Atmosfera
Powietrze atmosferyczne składa się w 99,9% z takich gazów jak: azot, dwuatomowy tlen, dwutlenek węgla i argon. Pozostały procent stanowią tak zwane gazy szczątkowe. Proporcje i stężenia poszczególnych gazów stanowiących powietrze, są różne na różnych wysokościach geograficznych, ponadto zależne od regionu, temperatury i wielu jeszcze innych czynników. Gazy szczątkowe jak się okazało mogą jednak pełnić strategicznie ważną dla życia na Ziemi rolę. Jednym z nich jest właśnie ozon.
W najwyższej warstwie atmosfery zwanej stratosferą, panują warunki korzystne dla powstawania ozonu- czyli tlenu trójatomowego O3, (o budowie pierścieniowej).
Cieniutka warstewka tego gazu otacza całą planetę, nazywamy tę warstwę „powłoka ozonową”. Powłoka ozonowa ma tę zaletę, że redukuje ilość promieniowania ultrafioletowego docierającego do powierzchni ziemi. Wiadomo, że Słońce jest źródłem życia, ponieważ dostarcza naszej planecie ciepła i światła. Jednak wraz z pożądanymi przez nas rodzajami promieniowania, do Ziemi dociera także sporo „zanieczyszczeń”- szkodliwych rodzajów promieniowania. W wyniku zachodzących na Słońcu reakcji termojądrowych powstaje całe spektrum promieniowania, promieniowanie widzialne powstające w zewnętrznej warstwie zwanej fotosferą, stanowi tylko około 5% ogółu wypromieniowanej energii, resztę w przeważającej większości stanowi promieniowanie cieplne (podczerwone), oraz spore ilości promieni rentgenowskich, ultrafioletu i promieniowania jądrowego (gamma, beta i inne paskudztwa).
Atmosfera ziemska chroni znajdujące się na powierzchni życie przed oddziaływaniem szkodliwych rodzajów promieniowania, oraz ogranicza wahania temperatury. Większa część ciepła docierającego ze Słońca do Ziemi, ulega odbiciu, przez atmosferę przedostaje się jednak pewna ilość ciepła, która następnie dociera do powierzchni i tam zostaje na powrót odbita do atmosfery. Po dotarciu do atmosfery ponownie następuje częściowe odbicie w kierunku powierzchni, reszta ciepła zostaje wypromieniowana w przestrzeń kosmiczną.
Zadaniem powyższego szkicu jest zobrazowanie cyrkulacji ciepła pomiędzy powierzchnią globu, a atmosferą. Grubości strzałek symbolizują ilość przemieszczającego się ciepła
Z rysunku powyżej wynika że wokół naszej planety zawsze krąży pewna ilość ciepła. Ciepło zanim ulegnie wypromieniowaniu w przestrzeń, wielokrotnie ulegnie odbiciu pomiędzy powierzchnią, a atmosferą. Dzięki temu zjawisku, wszelkie zmiany temperatury zachodzą stopniowo. Gdyby z jakichś powodów atmosfera nagle zanikła, to dobowe wahania temperatury na ziemi były by tak drastyczne, że życie na Ziemi prawdopodobnie całkowicie by zanikło. Jeśli jednak jakiś organizm byłby odporny na zmiany temperatury, to i tak zabiło by go promieniowanie kosmiczne. Mało prawdopodobne jest jednak aby atmosfera zanikła całkowicie, jednak może ona ulec zmianom, które wpłyną na klimat w sposób niekorzystny.
Sztucznie zmodyfikowany przez działalność człowieka skład powietrza, charakteryzuje się większą zdolnością do zatrzymywania ciepła w atmosferze.
Ludzkość przez długie lata nie zdawała sobie sprawy z roli jaką pełni atmosfera ziemska, oraz jak bardzo jest delikatna.
Skąd się bierze ozon?
Cząstki ozonu powstają wskutek oddziaływania promieniowania ultrafioletowego, jednocześnie w trakcie tego procesu część promieniowania ultrafioletowego jest pochłaniana. Ozon jest cząstką wyjątkowo nietrwałą- powstaje tylko w szczególnych okolicznościach i na krótki okres czasu, po czym następuje rozbicie na tlen jednoatomowy. Tlen atomowy jest niezwykle agresywny, to znaczy posiada dużą zdolność do wiązania się z innymi atomami, mogą to być inne atomy tlenu, dzięki czemu powstanie tlen dwuatomowy, lub ozon. Jeśli jednak pojawią się inne atomy, o większej sile wiązania, to łączą się z wolnym tlenem, a co za tym idzie, przeciwdziałają powstawaniu ozonu.
Co jest wrogiem ozonu i przyjacielem „efektu cieplarnianego”
Najliczniejszą grupę związków uznawanych za potencjalnie niebezpieczne dla powłoki ozonowej, oraz sprzyjające efektowi cieplarnianemu, stanowią czynniki chłodnicze- tak zwane „freony”.
Do powszechnie spotykanych czynników chłodniczych należą: amoniak (NH3), dwutlenek węgla (CO2), oraz związki węglowodorów.
Związki węglowodorów są najszerzej wykorzystywane w niewielkich urządzeniach chłodniczych i klimatyzacyjnych. Jako związki węglowodorowe wykorzystywane są także gazy palne (metan, etan, propan itd.). W określonej proporcji ich mieszaniny z powietrzem atmosferycznym są eksplodujące. Dzięki zastąpieniu atomów wodoru przez chlor, fluor, lub brom można uzyskać gazy niepalne, tak zwane węglowodory fluorochlorowe (FCKW).
Istnieją również inne kombinacje:
- Węglowodór fluorowy nie zawierający chloru FKW
- Częściowo halogenowy węglowodór fluorowy H-FKW
- Freony oznacza się kodem składającym się z litery R (od ang. Słowa „refrigeration”) i szeregu cyfr oznaczających skład chemiczny czynnika np.: R12, R22, R134a, R502, R600.
Za najbardziej niebezpieczne uważa się czynniki z grupy FCKW, a w szczególności R11 i R12. Szkodliwość tych czynników wynika z obecności chloru w ich strukturach.
Freony są związkami trwałymi tylko w określonych warunkach, są nietoksyczne i niepalne,
Jednak po uwolnieniu się do górnych warstw atmosfery ulegają rozpadowi, w wyniku rozpadu uwalniany jest chlor, który szczególne łatwo łączy się z tlenem, zapobiegając powstawaniu ozonu.
Zdolność czynnika chłodniczego do przeciwstawienia się tworzeni ozonu przedstawia tak zwany „potencjał rozkładania ozonu” ODP (od ang.: Ozone Depletion Potential) jego przykładowe wartości:
R12 ODP= 1
R134a ODP= 0
Wynika z powyższego, że nie wszystkie freony stanowią zagrożenie dla warstwy ozonowej, jednak niosą one ze sobą inne zagrożenia.
Freony doprowadziły już do poważnych zmian w atmosferze, ponieważ przez dziesięciolecia nikt nie zdawał sobie sprawy z ich szkodliwego oddziaływania. Problem wykryto w latach 70-tych, mimo nagłośnienia problemu, stosowne regulacje zakazujące stosowana FCKW wprowadzono dopiero 1.08.1991 roku, a 1.1.1995 roku zakazano emisji tych gazów do atmosfery. Czas przemieszczania się FCKW do stratosfery wynosi około 30 lat, możemy zatem być pewni, że powłoka ozonowa będzie degradowana jeszcze przez przynajmniej 20 lat. Tym bardziej że nie wszystkie państwa przyjęły i wprowadziły w życie stosowne regulacje- przytoczone daty obowiązywały dla byłego już RFN, Polska wprowadziła je nieco później, natomiast Stany Zjednoczone (de facto największy producent freonów na świecie) przez szereg lat całkowicie ignorowały wszelkie proekologiczne zalecenia.
Efekt cieplarniany
Kolejnym problemem jest tak zwany efekt cieplarniany
Pod powyższym pojęciem rozumie się stopniowe ogrzanie dolnych warstw atmosfery. Strumień ciepła słonecznego, który dociera do powierzchni Ziemi zostaje częściowo odbity. Część strumienia zostaje na powrót skierowana w kosmos. Inna część jest odbijana przez atmosferę i skierowana ku Ziemi. W ten sposób między powierzchnią Ziemi a atmosferą znajduje się w ruchu pewna ilość ciepła. Zapewnia to utrzymanie temperatury powierzchni ziemi na poziomie około +130C. FCKW , FKW i inne gazy śladowe, znajdujące się w atmosferze, hamują odpływ ciepła z ziemi, wskutek czego następuje nagrzanie powierzchni zewnętrznej ziemi. Istotną w tym rolę odgrywa także obecność CO2, o czym toczą się gorące dyskusje, w związku ze stosowaniem paliw pochodzenia organicznego. Zdolność gazu do hamowania promieniowania ciepła w zakresie podczerwieni ujmuje tak zwany „potencjał efektu cieplarnianego” GWP (od ang. Halocarbon Global Warming Potential) jego wartości wynoszą dla:
R12 GWP= 3
R134a GWP= 0,26
Liczbowe wartości GWP oraz ODP są wartościami względnymi dla których punktem odniesienia są parametry gazu R11
Powyżej opisałem najbardziej bezpośrednie przyczyny degradacji atmosfery, jednak nie sposób wyczerpać tematu, nie przyglądając się innym elementom globalnego ekosystemu.
Niekontrolowane wycinanie lasów jest pośrednią przyczyną pogłębiania efektu cieplarnianego, ponieważ spada zapotrzebowanie na zawarty w atmosferze dwutlenek węgla.
Przez lata nie doceniano roli jaką spełnia flora morska w procesie produkcji tlenu, a co za tym idzie nikogo nie interesowała kondycja roślin zamieszkujących oceany i morza.
Brak zainteresowania
Na koniec najważniejszy wróg środowiska – brak zainteresowania
Nie wiadomo o co chodzi? – już śpieszę z wyjaśnieniami, chodzi o pieniądze.
Niekiedy przedsiębiorstwom bardziej opłaca się płacić kary za zanieczyszczanie środowiska, niż przeprowadzać modernizacje urządzeń.
Koncerny naftowe nie są zainteresowane rozwojem alternatywnych układów zasilania pojazdów, oznaczało by spadek zapotrzebowania na produkty ropopochodne, a to przekłada się na spadek zysków. Za jaskrawy przykład może posłużyć prowadzona ostatnio batalia o dodatki organiczne do paliw. Wprowadzane świadomie w błąd społeczeństwo zareagowało wręcz panicznie na powyższy projekt, pomimo że rzekomy destrukcyjny wpływ dodatków w paliwie na trwałość silników jest absurdem. W konsekwencji wszelkie proekologiczne koncepcje takie jak pojazdy z napędem hybrydowym, ogniwa paliwowe, pojazdy zasilane energią słoneczną, są realizowane w skali mikro. Do chwili obecnej po świecie jeżdżą najwyżej cztery modele samochodów z fabryczną instalacją zasilania gazem (producenci pod rygorem utraty uprawnień gwarancyjnych zabraniają przerabiania pojazdów we własnym zakresie). Dodam jeszcze że wszystkie te fenomeny, zaliczają się do kategorii tak zwanych „econoboxów” (malutkich samochodzików spalających łyżeczkę paliwa na setkę), nikt nie trudzi się we wprowadzanie nowinek do prawdziwych trucicieli- nie słyszałem o projektach modernizacji lokomotyw spalinowych, morskich środków transportu, samochodów ciężarowych (wyjątkiem jest być może transport miejski).
Warto się przyjrzeć korzyści usprawniania pojazdów które z założenia rocznie pokonują dystans 20 do 30 tysięcy kilometrów, spalając średnio 6l/100km, w porównaniu do ciężarówki, z której kierowca prawie nie wychodzi, pokonując rocznie ponad 100 tysięcy kilometrów, spalając przy tym do 40l/100km.
Nikt się chyba nie obrazi, jeśli w tym miejscu stwierdzę, że „wysiłki” inżynierów odtruwających motoryzacje, są prowadzone raczej na pokaz i dla reklamy. Działania przez nich prowadzone, np.: wprowadzanie kolejnych, bardziej rygorystycznych norm emisji spalin, przypomina bardziej przysłowiowe leczenie syfilisu pudrem, niż ochronę środowiska.
Przy okazji normy emisji Euro II, Polska „prześcignęła” ¾ Europy: norma Euro II posłużyła jako pretekst w wojnie z prywatnym importem używanych aut. Brawo, nasz kraj będzie czystszy. Biedny rodak nie kupi 10-letniego hebla od sąsiadów zza granicy, kupi nowe autko w salonie, albo... dalej będzie jeździł swoim 15-letnim, a hebla i tak kupią sąsiedzi zza wschodniej granicy. Niemcy rozwiązali problem inaczej, nie prześladują obywateli cłami, akcyzami i innymi podatkami, lecz zachęcają- wprowadzili zniżki w opłatach dla posiadaczy pojazdów w których zainstalowane zostały urządzenia zmniejszające emisję toksyn (np.: zniżki ubezpieczenia OC dla pojazdów z silnikiem diesla zaopatrzonych w katalizator)
Kolejne ekscytujące nowinki napawające serca radością, między innymi niedawno rozegrany w Australii wyścig pojazdów zasilanych energią słoneczną- fantastycznie- odkrywanie Ameryki po raz kolejny. Studenci z roku na rok ulepszają swoje wehikuły, duże koncerny w celach marketingowych pompują w tę groteskę gigantyczne pieniądze. Wszystko to w chwili, gdy po niebie od lat z powodzeniem lata Pathfinder – eksperymentalny płatowiec zaopatrzony w ogniwa słoneczne. Na orbicie geostacjonarnej znajdują się setki ton satelitów zasilanych energią słoneczną. Czy wspomniany wyścig miał na celu wykazać dawno już udowodnioną sprawność baterii słonecznych, czy służy tylko rozrywce?
Zostawmy już motoryzację. Istotne ilości dwutlenku węgla i innych rozmaitych zanieczyszczeń są emitowane z systemów ogrzewania. Od kilku lat funkcjonuje przepis budowlany zakazujący budowy indywidualnych kotłowni opalanych węglem. Równocześnie wprowadzono system ulg i refundacji ekologicznych systemów grzewczych. Jednak nie poszło to w parze z pomysłem wprowadzenia akcyzy na olej opałowy i podwyżkami cen energii elektrycznej, co spowodowało nieopłacalność eksploatowania już wybudowanych kotłowni. Istnieje wiele przypadków że wysokosprawne kotły na olej opałowy, wybudowane do ogrzewania szpitali, czy szkół, niszczeją nie używane ze względów ekonomicznych.
Podobnie ma się sprawa z ogrzewaniem elektrycznym, i to w kraju podobno cierpiącym na nadprodukcję energii elektrycznej.
Odnośnie przemysłu.... nie ma o czym pisać: przemysł splajtował, więc nie truje.
Dalsze wytykanie jest bezcelowe w rzeczywistości, w której zamiast „łatać dziurę ozonową” sprzedaje się krem z filtrem UV, a zamiast przeciwdziałać konfliktom, sprzedaje się w biurowcach spadochrony.