الوسم: الأوزون

بحث عن طبقة الأوزون

تدمير طبقة الأوزون

احتل الأوزون، الذي يتألف من ثلاث ذرات من الأكسيجين ، والذي يشكل الطبقة الواقية للحياة على الأرض، السنوات القليلة الماضية مركزالإهتمامات العلمية والاجتماعية، لان هذا الدرع الواقي لم يعد سلبيا تماما كما كان منذ ملايين السنين.

تعريف طبقة الأوزون :
يوجد الأوزون في الغلاف الجوي بتراكيز مرتفعة ابتداء من ارتفاع 10 إلى 50 كلم فوق سطح الأرض، ويكون أعلى تركيز له في ما يسمى بطبقة الأوزون على ارتفاع 22 – 25 كلم فوق سطح الأرض وان كان وجوده ممتدا عبر الطبقات كلها تقريبا. ولا ينبغي أن نتخيل طبقة الأوزون على أنـها طبقة متصلة متواصلة مكونة من الأوزون وذات حدود واضحة في طرفيها العلوي والسفلي، ذلك لان طبقة الأوزون تميز المنطقة التي تكون فيها نسبة الأوزون عظمى، هذا ولا تتعدى نسبة الأوزون في هذه الطبقة قرابة 12 ميكروغراما من الأوزون في الغرام الواحد من الهواء. ويتناقص تركيز الأوزون مع تغير الارتفاع نحو الأعلى أو نحو الأسفل ببطء وبشكل تدريجي. ولو عزلنا كامل الأوزون الموجود في الغلاف الجوي وحصرناه وحده في طبقة واحدة تحيط بالأرض لكان سمك هذه الطبقة، في الشرطين النظاميين، (الضغط الجوي عند مستوى سطح البحر ودرجة حرارة صفر مئوية)2- 6 مم، وان لطبقة الأوزون هذه، رغم ضآلتها، أهمية بالغة من أجل الحياة على سطح الأرض، ذلك أنها تمتص الأشعة فوق البنفسجية التي تقع أطول موجاتها دون الـ 290 نانوميترا والتي لو وصلت إلى سطح الأرض لأدت إلى أضرار كبيرة للكائنات الحية كافة.

أسباب تدمير طبقة الأوزون
لم تتضح، حتى الآن، بصورة قاطعة العلميات الفيزيائية والكيميائية المسببة لنشوء ثقب الأوزون، إلا انه تعزز بين العلماء الرأي القائل بان التلوث الصناعي للجو الناجم عن أكاسيد الأزوت والمركبات المعروفة باسم كلوروفلوروكربون تلعب دورا أساسيا في ذلك تتفاعل أكاسيد النتروجين التي تنطلق مع عوادم الطائرات فوق الصوتية، التي تطير على ارتفاعات تفوق الـ10 كم فوق سطح الأرض مع الأوزون وتحوله إلى أكسجين على النحو التالي :
NO + O3 —-> NO2 + O2
NO2 + O —-> NO + O2

وهكذا في نجد ا، وجود أكاسيد الأزوت ولو بكميات قليلة تحول الأوزون إلى أكسجين دون أن تستنفد، أي أن أول أكسيد الأزوت يلعب دور الوسيط في تحويل الأوزون إلى أكسجين.
ويحدث تأثير مركبات الكلوروفلوروكربون بان تصعد جزيئاتها إلى طبقة الستراتوسفير ذلك أن هذه المركبات على قدر كبير من الاستقرار لذلك تبقى في الهواء مدة طويلة، وقد وجدت هذه المركبات على ارتفاع نحو 18 كلم فوق سطح الأرض عند خط الإستواء وعلى ارتفاع نحو 7 كلم فوق المناطق القطبية. تنحل جزيئات الكلوروفلوروكربون تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية وينشا من ذلك ذرات حرة من الكلور النشط التي تتحد مع الأوزون معطية أكسيد الكلور الأحادي ClO ومعيدة الأوزون عندئذ إلى الأكسجين العادي. ويتفكك أكسيد الكلور الأحادي بسهولة وبفعل ذرات الأكسجين الحرة الموجودة في الجو، فتعود ذرة الكلور لتظهر من جديد جاهزة للتفاعل، وعلى هذا النحو يمكن لذرة كلور واحدة أن تحطم ما يقرب عن 100 ألف جزيء من الأوزون. وتتم هذه التفاعلات حسب المعادلات التالية :
CF2Cl2 + UV —-> CF2Cl + Cl
CFCl3 + UV —-> CFCl2 + Cl

يتحد الكلور النشط مع الأوزون ويحوله إلى أكسجين
Cl + O3 —-> ClO + O2

يتفكك أكسيد الكلور الأحادي بفعل ذرات الأكسجين الحرة الموجودة في الجو
ClO + O —-> Cl + O2

وبذلك تعود ذرة الكلور من جديد جاهزة للتفاعل.

أخطار استنزاف طبقة الأوزون
أن الأخطار الهائلة التي ستنجم عن تدمير طبقة الأوزون أو أضعافها بقدر محسوس،تنتج عن تأثير الأشعة فوق البنفسجية التي تنجو من الامتصاص في طبقة الأوزون وتبلغ سطح الأرض، وهو الأمر الذي سيكون له نتائج ضارة للكائنات الحية كافة.
لقد أظهرت الدراسات أن تضاؤل سمك طبقة الأوزون سيسبب مشكلات اخطر بكثير من مجرد ارتفاع نشوء السرطانات الجلدية. فالنتائج الأولية للبحث في تأثيرات تناقص الأوزون تشير إلى أن إنتاج الغذاء سينخفض على اليابسة وفي البحار على حد السواء وستزداد الأمراض المعدية، إضافة إلى ظهور احتمال لتسارع ظاهرة الدفيئة، وذلك لان الكمية الإضافية من الأشعة فوق البنفسجية الواصلة السطح البحر ستقلل من تجمعات الطافيات النباتية المثبتة لثاني أكسيد الكربون.
ستتأثر الطافيات النباتية، التي تقوم بتثبيت ما يزيد على نصف ثاني أكسيد الكربون المنتج على نطاق الكرة الأرضية سنويا، بازدياد نسبة الإشعاعات فوق البنفسجية،وذلك لأنها لا تتمتع بطبقات سطحية التي تتمتع بها الأنواع النباتية والحيوانية الأكثر رقيا.وسيؤدي تناقص تجمعات الطافيات النباتية إلى اضطراب سلاسل الغذاء البحري مما سيلحق الأذى بصغار الأسماك والسرطانات البحرية والربيان وغيرها، كما أن مقدار 10 % من كمية ثاني أكسيد الكربون الذي تمتصه المحيطات سيترك في الغلاف الجوي مما يؤدي إلى تسارع ظاهرة ارتفاع درجة حرارة الأرض، كما يعتقد أن الأشعة فوق البنفسجية التي ستصل إلى سطح الأرض ستؤدي إلى رفع مستويات البحار بقدر يفوق كل التوقعات.
أما على اليابسة فستتوقف أنواع كثيرة عن النمو، كما سيهبط الإنتاج الزراعي ويحذر من إمكان حدوث نقص شديد في الأزوت اللازم للنباتات كحقول الأرز، إذ توجد بكتيريا هي البكتيريا السيانية تعمل على تثبيت الأزوت في حقول الأرز في المناطق المدارية، وهذه البكتيريا في غاية الحساسية حتى للسويات العادية من الأشعة فوق البنفسجية، ويقدر التمثيل السنوي للنيتروجين بواسطة هذه الكائنات وحدها بما يقارب 35 مليون طن، وهذه الكمية تفوق الإنتاج السنوي من الأسمدة النيتروجين الصناعية.
وفيما يتعلق بالإنسان فيبدو أن هناك احتمالا لازدياد عدد الإصابات بالأمراض المعدية كالحصبة والسل والجرب وغيرها، ذلك أن أجهزة المناعة العادية ستكون اقل فعالية عندما تتعرض لكميات متزايدة من الأشعة فوق البنفسجية. ومن المتوقع أن تسبب الزيادات في الأشعة فوق البنفسجية ارتفاعا مهما في تطور إعتام عدسة العين ذلك أن العين، عكس الجلد، لا تمتلك أية مقاومة لأشعة فوق البنفسجية.
وعلاوة على ذلك فهناك مجموعة من المواد ستتعرض للتلف بسرعة اكبر بفعل الأشعة فوق البنفسجية المتزايدة، ومنها البلاستيك والمطاط والخشب والمنسوجات والدهانات وغيرها

الأوزون غاز سام وشفاف يميل إلى الزرقة، ويتكون الجزيء منه من ثلاث ذرات أكسجين. يوجد الأوزون فى طبقتى الجو السفلى التروبوسفير Tropophere وطبقة الجو العليا الاستراتوسفير Stratosphere، يتكون الأوزون في طبقات الجو السفلى من الملوثات المنبعثة من وسائل النقل أو بعض المركبات التي تحتوى على الهيدروكربونات (الفريون – الذي يدخل في الثلاجات وأجهزة التكييف وكثير من الصناعات الأخرى). وفي هذه الحالة يعتبر الأوزون من المكونات الخطيرة على صحة الإنسان، فإذا استنشق الإنسان قدرًا ضئيلا منه يحدث له هياج في الجهاز التنفسي وقد يسبب الوفاة.
أما الأوزون الموجود فى طبقات الجو العليا فيتكون من تفاعل جزيئات الأكسجين الحر، الذي ينتج عنهما انشطار هذه الجزيئات بفعل الأشعة فوق البنفسجية.
طبقة الأوزون فى Stratosphere تعمل كدرع أو مرشح واق يحمي الكرة الأرضية من الأشعة فوق البنفسجية الضارة، ولا يسمح إلا بمرور جزء ضئيل من الأشعة، ولولا وجود طبقة الأوزون لانتهت الحياة على سطح الكرة الأرضية.
وكذلك وجد أن مركبات الكلوروفلوروكربون (بعضها معروف صناعيًا مثل الفريون) تقوم بتفتيت جزىء الأوزون. ونظرًا لزيادة استخدام هذه المركبات في الكثير من الصناعات مثل صناعة البخاخات المعطرة والمزيلة لرائحة العرق، واستخدام الأيروسول على هيئة سائل في معدات التبريد ومكيفات الهواء في الصناعات الإلكترونية مثل الحاسوب والتلفاز وأجهزة الاستقبال والإرسال وخلافه.
يتمثل خطر هذه المادة في انبعاثها وصعودها لطبقات الجو العليا، حيث يتحرر الكلور بفعل الأشعة فوق البنفسجية من مركبات الكلوروفلوروكربون، وهذا الكلور هو الذي يعمل على تدمير الأوزون، وهو من أحد العوامل المسببة لثقب الأوزون.
كما أن هناك غازات أخرى غير الكلور لها تأثير مدمر على الأوزون مثل الهيدروجين والنيتروجين.
ومن أضرار تآكل طبقة الأوزون على البيئة:

<LI fixed_bound="true">انتشار سرطان الجلد. <LI fixed_bound="true">يؤدى تآكل طبقة الأوزون إلى زيادة الأشعة فوق البنفسجية التي تصل إلى الأرض. <LI fixed_bound="true">الإصابة بالمياه البيضاء فى العين (كتاركت). <LI fixed_bound="true">حدوث اختلال فى جهاز المناعة في جسم الإنسان؛ مما يزيد من نسبة تعرضه للأمراض المعدية المختلفة، وخاصة أمراض الجهاز التنفسي. <LI fixed_bound="true">كما يسبب تسرب الأشعة فوق البنفسيجية أضرارًا للمحاصيل الزراعية والثروة الحيوانية؛ حيث إن الحيوانات تتغذى على هذه النباتات والأعشاب، وهذا يعني أن الضرر سيلحق بها نتيجة تضرر النباتات. <LI fixed_bound="true">الثروة السمكية : زيادة الأشعة فوق البنفسجية يقلل من الطحالب والنباتات ذات الخلية الواحدة التي تتغذى عليها الأسماك، كما أنه يهلك يرقات الأسماك التي تعيش قريبة من سطح الماء.
تغير المناخ : يسبب زيادة الأوزون في التربوسفير Troposphere تلوثًا ونقصًا في طبقة الاستراتوسفير، ويسبب خللا في توازن الغلاف الجوي الذي يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة في الأرض أو الغلاف الجوي. ولا يعتبر الأوزون هو المتسبب الوحيد في ارتفاع درجة حرارة الأرض بل يشارك معه غاز ثاني أكسيد الكربون ومركبات الكلورفلوركربون وأكاسيد النيتروجين وغاز الميثان.