الجديد تحت الشمس - تأثير الإنسان على البيئة 10 طبقة الاوزون

الجديد تحت الشمس - تأثير الإنسان على البيئة 10 تآكل طبقة الاوزون - ثقب الاوزون

  أ. د. أحتيوش فرج أحتيوش

يوجد الأوزون فى الغلاف الجوى للأرض فى حالة توازن ديناميكى، حيث يتعرض لعمليتى البناء والهدم بصورة مستمرة ومتوازنة ومتساوية فى المقدار، وذلك فى الظروف الطبيعية، ولكن النشاط البشري غير المدروس قد دمر كل شئ، فهاهو الاوزون يختفي، والخطر سيبلغك في عقر دارك، فثقب الاوزون لم يعد موجود فقط فوق القطب الجنوبي، كما يحدث فعليا منذ الثمانينيات، إنما هو الان فوق مناطق مكتظة بالسكان في مناطق مختلفة من العالم

مقدمه

الأوزون؛ ذلك الغاز الأزرق الباهت شديد السمية، والذي يعني اسمه “أوزون” في اللغة اللاتينية “رائحة” فهو ذو رائحة مميزة كرائحة البحر التي تعزى لتصاعد كميات قليلة من الأوزون، الذي تفوق سميته مركبات أول أكسيد الكربون والسيانيد، والأوزون مركب كيميائي يتكون من اتحاد 3 ذرات أكسجين، ويتصف الأوزون بأنه يتفكك بالتسخين، وذلك عندما تتجاوز درجة الحرارة مائة درجة مئوية، ويتصف بقابليته للذوبان في الزيوت العطرية وبحساسيته الشديدة للصدمات والاهتزازات. كما أنه قابل للانفجار إذا وجدت معه وهو سائل بضع ذرات من الغازات العضوية، ويعتبر العالم “ماتينوس فان ماركوس” أول من اكتشف وحضّر الأوزون عام1758 م، ثم حضّره “كريستيان سشونيين” في عام 1860 م وأطلق عليه”الأوزون”. ويتم تحضير الأوزون في المختبر بالاعتماد على تحليل جزيئات الأكسجين باستخدام الطاقة، ويتحقق ذلك عن طريق تحرير غاز الأكسجين الجاف والمبرد حتى درجة الصفر المئوي في جهاز خاص يسمى “مولد الأوزون”، ثم يتم إحداث تفريغ كهربائي هادئ داخل الجهاز؛ فيتولد بذلك غاز الأوزون، ويتكون الأوزون بشكل طبيعي نتيجة التفريغ الكهربي الناتج عن البرق، كما يتكون من جراء النشاطات البشرية في طبقة الستراتوسفير بواسطة التفاعلات الكيموضوئية، وطبقة الستراتوسفير إحدى أهم طبقات الغلاف الجوي، وتعرف أيضا بطبقة الأوزونوسفير لأنها غنية بغاز الأوزون، ويبلغ سمكها 40 كم، ففي العشرة كيلومترات الأولى من هذه الطبقة تظل درجات الحرارة ثابتة، حوالي 55 درجة مئوية تحت الصفر، ثم ترتفع درجات الحرارة تدريجيا لتصل في نهاية الطبقة إلى حوالي مائة درجة مئوية؛ وذلك لوجود غاز الأوزون الذي يمتص الأشعة الحرارية ويعكس معظم الأشعة فوق البنفسجية، ووجود طبقة الأوزون ضرورة لاستمرار الحياة على كوكب الأرض؛ حيث تمثل حزاما واقياً ودرعاً حامياً من الأشعة فوق البنفسجية، كما أنها تمتص جزءًا كبير من الإشعاعات الكهرومغناطيسية وخاصة الإشعاعات التي تتصف بطاقتها العالية التي يتراوح طول موجاتها بين 240 و 320 نانومترا، والأوزون الموجود في الغلاف الجوي للأرض في حالة توازن ديناميكي؛ حيث يتعرض لعمليتي البناء والهدم بصورة مستمرة ومتوازنة ومتساوية في المقدار، وذلك في الظروف الطبيعية، ويمثل هذا التوازن ناموسا كونيا حتى تستقر الحياة، غير أن الملوثات البيئية التي تنشأ عن الصناعة والأنشطة البشرية ذات المنفعة المادية تؤدي إلى خرق هذا التوازن الفطري؛ مما يؤدي إلى حدوث الاضطرابات الكونية والتدهور البيئي، فهل هو بهذه الأهمية ليحصل على كل هذا الاحتفاء؟

 في 1930 – 1931 اخترع طوماس ميدغلي غاز الفربون، أول أنواع الكربون الكلوروفلوري ( CFCs) الذي برهن على فائدته في المبردات والمذيبات ودفاعات الرش من بين أشياء أخرى وحل الفريون محل الغازات القابلة للالتهاب والسامة الخطيرة المستعملة في التبريد والتي جعلت تكييف الهواء ممكناً، وكانت ميزة الكلوروفلوروكربون والغازات المشابهة الأخرى، في مجموعة تسمى هالوكربون، هي أنها مستقرة جداً ولا تتفاعل مع أي شيء تقريباً  إلى أن تنجرف إلى التراتوسفير، حيث تفتتها لأشعة فوق البنفسجية المباشرة وتطلق عوامل تعمل بدورها إلى تمزيق جزيئات الأوزون، ولم تزدهر سريعاً مخترعات ميدغلي إلا بعد الأزمة الاقتصادية والحرب العالمية الثانية فظل استهلاك الكلوروفلوركربون صغيرة في عقدي 1930 و 1940 وربما بلغت 20.000 طن سنويا بحلول 1950 لكن بحلول 1970 بلغ الاستهلاك حوالي 750.000 طن وكان الهجوم غير الملحوظ على طبقة الأوزون على أشده وفي 1974 اقترح العالمان سيروود رولاند وماريو مولينا الإمكانية النظرية بأن الهالوكربون يمكن أن يخفف طبقة الأوزون، وفي 1985 أكدت ملاحظات جي سي فارمان أن هذا قد حدث بالفعل فوق القارة القطبية الجنوبية، وأظهرت الخطوات اللاحقة ثقوب صغيرة فوق تشيلي واستراليا وفي غضون ذلك انخفض قليلاً سمك طبقة الأوزون فوق نصف الكرة الشمالي حوالي 10 %  1960 – 1995  ولم ينخفض مطلقا فوق المدارين، ولقد أثارت الاكتشافات الأولية رد فعل سياسي سريع على نحو غير مألوف لأن توقعات زيادة الأشعة فوق البنفسجية (ب) كانت أكثر من مثيرة للقلق فهي تقتل العوالق النباتية المائية أساس سلاسل الغذاء البحرية وهي تؤثر في التمثيل الضوئي في النباتات الخضراء وهي في الإنسان تسبب الكتراكت وأمراض العيون الأخرى وتكبت استجابة الجهاز المناعي وتسبب سرطان الجلد لبعض الأشخاص المعرضين له وحظرت بعض الدول الكلوروفلوروكربون ( CFCS )  في مرشات الايرسول في أواخر عقد 1970 وكان لهذا تأثير عام بسيط واستمر انبعاث الكلورفلوركربون العالمي في التصاعد في استجابة إلى اكتشافات فارمان، ونظم برنامج الأمم المتحدة للبيئة (UNEP ) في 1985 معاهدة فينا حول استنفاذ الأوزون وقادت إلى برتوكول مونتريال 1987 وتعديلات 1990 لندن و1992 كوبنهاجن و 1995 فينا، وهي في مجموعها استجابة دولية غير عادية إلى مشكلة غير عادية، خفضت هذه الاتفاقية إلى درجة حادة إنتاج الكلورفلوركربون، والشركات الصانعة للكيماويات التي قدمت حجج ضد النظرية القائلة أن الكربون الكلورو فلوري قد يدمر طبقة الأوزون، اشتكت في البداية من البرتوكولات والتعديلات لكنها سرعان ما عثرت على البدائل، واكتشف بعض الكيماويين الذين كانوا قد استعملوا الكربون الفلوري الكلوري مذيبات من الماء أو عصير الليمون أدت الغرض نفسه أيضاً، وبعد 1988 انخفض معدل اطلاق الكلورفلوركربون بنسبة 75 إلى 100 في المائة  1986 – 1994، وانخفض استعمال الكلورفلوركربون 80 في المائة على نطاق العالم وتلك كانت الأخبار الطيبة ولكن للأسف الكلورفلوركربون مستقر جداً ويبقى لمدة طويلة في الجو وبعض تلك التي انطلقت قبل برتوكول مونتريال سوف تستمر في تدمير الأوزون حتى 2087 ومن هنا سوف تستمر طبقة الأوزون في تناقص لعقد أو عقدين على الأقل قبل أن تبدأ في النمو من جديد ببطء، ويعتبر العالم ماتينوس فان ماركوس أول من اكتشف وحضر الأوزون عام 1758، ثم حضره كريستيان سشونيين فى عام 1860م وأطلق عليه “الأوزون”، ويتم تحضير الأوزون فى المختبر بالاعتماد على تحليل جزيئات الأكسجين باستخدام الطاقة، ويتحقق ذلك عن طريق تحرير غاز الأكسجين الجاف والمبرد حتى درجة الصفر المئوى فى جهاز خاص يسمى “مولد الأوزون”، ثم يتم إحداث تفريغ كهربائى هادىء داخل الجهاز، فيتولد بذلك غاز الأوزون

تعريف طبقة الأوزون

هي طبقة من طبقات الغلاف الجوى، وسُميت بذلك لأنها تحتوى على غاز الأوزون وتتواجد في طبفة الأستراتوسفير، وهي الطبقة بين 7 كلم – 17 كلم إلى 50 كلم وتحتوي على تسعين في المائة من جزئيان الأوزون الموجود في الغلاف الغازي، حيث تقع ضمنها طبقة الأوزون في الجزء السفلي من طبقة الستراتوسفير، ويبلغ سمكها أربعة وعشرين كيلومتراً، وتمتد من النقطة التي تقع على بعد ستة عشر كيلومتراً من سطح الأرض، وحتى ثمانية وأربعين كيلومتراً،  يتكون غاز الأوزون من ثلاث ذرات أكسجين مرتبطة ببعضها ويرمز إليها بالرمز الكيميائي (O3)، ويتألف الأوزون من تفاعل المواد الكيميائية إلى جانب الطاقة المنبعثة من ضوء الشمس متمثلة في الأشعة فوق البنفسجية، وفى طبقة الاستراتوسفير، يصطدم غاز الأكسجين، الذي يتكون بشكل طبيعي من جزيئات ذرتي أكسجين (O2)، بالأشعة فوق البنفسجية المنبعثة من الشمس، وهذه الذرات تصبح حرة لكي تندمج مع أجسام أخرى، ويتكون غاز الأوزون عندما تتحد ذرة أكسجين واحدة (O) مع جزئي أكسجين (O2) وهذا هو الأكسجين الذي يستنشقه الإنسان ليكونوا O3))، 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

طبقة الأوزون و الغلاف الجوي للأرض

غلاف الأرض الجوي هو طبقة من خليط من غازات تحيط بالكرة الأرضية مجذوبة إليها بفعل الجاذبية الأرضية، ويتكون هذا الغلاف الغازي من غاز النيتروجين بنسبة 78 %، وأكسجين بنسبة 21 %، بجانب غازات أخرى، ويحمي الغلاف الجوي الأرض من وصول الأشعة فوق البنفسجية اليها، ويحافظ على اعتدال درجات الحرارة على سطح الكوكب، فالأرض كما يقول علماء المناخ بدون الجو المحيط بها ستنخفض درجة حرارتها إلي – 15 درجة مئوية بدلاً مما هي عليه اليوم، حيث يبلغ متوسط درجة حرارة الأرض+15 درجة مئوية

ويتكون الغلاف الجوي للارض من طبقات مختلفة هي

الترابوسفير:أو الطبقة السفلى، تمتد من سطح الأرض وترتفع ما بين 7 كلم عند القطبين و17 كلم عند خط الاستواء، بمتوسط 10 كلم، وتحتوي على تسعة أعشار الغازات الجوية، وفيها تتكون الظواهر المناخية، والتغير المستمر لدرجات الحرارة

الستراتوسفير أو الطبقة الوسطى:وهي الطبقة بين 7 كلم – 17 كلم إلى 50 كلم وتحتوي على تسعين في المائة من جزئيان الأوزون الموجود في الغلاف الغازي، حيث تقع ضمنها طبقة الأوزون في الجزء السفلي من طبقة الستراتوسفير، ويبلغ سمكها أربعة وعشرين كيلومتراً، وتمتد من النقطة التي تقع على بعد ستة عشر كيلومتراً من سطح الأرض، وحتى ثمانية وأربعين كيلومتراً، ووجود مركبات الأوزون في الطبقة السفلى من الغلاف الجوي التروبوسفير، يؤثر على صحة الكائنات فهي تعد ذات تأثير ضار عليهم لدى تواجدها في تلك الطبقة

الميزوسفير او الطبقة العليا:وتبدأ من 50 كلم حتى ارتفاع 80 كلم – 85 كلم

الثيرموسفير او الطبقة الحرارية:تبدأ من 80 كلم – 85 كلم إلى 640 كلم  ويكون الغلاف الجوي رقيق لدرجة ان الاكترونات بإمكانها ان تتحرك لفترة من الزمن قبل أن تصطدم باقرب ايون موجب، وعدد هذه الاكترونات كافِ ليؤثر على انتشار موجات الراديو

الايونوسفير او الطبقة المؤينة:تحتوي على البلازما، وتتكون من غلاف من الالكترونات الحرة والذرات والجزيئات المؤينة المشحونة كهربائيا وتحيط كوكب الأرض وتمتد من 50 إلى أكثر من 1000 كم، وتستمد الطبقه الايونية وجودها من الاشعة السينية القادمة من الشمس، هذه الإلكترونات السالبة الحرة والأيونات الموجبة تنجذب لبعضها البعض عن طريق القوة الكهرومغناطيسية، ولكنها نشطة جدا لدرجة انها لايمكن ان تبقى متحده معا كما يحدث في جزيء محايد كهربائيا

الاكزوسفير:وهي الطبقة التي تلي الايونوسفير وتمتد حتى تختلط مع فراغ الفضاء

أهمية طبقة الأوزون

من أهم وظائف طبقة الأوزون هي حماية سطح الأرض من أشعة الشمس الضارة الأشعة فوق البنفسجية ب، التي تسبب أضرارًا بالغة للإنسان وخاصة سرطانات الجلد .. وأيضاً للحيوان والنبات على حد سواء ومنعها من أن تصل لسطح الارض، فالاوزون يمتص 99 في المائة من الأشعة فوق البنفسجية UV  الداخلة إلى الغلاف الجوي، وقبل وجود الأكسجين لم تك ثمة طبقة أوزون وتعين على الحياة في الأرض أن تبقى تحت الماء وهذا الحجاب الشمسي الذي لا غنى عنه والذي تألف من جزيئات أوزون تدور في اتساع الستراتوسفير عند تركيزات أجزاء قليلة فقط من المليار أخذت دهور حتى تتكون وهذا الدرع الخفيف حمى الحياة على الأرض في ذلك الوقت على نحو مثير للإعجاب لحوالي مليار سنة

تآكل طبقة الأوزون “ثقب الأوزون”

تآكل طبقة الأوزون أو هدمها أو استنزافها أو ثقبها كلها مرادفات لما يحدث من دمار لهذا الطبقة الحامية للكرة الأرضية وللكائنات التي تعيش على سطحها، ويتم تآكل طبقة الأوزون من خلال حدوث التفاعلات التالية

1- تقوم الأشعة فوق البنفسجية بتحطيم مركبات الكلوروفلوروكربون مما يؤدى إلى انطلاق ذرة كلور نشطة

2- تتفاعل ذرة الكلور النشطة مع جزيء من غاز الأوزون

3- ينتج عن تفاعل ذرة الكلور مع جزيء الأوزون = جزيء أكسجين وأول أكسيد الكلورين

4- تتفاعل ذرة أكسجين نشطة مع أول أكسيد الكلور حيث تنطلق ذرة كلور نشطة لتحطيم جزيء أوزون جديد وهكذا تتم الدورة

اسباب تكون ثقب الأوزون

أولا: أسباب طبيعية وهي

1- 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 العضوية

ثانيا: أسباب صناعية

أي ناتجة عن نشاطات الإنسان وخاصة

1- الاحتراقات مثل النفط، الفحم، الغاز طبيعي

2- 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 التراتوسفير

3- التفجيرات الذرية والنووية: ينتج عن التفجيرات الذرية والنووية كميات من أكاسيد النيتروجين مما يعمل على تحليل الأكسجين بالجو وبذلك يؤثر على طبقة الأوزون

4- 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 أكسجين

5- 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 الغازات

1 ـ الكلوروفلوروكربونات، والهيدروكلوروفلوروكربونات المستخدمة بكثرة في أجهزة التبريد والتكييف المنزلية والتجارية والصناعية

2- الهالونات المستخدمة في أنظمة مكافحة الحرائق

3- مادة بروميد الميثيل المستخدمة كمبيد حشري في تخزين المحاصيل الزراعية وتعقيم التربة الزراعية

4- بعض المذيبات المستخدمة فى تنظيف الأجزاء الميكانيكية والمعدنية والدوائر الالكترونية مثل مادة رابع كلوريد الكربون

5 ـ – أكاسيد النيتروجين، مثل أول أكسيد النيتروجين وثاني أكسيد النيتروجين اللذين ينطلقان من بعض أنواع الطائرات التي تطير بمستوى طبقة الأوزون

6- 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 الأوزون

ولا بد من الإشارة هنا إلى أهم الأسباب التي تسبب اختفاء الغابات من اليابسة

1- تسرب بعض الغازات السامة

2- الأمطار الحمضية

3- حرائق الغابات

4- قطع الأشجار للحصول على أخشابها او لإستخدام الاراضي في الزراعة

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 الحراري

الاستخدانات الطبية للاوزون

اعترف الأطباء بالأوزون كوسيلة علاجية فى العديد من الدول، ويعتمد الاستخدام الطبى للأوزون على تنشيطه لخلايا الجسم الطبيعية بشكل آمن عن طريق زيادة نسبة الأكسجين المتاحة للخلايا إلى الحد الأمثل الذى يسمح بإطلاق المطلوب من الطاقة لأداء وظائفها الكاملة، ورفع درجة مناعتها لمقاومة الأمراض، كما أنه يثبط الفيروسات والبكتريا والفطريات والخلايا السرطانية عن طريق اختراقها وأكسدتها، ونظرا لتعدد فوائده وانتشار استخدامه فى المجالات الطبية والصحية العامة، أنشىء عام 1973 الاتحاد العالمى للأوزون

فَوائد غاز الأوزون

- توصيل الأكسجين من الرئتين إلى الأَنْسجة البعيدة بِشكلٍ أَفْضل

- تَعزيز النَشاطِ المناعي في جهاز المناعة

- تحسين وتَنظيم تصنيع الهرمونات و إفْرازها من غدد الجسم

- تحسين إِنتاج و تَحريض الإِنزيمات المضادة للأَكسدة الضارة للجسم

- تقوية المناعة عامة في جميع أعضاء الجسم

- يساعد في التئام جميع الجروح الموْضِعِية الملوّثة

- مداواة الجروح المكشوفة

- علاج إلْتهاب المعدة

- علاج القُلاع الفموي

- علاج المراحِل الأولى من الإلتِهاب

- علاج تكَون الوَذمَات

- علاج إلتهاب المَفاصِل الروماتزمي

- فصال الركبة

- أَمراض الركبة الرضحِية

 الجدول التالي يوضح تأثيرات الأوزون على الجسم  ومجالات تطبيقاته العلاجية

ثقب الاوزون حقيقة ام خيال

الاوزون يختفي، الخطر سيبلغك في عقر دارك، فثقب الاوزون لم يعد موجود فقط فوق القطب الجنوبي، كما يحدث فعليا منذ الثمانينيات، إنما هو الان فوق مناطق مكتظة بالسكان في مناطق مختلفة من العالم ، ونضوب الاوزون يعد من اخطر ما واجهته البشرية من ازمات، ووجب علينا ان نعلم اطفالنا ان يعتبروا ان السماء جزء من بيئتنا يهددنا ما يسئ ويلوث النظم البيئية بها، ونضوب الاوزون فوق نصف الارض الشمالي هو امر مثبت، وان طبقة الاوزون تضمحل ,انما ليست على وشك الاختفاء، واطلق المكوك الفضائي في ابريل 1993م حاملا ادوات لقياس تركيز الازون، وتفحص طبقة الاوزون، ولم يكشف احد عن ثقب بالاوزون في نصف الكرة الشمالي وطبقة الاوزون من فوقة ابعد ما تكون عن التلاشي، وكل ما هناك ان ثمة انخفاضا في اوزون الاستراتوسفير قد حدث بنسبة قليلة، فقضية نضوب اوزون الاستراتو سفير هي الاخرى قضية نموذجية للمعالجة بالواقعية الايكولوجية، حيث انها مشكلة حقيقة لكن تضخيم مخاطرها قد تجاوز كل الحدود،هي مشكلة خطيرة، لكننا لا نستطيع ان نقول ان شيئا كالكارثة قد حدث، او سيحدث في المستقبل، يقسم العلماء الغلاف الجوي نظريا إلى اربع طبقات هي التروبوسفير ويمتد من سطح الارض إلى نحو 10كيلو متر فوقه، وبة الهواء الذي نتنفسه، ويحمل 85%من كتلة الغلاف الجوي كله، يليه  الاستراتوسفير ويمتد من 40كيلو متر فوق التروبوسفير، ويحمل عمليا كل الباقي من كتلة الغلاف الجوي، ثم ياتي الميزوسفير، ويمتد فوق الاستراتوسفير نحو 35كيلو متر، وفيه يبرد الغلاف الجوي كثيرا، واخيرا تاتي طبقة الترموسفير حيث ترتفع درجة الحرارة إلى ما قد يصل إلى 200 درجة م

بدأت نظرية ثقب الاوزون بملاحظة في علم البصريات تقول ان الجزئيات ذات الذرات لثلاث تمتص عادةً موجة الاشعة ب فوق البنفسجية، الخطرة بيولوجيا اما الجزيئات ذات الذرتين فإنها تسمح عادة للأشعة بالمرور، وتوجد جزيئات الاكسجين دائما في صور ذات ذرتين ويرمز له بالرمز 2أ، اما جزيئات الاوزون فتتألف من ثلاث ذرات اكسجين ويرمز له بالرمز 3أ، وتتفاعل فوق المدن مع ضوء الشمس ليتحول الاكسجين 2أ، إلى الاكسجين 3أ اي الاوزون، والاوزون غاز ازرق باهت سام بالنسبة للإنسان حتى في تركيزاتة الضعيفه، وهو عند سطح الارض يسبب متاعب تنفسية بالغة خصوصا للأطفال وكبارالسن، ويترسب الاكسجين أيضا من التروبوسفير إلى الاستراتوسفير ويوفر ضوء الشمس الطاقة لتفاعل طبيعي يحول 2أ، إلى أ3 على رتفاع يبلغ 40 كيلو مترا من سطح الارض، وتتشكل بذالك طبقة الاوزون، ولما كان هذا الاوزون لا يتنفسة احد فإن وجودة لا يضر، بل أنه يفيد إذ تمتص طبقة الاوزون هذة بالاستراتوسفير جزء من الاشعة فوق البنفسجية التي تأتي مع ضوء الشمس،  وبالذات معظم الاشعه فوق البنفسجية النشطة بيولوجيا المسماة:الاشعة ب فلا يصل منها إلى التروبوسفير إلا القليل، هذة الطبقة من الاوزون تعمل إذن كدرع واق للاحياء على الارض من الاشعة ب التي تمتصها المادة الوراثية للكائنات الحية وقد تسبب اضرار لها، ولقد افترض الباحثون من زمان بعيد ان الاشعة ب تسبب لفحة الشمس، وتؤدي إلى إعتام عدسة العين او مرض الكتاراكت لأن ضوء الشمس يدخل العين، وإلى سرطانات الجلد  كالميلانوما، وبمعرفة العلاقة المحتملة بين الاشعة ب وسرطان الجلد، بدأ الاهتمام بنضوب الاوزون في الاستراتوسفير، في ستينيات الصرن العشرين  في ذلك الوقت كان ثمة باق بين الامريكيين والبريطانيين والفرنسيين والسوفييت لإنتاج طائرات اسرع من الصوت، تطير هذة الطائرات في الاستراتوسفير، تطلق محركاتها أكسيدات النيتروجين ، وقد رأى بعض العلماء عندئذ أن الاكسيدات تتسبب في نضوب الاوزون بالاستراتوسفير فأوقفت الولايات المتحدة مشروعها، ولم تنفذه إلا بريطانيا وفرنسا ليتضح في النهاية، علميا ان اثر النوكس على نضوب الاوزون أقل بكثير مما كان يعتقد، وبعدما حظرت دول كثيرة استخدام  ك.ف.ك في علب الرش انحسر الجدل حول نضوب الاوزون بضع سنوات، فلم تكن لدى الابحاث وسيلة تمكنهم من دراسة الاوزون بالاستراتوسفير  حتى تمكنت وكاله الفضاء الامريكية ناسا عام 1978 م من إطلاق القمر الصناعي نيمبوس 7 حاملا أجهزة لقياس التركيب الكيميائي للاستراتوسفير، اشارت بعض البيانات على ان طبقة الاوزون تتناقص بمقدار ضئيل، أي تخف قليلا، لا تتلاشى، واوضحت انخفاضا فوق المناطق المأهولة في نصف الكرة الشمالي خلال الصيف عندما يكون ضوء الشمس اكثر كثافة، وهنا بدأ الجدل يتصاعد مرة اخرى ليصل إلى أقصى حدتة بعد أن أعلن فارمان في 16 مايو 1985م انة وزملاءة قد وجدوا ثقب أوزون فوق القارة القطبية الجنوبية، لم يكن تخفيفا للأوزون، كان ثغرة تعني تحطم اوزون الاستراتوسفير اثناء الربيع الجنوبي أكثر من 30%، ووصل تناقص الاوزون في الربيع الجنوبي منذ ذلك العام إلى نحو 50% ، وبدأت سلسلة جديدة من التقارير والبلاغات ترى، بعد معرفة “الثقب” أن تلك الملايين من أطنان الفريون التي اطلقت في الجو إنما تعني اننا قد جلبنا على انفسنا الدمار، وثقب الاوزون الجنوبي هائل الاتساع، فقد يزيد على مساحة الولايات المتحدة الامريكية، بحيث يصعب على الكثير من العلماء أن يتصوروا ان ما اطلقة البشر من الفريون يكفي لإحداثة، كان تركيز ك.ف.ك في الاستراتوسفير عام 1978م هو جزأين في البليون، والآن 3,4 جزء (أي التركيز هو 0,00000034%)، من يتخيل أن مركبا بهذا التركيز يستطيع أن يتمكن من كيمياء سماء القطب الجنوبي كلها، وخلال الضجة العامة التي ثارت في الثمانينيات عن ثقب الاوزون تم تجاهل الكثير من تفاصيله، حيث ان ثقب الاوزون الجنوبي يفتح خلال الربيع الجنوبي فقط، الذي يتزامن مع الخريف الشمالي، في اثناء الشتاء الجنوبي تتسبب التفاعلات الكيماوية في تجمع جزئيات الكلور الطبيعي والاصطناعي البشري في استراتوسفير القطب الجنوبي، لكنها لا تأكل الاوزون لعدم وجود ضوء الشمس اللازم للتفاعل، وما إن يأتي ضوء الشمس في الربيع حتى يبدأ تفاعل التآكل وينضب الاوزون، ليتناقض فعل الدرع الواقي من الاشعاعات، لكن ألاشعه في القطب الجنوبي عندئذ تكون اصلا منخفضة فعلى سبيل المثال، عندما فتح ثقب الاوزون في ربيع 1990م كانت أشعه ب عند سطح الارض ضعف ما كانت علية في عام 1988م ، على الفور ثار المعلقون وقالوا إن هذا امر مرعب للغاية، لكن الحقيقة هي أن قرءة اشعة ب كانت من الانخفاض بحيث لا تسبب مضاعفتها في زيادة تذكر، وأذيع أن اشعة ب تضاعفت لكن لم يذكر أحدا أن الزيادة كلها كانت تافهه حقا، ويجب ان نعرف ولا ننسى أن هذة الثغرة التي تفتح سنويا منذ أواخر السبعينات فوق القطب الجنوبي اثناء الربيع الجنوبي، تغلق ايضا سنويا أثناء الصيف الجنوبي، أنت تقرأ في جرائد شهر اكتوبر لقد فتح ثقب الاوزون، لكنك لا تقرأ أبدا في جرائد شهر يناير لقد اغلق الثقب

ثقب الأوزون يواصل اتساعه

بلغ ثقب  طبقة الأوزون فوق الدائرة القطبية الشمالية أعلى مستوى له هذا الربيع لا سيما بسبب استمرار وجود مواد ضارة فى الجو، هذا التحذير الجديد أطلقته الأمم المتحدة مؤخرا حيث أعلنت المنظمة العالمية للأرصاد الجوية التابعة للأمم المتحدة أن كمية الأوزون التى تحمى الأرض من الأشعة فوق البنفسجية تراجعت إلى معدلات قياسية فوق القطب الشمالى بسبب استمرار تواجد المواد المضرة بالأوزون فى الجو وحذرت من شتاء قارس البرودة فى الطبقة العليا من الغلاف الجوى، وقالت المنظمة  فى بيان لها “إن المشاهدات التى سجلت من الأرض وبواسطة منطاد فوق المنطقة المحيطة بالقطب الشمالى، وكذلك بواسطة الأقمار الصناعية، أظهرت أن طبقة الأوزون فقدت نحو 40 % فى هذه المنطقة، ويرجع السبب الرئيسى لإحداث ثقب الأوزون إلى تلوث البيئة بالكيماويات, وتصل هذه الكيماويات إلى منطقة الستراتوسفير عن طريق البخاخات أو الأيروسولات والطيران النفاث وإطلاق الصواريخ إلى الفضاء والتفجيرات النووية، والأوزون الموجود فى الغلاف الجوى للأرض فى حالة توازن ديناميكى، حيث يتعرض لعمليتى البناء والهدم بصورة مستمرة ومتوازنة ومتساوية فى المقدار، وذلك فى الظروف الطبيعية، ويمثل هذا التوازن ناموسا كونيا حتى تستقر الحياة،وقد بدأ الاهتمام الدولى بمشكلة ثقب الأوزون “أولى مراحله عام 1972″ مع بدء الحوار حول طائرات الكونكورد الأسرع من الصوت، حيث يمكنها العبور فوق الأطلنطى فى ثلاث ساعات فقط، والتى تصنع احتكاكات فى الجو ينتج عنها ارتفاع درجة الحرارة ومخلفات تؤثر على طبقة الأوزون، إن التفكير بما سوف تكون عليه حالة الكرة الأرضية بعد 20 -30 عاما من الآن إذا وصلت نسبة انحسار طبقة الأوزون إلى 40-50% هو كارثة، وعلى العلماء أن يقوموا بواجبهم بعمل المزيد من البحوث وتقصى الحقائق والتوقعات، فثقب الأوزون هو أحد أهم المشكلات التي يعايشها العالم منذ الربع الأخير من القرن العشرين، ولا تزال هذه المشكلة قائمة في القرن الحادي والعشرين، ولقد حاول العالم أن يخطو خطوات جادة في سبيل وقف هذا الاتساع الذي يهدد الحياة على سطح الأرض، وكان من أبرز الانجازات في هذا الشأن إبرام اتفاقية مونتريال عام 1987 والتي أصبحت ملزمة منذ عام 1989، وشملت آنذاك مائة وتسعة وثمانين دولة، ساهمت الاتفاقية في وقف انحلال هذه الطبقة من الغلاف الجوي، حيث تنص على الوقف التدريجي لاستخدام المواد الكيماوية المتلفة لطبقة الأوزون التي يتسبب في إنتاجها البشر، مثل مركبات الكلوروفلوروكاربون أو ما يعرف اختصاراً “سي أف سي”

هل تستعيد طبقة الأوزون حيويتها

بينما لم يظهر التغيير المناخي واستنفاذ الأوزون سوى تأثيرات متواضعة بنهاية القرن العشرين إلا أن مستقبلها كان محدد على نحو جوهري لكن بطرق لا يستطيع أحد أن يعرفها بدقة فالمطر ينظف الهواء من الهبائيات والعمليات الطبيعية تزيل بطريقة مشابهة معظم الملوثات المسئولة عن تلوث الهواء المحلي والمناطقي وهكذا يكون تلوث الهواء المحلي والإقليمي قابل للعكس على نحو سهل وسريع شريطة التوقف عن إضافة ملوثات جديدة ولكن المسائل على النطاق العالمي مختلفة فإذا توقفنا عن حقن الكيماويات الممزقة للأزون في الهواء غدا فسوف يكون أمامنا حوالي قرن قبل أن نتمتع بطبقة أوزون سليمة من جديد ومع التغير المناخي يكون زمن التحول أطول أيضاً وسوف يبقى معظم ثاني أكسيد الكربون المضاف إلى الغلاف الجوي في القرن الواحد والعشرين لقرون هناك وسوف يبقى الميثان المضاف حوالي 12 سنة فقط، ولا يتم شطف ثاني أكسيد الكربون من الهواء مثل السخام بل بالأحرى يتم امتصاصه ببطء شديد من جانب المحيطات والكائنات الحية عند معدلات لا يمكن تسريعها إلى درجة هامة وتأثيرها كبير أم صغير لا يمكن عكسه بسرعة وهكذا حدد الآن تاريخ الاحتراق في القرن الواحد والعشرين جزئياً الأوضاع في القرون الكثيرة القادمة

ولكن في دراسة تحليلية أجراها فريق من الباحثين ضم علماء من معهد جورجيا للبحوث، ووكالة الفضاء الأمريكيه ناسا، وبمعاونة من باحثين في إدارة المحيطات والغلاف الجوي القومية الأميريكية  لبيانات تم جمعها حول طبقة الستراتوسفير على مدى خمسة وعشرين عاماً، وأشارت النتائج إلى أن طبقة الأوزون فوق المناطق القطبية قد توقفت عن الانحلال في العام 1997، بعد أن كانت قد بدأت بالتأثر منذ العام 1979، وهو ما استمر حتى العام 1997، كما أظهر تحليل البيانات بأن المركبات الضارة التي تعمل على انحلال طبقة الأوزون، مثل الكلورين والبرومين، قد وصلت أعلى تركيز لها في طبقة الستراتوسفير في العام 1997، في حين بلغت أقصى مستوياتها في الطبقة السفلية من الغلاف الجوي في العام 1993، ويوضح مايك نيو تشيرتش من جامعة الاباما في هانتسفيل، بأن توقعات الباحثين حول تأثر طبقة الستراتوسفير بتطبيق اتفاقية مونتريال قد اقتصرت على الطبقات العليا والمتوسطة منها، وهو ما كان ملحوظاً من خلال نتائج الدراسة التي أجريت في هذا الشأن، حيث تبين أن نصف التغيرات الإيجابية فيما يتعلق بجزيئات الأوزون قد تحققت في المنطقة المتوسطة والعليا من الستراتوسفير، إلا أنه و لدى تقييم وضع الطبقة السفلية من الستراتوسفير، تبين أن معدل تحسن مستويات الأوزون كان أفضل من المتوقع، الأمر الذي أدهش الباحثين، ولا يعزو القائمون على الدراسة، هذا التحسن في الطبقة السفلى إلى تطبيق اتفاقية مونتريال، وإنما إلى تغير أنماط الرياح في الغلاف الجوي، وهو ما لم تتحدد أسبابه بعد، ويتوقع العلماء أن طبقة الأوزون قد تستعيد وضعها الطبيعي في الفترة ما بين العام 2060 والعام 2065