لايه‌ي اوزون و عوامل مخرب آن
[align=justify:72b27e80a5]اتمسفر زمين از مولوكولهاي گاز تشكيل شده است كه درتعادل بين نيروي جاذبه و حركت گرمايي مولكول‌هاي هوا, نزديك به سطح زمين نگه داشته شده‌اند.
گازهاي اتمسفر عبارتند از 78٪ نيتروژن ، 21٪ اكسيژن و 3٪ ز كربن‌دي‌اكسيد؛ به علاوه اتمسفرحاوي مقادير اندك و بسيار جزيي از عناصر وتركيبات مختلفي ازجمله متان, اوزون, هيدروژن‌سولفيد, كربن مونوكسيد, كلروفلوروكربن ها و انواع ذرات نيز هست . نوع وميزان گازهاي تشكيل دهنده اتمسفر و همچنين درجه حرارت آنها با افزايش ارتفاع از سطح زمين تغييرمي كند و برهمين اساس است كه دانشمندان طبقات مختلف اتمسفر رامشخص مي‌كنند.
لايه حياتي اوزون درطبقه استراتوسفر وجود دارد يعني طبقه اي كه از تروپوپاز (مرز بين تروپوسفربا طبقه بالايي آن) تا 50 كيلومتر بالا گسترده شده وبا افزايش ارتفاع درجه حرارت آن افزايش مي‌يابد. بيشترين غلظت واوزن در ارتفاع16 تا 18 كيلومتري عرض هاي جغرافيايي قطبي و درحدود 25 كيلومتري بالاي خط استوا وجود دارد.
اوزون گازي بي‌رنگ, با اندكي مزه شيرين, بوي تند و زننده است كه در تروپوسفور به عنوان يك آلوده كننده و در استراتوسفر عنوان سپرحيات مطرح است. (تفاوت از زمين تا آسمان است :wink: )
تنها 10 درصد از كل ازن اتمسفر درتروپوسفور بوده و90 درصد بقيه دراستراتوسفر مي باشد و در آنجا به صورت طبيعي به وسيله واكنش اشعه ماوراي بنفش با اكسيژن تشكيل مي شود. فعاليت هاي انساني, غلظت موادي همچون اكسيدهاي نيتروژن , اكسيدهاي هيدروژن, كلريدها و بروميدها را به ميزان زيادي دراتمسفرافزايش داده است كه اين مواد به وسيله چرخه‌هاي شيميايي, اوزون رابا سرعت بيشتري نسبت به ميزان توليد آن ازبين مي‌برند.
شيمي استراتوسفري بسيار پيچيده بوده و 150 واكنش شيميايي بين 50 نوع ماده شيميايي در آن وجود دارد و اين بدان معنا است كه كل تهديدات بالقوه لايه ازن استراتوسفري هنوز شناخته نشده اند اما تهديد لايه ازن از طريق چهار منبع اصلي در زير بررسي مي‌گردد:
1- درارتباط باتوسعه فناوري نوين درجنگ افزارها
2- صنعت هوايي
3- شيوه زندگي وكشاورزي
4- بكارگيري انواع تركيبات پيچيده شيميايي
بنابراين عوامل مخرب لايه ازن عبارتند از:
1- انتشارات حاصل ازاحتراق در هواپيماهاي مافوق صوت پرواز كننده درلايه استراتوسفر
2- اكسيد نيتروژن منتشرشده ازكودهاي شيميايي ازته
3- اكسيد هاي حاصل از آزمايش سلاح هاي هسته‌اي
4-كلروفلوروكربن هاي مورد استفاده دراسپري‌ها
5-سيستم‌هاي سرد كننده و فرآيندهاي صنعتي
6-هالوژن‌ها وحلال‌هاي صنعتي
بهترين تخمين نشان مي‌دهد كه عوامل فوق مي‌توانند در طي 20 تا 150 سال 5 تا 25 درصد اوزون را تخريب كنند.
در طول دهه 1970 اظهارشد كه كاربرد وسيع كودهاي ازته كشاورزي و يا گياهان تثبيت كننده ازت ممكن است بر سيكل ازت اثربگذارد وباعث افزايش اكسيد هاي ازت آزاد شده ازسطح زمين به درون اتمسفر گردند كه سپس باعث افزايش آنها دراستراتوسفر مي شوند و به واسطه يكسري واكنشهاي شيميايي, اوزون كاهش مي يابد.
درصورت تخريب اوزون به اين ميزان, ما مجبور خواهيم شد كه بين كاهش استفاده از كود شيميايي يا ادامه استفاده از آن باسرطان پوست وامكان اثرات مضر روي محصولات كشاورزي و آب و هواي جهان يكي را انتخاب كنيم.
در بخش كشاورزي نيز اخيرا براي ضد عفوني كردن و كشتن آفات ميوه ها وسبزي هابه ميزان زيادي از متيل برميد استفاده ميشود كه اين ماده مي تواند سبب تخريب 10 درصد ازلايه اوزون باشد. گرم شدن هوا به سرعت باعث ايجادجريانهاي انتقالي شديدي مي شود كه گازها رابه داخل استراتوسفر حمل مي‌كند. انفجار هاي هسته‌اي كه توليد امواج تكان دهنده مي‌كند و مي‌تواند اكسيدهاي ازت را به داخل اتمسفر تزريق كند, همه باعث تخريب اوزون استراتوسفري مي‌گردد. :cry:
افزايش غلظت اكسيدهاي ازت استراتوسفري در نتيجه‌ي آزمايشهاي هسته اي نه تنها اوزون را درابتداي دهه 1960 كاهش داده بلكه اين اكسيد ها, اشعه ورودي خورشيد را به ميزان 6 تا 8 درصد در برخي از ماههاي سال جذب كرده است. محققان عقيده دارند كه انفجارهاي هسته اي به ميزان 5000 تا 10000 ميليون تن, سبب تخريب اوزون استراتوسفري به ميزان قابل توجهي ميشود. بطوري كه با نمايش جنگ هسته اي به ميزان 10000 ميليون تن , تخمين زده ميشود كه ستون اوزون در نيمكره شمالي بين 30تا70 درصد ودر نيمكره جنوبي بالاتر از 40 درصد كاهش يابد.
چنين كاهش قابل ملاحظه اي چندين سال طول مي كشد و بقاياي اصلي جنگ هسته اي, اثرات بيولوژيكي اشعه UV-B (ماوراي بنفش) را به ميزان زيادي افزايش مي‌دهد. افزايش اين اشعه نه تنها از فعاليت سيستم دفاعي در انسان وساير پستانداران جلوگيري مي كند بلكه باعث افزايش شيوع سرطان پوست مي شود و اكوسيستم هاي خشكي و اقيانوس رانيز تهديد مي‌كند.
آثار زيست محيطي تخريب لايه ازن:
:?
از آنجايي كه لايه اوزون دراستراتوسفر, قسمت اعظم تابش هاي ماوراي بنفش را كه براي حيات انسان زيانبار است مي گيرد, بنابراين دراثر كاهش ضخامت لايه اوزون ميزان تابش اشعه UV-B به سطح زمين افزايش مي يابد و موجب تاثيرات نامطلوب زيست محيطي ميشود. ازجمله به زنجيره هاي غذايي خشكي واقيانوس صدمه مي زند وسلامت انسان رامورد تهديد قرار مي‌دهد.
بيش از 300 نوع گياه براي تعيين واكنش گياهان در برابر افزايش UV-B آزمايش گرديده كه دربيشتراز نيمي ازآنها تغييراتي نمايان شده است. بطوري كه مثلا برگ هاي تنباكو در برابر اين اشعه لبه هايشان به طرف بالا پيچانده مي شود كه احتمالا اين تغيير ناشي از تخريب يك هورمون گياهي دربالاترين لايه ها توسط اشعه مذكور است. كاهش باردهي كه بدليل افزايش جذب يا افزايش انعكاس انرژي فوري مي باشد همچنين افزايش شاخه ها, كوتاهي طول برگ ها وافزايش تعداد برگها, اثرات ناشي از افزايش اشعه UV-B مي باشد. گاهي اوقات تغييرات فصلي در درختان يكساله يادوساله نيز ديده مي شود به عنوان مثال گل دهي ممكن است تسريع شود يا به تاخير افتد اما تعداد گل ها و بنابراين ميوه ها اغلب كاهش مي يابد. بيشتر نگراني ها مربوط به آسيب وارده برسيستم هاي فتوسنتزي به وسيله اشعه UV-Bمي باشد كه در نتيجه آن پتانسيل توليد اوليه كاهش مي‌يابد و بنابراين تمام شبكه غذايي يك اكوسيستم تهديد ميشود و اگر انهدام لايه ازن گسترده‌تر شود ومحصولات عمده كشاورزي نظير(گندم, برنج ذرت) را تحت تاثيرقراردهد, اختلال هاي اجتماعي جدي نيز به بار خواهد آمد.
حتي يك كاهش مختصر در توليد غذا پيامدهاي سياسي واجتماعي بزرگي درسراسر جهان دارد و يك كاهش 10تا15 درصدي درمحصولات كشاورزي فاجعه بار خواهد بود.
پستانداران نيز مانند انسان دچارآسيب چشمي مي شوند, براي مثال مقادير زياد اشعه UV-Bشدت عفونت هاي چشمي وتعدادي از سرطان هاي چشم را درگاو افزايش مي‌دهد.
در بررسي ها نشان داده شده كه اشعه مذكور براي حيوانات نه تنها سرطان زاست, بلكه سيستم ايمني بدن را نيز تغييرمي دهد كه نتيجه اش عدم شناخت تومور سرطاني به عنوان يك جسم زايد مي باشد. مقادير بالاي اشعه UV-B درقله كوهها نيز مي تواند باعث عقيم شدن پرندگان در اين مكان هاشود. از ديگر اثرات اشعه نامبرده براكوسيستم خشكي, افزايش آلودگي هوا و افزايش واكنش فتو‌شيميايي در تروپوسفر همچون توليد ازن درسطح زمين و ايجاد باران هاي اسيدي را مي توان نام بردكه همگي بر روي سلامت انسان و محصولات كشاورزي و ساير گياهان تاثيرات زيان باري دارند. همچنين مدتهاست كه چنين حدس زده مي شود كه انهدام لايه اوزون ممكن است به كاهش قابليت توليد يا بهره وري اوليه (توليد گياهي) اقيانوس هاي جهان منجر شود. :twisted:
ازآنجا كه لايه ازن ناحيه جنوبگان درسال هاي اخير 50درصد كاهش يافته, بنابراين دراين منطقه مقداربيشتري اشعه UV-B به سطح اقيانوس مي تابد كه اين توليد فتوپلانكتون ها ( آونگ هاي ميكروسكوپي شناوركه شالوده ذنجيره غذايي دريا هستند) راكاهش مي دهد و همچنين موجب آسيب رسيدن به DNA و درنتيجه رشد و توليد مثل آنها مي شود. درباره اثرات انهدام لايه ازن برسلامت انسان بايد گفت كه درحال حاضرعقيده براين است كه احتمالا انواع بيماري ها درمقايسه با شرايط غير ازآن به صورت همه گير ظاهر خواهد شد.
برخي از وضعيتهاي پزشكي كه باافزايش اشعه UV-B وخيم ترمي شوندعبارت است از:
1-سرطان هاي پوستي
2- آسيب هاي چشمي وتاثير برسيستم ايمني بدن
تحقيات نشان داده است كه به ازاي 5 درصدكاهش ضخامت لايه ازن درآمريكا,56000 بيمار بر تعداد مبتلايان به سرطان پوست ( ازنوع سرطان ياخته هاي قاعده‌اي) و 25000 برتعدادمبتلايان به سرطان پوست(نوع سرطان با ياخته هاي متورق) افزوده شده است. برخي از تخمين ها حكايت از آن دارندكه اگر هيچ اقدامي در زمينه كاهش تخريب لايه ازن صورت نگيرد, ميزان مرگ ومير ناشي از سرطان پوست براي افرادي كه در حال حاضر درايالات متحده زندگي مي كنند وآنهايي كه تاسال 2075 دراين كشور متولد مي شوندحدود 3ميليون نفر خواهد بود. :evil:
با تشكر از خانم نسترن گوهري
ويرايش و خلاصه سازي : خلينا[/align:72b27e80a5]
[align=justify:72b27e80a5]اتمسفر زمين از مولوكولهاي گاز تشكيل شده است كه درتعادل بين نيروي جاذبه و حركت گرمايي مولكول‌هاي هوا, نزديك به سطح زمين نگه داشته شده‌اند.
گازهاي اتمسفر عبارتند از 78٪ نيتروژن ، 21٪ اكسيژن و 3٪ ز كربن‌دي‌اكسيد؛ به علاوه اتمسفرحاوي مقادير اندك و بسيار جزيي از عناصر وتركيبات مختلفي ازجمله متان, اوزون, هيدروژن‌سولفيد, كربن مونوكسيد, كلروفلوروكربن ها و انواع ذرات نيز هست . نوع وميزان گازهاي تشكيل دهنده اتمسفر و همچنين درجه حرارت آنها با افزايش ارتفاع از سطح زمين تغييرمي كند و برهمين اساس است كه دانشمندان طبقات مختلف اتمسفر رامشخص مي‌كنند.
لايه حياتي اوزون درطبقه استراتوسفر وجود دارد يعني طبقه اي كه از تروپوپاز (مرز بين تروپوسفربا طبقه بالايي آن) تا 50 كيلومتر بالا گسترده شده وبا افزايش ارتفاع درجه حرارت آن افزايش مي‌يابد. بيشترين غلظت واوزن در ارتفاع16 تا 18 كيلومتري عرض هاي جغرافيايي قطبي و درحدود 25 كيلومتري بالاي خط استوا وجود دارد.
اوزون گازي بي‌رنگ, با اندكي مزه شيرين, بوي تند و زننده است كه در تروپوسفور به عنوان يك آلوده كننده و در استراتوسفر عنوان سپرحيات مطرح است. (تفاوت از زمين تا آسمان است :wink: )
تنها 10 درصد از كل ازن اتمسفر درتروپوسفور بوده و90 درصد بقيه دراستراتوسفر مي باشد و در آنجا به صورت طبيعي به وسيله واكنش اشعه ماوراي بنفش با اكسيژن تشكيل مي شود. فعاليت هاي انساني, غلظت موادي همچون اكسيدهاي نيتروژن , اكسيدهاي هيدروژن, كلريدها و بروميدها را به ميزان زيادي دراتمسفرافزايش داده است كه اين مواد به وسيله چرخه‌هاي شيميايي, اوزون رابا سرعت بيشتري نسبت به ميزان توليد آن ازبين مي‌برند.
شيمي استراتوسفري بسيار پيچيده بوده و 150 واكنش شيميايي بين 50 نوع ماده شيميايي در آن وجود دارد و اين بدان معنا است كه كل تهديدات بالقوه لايه ازن استراتوسفري هنوز شناخته نشده اند اما تهديد لايه ازن از طريق چهار منبع اصلي در زير بررسي مي‌گردد:
1- درارتباط باتوسعه فناوري نوين درجنگ افزارها
2- صنعت هوايي
3- شيوه زندگي وكشاورزي
4- بكارگيري انواع تركيبات پيچيده شيميايي
بنابراين عوامل مخرب لايه ازن عبارتند از:
1- انتشارات حاصل ازاحتراق در هواپيماهاي مافوق صوت پرواز كننده درلايه استراتوسفر
2- اكسيد نيتروژن منتشرشده ازكودهاي شيميايي ازته
3- اكسيد هاي حاصل از آزمايش سلاح هاي هسته‌اي
4-كلروفلوروكربن هاي مورد استفاده دراسپري‌ها
5-سيستم‌هاي سرد كننده و فرآيندهاي صنعتي
6-هالوژن‌ها وحلال‌هاي صنعتي
بهترين تخمين نشان مي‌دهد كه عوامل فوق مي‌توانند در طي 20 تا 150 سال 5 تا 25 درصد اوزون را تخريب كنند.
در طول دهه 1970 اظهارشد كه كاربرد وسيع كودهاي ازته كشاورزي و يا گياهان تثبيت كننده ازت ممكن است بر سيكل ازت اثربگذارد وباعث افزايش اكسيد هاي ازت آزاد شده ازسطح زمين به درون اتمسفر گردند كه سپس باعث افزايش آنها دراستراتوسفر مي شوند و به واسطه يكسري واكنشهاي شيميايي, اوزون كاهش مي يابد.
درصورت تخريب اوزون به اين ميزان, ما مجبور خواهيم شد كه بين كاهش استفاده از كود شيميايي يا ادامه استفاده از آن باسرطان پوست وامكان اثرات مضر روي محصولات كشاورزي و آب و هواي جهان يكي را انتخاب كنيم.
در بخش كشاورزي نيز اخيرا براي ضد عفوني كردن و كشتن آفات ميوه ها وسبزي هابه ميزان زيادي از متيل برميد استفاده ميشود كه اين ماده مي تواند سبب تخريب 10 درصد ازلايه اوزون باشد. گرم شدن هوا به سرعت باعث ايجادجريانهاي انتقالي شديدي مي شود كه گازها رابه داخل استراتوسفر حمل مي‌كند. انفجار هاي هسته‌اي كه توليد امواج تكان دهنده مي‌كند و مي‌تواند اكسيدهاي ازت را به داخل اتمسفر تزريق كند, همه باعث تخريب اوزون استراتوسفري مي‌گردد. :cry:
افزايش غلظت اكسيدهاي ازت استراتوسفري در نتيجه‌ي آزمايشهاي هسته اي نه تنها اوزون را درابتداي دهه 1960 كاهش داده بلكه اين اكسيد ها, اشعه ورودي خورشيد را به ميزان 6 تا 8 درصد در برخي از ماههاي سال جذب كرده است. محققان عقيده دارند كه انفجارهاي هسته اي به ميزان 5000 تا 10000 ميليون تن, سبب تخريب اوزون استراتوسفري به ميزان قابل توجهي ميشود. بطوري كه با نمايش جنگ هسته اي به ميزان 10000 ميليون تن , تخمين زده ميشود كه ستون اوزون در نيمكره شمالي بين 30تا70 درصد ودر نيمكره جنوبي بالاتر از 40 درصد كاهش يابد.
چنين كاهش قابل ملاحظه اي چندين سال طول مي كشد و بقاياي اصلي جنگ هسته اي, اثرات بيولوژيكي اشعه UV-B (ماوراي بنفش) را به ميزان زيادي افزايش مي‌دهد. افزايش اين اشعه نه تنها از فعاليت سيستم دفاعي در انسان وساير پستانداران جلوگيري مي كند بلكه باعث افزايش شيوع سرطان پوست مي شود و اكوسيستم هاي خشكي و اقيانوس رانيز تهديد مي‌كند.
آثار زيست محيطي تخريب لايه ازن:
:?
از آنجايي كه لايه اوزون دراستراتوسفر, قسمت اعظم تابش هاي ماوراي بنفش را كه براي حيات انسان زيانبار است مي گيرد, بنابراين دراثر كاهش ضخامت لايه اوزون ميزان تابش اشعه UV-B به سطح زمين افزايش مي يابد و موجب تاثيرات نامطلوب زيست محيطي ميشود. ازجمله به زنجيره هاي غذايي خشكي واقيانوس صدمه مي زند وسلامت انسان رامورد تهديد قرار مي‌دهد.
بيش از 300 نوع گياه براي تعيين واكنش گياهان در برابر افزايش UV-B آزمايش گرديده كه دربيشتراز نيمي ازآنها تغييراتي نمايان شده است. بطوري كه مثلا برگ هاي تنباكو در برابر اين اشعه لبه هايشان به طرف بالا پيچانده مي شود كه احتمالا اين تغيير ناشي از تخريب يك هورمون گياهي دربالاترين لايه ها توسط اشعه مذكور است. كاهش باردهي كه بدليل افزايش جذب يا افزايش انعكاس انرژي فوري مي باشد همچنين افزايش شاخه ها, كوتاهي طول برگ ها وافزايش تعداد برگها, اثرات ناشي از افزايش اشعه UV-B مي باشد. گاهي اوقات تغييرات فصلي در درختان يكساله يادوساله نيز ديده مي شود به عنوان مثال گل دهي ممكن است تسريع شود يا به تاخير افتد اما تعداد گل ها و بنابراين ميوه ها اغلب كاهش مي يابد. بيشتر نگراني ها مربوط به آسيب وارده برسيستم هاي فتوسنتزي به وسيله اشعه UV-Bمي باشد كه در نتيجه آن پتانسيل توليد اوليه كاهش مي‌يابد و بنابراين تمام شبكه غذايي يك اكوسيستم تهديد ميشود و اگر انهدام لايه ازن گسترده‌تر شود ومحصولات عمده كشاورزي نظير(گندم, برنج ذرت) را تحت تاثيرقراردهد, اختلال هاي اجتماعي جدي نيز به بار خواهد آمد.
حتي يك كاهش مختصر در توليد غذا پيامدهاي سياسي واجتماعي بزرگي درسراسر جهان دارد و يك كاهش 10تا15 درصدي درمحصولات كشاورزي فاجعه بار خواهد بود.
پستانداران نيز مانند انسان دچارآسيب چشمي مي شوند, براي مثال مقادير زياد اشعه UV-Bشدت عفونت هاي چشمي وتعدادي از سرطان هاي چشم را درگاو افزايش مي‌دهد.
در بررسي ها نشان داده شده كه اشعه مذكور براي حيوانات نه تنها سرطان زاست, بلكه سيستم ايمني بدن را نيز تغييرمي دهد كه نتيجه اش عدم شناخت تومور سرطاني به عنوان يك جسم زايد مي باشد. مقادير بالاي اشعه UV-B درقله كوهها نيز مي تواند باعث عقيم شدن پرندگان در اين مكان هاشود. از ديگر اثرات اشعه نامبرده براكوسيستم خشكي, افزايش آلودگي هوا و افزايش واكنش فتو‌شيميايي در تروپوسفر همچون توليد ازن درسطح زمين و ايجاد باران هاي اسيدي را مي توان نام بردكه همگي بر روي سلامت انسان و محصولات كشاورزي و ساير گياهان تاثيرات زيان باري دارند. همچنين مدتهاست كه چنين حدس زده مي شود كه انهدام لايه اوزون ممكن است به كاهش قابليت توليد يا بهره وري اوليه (توليد گياهي) اقيانوس هاي جهان منجر شود. :twisted:
ازآنجا كه لايه ازن ناحيه جنوبگان درسال هاي اخير 50درصد كاهش يافته, بنابراين دراين منطقه مقداربيشتري اشعه UV-B به سطح اقيانوس مي تابد كه اين توليد فتوپلانكتون ها ( آونگ هاي ميكروسكوپي شناوركه شالوده ذنجيره غذايي دريا هستند) راكاهش مي دهد و همچنين موجب آسيب رسيدن به DNA و درنتيجه رشد و توليد مثل آنها مي شود. درباره اثرات انهدام لايه ازن برسلامت انسان بايد گفت كه درحال حاضرعقيده براين است كه احتمالا انواع بيماري ها درمقايسه با شرايط غير ازآن به صورت همه گير ظاهر خواهد شد.
برخي از وضعيتهاي پزشكي كه باافزايش اشعه UV-B وخيم ترمي شوندعبارت است از:
1-سرطان هاي پوستي
2- آسيب هاي چشمي وتاثير برسيستم ايمني بدن
تحقيات نشان داده است كه به ازاي 5 درصدكاهش ضخامت لايه ازن درآمريكا,56000 بيمار بر تعداد مبتلايان به سرطان پوست ( ازنوع سرطان ياخته هاي قاعده‌اي) و 25000 برتعدادمبتلايان به سرطان پوست(نوع سرطان با ياخته هاي متورق) افزوده شده است. برخي از تخمين ها حكايت از آن دارندكه اگر هيچ اقدامي در زمينه كاهش تخريب لايه ازن صورت نگيرد, ميزان مرگ ومير ناشي از سرطان پوست براي افرادي كه در حال حاضر درايالات متحده زندگي مي كنند وآنهايي كه تاسال 2075 دراين كشور متولد مي شوندحدود 3ميليون نفر خواهد بود. :evil:
با تشكر از خانم نسترن گوهري
ويرايش و خلاصه سازي : خلينا[/align:72b27e80a5]
