugarak elnyelődnek, más elemek könnyen károsíthatják.

   A tudósok az 1970-es évek óta tudnak azokról a kémiai anyagokról, amelyek az ózonréteg vékonyodását okozhatják. A CFC-gázokat vagy más néven freonokat (CF₂Cl₂) elsősorban oldószerként, hűtőközegként, habosító anyagként, tűzoltókészülék töltőanyagaként, zsírtalanító anyagként, épületekben lévő szigetelőanyagok alapvető összetevőjeként, dezodorok, különféle spray-k hajtógázaként használták.

   A sztratoszféra ritka levegőjében, az ultraibolya sugarak feltörik a CFC-ben (klórozott-fluorozott szénhidrogénekben) lévő molekulák kötését, és a vegyületből szabad klóratomok szabadulnak fel. A klór ezt követően megsemmisíti az ózonmolekulákat, úgy hogy szinte kilopja belőlük az oxigénatomokat.

    1985 májusában a Brit Antartkiszi Felmérésen dolgozó kutatók azzal sokkolták a világot, hogy bejelentették: óriási lyukat találtak az ózonpajzson az Antartkisz felett. A kutatók jelentése szerint technikailag már a 70-es évek óta megfigyelhető volt az ózonréteg nagymértékű elvékonyodása, magának az ózonlyuknak a növekedése. 

A műholdfelvételen jól megfigyelhető az Antarktisz feletti ózonlyuk. (forrás: NASA) 

    Az antartktiszi Halley Kutatási Központban gyűjtött adataik szerint az ózonlyuk kialakulásáért az emberek által a légkörbe bocsátott nagy mennyiségű CFC gáz volt a felelős. Az ózonréteg elvékonyodása azért történhetett meg, mert a hideg és sötét antarktiszi telek során a légköri körülmények a Déli-sark fölött  a CFC-ket csapdába ejtették. A tavaszi napfény aztán felszabadította a klóratomokat, amelyek az Antartkisz felett az ózonréteg 65%-át elbontották.

    A riasztó felfedezés azonban elősegített egy nagy környezetvédelmi győzelmet: 1987-ben megfogalmazták az „Ózonréteg Károsító Anyagok Montreali Jegyzőkönyvét”.

http://hu.wikipedia.org/wiki/Montreali_jegyzőkönyv 

   Ez a paktum volt az első olyan ENSZ egyezmény, amelyet valamennyi tagország ratifikált. Megfogalmazta a CFC kivonásának fontosságát és az ózonréteg helyreállításának érdekében tett elvárásokat. Ez a példátlan összefogás igazi eredményt hozott. Mostani számítások szerint 2080-ra a bolygónkat körülölelő ózonréteg az 1950-es évek szintjére állhat vissza. Paul Newman,   a NASA goddardi űrrepülőközpontjának légkörfizikusa úgy véli, hogy ha hagytuk volna, hogy a CFC használat az 1970-es években megfigyelt trend szerint növekedjen továbbra is, az ózonlyuk mostanra már beterítené az egész bolygót.

  *   *   *

    
   Az emberi tevékenység már nagyon régóta szennyezi a levegőt. Ha hiteles képet akarunk kapni arról, hogy milyen lehetett az élet bő másfél évszázaddal ezelőtt Londonban, a világ akkori legnagyobb városában, aligha kell annál meggyőzőbb dokumentum, mint Charles Dickens kitűnő regényének, a "Bleak House"-nak sorai:

   "Köd mindenütt. Köd a folyón fölfelé, ahol zöld bozótok és rétek közt kanyarog; köd a folyón lefelé, amerre a hajók sorai és egy nagy (és piszkos) város parti hányadéka közt hömpölyög. Köd az essexi mocsarakon, köd a kenti domboldalakon. Köd lopakodik be a szeneshajók konyháiba; köd lebeg a nagy hajók árbocai körül, köd ül a kötélzetükön; köd ereszkedik le a bárkák meg a kis csónakok peremére. Köd van az öreg greenwichi nyugdíjasok szemében és nyeldeklőjében, akik asztmásan szuszognak menhelyük kandallója mellett; ..."

(Charles Dickens: Örökösök  Európa Könyvkiadó, Budapest, 1972. 5. o.)

http://mek.oszk.hu/02400/02421/html/

   Az első ipari forradalmat követő időben Angliában óriási mennyiségű szenet tüzeltek el mind az iparban, mind a háztartásokban. Az 1800-as évek közepére, különösen az őszi, téli időszakban mind gyakrabban sűrű füstköd, "szmog" borította be London utcáit. A London-típusú szmogot főleg a szén égetéséből, a kéndioxid (SO₂) és korom kibocsátásából származó légszennyezés okozza. Az ilyen szennyezés köddel párosulva a levegőben lebegő kénsavcseppeket (H₂SO₄) eredményezhet. A London-típusú szmog először 1850-ben fordult elő, s mostanában szerencsére egyre ritkább.

   Amikor 1952 decemberében Londonban, a nagy szmog idején a kéndioxid (SO₂) koncentrációja meghaladta a 3.5 mg mennyiséget 1 m³ levegőben, nagyszámú, egyes becslések szerint több mint négyezer halálesetet okozott. 

           1952 decemberében a magas kéndioxid koncentrációnak köszönhető halálesetek száma  (forrás: Manchester Városi Egyetem)

   Forró nyári, szélcsendes időszakokban keletkezik a szmog másik fajtája, az úgynevezett Los Angeles-típusú (fotokémiai) szmog. Ez napfényes napokon, intenzív közlekedés mellett fordul elő.   A kipufogógázból a nitrogén-oxidok és a szénhidrogének (változó antropogén és biogén forrásból) reakcióba lépnek a napfény jelenlétében, és ártalmas gáz és aeroszol keveréket hoznak létre. A fotokémiai szmog ózont is tartalmaz (nevezetesen troposzférikus ózont), formaldehideket, ketonokat és rendkívül mérgező PAN-t (peroxi-acetil-nitrátot). Az ózon a sztratoszférában 12 ppm-es (parts per million) koncentrációjú értéket is képes elérni, azonban a Föld felszínén a 0,04 ppm-et nem szokta meghaladni. 

   A fentiekben említett anyagok mindegyike ingerli a szemet és károsítja a légzőrendszert. Negatív hatással vannak a növényzetre is. Ez a típusú szmog fordul elő inkább a nagyvárosokban nyaranta. Ez váltotta föl a London-típusú szmogot számos városban valamilyen módon 1960, Nyugat-Európában 1980 óta.

http://hu.wikipedia.org/wiki/Szmog