بحث علمي عن طبقة الازون و اهميتها

معلومات عن طبقة الأوزون

هي طبقة من طبقات الغلاف الجوى، وسُميت بذلك لأنها تحتوى على غاز الأوزون وتتواجد فى الغلاف "الأستراتوسفيرى". يتكون غاز الأوزون من ثلاث ذرات أكسجين مرتبطة ببعضها ويرمز إليها بالرمز الكيميائي (O3) . و يتألف الأوزون من تفاعل المواد الكيميائية إلى جانب الطاقة المنبعثة من ضوء الشمس متمثلة في الأشعة فوق البنفسجية على صفحات موقع فيدو ، وفى طبقة الاستراتوسفير (إحدى طبقات الغلاف الجوى) يصطدم غاز الأكسجين - والذي يتكون بشكل طبيعي من جزيئات ذرتي أكسجين (O2) - بالأشعة فوق البنفسجية المنبعثة من الشمس، وهذه الذرات تصبح حرة لكي تندمج مع أجسام أخرى، ويتكون غاز الأوزون عندما تتحد ذرة أكسجين واحدة (O) مع جزئي أكسجين (O2) وهذا هو الأكسجين الذي يستنشقه الإنسان ليكونوا (O3) .

ما هي طبقات الغلاف الجوى .. المزيد

يقدر ارتفاع غاز الأوزون عن سطح الأرض بـ 30-50 كيلومتر، وسمكه يصل ما بين 2-8 كيلومتر.
ويمكن أن تتكون طبقة الأوزون في ارتفاع أقل من 30 كم ويتم ذلك عن طريق تفاعل المواد الكيميائية مثل:
الهيدروكربون وأكسيد النتريك إلى جانب ضوء الشمس بنفس الطريقة التي يتحد بها الأكسجين مع الطاقة المنبعثة من الشمس، ويكون هذا النوع من التفاعل بما يسمى "بسحابة الضباب والدخان" حيث تأتى هذه المواد الكيميائية من عادم السيارات لذلك نحن نرى هذه السحابة بأعيننا فوق سماء المدن، ومن أشهر الأمثلة على حدوث السحابة السوداء تلك التي انتشرت فى سماء "لندن" عام 1952 ونجم عنها خسائر فى الأرواح وصلت ما يقرب من أربعة آلاف شخصاً حيث ساد التعتيم على هذه المدينة لبضعة أيام لم يرى سكانها شمس النهار من كثافة هذا الضباب الدخانى. وكلما تكونت طبقة الأوزون على ارتفاع عالٍ كلما كان مفيدا ً ، أما إذا تكونت على ارتفاعات منخفضة كلما كان ذلك خطيرا ً وضار بالإنسان والحيوان والنبات لأنها تسبب التسمم.

وعلى الرغم من وجود غاز الأوزون بعيدا ً عن الأرض فهو لا يسبب أي أذى مباشر لسكا نها ، على العكس تماما ً بالنسبة للنباتات فيصل تأثيره إليها، حيث يمتص غاز الأوزون الطاقة الحرارية التي تنعكس من سطح الأرض وهذا يعنى أن الطاقة تظل قريبة من سطحها ولا يسمح لها بالنفا ذ وهذا ما يمكن أن نسميه بظاهرة الاحتباس الحراري. أي أن غاز الأوزون هو غاز الصوبات الخضراء.

* أهمية طبقة الأوزون:
من أهم وظائف طبقة الأوزون هي حماية سطح الأرض من الأشعة الضارة للشمس من أن تصل لسطحها الأشعة فوق البنفسجية ب، التي تسبب أضراراً بالغة للإنسان وخاصة سرطانات الجلد .. وأيضاً للحيوان والنبات على حد سواء. كما أن وجوده فى الهواء بتركيز كبير يسبب الأعراض التالية: ضيق فى التنفس، حالات من الإرهاق والصداع .. وغيرها من الاضطرابات التي تعكس مدى تأثر الجهاز العصبي والتنفسي.
* هدم طبقة الأوزون (ثقب الأوزون):
هدم طبقة الأوزون أو تآكلها أو استنزافها أو ثقبها كلها مرادفات لما يحدث من دمار لهذا الطبقة الحامية للكرة الأرضية وللكائنات التي تعيش على سطحها .. يا تُرى كيف تتم عملية الهدم هذه؟
يتم تآكل طبقة الأوزون من خلال حدوث التفاعلات التالية:
1- تقوم الأشعة فوق البنفسجية بتحطيم مركبات الكلوروفلوروكربون (CFCs) مما يؤدى إلى انطلاق ذرة كلور نشطة.
2- تتفاعل ذرة الكلور النشطة مع جزيء من غاز الأوزون.
3- ينتج عن تفاعل ذرة الكلور مع جزيء الأوزون = جزيء أكسجين وأول أكسيد الكلورين.
4- تتفاعل ذرة أكسجين نشطة مع أول أكسيد الكلور حيث تنطلق ذرة كلور نشطة لتحطيم جزيء أوزون جديد وهكذا تتم الدورة.
* ما هي الأسباب الأخرى التي تدمر طبقة الأوزون؟
1- أكاسيد النيتروجين، مثل أول أكسيد النيتروجين وثاني أكسيد النيتروجين الذين ينطلقان من بعض أنواع الطائرات التي تطير بمستوى طبقة الأوزون.
2- ظاهرة الاحتباس الحراري ..
3- مركبات (الكلوروفلوروكربون) المستخدمة فى المكيفات وأجهزة التبريد فى أي مكان سواء فى المنازل أو السيارات، أو تلك المستخدمة فى تركيب العطور و المبيدات الحشرية والأدوية .. إلى أى مدى تساهم المبيدات الحشرية فى تلوث البيئة؟
4- الهالونات (Hallons) التي تستخدم فى مكافحة الحرائق .. المزيد عن الإسعافات الأولية للحرائق
5- بروميد الميثيل (Methyl bromide) المستخدم كمبيد حشري لتعقيم المخزون من المحاصيل الزراعية ولتعقيم التربة الزراعية نفسها.
6- بعض المذيبات (Solvents) المستخدمة فى عمليات تنظيف الأجزاء الميكانيكية والدوائر الإلكترونية.
* الأضرار الناتجة عن تآكل طبقة الأوزون:
- استنزاف طبقة الأوزون وزيادة الأشعة فوق البنفسجية يؤديان إلى تكون السحابة السوداء " الضباب الدخانى" الذي يبقى معلقاً فى الجو لأيام، وينجم عنه نسبة فى الوفيات عالية لما يحدثه من قصور فى وظائف التنفس والاختناق.
- تآكل طبقة الأوزون واختراق الأشعة البنفسجية بكميات متزايدة إلى سطح الأرض يضعف من كفاءة جهاز المناعة عند الإنسان ويجعله أكثر عرضة للإصابة بالفيروسات مثل الجرب المقدمة سلفاً على صفحات موقع فيدو من تعريف له وأعراضه وطريقة علاجه، أو الإصابة بالبكتريا مثل مرض الدرن وغيره من الأمراض الأخرى.
- مع زيادة التآكل فى طبقة الأوزون، يلحق بالعين أضراراً كبيرة مثل الإصابة بالمياه البيضاء (ما هو الماء الأبيض؟) أو المياه الزرقاء.
- إصابة الإنسان بالأورام الجلدية التي من المتوقع أن تصل الإصابة بها على مستوى العالم إلى ما يُقدر بـ (300) ألف حالة سنوياً من السرطانات الجلدية.
- تفاقم أزمة الاحتباس الحراري.
- تأثر الحياة النباتية والزراعية، حيث أنه هناك بعض النباتات التي لها حساسية كبيرة من الأشعة فوق البنفسجية التي تؤثر على إنتاجها وتضر بمحتواها المعدني وقيمها الغذائية وبالتالي محصول زراعي ضعيف.
- الحياة البحرية، التي تشتمل على الأسماك والعوالق النباتية لا تستطيع الفرار من الآثار المدمرة لاختلال طبقة الأوزون .. فهذه الكائنات الحية البحرية لها دور كبير فى المحافظة على التوازن البيئي وخاصة العوالق النباتية حيث تمتص ثاني أكسيد الكربون من الجو وبالتالي إمداد الأكسجين للكائنات الحية الأخرى والتخفيف من ظاهرة الاحتباس الحراري.
- التغيرات المناخية فى الطقس، وخاصة عند ارتفاع درجات الحرارة والتي تزيد بدورها من معضلة تلوث الهواء (تلوث الهواء بفيدو). حيث أن درجة حرارة سطح الأرض تؤثر على حركة الهواء صعوداً وهبوطاً وبالتالي على حركة التلوث الجوى بين التشتيت والإرساب، فيتبع صعود الملوثات عملية التسخين المستمرة للطبقة السفلية من الغلاف الغازي الموجود على سطح الأرض أثناء ساعات النهار والتي تبلغ ذروتها خلال شهور الصيف ونتيجة لذلك يحدث انتشار للملوثات مع حركة الهواء، أما هبوط تلك الملوثات وعدم انتقالها مع الهواء ينشأ من عملية التبريد المستمرة أثناء ساعات الليل والتي تزيد خلال فصل الشتاء مما يؤدى إلى عملية ترسيب لهذه الملوثات.
- وحرائق الغابات (الغابات على صفحات موقع فيدو) وظاهرة التصحر والارتفاع فى مستوى سطح البحر الشواطىء عديدة فى العالم كل ذلك من جراء ثقب طبقة الأوزون.
المزيد عن ظاهرة التصحر بموقع فيدو ..

* شرح موجز لبعض المصطلحات الهامة:
* ما هو الضباب الدخانى (Smog) ؟
اختلاط الأدخنة المتصاعدة من العمليات الصناعية المختلفة ببخار الماء الموجود فى الهواء هو السبب فى تكوين الضباب الدخانى "الضبخن" الذى يسبب الاختناق فى كثير من الأحيان.
ويوجد تصنيفان للضباب الدخانى:
أ- الضباب الدخانى التقليدى (Classical smog) أو الضباب الدخانى الصناعى وينتشر وجوده فى المدن القائمة على الصناعة، حيث يكون الهواء لونه رمادياً ويظهر مع انخفاض درجات الحرارة فى فصل الشتاء ومع وجود الرطوبة. وعن أسباب حدوث هذا النوع من "الضبخن" وجود الملوثات التالية واختلاطها بالهواء، مثل: الغبار، الدخان، الرماد، الجسيمات الدقيقة، أكاسيد الكبريت ... الخ. وعن توقيت حدوثه فى فصل الشتاء يكون فى الصباح الباكر، ويؤثر على عمليات التنفس عند الإنسان وخاصة لمن يعانون من أزمات الربو .. المزيد عن أعراض الحساسية الصدرية بموقع فيدو
ب- الضباب الكيميائى الضوئى (Photochemical smog)، لون الهواء هنا بنياً وله رائحة كريهة ويرتبط حدوثه بفصل الصيف وارتفاع درجات الحرارة. وعن الملوثات المتسببة فى ظهور "الضبخن الكيميائى- الضوئى"، هى: الأوزون، أكاسيد النيتروجين، الهيدروكربونات، أول أكسيد الكربون .. وعند تعرض هذه الملوثات لأشعة الشمس تتفاعل مع الهيدروكربونات وتكون الأكاسيد الكيميائية-الضوئية. يتكون فى منتصف النهار فى فصل الصيف.
من الأضرار: تهيج الجهاز التنفسى والعين.
* ما هو الهالون؟
غاز الهالون يقع ضمن تصنيف المواد الهالوجينية التى يدخل الكلور والفلور والبروم واليود فى تركيبها . و غاز الهالون هو عبارة عن غاز الميثان الذى يتكون من ذرة كربون وأربع ذرات هيدروجين يحدث تكسير للترابط مابين ذرات الكربون والهيدروجين بأن تحل الفلور أو الكلور أو البروم محل الهيدروجين فتصبح كالتالي وهذا المركب الجديد أثقل من حيث الوزن الذري عن المركب الأول وبالتالي يستقر المركب الجديد على سطح الحريق نتيجة لزيادة الثقل والتي يتبعها زيادة في الترابط والتي تحتاج إلى قوة كبيرة لفك هذا الترابطن ويُستخدم فى إطفاء الحرائق.
* ما هي مركبات الكلوروفلوروكربون؟
مركبات الكلوروفلوروكربون هى تلك المركبات المعروفة صناعياً "بالفريون" الذى يُستخدم فى أجهزة التبريد من الثلاجات والمكيفات، كما تدخل قى صناعات الإيروسول ( البخاخات المعطرة والمزيلة لرائحة العرق )، وفى الصناعات الإلكترونية أيضاً. وهذه المركبات عمرها طويل يمتد إلى مائة عام وربما أكثر من ذلك. ويأتى أثرها الضار من الصعود لطبقات الجو العليا حيث يتحرر الكلور منها بفعل الأشعة فوق البنفسجية وهذا الكلور هو الذي يعمل على تدمير الأوزون وهو أحد أسباب ثقوب الأوزون وتقليل نسبه في الغلاف الجوي.
* ما هو بروميد الميثيل؟
غاز بروميد الميثيل هو غاز عديم اللون والرائحة، ويُستخدم كمبيد حشرى لمقاومة الآفات الزراعية وفى تخزينها أيضاً
يسبب تهيج شديد للجهاز التنفسى بعد التعرض له بحوالى 4-12 ساعة. ومن أعراضه السلبية التى تظهر على الإنسان عند التعرض له: الصداع، الدوار، الغثيان، الرعشة، ضعف فى رد فعل العضلات، وقد يسبب حروق للجلد عند ملامسته.
* ما هي المذيبات؟
المذيبات العضوية هي مواد كيماوية سامة مثل: الأثير – الأسيتون – التولوين، وتستعمل هذه المذيبات في مواد اللصق والدهان ووسوائل التنظيف. وقد تسبب اختناق الإنسان لأنه لا تمكن من وصول الأكسجين للدم، كما لها أثر ضار على الكبد والكلى والجهاز العصبى.