محافظة الفيوم إدارة غرب الفيوم التعليميه مدرسة المحمديه الاعداديه بنات

1. محافظة الفيوم إدارة غرب الفيوم التعليميه مدرسة المحمديه الاعداديه بنات جمهورية مصر العربية انحلال طبقة الأوزون : مشكلة عالمية فريق المستقبل (عزة حسني فتحي – سحر فؤاد محمد)

2. النقاط الرئيسية في المحاضرة: • ما هو الأوزون و أين يوجد؟ • أهمية الأوزون. • أنواع الأوزون (القريب – البعيد). • بداية التعرف على مشكلة تحلل الأوزون. • المواد الكيميائية التي تتسبب في تحلل الأوزون. • كيف يتحلل الأوزون ؟ • ماذا حصل لطبقة الأوزون ؟ • كم هو حجم ثقب الأوزون ؟ • الأضرار الناتجة عن تحلل الأوزون. • كيف تتعامل مع ظاهرة تحلل طبقة الأوزون (الأفراد، المؤسسات و الدول) ؟

3. ما هو الأوزون ؟ مصطلح ” ثقب الأوزون“ كثير الانتشار، و لكنه لم يفهم بذلك المستوى…. الأوزون عبارة عن غلاف غازي يحيط بكوكب الأرض ويتكون في الطبقات العليا من الغلاف الجوي على مسافة تتراوح ما بين20 - 40كيلو متر عن سطح الارض، ويتميز برائحته النفاذة ولونه الذي يميل إلى الزرقة.

7. أهمية الأوزون لا يشكل الأوزون أكثر من ثلاثة من كل عشرة ملايين جزىء من جزيئات الهواء، وبالرغم من ندرته هذه فإن طبقة الأوزون المحيطة بكوكب الأرض تشكل درعاً واقياً يحمي الحياة على الأرض من الأشعة فوق البنفسجية ذات المدى المتوسط والمدى القصير الضارة ، حيث تعمل طبقة الازون على امتصاص جزء كبير منها، في حين تسمح هذه الطبقة بمرور الأشعة فوق البنفسجية ذات المدى الطويل غير الضارة.

8. الطبقة الكلية للأوزون لو تم ضغطها بنفس الضغط الجوي ودرجة الحرارة على سطح الأرض فإن سمكها لا يتجاوز 3 ميليمترات ( 300 دوبسون) للاوزون القدرة على إمتصاص الاشعة تحت الحمراء 2000 مرة أكثر من ثاني اكسيد الكربون.

11. الأوزون الجيد Good Ozone يشكل حوالي 90 % من المجموع الكلي للأوزون و هو موجود في منطقة الستراتوسفير على بعد حوالي 20 – 40 كم من سطح الأرض، حيث يعمل على امتصاص الأشعة فوق البنفسجية المؤذية للكائنات الحية على سطح الأرض و هو موجود بنسبة 1 جزىء O3 لكل مليون جزىء O2 .

12. الأوزون غير الجيد Bad Ozone الأوزون الأرضي الأوزون موجود أيضاً في المستويات السفلى من الغلاف الجوي، ولكن بتركيزات أقل و لأسباب مختلفة. إن التركيزات العالية من الاوزون في أجواء بعض المدن (الضباب الدخاني) هو نتيجة مباشرة للتلوث، حيث أن احتراق الوقود النفطي يطلق أكاسيد النيتروجين ومركبات عضوية اخرى تتفاعل بتأثير أشعة الشمس مكونة الأوزون.

13. و يشكل الأوزون غير الجيد حوالي 10 % من أوزون الأرض الكلي و يقع قرب سطح الأرض حيث يتسبب في الكثير من الأمراض.. تهيج الاغشية المخاطية للعين والانف والحنجرة، إضطراب الرؤية، السعال واوجاع الرأس والصدر وذلك بسبب خصائصه المؤكسدة وتكوينه الكيميائي. حددت منظمة الصحة العالمية الحد الاقصى المسموح به من الاوزون في الهواء بين150-200 ميكروغرام في المتر المربع ع إذا كانت فترة التعرض 8 ساعات.

14. تم إنجاز العديد من الاكتشافات منذ عام 1974 من قبل علماء متخصصين بهدف التوصل إلى معرفة مدى تأثر طبقة الأوزون بتلك المركبات من خلال: • قياس مقدار الزيادة في الأشعة فوق البنفسجية التي تصل سطح الارض. • قياس سمك طبقة الأوزون في مواقع و أوقات مختلفة في منطقة الستراتوسفير.

15. حتى عام 1984 لم يلاحظ أن طبقة الأوزون قد تأثرت بنسبة كبيرة بمركبات (CFCs) و مع اكتشاف طرق قياس جديدة لسمك طبقة الأوزون تبين أن سمك طبقة الأوزون تناقصت فوق الجزء الشمالي من الكرة الارضية و فوق الجزء الجنوبي للحد الذي عرف فيما بعد بثقب الأوزون. وكان التناقص في عام 1978 بنسبة 3% وفي عام 1987 75 سنوياً.

16. في عام 1974 اكتشف العلماء بأن مجموعة من الكيماويات الخاملة جداً هي الكلوروفلوروكربونات وتعرف اختصاراً (CFCs) و الهالوجينات، هي السبب الرئيسي في تآكل طبقة الأوزون. ونتيجة لقدرة بعض هذه المركبات على البقاء في الغلاف الجوي لفترات طويلة جداً ، فإن العلماء يتوقعون ان تهدد الكميات التي انطلقت من هذه المركبات في السنوات الماضية طبقة الاوزون لعدة أحقاب قادمة.

17. تكون الأوزون:عند تحلل أو تفكك جزيء الأكسجين إلى ذرتي أكسجين بسبب الاشعاعات فوق البنفسجية الصادرة من الشمس، حيث تتحد كل ذرة أكسجين مع جزيء أكسجين فيتكون الأوزون O3 . O. + O2 O3 تحلل الأوزونعندما تتفاعل ذرة الأكسجين النشطة ( الناتجة عن تأثير أشعة الشمس على جزيء الأكسجين) مع الكلورين أو البرومين المنطلق من مركبات (CFCs) و يتم تكوين OCl O. + Cl OCl

18. يتمركز الأوزون في منطقة تبعد حوالي 20 كم عن سطح الأرض و للأوزون أهمية كبيرة لكونه يقوم بحجب الأشعة فوق البنفسجية (UVB) المنبعثة من أشعة الشمس، حيث أن هذه الأشعة تؤذي جميع الكائنات الحية و النباتات و المواد إذا وصلت إلى سطح الأرض و قد تتسبب في أمراض سرطان الجلد للكائنات الحية و نقص المحاصيل الزراعية. منذ العشرين سنة السابقة تأثرت طبقة الأوزون بسبب ما ينتجه الانسان من مركبات تحتوي على الهالوجينات مثل البرومين و الكلورين و تسمى تلك المركبات الكلوروفلوروكربونات CFCs.

19. الخطر على الانسان و الحيوان الأوزون يمتص الأشعة فوق البنفسجية من أشعة الشمس التي يمكن أن تنكسر أو تتلف الحمض النووي DNA في الكائنات الحية، و هذه الأشعة UV-B لها طول موجة من 280 – 320 نانومتر (nm) (النانومتر = 1/بليون من المتر). هذه الأشعة تشكل الخطر الأكبر على الكائنات الحية و النباتات.

20. تختلف كمية الأوزون في منطقة الستراتوسفير حسب ارتفاع و جغرافية المنطقة و الفصل خلال السنة و كذلك تختلف من عام لآخر. فمثلاً : مجموع الأوزون في القطب الشمالي يكون أعلى ما هو عليه في شهر مارس – إبريل و أقل شيء في أكتوبر – نوفمبر. و قد يصل الاختلاف إلى 25% على بعض الارتفاعات و يتجدد الأوزون بشكل مستمر في منطقة الستراتوسفير بفعل حركة الهواء حيث تتحلل جزيئات و تتكون جزيئات أخرى O2 O . O . + O2 O3

21. تكون الأوزون و تحلله

22. علينا أن نعرف… أن تكوين الأوزون يبدأ بأشعة الشمس و كذلك تحلله، و يعتمد ذلك على تركيزه و عدد المركبات المتواجدة حيث أن بعضها يتمركز بزيادة عن الآخر في الغلاف الجوي حسب حالة الجو و الموقع الجغرافي.

23. كل ذرة كلورين تنطلق من مركبات الكلوروفلوروكاربونات في منطقة الستراتوسفير تعمل على تفكك أكثر من ألف جزيء من الأوزون. • خلال الثمانينات 1980’s تم اطلاق حوالي نصف مليون طن من مركبات الكلوروفلوروكاربونات في كل عام، و بلغ مجموع ما تم إطلاقه من تلك المركبات خلال تلك الفترة حوالي 30 مليون طن.

24. كل واحد من 60 جزيئ CFCs يصل إلى طبقة الستراتوسفير يطلق الهالوجين(Cl) أو (Br) . • الغلاف الجوي يحتوي على 9000 مليون طن من الأوزون. • الكلورين موجود على نوعين أحدهما نشيط يكون (ClO) و يعمل على تحلل الأوزون. أما النوع الآخر غير نشط لا يؤثر على طبقة الأوزون أو تركيزه.

25. في المنطقة القطبية تصل درجة الحرارة إلى - 80 ° م خلال الشتاء البارد فتكون الغيوم الممطرة حبيبات صغيرة (Aerosols) (رذاذ)، حيث تأخذ التفاعلات الكيميائية مجراها على تلك الحبيبات فيتحول الهالوجين غير النشط إلى هالوجين نشط، وتأخذ عملية تفكك الأوزون مجراها بسرعة عالية في الوقت الذي تعود فيه أشعة الشمس للظهور. في عام 1987 تم قياس كمية كبيرة من أول أكسيد الكلور في منطقة ثقب الأوزون فوق المنطقة القطبية الجنوبية.

26. بينت الدراسات لقياس طبقة الأوزون أن هناك كمية قليلة من الأوزون في المناطق التي ظهر فيها تركيز عالي من أكسيد الكلور. و هذه تدل على أن الكلورين و البرومين هي المتسببة في ظاهرة ثقب الأوزون في المنطقة القطبية الجنوبية و خاصة في الفترة 1989 و خلال عام 1991- 1992. كما أن لسرعة انتقال أو حركة الأوزون من منطقة لأخرى أثر على تركيزه في الستراتوسفير.

27. كيف تتحلل طبقة الأوزون؟ (تآكل الاوزون) الأوزون هو جزيء كيميائي يتكون من 3 ذرات أكسجين و كميته في منطقة الستراتوسفير تعتمد على الاتزان الكيمائى لعملية التحلل و التكوين لهذا الجزيء. تكوين الأوزون: تعمل أشعة الشمس فوق البنفسجية على تفكك جزيء الأكسجين ( O2 ) الموجود في منطقة الستراتوسفير إلى ذرتي أكسجين O2 2O . تتفاعل ذرة الأكسجين (الفعَالة) مع جزيء الأكسجين و تكون الأوزون O . + O2 O3

28. بعد عام 1992 تم الانطلاق لدراسة ظاهرة تآكل الأوزون في منطقة القطب الشمالي. • بما أن موسم الشتاء مختلف جداً بمنطقة القطبين، فمنطقة القطب الشمالي ذات برد مزعج (عواصف) و درجة الحرارة أقل مقارنة بالقطب الجنوبي، و هذا هو السبب في تآكل طبقة الأوزون حول القطب الشمالي و الجنوبي. • خلال السنوات الحديثة أصبح شتاء القطب الشمالي أكثر برودة و أقل هدوءً مما هو عليه عادة و قد يكون هذا هو السبب في ظهور تآكل طبقة الأوزون في منطقة القطب الشمالي حديثاً.

29. ما هي المواد الكيميائية التي تؤدي إلى تآكل طبقة الاوزون؟ بعض المركبات التي يصنعها الإنسان مثل: • كلوروفلوروكربونات CFCs و الهالوجينات و المذيبات مثل رابع كلوريد الميثان (CCl4) و الكلوروفورم (CHCl3) • مركبات هيدروكلوروفلوروكربونات HCFCs تتسبب في تآكل طبقة الأوزون بنسبة أقل، و هذه المركبات لها استعمالات عديدة في مجال التبريد و التكييف و كمذيبات في الصناعة و هي تستعمل في كل دولة من دول العالم وفي مجالات عدة.

30. الكيماويات التي تسبب تآكل طبقة الأوزون

31. تستعمل الهالوجينات مثل الكلورين و البرومين في مواد طفايات الحريق و عند انطلاقها يتم حملها إلى طبقات الجو (طبقة الستراتوسفير). • تتميز مركبات CFCs و HCFCs بثباتها و تحملها لدرجات الحرارة المختلفة و رخصها، فعند تواجدها في طبقات الجو تبقى لعشرات السنين في طبقة الستراتوسفير إلى أن تتحلل بفعل الأشعة فوق البنفسجية فتعطي الكلورين الذي يتفاعل مع ذرة الأوكسجين و تكون أول أكسيد الكلور .

32. تستخدم مركبات CFCs بشكل واسع في العديد من الصناعات مثل.. • البخاخات التي تستخدم بكثرة في الاستعمالات المنزلية. • تكييف الهواء والتبريد والثلاجات • صناعة العوازل والبلاستيك والاسفنج الصناعي • المذيبات الكيماوية • طفايات الحريق

33. كيمياء CFCsو أوزون طبقة الستراتوسفير اكتشفت مركبات CFCs في الثلاثينات (1930’s) و الأربعينات(1940’s) و قد أثار اكتشافها الفزع فهي مركبات قليلة التكاليف (رخيصة الثمن) و لها تأثير فعَال و هي ثابتة في الظروف الجوية و غير سامة للانسان. و قد كانت هذه الأسباب وراء سرعة انتشار CFCs و استعمالاتها المتعددة في مجال صناعة الأدوات الإلكترونية كمذيبات تنظيف. فمنذ الثمانينات (1980’s) استعملت CFCs كبديل لمذيبات أخرى كانت تلوث المياه الجوفية، مثل ثاني كلوريد الميثان (CH2Cl2) و ثلاثي كلوريد الاثيلين. و سميت CFCs كيميائيات العجائب لعدم تفككها في الغلاف الجوي و ملاءمتها لمتطلبات الأعمال المتعددة.

34. متى و أين يحصل الخطر من مركبات CFCs عندما تنتقل مركبات CFCs إلى طبقة الستراتوسفير و تتعرض للأشعة فوق البنفسجية من الشمس، حيث يتحرر الكلورين الذي يعمل كعامل مساعد حيث يتحد مع الأوزون و يكون أكسيد الكلور OCl و ذرة أكسجينO . Cl . + O3 OCl + O2

35. ليست جميع مركباتCFCs تضر بطبقة الأوزون بنفس المقدار ، فمثلاً الكلوروفورم و رباعي كلوريد الميثان تعتبر من أكثر المذيبات الصناعية خطراً على الأوزون و تعمل بنفس درجة الكلورين. • البرومين أكثر فعالية من الكلورين في تحلل الأوزون.

36. تم في بروتوكول مونتريال إعطاء دليل لمركبات الكلوروفلوروكاربون CFCs حسب فترة البقاء في الغلاف الجوي و فعالية تحللها

37. ماذا حصل لطبقة الأوزون ؟ • تم الإعلان عن ثقب الأوزون في منطقة القطب الجنوبي عام 1985م و تبين أن حوالي 50% من الأوزون تم تحلله خلال العشر سنوات السابقة. • أظهرت الأقمار الصناعية بيانات و معلومات تشير إلى أن تحلل الأوزون في الفترة من 1979 – 1995 حصل على نطاق واسع. فمثلاً في مارس 1995 أظهر معدل الأوزون عند خط عرض 35oو 55oتناقصاً يزيد عن 12% مما كان عليه في عام 1985.

39. القياسات أشارت إلى أنه في عام 1992 و 1993 كانت كمية الأوزون أقل مما هي عليه في أي وقت سابق على المستوى العالمي. • في عام 1994 بدأت كمية الأوزون بالزيادة و التحسن ثم عادت بعد ذلك العام بالتناقص. • خلال عام 1996 تم تسجيل نقص في طبقة الأوزون فوق أوروبا، و يعود ذلك إلى شدة برودة الشتاء و هدوء العواصف مقارنة بالسنوات السابقة.

41. أهم الاضرار التي تنتج عن الاشعة فوق البنفسجية • زيادة حالات الإصابة بسرطان الجلد • خلل في الجهاز المناعي للجسم وبالتالي زيادة واشتداد حالات الإصابة بالامراض المعدية. • زيادة الأضرار التي تصيب العيون ، خاصة إعتام عدسة العين (المياه البيضاء) • الإصابة بالحروق الشمسية والعمى الجليدي • الشيخوخة المبكرة • تدمير جزئيات الحامض النووي الوراثي (DNA)

42. كما ينتج عن نقص الأوزون • نقص المحاصيل الزراعية • التأثير السلبي على الكائنات الحية المائية وإنتاجية مصائد الأسماك • التلف السريع للمواد البلاستيكية والمطاط • تغير الوان الطلاء في الاماكن المعرضة لاشعة الشمس لفترات طويلة • إحداث تغيرات كبيرة في مناخ الأرض وارتفاع درجة حرارة العالم ( وهذا يتسبب في العديد من المخاطر)

43. مخاطر استنزاف طبقة الأزون يؤدي استنزاف طبقة الاوزون إلى انخفاض قدرتها على امتصاص الأشعة فوق البنفسجية الضارة وبالتالي السماح لهذه الاشعة بالنفاذ الى سطح الارض وتهديد الحياة عليها. ويقدر العلماء أن نقص سمك طبقة الاوزون بنسبة 1% سيؤدي الى زيادة تقارب 1.3% من الأشعة فوق البنفسجية التي تصل إلى الأرض. وهي زيادة تمثل خطراً أكيداً على الانسان والحيوان والنبات والمواد.

44. كيف تتآكل طبقة الأوزون؟ • لقد خلق الله - جلت قدرته- كل شىء في هذا الوجود بقدر بحيث لا يطغى عنصر من عناصر الطبيعة على عنصر آخر، بما يضمن توازن النظم الكونية وحمايتها من أي خلل قد يتسبب بانهيارها أو قصورها عن أداء مهامها الطبيعية. • تآكل أو استنزاف طبقة الاوزون ناتج في الأساس عن المحاولات التي بذلها الإنسان في سعيه الدائم الى التطور والى تحسين مستوى معيشته، من خلال الاختراعات الحديثة، دون أخذ الاعتبارات البيئية بالحسبان.

45. كم هو حجم ثقب الأوزون؟ • أكبر مما يتصوره الكثير من الناس. • الثقب الذي تشكل خلال شتاء القطب الشمالي في عام 1998 يغطي مساحة 28 مليون كيلو متر (10 مليون ميل مربع). • مساحة أمريكا الشمالية بالمقارنة بثقب الأوزون تعادل 8.1 مليون ميل مربع (21 مليون كيلو متر مربع) القطب الشمالي مساحته 5.4 مليون ميل مربع (14 مليون كيلو مربع) • ثقب الأوزون الذي تم قياسه في عام 1998 هو أكبر حجما و الثقب لعام 1999 كان أصغر حجما.

46. الجهود الدولية لمواجهة المشكلة إن مشكلة تحلل (استنزاف) طبقة الأوزون هي مشكلة عالمية يحتاج علاجها أو على الاصح العمل على عدم تفاقمها الى تضافر الجهود الدولية التي بذلت خلال العقدين الماضيين الى بلورة اتفاقية دولية ترمي الى حماية طبقة الاوزون، فتم في عام 1985 اعتماد ” اتفاقية فيينا لحماية طبقة الاوزون“ وانبثق عنها في عام 1987 ” بروتوكول مونتريال“ الذي تم بموجبه إخضاع العديد من المواد المستنزفة لطبق الاوزون لتدابير رقابية بهدف خفض الاستهلاك العالمي من هذه المواد والعودة بها إلى مستويات معقولة.

47. البرنامج العالمي المقترح للتخلص من المركبات التي تعمل على تحلل الأوزون بروتوكول مونتريال 1987 و ما يتبعه.

48. دور الفرد في وقف استنزاف الاوزون ( بعض السلوكيات). الامتناع عن إطلاق مركبات الكلوروفلوروكربونات و الهالوجين إلى الجو وذلك من خلال: • الامتناع عن استخدام عبوات معطرات الجو، المبيدات واستخدام العبوات البديلة عنها. • استخدام بدائل الهالوجينات في أجهزة إطفاء الحريق. • شراء الثلاجات التي لا تدخل في مكوناتها المواد المستنفذة لطبقة الأوزون.

49. يقول العلماء و أصحاب القرار الآن: • أن الأوزون يتفكك نتيجة استعمال مركبات كلوروفلوروكاربونات و الهالوجينات حيث يحصل خلل لعملية الاتزان الطبيعية للأوزون. • و الخلاصة أنه لا يوجد طريق قصير للتعرف على كيفية تآكل الأوزون و تكونه. • و علينا الاستمرار في البحث و الإطلاع لمتابعة ما يحصل لثقب الأوزون.

50. الخلاصة • طبقة الأوزون في الستراتوسفير تعمل على امتصاص الأشعة فوق البنفسجية من أشعة الشمس. • مركبات CFCs تتصاعد إلى طبقة الستراتوسفير. • ينطلق الكلورين من مركبات CFCs و يؤثر على اتزان الأوزون. • تحلل الأوزون يؤدي إلى زيادة الأشعة فوق البنفسجية و تسخين الأرض و ما عليها بالإضافة إلى الخطر على الانسان و الحيوان و النبات. • لا بد من اتحاد جميع الجهود العالمية لايجاد مركبات بديلة عن CFCs أو ايجاد صناعات تعمل ببدائل عن CFCs.