Ozon is een eenvoudige chemische verbinding die alleen zuurstofatomen bevat en de effecten ervan zijn afhankelijk van waar in de atmosfeer het voorkomt. In de bovenste stratosfeer vormt het een beschermend schild tegen ultraviolette straling van de zon, maar in de buurt van de grond is het een verontreinigende stof die bij mens en dier ademhalingsproblemen kan veroorzaken. De aanmaak en vernietiging van ozon in de stratosfeer hangt voornamelijk af van natuurlijke processen, maar dichtbij de grond zijn vooral industriële processen verantwoordelijk voor de vorming ervan.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Ozon, met de chemische formule O3, wordt gevormd uit gewone zuurstof in de bovenste stratosfeer met de energie van de ultraviolette stralen van de zon. Ozon vormt zich ook in de lagere atmosfeer door natuurlijke en industriële processen.
Chemische samenstelling
Een ozonmolecuul bestaat uit drie zuurstofatomen (O3), terwijl de stabiele vorm van zuurstof die normaal in de atmosfeer voorkomt uit slechts twee bestaat. Wanneer bepaalde chemische processen een extra zuurstofatoom beschikbaar maken, bindt het zeer reactieve atoom zich gemakkelijk met een zuurstofmolecuul. Ozon is ook zeer reactief en het oxiderende vermogen komt op de tweede plaats na fluor. Het is nuttig als geur- en bleekmiddel, maar ook voor het doden van ziektekiemen en het zuiveren van water. Het is een lichtblauw gas bij kamertemperatuur en de sterke geur doet denken aan onweer, omdat blikseminslagen ozon produceren.
Productie van stratosferisch ozon
Ultraviolet licht van de zon reageert met zuurstofmoleculen in de bovenste atmosfeer om de stratosferische ozonlaag te vormen. Wanneer het energetische licht zuurstofmoleculen raakt, breekt het ze in twee afzonderlijke zuurstofatomen, en elk van de zeer reactieve atomen binden zich met een ander zuurstofmolecuul, wat resulteert in de vorming van twee ozon moleculen. Deze reacties komen het vaakst voor in de tropen, waar het zonlicht het meest intens is. Ze zijn belangrijk omdat de ultraviolette straling die ze absorberen anders het oppervlak van de planeet zou bereiken, waar het leven moeilijk zou zijn.
Productie van troposferisch ozon
Omdat het zo'n corrosief gas is, staat ozon in de lagere atmosfeer bekend als slechte ozon, en een aantal chemische reacties produceren het. Een daarvan komt voor in automotoren, waar zuurstof en stikstofgas worden gecombineerd om stikstofmonoxide te vormen. Dit gas reageert met zuurstof tot stikstofdioxide. Op zonnige, hete dagen wordt stikstofdioxide weer afgebroken om een zuurstofatoom vrij te maken, dat zich op zijn beurt bindt met een zuurstofatoom om ozon te vormen. Emissies van fabrieken en energiecentrales die fossiele brandstoffen verbranden, genereren ook ozon via een soortgelijk proces. Ozon vormt zich ook rond elektrische hoogspanningsapparatuur.
Ozonvervuiling
Ozon komt van nature voor in de troposfeer, voornamelijk door het vrijkomen van koolwaterstoffen uit planten en bodem die in zonlicht worden afgebroken tot salpeterzuur en zuurstofradicalen. Natuurlijke niveaus zijn zelden hoog genoeg om problemen voor mensen te veroorzaken, maar de extra ozon van industriële processen en auto's kan er een aantal veroorzaken. Het zeer reactieve gas beschadigt bossen en gewassen, beschadigt levend weefsel en veroorzaakt ademhalingsproblemen bij gevoelige personen. Ozonniveaus in de troposfeer zijn niet constant - ze nemen toe op warme zonnige dagen in grootstedelijke en andere gebieden met hoge industriële activiteit. Ozon is een hoofdbestanddeel van smog.