विज्ञानवाटा : ओझोन : दाहक परी संजीवक

ओझोनच्या थराला ‘जीवनरक्षक’ म्हटलं जातं. तथापि पृथ्वीवरील प्रदूषणामुळे ओझोनच्या छत्रीला छिद्रे पडू लागली आहेत. विशेषतः नायट्रोजन, हायड्रोजन, क्लोरीन, ब्रोमीन, फ्लूरीन आणि त्यांच्या (नायट्रोजन ऑक्साइड्स किंवा क्लोरोफ्लुरोकार्बन, कार्बन टेट्राक्लोराईडसारख्या) संयुगांमुळे ओझोनचा थर विरळ होत चाललाय.

प्राणवायूचं शास्त्रोक्त भाषेत वर्णन करायचं असेल तर ‘रंगहीन, गंधहीन, स्वादहीन, चवहीन’ अशा नीरस शब्दात करावं लागतं. प्रत्यक्षात प्राणवायूमुळेच आपली वसुंधरा चैतन्यमयी झालेली आहे. जीवसृष्टीमध्ये ऊर्जानिर्मितीसाठी प्राणवायू ऊर्फ ऑक्सिजन हा मध्यवर्ती भूमिकेमध्ये असतो. एकेकाळी पृथ्वीवर वायुरूपात ऑक्सिजन नव्हता. प्राचीनकाळी तो घडवण्याचे कार्य प्रकाशसंश्लेषणाच्या कठीण प्रक्रिया साधून अतिसूक्ष्मजीवांनी आणि वनस्पतींनी केले.

ऑक्सिजनचे दोन अणू एकत्र आल्यावर ‘ओ टू’ म्हणजे प्राणवायू तयार होतो; पण जेव्हा तीन अणू एकत्र येतात, तेव्हा ‘ओ थ्री’ओझोन तयार होतो. या वायूचे अस्तित्व पृथ्वीच्या वातावरणात सुमारे १५ ते ५० किलोमीटर उंचीवर आढळून येते. या थराला स्थितांबर (स्ट्रॅटोस्फेअर) म्हणतात. या भागात ओझोन वायूचे प्रमाण लक्षणीय असते.

ओझोन वायू तयार होण्यासाठी प्राणवायू (वायुरूपी ऑक्सिजन) कारणीभूत ठरतो. वैश्विक किरण आणि सूर्यप्रकाशाच्या ऊर्जेमुळे प्राणवायूचे (ओटू चे) विभाजन ऑक्सिजनच्या दोन अलग अणूंमध्ये होते. ते एकत्रित होऊन पुन्हा प्राणवायू तयार होतो किंवा दुसऱ्या एका ‘ओ टू’ला तिसरा ‘ओ’ मिळून ‘ओ-थ्री’ म्हणजे ओझोन तयार होतो.

या प्रक्रियांसाठी ऊर्जा म्हणून अतिनील किरणांचा (अल्ट्रा व्हायोलेट, यूव्ही) उपयोग केला जातो. परिणामी घातक ‘यूव्ही किरणां’चे शोषण होते. ही प्रक्रिया सतत होत राहते आणि आपल्या वसुंधरेला ओझोनचे छत्र लाभते. यामुळे यूव्ही किरणांचा ताप (विखार) आपल्यापर्यंत येऊन पोचत नाही. या संजीवक ओझोनला ‘गुड ओझोन’ म्हणतात. ओझोनचे छत्र नसेल तर जीवसृष्टी सुरक्षित राहणार नाही.

जनुकीय बदलांचे प्रमाण खूप वाढेल. सागरीशैवाल नीट न वाढल्यामुळे मासे मरतील, शेतातील पिकांची वाढ खुंटेल; कृषी उत्पन्न घटेल, त्वचा कोरडी पडून भाजेल, आपली प्रतिकारशक्ती क्षीण होईल. मोतीबिंदूचे रुग्ण वाढतील. अर्थात सध्यातरी आपण ओझोनच्या ''मंडपा''खाली आपण सुरक्षित आहोत.

वातावरणातील एकूण ओझोनपैकी ९०% ओझोन स्थितांबरात(स्ट्रॅटोस्फेअर) आढळतो. ओझोनच्या छत्रीमुळे किंवा नैसर्गिक ‘सन-स्क्रीन’मुळे सूर्यापासून येणाऱ्या अतिनील (यूव्ही)) किरणांना अटकाव होतो. वातावरणातील सर्व ओझोन एकत्र करून पृथ्वीच्या पाठीवर ‘दाबून बसवला’ किंवा पसरवला तर त्याची जाडी जेमतेम तीन मिलीमीटर (नखाएवढी) होईल! तरीदेखील इतका कमी ओझोन जीवसृष्टीला तारुन नेतोय.

यूव्ही किरणांची तरंगलांबी सामान्यतः १०० ते ४०० नॅनोमीटर असते. हे किरण जीवसृष्टीला अपायकारक असतात. तरंगलांबीप्रमाणे यूव्ही किरणांचे ए, बी आणि सी असे तीन भाग पाडलेले आहेत. यूव्ही ए म्हणजे ३१५ ते ४०० नॅनोमीटर तरंगलांबीचे प्रारण. यामुळे त्वचा सावळी पडते आणि सुरकुत्याही पडतात. युव्ही बी किरणांची तरंगलांबी असते २८० ते ३१५ नॅनोमीटर.

हे किरण थोड्यावेळ त्वचेवर पडले तर ७-डी- हायड्रोकोलेस्टेरॉलपासून उपयुक्त असे व्हिटॅमिन डी-३ तयार होते. तथापि या किरणांचा मारा जास्त काळ झाला तर त्वचा काळपट पडते आणि त्वचेचा कर्करोग होऊ शकतो. यूव्ही सी किरणांमध्ये तरंगलांबी १०० ते २८० नॅनोमीटर असते. या किरणांची घातकता सर्वात जास्त आहे.

सुदैवाने सूर्यकिरणांच्या वाटेत ओझोनचा थर आहे. तो ९८ टक्के घातक (बहुतांशी यूव्ही-सी) अतिनील किरण शोषून घेतो. साहाजिकच ओझोनच्या थराला ‘जीवनरक्षक’ म्हटलं जातं. तथापि पृथ्वीवरील प्रदूषणामुळे ओझोनच्या छत्रीला छिद्रे पडू लागली आहेत.

विशेषतः नायट्रोजन, हायड्रोजन, क्लोरीन, ब्रोमीन, फ्लूरीन आणि त्यांच्या (नायट्रोजन ऑक्साइड्स किंवा क्लोरोफ्लुरोकार्बन, कार्बन टेट्राक्लोराईड सारख्या) संयुगांमुळे ओझोनचा थर विरळ होत चाललाय. एक क्लोरीनचा रेणू एक लाख ओझोनच्या रेणूंना तोडू शकतो. त्यामानाने नैसर्गिक रीतीने ओझोन तयार होण्याची प्रक्रिया काहीशी सावकाश आहे.

अंटार्क्टिक किंवा ध्रुवीय प्रदेशात ओझोनचा थर विरळ होत चालला आहे, हे प्रथम फार्मन, गार्डिनर आणि शॅन्कलीन या संशोधकांनी शोधून काढलं. त्यांचे निष्कर्ष १६ मे १९८५ रोजी ‘नेचर’मध्ये प्रसिद्ध झाले. याची दखल संयुक्त राष्ट्र संघाने (युनोने) घेतली.

ओझोनच्या थराचे संरक्षण करण्यासाठी १६ सप्टेंबर १९८७ रोजी कॅनडामधील मॉन्ट्रियल शहरात चोवीस देशांचे प्रतिनिधी एकत्र आले होते. त्यांनी ‘मॉन्ट्रिअल प्रोटोकॉल’ तयार करून ओझोनच्या थराला हानिकारक ठरणाऱ्या रसायनांना प्रतिबंध करण्याचे ठरवले. त्या ऐवजी पर्यायी रसायनांचे संशोधन करण्याचे आवाहन करण्यात आले. त्यासाठी कालबद्ध कार्यक्रम आखण्यात आला.

ओझोनच्या आवरणाला भगदाडं पडणं ही जागतिक समस्याच असल्याने या समझोत्यावर सध्या १९७ देशांच्या प्रतिनिधींनी स्वाक्षऱ्या केल्या आहेत. ओझोनच्या थराचे महत्व लक्षात आणून द्यायला पॉल क्रुटझेन, मारिओ मोलाना आणि शेरवूड रोलँड यांचे संशोधन महत्वाचे आहे. या तिघांनाही १९९५ साली रसायनशास्त्रातील नोबेल पारितोषिक विभागून मिळाले.

संयुक्त राष्ट्रसंघाच्या पर्यावरण कार्यक्रमानुसार (यु एन इ पी) १९९५ पासून ‘जागतिक ओझोन दिवस’ १६ सप्टेंबरला साजरा केला जातोय. या दिवशी लोकांना ओझोनविषयक उपयुक्त माहिती मिळाते. त्यांचा सहभाग लाभतो. लोकांनी ‘फोम’वर्गीय प्लॅस्टिक/पॉलिमरचा वापर मर्यादित करावा, रेफ्रिजिरेटरसाठी सुरक्षित ‘रेफ्रिजिरंट’साठी आग्रह धरावा, फवारा उडवणारी (एरोसोलसारखी) कीटकनाशके आणि सौंदर्यप्रसाधने कमी वापरावीत, वगैरे.

आता संशोधकांनी क्लोरोफ्लुरोकार्बन ऐवजी हायड्रोफ्लुरोकार्बन आणि हायड्रोक्लोरोफ्लुरोकार्बन ही दोन रसायने तयार केली आहेत. ती रेफ्रिजिरेटर आणि एअर कंडिशनरकरीता बरीचशी सुरक्षित आहेत. ओझोन थराला धोका पोहोचू नये म्हणून लोकजागृतीची गरज आहे हे युनोने ओळखले. त्यांनी प्रतिवर्षी एक ध्येयवाक्य जनतेपुढे ठेवायचे ठरवले.

उदाहरणार्थ ‘थंड राखा आणि राखत राहा’, ‘जीवसृष्टीरक्षणासाठी जागतिक सहकार्य’, ‘ओझोन फॉर लाईफ’ आदी. ‘हवामानबदल कमी होण्यासाठी ओझोनथरावर लक्ष’ अशा आशयाची थीम २०२३साठी जाहीर केलेली आहे. ओझोनचा ‘मंडप’ सुरक्षित राहावा म्हणून ‘युएनइपी’ या संस्थेचे सदस्य वारंवार भेटून आढावा घेत असतात.

‘स्ट्रॅटोस्फेअर’मधील ओझोनचा थर जीवसृष्टीसाठी वरदान आहे. मात्र जमिनीवर किंवा रस्त्यावर तयार होणारा ओझोन अनिष्ट असतो कारण तो आरोग्यासाठी घातक असतो. याला ‘बॅड ओझोन’ म्हणतात. हा ओझोन तयार होण्यासाठी रस्त्यावरून धावणारी वाहने कारणीभूत ठरतात. वाहनातून सतत वायुरूपी नायट्रोजन ऑक्साइड्स आणि (पूर्ण न जळलेले) हायड्रोकार्बन्स, बाष्पनशील सेंद्रिय रसायने बाहेर पडतात.

तसेच कारखान्यांच्या इंजिनांमध्ये विजेच्या ठिणग्या (स्पार्क्स) पडत असतात. स्मॉग तयार होण्यासाठी सूर्यप्रकाशाची मदत होते. संध्याकाळी वाहनांची संख्या वाढून, धूळ वाढून धुरकट; दृश्यता कमी होणारे वातावरण तयार होते. याला स्मॉग म्हणतात. या सगळ्यांचा एकत्रित परिणाम होऊन जमिनीलगत 'दाहक' ओझोनची निर्मिती होते.

या ओझोनमुळे शेतातील पिकांवर अनिष्ट परिणाम होतो. ॲलर्जी किंवा दम्याचा विकार असणाऱ्यांचा दमा वाढतो. डोळे चुरचुरतात. काहींना श्वसन करताना त्रास होतो. या प्रक्रिया हरितगृह परिणामाला तापमान वाढीसाठी साहाय्य करतात. रस्त्यावरील हवेच्या शंभर कोटी रेणूंमध्ये दहा ओझोनचे रेणू असतील, तर ते चालू शकतं. हेच ओझोनचे प्रमाण जर सत्तर किंवा जास्त वाढलं तर ते अपायकारक ठरतं.

ओझोनच्या थरावर सतत लक्ष ठेवणाऱ्या ‘नॅशनल ओशनिक अटमॉस्फेरिक ॲडमिनिस्ट्रेशन’ सारख्या काही संस्था आहेत. उपग्रहांच्या मदतीने ध्रुवीय प्रदेशातील ओझोनच्या थराची छायाचित्रे घेतली जातात. मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल पाळल्यामुळे ओझोनच्या छत्रीची छिद्रे आकसत आहेत, असे यावर्षीच्या जानेवारीमध्ये दिसून आले आहे. या थराला इजा पोचवणाऱ्या १०० रसायनांची निर्मिती कमी केली आहे.

यामुळे अंटार्क्टिका आणि आर्क्टिकवरील स्थितांबरावरील ओझोन अनुक्रमे २०६६ आणि २०४६ मध्ये पूर्वस्थितीवर येईल, अशी चिन्हे आहेत. ‘तारक’, संजीवक अशा ओझोनसंबंधीची वार्ता समाधानकारक आहे. आता दाहक ओझोन कसा कमी करता येईल, त्याचा विचार करावा लागेल.

(लेखक विज्ञानाचे अभ्यासक असून या विषयावर विविधांगी लेखन करतात.)