Dotaz

Ozonová vrstva se nachází asi 20–40 kilometrů nad zemským povrchem. Koncentrace ozonu, tedy tříatomových molekul kyslíku (O₃), je zde mnohonásobně vyšší než jinde v atmosféře.

Ozon výborně pohlcuje energetičtější – a nebezpečnější – složku ultrafialového záření s vlnovou délkou kolem 300 nanometrů. Nás i ostatní organismy tím chrání před jeho nežádoucími účinky.

Během 70. let minulého století přinesli vědci důkazy, že atmosférického ozonu celosvětově ubývá. V roce 1985 pak byla objevena „ozonová díra“ nad Antarktidou, kde se koncentrace O₃ na jaře pravidelně snižovala o více než polovinu.

Pátrání po viníkovi tohoto poklesu jasně ukázalo na člověka. Přesněji na člověkem vyráběné freony – uhlovodíky s jedním nebo dvěma atomy uhlíku, v jejichž molekulách jsou atomy vodíku nahrazeny fluorem či chlorem.

Pro svou stálost, nereaktivnost a těkavost se freony masově používaly třeba jako nosné plyny v tlakových sprejích nebo chladicí média v ledničkách. Bohužel ale vyšlo najevo, že zatímco v běžných podmínkách jsou stálé, vysoko v atmosféře to vůbec neplatí.

Chemické reakce v ozonové vrstvě jsou komplikované, nicméně hlavní mechanismus jejího ničení je následující:

• Z molekuly freonu (například CCl₃F) se účinkem ultrafialového záření odštěpí atom chloru neboli chlorový radikál.

Termínem radikál označujeme v chemii atom či molekulu s nepárovým elektronem. Radikály bývají velmi reaktivní – pro elektron je totiž energeticky výhodnější se spárovat, takže se snaží co nejrychleji najít „kamaráda do dvojice“ a vytvořit vazbu.

• Chlorový radikál reaguje s ozonem za vzniku velmi nestálého oxidu chlornatého a běžného dvouatomového kyslíku:

Cl· + O₃ → ClO· + O₂

(Při zápisu vzorců značíme nespárovaný elektron v radikálu tečkou.)

• Oxid chlornatý (ClO·) pak reaguje s druhou molekulou ozonu. Vytvoří se dvě molekuly kyslíku O₂ a chlorový radikál:

ClO· + O₃ → 2 O₂ + Cl·

• Chlorový radikál může reagovat s dalším ozonem a celý cyklus se opakuje, dokud se Cl· nespojí s nějakým jiným radikálem. Této reakci říkáme rekombinace. Nepárové elektrony dvou radikálů se při ní spárují do chemické vazby a vznikne molekula, která už je mnohem méně reaktivní.

Než ale k rekombinaci dojde, stihne jediná molekula freonu zničit až 100 000 molekul ozonu. V podstatě katalyzuje jejich přeměnu na dvouatomový kyslík (O₂).

Vědecké důkazy o nebezpečnosti freonů naštěstí přiměly světové politiky, aby se problémem ozonové vrstvy zabývali. V roce 1987 podepsalo 46 zemí takzvaný Montrealský protokol.

Zavázaly se, že postupně přestanou vyrábět i používat freony a nahradí je látkami, které nepoškozují ozonovou vrstvu. V dalších letech se potom k protokolu připojily všechny ostatní členské státy OSN.

Díky tomuto celosvětovému úsilí přestaly koncentrace ozonu klesat a máme reálnou šanci, že se zvolna vrátí na původní hodnoty. Ještě to však potrvá desítky let, protože freony se v ozonové vrstvě odbourávají velice, velice pomalu.