اوزون

مدرسه:شهید نصیری

کلاس:01

اوزون قسمتی از استراتوسفر است که حاوی گاز طبیعی اوزون O₃ است. اوزون توانایی جالب توجهی در جذب برخی از فرکانسهای اشعه فرابنفش دارد. لایه اوزون زیاد چگال نیست. اگر آنرا در تروپوسفر متراکم شود ضخامت آن تنها در حد چند میلیمتر می‌شود. اوزون در جو زمین عموما توسط شکستن مولکول دو اتمی اکسیژن به دو اتم تنها بوسیله نور فرابنفش بوجود می‌آید. اکسیژن تک اتمی با اکسیژن نشکسته ترکیب می‌شود و اوزون را بوجود می‌آورند. مولکول اوزون ناپایدار است و هنگامی که نور فرابنفش به آن برخورد می‌کند به یک مولکول اکسیژن و یک اکسیژن اتمی شکسته می‌شود. به این فرآیند مداوم واکنش زنجیره‌ای اوزون اکسیژن نامیده می‌شود. بدین ترتیب لایه اوزون در استراتوسفر بوجود می‌آید.

تاکنون کره زمین تنها سیاره شناخته شده است که امکان حیات موجوداتی مثل انسان‌ها در آن مشاهده شده است. زمین سومین سیاره منظومه شمسی است که در فاصله‌ای حدود 149.800.000 کیلومتر از خورشید قرار گرفته است. در این فاصله انرژی که توسط زمین از خورشید دریافت می‌شود تقریباً 9^10×95/1 وات است.

همانطور که می‌دانید خورشید تنها ستاره منظومه شمسی مى‌باشد که کرات و سیارات در اطراف آن مى‌چرخند و از انرژی آن استفاده مى‌کنند.

تقریباً 8 دقیقه طول می‌کشد که نور خورشید به زمین برسد. 30% از کل نور رسیده به زمین بر اثر ذرات و مولکولهاى موجود در لایه‌هاى بالایى منعکس مى‌شوند. بقیه آنها از لایه‌ها زمین عبور مى‌کنند و به زمین مى‌رسند.

نور سفید خورشید از رنگ های زیادی تشکیل شده است که هر کدام از آنها داراى طول موج و انرژی مخصوص به خود مى‌باشند.

حتما تا به حال تجزیه نور سفید خورشید را مشاهده کرده‌اید که با تجزیه نور، به هفت رنگ تفکیک مى‌شود.

پرتوهاى فرا بنفش داراى طول موج کوتاه و انرژی زیاد مى‌باشند پرتوهاى فوق بنفش با انرژى زیادى که دارند براى تمام موجودات زنده خطرناک مى‌باشند و موجب سرطان پوست یا آفتاب سوختگى مى‌شوند.

خوشبختانه در اطراف زمین لایه محافظی به نام لایه اوزون وجود دارد که از ورود این پرتوهای خطرناک به سطح زمین جلوگیری می‌کند.

 

لایه اوزون لایه‌ای در هواکره (جو) است که دارای غلظت بالایی از اوزون (O۳) می‌باشد. این لایه ۹۷–۹۹% نور فرابنفش خورشید را جذب می‌کند که موجب ادامه حیات روی زمین است. بیش از نود درصد اوزون زمین در لایه استراتوسفر موجود است. این لایه در پایین استراتوسفر حدود 13 km تا 20 km بالای زمین قرار داشته و ضخامت آن به طور جغرافیایی و فصلی تغییر می‌یابد. مولکولهای اوزون نور فرابنفش را جذب کرده و نور فروسرخ تابش می‌کنند، لذا در لایه اوزون دمای جو با آهنگی کم افزایش می‌یابد و به حدود صفر درجه سانتی‌گراد می رسد. لایه اوزون در سال ۱۹۱۳ توسط فیزیکدان فرانسوی چالرز فابری و هنری بویسون کشف گردید. ضخامت این لایه در قطبین کاهش داشته است که به علت تولید cfcها توسط انسان می‌باشد.

ضرورت حفاظت از لایه اوزون :

اگر لایه اوزون از بین برود ، زندگی از کره زمین رخت بر خواهد بست. با از بین رفتن لایه حیاتی اوزون ، نسل بشری ، پوشش گیاهی و حیات جانوری در مدت کوتاهی به صورت اسفباری منقرض خواهد گردید. در حال حاضر که این لایه آسیب دیده است ، تشعشعات ماورای بنفش که به زمین می‌رسد شدت یافته و این مسئله باعث ایجاد سرطانهای پوست ، تضعیف مکانیزم دفاعی و ایمنی بدن انسان و همچنین ایجاد آب مروارید گردیده است. علاوه بر آن به علت آسیب دیدن لایه اوزون کل نظام زیست محیطی «اکوسیستم) در سراسر پهنه گیتی دچار ناهماهنگی و عدم توازن جدی و فزاینده شده است.

عوامل مخرب لایه اوزون :

عوامل کلیدی موثر در رقیق شدن اوزون عبارتند از : آزمایش بمبهای اتمی در جو زمین ، و شار اندک ذراتی از خورشید (که با میانه دوره 11 ساله لکه‌های خورشیدی متناظر است) ، نوسان شبه دو ساله فورانهای آتشفشان ، مصرف متوالی کلرو فلوئورو کربن (این گازها در حکم حلال در انواع افشانه‌ها به کار می‌روند تحت نام کلی CFC (سی اف سی) معروفند که نمونه آنها گاز فریون (Freon) یخچالهاست.) در انواع افشانه‌های آرایشی و بسیاری از صنایع شیمیایی.

پیامدهای ناشی از تخریب لایه اوزون :

تخریب و سوراخ شدن لایه اوزون باعث عبور غیر قابل کنترل تابش فرابنفش خورشیدی می‌شود که سبب افزایش دمای زمین و ذوب یخهای قطبی و افزایش آب دریاها شده که در نهایت به زیر آب رفتن خشکیها می‌انجامد و نیز موجب سوختگی پوست ، ابتلا به سرطان پوست و بیماریهای چشمی ، همچنین وارد آمدن خسارت عمده به جانوران و گیاهان می‌شود. و بالاخره باعث انقراض زندگی تمام موجودات می‌شود.

• آيا انسان مى تواند لايه ازن را ترميم كند يا فقط مى تواند از خسارت بيشتر جلوگيرى كند؟

تنها راه ترميم لايه ازن جلوگيرى از توليد و انتشار گازهاى مخرب (CFCs) است. اما اين بدان معنى نيست كه با توقف توليد و انتشار اين گازها تخريب لايه ازن سريعاً متوقف شود، چرا كه مدت زمان طول عمر و ماندگارى گازهاى مخرب لايه ازن در جو بسيار بالا است (از ۵۰ تا ۱۵۰ سال) و تا حذف كامل گازهاى مخرب كه قبلاً در جو آزاد شده اند حداقل نيم قرن لازم است، يعنى اميد است كه در نيمه دوم قرن بيست و يكم (سال ۲۰۷۰ ميلادى) ديگر تخريب لايه ازن متوقف شده باشد.

•وضعيت لايه ازن در ايران به چه صورتى است؟
ميزان كاهش ۵/۲ درصدى لايه ازن در بررسى اى كه بر روى داده هاى ازن كلى جمع آورى شده از مركز ازن سنجى اصفهان در محدوده زمانى ۱۹۹۶ تا ۲۰۰۳ به دست آمده است ميزان تخريب لايه ازن در مناطق مختلف كره زمين متغير است. به عنوان مثال در منطقه استوايى تخريب لايه ازن بسيار اندك است يا اصلاً وجود ندارد و حتى در مواردى افزايش داشته است. كاهش قابل توجه غلظت ازن استراتوسفرى عمدتاً در عرض هاى جغرافيايى بالا و ميانه مشاهده مى شود و ميزان از بين رفتن لايه ازن طى سال هاى ۱۹۹۰ به شدت افزايش يافته است. بر اين اساس ميزان از بين رفتن مولكول ازن، بستگى به فصل سال و عرض جغرافيايى دارد. لذا تخريب لايه ازن جهانى بوده و بحرانى است كه مى توان گفت كل كره زمين به آن مبتلا است.
• چه اقداماتى عليه كاهش اثرات تخريبى ازن در جهان و ايران صورت گرفته است؟
جمهورى اسلامى ايران از توليد كنندگان مواد تخريب كننده لايه ازن به حساب نمى آيد وليكن مقادير زيادى از اين مواد را براى مصارف صنعتى خود وارد مى كند. مصرف كنندگان عمده اين مواد، صنايع برودتى و سردكننده ها و سازندگان يخچال ها و فريزرهاى خانگى، صنعتى و تجارى، صنايع ابر و اسفنج سازى، بخش دفع آفات كشاورزى و سيستم هاى تهويه مطبوع، كپسول هاى اطفاى حريق، حلال اسپرى هاى پا ك كننده قطعات الكترونيكى و در ساخت كولر اتومبيل ها كاربرد دارند.جمهورى اسلامى ايران در مارس سال ۱۹۹۰ پروتكل مونترال و در سال  ۱۹۹۷ الحاقيه هاى لندن و كپنهاك را پذيرفت  و به دنبال پذيرش و امضاى مفاد پروتكل مونترال، در برنامه ريزى هاى كشورى خود موارد فوق را لحاظ كرد كه براساس آن مى بايست تا قبل از سال ۱۹۹۹ ميلادى ۷۵ درصد از مصرف مواد مخرب لايه ازن كاسته شود و اين روند كاهش تا ميزان صد درصد در سال ۲۰۱۰ ادامه يابد.پس از پروتكل مونترال صندوق چند مليتى، جهت حمايت و كمك بر اجراى پروتكل مونترال ايجاد شد كه هدف اساسى اين صندوق، كاهش در توليد و مصرف مواد مخرب لايه ازن در كشورهاى در حال توسعه بود و جمهورى اسلامى ايران از خدمات اين صندوق كه شامل دريافت وسايل و تجهيزات لازم براى تغيير خطوط توليد و آموزش پرسنل براى حذف اين مواد است استفاده مى كند.در سال ۱۹۹۴ سازمان حفاظت از محيط زيست ايران با همكارى و كمك برنامه عمران سازمان ملل متحد UNDP، دفتر حفاظت از لايه ازن را تاسيس كردند كه از مهمترين اهداف اين مركز، هماهنگى ميان كليه نهادهاى دولتى و غيردولتى داخلى بوده و به عنوان دبيرخانه كميته ملى ازن، وظيفه هماهنگى و تسهيل و اجراى پروژه در همكارى هاى فنى و جمع آورى و انتشار آمار و اطلاعات مربوطه است.
همچنين در راستاى تحقيقات، ديده بانى و اندازه گيرى ازن جوى، سازمان هواشناسى كشور با همكارى و حمايت سازمان هواشناسى جهانى، در اواخر سال ۱۹۹۴ اقدام به تاسيس ايستگاه ازن سنجى و مركز مطالعات ازن در شهر اصفهان كردند، كه از مهمترين اهداف اين ايستگاه و مركز، اندازه گيرى ازن جوى به روش هاى مختلف و تحقيقات در زمينه بررسى تغييرات ازن جوى و تبادل اطلاعات و داده هاى ازن با مركز داده هاى ازن جهانى WOUDC در كانادا است.
• در كدام شهر ايران با خطر بيشترى رو به رو هستيم و چرا؟

شهرهايى كه ارتفاع آنها از سطح دريا بيشتر است و همچنين هواى صاف و پاكى دارند بيشتر در معرض خطرات تابش فرابنفش خورشيد قرار دارند چرا كه ميزان زيادى از شدت تابش فرابنفش خورشيد در برخورد با آلاينده هاى هوا كاهش مى يابد و نيز همچنين با افزايش ارتفاع از سطح دريا و وجود شيب طبيعى در مناطق كوهستانى باعث افزايش تابش فرابنفش رسيده به سطح زمين مى شود زيرا با افزايش ارتفاع، توده هوايى ( mass (air جو كاهش مى يابد به طورى كه با افزايش ارتفاع به ميزان هزار متر، شدت تابش فرابنفش خورشيد به ميزان ۳۵ درصد افزايش مى يابد و از طرفى به دليل اين كه خورشيد در عرض جغرافيايى كه ما در آن واقع شده ايم به صورت مايل مى تابد، وجود سطح شيبدار كوهستان باعث برخورد تابش به صورت عمودى به سطح زمين مى شود.با توضيحاتى كه در بالا ارائه شد مى توان گفت شهرهاى غربى كشور به خصوص مناطق مرتفع به دليل ارتفاع زياد، شيب طبيعى منطقه و پاكى هوا، به شدت تحت تاثير تابش فرابنفش خورشيد به خصوص در فصل تابستان قرار مى گيرند كه مى تواند باعث افزايش ابتلا به سرطان پوست، آفتاب سوختگى و آب مرواريد چشم شود و اين نياز تحقيقاتى احساس مى شود كه روند ابتلا به بيمارى هاى پوستى و چشمى ناشى از تابش فرابنفش خورشيد در اين مناطق بررسى شود.