www.eprace.edu.pl » ozonosfera » Następstwa zaniku ozonu » Dziura ozonowa - zagrożenie dla życia?

Dziura ozonowa - zagrożenie dla życia?

Życie na Ziemi bezpośrednio lub pośrednio zależy od promieniowania słonecznego jako źródła energii. Potrzebują jej wszystkie żywe organizmy, aby zapewniła funkcjonowanie metabolizmu związanego ze wzrostem, rozwojem i rozmnażaniem się. Pręciki i czopki siatkówki ludzkiego oka reagują na światło o długości fali 400-800 nm, co odbieramy jako światło widzialne. Promieniowanie o większej długości fali odbieramy jako ciepło. Światło o energii w obszarze nadfioletu jest pochłaniane przez skórę ludzką i służy częściowo do napędzania mechanizmu syntezy witaminy D, niezbędnej w metabolizmie kości. Jednakże na równi z dobroczynnymi skutkami, nadfiolet przejawia też działanie szkodliwe. Wpływ ultrafioletu zależy od długości jego fali. Im fala promieniowania ultrafioletowego jest mniejsza tym wpływ jaki wywiera jest większy. Promieniowanie ultrafioletowe dzieli się na trzy kategorie:

1. UV-c - o długości fali od 180-275 nm- odznacza się najsilniejszym oddziaływaniem na materię żywą. Na szczęście jest całkowicie zatrzymywane przez ozonosferę.

2. UV-b - o długości fali od 275-320 nm. Promieniowanie to jest bardzo silnie pochłaniane w ozonosferze i pozostałej atmosferze, lecz niewielka jego część dociera do Ziemi. Promieniowanie tej kategorii pełni istotną rolę zarówno w ostrym, jak i w przewlekłym niszczeniu skóry.

3. UV-a o długości fali od 320-400 nm. To promieniowanie jest najsłabiej zatrzymywane przez atmosferę, i dość pokaźna jego część dociera do Ziemi. Powszechnie uważa się, że za choroby skóry wywołane przez Słońce, odpowiedzialne są promienie UVB, ale ostatnie doniesienia sugerują, że ważną rolę odgrywa również promieniowanie UVA. Promienie UVA głębiej przenikają przez skórę, nasilając szkodliwe działanie promieniowania UVB.

Przenikanie promieniowania UV. (http://www.see.gsfc.nasa.gov/edu/SEES/strat/Chap.6/index)

Wpływ promieniowania ultrafioletowego na organizmy żywe jest bardzo duży, gdyż powoduje ono jonizację atomów. Oczywiście, promieniowanie nadfioletowe jonizuje nie tyko atomy w materii żywej, lecz i materii nieożywionej. Jednakże nas interesuje to pierwsze zjawisko. Badania wykazały, że na wywoływane w ten sposób uszkodzenia szczególnie podatne są białka, aminokwasy, a zwłaszcza kwas dezoksyrybonukleinowy- DNA, który jak wiadomo pełni niesłychanie ważną funkcję w każdym żywym organizmie, zaś jego uszkodzenie powoduje zakłócenie procesu dziedziczenia. Badania laboratoryjne prowadzone na bakteriach udowodniły, że nawet niewielki wzrost natężenia promieniowania nadfioletowego powoduje zwiększenie w organizmach potomnych liczby mutacji od tysiąca do nawet miliona razy. Dalszy wzrost natężenia powoduje, że przestają się one dzielić. Dalsze podniesienie dawki promieniowania nadfioletowego prowadzi do zabicia bakterii. Promieniowanie nadfioletowe jest więc silnym czynnikiem bakteriobójczym i jest wykorzystywane na przykład do sterylizacji sal operacyjnych w szpitalach. Należy sobie więc uświadomić jak wielką rolę odgrywa ozonosfera- gdyby zanikła, to Słońce zaczęłoby sterylizować otaczającą nas przyrodę, prowadząc do zagłady życia na Ziemi.

Z wpływem promieniowania ultrafioletowego na nasz organizm stykamy się bardzo często, zwłaszcza latem, kiedy to wystawiamy się na Słońce. Zrozumiałe, że promieniowanie przede wszystkim atakuje skórę, która jest pierwszą barierą ochronną organizmu przed działaniem czynników zewnętrznych. Efektem tego jest opalenizna. I choć skóra ludzka jest niezwykle cienka, to jest jednak bardzo skomplikowanym organem i pełni wiele nadzwyczaj ważnych dla życia funkcji. Skóra dysponuje kilkoma mechanizmami chroniącymi ją przed szkodliwym działaniem promieniowania UV. Warstwa zrogowaciała naskórka ma zdolność odbijania pewnej części padających promieni. Zasadniczą linię obrony przeciwko promieniowaniu słonecznemu stanowi jednak zawarta w naskórku melanina, która pochłania i rozprasza promieniowanie UV oraz stabilizuje wolne rodniki.

Zabarwienie skóry jest wynikiem wpływu czynników konstytucjonalnych oraz zewnętrznych. Odpowiedzialne za różnice koloru skóry ludzi poszczególnych ras zabarwienie konstytucjonalne jest uwarunkowane genetycznie i zależy od zawartości melaniny w skórze. Zabarwienie nietrwałe, czyli opalenizna, zależy od ilości melaniny nagromadzonej w odpowiedzi na napromieniowanie UV. Opalanie jest zjawiskiem dwufazowym. Pierwsza faza ma miejsce już w czasie ekspozycji na promienie słoneczne. Polega ona na reakcji fotooksydacji, prowadzącej do natychmiastowego ciemnienia barwnika. Skutki drugiej fazy stają się widoczne po upływie około 72 godzin. W opóźnionej fazie opalania następuje nasilenie syntezy melaniny w naskórku oraz wzrost liczby mela-nosomów. Powtarzane naświetlanie może spowodować wzrost liczby me-lanocytów w naskórku. („Medycyna po dyplomie” vol 3/nr2/lipiec, 1994) Obronna funkcja melaniny nie ogranicza się tylko do biernego zatrzymywania wnikających do skóry promieniowań. Ma ona jeszcze właściwości chemicznego wiązania powstających pod wpływem promieniowania, produktów fotolizy- bardzo szkodliwych dla organizmu. Obecnie wiadomo, że promieniowanie nadfioletowe powoduje nasilenie zachorowań na nowotwory skóry, oraz przyśpieszenie procesów starzenia skóry.

Oceniono, że 10% wzrost natężenia promieniowania nadfioletowego powoduje tyleż procentowy wzrost liczby nowotworów skóry, a więc wzrost natężenia promieniowania nadfioletowego o 25% może wywołać taki sam przyrost liczby nowotworów skóry (Podaje się w literaturze naukowej liczby dwa razy większe). Tymczasem, aby nastąpił 10% wzrost natężenia promieniowania nadfioletowego wystarczy spadek ilości ozonu o 5%. Warto podkreślić, że na powstawanie nowotworów skóry pod wpływem promieniowania nadfioletowego, są około 10 razy bardziej podatni ludzie o słabej pigmentacji, niż ci, którzy opalają się na ciemno. Praktycznie nie są wrażliwi Murzyni. Jest to zrozumiałe. Jeżeli bowiem skóra wytwarza więcej melaniny, to tym samym lepiej chroni przed promieniowaniem nadfioletowym.(A. Marks, 1992) Poniższe zdjęcia ukazują skutki oddziaływania promieni nadfioletowych na skórę.

Fot. 1. Objawem najwcześniejszym i najpowszechniej występującym są zmarszczki. Najpierw pojawiają się drobne zmarszczki, następnie głębokie bruzy. Zmarszczki wywołane są nieprawidłowymi zmianami budowy kolagenu i związaną z nimi wiotkością tkanki łącznej podporowej. Zjawisko to powoduje między innymi pojawianie się w kącikach ust bruzdowań, w których mogą osiedlać się drożdżaki, wywołując częste u osób starszych drożdżakowe zapalenie kącików ust.

Fot. 2. Powstające na skutek działania słońca plamy soczewicowate. Plama soczewicowata złośliwa jest czemiakiem in situ, ale zmiana ta charakteryzuje się niskim potencjałem złośliwości i może pozostawać niezmienna przez całe dziesięciolecia. Gdy nabiera cech inwazyjnych, staje się równie złośliwa jak każdy czemiak.

Fot. 3. Złośliwa plama soczewicowata na policzku.

Fot. 4. Piegi są to małe, niezłośliwe plamy barwnikowe, zlokalizowane w miejscach narażonych na działanie promieniowania słonecznego. Długotrwałe przebywanie na słońcu sprawia, że piegi ciemnieją i zwiększa się ich liczba.

Skóra romboidalna karku (cutis rhomboidalis nuchae) występuje zazwyczaj na tylnej powierzchni szyi robotników pracujących na dworze. Skóra przybiera charakterystyczny wygląd, staje się szorstka, twarda i zaczerwieniona, ulega po-bruzdowaniu w romboidalne pola.

Rogowacenie starcze (słoneczne) to nadmiernie zrogowaciałe, łuszczące się plamy lub tarczki, pojawiające się u podatnych osób w miejscach narażonych na działanie słońca. Niewielki odsetek tych zmian przekształca się w raka płaskonabłonkowego skóry.

Według statystyk amerykańskich w samych tylko Stanach Zjednoczonych umiera co roku na raka skóry 12 tyś. osób a największy procent zgonów obserwuje się w najbardziej nasłonecznionych stanach: Kaliforni i Florydzie.(Anna Kalinowska 1995)

Oprócz skóry, na oddziaływanie promieniowania ultrafioletowego narażone są też oczy. Wynika to z tego, że gałka oczna nie ma warstwy zrogowaciałego naskórka i jest przezroczysta. Przez to światło nadfioletowe wnikając głęboko do oka powoduje uszkodzenia zarówno jego rogówki, jak soczewki i siatkówki. Zapalenie rogówki jest na ogół skutkiem ostrej ekspozycji. Uszkodzenie soczewki objawia się różnymi formami zaćmy. Ich związek z ekspozycją na światło słoneczne jest dowiedziony. Nadfiolet powoduje podział białek soczewki, a nierozpuszczalne białka we włóknach soczewki powodują zmętnienie. Jan Niedzielski i Tomasz Gierczak w swej książce piszą, że spadkowi stężenia ozonu w stratosferze tylko o 1% będzie towarzyszyć wzrost przypadków zaćmy o 0,6- 0,8%. Natomiast Światowa Organizacja Zdrowia podaje, że na całym świecie żyje co najmniej 40 mln ludzi, którzy z powodu zaćmy utracili wzrok lub mają ograniczone widzenie, a liczba ta stale wzrasta. Kończąc część o zagrożeniach życia i zdrowia ludzkiego przez ultrafiolet, należy podkreślić, że mimo obfitej liczby groźnych dolegliwości opisywanych powyżej, niebezpieczeństwo na polskich szerokościach geograficznych, póki co jest dalekie, zwłaszcza jeśli ktoś, zgodnie z nakazami zdrowego rozsądku, nie przesadza z opalaniem się, a zmuszony do ciągłego przebywania na Słońcu, używa okularów słonecznych z filtrem i kosmetyków ochronnych.

Wzrost promieniowania nadfioletowego nie jest obojętny dla roślin, które w toku ewolucji, trwającej miliony lat, przystosowały się do sytuacji radiacyjnej jaka istnieje na Ziemi w rejonie ich wegetacji, toteż zmiana jakichkolwiek warunków budzi uzasadnione obawy. Z badań naukowców amerykańskich wynika, że około 2/3 gatunków roślin jest wyraźnie uczulona na promieniowanie nadfioletowe (Marks 1992). Nadfiolet wpływa niekorzystnie na wzrost roślin, powierzchnię liści i suchą masę. Ostatnie obserwacje wykazały, że wzrost promieniowania UV przyczyniło się do zmniejszenia urodzajów pszenicy, sorga, groszku i uważa się, że zanik ilości ozonu o 10% spowoduje o tyle samo zmniejszenie się plonów wymienionych roślin.

Odrębnym tematem jest wpływ nadfioletu na systemy ekologiczne wodne, które produkują więcej biomasy (104 miliardy ton rocznie) niż systemy lądowe (100 miliardów ton/ rok- Niedzielski i Gierczak,1992). Roślinny plankton naszych mórz i oceanów ma olbrzymie znaczenie dla całego życia ziemskiego jak również dla równowagi klimatycznej. Organizmy autotroficzne- tak nazywamy organizmy czerpiące energię ze światła słonecznego i pokrywające swe zapotrzebowanie na węgiel w drodze przyswajania CO₂ -są początkiem łańcucha pokarmowego, na którego końcu znajduje się człowiek. Organizmy takie wiążą rocznie 100 miliardów ton CO₂ z czego około 60 miliardów przypada na roślinny plankton morski. Morski łańcuch pokarmowy przebiega w następujących stadiach: fitoplankton - zooplankton - skorupiaki- i małe rybki- większe ryby ssaki morskie- człowiek. Sam fitoplankton wytwarza rocznie około 60 miliardów ton suchej masy. Jest to ilość wręcz niewyobrażalna, należy sobie jednak uświadomić, że biomasa przy przechodzeniu przez kolejne stopnie łańcucha pokarmowego ulega każdorazowo redukcji o blisko 90%. Oznacza to, że jedna tona fitoplanktonu prowadzi do 100 kilogramów zooplanktonu, ten z kolei do 10 kilogramów skorupiaków i małych rybek. Biomasa większych ryb, których konsumentem jest już człowiek wynosi w związku z tym tylko jeden kilogram. Jest to modelowy przykład pełnego łańcucha pokarmowego. Może on jednak ulec skróceniu, np. gdy większe zwierzęta (np.: wieloryby) żerują na zooplanktonie. Jest to eksperymentalnie udowodnione, że fitoplankton reaguje bardzo wrażliwie na wzrost promieniowania nadfioletowego. W praktyce oznacza to, że zwiększony poziom promieniowania UV doprowadzi nie tylko do obumierania wielkiej masy planktonu, ale również do poważnych zmian jakościowych- niektóre gatunki rozmnożą się inne całkowicie znikną. W bardzo zróżnicowanym ekosystemie morskim istnieją gatunki wyspecjalizowane na jeden określony rodzaj planktonu. Wszelkie zmiany w gatunkowym składzie planktonu dotknęły zatem również wyższych ekosystemów. A przy tym wszystkim plankton już teraz cierpi w wyniku zwiększającego się zanieczyszczenia wód morskich. Pod wpływem światła nadfioletowego plankton traci również część swych zdolności asymilowania dwutlenku węgla. Podwyższenie średniej temperatury wody morskiej na skutek uwarunkowanego zwiększonym stężeniem CO₂ efektu szklarniowego doprowadziły do wymarcia kolejnych mas planktonu. (www.RokitasysUSERS.SZKOLA.pl)

Problem efektu cieplarnianego zostanie omówiony w kolejnym podrozdziale.

komentarze

Przeszukaj ePrace

Copyright © 2008-2010 EPrace oraz autorzy prac.