Ózonszmog-kontroll

Az 1940-es, 50-es években a kaliforniai Los Angelesben a légszennyezés addig ismeretlen formája tűnt fel, amely – a londoni szmogtól eltérően – nem télen, hanem nyáron, napsütésben, nagy gépkocsiforgalom esetén volt erőteljes, ezért is nevezték el “fotokémiai szmognak”. Ez lecsökkenti a látótávolságot, a mérések pedig azt mutatták, hogy a jelenség okozója nem más, mint az ózon.

Ismert, hogy a magaslégkörben (a sztratoszférában) jelen lévő ózonpajzs milyen fontos szerepet játszik a földi élet védelmében, mivel megvédi az élőlényeket a Nap nagy energiájú ultraibolya sugaraitól. De mi is az ózon? Háromatomos oxigén-molekula (O3), amely sokkal könnyebben lép reakcióba más vegyületekkel, mint a légkörben leggyakoribb kétatomos változat (O2). Az ózon igen mérgező és jellegzetes szagú gáz – neve is a görög ozein (“szagot terjesztő”) szóból ered. A gáz színe kékes; folyékony állapotban sötétkékbe, szilárdan ibolyaszínűbe vált.

A földfelszín feletti ózonréteg főleg a Déli Sark felett vékonyodott el veszélyesen, de az északi féltekén is hasonlót lehet időnként tapasztalni. Ezt a jelenséget többek közt a sugárhajtású repülőgépek, a nitrogénműtrágyázás melléktermékei, a bozótirtó vegyszerek és a régi aerosolos palackok freonos hajtógázai idézték/idézik elő.

Nemcsak a magaslégköri ózonréteg elvékonyodása köszönhető az emberi tevékenységnek, hanem a talajmenti ózonkoncentrációnak a természetes szint többszörösére való növekedése is. Az alsólégkörben (a troposzférában) lévő ózon ugyanis – a korábbi elképzelésekkel szemben – nemcsak a magaslégkörből származik, hanem olyan kémiai reakciókból is, amelyek nitrogén-oxidok, szén-monoxid és az ún. illékony szerves vegyületek közt mennek végbe napfény jelenlétében.

Ezek a reakciók a természetben is lejátszódnak: nitrogén-oxidok például a talajban végbemenő nitrifikációs folyamatok révén keletkeznek, vagy erdő- és szavannatüzek révén, továbbá villámláskor is. Az illékony szerves vegyületeket pedig a fák és más növények bocsátják ki a levegőbe.

A fejlett ipari országok területén azonban ma a természetesnél jóval nagyobb a talajmenti ózon mennyisége. Ennek oka, hogy új források jelentek meg: a gépkocsi-motorok, a villany- és távhő-erőművek, a fűtés és az ipar nitrogén-oxidokat termelnek; a lakkok, ragasztóanyagok és festékek előállításához használt szerves oldószerek pedig illékony szerves vegyületek forrásai. Mindezek révén a szennyezett levegőben jóval több ózon képződik, mint tiszta levegőben.
Az ózonkoncentráció napsütéses nyári napokon érheti el a legmagasabb értékeket: a képződő ózon mennyisége a nitrogén-oxidok és az illékony szerves vegyületek koncentrációjától, továbbá azok egymáshoz viszonyított arányától függ. Bár nitrogén-oxidok nélkül az ózon kialakulásához vezető reakció nem játszódik le, azok túl nagy mennyiségben viszont már bontják az ózont. Ez történik a forgalmas városközpontokban is, így ózonszmog idején az ózon nagyobb mennyiségben van jelen ott, ahová a városok felől fúj a szél, mint magukban a városokban, ahol az előanyagok nagy része keletkezik.

Európában elsősorban a Földközi-tenger mentén alakul ki a nyári szezonban nagyfokú ózonszennyezés. A forró nyarakon a hosszan tartó, nagy légnyomású időszakok (anticiklonok) idején – amikor magas a hőmérséklet és stagnál a légáramlás – a talajmenti ózon felhalmozódhat. Az ózonszennyezettség Athénban, Rómában, Milánóban és Barcelona körül a legnagyobb mértékű. Hazánkban a talajmenti ózon szintén anticiklonok alatt érhet el magasabb szintet.

Az ózon erélyes oxidálószer, ezért is alkalmas fehérítésre, fertőtlenítésre és ivóvíztisztításra. Ha azonban a környező levegőben közvetlenül van jelen, akkor veszélyessé válik, és magas koncentráció esetén komoly károkat okozhat az élő szervezetek egészségében és az ökoszisztémában. Kimutatták, hogy az ózon növényeknél jelentős mértékben gátolja a fotoszintézist és a gyökérlégzést, tönkreteszi a leveleket és a virágokat. Állatkísérletes adatok szerint a magas ózontartalmú levegő belégzése a rák kockázatát is növeli – a legfőbb rákkeltők az ózon másodlagos termékei, például az erősen mérgező PAN (peroxid-acetil-nitrát) és a különféle aldehidek.

Mint vízben csak mérsékelten oldódó vegyület, az ózon belégzéskor a tüdőbe is bekerülhet. Itt képes áthatolni a léghólyagokon, és a kettős kémiai kötéseket felbontva agresszív gyököket képezni, amelyek további oxidációhoz vezetnek. Ennek eredményként köhögés, a légúti nyálkahártya irritációja, légzési nehézség, súlyos esetben pedig tüdőgyulladás alakulhat ki – különösen azoknál, akik már eleve rosszabb tüdőfunkciókkal rendelkeznek, például az asztmások, vagy a dohányosok. Az ózon belégzése gyengíti a légúti fertőzésekkel szembeni ellenállóképességet is.

Fokozott kockázatot jelent a szabadban való fizikai munkavégzés vagy sportolás. A gyermekek különösen veszélyeztetettek, mivel sok időt töltenek a szabadban való mozgással. Kimutatták: elég csak egy rövid ideig tartózkodniuk a magas ózonkoncentrációjú levegőben, és már ez is károsan hathat a tüdejükre. 

Michelle L. Bell és munkatársainak eredményei szerint 95 amerikai nagyvárosi közösségben vizsgálva szignifikáns kapcsolat volt a rövidtávon mért (napi és heti) ózonszintek és a nem baleseti elhalálozások száma között.

Az EU az emberi egészség és a környezet védelmére, az ózonkoncentráció ügyében hosszú távú célokat fogalmazott meg, elsősorban a nitrogén-oxidok és az illékony szerves komponensek nemzeti kibocsátásának korlátozását. Az EU Parlament és az Európa Tanács elfogadta a 92/72/EEC, majd a 2002/3/EC Direktívát, amelyet az Air Quality Framework Direktíva 96/62/EC leány-direktívájának is szoktak tekinteni. Ez határozza meg a hosszú távú célértékeket, a riasztási és információs küszöböket. A 2002/3/EC Direktíva azt írja elő a tagországoknak, hogy amennyiben átlépték az információs vagy a riadó-küszöböt, ezt az előfordulást követő hónap végéig jelentsék.

Az információs küszöb – 180 μg/m3 egy órán át – meghaladásakor a hatóságnak fel kell hívnia a lakosság figyelmét a szennyezés helyére, idejére, egészségügyi következményeire és arra, hogyan lehet ezek ellen védekezni. A riasztási érték – 240 μg/m3 – túllépése esetén a fentieken kívül sor kerülhet a gépjárműforgalom korlátozására is.

A direktíva azt kívánja, hogy az embereket megfelelően tájékoztassák az ózonkoncentrációkról és más levegőszennyeződésekről is. Annak érdekében, hogy olyan gyorsan biztosítsanak információt, amennyire csak lehet, az országok által küldött havi adatok összegzéseit elérhetővé tették az European Topic Centre in Air and Climate Change weboldalán is.

2006 júliusában a Koppenhágában működő Európai Környezetvédelmi Ügynökség (European Environment Agency, EEA) beindított egy közel valós idejű Ózon honlapot. Ide óránként 20 ország több mint 700 megfigyelőállomásáról érkeznek a nemzeti vagy regionális alapon működő szervezetek önként szolgáltatott adatai, és – szinte egy időben – már meg is tekinthetők. A felhasználó begépeli a település nevét vagy rákattint a térképre, és máris informálódhat az ózonszint helyi és európai szintű alakulásáról, emellett az ózon egészségügyi hatásairól is olvashat.

A tájékoztatási és riadóztatási küszöb mellett a direktíva az emberi egészség védelmében is megállapított egy hosszú távú célértéket: ez maximum 120 μg/m3 naponta, 8 órás átlagértékként. Ezt az Egészségügyi Világszervezet (World Health Organization, WHO) határozta meg 1995-ben, mint olyan szintet, ahol már lehetnek káros következmények. E célérték túllépésének a teljes nyári szezonban előfordult eseteiről október 31-ig kell felküldeni az adatokat. 

Jakabffy Éva