โอโซนคืออะไร?
โอโซน (O3) เป็นแก๊สสีฟ้าจางๆ มีกลิ่นฉุน ว่องไวต่อการเกิดปฏิกิริยา พบมากในบรรยากาศชั้นสตราโตสเฟียร์ (stratosphere) ในโอโซน 1 โมเลกุล ประกอบด้วย ออกซิเจน 3 อะตอม
โอโซนเกิดมาจากไหน?
- โอโซนตามธรรมชาติ: เกิดจากกระแสไฟฟ้าแรงสูงในอากาศ เช่น ฟ้าผ่า ฟ้าแลบ หรือปฏิกิริยาของออกซิเจน (O2) ในอากาศกับแสงอาทิตย์
- โอโซนที่มนุษย์สร้างขึ้น: ใช้รังสีอัลตราไวโอเลต (UV) หรือใช้สนามแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูง ให้ออกซิเจน (O2) ในอากาศเกิดปฏิกิริยากลายเป็นโอโซน
โอโซนมีบทบาทสำคัญในการกรองรังสี UV จากแสงอาทิตย์ หลังจากกรองรังสี UV แล้ว โอโซนจะแตกตัวกลายเป็นแก๊สออกซิเจน (O2) กับอะตอมออกซิเจน (O) และสามารถรวมตัวกลับมาเป็นโอโซน (O3) ได้อีก เกิดเป็นปฏิกิริยาลูกโซ่ไม่รู้จบ
หมายเหตุ
UV-A (320-400 nm) ถูกกรองด้วยโอโซนประมาณ 5 เปอร์เซ็นต์U
V-B (280-320 nm) ถูกกรองด้วยโอโซนประมาณ 95 เปอร์เซ็นต์
UV-C (100-280 nm) ถูกกรองด้วยโอโซน 100 เปอร์เซ็นต์
อ้างอิง
https://www.epa.gov/ozone-pollution-and-your-patients-health/what-ozone
http://www.arctic.uoguelph.ca/cpe/environments/climate/climate_future/ozone/ozone_what.htm
https://il.mahidol.ac.th/e-media/ecology/chapter2/chapter2_airpolution8.htm
https://www.fda.gov/radiation-emitting-products/tanning/ultraviolet-uv-radiation
https://en.wikipedia.org/wiki/Ultraviolet
ประโยชน์ของโอโซนคืออะไร
ไม่เพียงแค่กรองรังสี UV เท่านั้น โอโซนยังทำปฏิกิริยาออกซิเดชันกับสารรอบตัวได้เกือบทุกชนิด โดยเกิดปฏิกิริยาได้รุนแรงและรวดเร็วกว่าคลอรีนถึงกว่า 3,000 เท่า โอโซนจึงมีสมบัติในการฆ่าเชื้อ กำจัดกลิ่นและสารปนเปื้อนได้เป็นอย่างดี โดยโอโซนจะเข้าทำปฏิกิริยากับโมเลกุลเป้าหมาย ได้สารที่มีโครงสร้างเล็กลง ส่วนโอโซนจะถูกเปลี่ยนเป็นแก๊สออกซิเจนซึ่งไม่เป็นอันตราย และไม่ส่งผลกระทบต่อทั้งสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม จึงมีการนำโอโซนไปใช้ในอุตสาหกรรมฆ่าเชื้อโรคมากมาย เช่น เครื่องปรับอากาศ เครื่องฟอกอากาศ และเครื่องกรองน้ำ เป็นต้น
อ้างอิง
http://www.ozoneapplications.com/info/advantages_of_ozone.htm
https://www.bridgebiotechnology.com/ozone-trioxygen-or-o3-advantages-and-disadvantages/
http://www.ozoneworld.com/ozone-vs-chlorine.html
https://www.parliament.go.th/ewtcommittee/ewt/technology/download/article/article_20130902145958.pdf
CFCs ตัวร้ายทำลายโอโซน
รู้หรือไม่? หลายสิบปีที่ผ่านมา โอโซนได้ถูกทำลายไปอย่างมากด้วยน้ำมือมนุษย์ ตัวการสำคัญก็คือ สาร CFCs (Chlorofluorocarbons) ซึ่งเป็นแก๊สที่มนุษย์สังเคราะห์ขึ้นจากอะตอมคาร์บอน คลอรีน และฟลูออรีน ตัวอย่างเช่น ฟรีออน-12 (CCl2F2)
CFCs โดยมากมาจากโรงงานอุตสาหกรรม และอุปกรณ์ให้ความเย็นในชีวิตประจำวัน เช่น ตู้เย็น เครื่องปรับอากาศในบ้านหรือรถยนต์ และสเปรย์ฉีดพ่นต่างๆ
อ้างอิง
http://www.theozonehole.com/ozonedestruction.htm
https://sciencing.com/chlorine-affect-ozone-layer-4877.html
https://www.acs.org/content/acs/en/education/resources/highschool/chemmatters/past-issues/archive-2012-2013/ozone-layer-our-global-sunscreen.html
http://portal.edu.chula.ac.th/lesa_cd/assets/document/lesa212/5/o-zone_down/o-zone_down/o-zone_down.html
เมื่อ CFCs อยู่ในบรรยากาศชั้นสตราโตสเฟียร์ จะแตกตัวให้อะตอมคลอรีน (Cl) ซึ่งเกิดปฏิกิริยารวดเร็วกับโอโซน (O3) ได้เป็นแก๊สออกซิเจน (O2) กับคลอรีนโมโนออกไซด์ (ClO) ซึ่งโมเลกุลนี้จะสามารถเปลี่ยนกลับไปเป็นอะตอมคลอรีน (Cl) และวนกลับมาทำลายโอโซนได้อีกนับพันนับหมื่นครั้ง (ปฏิกิริยาลูกโซ่)
เมื่อโอโซนในชั้นบรรยากาศของโลกถูกทำลายมากเข้า จึงเกิดเป็นช่องโหว่โอโซน (ozone hole) ขนาดใหญ่ในหลายแห่งทั่วโลก ส่งผลให้รังสี UV สามารถผ่านมายังโลกได้โดยตรง ซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตบนโลก เช่น โรคมะเร็งผิวหนังในคน การเจริญเติบโตที่ผิดปกติในพืช เป็นต้น
อ้างอิง
https://ourworldindata.org/ozone-layer
http://www.theozonehole.com/ozonedestruction.htm
https://il.mahidol.ac.th/e-media/ecology/chapter2/chapter2_airpolution8.htm
พิธีสารมอนทรีออล (Montreal Protocol)
เมื่อปัญหาเรื่องโอโซนถูกทำลายทวีความรุนแรงและส่งผลกระทบไปทั่วโลก ทำให้เมื่อวันที่ 16 กันยายน ค.ศ. 1987 ได้มีข้อตกลงระหว่างประเทศเรียกว่า พิธีสารมอนทรีออล (Montreal Protocol) ให้ ลด-ละ-เลิก การใช้สาร CFCs
ผลจากพิธีสารดังกล่าว ทำให้ปัญหาช่องโหว่โอโซนลดลง และค่อยๆ ฟื้นฟูปริมาณโอโซนในบรรยากาศชั้นสตราโตสเฟียร์ให้เพิ่มขึ้น โดยคาดการว่าปริมาณโอโซนจะกลับเข้าสู่ระดับปกติในปี ค.ศ. 2070 และเพื่อเป็นอนุสรณ์สำคัญแห่งพิธีสารมอนทรีออล สมัชชาใหญ่แห่งองค์การสหประชาชาติ จึงได้ประกาศให้วันที่ 16 กันยายน ของทุกปีเป็นวันโอโซนโลก เพื่อรณรงค์ให้ทุกประเทศร่วมกันป้องกันและรักษาชั้นโอโซนให้คงอยู่ตลอดไป
อ้างอิง
https://ourworldindata.org/ozone-layer
https://sciencing.com/chlorine-affect-ozone-layer-4877.html
http://www.theozonehole.com/ozonedestruction.htm
https://www.daysoftheyear.com/days/world-ozone-day/
