De ozonlaag

Scriptie: De ozonlaag Inleiding Deze scriptie gaat over de ozonlaag. We hebben voor dit onderwerp
gekozen omdat het een actueel milieuprobleem is, waar snel iets aan moet worden gedaan voordat er zeer ernstige gevolgen ontstaan. De ozonlaag bevindt zich in de stratosfeer, een luchtlaag binnen de atmosfeer. Deze ozonlaag is van groot belang voor het leven op aarde. Maar er is iets met deze laag aan de hand, de ozonlaag boven de Noord- en Zuidpool wordt steeds dunner en deze dunne plekken worden steeds groter. Hiervan ondervinden wij steeds meer gevolgen. We zullen in deze scriptie een antwoord proberen te geven op de volgende onderzoeksvragen: Hoofdvraag:- Wat is de functie van de ozonlaag? Deelvragen:- Waaruit bestaat de ozonlaag? - Waardoor ontstaan de beschadigingen aan de ozonlaag? - Wat zijn de gevolgen van de beschadigingen aan de ozonlaag? - Op welke manieren kunnen we de beschadigingen van de ozonlaag beperken? 1 Waaruit bestaat de ozonlaag? De ozonlaag is een laagje in de stratosfeer. Deze laag bevindt zich tussen 20 en 40 kilometer boven het aardoppervlak. Het bestaat uit O3 molekulen. Deze lijken op de normale zuurstofmoleculen zoals we die op aarde kennen, maar dan met één zuurstofatoom extra. Ozonmoleculen zijn zeer schadelijk voor onze gezondheid als zij het menselijk lichaam bereiken. De ozonlaag maakt het leven op aarde mogelijk. Als deze beschermende laag er niet zou zijn, zou alles verschroeien van de hitte. Ozon wordt op zeer grote hoogte geproduceerd doordat zuurstof moleculen (O2) onder invloed van ultraviolette straling van de zon uiteenvallen in enkele O-moleculen die weer met O2 moleculen in aanraking komen en zo O3 moleculen vormen.
2 Wat zijn de oorzaken van de beschadigingen aan de ozonlaag? Chemische stoffen
Het wordt een steeds groter probleem: de ozonlaag boven zowel de Noord- als de Zuidpool wordt steeds dunner. Hiervoor zijn verschillende oorzaken. De bekendste en ook belangrijkste oorzaken zij de CFK's, chloorfluorkoolwaterstoffen. Dit zijn geen natuurlijke, maar kunstmatige verbindingen die chemici maken door chloor- en fluoratomen samen te voegen met koolstofatomen. De twee belangrijkste koolwaterstoffen zijn
CFK-11 (trichloorfluormethaan) en CFK-12 (dichloordifluormethaan). Deze worden veel gebruikt in als koelvloeistoffen, drijfgassen voor spuitbussen en als schuimmiddel bij de productie van kunststoffen. Als deze moleculen in de lucht komen kunnen ze hier lang blijven zitten: ongeveer 75 en 110 jaar. CFK's zijn zo schadelijk omdat de chlooratomen uit dit molecuul zich binden aan een zuurstof molecuul. Dit gebeurt zo: wanneer een cfk molecuul zich boven de ozonlaag bevind is het niet meer beschermd tegen UV-straling, door het contact met UV-straling valt de molecuulverbinding uit elkaar en komen de losse C, F en Cl atomen vrij. Het chloor atoom botst dan met een O3 molecuul waardoor er een ClO en een O2 molecuul ontstaat. Als er een vrij zuurstofatoom (O) botst met het ClO molecuul wordt het chloor (Cl) atoom losgelaten en ontstaat er weer O2 en kan het losse chlooratoom weer nieuwe ozon vernietigen. Dit is ook waarom de CFK's zo'n gevaar zijn, omdat ze steeds weer nieuwe ozon kunnen vernietigen. Andere stoffen die ook schadelijk zijn voor de ozonlaag zijn zijn: HCFK's (hydro chloor fluor koolwaterstoffen) en halonen (broom fluor koolwaterstoffen). Halonen zij in principe schadelijker zij cfk's, maar er zijn veel meer CFK's en deze blijven ook langer in de lucht. Natuurlijke afbraak
Het afbreken van de ozonlaag komt niet alleen door het toedoen van de mens, maar ook door natuurlijke oorzaken. Vulkanen produceren bijvoorbeeld ook chlooratomen waardoor de ozonlaag dunner wordt. Alleen was er wel een natuurlijk evenwicht waardoor er evenveel ozon verdween als dat er bijkwam. Nu is dat evenwicht verstoord en verdwijnt er te veel ozon uit de ozonlaag en dit wordt een steeds groter milieuprobleem. Bron 1, op de voorpagina, geeft de aangetaste zones aan in de ozonlaag. In bron 2 is duidelijk te zien dat de ozonlaag tussen 1991 en 1997 boven Ukkel sterk in dikte afneemt. In de stratosfeer is de lucht zeer droog. Hierdoor komen er normaal gesproken geen wolken voor. Alleen wanneer de temperatuur onder de -80 graden Celsius komt, ontstaan er wolken. Dit komt bijna alleen maar voor boven de polaire gebieden in de lente. Deze wolken worden ook wel polaire stratosferische wolken genoemd. Een andere benaming hiervoor is
parelmoer wolken, vanwege de kleuren. Aan deze wolken vinden chemische reacties plaats waarbij chloor- en broomverbindingen ontstaan die onder invloed van zonlicht ozon afbreken. 3 Wat zijn de gevolgen van de beschadigingen aan de ozonlaag? UVB-straling
De ozonlaag is er om ons te beschermen tegen schadelijk invloeden van buitenaf, zoals de ultraviolette straling die de zon uitstraalt. Door de afname in de hoeveelheid ozon neemt de hoeveelheid UVB-straling die het aardoppervlak bereikt toe. Er geldt voor Nederland dat 1 % minder ozon leidt tot 1,3 % meer UVB-straling aan het aardoppervlak. Boven de gematigde breedten neemt de hoeveelheid ozon af met ongeveer 1 tot 7 % per decennium, afhankelijk van de periode en het seizoen (zie grafiek). De toename van UVB-straling aan het aardoppervlak door de ozonafname vergroot de kans op verschillende vormen van huidkanker. Kanker is een ziekte die we in veel gevallen niet kunnen genezen. De schade aan landbouwgewassen en in zee levende organismen wordt ook steeds groter door de UVB-straling. Broeikaseffect
Als we over het broeikaseffect spreken zullen velen denken: dat heeft toch niets met de ozonlaag te maken? Dat is echter wel het geval. Het versterkt broeikaseffect wordt namelijk veroorzaakt door broeikasgassen, dezelfde oorzaken als bij steeds dunner worden ozonlaag. Daarom wordt dit onderwerp ook behandelt in dit hoofdstuk, de gevolgen op de eerder genoemde oorzaken. Het versterkte broeikaseffect is een milieuverschijnsel waarbij er een te hoog CO2 gehalte in de lucht komt, dat zorgt voor een hogere temperatuur in het klimaat. Een temperatuurverhoging lijkt op het eerste gezicht heel onschuldig, maar de werkelijkheid is anders. De temperatuurstijging zorgt ervoor dat de grote ijsschotsen op de Polen gaan smelten. Hierdoor wordt het waterpeil over de hele wereld hoger en zullen vele landen overstromen en eilanden verdwijnen. Vooral in Nederland zullen we daar dan last mee krijgen, dus we kunnen beter minderen met het overmatig gebruik van broeikasgassen.
4 Op welke manieren kunnen we de beschadigingen aan de ozonlaag zo veel mogelijk beperken? Als we zo doorgaan, zal binnen enkele jaren het leven op aarde niet meer mogelijk zijn. Er moeten daarom snel maatregelen komen om de gevolgen die het gat in de ozonlaag kan hebben te voorkomen. Zoals al stond aangegeven in hoofdstuk 2 wordt een groot deel van de beschadigingen aan de ozonlaag veroorzaakt door de zogenoemde CFK's. Die komen vooral voor in verschillende spuitbussen, maar ook in de vloeistof die gebruikt wordt in de wanden van koelvrieskasten om ze koud te houden. Omdat die CFK's zo gevaarlijk zijn voor de ozonlaag is er een ander middeltje ontwikkeld om in de wanden van de kasten te verwerken. Wij noemen dat middel HCFK. HCFK leek lange tijd een goed alternatief te zijn, maar dat bleek niet zo. Het middel werd snel uit de handel gehaald en men ging zoeken naar iets anders. Inmiddels weten we dat stoffen als propaan, butaan en nog een aantal anderen heel goede koelvloeistoffen zijn. Over de hele wereld is men nu bezig met het maken van 'ozonvriendelijke koelkasten' met deze stoffen. Het is de bedoeling dat over een zo kort mogelijke tijd alle koelkasten met de CFK's of de
HCFK's in de wand uit de handel zijn verdwenen. CFK's komen ook voor in matrassen, verpakkingen van allerlei producten enz. Gelukkig zijn er heel veel vervangende stoffen daarvoor, alleen de consument moet dat dan wel weten en daarop gewezen worden. Ook de CFK's die in de airconditioning van auto's worden gebruikt worden zo snel mogelijk vervangen voor bovengenoemde alternatieve methodes. CFK's worden ook al lange tijd gebruikt in allerlei verschillende
isolatiematerialen. Sommige spuitbussen waar schuim uit komt om tegen een wand aan te plakken bijvoorbeeld. Gelukkig zijn er ook voor het isoleren van een huis veel alternatieven. Het kan natuurlijk gebeuren met natuurlijke producten, zoals katoen, kurk en/ of houtvezel, maar ook piepschuim kan heel efficiënt zijn. Een ander gebied waarop veel gebruik wordt gemaakt van CFK's zijn de elektronicafabrieken. Veel elektrische apparaten als tv's en radio's worden schoongemaakt met behulp van CFK's. Na het ontdekken van de slechte invloed die de CFK's hebben op het milieu is men gelijk begonnen met zoeken naar iets anders om de apparaten te reinigen. Gelukkig lukte het met zeep ook. Uiteindelijk zijn er nog de transportmiddelen als de auto en het
vliegtuig. Om de hoeveelheid schadelijke stoffen die zij produceren te verminderen, worden verschillende filters ontworpen die aangebracht kunnen worden in de motor. Gelukkig kunnen we dus zelf direct invloed hebben op het terugbrengen van de beschadigingen aan de ozonlaag. Om te beginnen kunnen we beter geen spuitbussen kopen waarvan bekend is (het is verplicht om dat op de verpakking te vermelden) dat ze CFK's bevatten en geen kleding of andere producten kopen die gereinigd moeten worden met CFK's. Verder kunnen we beter natuurlijke producten gebruiken voor de meeste dingen, dan chemische producten omdat die vaak slecht zijn voor 't milieu. Erg belangrijk is wel dat wij mensen goed worden voorgelicht over de alternatieven die er zijn. Vaak weten mensen niet eens van het bestaan af en letten zij er dus niet op als ze iets nieuws aanschaffen. Reclames en andere soorten propaganda zijn dus erg belangrijk. Conclusie De ozonlaag is een laag van O3 molekulen in de stratosfeer. Deze stof zorgt ervoor dat de ultraviolete-straling het aardoppervlak niet kan bereiken. UV-straling kan namelijk diverse vormen van kanker veroorzaken en het tast sommige organismen aan. Daarom is het probleem waar wij mee te maken hebben, de overmatige afbraak van ozon, een milieubedreiging. De stof ozon wordt namelijk vernietigd door de chemische stoffen die wij gebruiken zoals CFK's en HCFK's. Als deze laag er niet meer is of te dun is, wordt de aarde direct bestraald met UV-straling en dit kan uiteindelijk tot fatale gevolgen leiden als er niets aan gedaan wordt. Gelukkig zijn er nu al diverse maatregelen genomen om verdere aantasting van de ozonlaag tegen te gaan doordat er minder schadelijke stoffen worden gebruikt.