16 กันยายน วันโอโซนโลก (World Ozone Day) ประวัติและความสำคัญ

 

เนื่องใน วันโอโซนโลก (World Ozone Day) 16 กันยายนนี้ เรามาทำความรู้จักกันสักนิดว่า โอโซน คืออะไร และมีความสำคัญอย่างไร หากโลกขาดโอโซน อะไรจะเกิดขึ้นบ้าง 

โอโซน (O3) เป็นแก๊สสีฟ้าจางๆ มีกลิ่นฉุน ว่องไวต่อการเกิดปฏิกิริยา พบมากในบรรยากาศชั้นสตราโตสเฟียร์ (stratosphere) ในโอโซน 1 โมเลกุล ประกอบด้วย ออกซิเจน 3 อะตอม โอโซนตามธรรมชาตินั้นเกิดได้จากกระแสไฟฟ้าแรงสูงในอากาศ เช่น ฟ้าผ่า ฟ้าแลบ หรือปฏิกิริยาของออกซิเจน (O2) ในอากาศกับแสงอาทิตย์ แต่ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ก็ทำให้มนุษย์สามารถสร้างโอโซนขึ้นได้ด้วย โดยใช้รังสีอัลตราไวโอเลต (UV) หรือใช้สนามแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูง ให้ออกซิเจน (O2) ในอากาศเกิดปฏิกิริยากลายเป็นโอโซน

ถามว่า โอโซนมีความสำคัญต่อมนุษย์อย่างไร ก็ต้องตอบว่า โอโซนมีบทบาทสำคัญในการกรองรังสี UV จากแสงอาทิตย์ หลังจากกรองรังสี UV แล้ว โอโซนจะแตกตัวกลายเป็นแก๊สออกซิเจน (O2) กับอะตอมออกซิเจน (O) และสามารถรวมตัวกลับมาเป็นโอโซน (O3) ได้อีก เกิดเป็นปฏิกิริยาลูกโซ่ไม่รู้จบ

ประโยชน์ของโอโซน ไม่เพียงแค่กรองรังสี UV เท่านั้น แต่โอโซนยังทำปฏิกิริยาออกซิเดชันกับสารรอบตัวได้เกือบทุกชนิด โดยเกิดปฏิกิริยาได้รุนแรงและรวดเร็วกว่าคลอรีนถึงกว่า 3,000 เท่า โอโซนจึงมีสมบัติในการฆ่าเชื้อ กำจัดกลิ่น และสารปนเปื้อนได้เป็นอย่างดี โดยโอโซนจะเข้าทำปฏิกิริยากับโมเลกุลเป้าหมาย ได้สารที่มีโครงสร้างเล็กลง ส่วนโอโซนเองจะถูกเปลี่ยนเป็นแก๊สออกซิเจนซึ่งไม่เป็นอันตราย และไม่ส่งผลกระทบต่อทั้งสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม ดังนั้น จึงมีการนำโอโซนไปใช้ในอุตสาหกรรมฆ่าเชื้อโรคมากมาย ในเช่น เครื่องปรับอากาศ เครื่องฟอกอากาศ และเครื่องกรองน้ำ เป็นต้น

ส่วน ชั้นโอโซน (ozone layer หรือ ozone shield) เป็นส่วนหนึ่งชั้นบรรยากาศของโลกที่ประกอบด้วยโอโซนในปริมาณมาก ชั้นโอโซนช่วยดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ประมาณ 97-99% ของรังสีทั้งหมดที่แผ่มายังโลก

โดยปกติ ชั้นโอโซนอยู่ห่างจากผิวโลกประมาณ 20 ไมล์ (ประมาณ 32.19 กิโลเมตร) โดยอยู่ในบรรยากาศชั้นสตราโตสเฟียร์ ชั้นโอโซนจะช่วยป้องกันไม่ให้รังสีอุลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ส่องมาถึงโลกของเรา ดวงอาทิตย์ทำให้ชีวิตบนโลกดำรงอยู่ได้ ความอบอุ่นและพลังงานของดวงอาทิตย์ ส่งผลต่อดิน น้ำ อากาศ และสิ่งมีชีวิตทุกอย่าง แต่ดวงอาทิตย์ทำให้เกิดรังสีที่เป็นอันตรายต่อชีวิตด้วยเช่นกัน ชั้นโอโซนจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง เพราะทำหน้าที่เป็นเกราะคุ้มกัน ปกป้องพืชและสัตว์จากรังสีที่เป็นอันตรายของดวงอาทิตย์

เกิดอะไรขึ้นเมื่อชั้นโอโซนลด หรือเบาบางลง

เมื่อใดที่โอโซนบางลง สิ่งมีชีวิตบนโลกก็จะได้รับการปกป้องน้อยลงด้วย เราเรียกรังสีที่เป็นอันตรายจากดวงอาทิตย์ว่า อัลตราไวโอเลต (UV) อัลตราไวโอเลตเป็นรังสีที่ไม่สามารถมองเห็นได้ หากมีปริมาณน้อยรังสีนี้จะปลอดภัยและมีประโยชน์ โดยช่วยให้ร่างกายของเราได้รับวิตามินอีได้ดีขึ้น แต่รังสีอัลตราไวโอเลตที่มากเกินไป เป็นสาเหตุที่ทำให้ผิวหนังของเราอักเสบได้เนื่องจากแสงแดด

ปริมาณของรังสีอัลตราไวโอเลตจำนวนมาก อาจทำให้ผิวหนังเกิดอาการอักเสบรุนแรง เกิดโรคผิวหนังและปัญหาเกี่ยวกับดวงตา นอกจากนี้ รังสีอัลตราไวโอเลตยังลดความสามารถของร่างกายมนุษย์ในการต่อสู้กับโรคต่าง ๆด้วย

ไม่เพียงเท่านั้น รังสีอัลตราไวโอเลตปริมาณมากยังทำลายพืชในไร่และต้นพืชเล็ก ๆ ในทะเลซึ่งเป็นอาหารของปลา

ดังนั้น หากต้องไปอยู่ท่ามกลางแสงแดด เราจึงควรทาครีมป้องกันผิว หรือครีมกันแดด โดยครีมทาผิวเหล่านี้จะมีตัวเลขบอกปริมาณการปกป้องผิวจากรังสีอัลตราไวโอเลตได้  

ตัวการร้าย ทำลายโอโซน      

แล้วชั้นโอโซนที่ปกป้องโลกจากรังสี UV ของดอวงอาทิตย์ลดลงไปได้อย่างไร คำตอบก็คือ หลายสิบปีที่ผ่านมา โอโซนได้ถูกทำลายไปอย่างมากด้วยน้ำมือมนุษย์ ซึ่งตัวการสำคัญก็คือ สาร CFCs (Chlorofluorocarbons) ซึ่งเป็นแก๊สที่มนุษย์สังเคราะห์ขึ้นจากอะตอมคาร์บอน คลอรีน และฟลูออรีน ตัวอย่างเช่น ฟรีออน-12 (CCl2F2)

CFCs นั้นโดยมากมาจากโรงงานอุตสาหกรรม และอุปกรณ์ให้ความเย็นในชีวิตประจำวัน เช่น ตู้เย็น เครื่องปรับอากาศในบ้านหรือรถยนต์ และสเปรย์ฉีดพ่นต่างๆ นั่นเอง

CFCs เมื่อไปอยู่ในบรรยากาศชั้นสตราโตสเฟียร์ มันจะแตกตัวให้อะตอมคลอรีน (Cl) ซึ่งเกิดปฏิกิริยารวดเร็วกับโอโซน (O3) ได้เป็นแก๊สออกซิเจน (O2) กับคลอรีนโมโนออกไซด์ (ClO) ซึ่งโมเลกุลนี้จะสามารถเปลี่ยนกลับไปเป็นอะตอมคลอรีน (Cl) และวนกลับมาทำลายโอโซนได้อีกนับพันนับหมื่นครั้ง หรือที่เรียกว่า “ปฏิกิริยาลูกโซ่” นั่นเอง

เมื่อโอโซนในชั้นบรรยากาศของโลกถูกทำลายมากเข้า จึงเกิดเป็นช่องโหว่โอโซน (ozone hole) ขนาดใหญ่ในหลายแห่งทั่วโลก ส่งผลให้รังสี UV สามารถผ่านทะลุทะลวงมายังโลกได้โดยตรง ซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตบนโลก เช่น ก่อให้เกิดโรคมะเร็งผิวหนังในคน และการเจริญเติบโตที่ผิดปกติในพืช เป็นต้น

สหประชาชาติ-พิธีสารมอนทรีออล และกำเนิด “วันโอโซนโลก”

เมื่อปัญหาเรื่องโอโซนถูกทำลาย ทวีความรุนแรงและส่งผลกระทบไปทั่วโลก นานาประเทศสมาชิกสหประชาติจึงได้ร่วมกันจัดทำอนุสัญญาการป้องกันชั้นบรรยากาศโอโซน ขึ้นในปี ค.ศ. 1985 (พ.ศ. 2528) เรียกว่า "อนุสัญญาเวียนนาและพิธีสารว่าด้วยการเลิกใช้สารทำลายชั้นโอโซน" (มีประเทศร่วมให้สัตยาบัน 191 ประเทศ) และต่อมาในวันที่ 16 กันยายน ค.ศ.1987 (พ.ศ. 2530) ได้จัดให้มีการลงนามเอกสารสำคัญเป็นข้อตกลงระหว่างประเทศ เรียกว่า "พิธีสารมอลทรีออล" (Montreal Protocol) ที่พุ่งเป้าหมายหลักไปที่การลด-ละ-เลิก การใช้สาร CFCs ในรูปแบบขั้นบันได เพื่อให้ไม่ให้เกิดผลกระทบทางเศรษฐกิจต่อประเทศภาคีสมาชิกทั่วโลก

ผลจากพิธีสารดังกล่าว ทำให้ปัญหาช่องโหว่โอโซนลดลง และค่อยๆ ฟื้นฟูปริมาณโอโซนในบรรยากาศชั้นสตราโตสเฟียร์ให้เพิ่มขึ้น โดยคาดการว่าปริมาณโอโซนจะกลับเข้าสู่ระดับปกติได้ในปี ค.ศ. 2070 (พ.ศ. 2613) และเพื่อเป็นอนุสรณ์สำคัญแห่งพิธีสารมอนทรีออล สมัชชาใหญ่แห่งองค์การสหประชาชาติ จึงได้ประกาศให้วันที่ 16 กันยายน ของทุกปีเป็น “วันโอโซนโลก” เพื่อรณรงค์ให้ทุกประเทศร่วมกันป้องกันและรักษาชั้นโอโซนให้คงอยู่ตลอดไป

โครงการสิ่งแวดล้อมแห่งสหประชาชาติได้ประเมินไว้ว่า หากพิธีสารมอนทรีออลไม่ได้ถูกจัดตั้งขึ้น จำนวนคนเสียชีวิตด้วยโรคมะเร็งผิวหนังในอีก 40 ปีข้างหน้าจะเพิ่มขึ้นสูงถึง 19 ล้านคนทั่วโลก และ 130 ล้านคนจะเป็นโรคตาต้อกระจก แม้ว่าระยะเวลาดังกล่าวจะดูเหมือนค่อนข้างนาน แต่ด้วยการเจริญเติบโตทางอุตสาหกรรม สารทำลายชั้นบรรยากาศโอโซนจะยิ่งถูกผลิตมากขึ้นและนำไปใช้ในปริมาณมาก ปฏิกิริยาการทำลายโอโซนก็จะยิ่งสูงขึ้นเช่นกัน นอกจากนี้ พิธีสารมอนทรีออลยังมีส่วนในการช่วยชะลอปัญหาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศไปอีก 10 ปี กล่าวคือ หากไม่มีพิธีสารดังกล่าว โลกจะเผชิญกับปัญหาการแปรปรวนของสภาพภูมิอากาศเร็วขึ้นอีก 10 ปีนั่นเอง

สำหรับประเทศไทย ได้ร่วมลงนามในพิธีสารนี้ เมื่อวันที่ 15 กันยายน 2531 และให้สัตยาบัน เมื่อวันที่ 7 กรกฎาคม 2532 มีผลบังคับใช้ต่อประเทศไทยเมื่อวันที่ 2 ตุลาคม พ.ศ. 2532 เป็นต้นมา

ขอบคุณข้อมูลจาก สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) /สำนักงานสิ่งแวดล้อมและควบคุมมลพิษ