ما الذي يسهم في تحلل الأوزون
هناك العديد من المركبات الكيميائية التي تؤدي إلى تآكل طبقة الأوزون، وهي:
- رباعي كلوريد الكربون: هو سائل عديم اللون، سام وغير قابل للاشتعال، يستخدم في تعقيم الحبوب بالبخار وعمليات التنظيف الجاف، ويمكن أن يبقى في الغلاف الجوي لمدة تصل إلى 42 عاما.
- الهالونات: يعرف غاز الهالونات بغاز البروموثلاثي فلوروميثان، والهالون هو غاز عديم اللون والرائحة، ويحتوي على نسبة صغيرة من السموم، ولكنه يحل محل الهواء ويسبب الاختناق، والاستخدام الرئيسي لغاز الهالون هو إطفاء الحرائق، مما يؤدي إلى استنفاد طبقة الأوزون؛ لأنه يحتوي على البروم، وهو العنصر المدمر لطبقة الأوزون.
- كلوريد الميثيل: هو غاز عديم اللون يستخدم كسائل تنظيف أو مذيب، ويتسبب في تآكل طبقة الأوزون عندما يصل إلى الغلاف الجوي ويتفاعل الكلور مع الأوزون، ويمكن أن يبقى في الغلاف الجوي لمدة سنة كاملة.
- مركبات الكلوروفلوروكربون: وهي المركبات التي يقع عليها العامل الأكبر في تآكل طبقة الأوزون، حيث يدخل في تكوينها نسب متباينة من ذرات الكربون، والهيدروجين والكلور والفلور، وهي مركبات خالية من السم، وغير قابلة للاشتعال، وعندما تقوم الأشعة فوق البنفسجية بتكسير روابط جزيئات تلك المركبات في طبقة الستراتوسفير، تنبعث ذرات الكلور إلى الغلاف الجوي، والتي تدمر غاز الأوزون بعد تفاعلها معه، وتنبعث تلك المركبات نتيجة استخدام غاز الثلاجات والصابون ورذاذ البخاخات ومكيفات الهواء ومبيدات الحشرات والدهانات، والتي يُستخدم البعض منها بشكل يومي.
- العوامل الطبيعية: فهناك بعض العوامل التي تحدث بشكل طبيعي، تتسبب في تآكل طبقة الأوزون، ومن بينها الانفجارات البركانية ورياح طبقة الستراتوسفير.
أسباب تآكل طبقة الأوزون
وهناك العديد من الغازات التي تؤدي إلى تآكل طبقة الأوزون وهي:
- غاز الكلور: من بين أهم مصادر غاز الكلور هي مركبات الكلوروفلوروكربون التي تنتج من الأنشطة الصناعية، وهناك عوامل أخرى تسبب انبعاث هذه المركبات مثل البراكين والمعززات الصاروخية ومبيضات الكلور المنزلية والكلور في أحواض السباحة ومحطات معالجة المياه ورذاذ البحر واحتراق الكتلة الحيوية.
- غاز بروميد الميثيل: يعرف أيضا باسم برومو ميثان، وهو غاز عديم اللون والرائحة يستخدم في تعقيم التربة بالبخار والتخلص من الآفات، ويمكن أن تكون مصادر هذا الغاز طبيعية مثل احتراق الكتلة الحيوية أو المحيطات.
- بخار الماء: المسطحات المائية الطبيعية، مثل البحيرات والأنهار والمحيطات، هي المصدر الرئيسي لانبعاث بخار الماء، بالإضافة إلى عمليات أكسدة الميثان والأنشطة الصناعية.
- أكسيد النيتروس: يعرف أيضا بلقب غاز الضحك وهو غاز عديم اللون، ومصادره الرئيسية هي البرق الناجم عن العواصف الرعدية، ودورة النيتروجين الطبيعية، ويتكون أيضا عند حرق الوقود في محركات الاحتراق الداخلي، ويستخدمه الأطباء كمخدر أثناء معالجة المرضى.
- غاز الميثان: هذا الغاز هو غاز قوي ومكون أساسي للغاز الطبيعي، وينبعث الأوزون من مصادر طبيعية في الغالب، ويتكون عند تحلل الحيوانات الميتة والنباتات القديمة في الرواسب والمستنقعات. كما يتكون في معدة الحيوانات المجترة في الظروف الغير هوائية، وفي حقول الأرز، وهناك مصادر أخرى لانبعاث غاز الميثان مثل نشاطات البشر مثل تدمير الغابات.
كيف يتكون الأوزون
- يتكون غاز الأوزون عندما يتم كسر التساهمية الثنائية في جزيء الأكسجين عن طريق الأشعة فوق البنفسجية، مما يؤدي إلى تكوين ذرتي أكسجين نشطتين، حيث تتفاعل كل ذرة منهما مع جزيء الأكسجين (O2)، لتتكون جزيئات الأوزون (O3).
العامل الحفاز في تحلل الأوزون
- عندما تمتص الأشعة فوق البنفسجية ذات الطاقة العالية بواسطة جزيء الأوزون، يتفكك غاز الأوزون وينشق الجزيء إلى غاز أكسجين ثنائي الذرة وذرة أكسجين.
- وتجدر الإشارة إلى أن الجزيئات المكونة للأوزون تعرف بالرمز O3، أما الذرة الواحدة للأكسجين فرمزها هو O، ورمز غاز الأكسجين ذو الذرتين هو O2.
- وبالتالي فإن المعادلة الكيميائية لتحلل جزيء الأوزون هي: O3= O+ O2.
أهمية غاز الأوزون
تتمثل أهمية غاز الأوزون فيما يلي:
غاز الأوزون يحمي من الأشعة فوق البنفسجية
- الطبقة التي تحتوي على طبقة الأوزون في الستراتوسفير هي الطبقة الواقية للكائنات الحية من الأشعة فوق البنفسجية التي تتساقط من الشمس على سطح الأرض.
- حيث تتولد من هذه الأشعة إشعاعات تضر بجميع الكائنات الحية الموجودة في كوكب الأرض.
- وبالتالي، يحتفظ وجود طبقة الأوزون بحياة كل هذه المخلوقات، مما يضمن استمرار الحياة على الأرض.
- فالعوالق التي تعتمد عليها الكثير من الكائنات الحية في غذائها، والنباتات، لا يمكنها العيش بوجود الأشعة فوق البنفسجية.
- إضافة إلى عدم قدرة الإنسان على مقاومة أضرار هذه الأشعة وأبرزها الحروق، تعمل طبقة الأوزون على حماية جميع الكائنات الحية من الأشعة فوق البنفسجية.
غاز الأوزون يُستخدم في التعقيم
- غاز الأوزون يحتوي على مواد مضادة للبكتيريا والجراثيم والميكروبات، مما جعله يفوق الكلور وثاني أكسيد الكلور في عمليات التعقيم.
- يمنع غاز الأوزون انتشار الفيروسات والبكتيريا والعفن والخميرة وغيرها من الكائنات الدقيقة عن طريق عملية الأكسدة.
- ويتفاعل غاز الميثان مباشرة مع تلك الكائنات، مما يؤدي إلى تدمير جدران خلاياها، أو يتفاعل مع المنتجات الثانوية التي تسبب تحلل الأوزون، وبالتالي يقل عدد العوامل المسببة للأمراض.
- نظرا للخواص القوية للأوزون في عملية التعقيم، يتم استخدامه في العديد من التطبيقات مثل تطهير حمامات السباحة وبرك السباحة الداخلية، والقضاء على المخاطر الكيميائية، وحفظ الأطعمة، وتعقيم الأجهزة والأسطح المختلفة، وتطهير مياه الشرب والصرف الصحي.
أضرار ثقب الأوزون
يعتبر اتساع ثقب الأوزون نتيجة للمواد والمركبات المتصاعدة من أبرز المشكلات البيئية التي تشكل خطرا كبيرا على كوكب الأرض. يسمح هذا الثقب بزيادة نسبة الأشعة فوق البنفسجية المتسللة إلى سطح الأرض، مما يؤدي إلى مخاطر صحية على جميع الكائنات الحية
أضرار ثقب الأوزون على الإنسان
- تسبب الأشعة فوق البنفسجية ضررا في عدة أجزاء من العين مثل القرنية والعدسة والملتحمة، ومن الأمراض التي يسببها للعين مرض الماء الأبيض ومرض العمى الثلجي.
- تعرض الإنسان للأشعة فوق البنفسجية يؤثر سلبا على بشرته، وفي حالة زيادة التعرض لها قد يصاب بأمراض مثل سرطان الجلد وأنواعه المتمثلة في سرطان الخلايا الحرشفية وسرطان الخلايا القاعدية، وهي سرطانات تنمو ببطء ويمكن إزالتها جراحيا.
- يتأثر جهاز المناعة في جسم الإنسان بالأشعة فوق البنفسجية، مما يقلل من قدرته على محاربة الأمراض، ويساعد في تنشيط بعض الفيروسات في الجسم.
أضرار ثقب الأوزون على النباتات
- تتأثر النباتات سلبا بالأشعة فوق البنفسجية، وأهم ما يتأثر فيها هو وظائفها الحيوية ودورتها النموية ومراحل تطورها.
- عندما تتأثر النباتات بهذه الأشعة، تنتشر الأمراض بين النباتات، ويحدث اختلال في التوازن النباتي.
أضرار ثقب الأوزون على البيئة البحرية
- تتأثر جميع الكائنات الحية البحرية سلبا عند تعرضها للأشعة فوق البنفسجية.
- تشكل هذه الأشعة خطرا على النباتات البحرية والأسماك وتؤدي إلى تدمير الشعاب المرجانية والكائنات البرمائية ، بالإضافة إلى التهديد الذي يشكله على الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش في الحصائر الميكروبية.
- من بين الكائنات البحرية المتأثرة بتسرب الأشعة فوق البنفسجية، تشمل البكتيريا الخضراء المزرقة التي تثبت مركبات النيتروجين الضرورية لنمو الكائنات الحية في البيئة البحرية والبرية.
- بالإضافة إلى التأثير السلبي للأشعة فوق البنفسجية على امتصاص ثاني أكسيد الكربون، الذي يلعب دورا هاما في ظاهرة الاحترار.
يسمى احتجاز الغازات الموجودة في الغلاف الجوي لأشعة الشمس
- يطلق على ظاهرة احتجاز الغازات الموجودة في الغلاف الجوي لأشعة الشمس اسم الاحتباس الحراري.
- وظاهرة الاحتباس الحراري تختلف عن مشكلة ثقب الأوزون.
المراجع