مقاله در مورد لایه اوزون

بخشی از مقاله

اگر لايه اوزون از بين برود ، زندگي از کره زمين رخت بر خواهد بست. با از بين رفتن لايه حياتي اوزون ، نسل بشري ، پوشش گياهي و حيات جانوري در مدت کوتاهي به صورت اسفباري منقرض خواهد گرديد. در حال حاضر که اين لايه آسيب ديده است ، تشعشعات ماوراي بنفش که به زمين

مي‌رسد شدت يافته و اين مسئله باعث ايجاد سرطانهاي پوست ، تضعيف مکانيزم دفاعي و ايمني بدن انسان و همچنين ايجاد آب مرواريد گرديده است. علاوه بر آن به علت آسيب ديدن لايه اوزون کل نظام زيست محيطي (اکوسيستم) در سراسر پهنه گيتي دچار ناهماهنگي و عدم توازن جدي و فزاينده شده است.
عوامل مخرب لايه اوزون :
عوامل کليدي موثر در رقيق شدن اوزون عبارتند از : آزمايش بمبهاي اتمي در جو زمين ، و شار اندک ذراتي از خورشيد (که با ميانه دوره 11 ساله لکه‌هاي خورشيدي متناظر است) ، نوسان شبه دو ساله فورانهاي آتشفشان ، مصرف متوالي کلرو فلوئورو کربن (اين گازها در حکم حلال در انواع افشانه‌ها به کار مي‌روند تحت نام کلي CFC (سي اف سي) معروفند که نمونه آنها گاز فريون (Freon) يخچالهاست.) در انواع افشانه‌هاي آرايشي و بسياري از صنايع شيميايي.

پيامدهاي ناشي از تخريب لايه اوزون :
تخريب و سوراخ شدن لايه اوزون باعث عبور غير قابل کنترل تابش فرابنفش خورشيدي مي‌شود که سبب افزايش دماي زمين و ذوب يخهاي قطبي و افزايش آب درياها شده که در نهايت به زير آب رفتن خشکيها مي‌انجامد و نيز موجب سوختگي پوست ، ابتلا به سرطان پوست و بيماريهاي چشمي ، همچنين وارد آمدن خسارت عمده به جانوران و گياهان مي‌شود. و بالاخره باعث انقراض زندگي تمام موجودات مي‌شود.

چگونگي جلوگيري از بحران لايه اوزون :
تحليل ميزان فلاوونوئيدها ممکن است اطلاعاتي راجع به مقدار اوزون در مناطق مختلف قطب جنوب و جاهاي ديگر به دست بدهد . بنا بر نظر مارکهام "وجود اين گياهان نوعي اميدواري را براي نگاه کردن به پيش از سال 1956 در پي يافتن نشانه‌هاي رقيق شدن در اوزون ، و نيز براي پاسخ دادن به اين پرسش پديد مي‌آورد که آيا رقيق شدن لايه اوزون در ميانه دهه 60 در ساير منطقه‌هاي قطب جنوب واقع شده است يا نه ." اگر چنين باشد ، ما بايد در اين باره که چرا چنين واقعهاي روي داده است، تجديد نظر کنيم. شايد هم نظريه کلرو فلئورو کربن بيش از حد مبتني بر ساده انديشي باشد .

با سلام
لايه اوزون قسمتي از استراتوسفر است که حاوي اوزون است. اوزون توانايي جالب توجهي در جذب برخي از فرکانس هاي اشعه فرابنفش دارد. لايه اوزون زياد چگال نيست. اگر آنرا درتراپوسفر متراکم شود ضخامت آن تنها در حد چند ميلي متر مي شود.
اوزون در جو زمين عموما توسط شکستن مولکول دو اتمي اکسيژن به دو اتم تنها بوسيله نور فرابنفش بوجود مي آيد. اکسيژن تک اتمي با اکسيژن نشکسته ترکيب مي شود و اوزون را بوجود مي آورند. مولکول اوزون ناپايدار است و هنگامي که نور فرابنفش به آن برخورد مي کند به يک مولکول اکسيژن و يک اکسيژن اتمي شکسته مي شود. به اين فرآيند مداوم واکنش زنجيره اي اوزون اکسيژن ناميده مي شود. بدين ترتيب لايه اوزون در استراتوسفر بوجود مي آيد.

لايه اوزون مي تواند در حضور کلر، فلوئور و يا برم تخريب شود که عمدتا به آن سوراخ اوزون گفته مي شود. اين عناصر در برخي ترکيبات پايدار به خصوص کلروفلوئوروکربنها( CFC) که به استراتوسفر راه يافته اند يافت مي شوند که بوسيله فعاليت نور فرابنفش روي آنها تجزيه مي شوند. گازهاي نامبرده از هوا چگال ترند به همين خاطر در سطح زمين پخش مي شوند و تقريبا با اکثر مواد آلي واکنش مي دهند. کلر اتمي اين توانايي را دارد که به مولاريته اوزون را به اندازه تقريبا100000 برابر کاهش بدهد.
تراکم اوزون اتمسفري در لايه اوزون توسط يک عامل مهم جهاني تغيير مي کند و آن دليل اين است که لايه اوزون در نزديکي استوا ضخيم تر و در نزديکي قطبها نازکتر است. ضخامت لايه هاي اوزون در نيمکره شمالي در سال تقريبا 4 % کاهش مي يابد. حدود 4.6% از سطح زمين بوسيله لايه اوزون پوشيده نمي شود که به آنها سوراخ اوزوني گفته مي شود.
سوئدي ها در 23 ژانويه 1978 اولين مردماني بودند که مصرف افشانه ها را به دليل صدمه زدن به لايه اوزون ممنوع کردند.
در دوم آگوست 2003 دانشمندان اعلام کردند که فرسايش لايه اوزون به سبب ممنوعيت استفاده از کلروفلوئوروکربنها در حال کاهش است.

راه‌هاي حفاظت از اوزن

________________________________________
اوزون خالص گازي است به رنگ آبي روشن و بويي شبيه سير دارد . اين گاز در اتمسفر زمين به مقدار بسيار كم وجود دارد.اوزون آلتروپي از اكسيژن با ساختاري خميده و زاويه است .




اوزون يك عامل اكسيده قوي است و در تروپوسفر يك آلوده كننده مضر است . اوزون بر پارچه و لاستيك صدمه مي‌زند . اما اوزون موجود در استراتوسفر ما را از اثرات بد اشعه فرابنفش در امام مي‌دارد.
در سال 1985 ماهواره‌ها تصوير سوراخ شدن لايه اوزون را در بهار قطب جنوب نشان دادند. ( بهار در نيم كره جنوبي يا پاييز در نيم‌كره شمالي )
در سپتامبر 1998 ، سوراخ اوزون يكي از عميق‌ترين و بزرگترين مقدار بوده است . وسعت اين سوراخ به اندازه مساحتي بزرگتر از امريكا‌ي شمالي بود . دليل اين تخريب به خوبي واضح و مسوول آن CFC ها بودند . CFC ها تركيباتي خنثي ، غير سمي ؤ غير قابل اشتعال هستند كه براي اولين بار در دهه 1930 توليد شدند .

اين مواد به عنوان سردكننده در يخچال‌ها و تهويه مطبوع ( در اتومبيل ) ، به عنوان حلال براي تميز كردن دستگاه الكترونيكي ميكروچيپ و همچنين به عنوان عامل فشار داخل قوطي اسپري‌ها استفاده مي‌شوند. در همه اين موارد به جزعوامل خنك كننده CFC ها به طور مستقيم در اتمسفرها مي‌شدند .
از مهمترين اين تركيبات فريون – 11 و فريون – 12 است كه يك نام تجارتي است.

فريون 12 - فريون 11 -
چون CFC ها فعال نيستند ، مي‌توانند با 100 سال در تروپوسفر بمانند ودر طي زمان ، جريان هوا آن را به استراتوسفر منتقل مي‌كند. در سال 1974 دو شيمي‌دان در دانشگاه كاليفرنيا به نام‌هاي رولاندو مولينا پيش‌بيني كردند كه اين تركيبات در حضور تابش فرابنفش در استراتوسفر به راديكال كلر شكسته مي‌شوند و سپس طي واكنش‌هاي زنجيره‌اي اوزون از بين مي‌رود.




شواهد مطمئن و قانع كننده در اين مورد در سال 1987 بوسيله پروازهاي تحقيقاتي ناسا با 25 ماموريت پروازي معلوم شد كه سوراخ اوزون دراستراتوسفر بالاي آنتاركتيكا ( قطب جنوب ) وجود دارد . واكنش‌هاي زنجيري ذكر شده 80% د ركاهش لايه اوزون نقش دارند و هر راديكال كلر توانايي نابود كردن 00/100 مولكول اوزون را تا قبل از بازگشت به تروپوسفر دارد. نابودي اوزون د رقطب جنوب به دليل شرايط آب و هواي موجود در بالاي قطب جنوب است . در طول زمستان ( از فروردين تا شهريور ) زماني كه تابش خوردشيد كم و يا اصلا وجود ندارد استراتوسفر بالاي قطب جنوب از هر زماني سردتر و سردتر از هر نقطه‌ديگر روي زمين مي‌شود.

دماي بسيار پايين و بادها سبب ايجاد يك گرداب هوايي قطبي چرخان مي‌شوند. از آنجايي كه ابرهاي يخي استراتوسفر شامل بلورهايي از نيتريك اسيد مي‌باشند ذرات فعال كلر روي سطح ابرها ميعان مي‌كنند . در بهار بابازگشت درخشش آفتاب و واكنش منتهي به رهاسازي راديكال كلر ، آغاز شده و كلر مونوكسيد به تخريب اوزون مي پردازد. در عمل هواي كرمتر گرداب هوايي رااز بين مي‌برد و هوايي كه كمبود اوزون دارد به سمت استراليا ، نيوزيلند و لبه‌هاي جنوبي افريقا و آمريكاي جنوبي گسترده ‌تر مي‌شود و به مدت چند هفته آن جا باقي مي‌ماند.

اگر دما در زمستان قطب جنوب اين قدر پايين نبود ونيتريك اسيد متبلور تشكيل نمي‌شد ، به جاي‌آن گاز نيتروژن اكسيد با CLOواكنش داده و كلر ونيترات تشكيل مي‌شد و نابودي اوزون را محدود

مي‌ساخت .هالون‌ها (Hallon) كه تركيباتي از برم هستند ، در تخريب لايه اوزون دخالت دارند. اين مواد شامل هستند و به عنوان عامل اطفاي حريق به كلر مي‌روند ، اما به جاي راديكال كلر ، راديكال برم توليد مي‌كنند. عامل ديگر تخريب لايه اوزون رها ساختن اكسيدهاي نيتروژن است كه به وسيله ميكروارگانيسم‌هاي خاك و اقيانوس‌ها آزاد مي‌شوند. افزايش تدريحي اين مواد به افزايش نابودي اوزون كمك مي‌كند به همين دليل ساختن هواپيماهاي مافوق صوت توسط امريكا ( كنكورد) متوقف شده است .

اهميت كار رولاند ومولينا در شفاف كردن نقشي CFC‌ها و نيتروژن اكسيدها درنابودي اوزون در سال 1995 مورد توجه قرار گرفت و به دريافت جايزه نوبل نايل آمدند. در اوايل سال 1978 استفاده از CFC‌ها به عنوان روان كننده در اسپري‌ها در امريكاي شمالي ممنوع اعلام شد. اولين تلاش بين‌المللي براي حفظ لايه اوزون در سال 1987 با امضاي پروتكل مونترال انجام شد.
اين قرار داد در سال 1990 و 1992 با توافق 140 ملت اصلاح شد و تقاضا براي خاتمه دادن به توليد CFC‌ها و يا تركيباتي كه اوزون رانابود مي‌كند از قبيل هالون‌ها و و (ضدعفوني كننده دفع آفات ) در سال 1995 سرعت بيشتري پيدا كرد.

در سال 1996 به سازمان صنايع جهاني قرارداد پروتكل مونترال راامضا كردند و استفاده از CFC‌ها ممنوع شد و براي كشورهاي درحال توسعه تا 2010 وقت داده شد كه توليد CFC‌ها را كنترل كنند. توليد CFC‌ها به طور كامل قطع نشده است ودر كشورهاي چين و هند و كشورهاي در حال توسعه هم چنان توليد مي‌شود. درروسيه هم هنوز نتوانسته‌اند به خط پايان توليد 1996 برسند و يك بازار

سياه خريد CFC‌ها در امريكا و ديگر كشورهاي صنعتي ايجاد شده است و CFC‌ها ، CFC‌H مانند بود كه اتم كلر كمتري دارند. اين مواد به آساني در تروپوسفر شكسته مي‌شوند و كمتر به استراتوسفر مي‌رسند . به هر حال چون تا حدي در نابودي اوزون موثر هستند، مقدار مصرف آن‌ها از طرف پروتكل مونترال كنترل مي‌شودو گروههاي حافظ محيط زيست در صدد ممنوع كردن توليد اين ماده هستند و تا سال 2030 بايد توليدشان متوقف شود . HFCها جانشين بهتري براي CFC‌ها هستند . چون اصلا

كلر ندارند . يكي از اين مواد است كه به عنوان سرد كننده در يخچال‌ها به جاي فريون استفاده شده است در سال 1994 درصنعت الكترونيك از آب صابون وموادي خشك به جاي CFC‌ها به عنوان تميزكننده استفاده شد. در صنايع خانگي امريكا تركيب جانشين ( فريون – 12 ) براي يخچال خانگي شده است . بيشتر ماشين‌هاي جديد در امريكا براي كولر از 134- HCF استفاده مي‌كنند. با اين تبديل 140 ميليون وسيله نقليه كه در جاده‌هاي امريكا با حركت خود دردسر ايجاد مي‌كردند ، ديگر چنين مشكلي ندارند. صنعت برق كه در ابتدا مقدار زيادي CFC به عنوان عامل تميز كننده به كار مي‌برد، امروزه مواد شيميايي جديد جايگزين كرده است . براي مثال كارخانه‌هاي IBM كه توليد كننده اصلي CFC ها بودند، در حال حاضر به فناوري جديد روي آورده‌اند . در بسياري از

ساختمان‌هاي اداري براي سيستم سردكننده به جاي فريون – 11 از 123 – HCFC استفاده مي‌شود. اتم هيدروژن در HCFC ها سبب فعال شدن بيشتر اين تركيب‌ها در دماي پايين تر مي‌شوند. درنتيجه قبل از اين كه استراتوسفر برسد ، ناپديد مي‌شوند. متاسفانه مشكلات جدي در درازمدت از استفاده HCFها نيزايجاد مي‌شود كه آب و هوا جوي را شامل مي‌گردد.
همچنين دانشمندان در جستجوي جايگزيني براي هالون‌ها هستند . تركيب گاز جادويي غير سمي است كه براي هواپيما و ماشين‌هاي مسابقه و تانك‌هاي ارتش در صورت آتش‌‌گرفتن استفاده

مي‌شود . به نظر مي‌رسد انتخاب براي اين هدف كانديد شود زيراعمر موثر آن در اتمسفر بيش از چندروز نيست . اما لازم است تحقيقات بيشتري روي آن از جنبه تاثير بر لايه اوزون انجام شود. صنايع شيميايي براي جلوگيري از نابودي اوزون به‌طور اعجاب‌انگيزي دارد عمل شده‌اند واميدوار كننده است كه در صورت يك بحران زيست محيطي ما مي‌توانيم به سرعت وارد عمل شويم . در حال حاضر محيط زيست در درجه اول اهميت قرار دارد.

تحقيقات براي يافتن ماده‌اي شيميايي كه هم خوب سردكننده باشد وهم به محيط زيست آسيب نرساند. براي جايگزين كردن CFC ها ادامه دارد. CFC ها از نظر جهاني تقريبا به كمتر از نصف توليد آن در سال 1986 رسيده است