اوزون تروپسفری چیست و چگونه مهار میشود؟

اوزون پوششی است گازی به دور کره ی زمین که آن را از تابش های پرانرژی وخطرناک خورشیدی درامان نگه می دارد. اوزون از مولکول های سه اتمی O3 که به همین نام خوانده می شوند و دگر شکلی از عنصر اکسیژن هستند ، تشکیل شده است .اوزون یک ماده ی ناپایدار و بسیار واکنش پذیر است . از گاز اوزون می توان به عنوان رنگبر ، عامل بوزدایی و گندزدایی هوا و آب آشامیدنی استفاده کرد .این ماده در غلظت ها ی پایین  یک گاز سمی است . اوزون به طور طبیعی در لایه ی استراتوسفر هواکره و در غلظتی در حدود 1 تا 3 قسمت در میلیون وجود دارد.  در این لایه از هوا کره ، اوزون از تا ثیر تابش فرابنفش بر مولکول های O2  پدید می آید  هرگاه یک مولکول O2  به دو اتم مجزای O می شکند ، هر اتم تنهای O  به یک مولکول O2 می پیوندد تا مولکول O3  تشکیل شود . در این تغییر و تحولات تابش های پرانرژی فرابنفش  خورشیدی  به تابش های کم انرژی تر گرمایی تبدیل می شوند و از یک سو کره ی زمین از دریافت این تابشها به مقدار زیاد در امان می ماند و از سوی دیگر مقدار گاز اوزون با گذشت زمان ثابت می ماند . به همین دلیل به اوزونی که در لایه استراتوسفر (15 تا 50 کیلومتر بالای سر ما) یافت می شود ، صفت ((اوزون خوب)) را نسبت می دهند.

 ولی گاز اوزون می تواند در پایین ترین بخش از هوا کره نیز که به آن  تروپوسفر می گویند ، در اثر آلاینده های انسانی تولید شود . اوزون تروپوسفری که  گاهی آن را ((اوزون بد)) هم می نامند . یک آلاینده ی انسانی است که در نتیجه عملکرد موتور های درونسوز با سوختن بنزین و نیروگاهها با سوختن ذغال سنگ تشکیل می شود . اگزوز خودروها و آلاینده های صنعتی موجب گسترش گازهایNOx ( نیتروژن مونوکسید و نیتروژن دی اکسید) و همچنین ترکیبهای آلی فرار (VOC ) می شوند.  NOx  و VOC با انجام  واکنش شیمیایی با اکسیژن درطی یک روزآفتابی  و خشک - که معمولاً اواسط تابستان یااوایل پاییز است- موجب تشکیل اوزون تروپوسفری می شوند. این اتفاق در بعدازظهرها به اوج خود می رسد و در اوایل غروب و ابتدا ی شب کمتر دیده شده است. شکل-۲ 

شکل2- تولید اوزون تروپوسفری از آلاینده هایNOx : نور خورشید با شکستن مولکول های نیتروژن دی اکسید ، اتمهای O  را پدید می آورند که آنها نیز به نوبه خود با حمله به مولکول های O2 موجود در محیط تروپوسفرمولکول های O3 را ایجاد می کنند . از طرفی مولکول نیتروژن مونو اکسید می تواند با اوزون واکنش دهند  تا دوباره NO2 تشکیل شده و این چرخه ادامه یابد…

 

 

 

شکل3- تغییرات فصلی

 

 اوزون تروپوسفری در سرتاسر جهان :

 اوزون تروپوسفری در نیمکره های شمالی و جنوبی با فرارسیدن تابستان و گرم شدن آب و هوا افزایش می یابد .

 قسمت اعظم اوزون تروپوسفری  را تابستان ها در نیمکره شمالی می توان مشاهده کرد.

 اگرچه آلاینده اوزون به طور عمده در هوای شهرها و مناطق حومه شهرها بیشتر تشکیل می شود ولی به هر حال در مناطق روستایی نیز (تا شعاع 150 کیلومتر دورتر از مراکز صنعتی و آلوده شهری) با وجود وزش بادها ی مخالف  و عبور و مرور کامیون ها و خودروها تشکیل اوزون تروپوسفری را می توان محتمل دانست. شکل 4

 

•  یک آشکار ساز دستی برای تشخیص اوزون بسازید

 شما می توانید با روشی ساده یک نوار آشکار ساز اوزون را در آزمایشگاه مدرسه تان بسازید . واز آن در منزل ، محوطه مدرسه یا در میدان اصلی و پرجمعیت شهرتان برای تشخیص اوزون تروپوسفری و میزان آلودگی  هوا استفاده کنید. به این منظور به موادزیر نیاز دارید:

- پودر نشاسته ذرت

- کاغذ صافی ( صافی قهوه انتخاب مناسبی است)

- محلول پتاسیم یدید

 دستور کار :

 - ابتدا با استفاده از آب ، نشاسته و پتاسیم یدید یک چسب بسازید .آنگاه آن را بر روی نوار های آماده شده کاغذ صافی بمالید . سپس برای مدت 8 ساعت  نوار ها را در معرض هوا قرار دهید . اوزون موجود در هوا با پتاسیم یدید واکنش می دهد و بسته به اینکه غلظت اوزون در هوا کم یا زیاد یا ناچیز باشد رنگهای متفاوتی را بر روی نوار کاغذی ایجاد می کند . در زیر گستره تغییر رنگ نوار آشکار ساز را با تغییر غلظت اوزون مشاهده می کنید.(شکل 5) بااستفاده از این گستره غلظت اوزون موجود در هوا تا حدودی دقیق مشخص می شود.

  

 

 بااستفاده از راهنمای مقیاس زیر نتیجه آزمایش خود را پیدا کنید.

•     اثرات مخرب اوزون بر بدن

 زمانی که گاز اوزون را استنشاق می کنید ، وارد مجاری تنفسی شما شده و از آنجا که بسیار خورنده  است ، می تواند به نایچه ها ، نایژکها و کیسه های هوا موجود در ریه های شما که برای تبادل گاز های اکسیژن و کربن دی اکسید بوجود آمده اند، آسیب وارد کند. قرار گرفتن مداوم در برابر گاز اوزون می تواند موجب التهاب بافت ریه ها و عفونت های دستگاه تنفسی ،شود.(شکل 6) از سوی دیگر برای بیماران تنفسی که مبتلا به عارضه هایی نظیر آسم هستند وضعیت بدتر می شود . استنشاق این گاز منجر به کاهش عملکرد شش ها و پایین آمدن سطح تحمل آنها در برابر تمرین های ورزشی و فعالیت های بدنی می شود ، دردهای پی در پی در قفسه سینه و سرفه های مداوم از دیگر علایم آلودگی به گاز اوزون است. کودکان و افراد سالخورده در فصل تابستان و در هوای آلوده به اوزون تروپوسفری نسبت به سایر افراد بیشتر ، در معرض ابتلاء به نشانه های بالا می باشند.

 

شکل 6- بخشهای مختلف مجرای تنفسی انسان که ممکن است توسط اوزون تروپوسفری مورد آسیب قرار بگیرد.

A - حفره بینی

B- گلو

C- حنجره

D- نای

E- خانه های ششی

F- نایژک ها

G- دیافراگم

 

 

 

 

ویژگی خورنده بودن گاز اوزون تروپوسفری علاوه بر انسان ، گیاهان را هم مورد حمله قرار داده و برگ درختان و گیاهان را تخریب می کند . مقادیر بالای اوزون موجب تخریب بخشی از فراورده های کشاورزی و بافت گیاهی جنگل ها می شود. (شکل 7)

 شکل 7- برگهای تخریب شده به وسیله اوزون تروپوسفری (سمت چپ) در مقایسه با برگ های سالم (سمت راست) .

•  کاهش دادن آلاینده اوزون تروپوسفری

 (توصیه های زیر را جدی بگیرید)

با کمک روش های زیر می توانید مقدار اوزون موجود در هوا را کاهش دهید :

-از خودرو ی خود در  برخی مقاطع زمانی مثلاً ( بعداز ظهرها و اوایل عصر  تابستان– اواخر بهار و اوایل پاییز ) کمتر و در عوض از وسایل نقلیه عمومی استفاده کنید.

- ازهر وسیله بنزین سوز مثلاً( ماشین ها، چمن زن و سایرابزار کشاورزی) در مواقع یاد شده کمتر استفاده شود.

- از سوخت گیری برای خودروی خود در این مواقع خودداری کنید.

- از روشن کردن آتش در هوای آزاد برای کباب کردن گوشت در ساعات گفته شده خودداری کنید.

- موتور وسایل نقلیه خود را تنظیم کنید.

- از تنظیم باد لاستیک خودروی خود مطمئن شوید.

- از رنگها وابزاری که در لیست فراورده های بهداشتی و دوست دار محیط زیست قراردارند استفاده کنید زیرا این مواد می توانند منبعی برایvocها (مواد آلی فرار )باشند.

- در مصرف انرژی صرفه جویی کنید.

- توصیه های بهداشتی و استانداردهای اعلام شده از طرف سازمان های مربوطه را جدی بگیرید.

-  رعایت نکات بالا و  اهمیت  دادن مداوم به پژوهش ها ی محققان و عمل کردن به توصیه های گفته شده و مسئولیت پذیری افراد  و مسئولین سازمان های بهداشتی در برابر قوانین وضع شده  در کشور آمریکا در طی 10 سال نتایج مثبتی در بر داشته است که کاستن از مقدار آلاینده های منتشر شده در هوا (شکل

8 )و تغییر غلظت اوزون آلاینده(شکل9) را می توان نمونه هایی از آنها دانست . (شکل های 8 و9)

 

 

 

نظرات شما عزیزان: