تركيب غاز الأوزون
يتكون غاز الأوزون على خطوتين هما:
1- كسر الروابط في جزيء O2 عند امتصاصه للأشعة فوق البنفسجية (UV) متحولا إلى ذرتي أكسجين حرتين 2O
2- اتحاد كل ذرة حرة مع جزئ أكسجين آخر ينتج عنه جزئ أوزون O3 كما بالمعادلة السابقة.
* تتكون طبقة الأوزون على ارتفاع يتراوح ما بين 20 : 40 كم فوق سطح البحر في طبقة الستراتوسفير لأنها أول طبقة من طبقات الغلاف تقابل الأشعة فوق البنفسجية الصادرة من الشمس وتكون بها كمية مناسبة من غاز الأكسجين.
أنواع الأشعة فوق البنفسجية:
ملحوظة هامة:
تمنع طبقة الأوزون نفاذ الأشعة فوق البنفسجية البعيدة والمتوسطة لما لها من أضرار بالغة لذا يقال إن طبقة الأوزون تعمل كدرع واق ٍ للكائنات الحية من الآثار الكيميائية الضارة للأشعة فوق البنفسجية.
الآثار الضارة للأشعة فوق البنفسجية.
1- على الإنسان:
أ- زيادة معدلات الإصابة بسرطان الجلد.
ب- إعتام عدسة العين (الكناركتا).
جـ- ضعف المناعة.
2- على البرمائيات:
أ- موت البيض.
ب- نقص معدلات التكاثر.
3- على الأحياء البحرية:
ا- موت البلانكتون.
ب- تدمير السلاسل الغذائية البحرية.
4- على النباتات:
أ- اختلال عملية البناء الضوئي.
ب- نقص إنتاج المحاصيل.
تآكل طبقة الأوزون:
المفترض أن سمك طبقة الأوزون عند درجة (صفر ْ س) والضغط المعتاد 3 مم
وهو ما يعرف بمعدل الضغط ودرجة الحرارة (S.T.P)
لذا افترض دوبسون أن كمية الأوزون الطبيعية تعادل 300 دوبسون DU
وقد لوحظ وجود تآكل في طبقة الأوزون فوق منطقة القطب الجنوبى عام 1978.
أشهر الملوثات التي تعمل على تآكل طبقة الأوزون:
1- مركب الكلوروفلوروكربون (CFC) (الفريون)
المستخدم في المبردات- الفريونات- تنظيف الدوائر الإلكترونية.
2- غاز بروميد الميثيل (مبيد حشري- حماية مخزون المحاصيل).
3- الهالونات: المستخدمة في إطفاء الحرائق.
4- أكسيد النيتروجين: الناتجة من احتراق وقود الطائرات (الكونكورد).
أثر مركبات (CFC) على طبقة الأوزون:
يتم تآكل طبقة الأوزون على ثلاث مراحل:
1- تحطم الأشعة فوق البنفسجية جزيئات CFCL3 فتتحرر ذرات الكلور CL
2- تتفاعل ذرات الكلور المحررة مع الأوزون مكونة CLO أول أكسيد الكلور.
3- يتفاعلClO مع جزيئات أوزون أخرى فتتحرر ذرات الكلور وتقوم بدورها بتحطيم المزيد من غاز الأوزون.
وتستمر الملوثات في هذا التأثير.
* تقل درجة الأوزون في شهر سبتمبر نتيجة تجمع الملوثات في صورة سحب سوداء تدفعها الرياح إلى القطب الجنوبى مما يزيد من معدل تآكل طبقة الأوزون.
المحافظة على طبقة الأوزون:
تم عقد مؤتمر عالمي لدراسة كيفية الحفاظ على الأوزون واتخذت قرارات سنة 1997:
1- تقليل إنتاج مركبات (الكلوروفلوروكربون).
2- وقف إنتاج الطائرات الكونكورد الأسرع من الصوت.
ثانيا: الاحترار العالمي:
هو حدوث ارتفاع مستمر في متوسط درجة حرارة الهواء تقريبًا من سطح الأرض، والتى تسببها عملية الاحتباس الحراري.
الاحتباس الحراري:
هو ارتفاع درجة حرارة كوكب الأرض بتأثير زيادة غازات الدفيئة فى الغلاف الجوى والتى تنتج من احتراق الوقود الحفري وقطع الأشجار.
أهم الغازات الدفيئة:
1- غاز ثاني أكسيد الكربون CO2
2- مركبات الكلوروفلوروكربون (CFC)
3- غاز الميثان CH4.
4- أكسيد النيتروز N2O
5- بخار الماء H2O
تفسير ظاهرة الاحتباس الحراري:
الناتجة عن (أثر الصوبة الزجاجية) حيث تقوم هذه الغازات بحبس حرارة الشمس فى الغلاف الجوى ومنعها من التشتت في الفضاء كما تعمل الصوبة.
الآثار المترتبة على الاحتباس الحراري:
1- ذوبان الجليد عند القطبين:
مما يرفع مستوى ماء البحار ثم اختفاء المناطق الساحلية وانقراض بعض الحيوانات كالدب القطبي وفيل البحر.
يتكون غاز الأوزون على خطوتين هما:
1- كسر الروابط في جزيء O2 عند امتصاصه للأشعة فوق البنفسجية (UV) متحولا إلى ذرتي أكسجين حرتين 2O
2- اتحاد كل ذرة حرة مع جزئ أكسجين آخر ينتج عنه جزئ أوزون O3 كما بالمعادلة السابقة.
* تتكون طبقة الأوزون على ارتفاع يتراوح ما بين 20 : 40 كم فوق سطح البحر في طبقة الستراتوسفير لأنها أول طبقة من طبقات الغلاف تقابل الأشعة فوق البنفسجية الصادرة من الشمس وتكون بها كمية مناسبة من غاز الأكسجين.
أنواع الأشعة فوق البنفسجية:
البعيدة | المتوسطة | القريبة |
UV.C | UV.B | UV.A |
100 : 280 نانو | 280 : 315نانو | 315 : 400 نانو |
ملحوظة هامة:
تمنع طبقة الأوزون نفاذ الأشعة فوق البنفسجية البعيدة والمتوسطة لما لها من أضرار بالغة لذا يقال إن طبقة الأوزون تعمل كدرع واق ٍ للكائنات الحية من الآثار الكيميائية الضارة للأشعة فوق البنفسجية.
الآثار الضارة للأشعة فوق البنفسجية.
1- على الإنسان:
أ- زيادة معدلات الإصابة بسرطان الجلد.
ب- إعتام عدسة العين (الكناركتا).
جـ- ضعف المناعة.
2- على البرمائيات:
أ- موت البيض.
ب- نقص معدلات التكاثر.
3- على الأحياء البحرية:
ا- موت البلانكتون.
ب- تدمير السلاسل الغذائية البحرية.
4- على النباتات:
أ- اختلال عملية البناء الضوئي.
ب- نقص إنتاج المحاصيل.
تآكل طبقة الأوزون:
المفترض أن سمك طبقة الأوزون عند درجة (صفر ْ س) والضغط المعتاد 3 مم
وهو ما يعرف بمعدل الضغط ودرجة الحرارة (S.T.P)
لذا افترض دوبسون أن كمية الأوزون الطبيعية تعادل 300 دوبسون DU
وقد لوحظ وجود تآكل في طبقة الأوزون فوق منطقة القطب الجنوبى عام 1978.
أشهر الملوثات التي تعمل على تآكل طبقة الأوزون:
1- مركب الكلوروفلوروكربون (CFC) (الفريون)
المستخدم في المبردات- الفريونات- تنظيف الدوائر الإلكترونية.
2- غاز بروميد الميثيل (مبيد حشري- حماية مخزون المحاصيل).
3- الهالونات: المستخدمة في إطفاء الحرائق.
4- أكسيد النيتروجين: الناتجة من احتراق وقود الطائرات (الكونكورد).
أثر مركبات (CFC) على طبقة الأوزون:
يتم تآكل طبقة الأوزون على ثلاث مراحل:
1- تحطم الأشعة فوق البنفسجية جزيئات CFCL3 فتتحرر ذرات الكلور CL
2- تتفاعل ذرات الكلور المحررة مع الأوزون مكونة CLO أول أكسيد الكلور.
3- يتفاعلClO مع جزيئات أوزون أخرى فتتحرر ذرات الكلور وتقوم بدورها بتحطيم المزيد من غاز الأوزون.
وتستمر الملوثات في هذا التأثير.
* تقل درجة الأوزون في شهر سبتمبر نتيجة تجمع الملوثات في صورة سحب سوداء تدفعها الرياح إلى القطب الجنوبى مما يزيد من معدل تآكل طبقة الأوزون.
المحافظة على طبقة الأوزون:
تم عقد مؤتمر عالمي لدراسة كيفية الحفاظ على الأوزون واتخذت قرارات سنة 1997:
1- تقليل إنتاج مركبات (الكلوروفلوروكربون).
2- وقف إنتاج الطائرات الكونكورد الأسرع من الصوت.
ثانيا: الاحترار العالمي:
هو حدوث ارتفاع مستمر في متوسط درجة حرارة الهواء تقريبًا من سطح الأرض، والتى تسببها عملية الاحتباس الحراري.
الاحتباس الحراري:
هو ارتفاع درجة حرارة كوكب الأرض بتأثير زيادة غازات الدفيئة فى الغلاف الجوى والتى تنتج من احتراق الوقود الحفري وقطع الأشجار.
أهم الغازات الدفيئة:
1- غاز ثاني أكسيد الكربون CO2
2- مركبات الكلوروفلوروكربون (CFC)
3- غاز الميثان CH4.
4- أكسيد النيتروز N2O
5- بخار الماء H2O
تفسير ظاهرة الاحتباس الحراري:
الناتجة عن (أثر الصوبة الزجاجية) حيث تقوم هذه الغازات بحبس حرارة الشمس فى الغلاف الجوى ومنعها من التشتت في الفضاء كما تعمل الصوبة.
الآثار المترتبة على الاحتباس الحراري:
1- ذوبان الجليد عند القطبين:
مما يرفع مستوى ماء البحار ثم اختفاء المناطق الساحلية وانقراض بعض الحيوانات كالدب القطبي وفيل البحر.
