دانلود تحقیق لایه اوزون

لایه اوزون قسمتی از استراتوسفر است که حاوی گاز طبیعی اوزون O3 است.

اوزون توانایی جالب توجهی در جذب برخی از فرکانسهای اشعه فرابنفش دارد.

لایه اوزون زیاد چگال نیست.

اگر آنرا در تروپوسفر متراکم شود ضخامت آن تنها در حد چند میلیمتر می‌شود.

اوزون در جو زمین عموما توسط شکستن مولکول دو اتمی اکسیژن به دو اتم تنها بوسیله نور فرابنفش بوجود می‌آید.

اکسیژن تک اتمی با اکسیژن نشکسته ترکیب می‌شود و اوزون را بوجود می‌آورند.

مولکول اوزون ناپایدار است و هنگامی که نور فرابنفش به آن برخورد می‌کند به یک مولکول اکسیژن و یک اکسیژن اتمی شکسته می‌شود.

به این فرآیند مداوم واکنش زنجیره‌ای اوزون اکسیژن نامیده می‌شود.

بدین ترتیب لایه اوزون در استراتوسفر بوجود می‌آید.

تخریب لایه اوزون
لایه اوزون می‌تواند در حضور کلر ، فلوئور و یا برم تخریب شود که عمدتا به آن سوراخ اوزون گفته می‌شود.

این عناصر در برخی ترکیبات پایدار بخصوص کلرو فلوئورو کربنها (CFC) که به استراتوسفر راه یافته‌اند یافت می‌شوند که بوسیله فعالیت نور فرابنفش روی آنها تجزیه می‌شوند.

گازهای نامبرده از هوا چگال‌ترند، به همین خاطر در سطح زمین پخش می‌شوند و تقریبا با اکثر مواد آلی واکنش می‌دهند.

کلر اتمی این توانایی را دارد که به مولاریته اوزون را به اندازه تقریبا100000 برابر کاهش بدهد.

تراکم اوزون اتمسفری در لایه اوزون توسط یک عامل مهم جهانی تغییر می‌کند و آن دلیل این است که لایه اوزون در نزدیکی استوا ضخیمتر و در نزدیکی قطبها نازکتر است.

ضخامت لایه‌های اوزون در نیمکره شمالی در سال تقریبا 4% کاهش می‌یابد.

حدود 4.6% از سطح زمین بوسیله لایه اوزون پوشیده نمی‌شود که به آنها سوراخ اوزونی گفته می‌شود.

سوئدیها در 23 ژانویه 1978 اولین مردمانی بودند که مصرف افشانه‌ها را به دلیل صدمه زدن به لایه اوزون ممنوع کردند.

در دوم آگوست 2003 دانشمندان اعلام کردند که فرسایش لایه اوزون به سبب ممنوعیت استفاده از کلرو فلوئورو کربنها در حال کاهش است.

چه کارخانه‌هایى بر روى اوزون تأثیر مى‌گذارند؟

کارخانجات مصرف کننده عمده گازهاى مخرب لایه اوزون در ایران ، عبارتند از: صنایع برودتى و سردکننده‌ها و سازندگان یخچالها و فریزرهاى خانگى ، صنعتى و تجارى ، صنایع ابر و اسفنج سازى ، بخش دفع آفات کشاورزى و سیستمهاى تهویه مطبوع ، کپسولهاى اطفاى حریق ، حلال اسپریهاى پاک کننده قطعات الکترونیکى و در ساخت کولر اتومبیلها.

ضرورت حفاظت از لایه اوزون
اگر لایه اوزون از بین برود، زندگی از کره زمین رخت بر خواهد بست.

با از بین رفتن لایه حیاتی اوزون ، نسل بشری ، پوشش گیاهی و حیات جانوری در مدت کوتاهی به صورت اسفباری منقرض خواهد گردید.

در حال حاضر که این لایه آسیب دیده است، تشعشعات ماورای بنفش که به زمین می‌رسد شدت یافته و این مسأله باعث ایجاد سرطانهای پوست ، تضعیف مکانیزم دفاعی و ایمنی بدن انسان و همچنین ایجاد آب مروارید گردیده است.

علاوه بر آن به علت آسیب دیدن لایه اوزون کل نظام زیست محیطی (اکوسیستم) در سراسر پهنه گیتی دچار ناهماهنگی و عدم توازن جدی و فزاینده شده است.

پیامدهای ناشی از تخریب لایه اوزون
تخریب و سوراخ شدن لایه اوزون باعث عبور غیر قابل کنترل تابش فرابنفش خورشیدی می‌شود که سبب افزایش دمای زمین و ذوب یخهای قطبی و افزایش آب دریاها شده که در نهایت به زیر آب رفتن خشکیها می‌انجامد و نیز موجب سوختگی پوست ، ابتلا به سرطان پوست و بیماریهای چشمی ، همچنین وارد آمدن خسارت عمده به جانوران و گیاهان می‌شود و بالاخره باعث انقراض زندگی تمام موجودات می‌شود.

کارهاى حفاظتى که مردم باید انجام دهند چیست؟

کارهاى حفاظتى در برابر تابش فرابنفش خورشید، که مردم بایستى انجام دهند عبارتند از:
استفاده از عینکهاى آفتابى ضد اشعه B-UV بخصوص براى کسانى که به جهت شغلى مجبورند مدت زیادى را در تماس با تابش خورشید باشند.

استفاده از کلاههاى لبه دار بزرگ جهت محافظت از پوست صورت و گردن در برابر تابش استفاده از پوشش کامل بخصوص دستها در برابر تابش بیشترین شدت تابش UV-B در اواسط روزهاى (۱۱ صبح الى ۲ بعد از ظهر) فصل تابستان به سطح زمین مى‌رسد، لذا بهتر است در این ساعات کمتر در معرض تابش قرار گیریم.

سوراخ لایه اوزون تاریخچه سوراخ شدن لایه اوزون ابتدا جریان تأسف بار سوراخ شدن لایه اوزون در لایه زیر استراتوسفر در بالای منطقه انتارکتیکا اولین بار در دهه هفتاد (1970 تا 1979) توسط یک گروه تحقیقاتی به نام BAS کشف شد.

این گروه در مورد اتمسفر بالای منطقه انتارکتیکا از یک ایستگاه تحقیقاتی که بسیار شبیه این عکس می‌باشد مشاهده می‌گردند (اطلاعات ایستگاه تحقیقاتی هالی و ایستگاه تحقیقاتی BAS).

فالکر اولین بار در حالی تحقیقات را انجام داد که اندازه گیری اولیه در سال 1985 برای اولین بار سوراخ شدن لایه اوزون آنچنان نگران کننده بود که دانشمندان تصور می‌کردند که دستگاهای اندازه گیری خراب است.

آنها دستگاه‌های دیگری جانشین آن دستگاهها کردند تا آنکه نتایج بدست آمده اندازه گیریهای اولیه را تأیید کرد.

چند ماه بعد که سوراخ شدن لایه اوزون قابل مشاهده بود (پس از مشاهده سوراخ شدن لایه اوزون تحقیقات قبلی تایید شد)، از طرف دیگر اطلاعات ماهواره TOMS سوراخ شدن لایه اوزون را نشان نمی‌داد، بدین دلیل که نرم افزارهایی که اطلاعاتی در مورد لایه اوزون می‌داند به صورتی برنامه ریزی شده بود که لا یه اوزون در منطقه کوچکی مورد بررسی قرار می‌گرفت.

در بررسیهای بعدی اطلاعاتی بدست آمد (هنگامی که نتایج گروه BAS منتشر نشد) مورد تأیید قرار گرفت و بیانگر این مطلب بود که سوراخ شدن لایه اوزون بطور سریع و در مقیاس بزرگی بر بالای منطقه انتارکتیکا انجام می‌شود.

اوزون لایه‌ای را در استراتوسفر تشکیل می‌دهد که منطقه استوا باریکتر و در دو قطب پهنتر است.

میزان اوزون در بالای سطح کره زمین بوسیله مقیاسی به نام DU Dobson units اندازه گیری می‌شود که این میزان در منطقه استوایی در حدود 260DU است و به میزان بیشتری در جاهای دیگر است.

این در حالی است تغییرات فصلی بسیار وسیعی اتفاق افتاده و شکل می‌گیرد و اشعه ماورای بنفش در لایه استراتوسفر نفوذ می‌کند یا آنرا می‌شکافد.

دید کلی بر اساس تحقیقات دانشمندان لایه اوزون بر فراز قطب جنوب ، در میانه دهه 60 تا حد زیادی رقیق شده است.

دانشمندان میزان مواد "محافظ در برابر نور" را که گیاهان را از آسیب نور مصون می‌دارند، اندازه گیری کرده‌اند.

مطالعه این مواد راه تازه‌ای را برای بازسازی چگونگی نوسان اوزون موجود در استراتوسفر پدید آورده است.

این کار ممکن است مشخص کند که آیا رقیق شدن لایه اوزون فرآیندی دوره‌ای است و آیا کلرو فلئورو کربنها ، تنها عاملی هستند که سبب ایجاد حفره در لایه اوزون می‌شوند یا نه؟

لایه اوزون چیست؟

لایه اوزون لایه محافظ حساسی از گاز طبیعی O3 است که در استراتوسفر (حدود 25 الی 40 کیلومتری سطح زمین) یافت می‌شود.

این گاز نجات بخش با جذب و کاهش اثرات مخرب امواج پر انرژی ماورای بنفش خورشید همانند صافی کره زمین را از اثرات تخریبی امواج آسیب‌زا مصون و محفوظ نگه می‌دارد.

اوزون (Ozone) گازی است به فرمول O3 که مولکولهای آن از پیوند یافتن سه اتم اکسیژن با یکدیگر تشکیل شده‌است.

ساختار لایه اوزون کنت مارکهام ، شیمیدانی در سازمان تحقیقات علمی و صنعتی نیوزلند نمونه‌هایی از نوع خزه را مورد تجزیه و تحلیل قرار داد که نام علمی‌اش بریوم آرژانتئوم است.

این نمونه‌ها از منطقه دریایی راس جمع آوری و طی سالهای 1957 تا 1989 نگهداری شده‌اند.

مارکهام در جستجوی ترکیباتی به نام فلاوونوئید بود که رنگدانه‌های گیاهی هستند.

پژوهشهای اخیر نشان داده‌اند که فلاوونوئید دارای یک خاصیت مهم یعنی "محافظت در برابر نور" است.

این ترکیب هنگامی در گیاهان پدید می‌آید که بویژه در معرض تابش پر انرژی نور فرا بنفش قرار می‌گیرند، یعنی در معرض گستره‌ای از طول موجهایی که غالباً بر اثر رقیق شدن لایه اوزون (استراتوسفر) تأثیرشان شدیدتر می‌شود.

فلاوونوئیدها در برابر اندک افزایشی در تابش نور فرابنفش بسیار حساس‌اند.

بنابراین ، غلظت آنها با میزان نور فرابنفش به صورت خطی تغییر می‌یابد، بدین معنی که دو برابر شدن غلظت نور فرابنفش باعث دو برابر شدن غلظت فلاوونوئید می‌شود.

کنت مارکهام مقدار فلاوونوئید را در نمونه‌های خزه‌ای که در اختیار داشت، اندازه‌ گیری کرد.

نتیجه‌های بدست آمده وجود حفره اوزون را که در دهه 80 اعلام شده بود، تأیید کردند.

آنگاه مارکهام ، مقدار اوزون رسیده به زمین بین سالهای 1964 و 1986 را در قطب جنوب اندازه‌ گیری کرد.

او این اندازه‌ گیری را با مقدار فلاوونوئید نمودار خود در همان مدت مقایسه کرد و بدین نتیجه رسید که این مقدارها تقریباً تصویر آینه‌ای یکدیگرند.

فلاوونوئیدها ، ترکیباتی هستند که گیاهان را از آسیب نور خورشید محفوظ می‌دارند.

غلظت آنها در خزه ، هنگامی که اوزون رقیق باشد، زیاد و هنگامی که اوزون به مقدار کافی باشد کم است.

بنابر نظریه مارکهام ، حتی مقدار زیاد و غیر منتظره تابش نور فرابنفش در میانه دهه 60 ، که داده‌های مربوط به فلاوونوئیدها نشان می‌دادند، به صورت کاهش میزان اوزون و در همان موقع مشاهده می‌شود.

ضرورت حفاظت از لایه اوزون اگر لایه اوزون از بین برود، زندگی از کره زمین رخت بر خواهد بست.

در حال حاضر که این لایه آسیب دیده است، تشعشعات ماورای بنفش که به زمین می‌رسد شدت یافته و این مسئله باعث ایجاد سرطانهای پوست ، تضعیف مکانیزم دفاعی و ایمنی بدن انسان و همچنین ایجاد آب مروارید گردیده است.

عوامل مخرب لایه اوزون عوامل کلیدی مؤثر در رقیق شدن اوزون عبارتند از : آزمایش بمبهای اتمی در جو زمین ، و شار اندک ذراتی از خورشید (که با میانه دوره 11 ساله لکه‌های خورشیدی متناظر است) ، نوسان شبه دو ساله فورانهای آتشفشان ، مصرف متوالی کلرو فلوئورو کربن (این گازها در حکم حلال در انواع افشانه‌ها به کار می‌روند تحت نام کلی CFC (سی اف سی) معروفند که نمونه آنها گاز فرئون (Freon) یخچالهاست.) در انواع افشانه‌های آرایشی و بسیاری از صنایع شیمیایی.

پیامدهای ناشی از تخریب لایه اوزون تخریب و سوراخ شدن لایه اوزون باعث عبور غیر قابل کنترل تابش فرابنفش خورشیدی می‌شود که سبب افزایش دمای زمین و ذوب یخهای قطبی و افزایش آب دریاها شده که در نهایت به زیر آب رفتن خشکیها می‌انجامد و نیز موجب سوختگی پوست ، ابتلا به سرطان پوست و بیماریهای چشمی ، همچنین وارد آمدن خسارت عمده به جانوران و گیاهان می‌شود و بالاخره باعث انقراض زندگی تمام موجودات می‌شود.

چگونگی جلوگیری از بحران لایه اوزون تحلیل میزان فلاوونوئیدها ممکن است اطلاعاتی راجع به مقدار اوزون در مناطق مختلف قطب جنوب و جاهای دیگر بدست دهد.

بنابر نظر مارکهام "وجود این گیاهان نوعی امیدواری را برای نگاه کردن به پیش از سال 1956 در پی یافتن نشانه‌های رقیق شدن در اوزون و نیز برای پاسخ دادن به این پرسش پدید می‌آورد که آیا رقیق شدن لایه اوزون در میانه دهه 60 در سایر منطقه‌های قطب جنوب واقع شده است یا نه ." اگر چنین باشد، ما باید در این باره که چرا چنین وقایعی روی داده است، تجدید نظر کنیم.

شاید هم نظریه کلرو فلئورو کربن بیش از حد مبتنی بر ساده اندیشی باشد.