Mis on osooni keemiline valem ja kuidas atmosfääris osoon moodustub?

Osoon on lihtne keemiline ühend, mis sisaldab ainult hapniku aatomeid ja selle mõju sõltub atmosfääri asukohast. Ülemises stratosfääris moodustab see kaitseekraani päikese ultraviolettkiirguse eest, kuid maapinna lähedal on see saasteaine, mis võib inimestel ja loomadel põhjustada hingamisteede vaevusi. Stratosfääri osooni teke ja hävitamine sõltuvad peamiselt looduslikest protsessidest, kuid maapinna lähedal vastutavad selle tekitamise eest enamasti tööstuslikud protsessid.

TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)

Keemilise valemiga O3 osoon moodustub ülemises stratosfääris tavalisest hapnikust koos päikese ultraviolettkiirte energiaga. Osoon tekib atmosfääri alumises osas ka looduslikest ja tööstusprotsessidest.

Osoonimolekul koosneb kolmest hapnikuaatomist (O3), samas kui atmosfääri tavaliselt eksisteeriv stabiilne hapniku vorm koosneb ainult kahest. Kui teatud keemilised protsessid muudavad kättesaadavaks täiendava hapniku aatomi, seondub ülireaktiivne aatom hõlpsasti hapnikumolekuliga. Osoon on ka väga reaktsioonivõimeline ja selle oksüdeerimisvõime on fluori järel teisel kohal. See on kasulik nii desodoreeriva ja pleegitava ainena kui ka mikroobide tapmiseks ja vee puhastamiseks. See on toatemperatuuril kahvatu sinine gaas ja selle tugev lõhn meenutab äikest, sest välgulöökidest tekib osoon.

Päikese ultraviolettvalgus reageerib atmosfääri ülemise osa hapniku molekulidega, moodustades stratosfääri osoonikihi. Kui energeetiline valgus lööb hapnikumolekule, lõhustab see need kaheks eraldi hapniku aatomiks ja kumbagi ülireaktiivsed aatomid seonduvad teise hapniku molekuliga, mille tulemuseks on kahe osooni moodustumine molekulid. Need reaktsioonid tekivad kõige sagedamini troopikas, kus päikesevalgus on kõige intensiivsem. Need on olulised, kuna nende neelatud ultraviolettkiirgus jõuaks muidu planeedi pinnale, kus see raskendaks elu olemasolu.

Kuna tegemist on sellise söövitava gaasiga, tuntakse atmosfääri alumises osas olevat osooni halva osoonina ja seda põhjustavad mitmed keemilised reaktsioonid. Üks neist toimub automootorites, kus gaasiline hapnik ja lämmastik moodustavad lämmastikoksiidi. See gaas reageerib hapnikuga, moodustades lämmastikdioksiidi. Päikselistel ja kuumadel päevadel laguneb lämmastikdioksiid uuesti, eraldades hapniku aatomi, mis omakorda seondub hapniku aatomiga ja moodustab osooni. Fossiilseid kütuseid põletavate tehaste ja energiajaamade heitkogused tekitavad sarnase protsessi abil ka osooni. Osoon moodustub ka kõrgepinge elektriseadmete ümber.

Osoon esineb troposfääris looduslikult, peamiselt tänu süsivesinike eraldumisele taimedest ja mullast, mis lagunevad päikesevalguses lämmastikhappeks ja hapnikuradikaalideks. Looduslik tase on harva piisavalt kõrge, et inimestele probleeme tekitada, kuid tööstusprotsessidest ja autodest tulenev ekstra osoon võib põhjustada mitmeid neist. Väga reaktiivne gaas kahjustab metsi ja põllukultuure, kahjustab elusaid kudesid ja põhjustab tundlikel inimestel hingamisteede vaevusi. Osoonitase troposfääris ei ole püsiv - see tõuseb kuumadel päikesepaistelistel päevadel suurlinnades ja teistes kõrge tööstusaktiivsusega piirkondades. Osoon on sudu peamine komponent.