Inhalt
- Die Ozonschicht und ultraviolette Strahlung
- Fluorchlorkohlenwasserstoffe definiert
- Zerstörungskraft von Fluorchlorkohlenwasserstoffen
- Ozonabbau
- Schädliche Auswirkungen von Ozonverlust
Die Erde hat unter den Planeten des Sonnensystems viele Vorteile, von den gemäßigten Temperaturen über das Vorhandensein von Wasser und Sauerstoff bis zur Ozonmolekülschicht, die ihre Bewohner vor der schädlichen Sonnenenergie schützt. Das Aufkommen von Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW) bedrohte die Ozonschicht und das Überleben der Erdbewohner. Die Hersteller dachten, die Chemikalien seien das Allheilmittel für ihre Kopfschmerzen bei der Herstellung, da FCKW keine Gerüche ausstießen, stabil, nicht entflammbar oder giftig sind und kostengünstig hergestellt werden könnten. Wenig wussten diese Hersteller, dass ihre Hoffnungen erst Jahrzehnte später zunichte gemacht würden.
Die Ozonschicht und ultraviolette Strahlung
Eine Ozonschicht umhüllt die Erde und verhindert, dass ultraviolette oder UV-Strahlung Lebewesen auf der Planetenoberfläche erreicht. Die Ozonschicht befindet sich hauptsächlich in der Stratosphäre, einer Schicht der Atmosphäre, die sich 10 bis 50 Kilometer über der Erdoberfläche befindet. UV-Strahlung verursacht beim Menschen verschiedene schädliche Wirkungen, einschließlich Hautkrebs und grauer Star, eine Trübung der Augenlinse. Ozon besteht aus drei chemisch miteinander verbundenen Sauerstoffatomen, während Sauerstoff in seiner üblichen Form zweiatomig ist, was bedeutet, dass es zwei chemisch gebundene Sauerstoffatome enthält. Ozonmoleküle absorbieren UV-Strahlen und nutzen diese Energie, um ein Sauerstoffatom vom Ozonmolekül zu trennen. Dadurch wird die Energie der UV-Strahlung aufgebraucht und für Lebewesen unschädlich gemacht. Von den drei Arten von UV-Strahlung ist UVB die schädlichste, da es bis in die Tiefe der Ozeane reicht.
Fluorchlorkohlenwasserstoffe definiert
Fluorchlorkohlenwasserstoffe oder FCKW sind Verbindungen, die sich aus Kombinationen der Elemente Chlor, Fluor und Kohlenstoff zusammensetzen. Aerosole, Kältemittel und Schäume enthalten FCKW. Wenn diese FCKW in die Luft gelangen, steigen sie in die Atmosphäre auf, um Ozonmoleküle zu treffen und zu zerstören. FCKW, die erstmals 1928 eingesetzt wurden, sind seitdem häufiger geworden, da verschiedene andere FCKW-Verbindungen hergestellt wurden. Einige der bekannteren FCKW sind die Freon-Verbindungen, die als Kühlzutaten in Kühlschränken und Klimaanlagen verwendet wurden, aber seitdem in den USA aus der Produktion genommen wurden. Die US-Regierung erlaubt weiterhin die Verwendung von Freon in Geräten und Fahrzeugen, solange Vorräte verfügbar sind. Umweltfreundliche Verbindungen haben Freon als Kältemittel größtenteils abgelöst.
Zerstörungskraft von Fluorchlorkohlenwasserstoffen
Wenn die UV-Strahlen der Sonne mit FCKW in Kontakt kommen, lösen sich die Chloratome. Diese Chloratome wandern durch die Atmosphäre, bis sie auf Ozonmoleküle treffen. Das Chloratom und eines der Sauerstoffatome von Ozon verbinden sich und hinterlassen zweiatomigen oder molekularen Sauerstoff. Wenn ein freies Sauerstoffatom mit dieser Chlor-Sauerstoff-Verbindung in Kontakt kommt, verbinden sich die beiden Sauerstoffatome zu molekularem Sauerstoff, und das Chlor geht verloren, um mehr Ozonmoleküle zu zerstören. Molekularer Sauerstoff kann im Gegensatz zu Ozonmolekülen nicht verhindern, dass UV-Strahlen die Erdoberfläche erreichen. Die US-Umweltschutzbehörde schätzt, dass ein Atom Chlor bis zu 100.000 Ozonmoleküle zerstören kann. 1974 veröffentlichten M. J. Molina und F. S. Rowland einen Aufsatz, in dem dargelegt wurde, wie FCKW Ozonmoleküle in der Atmosphäre abbauen.
Ozonabbau
FCKW werden aufgrund von Geräteleckagen in die Atmosphäre freigesetzt. Da FCKW stabile Verbindungen sind und sich nicht in Wasser auflösen, neigen sie dazu, über einen langen Zeitraum von Jahrzehnten bis zu Hunderten von Jahren zu haften. Im Allgemeinen wird Ozon ständig gebildet und zerstört, aber die Gesamtmenge an Ozon in der Atmosphäre sollte im Wesentlichen auf einer stabilen Zahl bleiben. FCKW stören dieses Gleichgewicht und entfernen Ozon schneller, als es ersetzt werden kann.
Schädliche Auswirkungen von Ozonverlust
UVB-Strahlen spalten DNA auf, das Molekül, das das genetische Material aller Lebewesen speichert. Organismen können einen Teil dieser Schäden selbst reparieren, aber die nicht reparierte DNA führt zur Entstehung von Krebs und anderen mutierten Effekten wie fehlenden oder zusätzlichen Gliedmaßen bei Tieren. 1978, nach der Veröffentlichung mehrerer Studien über die Auswirkungen von FCKW auf die Ozonschicht, beschlossen die Vereinigten Staaten, FCKW, die in Aerosolen verwendet werden, zusammen mit mehreren anderen Ländern zu verbieten.