Vladimír Kočí Ústav chemie ochrany prostředí VŠCHT Praha

Transkript

1 Vladimír Kočí Ústav chemie ochrany prostředí VŠCHT Praha 1 Pohlcováním ultrafialového záření Slunce působí ozón na teplotní strukturu stratosféry a následně na dynamické procesy zde probíhající a chrání život na Zemi. Narušení ozónosféry se proto může projevit změnami regionálního a globálního klimatu a může mít přímé biologické následky. Vmožnosti ovlivňování biologických procesů spočívá vysoké potenciální nebezpečí antropogenních zásahů do ozonosféry. 2 1

2 Člověk může porušit rovnováhu stratosférického ozónu jakoukoliv činností, vdůsledku které poruší procesy rozkladu O 3 ve stratosféře. Vsoučasné době je pozornost soustředěna především na antropogenní zásahy do: NOx ClOx BrOxcyklů Nejdůležitějšími narušovateli ozónosféry jsou: halogenované uhlovodíky Methan oxidy dusíku. 3 Vlnová délka, m Světlo vysílané Sluncem se skládá zkrátkovlnného (UV, Vis., IR) a dlouhovlnného, tepelného (delší složka IR nm) záření. Označení 10 3 m 2 mm Elektromagnetické vlny 300 mm 100 μm Hertzovy vlny Rádiové vlny 3 mm 760 nm Infračervené záření (IR) Tepelné. (Delší složka IČ mm) 760 nm 390 nm Světlo (Vis.) Viditelná oblast 400 nm 10 nm Ultrafialové záření (UV) Röntgenovy paprsky 1, Gamma záření UVA nm UVB nm UVC nm < Kosmické záření 4 2

3 Ozón sám absorbuje radiaci především voblasti 200 až 300 nm, tzv. Hartleyůvabsorpční pás (maximální pohlcení vpásu je na vlnové délce 254 nm). Na zemský povrch se dostává většinou pouze sluneční radiace s vlnovými délkami většími než 290 nm. Pokles intenzity UV záření se zmenšující se vlnovou délkou vokolí prahových hodnot nmje velmi prudký právě díky velkým absorpčním schopnostem O 3 pro vlnové délky < 300 nm

4 Atmosféru tvoří troposféra (od povrchu země do výšky cca 10km), přecházející po relativně tenké tropopause ve stratosféru (do maximální výšky 50 km), jejíž součástí je i ozonosféra (24 km). Ozonosféra je vrstva ozónu O 3, která pohlcuje nebezpečné UV záření dopadající na Zemi ze Slunce. 90% ozónu je ve stratosféře. 7 Za normálních okolností závisí rozložení ozónu v atmosféře na zeměpisné šířce, ročním období a výšce nad zemským povrchem. Rozložení ozónu vatmosféře je dáno složením atmosféry, radiačními faktory, fotochemickými a chemickými reakcemi a dynamickými procesy probíhajícími v atmosféře, tedy velmi složitým komplexem jevů. Surčitými výjimkami lze tvrdit, že hodnoty celkového ozónu rostou od rovníku směrem k vyšším zeměpisným šířkám s maximem okolo 70. Koncentrace ozónu se mění během roku. Na jaře bývá nejvyšší, nejnižší je na podzim. Časové změny v koncentraci jsou nevýrazné v rovníkových oblastech. 8 4

5 Celkové množství ozónu ve vertikálním sloupci atmosféry nad zemským povrchem, zkráceně celkový ozón, se udává v Dobsonových jednotkách (DU). Jedna DU je definována jako tloušťka 10-5 m vrstvy ozónu při standardním tlaku 1013 hpaa teplotě 273 K. Hodnota celkového ozónu 300 DU odpovídá vrstvě ozónu otloušťce 3 mm. Při zemském povrchu za tlaku 100 kpa by měla ozonosféra tloušťku právě 3 mm. 9 Sluneční záření procházející atmosférou je postupně zeslabováno. Záření svlnovými délkami nmje většinou absorbováno již ve vyšších vrstvách atmosféry, zejména molekulami kyslíku. Fotodisociace O 2 vtěchto vrstvách vede kvytváření ozónu. Fotolytickou reakci rozpadu molekuly kyslíku a vznik molekuly ozónu navrhl v roce 1930 anglický fyzik Chapman: O 2 + hν O + O; λ < 242 nm Atomární kyslík následně vpřítomnosti katalyzátoru vytváří společně s molekulou kyslíku ozón: O 2 + O + Kat. O 3 + Kat. Nejrychleji se ozón vytváří vtropické stratosféře. Odsud se pak meridionálníma vertikálním prouděním dostává do vyšších zeměpisných šířek a do spodní stratosféry a troposféry. 10 5

6 Stratosférický ozón je jedním znejdůležitějších stopových plynů v atmosféře Země. Hraje velmi důležitou roli vradiační bilanci stratosféry a tím i klimatu planety. Působí jako přirozený filtr chránící život na Zemi před tzv. biologicky aktivní složkou ultrafialového záření Slunce ovlnových délkách nm(uv-b složka záření). 11 Ozón je vozonosféře poměrně stabilní molekulou, přesto však zde dochází k jeho přirozenému rozkladu. Existence ozonosféry je rovnovážný stav vzniku a rozkladu molekul ozónu. Mezi látky, jež se přirozeně podílejí na chemickém rozkladu ozónu patří: CH 4 N 2 O vodní pára sloučeniny chloru a bromu nejčastěji CH 3 Cl a CH 3 Br. Tyto látky zpravidla reakce rozkladu ozónu katalyzujía vystupují zreakcí vpůvodní formě. Mohou se tedy podílet opakovaně na rozkladu molekul ozónu. 12 6

7 Změny sluneční činnosti větší množství UV záření dopadající do stratosféry. Vulkanická činnost země větší množství aerosolů a pevných částic se dostává do stratosféry. Přirozené změny proudění plynů ve stratosféře dlouhodobé, 28 měsíční střídání směru zonálního proudění; krátkodobé změny množství ozónu ze dne na den způsobené atmosférickou cirkulací, které mohou převyšovat i 100 DU. Vposledních letech uváděné údaje onegativních trendech vmnožství ozónu jsou již většinou založeny na modelech, ve kterých jsou přirozené příčiny změn ozónu eliminovány. 13 Fotochemická teorie vzniku a rozkladu ozonu byla formulována r Angličanem Chapmanem. Tato teorie kvantitativně popisuje, jak je jedna forma kyslíku přeměňována ve formu další, a vysvětluje, proč je nejvyšší koncentrace ozonu právě ve stratosféře. Chapmanpopsal následující reakce: O 3 + O O 2 + O 2 O 3 + hη O 2 + O λ < 1200nm Na rozdíl od fotodisociace kyslíku probíhá fotodisociace ozónu i za účasti viditelného záření a především záření blízkého infračervené oblasti spektra. Ve výškách pod 30 km, kam už se nedostává intenzivnější ultrafialové záření, převažuje rozpad ozónu nad vznikem. 14 7

8 Pro chemické reakce rozpadu ozónu je důležité, při jaké energii k rozpadu dochází. Jestliže je rozpad způsoben UV zářením ovlnových délkách < 310 nm, vytváří se excitované atomy kyslíku O*, které ve fotochemii atmosféry hrají zásadní roli (vznik O 3 ). Záření ovlnových délkách > 310 nmpodporuje vznik dvouatomových molekul kyslíku. 15 Experimentálně se zjistilo, že výpočty koncentrace ozónu podle Chapmanovyteorie dávají vyšší hodnoty koncentrací O 3 než bylo pozorováno. Bylo potvrzeno, že se na rozpadu ozónu podílí celá řada dalších katalytických reakcí,kde jako katalyzátor vystupují (radikály) NO, H, OH, HO 2, Cl, Br. (Rozpad ozónu zvyšují radikály OH a HO 2.) O 3 + kat. O 2 + O-kat. O-kat.+ O kat.+ O 2 Výstupem z těchto katalytických reakcí jsou dvě molekuly kyslíku a katalyzátor schopný vstupovat do dalších reakcí. 16 8

9 Katalyzátory těchto reakcí, HOx, NO, ClOxa BrOx, vznikají většinou zn 2 O a freonů, jež jsou do troposféry emitovány. Jelikož jsou tyto látky vtroposféře inertní, vystupují vdůsledku atmosférických proudění do stratosféry, kde teprve vlivem UV záření nebo kontaktem soh radikály nebo excitovanými atomy kyslíku, dochází kjejich rozpadu za vzniku reaktivních radikálů. HOxcyklus NOxcyklus ClOx cyklus BrOxcyklus 17 Radikály H, OH a HO 2 vznikají ve stratosféře zvodní páry, methanu a vodíku. Ve stratosférických vrstvách nad 40 km jako katalyzátor působí především OH. Ve spodních vrstvách probíhají reakce HO 2 přímo so

10 Na katalytickém působení rozkladu ozónu se podílejí NO a NO 2. Jejich hlavním zdrojem je troposférický N 2 O podle reakce N 2 O + O* NO + NO, dále fotodisociace N 2 způsobená UV zářením ve výškách nad 80km. Atomární dusík pak rychle reaguje smolekulou kyslíku za vzniku NO. N + O 2 NO + O 19 Pro úbytek stratosférického ozónu jsou však vposledních desetiletích nejzávažnější radikály Cl, ClO, Br a BrO. Zdrojem halogenů ve stratosféře -halogenované uhlovodíky. ClOxa BrOxradikály se zuhlovodíků uvolňují pod vlivem UV záření nebo reakcemi sexcitovanými atomy kyslíku, popř. OH radikály. BrOx cyklus je destruktivnější než ClOx cyklus. Odhaduje se, že 1 atom Cl rozloží molekul O

11 Dosud není chemismus rozpadu ozónu uspokojivě popsán. Teprve vsoučasné době jsme schopni alespoň kvalitativně interpretovat chemické procesy probíhající vzimě nad Antarktidou, kde složení stratosférických oblak tvořených pevnou nebo kapalnou vodní fází srozpuštěnou kyselinou dusičnouhraje zřejmě významnou roli při jarním úbytku ozónu. Masivní úbytek ozónu nad Antarktidou je možné vysvětlit pouze spomocí heterogenních reakcína pevných (aerosolových) částicích. Extrémně nízká teplota nad Antarktidou vede kekondenzaci vody a kyseliny dusičné za tvorby polárních stratosférických oblaků. V přítomnosti takovýchto částic jsou reakce vedoucí k rozpadu ozonu urychlovány. 21 Míru schopnosti látky podílet se na úbytku stratosférického ozónu ovlivňují následující faktory: typ halogenového substituentu (uhlovodíky obsahující brom se více podílejí na rozkladu ozónu než pouze chlorované uhlovodíky; bróm je účinnější katalyzátor rozkladu ozónu než chlor) počet atomů chlóru a brómu v molekule molekulární hmotnost (ODP jsou určovány porovnávání stejných hmotností látek, nikoliv molárních množství) poločas rozpadu látky včástech atmosféry -troposféře a stratosféře (CH 3 CCl 3 má nižší ODP než CFC-11, protože se rychleji rozkládá vtroposféře) 22 11

12 Transportními mechanismy atmosféry se tyto látky dostávají do stratosféry, kde jsou vyšší intenzitou UV záření rozkládány a uvolňují atomy chlóru a brómu. Vedle halogenovaných uhlovodíků se na rozkladu ozónu podílí rovněž emise N 2 O a metanu. Procesy rozpadu ozónu mohou být zpomaleny či urychleny interakcemi mezi jednotlivými cykly, či s dalšími látkami. interakce NOx a HOx cyklu značně snižuje účinnost rozpadu naopak ClOxcyklus může být značně urychlen přítomností brómu 23 Za nejdůležitější narušovatele ozonosféry se považují: oxidy dusíku halogenované uhlovodíky metan Dalším důležitým antropogenním zdrojem chlóru ve stratosféře je rovněž chlorid uhličitý a metylchloroformc 2 H 3 CCl

13 Hlavním zdrojem NO ve stratosféře je troposférický oxid dusný. Přirozenými zdroji N 2 O jsou půda a povrchové vrstvy moří a oceánů. Hlavními antropogenními zdroji jsou dusíkatá minerální hnojiva, emise z elektráren, letecká a raketová doprava. Značné množství oxidů dusíku bylo do atmosféry uvolněno při jaderných výbuších. 25 Antropogenní zásahy do ClOxa BrOxcyklů zvýšenými emisemi halogenovaných látek jsou považovány za nejvýznamnější příčiny poklesů stratosférického ozónu. Rozvoj chladící techniky ve 20. letech tohoto století vedl khledání nových chladících médií, která by nebyla toxická a nepodporovala korozi kovů. Tomuto účelu vyhovovaly sloučeniny fluoru a chlóru smethanem, ethanem a cyklobutanem. Tyto částečně nebo úplně halogenované sloučeniny dostaly technický název freonya označení CFC nebo F. Vedle chladící techniky se tyto látky začaly používat jako hnací plyny do aerosolových rozprašovačů, nadouvadla pro výrobu pěnových hmot, čistící a odmašťovací prostředky a v protipožární technice

14 Nejznámější jsou CFC 11 (CFCl 3 ) a CFC 12 (CF 2 Cl 2 ), patřící mezi úplně halogenované uhlovodíky. CFC-12 se používá například v automobilových klimatizacích. Důsledkem chemické stálosti těchto látek je jejich transport do stratosféry, kde se podílejí na rozpadu ozónové vrstvy. Tyto látky jsou hlavním antropogenním zdrojem radikálů ClOxcyklu ve stratosféře. Při objevení ClOxcyklu vpolovině 70. let vzbudily pozornost především CFC 11 a 12, jejichž emise vletech velmi prudce rostly. Vroce 1954 představovala produkce freonů tun, vroce 1974 již tun. Vnásledujících letech se růst produkce freonů vdůsledku kampaně vedené na ochranu ozónosféry značně zpomalil. Jejich koncentrace ve stratosféře však vzhledem kznačně dlouhé době, po kterou jsou schopny setrvávat vatmosféře (většinou přes 40 roků), stále roste a růst musíme očekávat i vbudoucnu. 27 Částečně halogenovanéuhlovodíky (HCFC) obsahují vmolekule atomy vodíku. Často používaným zástupcem této skupiny je HCFC-22, používaný vedle chladících systémech také v domovních klimatizacích. Přítomný vodíkový atom dělá molekulu snadněji rozložitelnou působením v troposféře přítomnými hydroxylovými radikály. HCFC se proto podstatně rychleji rozkládají vtroposféře, jsou tudíž doporučovány jako náhrada CFC (což není zrovna ideální). Jejich schopnost rozkládat ozón je ve srovnání scfc 10 až 100 nižší (ovšem pouze z dlouhodobého hlediska) 28 14

15 Částečně fluorovanéuhlovodíky HFCneobsahují atom chlóru a tudíž se nepodílejí na rozkladu ozónu. Vroce 1993 byly sice zveřejněny zprávy, že se tyto látky mohou podílet na rozpadu ozónu, v následujícím roce to však bylo vyvráceno. Příkladem je CF 3 CH 2 F, jenž se používá vautomobilových klimatizacích a značí se HFC-134a. Ve srovnání scfc jsou tyto látky podstatně dražší a náročnější na manipulaci. HFC se sice nepodílejí na rozkladu ozónu, přispívají však ke skleníkovému efektu, byť méně než CFC. Vautomobilovém průmyslu se tedy doporučuje nahrazovat CFC-12 i HFC-134a například směsmi propanu a isobutanu. 29 Halonyjsou halogenované uhlovodíky, které vedle atomů chlóru a fluoru obsahují i atomy brómu. Jedná se především ohalony 1301 (CF 3 Br), 1211 (CF 2 BrCl) a 2402 (C 2 F 4 Br 2 ). Bromovanéuhlovodíky jsou pro rozpad ozónu více nebezpečné než pouze chlorované. Destrukce O 3 za přítomnosti Br (BrOxcyklus) je podstatně efektivnější

16 Snížená koncentrace ozónu způsobuje pronikání většího množství slunečního ultrafialového záření na zemský povrch. Kdyby nebylo ozonosférou pohlcováno UV-C a výrazně redukováno UV-B záření, nebyl by na zemském povrchu možný život. UV záření s vlnovou délkou kratší než 200 nmje silně absorbováno ve vzduchu. 31 Úbytek stratosférického ozónu umožňuje větší pronikání slunečního UV záření na zemský povrch, což negativně ovlivňuje: zdraví lidí kvalitu přírodního prostředí přírodních zdrojů lidských výtvorů

17 Častější výskyt kožních nádorových onemocnění, glaukomů (šedých zákalů) a snížení přirozené imunity u lidí. Snížení zemědělských výnosů inhibicí růstu suchozemských rostlin. Narušení ekosystému souší i oceánů. Intenzivnější koroze povrchů. Postižení mořského fytoplanktonu. 33 Mořský fytoplankton je významným producentem kyslíku a především základem mořské potravní pyramidy. Zvýšené pronikání UV záření na zemský povrch je zodpovědné za poškozování fotosyntetického aparátu řas a vyšších rostlin. Zexperimentů sledujících potravinové řetězce voceánech vyplývá, že zvýšení UV-B radiace může mít vliv na fytoplankton i zooplankton. Fytoplankton vykazuje např. významný pokles produktivity, obsahu chlorofylu, druhového složení. Dnešní UV-B radiace dopadající na vodní povrch snižuje produkci biomasy vblízkosti vodního povrchu přibližně o30%oproti teoretické produkci za nepřítomnosti UV-B radiace. Kdyby se obsah ozónu vatmosféře snížil o5% (resp. 9%), došlo by kdalší redukci produkce o16% (resp. 25%). Přes celý potravinový řetězec mohou tyto změny zasáhnout lidskou společnost. Navíc, mořský fytoplankton váže značné množství uhlíku zatmosférického CO 2. Vdůsledku narušené ozónosféry by se tedy mohla snížit schopnost oceánu odstraňovat CO 2 zatmosféry, což by vedlo kzesilování skleníkového efektu

18 35 Zejména vposledních 50ti letech produkuje lidská společnost látky, které se po úniku do atmosféry dostávají až do oblasti ozonosféry, kde způsobují katalytický rozklad molekul ozónu. Účinky halogenovaných uhlovodíků na rozklad ozónu byly poprvé předpovězeny v roce 1974 Mario Molinem a F. Sherwoodem Rowlandem v jejich článku publikovaném v časopise Nature. V době svého vzniku vyvolaly práce Molinaa Rowlandarozporuplné reakce. Kromě kladných ohlasů jim celá řada autorů přičítala spekulativní charakter a vytýkala jim kvantitativní neověření jimi navržených reakčních schémat. Přesto jejich výsledky vedly koncem 70tých a začátkem 80tých let k jistým omezením týkajícím se produkce freonů. Jejich publikace iniciovala podrobnější studium mechanizmu reakcí vedoucích ke snižování obsahu ozónu ve stratosféře a dala podnět k pravidelnému sledování koncentrace stratosférického ozonu. Vnásledujících deseti letech bylo pozorováno mírné ubývání ozónu ve stratosféře

19 V roce 1985 publikoval Farmanse svými spolupracovníky včasopise Naturevýsledky svých dlouhodobých pozorování. Zjistil, že nad Antarktidou došlo v určitých obdobích k poklesu úrovně ozonu pod 50 % obvyklých hodnot. Tento úbytek nazval ozónovou dírou. Farmantéž upozornil na souvislost snížení úrovně ozonu se vzrůstajícím obsahem freonů v atmosféře. Ozónová díra byla nejprve pozorována nad Jižním pólem, vsoučasnosti se významný pokles stratosférického ozonu pozoruje i nad Severním pólem. Bylo potvrzeno, že od 70tých. let 20tého století dochází kestálému poklesu koncentrace stratosférického ozónu. Výrazný pokles začal koncem 80tých let. Vzhledem kpomalému transportu halogenovaných látek do stratosféry, lze očekávat i vpřípadě okamžitého omezení emisí těchto látek, nejvyšší úbytek ozónové vrstvy až vpolovině 21. století. 37 Vroce 1995 byla udělena Nobelova cena za chemii Mario Molinovi a F. Sherwoodu Rowlandovi za jejich práce v chemii atmosféry, zvláště za úsilí, které věnovali problematice vzniku a rozkladu ozonu. Společně snimi byla Nobelova cena udělena i Pavlu Crutzenovi, jenž již vroce 1970 navrhl reakční schéma, ve kterém je ozon katalyticky rozkládán oxidy dusíku NO a NO 2 na molekulární kyslík. Dále vysvětlil tento pochod chemickými reakcemi, které probíhají na površích částic v oblacích nacházejících se ve stratosféře. Díky činnosti těchto vědců byla světová veřejnost upozorněna na citlivost ozonové vrstvy vůči emisím vznikajícím lidskou činností. Profesor Paul J. Crutzen (*1933). Snímek Zdeněk Herman

20 Od poloviny 70. let dochází každoročně vzáří až listopadu kvýraznému poklesu celkového ozónu nad Antarktidou. Oblast poklesu je velmi rozsáhlá -20miliónů km 2. Ozónová díra má střed vblízkosti jižního pólu a zasahuje až na 70 j.š. Svýjimkou rovníkových oblastí došlo na celém světě kpoklesu celkového ozónu. Úbytek ozónu je nejpatrnější v zimních a jarních měsících. Knejvětšímu poklesu množství ozónu vmírných zeměpisných šířkách dochází ve spodní stratosféře ve výškách km. Je pozorován úbytek 10% za desetiletí. Modelové odhady vlivu růstu koncentrací těchto látek na ozónosféru ukazují na možnost závažného narušení ozónové vrstvy. Stále častěji se vměřeních objevují velmi nízké hodnoty ozónu. Dnes se měření koncentrace stratosférického ozónu provádějí pro celou Zemi a to buď ze zemského povrchu nebo ze satelitů. Na základě těchto pozorování vyplývá, že vposledních dvaceti letech má úbytek celkového ozónu globální charakter

21 41 Průmyslové země ukončily výrobu freonů v roce 1996 (EU již 1994). Rozvojové země by měly ukončit produkci do r V letech vzrostla produkce vrozvojových zemích o třetinu. Měření obsahu chemických látek narušujících ozónosféru prokázala vposlední době vysoké koncentrace zejména ClOa BrOjak nad Antarktidou, tak i nad severní polokoulí. Rostou koncentrace N 2 O, freonů a halonů vatmosféře. Atmosférická koncentrace N 2 O se odhaduje na 310 ppb, roční přírůstek na 0,2-0,3%. Podle modelových výpočtů by zvýšení koncentrace N 2 O z310 ppbna 370 ppbmělo za následek pokles množství celkového ozónu o1,7%

22 Látky podílející se na transportu chloru a bromu do stratosféry se používají jako chladící směs v chladničkách chladící směs v klimatizačních jednotkách hnací směs v aerosolových rozprašovačích plnidlo pro průmyslové izolační a stavební pěny hasící směs v hasících přístrojích. Výroba těchto látek vyvrcholila koncem 80. let 20. století na základě poptávky trhu. Současné modely udávají za předpokladu zvýšení koncentrace stratosférického chlóru z 1,3 ppb na 8 ppb redukci ozónu o2,9-9,1% smaximem změn vhladinách km, kde by se jednalo až o 40%. Růst emisí halonů se odhaduje na 5% ročně. Je třeba mít na paměti, že i malý růst koncentrace halonů může mít značné následky. 43 Jelikož je úbytek stratosférického ozonu globálním problémem, je pro jeho nápravu nutná mezinárodní spolupráce. Mezinárodní opatření se začala postupně realizovat již od roku 1975, kdy Řídící rada Programu Organizace spojených národů pro životní prostředí UNEP svolala zasedání na koordinaci úsilí pro ochranu ozónové vrstvy. Tato iniciativa sice byla velmi užitečná, avšak byla jen dočasným řešením problému. Po přechodném poklesu spotřeby CFC v 80. letech 20. století začala znovu narůstat, protože se tyto látky začaly používat v pěnách, rozpouštědlech a jako chladící směsi. Bylo nutné přijmout přísnější opatření a několik zemí začalo požadovat globální dohodu o ochraně ozónové vrstvy

23 V březnu 1985byla 28 státy přijata Vídeňská úmluva na ochranu ozónové vrstvy (Vienna Convention for Protection of the Ozone Layer). Úmluva zahájila mezinárodní spolupráci ve výzkumu a v systematickém pozorování ozónové vrstvy, při monitorování výroby látek rozkládajících ozón a při vzájemné výměně informací týkajících se úbytku stratosférického ozónu. V prosinci 2001 Vídeňskou konvenci ratifikovalo již 182 zemí. 45 V září 1987 přijalo 46 zemí Montrealský protokol o látkách, které oslabují ozónovou vrstvu (Montreal Protocol on Substances that Deplete Ozone Layer). Protokolem se signatářské země zavázaly, že nebudou obchodovat sfreony se zeměmi, které protokol nepodepsaly. V prosinci 2001 Vídeňskou konvenci ratifikovalo již 182 zemí a Montrealský protokol 181 zemí. Původní Montrealský protokol požadoval omezení spotřeby pouze pěti látek typu CFC o 50% do prosince 1999 a zmrazil spotřebu tří halonů. Výroba většiny látek rozkládajících ozón, včetně všech látek, které byly uvedeny v původním protokolu, byla ve vyspělých zemích zastavena do konce roku Vdalších dodatcích kprotokolu byly požadavky zpřísňovány. Téměř všechny země, které ratifikovaly Montrealský protokol, realizovaly opatření na zastavení výroby látek rozkládajících ozón. Díky tomu celková spotřeba těchto látek v roce 2000 poklesla o 85% v porovnání před přijetím Montrealského protokolu

24 Mezi látky mající vztah ke kategorii dopadu Úbytek stratosférického ozónu řadíme všechny antropogenní emise jež se přímo nebo nepřímo podílejí na rozkladu stratosférického ozónu. 47 Indikátorem kategorie dopadu je rozklad molekul ozónu. Pro porovnávání vlivu různých plynů na rozklad stratosférického ozónu se používá charakterizační faktor potenciál úbytku ozónu ODP(Ozone Depletition Potential). ODPvyjadřuje účinnost látky vrozkladu ozónu ve srovnání sreferenční látkou CFC-11 (CFCl 3 ) a je definován vztahem kde δ[o 3 ] představuje změnu ve sloupci stratosférického ozónu způsobenou v rovnovážném stavu roční emisí látky ivztaženou kúbytku ozónu způsobenému stejným množstvím referenční látky CFC

25 ODP je definován vzhledem kustálenému stavu (t= ), tedy dlouhodobě. Ztoho vyplývá chybná interpretace environmentálních dopadů náhrad freonových náplní chladících systémů: Náhrady freonů sice mívají podstatně kratší poločas rozpadu (to je celkově pozitivní), rychleji ovšem tudíž uvolňují do atmosféry halogeny, které jsou vlastní příčinou úbytku ozónu. Takové náhrady freonů pak mají sice celkový ODP nižší, krátkodobý účinek je však naopak větší. Bude-li tedy posuzován dopad látek na rozpad ozónu vkratším časovém horizontu, je třeba pro výpočet výsledku indikátoru použít odpovídající hodnoty krátkodobých faktorů ODP. 49 Ideální náhrada látek podílejících se na rozkladu ozónu by měla mít co nejkratší poločas rozpadu vtroposféře, zároveň by její transport do stratosféry měl trvat co nejdéle. Když už se látka do stratosféry dostane, je lepší, aby její stratosférický poločas rozpadu byl co nejdelší. Potenciály ODP různých látek jsou definovány pro časové horizonty 5, 10, 15, 20, 25, 30 a 40 let. Pro hodnocení životního cyklu se doporučuje použít celkový potenciál ODP

26 Látka ODP, kg(cfc-11eq)/kg t = 5 t = 10 t = 15 t = 20 t = 25 t = 30 t = 40 t = CFC ,1,1- trichlorethan 1,03 0,75 0,57 0,45 0,38 0,32 0,26 0,11 CFC-113 0,55 0,56 0,58 0,59 0,60 0,62 0,64 0,90 Halon ,3 10,5 9,7 9,0 8,5 8,0 7,1 5,1 Halon ,8 12,2 11,6 11,0 10,6 10,1 9,4 7 HCFC-22 0,19 0,17 0,15 0,14 0,13 0,12 0,10 0,034 Methyl bromid 15,3 5,4 3,1 2,3 1,8 1,5 1,2 0,37 Tetrachlormethan 1,26 1,25 1,23 1,22 1,22 1,20 1,14 1,2 51 Jednotkou výsledku indikátoru kategoriedopadu je ekvivalentní množství CFC-11, kg. Výsledkem indikátoru kategorieúbytku stratosférického ozónu ODje součet příspěvků všech emisních toků rvšech látek i vyjádřených jako ekvivalenty CFC-11 pomocí ODP

27 Normalizace výsledku indikátoru kategorie úbytku stratosférického ozónu se může provádět spoužitím hodnoty referenčního výsledku potenciálu úbytku ozónu ROD. Jedná se o hodnotu globální produkce látek podílejících se na úbytku stratosférického ozónu, případně se tato hodnota vztáhne na jednoho obyvatele Země. Například pro referenční rok 1990 byla produkce halogenovaných uhlovodíků podílejících se na rozkladu stratosférického ozónu tun CFC-11eq. Při tehdejší populaci 5,28 miliardy lidí vychází ROD na 0,0202 kg CFC- 11eq./rok/osoba. 53 Údaje z celosvětové sítě měření: World Ozone and Ultraviolet Radiation Data Centre (WOUDC): Světová meteorologická organizace publikuje seznam nejaktuálnějších odhadů hodnot ODP: Aktuální informace lze nalézt na portálu Evropské agentury pro životní prostředí: 013/IAssessment /view_contenta Podrobnosti o možnostech vzniku ozónové díry varktidě: VČeské republice se dlouhodobým sledováním ozónové vrstvy zabývá Solární a ozónové oddělení (SOO) Českého hydrometeorologického ústavuvhradci Králové, kde se již od roku 1962 nepřetržitě provádí každodenní měření celkového ozónu