اقدامات کنترلی در مورد حفلظت لایه ازن

ازن گازی است که از ۳ اتم اکسیژن تشکیل شده است.این گاز در فاصله ۱۵ تا ۴۰ کیلومتری سطح زمین لایه ای فیلتر مانند تشکیل می دهد که از ورود اشعه خطرناک ماورای بنفش به درون جو زمین جلوگیری می کند. ضخامت این لایه در صورت فشرده شدن فقط ۲ تا ۳ میلی متر است که بر فراز استوا ضخیم تر از قطبین زمین است. گازهای مخرب لایه ازن عمدتا از صنایع برودتی و سرد کننده ها، صنایع ابر و اسفنج سازی، بخش دفع آفات کشاورزی، سیستم های تهویه مطبوع، کپسول های اطفای حریق و حلال اسپری های پاک کننده قطعات الکترونیکی متصاعد می شوند و تا ارتفاع ۴۰ کیلومتری صعود می کنند. طول عمر ماندگاری گازهای مخرب لایه ازن از ۵۰ تا ۱۵۰ 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 می شود
و حیات بدون این لایه روی کره زمین از بین خواهد رفت. برای آشنایی بیشتر با نقش حیاتی لایه ازن و مشکلاتی که تحت تاثیر فعالیت های بشر برای آن به وجود آمده است. خبرنگار ما با »فریدون رستمی« مدیر دفتر حفاظت از لایه ازن سازمان محیط زیست، گفتگویی انجام داده است که در پی می آید.
▪ لایه ازن چیست؟
▪ چگونه تشکیل شده است؟
▪ و چه کاری انجام می دهد؟
ـ ازن یا O۳، گاز آبی کمرنگی است که هر ملکول آن از ۳ اتم اکسیژن تشکیل شده است. بیشترین مقدار ازن و اتمسفر زمین در منطقه ای به نام استراتوسفر وجود دارد. لایه ازن که در ارتفاع ۱۵ تا ۲۰ کیلومتری بالای سطح زمین تشکیل شده است، اشعه خطرناک ماورای بنفش (UV) را جذب و از رسیدن آن به سطح زمین جلوگیری می کند به همین دلیل وجود این لایه برای ادامه حیات بر روی کره زمین ضروری است. ازن جو پایین چیست و چگونه به وجود می آید¬ ازن سطحی یا جو پایین در اثر ترکیبات حاصل از سوخت های فسیلی، همچون اکسیدهای نیتروژن و هیدروکربورهای نسوخته ای به وجود می آید که در مجاورت تشعشعات UV خورشید قرار گرفته اند. ازن سطحی در لایه توپوسفر در سطح زمین به وجود می آید که یکی از عوامل آلوده کننده هواست و سبب ایجاد مه، دود فتوشیمیایی و نهایتا بیماری های تنفسی می شود. گازهای آلوده کننده هوا چه تاثیری بر لایه ازن دارند¬ برخی از این گازها که شامل CFCها، هالون ها، متیل بروماید و... می باشند، پس از رسیدن به لایه ازن به علت داشتن ملکول های هالوژن باعث تخریب ملکول های ازن و تحلیل رفتن این لایه می شوند. اما سایر مواد آلاینده هوا نظیر اکثر هیدروکربورهای حاصل از سوخت های فسیلی که از دود اتومبیل و کارخانجات به وجود می آیند پس از رسیدن به لایه ازن در مجاورت اشعه UV به عنوان سرعت دهنده واکنش تخریب ازن عمل می کنند.
▪ علت ایجاد حفره در این لایه چیست ؟
ـ در اوایل دهه ۱۹۷۰ برای اولین بار محققان دریافتند که لایه ازن در حال تخریب است. در ابتدا تصور می شد که عامل اصلی تخریب، اکسیدهای نیتروژن حاصل از پرواز هواپیماهای مافوق صوت در استراتوسفر است تا این که در سال ۱۹۷۴ اعلام شد بعضی مواد شیمیایی ساخت بشر با نام کلروفلوئوروکربن ها (CFCها) به لایه ازن صدمه وارد می کنند. فرآیند تخریب بدین شکل رخ می دهد که پرتو خورشید باعث شکسته شدن بسیاری از گازهای حاوی کلروبرم و تولید رادیکال های آن ها در استراتوسفر می شود. رادیکال ها یک رشته واکنش های زنجیره ای تخریب کننده را تشدید می کنند و باعث شکسته شدن گازهای موجود در اتمسفر از جمله ازن می شوند.
● دیدگاه اول
▪ چرا لایه ازن در نواحی قطبی که آلاینده ها کمتر است سوراخ شده است ولی در مناطقدیگری که عملیاتهای صنعتی و آلاینده‌ها وجود دارد سوراخ نشده است؟
مهمترین عامل وجود ابرهای استراتوسفری در نواحی قطبی است به دلیل سردتر بودن قطب جنوب این ابرها در آنجا پایدارترند تابش پرتوهای فرا بنفش خورشید در آغاز بهار باعث آزاد شدن رادیکال های کلر در مجاورت بلورهای یخ موجود در این ابرها می گردد .
● دیدگاه دوم
▪ چرا با این که در نیمکره شمالی خشکی ها بیشتر هستند و در نتیجه آلودگی های 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 فریون های رها شده در اثر فعالیت های صنعتی را جذب می کند، دیگر این که به دلیل هوای فوق العاده سرد و یخبندان شب در قطب جنوب، ابرهایی با کریستال های کوچک یخ در بالاترین لایه استراتوسفر ایجاد می شود. این کریستال ها نقش کاتالیست یا تسریع کننده واکنش را بازی می کند و سبب می شود 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 می تابد، تابش پرتو و وجود منواکسید کلر باعث تخریب ازن می شود. عامل دیگری که باعث شدت تخریب لایه ازن در قطب جنوب می شود حرکت و چرخش بادهای قطبی بدون وجود هیچ مانعی در سراسر این زمین پهناور و یخ زده می باشد 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 عرض های جغرافیایی متوسط یعنی بالای اروپا، آسیا و آمریکا بسیار سریع تر از حد پیش بینی شده است.
● دیدگاه سوم
▪ چرا لایه ی ازن در نواحی قطبی که آلاینده ها کمتر هستند سوراخ نشده است ولی در مناطق دیگری که عملیات های صنعتی و آلاینده ها وجود دارد سوراخ نشده است؟
ـ مهمترین عامل وجود ابرهای استراتوسفری در نواحی قطبی است به دلیل سردتر بودن قطب جنوب این ابرها در آنجا پایدارترند تابش پرتوهای فرا بنفش خورشید در آغاز بهار باعث آزاد شدن رادیکال‌های کلر در مجاورت بلورهای یخ موجود در این ابرها می‌گردد.
لایه ازن به سبب ایجاد یک سپر حفاظتی در برابر اشعه ما وراء بنفش خورشید نقش بسیار حیاتی در حفاظت از زمین دارا ست لیکن این لایه خود در مقابل گازهای گلخانه ای(نظیر سی اف سی ها و هالوژن ها) که در اتمسفر پخش می گردند ، آسیب پذیر است.
همانطور که انتظار می رفت، سوراخ لایه ازن نزدیک قطب جنوب زمین بازگشته است.شکاف امسال کمی بزرگتر از سال گذشته شده ولی با این وجود از اندازه آن در ۱۰ سپتامبر ۲۰۰۰ کاسته شده است و از این رو به نظر میرسد کوششهای جهانی که در جهت کاهش استفاده از این مواد شیمیایی زیان آور انجام می گیرد ،تأ ثیرات مثبتی بر روی غلظت اتمسفر داشته است.
بزرگی شکاف لایه ازن در سال جاری تا حدودی مربوط به سردیِ بیش از حد عادی لایه های فوقانی لایه ازن (استراتوسفِر) میشود.

حامد همایونی

منبع : سازمان آموزش و پرورش استان خراسان