ILM ⟩ Hiljuti oli õhus lubatust rohkem osooni

Lõõskav päike. Foto: Peeter Langovits

Kahe nädala eest oli Eesti maa­pinnalähedases õhukihis palju osooni. Eri seirejaamade andmetel kerkis kahel kuni viiel ööpäeval järjest osooni kontsentratsioon üle 120 mikrogrammi kuupmeetris, mis on Euroopa Liidus kehtiv piirnorm.

Suurt ohtu see olukord siiski inimeste tervisele ega loodusele ei kujutanud, sest episood ei olnud liiga pikk: ohtlikuks loetakse seda, kui sedavõrd kõrge osoonitasemega päevi on üle kolmekümne aastas. Eestis on tavaliselt nii kõrged tasemed piirdunud mõne päevaga aastas. Tänavune mai keskpaik on siiski üle aastate osoonirikas.

Kuidas on siis „hea” stratosfääriosooni ja „paha” troposfääriosooniga, millest kirjutatakse? Aine on ikka sama – trihapnik ehk kolm hapniku aatomit ühes molekulis erinevalt „tavalisest” hapnikust, mille molekulis on kaks aatomit koos. Erinevus on selles, millises atmosfääri kihis osoon on.

Stratosfäär on õhukiht, mis ulatub umbes 10 kilomeetrist kuni 50 km kõrguseni. Stratosfääris tekib osoon nn kalgi (lühema lainepikkusega) ultraviolettkiiruse toimel hapnikust: Päikeselt pärineva ultraviolettkiirguse footonil on küllalt energiat, et „lõhkuda” hapniku molekulis neeldumisel see kaheks hapniku aatomiks.

Tekkinud nn monohapnik aga kaua ei püsi, vaid ühineb kiiresti kaheaatomilise hapniku molekuliga, moodustades osooni. Ultraviolettkiirgust neelates kaitseb nn osoonikiht, milles siiski tavahapnikku on tunduvalt rohkem kui osooni, maapealset elu selle kiirguse kahjustava toime eest.

Troposfääris, mis on õhukiht kuni umbes 10 kilomeetri kõrguseni maapinnast, osoon samal viisil hapnikust tekkida ei saa, sest nii kõrge energiaga (lühikese lainepikkusega) kiirgus on stratosfääris juba neeldunud.

Küll aga jätkub läbitulnud veidi suurema lainepikkusega ultraviolettkiirgusel energiat lämmastikdioksiidi lagundamiseks – selle molekul koosneb ühest lämmastiku ja kahest hapniku aatomist. Niisiis, mida rohkem on õhus lämmastikdioksiidi, seda rohkem tekib päikesepaistel osooni.

Aga teiselt poolt, osoon reageerib lämmastikoksiidiga (üks lämmastiku- ja üks hapnikuaatom), moodustades uuesti lämmastikdioksiidi ja hapniku – palju lämmastikoksiidi õhus alandab osooni taset.

Lämmastikoksiidi sattub õhku peamiselt õhulämmastiku põlemisel, inimtekkelistest allikatest enim sisepõlemismootoritest (liiklussaaste) ja põletusseadmetest. Aja jooksul oksüdeerub lämmastik­oksiid õhus edasi lämmastikdioksiidiks. Seepärast on linnakeskustest kaugemal lämmastikoksiidi õhus vähem, lämmstikdioksiidi suhteliselt rohkem ja osooni ka rohkem.

Möödunud osooniepisood kinnitab seda: osooni oli nii Tallinna äärelinna Õismäe mõõtejaamas kui ka maataustajaamas Lahemaal rohkem kui Tallinna kesklinnas Liivalaia jaamas.

Kõrgeimad osoonitasemed esinevadki meil tavaliselt mais ja mõnikord juba aprillis, mitte keset suve. Selles võib olla oma osa lopsakal taimestikul, mis neelab osooni. Siis, kui puudel on veel vähe lehti ja rohi madal, tõuseb osooni tase õhus kõrgemale. Seda kinnitab ka maailma kogemus: keset troopikametsi asuvate suurlinnade ümbruses on osooni õhus vähem kui kuivuse tõttu kidura taimestikuga kohtades.