طبقة الأوزون ؟؟؟

طبقة الأوزون


ما هو الأوزون؟


يوجد معظم الأكسجين في الغلاف الجوى على شكل جزئيات يحتوى كل منها على ذرتي أكسجين (O2) إلا انه وفي حالات معينة يمكن أن ترتبط ثلاث ذرات من الأكسجين معا لتشكل ما يسمى بالأوزون(O3).
ويتشكل الأوزون في طبقة الستراتوسفير عن طريق طاقة الإشعاع العالية القادمة من الشمس التي تقوم بتفكيك جزئ الأكسجين (O2) إلى ذرتي أكسجين مرتين (O+O) ثم ترتبط بعد ذلك بجزئيات الأكسجين المحيطة مشكلة الأوزون كما يلي:

(1) O+O طاقــــــةO2

(2) O3 طاقــــــة O+O2

وقد يتشكل الأوزون أيضا في حالة توفر بعض الظروف الخاصة في طبقة الجو السفلي ( التروبوسفير) ويسمى الأوزون التربوسفيرى ، إلا أن وجودة في هذه الطبقة يؤدى إلى إحداث الكثير من الأضرار بصحة الإنسان والنبات ويصبح غازا غير مرغوب فيه على العكس تماما من أهمية وجوده في طبقة الستراتوسفير لحماية الأرض من الأشعة فوق البنفسجية.

ما هي طبقة الأوزون؟

يتكون الغلاف الجوى للأرض من عدة طبقات هي التروبوسفير، الستراتوسفير ، الميزوسفير والثرموسفير.
ويتشكل الأوزون ويتفكك ثم يعاد تشكله مرة أخرى وبصورة مستمرة في طبقة الستراتوسفير التي تقع على ارتفاع يتراوح بين 15-55كم من سطح الأرض، وتتحقق الظروف المثالية لحدوث هذه الدورة المتزنة من تشكيل الأوزون وتفككه على ارتفاع يقارب 30 كم من سطح الأرض، ولذلك فان هذه المنطقة من طبقة الستراتوسفير تعتبر هي المنطقة الأغنى بغاز الأوزون ويطلق عليها طبقة الأوزون.


ما هي الأشعة فوق البنفسجية ـ ب وما هي آثارها؟

تعرف الأشعة الواقعة في نطاق الأطوال الموجية التي تتراوح بين 280 ـ 315 نانومتر والتي يتم امتصاصها بواسطة طبقة الأوزون بالأشعة فوق البنفسجيــــــــــة _ ب (UV-B).
وقد يؤدى التعرض إلى مستويات عالية من هذه الأشعة إلى الإصابة بمرض سرطان الجلد في الإنسان والحيوان، وكذلك الأضرار بالعين والتأثير على جهاز المناعة، كما ان الكثير من أنواع النباتات ذات حساسية كبيرة لهذا النوع من الأشعة وقد يؤدى تعرضها إلى مستويات عالية منها إلى تدمير محاصيلها، إضافة إلى الأضرار التي قد تلحق بالبيئة البحرية وغيرها من الأنظمة البيئية الأخرى.
وباختصار، فان التعرض لهذا النوع من الأشعة قد يؤدى إلى إلحاق الضرر بجميع أشكال الحياة على سطح الأرض.


لماذا نحمي طبقة الأوزون؟

تؤدى الدورة الطبيعية لعملية تفكك وتشكيل الأوزون إلى حمايتنا من الآثار الضارة للأشعة فوق البنفسجية ـ ب ، حيث تقوم جزئيات الأوزون عند تفككها بإعاقة هذه الأشعة القادمة من الشمس عن طريق امتصاصها ومنعها من الوصول إلى الأرض، ثم تعود هذه الجزئيات للتشكل مره أخرى وهكذا، وقد أدى استخدام الكثير من المواد الكيميائية التي قام الإنسان بتصنيعها إلى الإخلال بهذه العملية والتأثير على طبقة الأوزون مما دعا جميع دول العالم إلى التكاتف وتوحيد الجهود من اجل حماية هذه الطبقة.



حقائق علمية عن تناقص طبقة الأوزون

ـ في بداية السبعينات بدأ العلماء بالشك في أن بعض المواد الكيميائية المصنعة والتي تستخدم بشكل واسع في الكثير من التطبيقات لها علاقة كبيرة بالتأثير على دورة الأوزون الطبيعية في طبقة الستراتوسفير.
ـ دعمت هذه النظرية بعد ذلك بالعديد من البحوث التي أثبتت ان الكلورين والبرومين الناتج من بعض المواد الكيميائية المركبة يؤديان إلى خفض مستوى الأوزون الستراتوسفيرى.
ـ أثبتت بعض القياسات التي تم القيام بها منذ أواخر السبعينات تناقص مستويات الأوزون فوق جميع مناطق العالم بمعدل يتراوح بين 4-5% لكل حقبة عند خطوط العرض الوسطى(Mid-Latitudes).
ـ تناقصت مستويات الأوزون بصورة أسرع في الثمانينات عنها في السبعينات مما أكد فكرة تزايد ( تسارع) هذا التناقص.
ـ تلاحظ وجود تناقص كبير في مستويات الأوزون فوق الانتاركتيكا بالقطب الجنوبي، وقد وجد ان متوسط تركيز الأوزون فوقها قد تناقص بمعدل 40% في عام 1984 عن مستواه في الستينات ، وقد عرفت هذه الظاهرة باسم " ثقب الأوزون".


ما هي المواد المستنفذة لطبقة الأوزون ( O DS ) ؟

لجميع المواد الكيمائية المصنعة ذات القدرة على استنفاذ الأوزون الستراتوسفيرى ميزتان شائعتان هما ثبات هذه المواد في المستويات السفلى من الغلاف الجوى واحتوائها على عنصري الكلورين والبرومين، حيث يسمح لها ثباتها بالانتشار التدريجي خلال الغلاف الجوى حتى تصل إلى طبقة الستراتوسفير ثم تبدأ بالتفكك بواسطة أشعة الشمس ويتحرر عنصرا الكلورين والبرومين ليبدآ عملية تفكيك جزئيات الأوزون.
وتعتبر المواد التالية من أهم المواد المستنفذة لطبقة الأوزون وفقا لما حدده بروتوكول مونتريال بشأن المواد المستنفذه لطبقة الأوزون:
ـ الكلوروفلوروكاربونات (CFCs)
ـ الهالونــــات (HALONS )
ـ الهيدروكلوروفلوروكاربونات HCFCs) )
ـ الهيدروبرومو فلوروكاربونات ( HBFCs )
ـ رابع كلوريد الكربون ( CCl4 )
ـ كلوروفورم الميثيل (CH3 CCl3)
ـ بروميد الميثيل (CH3Br)
• تعتبر الهيدروكلورفلورو كاربونات ( HCFCs) مواد بديلة تم اكتشافها وتطويرها للاستخدام عوضا عن الكلوروفلوروكاربونات ( CFCs ) ، وهي مواد تساهم أيضا في استنزاف الأوزون الستراتوسفيرى ولكن بصورة أقل من الكلوروفلوروكاربونات ، وقد صنفت هذه المواد في البداية وفقا لبروتوكول مونتريال على أنها مواد انتقالية، ثم أدخلت ضمن قوائم المواد المستنفذة لطبقة الأوزون في التعديلات اللاحقة للبروتوكول ووضع لها جدول زمني محدد يبدأ بالتخفيض التدريجي لإنتاجها واستهلاكها وينتهي بالتخلص النهائي منها شأنها في ذلك شأن بقية المواد الأخرى.
أين تستخدم المواد المستنفذة لطبقة الأوزون؟

ان هناك الكثير من التطبيقات والصناعات التي تعتمد على استخدام المواد المستنفذة لطبقة الأوزون ، ومنها ما يلي:

 الكلوروفلوروكاربونات ( CFCs):
ـ تستخدم هذه المواد بشكل رئيسي في قطاع التبريد وتكييف الهواء وقد بدأ استخدامها في الثلاثينات كبدائل للمواد المستخدمة في ذلك الوقت مثل الامونيا وثاني أكسيد الكبريت ( مواد سامة وشديدة الاشتعال ) وذلك لما لها من خصائص هامة مثل عدم سميتها وعدم قدرتها على الاشتعال.
ـ المضخات الحرارية.
ـ مصانع المذيبات وتنظيف الدوائر الإلكترونية والأجهزة الإلكترونية والمواد المعدنية.
ـ صناعة الاصماغ والطلاء والأحبار.
ـ استخدامها في الايروسولات ( المرذذات ) مثل العطور والمبيدات وملطفات الهواء والمنظفات كدوافع تساعد على انتشار وحمل المادة الفعالة.
ـ تعقيم الأجهزة الطبية ، والاستخدام في المختبرات.
ـ إنتاج البلاستيك، الإسفنج، الأنابيب ، عوازل البناء وصناديق تغليف وحفظ الأطعمة.

 الهالونات (Halons):

تستخدم في أنظمة إطفاء الحرائق الثابتة وفي اسطوانات الإطفاء المحمولة.

 الهيدروكلوروفلوروكاربونات (HCFCs )

تستخدم في معظم التطبيقات التي تستخدم فيها الكلوروفلوروكاربونات ( CFCs) باعتبارها كبدائل مؤقتة لهذه المواد وذلك نظرا لقلة تأثيرها على طبقة الأوزون وحتى يتم التوصل إلى إيجاد بدائل أخرى غير مؤثرة.



 رابع كلوريد الكربون ( (CCl4

ـ تصنيع الكلوروفلوروكاربونات.
ـ صناعة المذيبات.
ـ إنتاج بعض الأدوية وفي المنتجات الزراعية.

 كلوروفورم الميثيل( CH3CCl3 )

ـ صناعة المذيبات.
ـ صناعة الطلاء والأحبار.
ـ في الايروسولات ( المرذذات) كمادة دافعة للمادة الفعالة.

 بروميد الميثيل ( CH3Br)

ـ مطهر ومعقم من الحشرات والآفات الزراعية في التربة واثناء زراعة وتخزين ونقل المنتجات الزراعية.
ـ تعقيم المباني ووسائل النقل.


كيف تؤثر المواد المستنفذة لطبقة الأوزون على الأوزون الستراتوسفيرى؟

تقوم أشعة الشمس بتفكيك المواد الكيمائية المحتوية على عنصري الكلورين والبرومين التي تصل إلى طبقة الستراتوسفير محررة ذرات هذين العنصرين التي تبدأ تفاعلاً متسلسلاً عن طريق تفكيك الغازات الاخرى ومنها الاوزون، حيث تقوم ذرة الكلورين أو البرومين الحرة بالاتحاد مع إحدى ذرات الأكسجين المشكلة لجزئ الأوزون مكونة أول أكسيد الكلورين أو أول أكسيد البرومين ومحولة جزئ الأوزون إلى جزئ أكسجين عادى ( O2) ، وتتكرر هذه العملية آلاف المرات مما يؤدى إلى خفض مستوى تركيز الأوزون الستراتوسفيرى، ويكفي ان نعرف ان كل ذرة من الكلوروين أو البرومين يمكن ان تكرر تفاعلها بالطريقة التي ذكرت ما يقارب من 100000 ( مائة آلف) مرة قبل ان يتم التخلص منها من طبقة الستراتوسفير.



.[b]