اولین کاهش شدید ضخامت لایه ازن در سال 1981 در قطب جنوب مشاهده شد. در فصل بهار در قطب جنوب بیش از 60 درصد کاهش ضخامت ازن در لایه استراتوسفر به ثبت رسید که پژوهشگران این پدیده را "حفره ازن" نامگذاری کردند. حفره ازن وسعتی برابر با مساحت ایالات متحده آمریکا را در بر می‌گرفت. کاهش ضخامت لایه ازن در سال 1989 در قطب شمال نیز مشاهده شد ولی به دلیل شرایط آب و هوایی متفاوت و دمای بالاتر نسبت به قطب جنوب ضخامت این لایه کمتر می‌باشد. بقیه در ادامه مطلب...

زکات علم در نشر آن است. امام علی(ع)

لایه ازن


اثرات گازهای گلخانه‌ای و تخریب لایه ازون بر محیط زیست

 

ازن گازی است که هر مولکول آن از سه اتم اکسیژن (O3) تشکیل شده است که در یک وحدت ناپایدار قرار می‌گیرند. در نواحی گرمسیری اتمسفر در اثر واکنش‌های شیمیایی حاصل از تابش نور خورشید، ذخیره لایه ازن تجدید و سپس در اثر جاری شدن هوای اطراف کره زمین قسمتی از آن به سمت قطبین زمین منتقل می‌شود. ازن یک اکسید کننده قوی است و با بسیاری از مواد مختلف در اتمسفر ترکیب می‌شود. بیشترین مقدار ازن در اتمسفر زمین در لایه بین 15 تا 50 کیلومتری بالای سطح زمین و در لایه استراتوسفر وجود دارد ولی اگر در لایه‌های پایین اتمسفر (در تروپوسفر) و در ارتفاع تنفسی ما قرار گیرد به عنوان یک آلاینده محسوب می‌شود. اما ازن در استراتوسفر به صورت یک سپر مانع از رسیدن اشعه خطرناک ماوراء بنفش (uv) به سطح زمین می‌شود و به همین دلیل این لایه برای ادامه حیات بر روی کره زمین ضروری است.

تابش‌های ماوراء بنفش شامل امواج بین 1/0 تا 4/0 میکرون بوده که خود به سه نوع uv-A، uv-B و uv-C تقسیم می‌شود. uv-C کوتاه‌ترین طول موج را داشته و از همه پرانرژی‌تر است.

این تابش‌ها آنقدر انرژی دارند که قادرند اکسیژن دو اتمی را به دو اتم اکسیژن بشکنند و سپس آن را با مولکول O2 ترکیب و ازن را به وجود آورند. ازن با جذب تابش‌های ماوراء بنفش دوباره به اکسیژن دو اتمی و یک اتمی می‌شکند و حرارت آزاد می‌شود. بین تولید و انهدام ازن در شرایط معمول غالب اتمسفر، یک توازن پویا برقرار است.

 

 


اولین کاهش شدید ضخامت لایه ازن در سال 1981 در قطب جنوب مشاهده شد. در فصل بهار در قطب جنوب بیش از 60 درصد کاهش ضخامت ازن در لایه استراتوسفر به ثبت رسید که پژوهشگران این پدیده را "حفره ازن" نامگذاری کردند. حفره ازن وسعتی برابر با مساحت ایالات متحده آمریکا را در بر می‌گرفت. کاهش ضخامت لایه ازن در سال 1989 در قطب شمال نیز مشاهده شد ولی به دلیل شرایط آب و هوایی متفاوت و دمای بالاتر نسبت به قطب جنوب ضخامت این لایه کمتر می‌باشد. در شرایط طبیعی بالاترین تراکم ازن در نواحی قطب و پایین‌ترین میزان آن در نزدیکی استوا دیده می‌شود. البته بیشترین تولید ازن در نزدیکی استوا است اما ازن استراتوسفری همراه با الگوی چرخشی هوای جهان به سمت قطبین حرکت می‌کند.

مواد مخرب لایه ازن به علت ویژگی‌های مناسب به سرعت در صنعت گسترش یافته و به تدریج اثرات نامطلوب خود را بر روی این لایه گذاشته است. مهم‌ترین عوامل تخریب لایه ازن عبارتند از:

 

1) CFCها (کلروفلوروکربن‌ها):

در صنایع سرماساز (یخچال و فریزرهای خانگی و صنعتی، آب سردکن‌ها و...) تهویه مطبوع و کولر خودروها و صنایع اسفنج‌سازی به عنوان عامل پف دهنده و اسپری‌ها استفاده می‌شوند. در حال حاضر دو جایگزین آزمایشی برای CFCها به نام هیدروفلوروکربن‌ها (HFC) و هیدروکلروفلوروکربن (HCFC) در نظر گرفته شده‌اند که در حال حاضر تحت بررسی می‌باشند.

 

2) هالون‌ها:

هالون‌ها مواد اطفاء حریق می‌باشند که در کپسول‌های دستی آتش‌نشانی و سیستم‌های ثابت در مکان‌های حساس استفاده می‌شوند. هالون‌ها که حاوی برم هستند، برای تخریب لایه ازن نه تنها دست کمی از گازهای کلردار ندارند بلکه از کلر به مراتب مؤثرتر بوده و سال‌ها در جو زمین باقی می‌مانند.

 

3) حلال‌ها:

عمدتاً تحت عنوان پاک‌کننده و چربی‌زدا در صنایع مختلف فلزی، الکترونیک (برای پاک کردن بردهای الکترونیک) و صنایع خشکشویی کاربرد دارند که از جمله می‌توان به متیل کلروفرم (تری‌کلرواتان) و تتراکلرید کربن اشاره نمود.

 

4) متیل بروماید:

در بخش کشاورزی از این ماده به عنوان آفت‌کش و ضدعفونی کننده استفاده می‌شود.

در اثر کاهش ضخامت لایه ازن میزان تابش اشعه ماوراء بنفش به سطح زمین افزایش یافته و موجب تأثیرات نامطلوب زیست‌محیطی به شرح زیر می‌شود:

 

1) اثر بر سلامت انسان:

دریافت این اشعه توسط بدن موجب تضعیف سیستم ایمنی بدن و بروز انواع سرطان‌های پوستی می‌شود. همچنین بروز بیماری‌های نظیر آب مرواردید و کوری چشم با کاهش ضخامت لایه ازن افزایش پیدا می‌کند.

 

2) اثر بر اکوسیستم‌های آبی:

در دریاها و اقیانوس‌ها مهم‌ترین تأثیر تابش اشعه ماوراء بنفش از بین رفتن فیتوپلانکتون‌ها است که اولین حلقه زنجیره غذایی در این مناطق می‌باشند، همچنین برخی تغییرات ژنتیکی در کرم و لاروهای موجودات دریایی. با توجه به اینکه بیش از 30% پروتئین مورد نیاز انسان از دریاها و اقیانوس‌ها تأمین می‌شود با کاهش ضخامت لایه ازن و از بین رفتن فیتوپلانکتون‌ها و به دنبال آن زئوپلانکتون‌ها، زاد و ولد ماهی‌ها کاهش یافته و در نتیجه دسترسی انسان به انواع ماهی‌ها کم می‌شود.

محرومیت انسان از 6 میلیون قطعه ماهی در سال        9-6  % کاهش زادوولد ماهی‌ها        5% کاهش زئوپلانکتون        16% کاهش ضخامت لایه ازن

 

3) اثر بر اکوسیستم خشکی:

در این زمینه می‌توان به کاهش بازده محصولات کشاورزی مانند برنج، گندم، سویا، سیب‌زمینی و غیره اشاره کرد. (25% کاهش لایه ازن یعنی 25% کاهش بازده مزارع سویا) علاوه بر این کاهش ضخامت لایه ازن می‌تواند واکنش‌های شیمیایی در تروپوسفر را تشدید نموده و موجب افزایش تولید ازن در سطح زمین گردد و موجب بروز آلودگی‌های شدید هوا می‌گردد.

 

- اقدامات جهانی در زمینه حفاظت از لایه ازن:

کنوانسیون وین در سال 1985 برای حفاظت از لایه ازن توسط سازمان ملل متحد و دیگر کشورهای جهان تدوین گردید. کشورهای عضو کنوانسیون وین تعهد نمودند در زمینه‌های زیر همکاری و مشارکت نمایند.

1-                 تحقیق و انجام اندازه‌گیری ضخامت لایه ازن و میزان اشعه ماورای بنفش

2-                 تبادل اطلاعات در زمینه تولید وانتشارCFC ها

3-                 تدوین پروتکل‌های مکمل بر کنوانسیون

4-                 در نظر گرفتن تمهیداتی جهت کاهش تولید و مصرفCFC ها

پس از گزارش تکان‌دهنده گروه‌های تحقیقاتی در مورد حفره ازن در قطب جنوب و احساس لزوم تدابیر شدیدتر در 16 سپتامبر 1987 پروتکل مونترال توسط 46 کشور جهان پذیرفته شد. مصوبات این پروتکل شامل موارد زیر است:

1-                 تدوین برنامه زمان‌بندی جداگانه و حذف و کاهش تولید و مصرف مواد مخرب لایه ازن در کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه.

2-                 وضع قوانین برای محدود کردن تولید و مصرف مواد مخرب لایه ازن.

3-                 تدوین سیاست و استراتژی آینده جهان برای حفاظت از لایه ازن و کاهش مصرف مواد مخرب آن.

4-                 ایجاد صندوق چندجانبه جهت تسهیل حذف مصرف و تولید مواد مخرب لایه ازن در کشورهای در حال توسعه.

ایران جز اولین کشورهایی است که اقدامات لازم را جهت مفاد پروتکل مونترال آغاز نمود و در پی پذیرش قطعنامه‌های آن اقدام به تشکیل کمیته ملی ازن (متشکل از سازمان‌ها و وزارتخانه‌های ذیربط جهت تصمیم‌گیری در خصوص پروژه‌ها و تصمیمات پروتکل در کشور) و سپس تأسیس دفتر لایه ازن در سال 1373 (با همکاری سازمان حفاظت محیط زیست و برنامه عمران ملل متحد) نمود. براساس برآورد انجام شده این دفتر، میزان مصرف مواد مخرب لایه ازن تا سال 1375 در ایران حدود 5000 تن بود که با اتمام چندین پروژه در بخش یخچال‌سازی واسفنج‌سازی حدود 1100 تن از آن به طور کامل حذف شده است و با اجرای پروژه‌های در دست اقدام و مصوب در کمیته اجرایی پروتکل مونترال این میزان به 2500 تن خواهد رسید.

اگر برنامه کاهش مصرف مواد مخرب لایه ازن به درستی انجام گیرد، پیش‌بینی می‌شود که در اول ژانویه سال 2040 میلادی حذف کامل مواد مخرب لایه ازن را در کشورهای در حال توسعه داشته باشیم. البته در حال حاضر دانشمندان مشغول تحقیق بر روی امکان استفاده از پروپان (C3H4) برای جلوگیری از انهدام ازن قطب جنوب می‌باشند. این ماده در ترکیب با کلر موجب تولید اسیدکلریدریک می‌شود و کلر که به این صورت درگیر شده، امکان وارد شدن به واکنش‌های منهدم کننده ازن را ندارد. مطالعات اولیه حکایت از آن دارد که تزریق حدود 50000 تن پروپان از عهده این کار برمی‌آید. می‌توان با استفاده از صدها هواپیما این مقدار پروپان را در ارتفاع حدود 15 کیلومتری ترزیق کرد. اما در این تحقیق احتمال عوارض جانبی ناخواسته یا غیرمترقبه نیز می‌بایست در نظرگرفته شود.

 

منابع:

1-                 صادق اصغری لفمجانی، 1384،  اصول تربیت زیست‌محیطی در اسلام، مرکز نشر سپهر.

2-                 سید علی حسینی، 1380، طبیعت و محیط زیست از دیدگاه اسلام، نشر آیه حیات.

3-                 لایه ازن سپر حفاظتی زمین، 1379، سازمان حفاظت محیط زیست، دفتر حفاظت لایه ازن.

4-                 لایه ازن سپر حفاظتی زمین، 1381، مجله علمی موج سبز، شماره 12.

5-                 محمدرضا هراتی، 1384 (ترجمه)، گرم شدن زمین، انتشارات به‌تدبیر.

6-                 محمدرضا اردکانی، 1382، اکولوژی، انتشارات دانشگاه تهران.

7-                 دانستنی‌های زیست‌محیطی (هوا)، 1382، انتشارات سازمان حفاظت محیط زیست.

8-         علی یخکشی، 1383، شناخت، حفاظت و بهسازی محیط زیست ایران، انتشارات مؤسسه آموزش عالی علمی- کاربردی وزارت جهاد کشاورزی، تهران.