گازهای کاهش دهنده لایه ازن

گازهای کاهش دهنده لایه ازن
گازهای کاهش دهنده لایه ازن

گازهای مخرب لایه ازن عمدتا از صنایع برودتی و سرد کننده ها، صنایع ابر و اسفنج سازی، بخش دفع آفات کشاورزی، سیستم‌‌‌های تهویه مطبوع، کپسول‌‌‌های اطفای حریق و حلال اسپری‌‌‌های پاک کننده قطعات الکترونیکی متصاعد می‌شوند و تا ارتفاع ۴٠ کیلومتری صعود می‌کنند. طول عمر ماندگاری گازهای مخرب لایه ازن از ۵٠ تا ١۵٠ سال است و تا حذف کامل این گازها که قبلا وارد جو شده اند حداقل نیم قرن لازم است.
ایجاد حفره در لایه ازن باعث خطرات زیست محیطی و انسانی بسیاری می‌شود و حیات بدون این لایه روی کره زمین از بین خواهد رفت.

 

لایه ازن چیست، چگونه تشکیل شده است و چه کاری انجام می‌دهد؟

ازن یا ٣O، گاز آبی کمرنگی است که هر ملکول آن از ٣ اتم اکسیژن تشکیل شده است. بیشترین مقدار ازن و اتمسفر زمین در منطقه ای به نام استراتوسفر وجود دارد. لایه ازن که در ارتفاع ١۵ تا ٢٠ کیلومتری بالای سطح زمین تشکیل شده است، اشعه خطرناک ماورای بنفش (UV) را جذب و از رسیدن آن به سطح زمین جلوگیری می‌کند به همین دلیل وجود این لایه برای ادامه حیات بر روی کره زمین ضروری است.

ازن جو پایین چیست و چگونه به وجود می‌آید
ازن سطحی یا جو پایین در اثر ترکیبات حاصل از سوخت‌‌‌های فسیلی، همچون اکسیدهای نیتروژن و هیدروکربورهای نسوخته ای به وجود می‌آید که در مجاورت تشعشعات UV خورشید قرار گرفته اند. ازن سطحی در لایه توپوسفر در سطح زمین به وجود می‌آید که یکی از عوامل آلوده کننده هواست و سبب ایجاد مه، دود فتوشیمیایی و نهایتا بیماری‌‌‌های تنفسی می‌شود.

 

مواد شیمیایی تخریب کننده لایه ازن کدامند

مهم ترین این مواد(کلروفلوئوروکربن هاCFC )ها هستند. ترکیبات مشابهی که به طور کامل هالوژنه نیستند و در ترکیب آن‌ها هیدروژن هم وجود دارد مانند هیدرو کلروفلوئوروکربن‌ها HCFCها، اثر تخریبی کمتری نسبت به CFCها و هالون‌ها بر لایه ازن دارند زیرا هیدروژن باعث کاهش زمان حضور آن‌ها در اتمسفر می‌شود.
هالون‌ها که در کپسول‌‌‌های آتش نشانی برای اطفای حریق به کار می‌روند هیدروکربن‌‌‌های هالوژنه هستند که به جای یک یاچند اتم هیدروژن، اتم‌‌‌های برم، کلروفلوئور دارند و قدرت تخریب لایه ازن آنها بسیار بالاست.
کلروفلوئوروکربن‌ها CFCها بسیار پایدار، غیر قابل اشتعال و غیر سمی‌هستند و کار کردن با آنها آسیبی به انسان وارد نمی‌سازد. بنابراین از دیدگاه صنعتی، موادی ایده آل محسوب می‌شوند در حالی که پایداری آنها باعث دوام در اتمسفر و انتقال به استراتوسفر و در نهایت تخریب لایه ازن می‌شود.
چرا با این که در نیمکره شمالی خشکی‌ها بیشتر هستند و در نتیجه آلودگی‌‌‌های صنعتی نیز بیشتر وجود دارد
ولی در بخش قطب جنوب لایه ازن، حفره ایجاد شده است

دانشمندان دلایلی را برای آسیب پذیری بیشتر لایه ازن در قطب جنوب برشمرده اند. یکی از دلایل، حلقه قطبی، است که فریون‌‌‌های رها شده در اثر فعالیت‌‌‌های صنعتی را جذب می‌کند، دیگر این که به دلیل هوای فوق العاده سرد و یخبندان شب در قطب جنوب، ابرهایی با کریستال‌‌‌های کوچک یخ در بالاترین لایه استراتوسفر ایجاد می‌شود. این کریستال‌ها نقش کاتالیست یا تسریع کننده واکنش را بازی می‌کند و سبب می‌شود ترکیبات حاوی مواد مخرب لایه ازن در داخل ابرها شکسته و تبدیل به کلرین فعال شود و زمانی که خورشید پس از یک شب طولانی می‌تابد، تابش پرتو و وجود منواکسید کلر باعث تخریب ازن می‌شود. عامل دیگری که باعث شدت تخریب لایه ازن در قطب جنوب می‌شود حرکت و چرخش بادهای قطبی بدون وجود هیچ مانعی در سراسر این زمین پهناور و یخ زده می‌باشد در حالی که این عامل در قطب شمال به دلیل بالاتر بودن دما و تشکیل کمتر ابرهای یخی، بسیار ضعیف است. کاهش و تخریب ازن در عرض‌‌‌های جغرافیایی متوسط یعنی بالای اروپا، آسیا و آمریکا بسیار سریع تر از حد پیش بینی شده است.

 

آیا حفره‌‌‌های لایه ازن قابل ترمیم است

اگر کشورهای عضو کنوانسیون وین و پروتکل مونترال به تعهدات خود عمل کنند و مصرف مواد مخرب لایه ازن را طبق برنامه زمان بندی شده حذف کنند. چرخه طبیعی تشکیل ازن به حالت طبیعی خود بر می‌گردد و حفرات لایه ازن ترمیم می‌شود، البته در شرایط مناسب و مساعد دست کم ۵٠ سال طول می‌کشد تا این حفره‌ها ترمیم شوند.

تخریب لایه ازن و ایجاد حفره در آن، چه تاثیری بر افزایش برخی بیماری‌ها دارد
این لایه به عنوان سپر محافظ گیاهان، حیوانات و انسان‌ها در برابر تابش پرتو ماورای بنفش خورشید عمل می‌کند و از برخورد طول موج‌‌‌های کشنده آن به زمین جلوگیری می‌کند، اگر این تشعشعات توسط ازن جذب نشود و یا از حفرات ایجاد شده عبور کند، باعث آفتاب سوختگی، سرطان پوست و آب مروارید می‌شود و می‌تواند با تضعیف سیستم ایمنی بدن انسان، مقاومت آن را در برابر بیماری‌ها کاهش دهد و یا با تغییر DNA، باعث بروز سرطان پوست شود.

علاوه بر این، پرتو ماورای بنفش می‌تواند باعث کندی رشد گیاهان و صدمه به ساختار ژنتیکی موجودات زنده شود و در مزارع برنج با از بین بردن باکتری‌‌‌های تثبیت کننده نیتروژن باعث کاهش محصول شود.
پرتو فرابنفش A توسط لایه ازن جذب نمی‌شود و در نتیجه به طور عمقی وارد پوست بدن و ایجاد پیری زودرس می‌شود. پرتو ماورای بنفش B، خطرناک ترین نوع این پرتوها می‌باشد که تا حد زیادی در اعماق آب نفوذ می‌کند و بنابراین می‌تواند فینوپلانکتون‌ها و سخت پوستان شناور در سطح دریاها را نابود کند. این موجودات اجزای اولیه زنجیره غذایی دریاها را تشکیل می‌دهند و به طور عمده در آب‌‌‌های قطب جنوب زندگی می‌کنند. با نابودی این موجودات که غذای اصلی ماهی‌‌‌های بزرگ تر هستند، نه تنها زنجیزه غذایی دریاها گسسته می‌شود بلکه انسان نیز به عنوان مصرف کننده نهایی، با کمبود غذاهای دریایی مواجه می‌شود.
مطالعات نشان داده است ٢۵ درصد کاهش و تخریب لایه ازن، باعث نابودی ١٠ درصد آبزیان طبقه فوقانی دریا و ٢۵ درصد آبزیان سطحی خواهد شد.
بالا رفتن میزان جذب اشعه UV از طریق ازدیاد سلول‌‌‌های رنگی در گیاهان و جانوران هم نمی‌تواند از این نابودی جلوگیری کند.

در این راستا، کشورهای صنعتی و نیمه صنعتی چه برنامه هایی دارند
در حال حاضر اکثر کشورهای صنعتی و نیمه صنعتی، ازمتعهدان کنوانسیون وین و پروتکل مونترال می‌باشند. طبق پروتکل مونترال، کشورهای توسعه یافته تعهد کرده اند که به تولید مصرف مواد مخرب لایه ازن CFC)ها، هالون‌ها و تتراکلرید کربن( در سال ٢٠٠٠ خاتمه دهند و کشورهای در حال توسعه را از نظر مالی و تکنیکی حمایت کنند. همچنین طبق این پروتکل مقرر شده است، کشورهای در حال توسعه نیز با ١٠ سال تاخیر یعنی در سال ٢٠١٠ به مصرف مواد مذکور خاتمه دهند.

 

منابع: hsemorshed