Zmiany klimatu, zubożenie warstwy ozonowej i ich wpływ na oddziaływanie promieniowania słonecznego na ludzi

• Strona główna
• Artykuły
• Zmiany klimatu, zubożenie warstwy ozonowej i ich wpływ na oddziaływanie promieniowania słonecznego na ludzi

2015-05-21

Najpoważniejszą konsekwencją silniejszego oddziaływania promieni UV jest potencjalny wzrost zachorowalności na raka skóry. Ocena ryzyka zachorowania na tę chorobę wskutek zubożenia warstwy ozonowej wskazuje, iż w połowie bieżącego stulecia liczba zachorowań w północno-zachodniej Europie wzrośnie skokowo o około 90 przypadków na milion mieszkańców.

Zmiany klimatu, charakteryzujące się zwiększoną częstotliwością występowania skrajnych upałów i temperatur typowych dla okresów letnich, będą występowały w Europie coraz częściej. W rezultacie osoby mieszkające na północy Europy będą chętniej spędzać czas na słońcu, co może mieć wpływ na poziom ich ekspozycji na promieniowanie UV. Nie ma wprawdzie całkowitej pewności co do trendów w zakresie przyszłego stylu życia społeczeństw, ale prawdopodobnie w ciągu bieżącego stulecia to właśnie zmiana stylu życia wywołana zmianami klimatu, a nie zubożenie warstwy ozonowej, będzie głównym czynnikiem wpływającym na narażenie Europejczyków na oddziaływanie promieni słonecznych, a co za tym idzie – także na ich zachorowalność na raka skóry.

Słońcu zawdzięczamy rozwój i przetrwanie życia na Ziemi. Podczerwone promieniowanie słoneczne ogrzewa, a dzięki światłu widzialnemu, będącemu częścią widma słonecznego, możliwe jest widzenie. Jeszcze ważniejsze jest to, że światło widzialne odgrywa zasadniczą rolę w procesie fotosyntezy, z którego rośliny czerpią energię. Słońce nie tylko zapewnia pokarm i energię, ale także wpływa na tempo dojrzewania i reguluje rytm biologiczny. Trzeba jednak pamiętać, że komponent ultrafioletowy (UV), stanowiący około 5% promieniowania słonecznego docierającego do ziemi, w znacznym stopniu odpowiada za negatywne skutki kontaktu ze słońcem. Szczególnie szkodliwe jest promieniowanie UV o krótszej długości fali (pasmo UVB: 280-315 nm). Znaczny wpływ na widmowe natężenie napromienienia tego pasma docierającego do powierzchni Ziemi ma ozon zawarty w stratosferze. Od niedawna wiadomo coraz więcej o zależnościach pomiędzy zubożeniem warstwy ozonowej a zmianami klimatu (globalnym ociepleniem), które może powodować zwiększoną podatność na działanie ziemskiego promieniowania UV.

Warstwa ozonowa i naturalne promieniowanie UV
W skali ogólnoświatowej, znaczny ubytek warstwy ozonowej obserwuje się od końca lat 70. ubiegłego stulecia, natomiast w latach 90. ubytek ozonu na półkuli północnej, w pasie średnich szerokości geograficznych (30-50°N) wynosił około 6% w ciągu dekady, licząc wg wartości obserwowanych zimą i wczesną wiosną. Ubytek ozonu w miesiącach letnich, kiedy to poziom promieniowania UV jest znacznie wyższy i ludzie częściej przebywają na słońcu, był nieco niższy i wynosił około 3% w ciągu dekady. Na przełomie wieków ubytek ozonu w pasie średnich szerokości geograficznych wykazywał tendencję spadkową i wynosił około 4% w okresie zimowo-wiosennym i 2% w okresie letnio-jesiennym. Zaobserwowano także okoliczności wskazujące na ograniczenie tempa niszczenia ozonu w górnych warstwach stratosfery.

Protokół Montrealski, wraz z kolejnymi poprawkami, okazał się sukcesem i doprowadził do ograniczenia stosowania substancji zubażających warstwę ozonową, dzięki czemu jej zmniejszanie się udało się zatrzymać. W ciągu następnych kilkudziesięciu lat spodziewana jest stopniowa odbudowa warstwy ozonowej. Pod koniec XXI wieku ilość ozonu w większości regionów ma przekroczyć poziomy notowane przed rokiem 1980, kiedy to warstwa ozonowa zaczęła zanikać.

Obliczenia wykonane dla półkuli północnej w oparciu o pomiary warstwy ozonowej w latach 1979-1992 wskazywały, że przy niezmienności wszystkich innych czynników ziemskie promieniowanie UV o działaniu rumieniotwórczym (znajdujące się przede wszystkim w paśmie UVB) powinno rosnąć o mniej niż 1% w ciągu dekady na szerokości 15°N, o około 3% w ciągu dekady na szerokości 30-40°N oraz o 5% w ciągu dekady na szerokości 50-60°N.

Paradoksalnie, prognozy tego rodzaju nie zawsze były zbieżne z wynikami programów monitorowania promieniowania UV prowadzonych na powierzchni Ziemi. Aby wytłumaczyć tę rozbieżność podawano różne przyczyny, takie jak ograniczony czas trwania większości programów monitorujących promieniowanie UV, precyzja kalibracji aparatury pomiarowej i jej długoterminowa stabilność, różnice w poziomie zachmurzenia występujące pomiędzy poszczególnymi latami, a także spowodowane zanieczyszczeniem zwiększenie poziomu ozonu i aerozoli w niższych warstwach atmosfery. Warto także dodać, że prowadzone w skali międzynarodowej badania porównawcze aparatury przyczyniają się do podniesienia jakości i wiarygodności danych.

W pasie średnich szerokości geograficznych poziomy napromienienia UVB są obecnie o 5% wyższe niż w roku 1980, przy czym znaczny wzrost obserwuje się na szerokościach dużych i polarnych, gdzie warstwa ozonowa została najmocniej zubożona. Bez wątpienia bez Protokołu Montrealskiego szczytowe wartości promieniowania UV powodującego oparzenia słoneczne wzrosłyby do roku 2065 trzykrotnie w pasie średnich szerokości geograficznych na półkuli północnej, co miałoby poważne konsekwencje dla środowiska naturalnego i dla człowieka. Prognoza ta mocno kontrastuje z obecną sytuacją, kiedy to promieniowanie UV w bezchmurny dzień jest tylko nieznacznie wyższe niż w okresie poprzedzającym ubytki ozonu. Naukowcy spodziewają się, że w ciągu kilkudziesięciu nadchodzących lat w pasie średnich i dużych szerokości geograficznych poziom promieniowania ulegnie obniżeniu.

Nie można jednak spocząć na laurach, ponieważ proces odbudowy warstwy ozonowej może zostać zaburzony przez takie czynniki, jak nieprzestrzeganie Protokołu Montrealskiego, interakcje pomiędzy ubytkiem ozonu i globalnym ociepleniem oraz przyszłe erupcje wulkaniczne.

Ryzyko wystąpienia raka skóry w związku ze zubożeniem warstwy ozonowej
Najbardziej zaawansowaną próbę oceny wpływu ubytku ozonu na zachorowalność na raka skóry podjęli Slaper i wsp. Wyniki ich badania zostały następnie opublikowane w raporcie opracowanym przez UNEP w roku 1998. Badanie to sugeruje, iż sam Protokół Montrealski nie zapobiegnie zwiększonemu ryzyku zachorowania na raka skóry w związku z ubytkiem ozonu. Cel ten można jednak osiągnąć poprzez wdrożenie kolejnych poprawek do protokołu. Wyniki badania wskazują, iż zgodnie z Poprawkami Montrealskimi, w połowie bieżącego stulecia liczba zachorowań na wszystkie rodzaje raka skóry w północno-zachodniej Europie wzrośnie skokowo o około 90 przypadków na milion mieszkańców.

Dla liczącej ok. 60 milionów mieszkańców Wielkiej Brytanii oznacza to 5400 dodatkowych zachorowań na raka skóry rocznie, co przy obecnej liczbie zachorowań wynoszącej ok. 100 000 przypadków rocznie oznacza względny wzrost ryzyka zachorowania o ok. 5-6%. W kolejnych latach wzrost zachorowalności związany z ubytkiem ozonu powinien spadać, zbliżając się niemalże do zera pod koniec stulecia. Ze względu na fakt, że nowotwór skóry zazwyczaj wynika z kilkudziesięcioletniej ekspozycji na promieniowanie UV, wzrost napromieniowania zostaje odzwierciedlony we wskaźnikach zachorowalności ze znacznym opóźnieniem.

Powyższa ilościowa ocena ryzyka zachorowania na raka skóry jest słuszna jedynie przy założeniu, że wszystkie inne czynniki ryzyka (w tym zwłaszcza styl życia) nie ulegną zmianie. Założenie to jest wysoce nierealistyczne zważywszy na fakt, że w krajach zamieszkałych głównie przez osoby o jasnej karnacji zachorowalność na raka skóry rośnie od kilkudziesięciu lat. Na Rysunku 1 pokazano wzrost zachorowalności na raka skóry w ciągu ostatnich 40 lat w Wielkiej Brytanii, gdzie liczba przypadków ulega podwojeniu mniej więcej co 18 lat. Naukowcy uważają, że tendencja wzrostowa wynika ze zmian w zakresie przebywania na świeżym powietrzu, miejsc spędzania urlopu oraz mody, jakie miały miejsce w ciągu minionych 50 lat. Na wykresie zestawiono ze sobą wzrost liczby przypadków raka skóry i liczbę mieszkańców Wielkiej Brytanii spędzających wakacje za granicą.

Jeżeli ta sama tendencja utrzyma się do roku 2050, wówczas spodziewany wzrost zachorowalności na raka skóry spowodowany ubytkiem ozonu będzie odpowiadał zaledwie 1% wszystkich przypadków. Ze względu na brak pewności nie tylko w odniesieniu do zmian atmosferycznych, ale także do zmian w stylu życia można przypuszczać, że pod koniec bieżącego stulecia retrospektywne określenie wpływu dziury ozonowej na globalne wskaźniki zachorowalności na raka skóry będzie zwyczajnie niemożliwe.

Zmiany klimatu a narażenie na oddziaływanie promieniowania UV
Uwaga badaczy koncentruje się przede wszystkim na skutkach zmian ziemskiego promieniowania UV wynikających z ubytku ozonu w stratosferze. Często jednak ignoruje się fakt, że zmiany klimatyczne wywołane gazami cieplarnianymi również mogą wpływać na poziom tego promieniowania. Wynika to z pośredniego wpływu globalnego ocieplenia na całkowitą zawartość ozonu, a także z faktu, że zmiany klimatyczne wpływają na inne zmienne determinujące ilość atmosferycznego promieniowania UV.

Co więcej, zmiany temperatury otoczenia będą powodować zmiany w stylu życia, zachęcając ludzi do dłuższego przebywania na świeżym powietrzu. Przykładowo w Wielkiej Brytanii przyjmuje się, że klimat zmieni się na cieplejszy, a do lat 80. obecnego stulecia średnia roczna temperatura wzrośnie o 2,0-3,5°C. Wzrostowi średnich temperatur towarzyszyć będzie zwiększona częstotliwość występowania skrajnych upałów i temperatur typowych dla okresów letnich. Oprócz samej temperatury, w Wielkiej Brytanii zmieni się także ilość i częstotliwość opadów deszczu. W całym kraju zimy staną się bardziej wilgotne, a lata bardziej suche.

CAŁY ARTYKUŁ ZNAJDĄ PAŃSTWO W NR 1/2015 KWARTALNIKA "CHEMIA I BIZNES. RYNEK KOSMETYCZNY I CHEMII GOSPODARCZEJ". ZAPRASZAMY.

przemysł kosmetycznykosmetykipromieniowanie UVnowotwór skóry