Ozonul (O3) este un gaz incolor cu un miros specific, prezent în atmosferă în două forme distincte: ozonul troposferic și ozonul stratosferic. Deși esențial pentru protecția vieții pe Pământ, ozonul poate fi, de asemenea, un poluant periculos în anumite condiții. Acest articol explorează rolul ozonului, normele de siguranță, sursele de emisii, efectele asupra sănătății, cazurile de poluare faimoase și soluțiile TehnoINSTRUMENT pentru monitorizarea calității aerului.
Ce este Ozonul (O3)?
Ozonul este o moleculă compusă din trei atomi de oxigen. În stratosferă, situată la aproximativ 10-30 de kilometri deasupra suprafeței Pământului, ozonul formează un strat protector care absoarbe majoritatea radiațiilor ultraviolete nocive ale soarelui. Acest strat este vital pentru prevenirea arsurilor solare și a cancerului de piele.
În contrast, ozonul troposferic, găsit la nivelul solului, este un poluant secundar format prin reacții fotochimice. Acest tip de ozon contribuie la smogul fotochimic și are efecte negative asupra sănătății umane și a vegetației.
Norme de siguranță și valori recomandate pentru Ozon
Reglementările privind nivelurile de ozon sunt esențiale pentru protejarea sănătății publice și a mediului. În Uniunea Europeană, Directiva 2008/50/CE privind calitatea aerului înconjurător și un aer mai curat pentru Europa stabilește valori limită pentru ozonul troposferic.
Valoarea țintă pentru protecția sănătății umane vizează o concentrație medie zilnică de ozon, ce nu trebuie să înregistreze valori mai mari de 120 µg/m³ timp de 8 ore. Această limită nu trebuie depășită de mai mult de 25 de ori pe an, în medie pe trei ani.
Legea calității aerului Nr.104/2011 prevede de asemenea praguri de informare și alertă pentru Ozon.
| Scop | Perioada de mediere | Prag |
| Informare | O oră | 180 µg/m³ |
| Alertă | O oră | 240 µg/m³ |
Indicele specific corespunzător ozonului
În România, Agenția Națională pentru Protecția Mediului (ANPM) monitorizează calitatea aerului și raportează periodic nivelurile de ozon. Aceste măsuri au ca scop asigurarea conformității cu standardele UE și minimizarea riscurilor pentru sănătatea umană.
Sursele de emisii de Ozon
Ozonul troposferic nu este emis direct în atmosferă, ci se formează prin reacții chimice între precursorii săi, NOx (oxizi de azot) și COV-uri (compuși organici volatili), în prezența luminii solare.
Sursele principale de NOx includ emisiile vehiculelor, centralele electrice și activitățile industriale. COV-urile provin din diverse surse, inclusiv evaporarea combustibililor, solvenții industriali și emisiile din utilizarea produselor chimice.
Canicula și creșterea concentrației de ozon
Concentrația de ozon la nivelul solului crește, în special în zilele cu radiații ultraviolete și temperaturi caniculare.
Această creștere a ozonului este influențată direct de intensitatea radiațiilor solare și apare ca urmare a reacțiilor chimice dintre poluanții atmosferici proveniți din surse precum traficul, industria și agricultura.
De asemenea, înregistrările arată că nivelele crescute de ozon sunt mai frecvente în zonele urbane sau aglomerate, în special în după-amiezile călduroase.
Concentrațiile urmează, de asemenea, un ciclu sezonier pronunțat, care în Europa atinge vârfuri între începutul primăverii și sfârșitul verii.
Fluctuația ozonului de la un an la altul depinde în mare măsură de cât de caldă și uscată este vara; undele de căldură intense pot duce la valori maxime ale ozonului. Faptul ca este influențat de lumina solară, înseamnă că sudul Europei tinde să aibă concentrații mai mari de ozon decât nordul Europei.
Efectele concentrației de Ozon asupra sănătății și studii semnificative
Concentrațiile ridicate de ozon în atmosferă au fost asociate cu creșterea ratelor de mortalitate și morbiditate. Studii realizate de organizații precum Agenția Europeană de Mediu (EEA) au demonstrat că expunerea prelungită la ozon poate duce la efecte adverse semnificative asupra sănătății, inclusiv decese premature și spitalizări crescute din cauza problemelor respiratorii.
Persoanele cel mai vulnerabile la efectele ozonului includ copiii, vârstnicii și persoanele cu afecțiuni respiratorii preexistente. Expunerea la nivele înalte de ozon poate precipita crize de astm, poate agrava simptomele respiratorii și poate induce iritații ale ochilor sau ale tractului respirator superior.
Un studiu semnificativ realizat în cadrul proiectului ESCAPE (European Study of Cohorts for Air Pollution Effects) a arătat că expunerea la ozon poate reduce speranța de viață, mai ales în zonele urbane cu trafic intens și activitate industrială crescută.
O altă cercetare, publicată în European Heart Journal şi acoperind 258 de milioane de persoane din 70 de oraşe din China, a comparat datele privind internările în spitale în perioada 2015-2017 cu evoluţia în direct a calităţii aerului în oraşele respective. Rezultatele sugerează că expunerea la ozon ar fi legată de 15% din atacurile de cord şi de 8% din accidentele vasculare cerebrale.
Cercetătorii fac apel la o acţiune publică mai fermă pentru reducerea consumului de combustibili fosili, precum şi la implementarea unui sistem de alertă, astfel încât oamenii să îşi poată limita expunerea în zilele în care nivelurile de ozon sunt ridicate.
Efectele concentrațiilor ridicate de ozon asupra ecosistemelor
Pe lângă efectele directe asupra sănătății, ozonul de suprafață este absorbit prin stomata plantelor și poate avea un impact negativ asupra culturilor și a producției forestiere, ceea ce afectează aprovizionarea cu alimente.
Se estimează că, din cauza nivelurilor crescute de ozon, producția de grâu a fost redusă în Europa cu până la 9 % în 2019. În ceea ce privește pierderile economice din cauza poluării cu ozon, s-au pierdut 1,4 miliarde EUR în 35 de țări (SEE, 2022c).
Cazuri faimoase de poluare cu Ozon
Un caz notabil de poluare cu ozon este smogul fotochimic din Los Angeles, SUA, unde nivelurile ridicate de ozon au fost monitorizate încă din anii 1940. Acest tip de poluare este rezultat al condițiilor meteorologice specifice și al densității mari de trafic și industrie, ducând la niveluri periculoase de ozon troposferic.
Un alt exemplu este valul de căldură din vara anului 2003 din Europa, care a dus la niveluri extrem de ridicate de ozon și la mii de decese, în special în Franța și Italia. Aceste cazuri evidențiază necesitatea monitorizării și reglementării stricte a poluării cu ozon.
Criteriile de clasificare și amplasare a punctelor de monitorizare a ozonului
Aceste criterii de amplasare sunt esențiale pentru a obține date precise și reprezentative despre calitatea aerului și nivelurile de ozon.
- Stații urbane: Sunt amplasate în zone cu densitate mare de populație și concentrații ridicate de ozon. Ele sunt situate departe de influența emisiilor locale directe, cum ar fi traficul, pentru a reflecta nivelurile generale de expunere ale populației.
Reprezentativitate: Câțiva km²
- Stații suburbane: Aceste stații monitorizează expunerea la ozon la marginea orașelor, unde concentrațiile pot fi mai ridicate. Ele sunt situate la o anumită distanță de sursele de emisii și de zonele industriale, în direcția dominantă a vânturilor.
Reprezentativitate: Câteva zeci de km²
- Stații rurale: Sunt destinate să monitorizeze expunerea la ozon pe o scară subregională, inclusiv ecosistemele naturale sensibile. Ele sunt amplasate în zone cu emisii locale minime, dar care pot fi influențate de surse regionale.
Reprezentativitate: Niveluri subregionale (câteva sute de km²)
- Stații de fond rural: Acestea se concentrează pe monitorizarea expunerii pe o scară regională sau continentală, fiind situate în zone neinfluențate de surse locale de poluare. Scopul este de a monitoriza fundalul natural de ozon și de a evita influențele antropice directe.
Reprezentativitate: Niveluri regionale/naționale/continentale (de la 1000 la 10.000 km²)
Soluții TehnoINSTRUMENT pentru monitorizarea Ozonului și a calității aerului
TehnoINSTRUMENT oferă o gamă largă de soluții pentru monitorizarea și controlul calității aerului, inclusiv echipamente avansate pentru detectarea și analizarea nivelurilor de ozon. Printre acestea se numără senzori de înaltă precizie și sisteme de monitorizare continuă care permit detectarea rapidă și precisă a concentrațiilor de ozon în atmosferă.
Determinarea concentrației de Ozon se realizează conform standardului SR EN 14625 și utilizează principiul fotometriei în ultraviolet (UV).
Această metodă se bazează pe absorbția radiațiilor in spectrul UV. Avantajul notabil al acestei metode este lipsa interferentelor cu compuși precum CO2 (dioxidul de carbon) sau H2O (vaporii de apa) prezenți in aerul ambiental.
Soectometrele UV utilizează diode emițătoare de lumină UV alese astfel încât lungimile de undă emise să corespundă spectral benzilor de absorbție respective. Aceasta înseamnă că nu este necesar un alt spectrometru sau filtru. Această formă de fotometrie UV este cunoscută sub numele de metodă UV non-dispersiva, sau NDUV. Această abordare asigură o precizie înaltă în măsurarea ozonului, adaptându-se cerințelor stricte ale legislației și standardelor de monitorizare a calității aerului.
Implementarea acestor soluții este esențială pentru respectarea reglementărilor de mediu și protejarea sănătății publice. TehnoINSTRUMENT colaborează cu diverse companii și industrii pentru a dezvolta strategii personalizate de monitorizare a aerului, contribuind astfel la crearea unui mediu mai curat și mai sigur.
Concentrația de Ozon este doar unul dintre indicii de calitate ai aerului ce pot fi monitorizați. TehnoINSTRUMENT oferă o gamă extinsă de soluții și servicii pentru monitorizarea completă a calității aerului.
Soluțiile pentru monitorizarea calității aerului permit monitorizarea concentrațiilor de NO, NO2, NOx, CO, O3, H2S, SO2, COV, BTX (benzen, toluen, etilbenzen și xileni), THC (hidrocarburi non-metanice), COS, CS2, RSH, NH3, CH2O, CH4 și H2O.
În concluzie, ozonul troposferic reprezintă o provocare semnificativă pentru sănătatea publică și mediul înconjurător. Prin înțelegerea surselor de emisii, respectarea normelor de siguranță și utilizarea tehnologiilor avansate de monitorizare, putem reduce impactul negativ al acestui poluant și îmbunătăți calitatea vieții.
