L'ozono è un gas naturale che si forma normalmente nella stratosfera, lo strato dell'atmosfera terrestre che sovrasta la troposfera (sede dei fenomeni meteorologici) e si estende dai 10-15 Km fino a 30 Km circa. Il massimo di concentrazione dell'Ozono si misura a circa 20-25 Km d'altezza dal suolo.
A tale quota, i raggi solari ultravioletti (al di sotto di 2420 Å) "bombardano" intensamente le molecole di ossigeno atmosferico (O₂) che si scindono in due atomi di ossigeno che si ricombinano velocemente con un'altra molecola O₂ formando una molecola di Ozono, cioè ossigeno triatomico O₃.
Poichè l'Ozono è un gas molto instabile si forma e si disfa in continuazione in base a una serie di reazioni dette di Chapman il cui risultato netto è un assorbimento di radiazione ultravioletta e una produzione di calore che scalda la stratosfera con grandi implicazioni per la circolazione generale di tutta l'atmosfera.

Figura 1: L'Ozono della stratosfera viene distrutto da vari gas prodotti dall'uomo tra cui l'NO prodotto dagli aerei e i Cloro-Fluoro-Carburi (Freon). (Disegni tratti da "AIRONE"- marzo 1995)

L'Ozono che si forma con le reazioni di Chapman assorbe fortemente la radiazione solare nella banda UV-B tra 2000 e 3200 Å, che è la più dannosa per la vita sulla terra.
In assenza di intervento umano, la concentrazione di Ozono oscilla ciclicamente con le stagioni ma ritorna sempre ai valori iniziali.
La quantità di ozono totale sopra una certa località si misura in DU (Dobson) che dà l'altezza espressa in millesimi di cm che dovrebbe avere la colonna cilindrica di base unitaria se contenesse solo ozono alla pressione di 1 atm e zero gradi di temperatura.
La quantità di ozono all'equatore si mantiene pressochè costante anche se prossima ai minimi per tutto l'anno (DU=250)mentre alle alte latitudini l'ozono raggiunge il minimo (DU=300) all'inizio della stagione fredda e il massimo all'inizio della stagione calda (DU=400)
Come mostra la figura 1, i gas inquinanti prodotti dall'uomo, tra i quali soprattutto il Freon (propellente per le bombolette spray con formula CFCl₃ o CF₂Cl₂) e l'ossido di azoto (NO) prodotto dai motori degli aerei si propagano nella stratosfera e favoriscono la diminuzione dell'ozono. Si producono i famosi "BUCHI NELL'OZONO" dei quali ogni tanto si sente parlare.
Ecco spiegato perchè l'Ozono, là ova Madre Natura ha provveduto a confinarlo, ha un effetto positivo per la vita. Senza di esso il nostro Pianeta sarebbe sterile, proprio come avviene nelle moderne camere operatorie nelle quali, per garantire una perfetta sterilizzazione, si usano lampade a raggi ultravioletti!

Se l'ozono da un lato ci protegge dai pericolosi raggi UV, dall'altro è un gas tossico, come spiegato nel paragrafo seguente e quindi è dannoso quando si forma nell'atmosfera che noi respiriamo.
Nell'atmosfera urbana i motori a scoppio e le caldaie producono ossidi di azoto (NO) combinando nella camera di combustione l'Ossigeno con l'Azoto ad alte temperature.
L'ossido di azoto è inerte e inodore ma si trasforma rapidamente in NO₂ reagendo con l'ozono (in aria pulita) oppure con CO e con i radicali prodotti dalla scomposizione delle molecole organiche di cui è ricca l'atmosfera cittadina.
Il biossido di azoto è molto tossico sia per l'uomo che per le piante. Inoltre nelle giornate estive, con forte irraggiamento solare, l'NO₂ si scinde (fotolisi) in NO + O e l'ossigeno libero cosi formato si lega con l'ossigeno molecolare O₂ formando Ozono che si accumula nei bassi strati soprattutto sopra le aree verdi ove maggiore è la presenza di ossigeno. In queste aree, in condizioni di scarsa ventilazione, l'ozono puo' ristagnare a lungo e quindi anche un blocco del traffico non porta a un rapido miglioramento.

Figura 2: meccanismo di formazione dello smog fotochimico. L'NO della combustione produce NO ₂ che con forte irraggiamento solare produce ossigeno libero e quindi ozono. Biossido di azoto e ozono sono tossici per l'uomo e la vegetazione (Disegni tratti da "AIRONE"- marzo 1995)

Le possibili reazioni di distruzione dell'Ozono sono infatti in queste condizioni poco probabili, poichè l'NO in presenza di eccesso di idrocarburi viene rapidamente trasformato in NO₂ come abbiamo visto in precedenza e d'altra parte non vi sono raggi UV energetici che ne possano provocare la scissione come nell'alta atmosfera. Si genera dunque uno smog fotochimico, un problema che riguarda tutte le maggiori città del mondo, non sfuggendo nemmeno quelle italiane, e in particolare della pianura padana, assediate dal traffico e con scarsa ventilazione.

L'Ozono, assieme al biossido d'azoto (NO₂) e al perossiacetilnitrato (PAN), tutti di origine fotochimica, è un potente agente broncocostrittore .
L'inalazione di queste sostanze comporta un'intensa irritazione delle vie aeree.
L'azione dell'Ozono in particolare può portare due tipi di effetti a livello dell'apparato respiratorio: alterazioni della funzionalità meccanica polmonare (asma) accompagnata da sintomatologia respiratoria e danni strutturali e funzionali sui tipi di cellule specifiche dell'apparAto respiratorio.
Inoltre irritazione a livello degli organi di senso si inizia ad evidenziare a valori superiori ai 200 µg/m3; tali valori vengono raggiunti e superati spesso nei mesi estivi.
Ecco spiegato il senso di bruciore agli occhi e alla gola, accompagnato spesso da difficoltà respiratorie e mal di testa, soprattutto nei soggetti già affetti da malattie respiratorie o tendenzialmente allergici ai pollini.
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