هناك العديد من المركبات الكيميائية التي تتسبب في تآكل طبقة الأوزون وهي:
رباعي كلوريد الكربون: وهو عبارة عن سائل عديم اللون، ذو سُمية عالية وغير قابل للاشتعال، يتم استخدامه في تعقيم الحبوب بالبخار وعمليات التنظيف الجاف، ويمكن أن يظل في الغلاف الجوي لفترة تصل إلى 42 عامًا.
الهالونات: يُعرف غاز الهالونات باسم غاز البرومو-ثلاثي فلورو-ميثان، والهالون هو عبارة عن غاز بلا لون أو رائحة، يحتوي على نسبة بسيطة من السم، ولكنه يحل محل الهواء فيسبب الاختناق، والاستخدام الرئيسي لغاز الهالون هو إطفاء الحرائق، مما يستنفذ طبقة الأوزون؛ لأنه يحتوي على عنصر البروم، وهو العنصر المدمر لغاز الأوزون.
كلوريد الميثيل: وهو عبارة عن غاز عديم اللون، يتم استخدامه كسائل تنظيف أو مذيب، ويؤدي إلى تآكل طبقة الأوزون بمجرد وصوله إلى الغلاف الجوي حيث يتفاعل الكلور مع غاز الأوزون، ويمكن أن تمتد فترة بقائه في الغلاف الجوي إلى سنة كاملة.
مركبات الكلوروفلوروكربون: وهي المركبات التي يقع عليها العامل الأكبر في تآكل طبقة الأوزون، حيث يدخل في تكوينها نسب متباينة من ذرات الكربون، والهيدروجين والكلور والفلور، وهي مركبات خالية من السم، وغير قابلة للاشتعال، وعندما تقوم الأشعة فوق البنفسجية بتكسير روابط جزيئات تلك المركبات في طبقة الستراتوسفير، تنبعث ذرات الكلور إلى الغلاف الجوي، والتي تدمر غاز الأوزون بعد تفاعلها معه، وتنبعث تلك المركبات نتيجة استخدام غاز الثلاجات والصابون ورذاذ البخاخات ومكيفات الهواء ومبيدات الحشرات والدهانات، والتي يُستخدم البعض منها بشكل يومي.
العوامل الطبيعية: فهناك بعض العوامل التي تحدث بشكل طبيعي، تتسبب في تآكل طبقة الأوزون، أبرزها الانفجارات البركانية ورياح طبقة الستراتوسفير.
أسباب تآكل طبقة الأوزون
وهناك العديد من الغازات التي تؤدي إلى تآكل طبقة الأوزون وهي:
غاز الكلور: حيث تُعد مركبات الكلوروفلوروكربون الناتجة عن الأنشطة الصناعية، من أهم مصادر غاز الكلور، كما أن هناك عوامل أخرى تؤدي إلى انبعاث تلك المركبات وهي البراكين، المعززات الصاروخية، مبيضات الكلور المنزلية، الكلور المُستخدم في أحواض السباحة ومحطات معالجة المياه، رذاذ البحر، احتراق الكتلة الحيوية.
غاز بروميد الميثيل: ويُعرف أيضًا باسم برومو ميثان، وهو غاز بلا لون ولا رائحة، يتم استخدامه في تعقيم التربة بالبخار والقضاء على الآفات، وقد تكون مصادر هذا الغاز طبيعية مثل احتراق الكتلة الحيوية، أو المحيطات.
بخار الماء: المصدر الأساسي لانبعاث بخار الماء هو المسطحات المائية الطبيعية، مثل البحيرات والأنهار والمحيطات، كما تنبعث من عمليات أكسدة الميثان والأنشطة الصناعية.
أكسيد النيتروس: ويُعرف أيضًا باسم غاز الضحك وهو غاز عديم اللون، مصادره الرئيسية البرق الذي يحدث خلال العواصف الرعدية، دورة النيتروجين الطبيعية، كما ينتج عن حرق الوقود في محركات الاحتراق الداخلي، ويستعين به الأطباء خلال معالجة المرضى كمخدر.
غاز الميثان: وهو غاز قوي والعنصر الأساسي للغاز الطبيعي، وينبعث غاز الأوزون من مصادر طبيعية في الغالب، فهو ينتج عن تحلل الحيوانات الميتة والنباتات القديمة في الرواسب والمستنقعات، كما يتكون في معدة الحيوانات المجترة في الظروف اللاهوائية، وفي حقول الأرز، ومن المصادر الأخرى لانبعاث غاز الميثان هو الأنشطة البشرية مثل تدمير الغابات.
كيف يتكون الأوزون
يتكون غاز الأوزون عند كسر التساهمية الثنائية في جزيء الأكسجين عن طريق الأشعة فوق البنفسجية، فينتج عن ذلك ذرتي أكسجين نشطتين، كل ذرة منهما تتفاعل مع جزيء أكسجين (O2)، فيتكون جزيء أوزون (O3).
العامل الحفاز في تحلل الأوزون
يتفكك غاز الأوزون عندما تُمتص الأشعة فوق البنفسجية ذات الطاقة العالية بواسطة جزيء الأوزون، ومن ثم ينقسم هذا الجزيء إلى غاز أكسجين ثنائي الذرة وذرة أكسجين.
وتجدر الإشارة إلى أن جزيئات الأوزون يُشار إليها بالرمز O3، أما ذرة الأكسجين المنفردة فرمزها هو O، ورمز غاز الأكسجين ثنائي الذرة هو O2.
وبالتالي فإن المعادلة الكيميائية لتحلل جزيء الأوزون هي: O3= O+ O2.
أهمية غاز الأوزون
تتمثل أهمية غاز الأوزون فيما يلي:
غاز الأوزون يحمي من الأشعة فوق البنفسجية
تُعد طبقة الأوزون الموجودة في طبقة الستراتوسفير هي الطبقة الواقية للكائنات الحية من الأشعة فوق البنفسجية التي تسقط من الشمس على سطح الأرض.
حيث تنبعث من تلك الأشعة إشعاعات تضر بجميع الكائنات الحية الموجودة على كوكب الأرض.
وبالتالي فإن وجود طبقة الأوزون يحافظ على حياة جميع تلك الكائنات، بما يضمن استمرار الحياة على الأرض.
فالعوالق التي تعتمد عليها العديد من الكائنات الحية في غذائها، والنباتات، لا يمكنهم التعايش بوجود الأشعة فوق البنفسجية.
هذا إلى جانب عدم قدرة الإنسان على مقاومة أضرار تلك الأشعة وأبرزها الحروق، وبالتالي تقوم طبقة الأوزون بدور الحماية لكافة الكائنات الحية من الأشعة فوق البنفسجية.
غاز الأوزون يُستخدم في التعقيم
يحتوي غاز الأوزون على عوامل مضادة للبكتيريا والجراثيم والميكروبات، جعلته يتفوق على الكلور وثاني أكسيد الكلور في عمليات التعقيم.
حيث يمنع غاز الأوزون تكاثر الفيروسات والأوليات والبكتيريا والعفن والخميرة، وغيرها من الكائنات الدقيقة، وذلك عن طريق قيامه بعملية الأكسدة.
ويتفاعل غاز الميثان مع تلك الكائنات مباشرة فيدمر جدار خلاياها، أو يتفاعل مع المنتجات الثانوية التي تتسبب في تحلل الأوزون، فينخفض عدد العوامل المسببة للأمراض.
ونظرًا للخصائص التي يتمتع بها الأوزون في عملية التعقيم؛ يتم الاستعانة به في العديد من الاستخدامات مثل تطهير أحواض السباحة وبرك السباحة الداخلية، القضاء على المخاطر الكيميائية، حفظ الأطعمة، تعقيم مختلف الأجهزة والأسطح، تطهير مياه الشرب والصرف الصحي.
أضرار ثقب الأوزون
يُعد اتساع ثقب الأوزون نتيجة المواد والمركبات المتصاعدة، من أبرز المشكلات البيئية التي تشكل خطرًا كبيرًا على كوكب الأرض، حيث سمح هذا الثقب بزيادة نسبة الأشعة فوق البنفسجية المتسللة إلى سطح الأرض، وهو ما يؤدي إلى مخاطر صحية على جميع الكائنات الحية تتمثل فيما يلي:
أضرار ثقب الأوزون على الإنسان
تتسبب الأشعة فوق البنفسجية في إلحاق الضرر بعدة أجزاء من العين، مثل القرنية والعدسة والملتحمة، ومن الأمراض التي تسببها للعين مرض الماء الأبيض، مرض العمى الثلجي.
تعرض الإنسان للأشعة فوق البنفسجية يؤثر سلبًا على جلده، وفي حال زيادة التعرض لها فقد يُصاب بأمراض مثل سرطان الجلد وأنواعه المتمثلة في سرطان الخلايا الحرشفية وسرطان الخلايا القاعدية، وهي سرطانات تنمو ببطء ويمكن إزالتها جراحيًا.
يتأثر الجهاز المناعي في جسم الإنسان بالأشعة فوق البنفسجية، فتقل قدرته على محاربة الأمراض، وهو ما يساعد على تنشيط بعض الفيروسات في الجسم.
أضرار ثقب الأوزون على النباتات
تتأثر النباتات سلبًا بالأشعة فوق البنفسجية، وأهم ما يتأثر فيها هو وظائفها العضوية ودورة نموها ومراحل تطورها.
وعندما تتأثر النباتات بتلك الأشعة، فمن الآثار السلبية لذلك هو انتشار الأمراض بين النباتات، اختلال التوازن النباتي.
أضرار ثقب الأوزون على البيئة البحرية
تتأثر كافة الكائنات الحية البحرية سلبًا عند تعرضها للأشعة فوق البنفسجية.
حيث تشكل تلك الأشعة خطرًا على العوالق البحرية النباتية والأسماك، وتقضي على الشعب المرجانية والبرمائيات، إلى جانب الخطر الذي يهدد حياة الكائنات الحية الدقيقة والتي تعيش في الحصائر الميكروبية.
ومن الكائنات البحرية المتضررة من تسرب الأشعة فوق البنفسجية، البكتيريا الخضراء المزرقة والتي تثبت مركبات النيتروجين الهامة للكائنات الحية لنموها في البيئة البحرية والبرية.
هذا إلى جانب تأثير الأشعة فوق البنفسجية سلبًا على امتصاص ثاني أكسيد الكربون، والذي يلعب دورًا هامًا في ظاهرة الاحترار.
يسمى احتجاز الغازات الموجودة في الغلاف الجوي لأشعة الشمس
يُطلق على ظاهرة احتجاز الغازات الموجودة في الغلاف الجوي لأشعة الشمس اسم الاحتباس الحراري.
والاحتباس الحراري ظاهرة تختلف عن مشكلة ثقب الأوزون.
