ما الذي يسهم في تحلل الأوزون
توجد العديد من المركبات الكيميائية التي تسبب تآكل طبقة الأوزون، ويمكن الإطلاع عليها من خلال السطور التالية:
- رباعي كلوريد الكربون: هو سائل عديم اللون يتم استخدامه في تعقيم الحبوب بالبخار وعمليات التنظيف الجاف، وهو غير قابل للاشتعال وله سُمية عالية، ويمكن أن يبقى في الغلاف الجوي لمدة تصل إلى 42 عامًا.
- الهالونات: يُدعى غاز الهالونات بغاز البرومو-ثلاثي فلورو-ميثان، وهو غاز عديم اللون والرائحة، يحتوي على نسبة صغيرة من السموم، ولكنه يحل محل الهواء ويسبب الاختناق، ويستخدم بشكل رئيسي لإطفاء الحرائق، مما يؤدي إلى استنفاد طبقة الأوزون؛ نظرًا لاحتوائه على البروم الذي يساهم في تدمير طبقة الأوزون.
- كلوريد الميثيل: هو غاز عديم اللون يستخدم كسائل تنظيف أو مذيب، ويؤدي إلى تآكل طبقة الأوزون عندما يصل إلى الغلاف الجوي ويتفاعل الكلور مع غاز الأوزون، ويمكن أن يبقى في الغلاف الجوي لفترة تصل إلى سنة كاملة.
- مركبات الكلوروفلوروكربون: تشير هذه المركبات إلى المواد التي يتسبب استخدامها في تآكل طبقة الأوزون بفعل العامل الأكبر، حيث تحتوي على نسب مختلفة من ذرات الكربون والهيدروجين والكلور والفلور، وتكون هذه المركبات غير سامة وغير قابلة للاشتعال. وعندما تتعرض لأشعة البنفسج فوق البنفسجية، فإنها تنفصل إلى ذرات الكلور التي تدمر غاز الأوزون بعد تفاعلها معه. تتم إنتاج هذه المركبات عادةً بواسطة غازات الثلاجات والصابون ورذاذ البخاخات ومكيفات الهواء ومبيدات الحشرات والدهانات، ويستخدم بعضها بشكل يومي.
- العوامل الطبيعية: هناك بعض العوامل الطبيعية التي تتسبب في تآكل طبقة الأوزون، مثل الانفجارات البركانية ورياح طبقة الستراتوسفير.
أسباب تآكل طبقة الأوزون
وهناك العديد من الغازات التي تؤدي إلى تآكل طبقة الأوزون وهي:
- غاز الكلور: تعتبر مركبات الكلوروفلوروكربون التي تنتج عن الأنشطة الصناعية من أهم مصادر غاز الكلور، وهناك أيضاً عوامل أخرى تؤدي إلى انبعاث تلك المركبات مثل البراكين والصواريخ ومبيضات الكلور المنزلية والكلور المستخدم في أحواض السباحة ومحطات معالجة المياه ورذاذ البحر واحتراق الكتلة الحيوية.
- غاز بروميد الميثيل: البروميثان هو غاز بلا رائحة ولا لون يعرف أيضًا باسم غاز الميثيل بروميد، ويستخدم في تعقيم التربة بالبخار والتخلص من الآفات، وقد تأتي مصادر هذا الغاز من مصادر طبيعية مثل الاحتراق الحيوي والمحيطات.
- بخار الماء: يعتبر المصدر الرئيسي لانبعاث بخار الماء هو المسطحات المائية الطبيعية مثل البحيرات والأنهار والمحيطات، بالإضافة إلى العمليات الصناعية وأكسدة الميثان.
- أكسيد النيتروس: يُعرف الغاز الذي يسمى أيضًا غاز الضحك بأنه غاز عديم اللون، ويأتي من مصادر مثل البرق الذي يحدث خلال العواصف الرعدية ودورة النيتروجين الطبيعية، ويتم إنتاجه أيضًا عن طريق حرق الوقود في محركات الاحتراق الداخلي. ويستخدم الأطباء هذا الغاز كمخدر خلال علاج المرضى.
- غاز الميثان: الأوزون هو غاز قوي والعنصر الأساسي للغاز الطبيعي، وعادة ما ينتج غاز الأوزون من مصادر طبيعية، حيث يتكون من تحلل الحيوانات والنباتات القديمة في الرواسب والمستنقعات، وكذلك يتشكل في معدة الحيوانات المجترة في الظروف اللاهوائية وفي حقول الأرز، ومن المصادر الأخرى لانبعاث غاز الميثان هي الأنشطة البشرية مثل تدمير الغابات.
كيف يتكون الأوزون
- يتم تكوين غاز الأوزون عندما تتم كسر التساهم الثنائي في جزيء الأوكسجين باستخدام الأشعة فوق البنفسجية، وينتج عن ذلك جزيئات أوكسجين نشطة تتفاعل مع جزيء آخر من الأوكسجين (O2) لتشكيل جزيء الأوزون (O3).
العامل الحفاز في تحلل الأوزون
- يتم تفكك غاز الأوزون عندما يتم امتصاص الأشعة فوق البنفسجية ذات الطاقة العالية بواسطة جزيء الأوزون، وينقسم هذا الجزيء بعد ذلك إلى غاز الأكسجين ثنائي الذرة وجزيء الأكسجين.
- يشير الرمز O3 إلى جزيئات الأوزون، في حين يشير الرمز O إلى ذرة الأكسجين المنفردة، ويشير الرمز O2 إلى غاز الأكسجين ثنائي الذرة.
- 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
- تُعد طبقة الأوزون الموجودة في طبقة الستراتوسفير الطبقة الواقية للكائنات الحية من الأشعة فوق البنفسجية الضارة التي تنبعث من الشمس وتصل إلى سطح الأرض.
- تنبعث من تلك الأشعة إشعاعات تضر بكل الكائنات الحية الموجودة على سطح كوكب الأرض.
- لهذا السبب، يحافظ وجود طبقة الأوزون على حياة كل الكائنات، ويضمن استمرار الحياة على كوكب الأرض.
- العوالق التي تعتمد عليها العديد من الكائنات الحية في تغذيتها، بما في ذلك النباتات، لا يمكنها البقاء على قيد الحياة في وجود أشعة فوق البنفسجية.
- بالإضافة إلى عدم قدرة الإنسان على مقاومة أضرار تلك الأشعة، وأبرزها الحروق، تعمل طبقة الأوزون على الحماية من الأشعة فوق البنفسجية لجميع الكائنات الحية.
غاز الأوزون يُستخدم في التعقيم
- يحتوي غاز الأوزون على عوامل مضادة للبكتيريا والجراثيم والميكروبات، مما يجعله فعالاً أكثر من الكلور وثاني أكسيد الكلور في تعقيم الأسطح.
- يمنع غاز الأوزون تكاثر الفيروسات والأوليات والبكتيريا والعفن والخميرة، وغيرها من الكائنات الدقيقة عن طريق عملية الأكسدة.
- يتفاعل غاز الميثان مع تلك الكائنات الموجودة في الغلاف الجوي مباشرة، مما يؤدي إلى تدمير جدران خلاياها، أو يتفاعل مع المنتجات الثانوية التي تؤدي إلى تحلل الأوزون، مما يؤدي إلى تقليل العوامل المسببة للأمراض.
- نظرًا للخصائص التي يتمتع بها الأوزون في عملية التعقيم، يتم الاستعانة به في العديد من الاستخدامات، مثل تطهير أحواض وبرك السباحة الداخلية، والقضاء على المخاطر الكيميائية، وحفظ الأطعمة، وتعقيم مختلف الأجهزة والأسطح، وتطهير مياه الشرب والصرف الصحي.
أضرار ثقب الأوزون
يُعد اتساع ثقب الأوزون نتيجة للمواد والمركبات التي تتصاعد في الغلاف الجوي، وهذا يشكل أحد أكبر المشاكل البيئية التي تهدد كوكب الأرض، وتسمح هذه الظاهرة بزيادة نسبة الأشعة فوق البنفسجية التي تصل إلى سطح الأرض، وهذا يؤدي إلى خطورة صحية على الكائنات الحية بشكل عام:
أضرار ثقب الأوزون على الإنسان
- تتسبب الأشعة فوق البنفسجية في إلحاق الضرر بعدة أجزاء من العين، مثل القرنية والعدسة والملتحمة، وتسبب الأمراض الناتجة عن هذه الأشعة مثل مرض الماء الأبيض ومرض العمى الثلجي.
- تؤثر الأشعة فوق البنفسجية بشكل سلبي على الجلد البشري، وعند زيادة التعرض لها يمكن أن يتعرض الإنسان لأمراض مثل سرطان الجلد، وتحديدًا سرطان الخلايا الحرشفية وسرطان الخلايا القاعدية، وهي سرطانات تنمو ببطء ويمكن إزالتها جراحيًا.
- تؤثر الأشعة فوق البنفسجية على جهاز المناعة في جسم الإنسان، مما يضعف قدرته على محاربة الأمراض، ويساعد في تنشيط بعض الفيروسات في الجسم.
أضرار ثقب الأوزون على النباتات
- تؤثر الأشعة فوق البنفسجية على النباتات بشكل سلبي، ويتأثر فيها الأكثر أهمية وظائفها العضوية ودورة نموها ومراحل تطورها.
- عند تعرض النباتات لتلك الأشعة، فإن الآثار السلبية تشمل انتشار الأمراض بين النباتات واختلال التوازن النباتي.
أضرار ثقب الأوزون على البيئة البحرية
- تتأثر جميع الكائنات الحية البحرية بشكل سلبي عند تعرضها للأشعة فوق البنفسجية.
- تشكل تلك الأشعة خطرًا على الكائنات البحرية النباتية والأسماك، وتؤدي إلى تدمير الشعب المرجانية والبرمائيات، بالإضافة إلى تهديد حياة الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش في الحصائر الميكروبية.
- من بين الكائنات البحرية التي تتأثر بتسرب الأشعة فوق البنفسجية، توجد البكتيريا الخضراء المزرقة التي تحتوي على مركبات النيتروجين الهامة لنمو الكائنات الحية في البيئة البحرية والبرية.
- بالإضافة إلى تأثير الأشعة فوق البنفسجية السلبي على امتصاص ثاني أكسيد الكربون الذي يلعب دورًا هامًا في ظاهرة الاحترار.
يسمى احتجاز الغازات الموجودة في الغلاف الجوي لأشعة الشمس
- تعرف ظاهرة احتجاز الغازات الموجودة في الغلاف الجوي بأشعة الشمس باسم الاحتباس الحراري.
- يعتبر الاحتباس الحراري ظاهرة مختلفة عن مشكلة ثقب الأوزون.
المراجع
