مشكله تاكل طبقه الاوزون
ما هي طبقة الأوزون؟
"هي طبقة من طبقات الغلاف الجوى، وسُميت بذلك لأنها تحتوى على غاز الأوزون وتتواجد فى الغلاف "الأستراتوسفيرى
يتكون غاز الأوزون من ثلاث ذرات أكسجين مرتبطة ببعضها ويرمز إليها بالرمز الكيميائى و هو غاز أزرق اللّون مهمته الأساسية هي حماية كوكب الأرض من الأشعة فوق البنفسجية التي تصلنا من الشمس ، حيث يتولى إمتصاص ما تقدر نسبته بتسعة و تسعون بالمائة من تلك الإشعة ، و بذلك يحمي غاز الأوزون أشكال الحياة على سطح كوكب الأرض
ويتألف الأوزون من تفاعل المواد الكيميائية إلى جانب الطاقة المنبعثة من ضوء الشمس متمثلة في الأشعة فوق البنفسجيه وفى طبقة الاستراتوسفير (إحدى طبقات الغلاف الجوى) يصطدم غاز الأكسجين - والذي يتكون بشكل طبيعي من جزيئات ذرتي أكسجين - بالأشعة فوق البنفسجية المنبعثة من الشمس، وهذه الذرات تصبح حرة لكي تندمج مع أجسام أخرى، ويتكون غاز الأوزون عندما تتحد
ذرة أكسجين واحدة مع جزئي أكسجين وهذا هو الأكسجين الذي يستنشقه الإنسان
ويمكن أن تتكون طبقة الأوزون في ارتفاع أقل من 30 كم ويتم ذلك عن طريق تفاعل المواد الكيميائية مثل: الهيدروكربون وأكسيد النتريك إلى جانب ضوء الشمس بنفس الطريقة التي يتحد بها الأكسجين مع الطاقة المنبعثة من الشمس، ويكون هذا النوع من التفاعل بما يسمى “بسحابة الضباب والدخان” حيث تأتى هذه المواد الكيميائية من عادم السيارات لذلك نحن نرى هذه السحابة بأعيننا فوق سماء المدن، ومن أشهر الأمثلة على حدوث السحابة السوداء تلك التي انتشرت فى سماء “لندن” عام 1952 ونجم عنها خسائر فى الأرواح وصلت ما يقرب من أربعة آلاف شخصاً حيث ساد التعتيم على هذه المدينة لبضعة أيام لم يرى سكانها شمس النهار من كثافة هذا الضباب الدخانى، وكلما تكونت طبقة الأوزون على ارتفاع عالٍ كلما كان مفيداً، أما إذا تكونت على ارتفاعات منخفضة كلما كان ذلك خطيراً وضار بالإنسان والحيوان والنبات لأنها تسبب التسمم
:تاريخ الظهوروضحت القيـاسات التي تمت بواسطة الأقمار الصناعية أن كمية الأوزون في الغلاف الجوي قد نقصت بنسبة 5% عام 1978 عما كانت عليه عام 1971 وبلغت نسبة النقص 2.5 % في الفترة الواقعة ما بين -1979-1985 في المنطقة الواقعة بين خطي عرض 53 شمالا وجنوبا ونتيجة لاستهلاك الأوزون، اكتشف ثقب الأوزون فوق القطب الجنوبي عام 1985 حيث وصل النقص إلى 50 %، ويظهر الثقب في شهري أغسطس وسبتمبر من كل عام فوق القارة القطبية الجنوبية، ثم يأخذ في الاتساع في شهور الخريف، ثم ينكمش ويختفي في شهر نوفمبر. ويحدث الثقب داخل الدوامة القطبية وهي كتلة كبيرة من الهواء المنعزل نسبيا فوق القارة القطبية الجنوبية خلال الشتاء القطبي والربيع، ومع أن الثقب يظهر موسميا إلا أنه يزداد سوءا في كل مرة يظهر فيها عن
سابقتها، ونتيجة اتساع القطب الجنوبي فإنه ينذر بمخاطر سوف تتعرض لها جنوب الأرجنتين.
ما سبب ثقب الاوزون
كيف تشكل ثقب الأوزون ؟
:يتم تآكل طبقة الأوزون من خلال حدوث التفاعلات التالي
تقوم الأشعة فوق البنفسجية بتحطيم مركبات الكلوروفلوروكربون مما يؤدى إلى انطلاق ذرة كلور نشطة.
تتفاعل ذرة الكلور النشطة مع جزيء من غاز الأوزون.
ينتج عن تفاعل ذرة الكلور مع جزيء الأوزون = جزيء أكسجين وأول أكسيد الكلورين.
تتفاعل ذرة أكسجين نشطة مع أول أكسيد الكلور حيث تنطلق ذرة كلور نشطة لتحطيم جزيء أوزون جديد وهكذا تتم الدورة.
***ما هي الأسباب الأخرى التي تدمر طبقة الأوزون؟
اولا: أسباب طبيعية وهي1. البراكين: مثل بركان بيناتوبو وهو بركان فليبيني يعمل على قذف 12 مليون طن من الرماد والغبار سنوياً وتتطاير بالجو مما يؤدي إلى تشكل غيوم يتراوح سمكها ما بين 14-26 كم
2. حرائق الغابات
3. الملوثات العضويةثانيا: أسباب صناعيةأي ناتجة عن نشاطات الإنسان وخاصة1. الاحتراقات مثل النفط، الفحم، الغاز طبيعي2. عوادم السيارات والطائرات: تطلق السيارات أول أكسيد الكربون والرصاص التي تتصاعد إلى أعلى دون أن تتفكك، أما الطائرات فهي تعمل على خدش الارتفاعات القريبة من طبقة التراتوسفير3. التفجيرات الذرية والنووية: ينتج عن التفجيرات الذرية والنووية كميات من أكاسيد النيتروجين مما يعمل على تحليل الأكسجين بالجو وبذلك يؤثر على طبقة الأوزون4. البخاخات الضارة: كثر استخدام البخاخات المضغوطة والتي تحتوي على مواد كيميائية في الحالة الغازية، وتستخدم كثيراً لمكافحة الحشرات أو التنظيف ويطلق عليها اسم “الإيروسولات” والمقطع الأخير “سول” هو غاز غير موجود طبيعياً وأنما يتم تصنيعه، وهو غاز طويل الأجل وقد يمتد لقرون عدة مما يساعد في صعوده لطبقة الجو العليا وتحليل الأوزون على جزيئات أكسجين5. أطلاق الصواريخ إلى الفضاء: عملية أطلاق الصاروخ تحتاج لعمليات حرق كثيرة ينتج عنها غاز النيتروجين والكلور وغيرها التي تؤثر على طبقة الاوزون والسبب الأساسي في تكون ثقب الأوزون يرجع إلى انطلاق بعض الغازات التي تحوي غاز الكلور، ومن أهم تلك الغازات1 ـ الكلوروفلوروكربونات، والهيدروكلوروفلوروكربونات المستخدمة بكثرة في أجهزة التبريد والتكييف المنزلية والتجارية والصناعية2- الهالونات المستخدمة في أنظمة مكافحة الحرائق3- مادة بروميد الميثيل المستخدمة كمبيد حشري في تخزين المحاصيل الزراعية وتعقيم التربة الزراعية4- بعض المذيبات المستخدمة فى تنظيف الأجزاء الميكانيكية والمعدنية والدوائر الالكترونية مثل مادة رابع كلوريد الكربون5 ـ – أكاسيد النيتروجين، مثل أول أكسيد النيتروجين وثاني أكسيد النيتروجين اللذين ينطلقان من بعض أنواع الطائرات التي تطير بمستوى طبقة الأوزون6- ظاهرة الاحتباس الحراري
علاقة الاحتباس الحراري بثقب الأوزون
في المناقشات العامة يحدث أن يُربط بين الاحتباس الحراري وثقب الأوزون أي تحلل طبقة الأوزون الواقية من الأشعة الشمسية فوق البنفسجية، ولكننا في الحقيقة هنا نجد تأثيرين مختلفين، فبعض الحسابات النظرية تبين زيادة في الاحتباس الحراري مصحوبا بزيادة في تحلل الأوزون، ولكن ما هو أكيد هو أن غازات الكلوروفلوركاربون من الغازات التي تزيد من تحلل غاز الأوزون وبالتالي زيادة اتساع ثقب الأوزون، تعمل في نفس الوقت على رفع درجة حرارة الأرض، ولكن تأثيرها في رفع درجة الحرارة قليل، فبالتاكيد هناك علاقة بين الاحتباس الحراري وثقب الأوزون، وهي علاقة الحلقة المفرغة المغلقة، أي أن الاحتباس الحراري يساهم في وجود ثقوب لطبقة الأوزون، وبالعكس، عند وجود ثقب ما بطبقة الأوزون يحدث تسرب للأشعة فوق البنفسجية إلى داخل الأرض، ما يؤدي إلى احتقان أكبر واحتباس للحرارة، كالتالي:
عندما تنبعث الغازات الدفيئة ومنها الهيدرو كلوروفلوروكاربون داخل الجو، وتصعد حتى تبلغ طبقة الأوزون، وعند اصطدامها بالأوزون، تؤثر سلباً في آلية وعمل جزيئات الأوزون، ومع الوقت يسبب هذا التأثير السلبي خلل في أداء غاز الأوزون، ثم يصبح هناك ثقب في طبقة الأوزون فيحدث تسرب للأشعة فوق البنفسجية، ويساهم دخول الأشعة فوق البنفسجية إلى جونا بزيادة الحرارة داخل غلاف الكرة الأرضية مما يزيد من حرارة اليابسة، ويساعد ارتفاع حرارة اليابسة بارتفاع الغازات الدفئية أكثر، فتصل إلى مدى أعلى وأعمق داخل طبقة الأوزون، وهكذا دواليك تستمر الحلقة
علاقة نقص الغابات بطبقة الأوزون
الأشجارعنصراً هاماً جداً في خفض معدلات ثاني أكسيد الكربون، ونعني بذلك عملية امتصاصه ليلاً كما هو معروف عن النباتات بشكل عام وعن الأشجار بنسبة كبيرة، فوجود عدد كبير من الغابات في اليابسة من شأنه أن يحدث توازناً متقارباً إلى حد ما بين انبعاثات الكربون وبين امتصاصه من قبل الأشجار، إنها معادلة بسيطة، أي أن الأسباب التي تساهم في تناقص الغابات تؤدي إلى طفرة في وجود ثاني أكسيد الكربون، الأمر الذي يرفع ذلك الغاز أكثر وأكثر إلى أن يصل إلى طبقة الأوزون ليؤثر سلباً على آلية عمل غاز الأوزون، وبالتالي فإن تناقص الغابات يؤدي أيضاً إلى الضرر بشكل غير مباشر على طبقة الأوزونولا بد من الإشارة هنا إلى أهم الأسباب التي تسبب اختفاء الغابات من اليابسة1. تسرب بعض الغازات السامة2. الأمطار الحمضية3. حرائق الغابات4. قطع الأشجار للحصول على أخشابها او لإستخدام الاراضي في الزراعه
أخطار ثقب طبقة الأوزون
ذكر فريق العمل المعني بالتقويم البيئي والتابع لبرنامج الأمم المتحدة لشؤون البيئة في تقرير له،
أن استنزاف طبقة الأوزون والزيادة الناتجة في الأشعة فوق البنفسجية قد يؤديان إلى تعجيل معدل تكون الضباب الدخاني الذي يبقى معلقا في الأجواء لأيام عدة، مثلما حدث في لندن عام 1952م، عندما ساد الضباب الدخاني جو هذه المدينة، وحول نهارها إلى ليل على مدى بضعة أيام، وأدى إلى خسائر فادحة في الأرواح، وصلت إلى حوالي 4 آلاف حالة وفاة،
ولعل أكثر المناطق تضررا هي المنطقة المدارية، نتيجة ارتفاع درجة الحرارة، وقوة أشعة الشمس،
كما تشير بعض البحوث إلى أن نصف النباتات التي تعرضت للإشعاعات Uvb، ينخفض إنتاجها ويصغر حجم أوراقها، مما يؤثر على إنتاج المحاصيل الزراعية، إضافة إلى أن التراكيب الكيميائية، لبعض أنواع النباتات، قد تتغير بسبب هذا الوضع، مما يضر بمحتواها من المعادن وقيمتها الغذائية، ومن الأخطار الصحية الأخرى لمشكلة تدهور حالة طبقة الأوزون، حدوث مرض المياه البيضاء في عدسة العين، إذ طبقا لتقرير الأم المتحدة، فإن نفاد الأوزون بمعدل 10%، قد يتسبب في إصابة حوالي 1.7 مليون شخص سنويا بهذا المرض، نتيجة تعرضهم للأشعة فوق البنفسجية، إضافة إلى إصابة العين بمرض الماء الأزرق، لعدم قدرتها على مقاومة هذه الأشعة، كما أن فعالية جهاز المناعة عند الإنسان يضعف، وهذا ما يجعل الأشخاص أكثر عرضة للإصابة بالأمراض المعدية، الناتجة عن الفيروسات مثل الجرب، وكذلك الناتجة عن البكتيريا كمرض السل، ولا تتوقف الآثار السلبية لتقليص طبقة الأوزون على البشر وحدهم، فيسهم تدمير طبقة الأوزون واتساع الثقب في هذه الطبقة في زيادة درجة حرارة سطح الأرض، وبالتالي يؤدي ذلك إلى ما يعرف بظاهرة الاحتباس الحراري،
واهم الأضرار التي يسببها تآكل طبقة الأوزون وزيادة نفاذ الاشعة فوق البنفسجية هي
1- الضباب الدخانى او “السحابة السوداء” الذي يبقى معلقاً فى الجو لأيام، وينجم عنه نسبة فى الوفيات عالية لما يحدثه من قصور فى وظائف التنفس والاختناق
2- إضعاف كفاءة جهاز المناعة عند الإنسان ويجعله أكثر عرضة للإصابة بالفيروسات مثل الجرب، أو الإصابة بالبكتريا مثل مرض الدرن وغيره من الأمراض الأخرى
3- أضراراً كبيرة بالعين مثل الإصابة بالمياه البيضاء أو المياه الزرقاء، وقد يؤدي إلى زيادة نسبة الأشخاص المصابين بالعمى
4- إصابة الإنسان بالأورام الجلدية التي من المتوقع أن تصل الإصابة بها على مستوى العالم إلى ما يُقدر بـ (300) ألف حالة سنوياً من السرطانات الجلدية، فمعدل الإصابات بسرطان الجلد يزداد 4% وهناك إحصائية أمريكية تقول بأن نقصان قدرة 3% يعني حدوث ثمانية عشر آلف من الإصابات بسرطان الجلد
5- إن تعرض الجلد للأشعة فوق البنفسجية يمكن أن يحدث تلفا تحت البشرة الخارجية للجلد مباشرة بسبب تلف الحامض النووي وينتج عن ذلك انقسام الخلايا وحدوث الأورام، ولأن حمض D.N.A هو المسئول عن نقل الصفات الوراثية فإن إصابته تكون نتيجة الإسراف في تعرضه للأشعة فوق البنفسجية حيثما ينتقل من جيل إلى جيل
6- تأثر الحياة النباتية والزراعية، حيث أنه هناك بعض النباتات التي لها حساسية كبيرة من الأشعة فوق البنفسجية التي تؤثر على إنتاجها وتضر بمحتواها المعدني وقيمها الغذائية وبالتالي محصول زراعي ضعيف، وحيث أن الحيوانات تتغذى على النباتات والأعشاب وهذا يعني أن الضرر سيلحق بها نتيجة تضرر النباتات
7- تأثر الحياة البحرية، التي تشتمل على الأسماك والعوالق النباتية يرقات الأسماك التي تعيش قريباً من سطح الماء، والتي لا تستطيع الفرار من الآثار المدمرة لاختلال طبقة الأوزون، فهذه الكائنات الحية البحرية لها دور كبير فى المحافظة على التوازن البيئي وخاصة العوالق النباتية حيث تمتص ثاني أكسيد الكربون من الجو وبالتالي إمداد الأكسجين للكائنات الحية الأخرى والتخفيف من ظاهرة الاحتباس الحراري
8- التغيرات المناخية فى الطقس، وخاصة عند ارتفاع درجات الحرارة والتي تزيد بدورها من معضلة تلوث الهواء، حيث أن درجة حرارة سطح الأرض تؤثر على حركة الهواء صعوداً وهبوطاً وبالتالي على حركة التلوث الجوى بين التشتيت والإرساب، فيتبع صعود الملوثات عملية التسخين المستمرة للطبقة السفلية من الغلاف الغازي الموجود على سطح الأرض أثناء ساعات النهار والتي تبلغ ذروتها خلال شهور الصيف ونتيجة لذلك يحدث انتشار للملوثات مع حركة الهواء، أما هبوط تلك الملوثات وعدم انتقالها مع الهواء ينشأ من عملية التبريد المستمرة أثناء ساعات الليل والتي تزيد خلال فصل الشتاء مما يؤدى إلى عملية ترسيب لهذه الملوثات
9- زيادة حرائق الغابات وظاهرة التصحر والارتفاع فى مستوى سطح البحر الشواطىء عديدة فى العالم كل ذلك من جراء ثقب طبقة الأوزون
10- تفاقم أزمة الاحتباس الحرارى
الحلول
هناك اجماع بين المنظمات الحكومية، وغير الحكومية في العالم على ان بدائل ا لكلوروفلوروكربونات والهالونات المقبولة بيئيا، ستقدم نتائج مشجعة على المدى البعيد. ولكن الصعوبة في حماية طبقة الاوزون تكمن في المعوقات الفنية والتمويلية ومن اكثر البدائل التي تم تطويرها لمواكبة المتطلبات البيئية والاقتصادية والصناعية والاستهلا كية التبريد الكهروحراري والتبريد بالامواج الصوتية. وفي هذا الاطار قدمت شركة اميركية ثلاجة منزلية صغيرة تعمل بدورة استرلنج التي تعتمد على مبدأ تسخين حجم ثابت من الغاز مثل الهيدروجين او الهيليوم يؤدي الى ارتفاع الضغط وادعت الشركة ان كفاءة الثلاجة المطورة أفضل بالمقارنة مع الثلاجة التقليدية.وفي المكسيك نجح العلماء في تصنيع قوالب الثلج بتسخير الطاقة الشمسية، وفي هذا الصدد ايضا تم تصنيع جهاز تبريد من نوع ستار، يعمل بالامواج الصوتية (الثرموأكوستيك) وقد جرب بتفوق على متن مركبة الفضاء ديسكفري.
السويد هي أول دولة تمنع استخدام الرشاشات (مثل المبيدات الحشرية) التي تقضي علي الحشرات والتي تحتوي علي كلوروفلوروكربون الذي يعمل علي تاكل طبقة الاوزون في 23 يناير, 1978. تلتها بعض الدول مثل الولايات المتحدة الأمريكية, كندا والنرويج.
وقد منعت المجموعة الأوروبية اقتراح مشابه. حتى في الولايات المتحدة, ما زال غاز كلوروفلوروكربون يستخدم في أماكن أخرى مثل الثلاجات والمنظفات الصناعية حتى بعد اكتشاف ثقب طبقة الأوزون بالقطب الجنوبي في سنة 1985.بعد محادثات ومعاهدة دولية (بروتوكول مونت لريال), تم وقف إنتاج كلوروفلوروكربون بشكل كبير ابتداً من 1987وبشكل كامل في عام 1996.في 2 اغسطس 2003, قام العلماء بالإعلان ان استنزاف طبقة الأوزون قد بدأ يتباطأ بعد حظر استخدام الكلوروفلوروكربون ثلاث أقمار اصطناعية وثلاث محطات ارضية اثبتت بطئ استنزاف طبقة الأوزون العليا بشكل كبير خلال العقد الماضي تمت الدراسة من خلال منظمة الإتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي . بعض الانحلال ما زال قائم في طبقة الأوزون بسبب عدم قيام بعض الدول بمنع استخدام الكلوروفلوروكربون (CFC) بالإضافة إلى وجوده مسبقاً في طبقة الستراتوسفير قبل منع استخدامه, حيث له فترة انحلال طويلة من 50 إلى أكثر من 100 سنة, ولذلك تحتاج طبقة الأوزون لرجوعها بشكل كامل لعدة عقود.حالياً يتم تركيب مكونات تحتوي علي (سي -اتش) لتحل كبديل لاستخدام الكلوروفلوروكربون مثل هايدروكوروفلوروكربون, حيث ان هذه المركبات أكثر نشاط ولحسن الحظ لا تبقى فترة كافية في الغلاف الجوي لتصل إلى طبقة الستراتوسفير حيث تؤثر على طبقة الأوزونكيف يمكن حماية طبقة الاوزون
حلول عالمية و علمية للحد من ظاهرة ثقب الأوزون: ان ظاهرة ثقب الأوزون ليست مشكلة تتعلق بجنوب الكرة الأرضية و انما هي مشكلة عالمية لما لها من ابعاد على صحة البشر في جميع انحاء العالم و لحل هذه المشكلة نلجأ إلى الوسائل التاليه:1-معرفة الأسباب و تلافيها:و لحل هذه المشكلة يجب تجنب الأسباب بصورة رئيسية و هي الحد من انتشار مركبات الكلوروفلوروكربونات و البروموفلوروكربونات في الصناعات و هو ما يجري حالياً حيث عملت العديد من الدول الصناعية على منع استخدام هذه المركبات في الصناعات للحد من الأثر البيئي الخطير المترتب على استعمالها.2-زراعة الأشجار :إن تكثيف المساحات الخضراء على سطح كوكب الأرض يعمل على حل مشكلة الأوزون بصورة جزئية لما له من أثر على تحليل عنصر الكربون خلال عملية البناء الضوئي و تحويله الى أكسجين و إعادة طرحه في الغلاف الجوي من جديد
3-التخلص من الملوثات الجويه:يكمن الحل في التخلص من ثقب الأوزون باعادة النظر في المشاكل البيئية التي حدثت بالتزامن معه و هي الأمطار الحامضية و الضباب الدخاني و الظاهرة الأكثر خطراً الأحتباس الحراري و التي تسببت بها الغازات الدفيئة – الكلور، الفلور، الكربون البروم – و عملت على زيادة درجة حرارة سطح الأرض بسبب دخول الأشعة فوق البنفسجية الى الأرض و رفعها لدرجة حرارة سطحها
المراجع
- عبدالحميد غزي بن حسن. التلوث البيئي: الهم الكبير لسكان الارض مجلة القافلة. المجلد (41) العدد (8). صفحة:
42 - 47
- عبدالله النعنيش. طبقة الاوزون: عشرات الملايين يصابون بسرطان الجلد واعتام العين اذا استمر تآكل طبقة الاوزون. منبر البيئة. المجلد (6). العدد (2) صفحة 7 (يونيو 1993).
- حماية الاوزون: البدائل لمركبات الفلوروكربون. منبرالبيئة. ملحق خاص. العدد (2): صفحة 1 - 8 (سبتمبر 1994).
-البرنامج البيئي للأمم المتحدة - أمانة سر الأوزون-سموم البيئة (أخطار تلوث الهواء والماء والغذاء).نأليف د. عزالدين الدنشاري د. صادق أحمد طهدار المريخ للنشر ، الرياض ، المملكة العربية السعودية1994 م-الإنسان وتلوث البيئة.تأليف محمد السيد أرناؤوط الدار المصرية اللبنانية، القاهرة.1996م.
سابقتها، ونتيجة اتساع القطب الجنوبي فإنه ينذر بمخاطر سوف تتعرض لها جنوب الأرجنتين.
ما سبب ثقب الاوزون
كيف تشكل ثقب الأوزون ؟
:يتم تآكل طبقة الأوزون من خلال حدوث التفاعلات التاليتقوم الأشعة فوق البنفسجية بتحطيم مركبات الكلوروفلوروكربون مما يؤدى إلى انطلاق ذرة كلور نشطة.
تتفاعل ذرة الكلور النشطة مع جزيء من غاز الأوزون.
ينتج عن تفاعل ذرة الكلور مع جزيء الأوزون = جزيء أكسجين وأول أكسيد الكلورين.
تتفاعل ذرة أكسجين نشطة مع أول أكسيد الكلور حيث تنطلق ذرة كلور نشطة لتحطيم جزيء أوزون جديد وهكذا تتم الدورة.
***ما هي الأسباب الأخرى التي تدمر طبقة الأوزون؟
اولا: أسباب طبيعية وهي1. البراكين: مثل بركان بيناتوبو وهو بركان فليبيني يعمل على قذف 12 مليون طن من الرماد والغبار سنوياً وتتطاير بالجو مما يؤدي إلى تشكل غيوم يتراوح سمكها ما بين 14-26 كم
2. حرائق الغابات
3. الملوثات العضويةثانيا: أسباب صناعيةأي ناتجة عن نشاطات الإنسان وخاصة1. الاحتراقات مثل النفط، الفحم، الغاز طبيعي2. عوادم السيارات والطائرات: تطلق السيارات أول أكسيد الكربون والرصاص التي تتصاعد إلى أعلى دون أن تتفكك، أما الطائرات فهي تعمل على خدش الارتفاعات القريبة من طبقة التراتوسفير3. التفجيرات الذرية والنووية: ينتج عن التفجيرات الذرية والنووية كميات من أكاسيد النيتروجين مما يعمل على تحليل الأكسجين بالجو وبذلك يؤثر على طبقة الأوزون4. البخاخات الضارة: كثر استخدام البخاخات المضغوطة والتي تحتوي على مواد كيميائية في الحالة الغازية، وتستخدم كثيراً لمكافحة الحشرات أو التنظيف ويطلق عليها اسم “الإيروسولات” والمقطع الأخير “سول” هو غاز غير موجود طبيعياً وأنما يتم تصنيعه، وهو غاز طويل الأجل وقد يمتد لقرون عدة مما يساعد في صعوده لطبقة الجو العليا وتحليل الأوزون على جزيئات أكسجين5. أطلاق الصواريخ إلى الفضاء: عملية أطلاق الصاروخ تحتاج لعمليات حرق كثيرة ينتج عنها غاز النيتروجين والكلور وغيرها التي تؤثر على طبقة الاوزون والسبب الأساسي في تكون ثقب الأوزون يرجع إلى انطلاق بعض الغازات التي تحوي غاز الكلور، ومن أهم تلك الغازات1 ـ الكلوروفلوروكربونات، والهيدروكلوروفلوروكربونات المستخدمة بكثرة في أجهزة التبريد والتكييف المنزلية والتجارية والصناعية2- الهالونات المستخدمة في أنظمة مكافحة الحرائق3- مادة بروميد الميثيل المستخدمة كمبيد حشري في تخزين المحاصيل الزراعية وتعقيم التربة الزراعية4- بعض المذيبات المستخدمة فى تنظيف الأجزاء الميكانيكية والمعدنية والدوائر الالكترونية مثل مادة رابع كلوريد الكربون5 ـ – أكاسيد النيتروجين، مثل أول أكسيد النيتروجين وثاني أكسيد النيتروجين اللذين ينطلقان من بعض أنواع الطائرات التي تطير بمستوى طبقة الأوزون6- ظاهرة الاحتباس الحراري
علاقة الاحتباس الحراري بثقب الأوزون
في المناقشات العامة يحدث أن يُربط بين الاحتباس الحراري وثقب الأوزون أي تحلل طبقة الأوزون الواقية من الأشعة الشمسية فوق البنفسجية، ولكننا في الحقيقة هنا نجد تأثيرين مختلفين، فبعض الحسابات النظرية تبين زيادة في الاحتباس الحراري مصحوبا بزيادة في تحلل الأوزون، ولكن ما هو أكيد هو أن غازات الكلوروفلوركاربون من الغازات التي تزيد من تحلل غاز الأوزون وبالتالي زيادة اتساع ثقب الأوزون، تعمل في نفس الوقت على رفع درجة حرارة الأرض، ولكن تأثيرها في رفع درجة الحرارة قليل، فبالتاكيد هناك علاقة بين الاحتباس الحراري وثقب الأوزون، وهي علاقة الحلقة المفرغة المغلقة، أي أن الاحتباس الحراري يساهم في وجود ثقوب لطبقة الأوزون، وبالعكس، عند وجود ثقب ما بطبقة الأوزون يحدث تسرب للأشعة فوق البنفسجية إلى داخل الأرض، ما يؤدي إلى احتقان أكبر واحتباس للحرارة، كالتالي:
عندما تنبعث الغازات الدفيئة ومنها الهيدرو كلوروفلوروكاربون داخل الجو، وتصعد حتى تبلغ طبقة الأوزون، وعند اصطدامها بالأوزون، تؤثر سلباً في آلية وعمل جزيئات الأوزون، ومع الوقت يسبب هذا التأثير السلبي خلل في أداء غاز الأوزون، ثم يصبح هناك ثقب في طبقة الأوزون فيحدث تسرب للأشعة فوق البنفسجية، ويساهم دخول الأشعة فوق البنفسجية إلى جونا بزيادة الحرارة داخل غلاف الكرة الأرضية مما يزيد من حرارة اليابسة، ويساعد ارتفاع حرارة اليابسة بارتفاع الغازات الدفئية أكثر، فتصل إلى مدى أعلى وأعمق داخل طبقة الأوزون، وهكذا دواليك تستمر الحلقة
علاقة نقص الغابات بطبقة الأوزون
الأشجارعنصراً هاماً جداً في خفض معدلات ثاني أكسيد الكربون، ونعني بذلك عملية امتصاصه ليلاً كما هو معروف عن النباتات بشكل عام وعن الأشجار بنسبة كبيرة، فوجود عدد كبير من الغابات في اليابسة من شأنه أن يحدث توازناً متقارباً إلى حد ما بين انبعاثات الكربون وبين امتصاصه من قبل الأشجار، إنها معادلة بسيطة، أي أن الأسباب التي تساهم في تناقص الغابات تؤدي إلى طفرة في وجود ثاني أكسيد الكربون، الأمر الذي يرفع ذلك الغاز أكثر وأكثر إلى أن يصل إلى طبقة الأوزون ليؤثر سلباً على آلية عمل غاز الأوزون، وبالتالي فإن تناقص الغابات يؤدي أيضاً إلى الضرر بشكل غير مباشر على طبقة الأوزونولا بد من الإشارة هنا إلى أهم الأسباب التي تسبب اختفاء الغابات من اليابسة1. تسرب بعض الغازات السامة2. الأمطار الحمضية3. حرائق الغابات4. قطع الأشجار للحصول على أخشابها او لإستخدام الاراضي في الزراعه
أخطار ثقب طبقة الأوزون
ذكر فريق العمل المعني بالتقويم البيئي والتابع لبرنامج الأمم المتحدة لشؤون البيئة في تقرير له،
أن استنزاف طبقة الأوزون والزيادة الناتجة في الأشعة فوق البنفسجية قد يؤديان إلى تعجيل معدل تكون الضباب الدخاني الذي يبقى معلقا في الأجواء لأيام عدة، مثلما حدث في لندن عام 1952م، عندما ساد الضباب الدخاني جو هذه المدينة، وحول نهارها إلى ليل على مدى بضعة أيام، وأدى إلى خسائر فادحة في الأرواح، وصلت إلى حوالي 4 آلاف حالة وفاة،
ولعل أكثر المناطق تضررا هي المنطقة المدارية، نتيجة ارتفاع درجة الحرارة، وقوة أشعة الشمس،
كما تشير بعض البحوث إلى أن نصف النباتات التي تعرضت للإشعاعات Uvb، ينخفض إنتاجها ويصغر حجم أوراقها، مما يؤثر على إنتاج المحاصيل الزراعية، إضافة إلى أن التراكيب الكيميائية، لبعض أنواع النباتات، قد تتغير بسبب هذا الوضع، مما يضر بمحتواها من المعادن وقيمتها الغذائية، ومن الأخطار الصحية الأخرى لمشكلة تدهور حالة طبقة الأوزون، حدوث مرض المياه البيضاء في عدسة العين، إذ طبقا لتقرير الأم المتحدة، فإن نفاد الأوزون بمعدل 10%، قد يتسبب في إصابة حوالي 1.7 مليون شخص سنويا بهذا المرض، نتيجة تعرضهم للأشعة فوق البنفسجية، إضافة إلى إصابة العين بمرض الماء الأزرق، لعدم قدرتها على مقاومة هذه الأشعة، كما أن فعالية جهاز المناعة عند الإنسان يضعف، وهذا ما يجعل الأشخاص أكثر عرضة للإصابة بالأمراض المعدية، الناتجة عن الفيروسات مثل الجرب، وكذلك الناتجة عن البكتيريا كمرض السل، ولا تتوقف الآثار السلبية لتقليص طبقة الأوزون على البشر وحدهم، فيسهم تدمير طبقة الأوزون واتساع الثقب في هذه الطبقة في زيادة درجة حرارة سطح الأرض، وبالتالي يؤدي ذلك إلى ما يعرف بظاهرة الاحتباس الحراري،
واهم الأضرار التي يسببها تآكل طبقة الأوزون وزيادة نفاذ الاشعة فوق البنفسجية هي
أن استنزاف طبقة الأوزون والزيادة الناتجة في الأشعة فوق البنفسجية قد يؤديان إلى تعجيل معدل تكون الضباب الدخاني الذي يبقى معلقا في الأجواء لأيام عدة، مثلما حدث في لندن عام 1952م، عندما ساد الضباب الدخاني جو هذه المدينة، وحول نهارها إلى ليل على مدى بضعة أيام، وأدى إلى خسائر فادحة في الأرواح، وصلت إلى حوالي 4 آلاف حالة وفاة،
ولعل أكثر المناطق تضررا هي المنطقة المدارية، نتيجة ارتفاع درجة الحرارة، وقوة أشعة الشمس،
كما تشير بعض البحوث إلى أن نصف النباتات التي تعرضت للإشعاعات Uvb، ينخفض إنتاجها ويصغر حجم أوراقها، مما يؤثر على إنتاج المحاصيل الزراعية، إضافة إلى أن التراكيب الكيميائية، لبعض أنواع النباتات، قد تتغير بسبب هذا الوضع، مما يضر بمحتواها من المعادن وقيمتها الغذائية، ومن الأخطار الصحية الأخرى لمشكلة تدهور حالة طبقة الأوزون، حدوث مرض المياه البيضاء في عدسة العين، إذ طبقا لتقرير الأم المتحدة، فإن نفاد الأوزون بمعدل 10%، قد يتسبب في إصابة حوالي 1.7 مليون شخص سنويا بهذا المرض، نتيجة تعرضهم للأشعة فوق البنفسجية، إضافة إلى إصابة العين بمرض الماء الأزرق، لعدم قدرتها على مقاومة هذه الأشعة، كما أن فعالية جهاز المناعة عند الإنسان يضعف، وهذا ما يجعل الأشخاص أكثر عرضة للإصابة بالأمراض المعدية، الناتجة عن الفيروسات مثل الجرب، وكذلك الناتجة عن البكتيريا كمرض السل، ولا تتوقف الآثار السلبية لتقليص طبقة الأوزون على البشر وحدهم، فيسهم تدمير طبقة الأوزون واتساع الثقب في هذه الطبقة في زيادة درجة حرارة سطح الأرض، وبالتالي يؤدي ذلك إلى ما يعرف بظاهرة الاحتباس الحراري،
واهم الأضرار التي يسببها تآكل طبقة الأوزون وزيادة نفاذ الاشعة فوق البنفسجية هي
1- الضباب الدخانى او “السحابة السوداء” الذي يبقى معلقاً فى الجو لأيام، وينجم عنه نسبة فى الوفيات عالية لما يحدثه من قصور فى وظائف التنفس والاختناق
2- إضعاف كفاءة جهاز المناعة عند الإنسان ويجعله أكثر عرضة للإصابة بالفيروسات مثل الجرب، أو الإصابة بالبكتريا مثل مرض الدرن وغيره من الأمراض الأخرى
3- أضراراً كبيرة بالعين مثل الإصابة بالمياه البيضاء أو المياه الزرقاء، وقد يؤدي إلى زيادة نسبة الأشخاص المصابين بالعمى
4- إصابة الإنسان بالأورام الجلدية التي من المتوقع أن تصل الإصابة بها على مستوى العالم إلى ما يُقدر بـ (300) ألف حالة سنوياً من السرطانات الجلدية، فمعدل الإصابات بسرطان الجلد يزداد 4% وهناك إحصائية أمريكية تقول بأن نقصان قدرة 3% يعني حدوث ثمانية عشر آلف من الإصابات بسرطان الجلد
5- إن تعرض الجلد للأشعة فوق البنفسجية يمكن أن يحدث تلفا تحت البشرة الخارجية للجلد مباشرة بسبب تلف الحامض النووي وينتج عن ذلك انقسام الخلايا وحدوث الأورام، ولأن حمض D.N.A هو المسئول عن نقل الصفات الوراثية فإن إصابته تكون نتيجة الإسراف في تعرضه للأشعة فوق البنفسجية حيثما ينتقل من جيل إلى جيل
6- تأثر الحياة النباتية والزراعية، حيث أنه هناك بعض النباتات التي لها حساسية كبيرة من الأشعة فوق البنفسجية التي تؤثر على إنتاجها وتضر بمحتواها المعدني وقيمها الغذائية وبالتالي محصول زراعي ضعيف، وحيث أن الحيوانات تتغذى على النباتات والأعشاب وهذا يعني أن الضرر سيلحق بها نتيجة تضرر النباتات
7- تأثر الحياة البحرية، التي تشتمل على الأسماك والعوالق النباتية يرقات الأسماك التي تعيش قريباً من سطح الماء، والتي لا تستطيع الفرار من الآثار المدمرة لاختلال طبقة الأوزون، فهذه الكائنات الحية البحرية لها دور كبير فى المحافظة على التوازن البيئي وخاصة العوالق النباتية حيث تمتص ثاني أكسيد الكربون من الجو وبالتالي إمداد الأكسجين للكائنات الحية الأخرى والتخفيف من ظاهرة الاحتباس الحراري
8- التغيرات المناخية فى الطقس، وخاصة عند ارتفاع درجات الحرارة والتي تزيد بدورها من معضلة تلوث الهواء، حيث أن درجة حرارة سطح الأرض تؤثر على حركة الهواء صعوداً وهبوطاً وبالتالي على حركة التلوث الجوى بين التشتيت والإرساب، فيتبع صعود الملوثات عملية التسخين المستمرة للطبقة السفلية من الغلاف الغازي الموجود على سطح الأرض أثناء ساعات النهار والتي تبلغ ذروتها خلال شهور الصيف ونتيجة لذلك يحدث انتشار للملوثات مع حركة الهواء، أما هبوط تلك الملوثات وعدم انتقالها مع الهواء ينشأ من عملية التبريد المستمرة أثناء ساعات الليل والتي تزيد خلال فصل الشتاء مما يؤدى إلى عملية ترسيب لهذه الملوثات
9- زيادة حرائق الغابات وظاهرة التصحر والارتفاع فى مستوى سطح البحر الشواطىء عديدة فى العالم كل ذلك من جراء ثقب طبقة الأوزون
10- تفاقم أزمة الاحتباس الحرارى
الحلول
هناك اجماع بين المنظمات الحكومية، وغير الحكومية في العالم على ان بدائل ا لكلوروفلوروكربونات والهالونات المقبولة بيئيا، ستقدم نتائج مشجعة على المدى البعيد. ولكن الصعوبة في حماية طبقة الاوزون تكمن في المعوقات الفنية والتمويلية ومن اكثر البدائل التي تم تطويرها لمواكبة المتطلبات البيئية والاقتصادية والصناعية والاستهلا كية التبريد الكهروحراري والتبريد بالامواج الصوتية. وفي هذا الاطار قدمت شركة اميركية ثلاجة منزلية صغيرة تعمل بدورة استرلنج التي تعتمد على مبدأ تسخين حجم ثابت من الغاز مثل الهيدروجين او الهيليوم يؤدي الى ارتفاع الضغط وادعت الشركة ان كفاءة الثلاجة المطورة أفضل بالمقارنة مع الثلاجة التقليدية.وفي المكسيك نجح العلماء في تصنيع قوالب الثلج بتسخير الطاقة الشمسية، وفي هذا الصدد ايضا تم تصنيع جهاز تبريد من نوع ستار، يعمل بالامواج الصوتية (الثرموأكوستيك) وقد جرب بتفوق على متن مركبة الفضاء ديسكفري.
الحلول
هناك اجماع بين المنظمات الحكومية، وغير الحكومية في العالم على ان بدائل ا لكلوروفلوروكربونات والهالونات المقبولة بيئيا، ستقدم نتائج مشجعة على المدى البعيد. ولكن الصعوبة في حماية طبقة الاوزون تكمن في المعوقات الفنية والتمويلية ومن اكثر البدائل التي تم تطويرها لمواكبة المتطلبات البيئية والاقتصادية والصناعية والاستهلا كية التبريد الكهروحراري والتبريد بالامواج الصوتية. وفي هذا الاطار قدمت شركة اميركية ثلاجة منزلية صغيرة تعمل بدورة استرلنج التي تعتمد على مبدأ تسخين حجم ثابت من الغاز مثل الهيدروجين او الهيليوم يؤدي الى ارتفاع الضغط وادعت الشركة ان كفاءة الثلاجة المطورة أفضل بالمقارنة مع الثلاجة التقليدية.وفي المكسيك نجح العلماء في تصنيع قوالب الثلج بتسخير الطاقة الشمسية، وفي هذا الصدد ايضا تم تصنيع جهاز تبريد من نوع ستار، يعمل بالامواج الصوتية (الثرموأكوستيك) وقد جرب بتفوق على متن مركبة الفضاء ديسكفري.
السويد هي أول دولة تمنع استخدام الرشاشات (مثل المبيدات الحشرية) التي تقضي علي الحشرات والتي تحتوي علي كلوروفلوروكربون الذي يعمل علي تاكل طبقة الاوزون في 23 يناير, 1978. تلتها بعض الدول مثل الولايات المتحدة الأمريكية, كندا والنرويج.
وقد منعت المجموعة الأوروبية اقتراح مشابه. حتى في الولايات المتحدة, ما زال غاز كلوروفلوروكربون يستخدم في أماكن أخرى مثل الثلاجات والمنظفات الصناعية حتى بعد اكتشاف ثقب طبقة الأوزون بالقطب الجنوبي في سنة 1985.بعد محادثات ومعاهدة دولية (بروتوكول مونت لريال), تم وقف إنتاج كلوروفلوروكربون بشكل كبير ابتداً من 1987وبشكل كامل في عام 1996.في 2 اغسطس 2003, قام العلماء بالإعلان ان استنزاف طبقة الأوزون قد بدأ يتباطأ بعد حظر استخدام الكلوروفلوروكربون ثلاث أقمار اصطناعية وثلاث محطات ارضية اثبتت بطئ استنزاف طبقة الأوزون العليا بشكل كبير خلال العقد الماضي تمت الدراسة من خلال منظمة الإتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي . بعض الانحلال ما زال قائم في طبقة الأوزون بسبب عدم قيام بعض الدول بمنع استخدام الكلوروفلوروكربون (CFC) بالإضافة إلى وجوده مسبقاً في طبقة الستراتوسفير قبل منع استخدامه, حيث له فترة انحلال طويلة من 50 إلى أكثر من 100 سنة, ولذلك تحتاج طبقة الأوزون لرجوعها بشكل كامل لعدة عقود.حالياً يتم تركيب مكونات تحتوي علي (سي -اتش) لتحل كبديل لاستخدام الكلوروفلوروكربون مثل هايدروكوروفلوروكربون, حيث ان هذه المركبات أكثر نشاط ولحسن الحظ لا تبقى فترة كافية في الغلاف الجوي لتصل إلى طبقة الستراتوسفير حيث تؤثر على طبقة الأوزونكيف يمكن حماية طبقة الاوزون
حلول عالمية و علمية للحد من ظاهرة ثقب الأوزون: ان ظاهرة ثقب الأوزون ليست مشكلة تتعلق بجنوب الكرة الأرضية و انما هي مشكلة عالمية لما لها من ابعاد على صحة البشر في جميع انحاء العالم و لحل هذه المشكلة نلجأ إلى الوسائل التاليه:1-معرفة الأسباب و تلافيها:و لحل هذه المشكلة يجب تجنب الأسباب بصورة رئيسية و هي الحد من انتشار مركبات الكلوروفلوروكربونات و البروموفلوروكربونات في الصناعات و هو ما يجري حالياً حيث عملت العديد من الدول الصناعية على منع استخدام هذه المركبات في الصناعات للحد من الأثر البيئي الخطير المترتب على استعمالها.2-زراعة الأشجار :إن تكثيف المساحات الخضراء على سطح كوكب الأرض يعمل على حل مشكلة الأوزون بصورة جزئية لما له من أثر على تحليل عنصر الكربون خلال عملية البناء الضوئي و تحويله الى أكسجين و إعادة طرحه في الغلاف الجوي من جديد
3-التخلص من الملوثات الجويه:يكمن الحل في التخلص من ثقب الأوزون باعادة النظر في المشاكل البيئية التي حدثت بالتزامن معه و هي الأمطار الحامضية و الضباب الدخاني و الظاهرة الأكثر خطراً الأحتباس الحراري و التي تسببت بها الغازات الدفيئة – الكلور، الفلور، الكربون البروم – و عملت على زيادة درجة حرارة سطح الأرض بسبب دخول الأشعة فوق البنفسجية الى الأرض و رفعها لدرجة حرارة سطحها
3-التخلص من الملوثات الجويه:يكمن الحل في التخلص من ثقب الأوزون باعادة النظر في المشاكل البيئية التي حدثت بالتزامن معه و هي الأمطار الحامضية و الضباب الدخاني و الظاهرة الأكثر خطراً الأحتباس الحراري و التي تسببت بها الغازات الدفيئة – الكلور، الفلور، الكربون البروم – و عملت على زيادة درجة حرارة سطح الأرض بسبب دخول الأشعة فوق البنفسجية الى الأرض و رفعها لدرجة حرارة سطحها
المراجع
- عبدالحميد غزي بن حسن. التلوث البيئي: الهم الكبير لسكان الارض مجلة القافلة. المجلد (41) العدد (8). صفحة:
42 - 47
- عبدالله النعنيش. طبقة الاوزون: عشرات الملايين يصابون بسرطان الجلد واعتام العين اذا استمر تآكل طبقة الاوزون. منبر البيئة. المجلد (6). العدد (2) صفحة 7 (يونيو 1993).
- حماية الاوزون: البدائل لمركبات الفلوروكربون. منبرالبيئة. ملحق خاص. العدد (2): صفحة 1 - 8 (سبتمبر 1994).
-البرنامج البيئي للأمم المتحدة - أمانة سر الأوزون-سموم البيئة (أخطار تلوث الهواء والماء والغذاء).نأليف د. عزالدين الدنشاري د. صادق أحمد طهدار المريخ للنشر ، الرياض ، المملكة العربية السعودية1994 م-الإنسان وتلوث البيئة.تأليف محمد السيد أرناؤوط الدار المصرية اللبنانية، القاهرة.1996م.
