Zanieczyszczenie ozonem – dlaczego jest niebezpieczne?
Mówiąc o zanieczyszczeniu powietrza, zwykle mamy na myśli dwutlenek węgla, tlenki siarki i azotu oraz pyły zawieszone. Paradoksalnie atmosferę zatruwa nam jednak również ozon, który wysoko nad ziemią pełni funkcję tarczy chroniącej przed promieniowaniem UV, ale blisko powierzchni staje się poważnym problemem. Gdzie i kiedy występuje zanieczyszczenie ozonem?
Skąd się bierze ozon w troposferze?
Ozon jest gazem, który w sposób naturalny występuje w troposferze, czyli na wysokości od 0 do 15 km nad powierzchnią ziemi. Jego stężenie zaczęło jednak wyraźnie wzrastać wskutek działalności człowieka. Co prawda nie produkujemy go w bezpośredniej formie, ale jest on produktem ubocznym innych zanieczyszczeń emitowanych przez człowieka, a konkretnie tlenków azotu (NOx) i lotnych związków organicznych (VOC)
Związki te pod wpływem światła słonecznego podlegają złożonym fotoreakcjom, w wyniku których powstają właśnie cząsteczki ozonu, zaliczanego oficjalnie do gazów cieplarnianych. Tlenki azotu emitowane są przede wszystkim przez transport, elektrownie oraz przemysł, zaś lotne związki organiczne są wynikiem procesów spalania, produkcji rozpuszczalników oraz ropy naftowej. Oba te prekursory ozonu rosną również w związku z naturalnymi pożarami lasów.
Stężenie ozonu w powietrzu, którym oddychamy, ma charakter bardzo zmienny. Rośnie ono w dzień, zwłaszcza latem, gdy słońca jest dużo, a dni są bezwietrzne i nie dochodzi do mieszania się atmosfery. Nagromadzenie ozonu w danej okolicy może prowadzić do rozwoju smogu.
Transport drogowy zwiększa poziom NOx oraz VOC w powietrzu co prowadzi do wzrostu stężenia ozonu, fot. Ancapital/envato
Wpływ ozonu na przyrodę
Cieplarniany charakter ozonu oznacza, że jego obecność w atmosferze sprzyja dalszemu ogrzewaniu się ziemskiego klimatu, o którego tragicznych skutkach słyszymy już niemal na porządku dziennym. Ale ozon może również w bezpośredni sposób szkodzić roślinności, zarówno naturalnej florze, jak i uprawom.
Otóż naukowcy odkryli, że ozon jest w stanie wnikać do tkanki liści poprzez aparat szparkowy prowadząc do uszkodzenia błon komórkowych i zaburzając naturalne procesy metaboliczne, w tym fotosyntezę. Proces ten może mieć charakter okresowych epizodów wysokiego stężenia ozonu lub wynikać z kumulacji gazu w okresie wegetacyjnym. W rezultacie obserwuje się m.in.:
- widoczne uszkodzenia i zamieranie liści;
- zahamowanie wzrostu – zarówno części nadziemnej, jak i korzeni;
- zmniejszenie ilości kwiatów i ograniczenie produkcji nasion;
- wzrost wrażliwości roślin na suszę, mróz, a także choroby i szkodniki.
Dla rolnictwa skutki zanieczyszczenie ozonem mogą oznaczać wyraźniejsze mniejsze plony, co obserwuje się przede wszystkim w odniesieniu do zbóż, ziemniaków i pomidorów. Poza tym ograniczeniu ulega ilość i jakość paszy dla zwierząt hodowlanych.
Tabela przedstawiająca szkodliwe skutki nagromadzenia ozonu w troposferze; opracowanie własne
W jaki sposób ozon szkodzi zdrowiu?
Gdy poziom ozonu nad ziemią rośnie, zaczynają go wdychać również ludzie. Jest to szczególnie niebezpieczne dla dzieci i seniorów, ale także astmatyków. Za grupę ryzyka uważa się również ludzi pracujących regularnie na świeżym powietrzu.
Zanieczyszczenie powietrza ozonem odczuć można w postaci drażnienia w gardle i kaszlu. Problemem staje się nabranie głębszego oddechu, zwłaszcza podczas aktywności fizycznej. Te symptomy obserwują nawet całkiem zdrowi dorośli ludzie w „ozonowe” dni.
Dalsze powikłania obejmują już niestety stany zapalne i uszkodzenia dróg oddechowych, zaostrzenie astmy i innych chorób płuc, a nawet zwiększenie umieralności z powodu zaburzeń oddychania. W latach 2015-2017 w Europie śmiertelność z powodu zanieczyszczenia ozonem wyniosła 72 przypadki rocznie na 1 mln obywateli. W kraju takim jak Polska to ponad 2,6 tys. ofiar!
Wysoki poziom ozonu jest szczególnie niebezpieczny dla astmatyków, fot. Zinkevych_D/envatoattack from asthma
Poziom ozonu w krajach Europy
Według portalu State of Global Air zanieczyszczenie ozonem jest dziś 30-70% wyższe niż przed 100 laty. Jest to wynikiem skumulowanego efektu zwiększenia stężenia tlenków azotu i lotnych związków organicznych powietrzu oraz wzrostu globalnej temperatury, która sprzyja formowaniu się ozonu.
Ustalone w 2021 r. standardy Światowej Organizacji Zdrowia dopuszczają krótkotrwałą (do 8 godzin) ekspozycję na 100 µg/m3 ozonu i długotrwałe (w ciągu sezonu letniego) średnie stężenie 60 µg/m3. Z danych za lata 2010-2020 wynika, że podczas gdy w wielu krajach (np. USA, Chinach i Rosji) udało się ograniczyć ekspozycję na ozon, dzięki poprawie jakość powietrza, wyraźnie wzrosła ona w krajach afrykańskich, Brazylii i Indiach. Tu warto dodać, że ozon i jego prekursory przenoszone bywają na ogromne odległości i nie zawsze ich najwyższe stężenie występuje w miejscu produkcji.
Jak pod tym względem wygląda sytuacja w Europie? Według danych służb monitoringu atmosfery Copernicus w lecie 2024 rosnące temperatury doprowadziły do przekroczenia europejskiej normy (120 µg/m3 za 8 h) nie tylko w południowej Europie, ale również na północy Francji, w krajach Beneluksu oraz Niemczech. Niestety, nasilające się fale upałów sprawiają, że przekroczenia norm ozonu będą coraz częstsze. Hiszpańscy naukowcy, którzy monitorowali problem w ubiegłej dekadzie stwierdzili, że w latach 2015-2017 najniższy średni poziom O3 zanotowano w Finlandii (76,7 µg/m3), a najwyższy na Malcie (130,1 µg/m3). W Polsce na większości obszaru kraju odnotowuje się średnie stężenie na poziomie 60-80 µg/m3, z wyjątkiem południowych regionów, gdzie wartości są wyższe.
Niestety, Polska uważana jest za jeden z poważniejszych „eksporterów” ozonu, choć na zanieczyszczenie powietrza w naszym kraju zasadniczy wpływ ma także „import” z Niemiec. W ostatecznym rozrachunku nawet 95% europejskiej populacji doświadcza okresowo ekspozycji na ponadnormatywne stężenie ozonu w powietrzu i wielu obywateli przypłaca to zdrowiem, a nawet życiem, o czym mówi się zdecydowanie zbyt rzadko.
Zanieczyszczenie ozonem – pytania i odpowiedzi
Jak można chronić się przed zanieczyszczeniem ozonem?
Warto śledzić aktualne dane nt. zanieczyszczenia powietrza i unikać przebywania na powietrzu w dniach o wysokim poziomie stężenia ozonu.
Gdzie można sprawdzić poziom stężenia ozonu w danym regionie?
Aktualne dane są publikowane na stronie GIOŚ: https://powietrze.gios.gov.pl/
Komu ozon szkodzi najbardziej?
Najbardziej narażone na ryzyko są małe dzieci, zwłaszcza te często przebywające na świeżym powietrzu, osoby starsze oraz chorzy na astmę oraz chorobę obturacyjną płuc.
- „Health Effects of Ozone Pollution” EPA, https://www.epa.gov/ground-level-ozone-pollution/health-effects-ozone-pollution, 19/02/2025;
- “Ozone exposure” State of Global Air, https://www.stateofglobalair.org/air/ozone, 19/02/2025;
- “Ozone pollution, the air quality hazard of the summer” Copernicus, https://atmosphere.copernicus.eu/ozone-pollution-air-quality-hazard-summer, 19/02/2025;
- “Geographic sources of ozone air pollution and mortality burden in Europe” Hicham Achebak i in., https://www.nature.com/articles/s41591-024-02976-x, 19/02/2025;
- “Ozone Pollution: A Major Health Hazard Worldwide” Junfeng (Jim) Zhang i in., https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6834528/, 19/02/2025;
