Chemické látky freony se ve dvacátém století ve velkém měřítku používaly v chladicích zařízeních, jako hasicí prostředky, ale i jako hnací médium ve sprejích. Před 50 lety, 25. září 1974, ale upozornila trojice vědců Mario Molina, Sherwood Rowland a Paul Crutzen na negativní účinky freonů ve vztahu k ozonové vrstvě. Roku 1995 za to získali Nobelovu cenu za chemii – jejich práce vedla k záchraně bezpočtu lidských životů.
Nizozemský vědec Crutzen, Mexičan Molina a Američan Rowland v roce 1974 vystoupili s domněnkou, že freony vypouštěné rostoucím tempem mohou v ovzduší dlouho přetrvávat a pronikat až do stratosféry. Zde se z nich působením ultrafialového slunečního záření odštěpuje chlór, který pak rozkládá ozon. Jejich varování ale až do počátku 80. let nenacházela přílišného ohlasu – byli označováni za vyvolávače strachu, alarmisty a dalšími negativními přízvisky – anebo byla jejich práce zcela ignorována.
Vývoj ozonové díry v letech 20220–2022:
To se změnilo až v roce 1981. Tehdy totiž vědecká skupina Josepha Farmana zjistila, že nad Antarktidou vzniká oblast se zásadně poškozenou ozonovou vrstvou. Původní domněnka o rozkladu ozonu působením chlóru tak byla v zásadě potvrzena, pak ji doložily i pozdější vědecké výzkumy.
Tím ale příběh neskončil. Vědci i ekologické organizace totiž na možný zánik ozonové vrstvy, která plní funkci štítu, jenž chrání život na Zemi před nebezpečným ultrafialovým zářením, upozorňovali dál. Jejich tlak na mezinárodní úrovni dokázal oslovit svět. Tyto kroky vedly během pouhých několika let k výraznému snížení produkce freonů, protože rizika spojená s úbytkem stratosférického ozonu přiměla mezinárodní společenství ke vzájemné spolupráci.
Mizející ozon
V důsledku působení freonů a dalších látek docházelo k úbytku ozonu, který se každý rok prohluboval a v roce 1985 už činil téměř 50 procent. „Bez ozonové vrstvy by na zemský povrch dopadalo příliš mnoho škodlivého UVB záření. To by byla špatná zpráva. Zvýšené vystavení ultrafialovému záření může způsobit rakovinu kůže a oční zákal, poškodit plodiny, rostliny a mikroorganismy a ovlivnit ekosystémy a potravní řetězce,“ popsala důsledky této hrozby Organizace spojených národů.
V březnu 1985 tak byla podepsána Vídeňská úmluva o ochraně ozonové vrstvy. Na ni o dva roky později navázal Montrealský protokol o látkách, které poškozují ozonovou vrstvu, a která zahrnuje 96 nebezpečných látek, jež se podle vědců na poškozování podílejí. Později bylo přijato několik dodatků.
Státy komunistického bloku Montrealský protokol nepodepsaly rovnou, přistupovaly k němu postupně. Československo se přidalo roku 1991. Podle analýz z roku 1997 nemělo velký problém závazky splnit: spotřeba CFC (takzvaných tvrdých freonů) v roce 1986, který je brán za výchozí rok pro omezení ve výrobě a spotřebě, činila totiž v Československu jen 5500 tun. Už do roku 1995 se podařilo spotřebu těchto látek významně omezit.
K dalším sledovaným látkám patřily bromofluorouhlovodíkové sloučeniny známé pod obchodním názvem halony, které měly své místo například v halogenových hasicích přístrojích a tlakových lahvích. Kodaňským dodatkem z roku 1992 se do zorného pole Montrealského protokolu dostala látka zvaná metylbromid, obsažená mimo jiné v pesticidech. Bylo potvrzeno, že bromin, který se z ní uvolňuje, ničí ozonovou vrstvu až šedesátkrát rychleji než takzvané měkké freony. Výroba a spotřeba nejškodlivějších regulovaných látek byla poté pro běžné účely v rozvinutých státech včetně České republiky již téměř úplně zakázána nebo radikálně omezena.
Hrozba nezmizela úplně
Nejnověji se pozornost upíná na fluorované uhlovodíky, které měly dosud využití především jako náhrada freonů. Letos v lednu Evropský parlament (EP) velkou většinou přijal dvojici nařízení o snížení emisí fluorovaných plynů a látek škodlivých pro ozonovou vrstvu v atmosféře. Fluorované uhlovodíky se řadí mezi fluorované skleníkové plyny, označované také jako F-plyny, které mohou přispívat ke globálnímu oteplování až tisícinásobně více oproti stejnému množství oxidu uhličitého. Tyto látky jsou zároveň chemicky poměrně stálé a v atmosféře přetrvávají i po několik desítek let.
Fluorované uhlovodíky by měly z evropské výroby zcela vymizet do roku 2050, do té doby budou postupně nahrazovány v oblastech, kde je to technicky a ekonomicky proveditelné – například v tepelných čerpadlech nebo klimatizacích. Ačkoliv na ozonovou vrstvu mají fluorované plyny méně škodlivý dopad než freony, jsou považované za silné skleníkové plyny. Opatření zavádí dočasně výjimky například pro farmaceutický nebo chemický průmysl, kde jsou fluorované uhlovodíky obtížněji nahraditelné.
Ozon chrání i škodí
Ozon je molekula tvořená třemi atomy kyslíku; jeho chemická značka je O3. Ozon ve stratosféře (část atmosféry deset až 50 kilometrů nad zemským povrchem) tvoří takzvanou ozonovou vrstvu. Ta plní funkci štítu, jenž chrání život na Zemi před nebezpečným ultrafialovým zářením. Intenzivnější pronikání UV záření může způsobovat vyšší výskyt rakoviny kůže, očních chorob či narušovat lidský imunitní systém.
Ozon se vyskytuje také v dolní části atmosféry, v takzvané troposféře, kam se dostává jako produkt spalování fosilních paliv. Ozon v přízemní atmosféře působí na živé organismy škodlivě.
V roce 2020 uvedla Světová meteorologická organizace (WMO), že nad Antarktidou se objevila ozonová díra, která patřila k největším za posledních 40 let. Ozonová díra se rozrostla kvůli velice nízkým teplotám ve stratosféře, ze stejného důvodu se vyskytla i nad Arktidou, což byl neobvyklý jev. Vývoj ozonové díry nad Antarktidou má sezonní charakter. Narušení ozonové vrstvy totiž souvisí s teplotami ve stratosféře, to znamená ve výšce deseti až 50 kilometrů od zemského povrchu, kde se ozonová vrstva nachází. Když teplota ve stratosféře klesne pod -78 stupňů, začínají se vytvářet takzvaná perleťová oblaka, díky kterým se uskutečňují chemické reakce, které ozon ničí. Jinak ale WMO zaznamenává ohledně stavu vrstvy ozonu v posledních desetiletích pozitivní vývoj.
Klimatické dopady by byly dramatické
Ozonovou vrstvu objevili roku 1913 francouzští fyzikové Charles Fabry a Henri Buisson. Její vlastnosti podrobně prozkoumal britský meteorolog Gordon Dobson. Na jeho počest byla pojmenována jednotka, v níž se udává množství ozonu v atmosféře.
Teprve po Montrealském protokolu vědci popsali další negativní dopady, jimž se podařilo zabránit tím, že se povedlo ozonovou vrstvu zachránit. Bez ní by totiž došlo k obrovským proměnám atmosféry a tedy i klimatu.
Hlavním důsledkem nedostatku ozonu by bylo ochlazení horních vrstev stratosféry. Chladnější vzduch nedokáže udržet tolik vlhkosti, a tak by se stratosféra stala sušší. Vodní pára je důležitým skleníkovým plynem, a tak by se bez ní celkový skleníkový efekt Země snížil. Kromě změn teploty Země by nedostatek ozonu měl významný dopad na celkové klima.
Nedostatek ozonu a následné ochlazení stratosféry by také destabilizovalo tuto vrstvu atmosféry a zabránilo by tvorbě mraků. To by způsobilo, že by se mraky objevovaly pouze v nižších a vyšších nadmořských výškách. Také by se posílily některé tryskové proudy v blízkosti rovníku, zatímco jiné v blízkosti pólů by zeslábly. To by mělo drastické důsledky pro sezonní průběh počasí ve všech zeměpisných šířkách.
