OZONSKI OMOTAČ, TLO I BILJKE (UZ MEĐUNARODNU GODINU SVJETLOSTI I MEĐUNARODNU GODINU TLA)

Ozonski sloj je tanak i nevidljiv sloj koji poput štita natkriva Zemlju i štiti nas od UV zračenja. Sastoji se od molekula ozona (O₃) koje zajedno tvore zaštitnu mrežu koja blokira većinu štetnog sunčevog zračenja. Ozonski sloj nalazi se u dijelu atmosfere koji nazivamo stratosferom. Upravo tamo, između 10 i 50 kilometra iznad nas, nalazi se ozonski sloj, ključan za održanje života na Zemlji. Ozon je od iznimnog značenja, jer apsorbira štetno i opasno UV zračenje koje na Zemlju dolazi sa Sunca te time štiti zemljinu površinu i cjelokupni život na njoj.

Koncentracija ozona u atmosferi normalno varira u ovisnosti o temperaturi, vremenskim uvjetima, visini i dr., no uočeno je da na stanjivanje ozonskog sloja utječu kako prirodni tako i antropogeni događaji i tvari. Prirodne pojave poput vulkanskih erupcija prilikom kojih se u zrak izbacuju velike količine čestica i aerosoli dovode do stanjivanja ozonskog sloja, no ozonske rupe su prije svega posljedica antropogenih utjecaja tzv. tvari koje oštećuju ozonski sloj. Najpoznatije takve tvari koje proizvodi čovjek jesu: freoni – koriste se u rashladnim uređajima, zamrzivačima, klima-uređajima i slično; haloni – koriste se u aparatima za gašenje požara; metilbromid – koristi se u poljoprivredi za dezinfekciju tla; otapala i drugo.

Marka HP-e s temom Svjetskog dana ozonskog omotača – prigodnu marku izdala je 16. rujna 1999. godine Hrvatska pošta (izvor: www.posta.hr/default.aspx?id=744&m=345)

Ove tvari osim što uništavaju ozonski sloj imaju i izrazito veliki staklenički potencijal (neke od njih čak 14000 puta veći od CO₂) te utječu i na globalno zatopljenje. Danas se umjesto tvari koje razaraju ozonski omotač koriste zamjenske tvari koje nemaju negativan utjecaj. Za tu važnu promjenu u navikama i ponašanju ljudske zajednice ključan je Montrealski protokol potpisan 16. rujna 1987. Primjer je to uspješnog međunarodnog sporazuma koji je izrastao iz nužnosti očuvanja ozonskog omotača. Njime se točno određuju tvari sa štetnim utjecajem, a propisane su mjere i rokovi za potpuno ukidanje potrošnje tvari koje oštećuju ozonski omotač, njihova proizvodnja i uporaba, a kako bi se spriječila daljnja oštećenja ozonskog omotača. Dan potpisivanja sporazuma, 16. rujna, proglašen je Međunarodnim danom zaštite ozonskoga omotača. Najnoviji podaci iz UNEP-ovog Tajništva za ozon (http://ozone.unep.org/en/precious-ozon) govore o činjenici da su tvari kontrolirane Montrealskim protokolom svedene na minimum i potrošnja tvari koje oštećuju ozonski omotač na globalnoj razini je smanjena za 98%. Međutim, važno je za sve nas i nadalje primjereno se odnositi prema ozonskom omotaču i ujedno štititi se od pretjeranog izlaganja sunčevim zrakama i UV zračenju.

Kako UV-zračenje djeluje na tlo i na biljke?

Dok su utjecaji ultraljubičastog zračenja (UV-A, UV-B i UV-C zračenje) na ljude i zdravlje općenito bolje poznati, u 2015. – Međunarodnoj godini tla i Međunarodnoj godini svjetlosti možda bi se trebali upoznati ili prisjetiti kako UV-zračenje djeluje na tlo, na živi svijet tla, pa i na biljke. Međudjelovanja su i u ovom slučaju neobično raznolika i složena. Do danas nisu niti dovoljno istražena i razjašnjena, ali je znano da je ultraljubičasto zračenje jedan od ključnih čimbenika koji djeluje na biotsku komponentu i biološka bogatstva planeta Zemlje, zapravo na svekoliku složenost međudjelovanja živih bića i bio(geo)cenoza.

Za početak, možda je zanimljivo istaknuti da UV-zračenje, preko tla i bilja, djeluje i na fenomen globalnog zagrijavanja. UV-zračenje potiče, naime, ispuštanje lako hlapljivih organskih sastojaka iz tla, također i iz odumrlih biljnih ostataka koje leži na površini tla, pa i iz samog bilja. Lako hlapljivi spojevi koji nastaju u bilju, imaju za bilje važna zaštitna svojstva – štite ga, primjerice, od najrazličitijih nepovoljnih utjecaja, između ostalog štite tkiva, stanice i genetski materijal od prevelikih doza UV-zračenja. Ispušteni u atmosferu, lako hlapljivi spojevi pridružuju se ostalim vrstama „stakleničkih“ plinova, mijenjaju sastav atmosfere i potiču fenomen globalnog zagrijavanja. Budući da i povišena temperatura (zbog „efekta staklenika“!) djeluje na pojačano ispuštanje lako hlapljivih organskih spojeva iz tla, biljnih ostataka i bilja, cijeli ovaj mehanizam djeluje poput svojevrsne povratne sprege, pojačavajući svoju snagu i djelovanje. Ipak, prema ostalim „stakleničkim“ plinovima, hlapljivi organski spojevi vjerojatno čine tek mali postotni udio u čitavom fenomenu.

UV-zračenje djeluje i na mehanizam razgradnje odumrlih dijelova biljaka i procese nastanka humusa i plodnog dijela tla. Biljke pod utjecajem UV- B zračenja mijenjaju strukturu i sastav svojih tkiva – među glavnim svojim proizvodima, spojevima kojima se štite od štetnog zračenja jesu fenolni spojevi. Oni su, u neobičnom mnoštvu raznolikih oblika nasta(ja)li i povećavali svoju raznolikost tijekom dugotrajnih evolucijskih procesa. Fenolni spojevi štite biljna tkiva i stanice od negativnih djelovanja UV-B zračenja, ali ti spojevi, s druge strane, djeluju i na mikrobe koji svojom aktivnošću sudjeluju u razgradnji biljnih ostataka. Na taj način, posredno, putem kemijskih spojeva, čiji je nastanak u bilju induciran UV-zračenjem, usmjeravaju se važni tvorbeni procesi u svjetskim tlima.

Dok većina ljudi povezuje ultraljubičasto zračenje s negativnim djelovanjem, primjerice, po zdravlje čovjeka čak i pogubnim – prisjetimo se opekotina kod sunčanja i rizika raka kože, ne treba zanemariti niti pozitivne uloge i utjecaje ovog zračenja. Oštećenja genetskog materijala – deoksiribonukleinske kiseline (DNA) i posljedične mutacije gena, koje nastaju zbog UV-zračenja imaju, naime, veliku važnost kao sila i pokretač evolucije. Mutacije pokreću proces nastanka novih životnih svojstava i vrsta na našem planetu. Velika raznolikost sorti kultiviranog bilja ima svoj uzrok u mutacijama, dio kojih je pokrenut UV-zračenjem sunca. S druge strane, modra svjetlost i UV-A zračenje imaju važnu ulogu u popravljanju oštećenja genetskog materijala. Proces je poznat pod nazivom fotoreaktivacija i glavna je zaštita od oštećenja prouzročenih ultraljubičastim zračenjem kod bilja.

Znanstvenici su otkrili da UV-zračenje kod biljaka, pored oštećenja DNA u stanicama, utječe na fotosintezu, disanje, gospodarenje vodom te na rast i razvoj bilja. Najčešći odgovor biljaka na UV-zračenje je povećanje koncentracije različitih tvari koje apsorbiraju UV-zračenje. Alge u tu svrhu proizvode aminokiseline slične mikrosporinu. Sjemenjače proizvode cijeli spektar fenolnih spojeva. Fenolni spojevi su tzv. sekundarni metaboliti bilja i oni obuhvaćaju oko 8000 različitih tipova. Njihova kemijska struktura je specifična, a svi se odlikuju fenolnim (aromatskim) prstenom u molekuli.

Fenolni spojevi bilja pripadaju skupini snažnih antioksidansa i korisni su (i) za ljude. Ljudsko tijelo ne može ih sintetizirati pa ih je potrebno uzimati u hrani. Stoga su, osobito zbog obilja sekundarnih metabolita čiji je nastanak induciran UV-zračenjem, biljke koje rastu u okolišima s pojačanim sunčevim zračenjem neobično korisne za čovjeka. Važan izvor fenolnih spojeva su primjerice različite zeleni u koje ubrajamo raznoliko ljekovito bilje, ali i voće i povrće, neke vrste žitarica, čajevac, kavovac, grah, sorte crnog grožđa (crno vino) i mnoge druge vrste bilja.

Marko Randić (JU „Priroda“)

Tanja Fatur (Ured za zaštitu okoliša, prostorno uređenje i graditeljstvo)

Ekosustavi polarnih područja pretrpjeli su najviše negativnih utjecaja zbog oštećenja ozonskog omotača i pojave „ozonskih rupa“, kao i posljedičnog pojačanog UV-zračenja. Pojačano UV-zračenje preko tla i bilja, koje, primjerice, ispušta veće količine lako hlapljivih organskih spojeva djeluje i na fenomen globalnog zagrijavanja. Marke HP-e s temom Zaštita polarnih područja i ledenjaka imaju za cilj osvješćivanje ovih problema – prigodne marke i blok prvog dana izdala je 27. ožujka 2009. godine Hrvatska pošta (izvor: www.posta.hr/default.aspx?id=744&teme=12&m=1803)