ثقــب الأوزون

موضوع: ثقــب الأوزون الخميس سبتمبر 08, 2011 8:59 pm

ثقــب الأوزون
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

16سبتمبر اليوم العالمي لحماية طبقة الأوزون؛ ذلك الغاز الأزرق الباهت شديد السمية.. والذي يعني اسمه "أوزون" في اللغة اللاتينية "رائحة".. فهل هو بهذه الأهمية ليحصل على كل هذا الاحتفاء؟
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

الأوزون مركب كيميائي يتكون من اتحاد 3 ذرات أكسجين (O3)، وهو ذو رائحة مميزة: رائحة البحر التي تعزى لتصاعد كميات قليلة من الأوزون، الذي تفوق سميته مركبات أول أكسيد الكربون والسيانيد.
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

ويتصف الأوزون بأنه يتفكك بالتسخين، وذلك عندما تتجاوز درجة الحرارة مائة درجة مئوية. ويتصف بقابليته للذوبان في الزيوت العطرية وبحساسيته الشديدة للصدمات والاهتزازات. كما أنه قابل للانفجار إذا وجدت معه وهو سائل بضع ذرات من الغازات العضوية.

ويعتبر العالم "ماتينوس فان ماركوس" أول من اكتشف وحضّر الأوزون عام 1758م، ثم حضّره "كريستيان سشونيين" في عام 1860م وأطلق عليه "الأوزون". ويتم تحضير الأوزون في المختبر بالاعتماد على تحليل جزيئات الأكسجين باستخدام الطاقة، ويتحقق ذلك عن طريق تحرير غاز الأكسجين الجاف والمبرد حتى درجة الصفر المئوي في جهاز خاص يسمى "مولد الأوزون"، ثم يتم إحداث تفريغ كهربائي هادئ داخل الجهاز؛ فيتولد بذلك غاز الأوزون.

يتكون الأوزون بشكل طبيعي نتيجة التفريغ الكهربي الناتج عن البرق، كما يتكون من جراء النشاطات البشرية في طبقة الستراتوسفير بواسطة التفاعلات الكيموضوئية. وطبقة الستراتوسفير إحدى أهم طبقات الغلاف الجوي، وتعرف أيضا بطبقة الأوزونوسفير (OZONOSPHERE) لأنها غنية بغاز الأوزون، ويبلغ سمكها 40 كم.
وفي العشرة كيلومترات الأولى من هذه الطبقة تظل درجات الحرارة ثابتة (حوالي 55 درجة مئوية تحت الصفر)، ثم ترتفع درجات الحرارة تدريجيا لتصل في نهاية الطبقة إلى حوالي مائة درجة مئوية؛ وذلك لوجود غاز الأوزون الذي يمتص الأشعة الحرارية ويعكس معظم الأشعة فوق البنفسجية.

ويمثل وجود طبقة الأوزون ضرورة لاستمرار الحياة على كوكب الأرض؛ حيث تمثل حزاما واقيا ودرعا حامية من الأشعة فوق البنفسجية. كما أنها تمتص جزءًا كبيرًا من الإشعاعات الكهرومغناطيسية وخاصة الإشعاعات التي تتصف بطاقتها العالية التي يتراوح طول موجاتها بين 240 و320 نانومترا.

الأوزون الموجود في الغلاف الجوي للأرض في حالة توازن ديناميكي؛ حيث يتعرض لعمليتي البناء والهدم بصورة مستمرة ومتوازنة ومتساوية في المقدار، وذلك في الظروف الطبيعية، ويمثل هذا التوازن ناموسا كونيا حتى تستقر الحياة. غير أن الملوثات البيئية التي تنشأ عن الصناعة والأنشطة البشرية ذات المنفعة المادية تؤدي إلى خرق هذا التوازن الفطري؛ مما يؤدي إلى حدوث الاضطرابات الكونية والتدهور البيئي.

وقد بدأ الاهتمام الدولي بمشكلة ثقب الأوزون (أولى مراحله عام 1972) مع بدء الحوار حول طائرات الكونكورد الأسرع من الصوت؛ حيث يمكنها العبور فوق الأطلنطي في ثلاث ساعات فقط، والتي تصنع احتكاكات في الجو ينتج عنها ارتفاع درجة الحرارة ومخلفات تؤثر على طبقة الأوزون

وبعد ذلك أوضح تقرير الهيئة التابعة لوكالة الفضاء الأمريكية أنه فيما بين 30 و64 درجة جنوب خطوط العرض -حيث يعيش غالبية سكان العالم- بلغت نسبة تناقص الأوزون من1.7% إلى 3% خلال الفترة من عام 1996 حتى 1986، وتبلغ مساحة الثقب حوالي 10% من منتصف الكرة الأرضية الجنوبي، وتأكد العلماء من اتساع فجوة الأوزون في أكتوبر 1987، وقدر مساحتها بما يعادل مساحة الولايات المتحدة الأمريكية، ويبلغ عمقها قدر ارتفاع جبل إيفرست، والفجوة يتخلخل فيها الأوزون وينقص بنسبة 40-50%.

وجاء في بيان صادر عن المنظمة العالمية للأرصاد الجوية بمناسبة اليوم العالمي لحماية طبقة الأوزون أن ثقب الأوزون بلغ هذه السنة (2003) حجما قياسيا، بعد أن سجل العام الماضي تراجعا ملحوظا. وقالت المنظمة: إن ثقب الأوزون كان في السنوات الأخيرة يبلغ حجمه الأقصى في منتصف وأواخر شهر سبتمبر.

ويؤدي تناقص الأوزون إلى زيادة الأشعة فوق البنفسجية التي تؤدي بدورها إلى انتشار سرطان الجلد، ونقص المحاصيل الزراعية، وتدمير الثروة السمكية، وإصابة الثروة الحيوانية بالأمراض.ويرجع السبب الرئيسي لإحداث ثقب الأوزون إلى تلوث البيئة بالكيماويات، وتصل هذه الكيماويات إلى منطقة الستراتوسفير عن طريق البخاخات أو الأيروسولات والطيران النفاث وإطلاق الصواريخ إلى الفضاء والتفجيرات النووية

استخدامات الأوزون

بالرغم من سُمية الأوزون فإن له استخدامات عديدة في الكثير من العمليات الصناعية التي تطبق فيها عمليات الأكسدة. كما أنه مادة مبيضة تستخدم لتبييض مختلف المركبات العضوية وخاصة الشموع والزيوت. بل ويستخدم في إزالة الروائح الكريهة من بعض المواد الغذائية، ويستعمل في صناعة بعض الأدوية مثل الكورتيزون.

يستخدم الأوزون في تعقيم وتكرير المياه ومعالجة مياه الشرب؛ حيث وجد أنه أسرع من الكلور 3200 مرة في قتل البكتريا والفيروسات، فضلا عن الفطريات والطفيليات، وبدون أي آثار جانبية. والأوزون يعد عاملا منظفًا للبيئة، لكن زيادة نسبته عن الحد المسموح به تحوله إلى عنصر ضار ومتلف ومدمر لها.

وقد حصل العالم الألماني "أوتو فاريورج" على جائزة نوبل لعامي 1931 و1944 عن أبحاثه في الاستخدام العلاجي للأوزون خاصة في حقل علاج السرطان. ويستخدم الأوزون كعلاج للأعصاب وحالات ضعف الذاكرة وفتور الدورة الدموية في فرنسا. ويؤكد الأطباء الفرنسيون الذين يستعملون الأوزون في الطب وعلاج الأمراض أن جرعات قليلة من الأوزون تفيد في تنقية الجسم من السموم وإزالة التوتر النفسي.

وقد اعتُرف بالأوزون كوسيلة علاجية في العديد من الدول الأوربية مثل إيطاليا والنمسا وفرنسا وسويسرا وإنجلترا وغيرها من الدول مثل اليابان والولايات المتحدة الأمريكية حتى وصل إلى مصر.

ويعتمد الاستخدام الطبي للأوزون على تنشيطه لخلايا الجسم الطبيعية بشكل آمن عن طريق زيادة نسبة الأكسجين المتاحة للخلايا إلى الحد الأمثل الذي يسمح بإطلاق المطلوب من الطاقة لأداء وظائفها الكاملة، ورفع درجة مناعتها لمقاومة الأمراض. كما أنه يثبط الفيروسات والبكتريا والفطريات والخلايا السرطانية عن طريق اختراقها وأكسدتها.

وأنشئ عام 1973 الاتحاد العالمي للأوزون؛ نظراً لتعدد فوائده، وانتشار استخدامه في المجالات الطبية والصحية العامة، ويحتفل العالم بالأوزون في شهر سبتمبر من كل عام؛ تقديراً لخدماته الجليلة التي يقدمها للبشرية، وتذكيراً بأهميته وأهمية الحفاظ على طبقة الأوزون من التآكل؛ لأن بهلاكها تهلك جميع الكائنات الحية، وتندثر الحياة على الكرة الأرضية.

**تم 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.

**في عام 1974 اكتشف العلماء لأول مرة ان طبقة الأوزون في أعلى الغلاف الجوي تصاب بما يشبه الثقب خصوصا فوق القطب الجنوبي الأمر الذي تسبب في ظهور القلق من هذه الظاهرة لأن هذه الطبقة تحمي الكائنات الحية من الأشعة فوق البنفسجية الخطرة.

وقد عرف العلماء أن سبب حدوث هذا الثقب
يرجع إلى غاز الكلوروفلور كربون المستخدم في الثلاجات
والمكيفات وبخاخات مزيلات العرق والمبيدات وغيرها الكثير

ولقد تقرر الحد من استخدام هذا الغاز عن طريق بدائل أخرى

**لماذا تظهر هذه الظاهرة في القطب الجنوبي أكثر رغم أن معظم النشاط الإشعاعي يتركز في النصف الشمالي للكرة الأرضية ؟
إن الغاز المتسبب في استنزاف الأوزون
يتفاعل مع ظاهرة وجود تيارات داثرية من الرياح
تدور حول القطبين مما يسفر في النهاية
إلى تركيز هذا الضرر هناك لان منطقة القطب الجنوبي
هي قارة واسعة مساحتها ضعف مساحة أستراليا
ومن الطبيعي أن تشتد ظاهرة الرياح الدائرية هناك

وتتفاعل مع غاز الكلوروفلور كربون فتصيب الأوزون بالضرر
بينما تكون الأضرار أخف حول القطب الشمالي
لفارق المساحة وسرعة ظاهرة الرياح الدائرية حول القطبين

» العلاقة بين الاحتباس الحراري وبين ثقب الأوزون