Otsonille opitaan antamaan arvoa

VIIME joulukuussa maailma seurasi hyvin kiinnostuneena – ja kenties helpottuneena – kun Yhdysvalloissa lopetettiin tutun kotitalousnimikkeen, fluorattuja hiilivetyjä sisältävien aerosolisuihkeiden, valmistus. Kauan odotettu kielto on hallituksen vastaus tiedemiehille, jotka varoittavat mahdollisista ilmaston muutoksista ja ihosyövän lisääntymisestä jokaisella mantereella.

Voit kysyä: ”Mitä? Voisiko pieni suihketölkkini todella olla vaaraksi maailmalle?”

Kenties tai kenties ei. Mutta jos aerosolisuihkeesi ponnekaasuna käytetään fluorattuja hiilivetyjä, Yhdysvalloissa kolmen hallituksen viraston mielestä vaara on niin suuri ettei siihen kannata antautua. Sikäläinen ympäristönsuojeluvirasto, ravinto- ja lääkeainehallitus (FDA) ja kuluttajainsuojavirasto huolehtivat siitä, että uutta säädöstä noudatetaan. Joulukuun 15. päivästä 1978 lähtien mikään yhtiö ei saa käyttää fluorattuja hiilivetyjä ponneaineina tuotteissa, jotka eivät ole välttämättömiä. Miksi? ”Koska kloorifluorihiilivedyt voivat kuluttaa ilmakehän otsonia ja johtaa ihosyövän lisääntymiseen, ilmaston muutoksiin ja muihin haitallisiin vaikutuksiin”, sanotaan lopullisessa säädöksessä.

Tämän päätöksen takana on kertomus siitä, miten ihminen oppi antamaan arvoa tuolle päämme yläpuolella olevalle suojaavalle katokselle – otsoniksi nimitetystä muuntuneesta hapesta muodostuneelle ohuelle kerrokselle. Yksinkertaisesti sanottuna ihminen ymmärtää otsonin sellaiseksi, mikä suodattaa auringosta maahan tulevaa vahingollista säteilyä. Jos suodatin tuhoutuu, tuhoutuu elämä maan päällä. On aivan toista lukea, mitä Ilmestyksen 11:18:ssa sanotaan ”niistä, jotka turmelevat maan”, ja toista pitää omassa kädessään tällaisen turmion aiheuttajaksi syytettyä suihketölkkiä.

Ovatko aerosolit myrkkyä?

Fluoratut hiilivedyt ovat yleensä huomattavan turvallisia ja myrkyttömiä. Ne eivät yhdy kemiallisesti ravintoosi, juomaveteesi tai elimistösi kudoksiin. Mutta koska fluoratut hiilivedyt eivät reagoi minkään kanssa meitä ympäröivässä ilmakehässä, ne ovat pitkäikäisiä. On ironista, että tämä ominaisuus, jonka ansiosta ponnekaasu on niin vaaraton maan pinnalla, tekee siitä pysyvän ja sellaisen, että se lopulta pääsee paikkaan, jossa se voi toimia ihmistä vastaan. Vuosien kuluessa normaali ilmankierto nostaa sen stratosfääriin, jossa kaikki on aivan toisin.

Monet tiedemiehet korostavat, että ylemmässä ilmakehässä auringonvalon suurienergiaiset säteet voivat hyvin reagoida fluorattujen hiilivetyjen kanssa vapauttaen niistä klooria erillisinä atomeina. Kloori voi vuorostaan muuttaa otsonia tavalliseksi hapeksi, ja vapaa kloori voi toimia tässä tehtävässä yhä uudelleen melkein loputtomasti. Siitä tulee katalysaattori – otsonia hajottavaan kemialliseen reaktioon vaikuttava aine. Tässä on mahdollinen vaara. Juuri tällaista fluoratuilla hiilivedyillä täytettyjen suihkepurkkien miljoonien pienten pihausten aiheuttamaa otsonikerroksen pitkäaikaista ohenemista tiedemiehet pelkäävät.

Aika on tärkeä tekijä tässä teoriassa. Arvellaan, että fluoratuilta hiilivedyiltä kestää 10–15 vuotta nousta stratosfääriin. Ja voi kulua aikaa vuosisata tai enemmänkin, ennen kuin otsoni uusiutuu jo aiheutuneesta vahingosta. Jos uhka on todellinen, se on tulevien sukupolvien asia.

Yläpuolellamme 15–50 kilometrin korkeudessa oleva luonnollinen otsonikerros suodattaa osan auringon lämpösäteistä, infrapunavalosta. Auringosta tuleva liiallinen lämpösäteily voisi aiheuttaa voimakkaita muutoksia maapallon säässä. Vielä tärkeämpää on, että otsonikerros suojaa meitä myös enimmältä auringon ultraviolettivalolta. Normaalin auringonvalon sisältämä ystävällinen ultraviolettisäteily antaa monille meistä D-vitamiinia ja rusketuksen. Mutta jos säteilyä saa liikaa, se lisää ihosyövän vaaraa, harvinainen ja usein kohtalokas melanooma mukaan luettuna. Jotkut syöpäasiantuntijat odottavat syövän lisääntyvän kaksi prosenttia, kun otsoni vähenee yhden prosentin. Ja jos voimakkaammat säteet tappaisivat valtameressä ajelehtivia pienen pieniä happea kehittäviä kasveja, valtamerten ravintoketjut kärsisivät. Otsonikerros on todellakin suoja, josta ihmiskunnalla ei ole varaa olla välittämättä.

Miksemme ole kuulleet tästä aiemmin?

Kukaan ei rypistänyt kulmakarvojaan 1930-luvulla keinotekoisesti valmistetulle ja kauppanimen Freon saaneille myrkyttömille fluoratuille hiilivedyille ennen kuin vasta kesäkuussa 1974. Silloin tiedemiehet F. Sherwood Rowland ja Mario S. Molina Kalifornian yliopistosta kaiuttivat varoitusta. Toiset olivat laatineet matemaattisia kuvauksia (malleja) siitä miten kaasu leviää ilman läpi. Mutta Rowland ja Molina osoittivat, miten taivaalla olevat fluoratut hiilivedyt voisivat muuttaa elämän laatua maan päällä. Pian Michiganin yliopisto, Harvardin yliopisto ja Yhdysvaltain ilmakehäntutkimuskeskus tulivat samoja malleja käyttämällä samaan johtopäätökseen.

Et siis ole yksin, jos kuulit vasta äskettäin ympäristön otsonille aiheuttamasta uhasta. Se on uusi jokaiselle. Yhtäkkiä 1970-luvun puolivälissä ihminen oppi antamaan arvoa otsonille.

Nyt syntyi tuskallinen ongelma. ”Täytyykö meidän lopettaa kukoistava teollisuudenala teoreettisen, vaikkakin hälyttävän, uhan vuoksi?” Olisi vaikea löytää korviketta freonien alkuperäiselle käyttötarkoitukselle jäähdytysaineena. Mutta joka vuosi Yhdysvaltain freonituotannosta meni 227 miljoonaa kiloa käytettäväksi myös suihketölkeissä. 90 prosenttia suihkeista oli henkilökohtaisia tuotteita, kuten kosmetiikkaa, deodorantteja ja hiuskiinnitteitä, joiden suosio kasvaa maailmanlaajuisesti. Ja Yhdysvalloissa, joka tuotti puolet maailman fluoratuista hiilivedyistä, sen tuotanto kaksinkertaistui joka kuudes vuosi.

Ratkaisu

Ottaen huomioon ihmisen niukat tiedot ilmavirtauksista ja valokemiasta ylemmässä ilmakehässä on vaikea sanoa, miten luotettavasti mallit oikeastaan ennustavat otsonin vähenemisen. Mutta jos ne ovat jotakuinkin lähellä totuutta, vaara on suuri, ja se mahdollisuus oli kohdattava. Uutta tekniikkaa käytettiin hyväksi otsonikerroksen tutkimisessa. Otsonin mittaaminen satelliitin ja raketin avulla täydensi vanhempaa ”Umkehr”-menetelmää, jossa verrataan kahta auringonvalon aallonpituutta. Tiedemiesten oli tulkittava tulokset. Onko otsonia nykyään vähemmän, ja vastaako se ilmaan päässeiden fluorattujen hiilivetyjen määrää?

Aiemmat mallit fluorattujen hiilivetyjen vaikutuksesta otsoniin olivat yksiulotteisia. Toisin sanoen ne kuvailivat matemaattisesti, mitä tapahtuu kaasun noustessa kohtisuoraan stratosfääriin. Ne olivat arveluttavia, sillä me elämme kolmiulotteisessa maailmassa. Tuulet puhaltavat, kesällä ja talvella nousee myrskyjä, eikä mikään kaasu nouse suoraan ylös. Sitä paitsi luonnon otsonikerros muodostuu epätasaisesti, niin että sitä muodostuu enemmän kesällä ja enemmän lähempänä aurinkoista päiväntasaajaa. Päiväntasaajalta tasaisesti poispäin siirtyvä otsoni muodostuu paksummaksi kerrokseksi kohti napoja. Niinpä tutkijat alkoivat ehdottaa kaksi- ja kolmiulotteisia malleja, joissa otetaan huomioon vuodenaika ja leveysaste.

Tulosten alkaessa vähitellen paljastua valtion virastot tajusivat, että tarvitaan toimintaa. Erään sanomalehden pilapiirroksessa oli kaksi oliota, jotka eivät olleet maan asukkaita, avaruusaluksessa. Toinen sanoi toiselle: ”Mittariemme täytyy olla väärässä. Ne osoittavat heidän tuhoavan otsoninsa deodoranteilla.” Teoriaa ei ole ”todistettu” lopullisesti. Mutta vaara näytti niin suurelta, ettei voitu odottaa kauemmin. Yhdysvallat on lopettanut fluorattujen hiilivetyjen käytön suihkeiden ponneaineina, joihin niitä käytettiin eniten.

Kun FDA ilmoitti kiellosta, siitä kerrottiin seuraavasti:

”Virasto on toiminut, koska huolellisen tutkimisen jälkeen tiedemieskunnan parhaat arviot ovat, että kloorifluorihiilivetyjen päästö ilmaan johtaa stratosfäärissä olevan otsonin vähenemiseen, koska viraston mielestä otsonin arvioiduille tasoille vähenemisestä aiheutuvia lopullisia seurauksia ei voida hyväksyä ja koska on epämääräistä, milloin jäljellä olevat tieteelliset kysymykset ratkaistaan lopullisesti.” – Federal Register.

Miten se vaikuttaa liiketoimintaan – ja kukkarooni

Jotkin liikeyritykset tulevat kärsimään. Yhden arvion mukaan Yhdysvalloissa menetetään kahdeksantoista kuukautta kestävän siirtymäkauden aikana 1700 työpaikkaa. Vuonna 1975 Yhdysvalloissa kuusi yhtiötä tuotti fluorattuja hiilivetyjä viidessätoista tehtaassa. Kiellon vaikutus tuntuu kovimmin aerosoleja täyttävissä yhtiöissä. Voi olla, että ne jotka ovat kosmetiikkaa valmistavien yhtiöiden yhteydessä, pystyvät siirtymään hiilidioksidin ja hiilivedyn käyttöön ponneaineina melko helposti. Pienemmät yhtiöt voivat joutua lopettamaan toimintansa. Ne toimivat alihankkijoina, ja niiden varat eivät ehkä riitä muihin ponneaineisiin siirtymiseen.

Kukkarollesi on hyvä uutinen se, että vaarattomampia, huokeampia korvikkeita voi olla näköpiirissä. Kuluttajat ovat jonkin aikaa odottaneet tuotteita, joita ei ole pakattu suihketölkkeihin. Ne, jotka valmistavat, pakkaavat ja myyvät kosmetiikkaa ja toalettitarvikkeita, ovat tuoneet markkinoille rollipulloja ja sormella pumputtavia sumuttimia, jotka tavallisesti merkitsevät säästöä käyttäjille.

Mielenkiintoista on myös se, että ympäristölle turvallisemmat ponneaineina käytettävät hiilidioksidi ja hiilivety ovat halvempia. FDA arvioi vuonna 1977, että siirtyminen näihin korvikeaineisiin toisi kuluttajille säästöä 240–1000 miljoonaa markkaa vuosittain. Aika tulee näyttämään, miten paljon se tuntuu sinun kukkarossasi.

Ihmiskuntaa ja koko maan päällä vallitsevaa elämää vähitellen uhkaava katastrofi painaa vaa’assa paljon enemmän kuin mitkään taloudelliset näkökohdat. Auringosta tulevia vaarallisia säteitä pysäyttävän luonnollisen suodattimemme tuhoutumista pidettäisiin varmasti suurimpana tyhmyytenä, minkä ihminen olisi tehnyt teknologisissa pyrkimyksissään. Ja miten inhottavaa olisi tajuta, että olisi jo tehty korvaamatonta vahinkoa ja että me olisimme avuttomia torjumaan seurauksia! Siitä ollaan yksimielisiä, että otsonille opittiin antamaan arvoa juuri parahiksi. Kun me jonakin päivänä katsomme taaksemme, me ehkä tajuamme pelastuneemme kauhistavan täpärästi.

[Tekstiruutu/Kuva s. 17]

(Ks. painettu julkaisu)

AURINGONVALO JA AEROSOLI KULUTTAVAT OTSONIA STRATOSFÄÄRIVYÖHYKKEESSÄ:

1. Ultraviolettisäteet vapauttavat kloorin fluoratusta hiilivedystä

2. Kloori toimii katalysaattorina muuttaen otsonin tavalliseksi hapeksi

3. Maahan pääsee enemmän ultraviolettisäteilyä

AURINKO

80 KILOMETRIÄ

MESOSFÄÄRI

50 KILOMETRIÄ

STRATOSFÄÄRI

ULTRAVIOLETTISÄTEILY

OTSONI

OTSONI

VOI KULUA 10–15 VUOTTA ENNEN KUIN FLUORATUT HIILIVEDYT NOUSEVAT STRATOSFÄÄRIIN

15 KILOMETRIÄ

TROPOSFÄÄRI

MAA

[Tekstiruutu s. 19]

OTSONIN VÄHENEMISTEORIA

(KEMISTIN PIKAKIRJOITUKSELLA)

Tiedemiehet arvioivat, että jonkun suihkepurkistaan 10–15 vuotta sitten ilmaan päästämät fluoratut hiilivedyt – tarkemmin sanottuna kloorifluorihiilivedyt – ovat vasta nyt pääsemässä stratosfääriin.

SITÄ KUTSUTAAN ”FOTOLYYSIKSI”

Yli 25 kilometrin korkeudessa auringonvalon energia riittää vapauttamaan kloorin fluoratuista hiilivedyistä. Tiedemiehet nimittävät sitä ”fotolyysiksi”, jolloin sähkömagneettiset aallot (kuten esimerkiksi valo) hajottavat kemikaaleja. Nähdäksesi, miten se tapahtuu, olettakaamme, että käytit 10 vuotta sitten deodoranttia, jossa oli ponneaineena freon II:ta (CFCl₃). Näin kemisti kirjoittaa sen, mitä tuolle freonille voi tapahtua taivaalla:

hv + CFCl₃ → CFCl₂ + Cl

Ylläolevassa hv on fotoni eli valoenergiahiukkanen. Kun se sattuu löytämään ilmassa ajelehtivan kauan sitten unohduksiin jääneen freon II -molekyylisi, nuolen osoittamana tuloksena on pienempi molekyyli ynnä vapaa klooriatomi (Cl). Mitä tapahtuu seuraavaksi?

OTSONI MUUTTUU TAVALLISEKSI HAPEKSI

Klooriatomit hajottavat otsonimolekyylejä riistäen niiltä yhden niiden kolmesta happiatomista. Kemisti kirjoittaa sen seuraavasti:

Cl + O₃ → ClO + O₂

Yllä olevassa on Cl vapaata klooria, O₃ otsonia ja O₂ tavallista happea. Mutta jäljelle jäänyt klooriaksidi (ClO) ei pysy sellaisena. Se kohtaa harhailevia happiatomeja, O, joita on melko runsaasti korkeuksissa.

JA SEURAAVAKSI:

ClO + O → Cl + O₂

Seuraamalla nuolia huomaat, että jälleen me saamme tavallista happea (O₂), mutta kloori (Cl) on vapaana etsimässä seuraavaa O₃-uhria. Tämä tekee vapaasta kloorista katalysaattorin. Näin se voi toimia yhä uudelleen, ennen kuin se löytää yläilmoissa jonkin harvinaisen kemikaalin, joka poistaa sen kiertokulusta. Pieni määrä aerosolia voi tämän teorian mukaan vähentää melkoisesti otsonia.

[Kuva s. 21]

”Tarkoitatteko, että tämä . . . voi johtaa tähän?”

SYÖPÄ