غاز الأوزون
ما هو الاوزون؟
الأوزون هو جزيء أكسجين ويتكون من ثلاث ذرات أكسجين (O3) ، على عكس الأكسجين الجوي العادي ، والذي يتكون من ذرتين فقط (O2).
اسماء اخرى
- “الأكسجين النشط”
- ثلاثي الأكسجين
- ثاني أكسيد الأكسجين
- ثلاثي الأكسجين
- OZONE
الأوزون هو مادة مؤكسدة قوية وسامة يمكن أن تسبب تهيجا في الجهاز التنفسي والعين وتعزز أمراض الجهاز التنفسي لدى الإنسان والحيوان.
في طبقة التروبوسفير ، يعتبر الأوزون ثالث أقوى محرك للاحترار العالمي (بعد ثاني أكسيد الكربون والميثان ) .
تحمي طبقة الأوزون الموجودة في الستراتوسفير الحياة على الأرض من الأضرار التي تسببها الأشعة فوق البنفسجية عالية الطاقة المطفرة من الشمس.
من ناحية ، يحدث الأوزون بتركيزات عالية في الستراتوسفير (طبقة الأوزون) ويحمي سطح الأرض من أشعة الشمس فوق البنفسجية عالية الطاقة قصيرة الموجة.
من ناحية أخرى ، يمكن أيضًا أن يتشكل الأوزون بالقرب من الأرض ويصبح فعالًا بشكل مباشر هناك باعتباره ملوثًا للهواء ، وهو ما تتناوله المقالة التالية.
عرض في المختبر
يمكن الحصول على الأوزون من تفاعل برمنجنات البوتاسيوم مع حمض الكبريتيك المركز ويتحلل سباعي أكسيد الديمنغنيز غير المستقر Mn 2 O 7 كمادة وسيطة في درجة حرارة الغرفة إلى ثاني أكسيد المنغنيز والأكسجين الغني بالأوزون.
أثناء التحليل الكهربائي لحمض الكبريتيك المخفف (حوالي 20٪) ، يتطور الأوزون عند أنود من الذهب أو البلاتين ، خاصة عند كثافات التيار العالية.
مع التبريد الجيد ، يمكن تحقيق محتوى الأوزون بنسبة 4-5٪ في الأكسجين الناتج ، وهو تركيز كافٍ ليكون قادرًا على تنفيذ جميع تفاعلات الأوزون على نطاق تحضيري.
يمكن تحقيق تركيزات الأوزون الأعلى بشكل ملحوظ باستخدام معدات متطورة (مثل لفائف الأسلاك البلاتينية الدقيقة) والتبريد إلى -14 درجة مئوية.
يمكن أيضًا إنتاج الأوزون من الأكسجين الموجود في الغلاف الجوي تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية أو التفريغ الكهربائي الصامت. الأجهزة المقابلة المعروفة باسم الأوزون متوفرة تجارياً.
تكوين الأوزون على مستوى الأرض
على عكس ملوثات الهواء الأخرى مثل الجسيمات أو أكاسيد النيتروجين ، لا ينبعث الأوزون مباشرة.
يتشكل بشكل خاص أثناء الإشعاع الشمسي القوي عبر عمليات كيميائية ضوئية معقدة من سلائف الأوزون المختلفة مثل أكاسيد النيتروجين والهيدروكربونات العضوية المتطايرة.
تنبعث الهيدروكربونات العضوية المتطايرة من خلال الأبخرة من الأشجار المتساقطة والصنوبرية وكذلك من الناحية البشرية ، خاصة عند استخدام المذيبات في الدهانات والورنيشات ومن خلال احتراق الوقود.
تأثير الأوزون على مستوى الأرض
تركيزات الأوزون المتزايدة لها تأثير مزعج على الجهاز التنفسي ويمكن أن تؤدي إلى انخفاض وظائف الرئة ومشاكل في الجهاز التنفسي و يمكن تضخيم هذه التأثيرات أثناء ممارسة الرياضة أو غيرها من المجهود البدني.
الأشخاص الحساسون أو المصابون سابقًا معرضون بشكل خاص ويجب عليهم تجنب المجهود البدني في الهواء الطلق عندما تكون مستويات الأوزون أعلى من 180 ميكروغرام / متر مكعب (متوسط ساعة واحدة).
يمكن أن يكون لزيادة تركيزات الأوزون آثار سلبية على النظم البيئية والمحاصيل وتم إثبات النتائج السلبية لزيادة تركيزات الأوزون على غلات الحبوب في الحبوب وعلى نمو النباتات في الأراضي العشبية.
القيم الحدية والمستهدفة لتركيز الأوزون
وفقًا لتوجيه الاتحاد الأوروبي بشأن جودة الهواء 2008/50 / EG ، والذي تم تنفيذه في القانون الألماني من خلال مرسوم معايير جودة الهواء وحدود الانبعاثات – 39 BImSchV ، تنطبق القيم المستهدفة بالإضافة إلى المعلومات وعتبات الإنذار على تركيزات معينة من الأوزون.
بالنسبة لتركيز الأوزون قصير المدى (متوسط ساعة واحدة) ، هناك حد للمعلومات يبلغ 180 ميكروغرام / متر مكعب وعتبة إنذار تبلغ 240 ميكروجرام / متر مكعب.
إذا تم تجاوز هذه القيم في شبكة القياس لمكتب ولاية بافاريا للبيئة ، يقوم مكتب ولاية بافاريا للبيئة بإبلاغ السكان على الفور عبر وسائل الإعلام وموقعه الإلكتروني وفقًا للوائح 39th BImSchV ويصدر التوصيات المناسبة للسلوك.
بالإضافة إلى ذلك ، لحماية صحة الإنسان ، يتم تطبيق قيمة مستهدفة تبلغ 120 ميكروغرام / متر مكعب كأعلى قيمة متوسط 8 ساعات خلال اليوم مع 25 تجاوز مسموح به في السنة التقويمية وعدد التجاوزات التي تم تجاوزها في المتوسط على مدى ثلاث سنوات أمر حاسم للتقييم.
لحماية الغطاء النباتي ، لا ينبغي تجاوز قيمة AOT40 البالغة 18000 جم / م 3 * ساعة ، بمتوسط خمس سنوات و يأتي الاختصار AOT من اللغة الإنجليزية ويعني “التراكم فوق عتبة”وتمت إضافة جميع التجاوزات في متوسط تركيز الأوزون بالساعة البالغ 40 جزء في البليون (ما يعادل 80 ميكروغرام / متر مكعب للأوزون) خلال فترة الغطاء النباتي من مايو إلى يوليو ، وهو أمر مهم بشكل خاص لنمو النبات ، بين الساعة 8 صباحًا و 8 مساءً (توقيت وسط أوروبا)
تدابير للحد من تلوث الأوزون
نظرًا لأن الأوزون لا ينبعث بشكل مباشر ولكنه يتشكل من خلال آليات معقدة ، يجب أن تبدأ تدابير الحد من تلوث الأوزون بخفض انبعاثات مركبات طليعة الأوزون.
نظرًا لأن بعض مركبات طليعة الأوزون لها عمر طويل جدًا في الغلاف الجوي ويتم نقلها عبر مسافات طويلة في نصف الكرة الأرضية ، يجب أن تبدأ تدابير الحد من انبعاث المواد الأولية ، إذا أمكن ، على نطاق نصف الكرة الأرضية
وهذا يتطلب تعاونًا دوليًا في إطار لجنة الأمم المتحدة الاقتصادية لأوروبا (UNECE) ولجنة جنيف لمكافحة تلوث الهواء.
في الاتحاد الأوروبي ، تم تمرير التوجيه (الاتحاد الأوروبي) 2016/2284 بشأن الحد من الانبعاثات الوطنية لبعض ملوثات الهواء ، من بين أمور أخرى ، للحد من سلائف الأوزون.
كجزء من التوجيه ، تلتزم الدول الأعضاء بخفض مستويات انبعاثاتها بحلول عام 2030 وفقًا لمفتاح فردي.
وتحقيقا لهذه الغاية ، ينبغي عليهم وضع برامج هواء نقي وطنية مع التدابير اللازمة وتقييمها وتحديثها بانتظام.
