الأوزون شكل نشط من أشكال الأوكسجين ولكنه أثقل من الأكسجين العادي بمرة ونصف، ويصطلح عليه بالرمز أ3 يحتوي الجزء الواحد منه على ثلاث ذرات أوكسجين وهـو غـاز سـام قابـل للانفجار، وهو عامل مؤكسد قوي ولونه أزرق باهت، ويتكون نتيجة للعواصف الرعدية ويتكون حول المعدات والمحولات الكهربائية، وهو سبب الرائحة التي تشم في أعقاب العواصف الرعدية وحول المحولات الكهربائية. ويمكن إنتاجه صناعياً بتعريض تيار من الأكسجين العادي وتسخينه كهربائياً وله استعمالات صناعية عديدة نذكر منها تبييض المركبات العضوية إبادة الجراثيم إزالة الرائحة الكريهة، ويستخدم في تعقيم مياه الشرب.

الطبقات التي يوجد فيها الأوزون , للأوزون توزيعات أفقية حسب خطوط العرض حيث تكون أقل قيمة له عند خطوط الاستواء وتزداد قيمته في اتجاه القطبين. وللأوزون توزيعات رأسيه حيث يوجد حوالي 91% منه في طبقة الاستراتوسفير على ارتفاع يتراوح ما بين 40-12 كم حوالي 9% في طبقة التروبوسفير على ارتفاع 8: 17 كم.

وجوده في طبقة التربوسفير : يوجد في الأماكن ذات التلوث الجوي حيث عمليات الاحتراق في محطات الطاقة والسيارات والمصانع وزيادة عدد البشر ونشاطهم اليومي. وينتج الأوزون في هذه الطبقـة مـن زيـادة تركيز ثـاني أوكسيد النتروجين ودخول هذا الغاز في عدة تفاعلات مع بعض المواد العضوية في وجود أوكسجين والضوء وينتج غاز الأوزون. والأوزون في هذه الطبقة يعمل كملوث يسبب التسمم للإنسان عندما يتنفسه وتركيز الأوزون في الجو العادي يصل إلى 0.02جزء في المليون. وتشير تقارير منظمة الصحة العالمية إلى أن كمية الأوزون يجب ألا تزيد على  60: 120 جزء في البليون، بينما تشير عدة تقارير أخرى بأن الحد المسموح به لتركيز غاز الأوزون يتراوح بين 0.05: 1.5 جزء في البليون. ويتنبأ العلماء بأن يتضاعف مقدار الأوزون في الطبقة السفلى والذي بلغ مقداره 40: 60 جزء من البليون أي نصف المقدار الأعظم المقبول المحدد بـ 120 جزء في البليون. ومن نتائج المركز القومي المصري للأبحاث، يتضح أن تركيز غاز الأوزون في الطبقات السفلى يزيد عن الحد الأقصى المسموح به خلال أكثر من 70% من أيام العام بوسط مدينة القاهرة ومن أجل أن الأوزون غاز سام فـهـو قـادر عــلـى تدمير الرئتين وكثيراً ما يموت الإنسان تبعاً لذلك إذا زاد تركيزه عن الحد المسموح به، ويموت الإنسان نتيجة لافتقار الرئتين للأوكسجين، ولذلك حرصت الهيئات البيئية على حماية الإنسان من خطر التلوث بالأوزون المنتشر في طبقات الجو السفلي، ويسبب ا الأوزون التهاب الأغشية المخاطية ، ويسبب احتقان العيون والسعال وحرقان الصدر، واحتباس الهواء في الرئة ) وهي الحالة المعروفة باسم (ايمفيزيا) وفيها تقل قدرة الرئتين على طرد الهواء نتيجة للتليف بهما، كما يقلل الأوزون من مقاومة الجسم لنزلات البرد ويسبب التهاب رئوي حاد وتزداد حالة الأفراد الذين يعانون من أزمات صدرية مثل الربو منذ الطفولة. والأوزون خارج المنازل أقل بحوالي 7% عن داخل المنازل، ولذلك فيجب تهوية المنازل جيداً، ويتلف الأوزون الصبغات المستخدمة في تلوين المنسوجات. ويؤثر الأوزون في هذه البقعة على النباتات الخضراء، ويسبب ظهور البقع في الأوراق، ودلــت الدراسات الواسعة التي أجرتها وكالة البيئة في الولايات المتحدة على أن الأوزون يقضي على المحاصيل الزراعية بنسبة تفوق بكثير عن نسبة الـ 12% التي أثبتتها دراسات سابقة، أما النسبة الجديدة التي حددتها الوكالة فتصل نسبة الضرر إلى %30ومعنى هذا أن الخسارة التي تسببا زيادة الأوزون في الطبقات السفلى للمزارعين الأمريكيين تقدر بحوالي 3:2.5آلاف مليون دولار سنوياً. ويصل إلى سطح البحر كمية مــن الأوزون لتسهم مع عدد من الغازات وبخار الماء في تكوين الضباب الأسود. ويسهـم مـع الغازات الأخرى في حجز الإشعاعات المنعكسة من الأرض ويؤدي ذلك إلى تسخين الأرض والجو المحيط بها.

وجوده في طبقة الاستراتوسفير: يتكون هذا الغار في طبقات الجو العليا عندما يومض البرق، ويتكون بفعل الأشعة فوق البنفسجية العملية الإنشائية التي تسمى التفاعل الكيميائي الضوئي، ويتم تفتيت الأوزون إلى جزئ أوكسجين وذرة أوكسجين لتلتحم مع ذرة أخرى مكونة جزئ أوكسجين وتسمى عملية الهدم هذه بالهدم الكيميائي الضوئي، وتتم عملية الهدم بمساعدة غازات وسطية.

ويكون معدل التكسير مساوياً لمعدل التخليق، وعندما تتدخل بعض الكيماويات يحدث خلل هائل، ويختل النظام الكوني. ويتكون الأوزون في المناطق الاستوائية للرياح ، ويتراكم في القطبين، وأكبر قيمة له في مناطق القطب الجنوبي، حيث تمتاز منطقة القطب الجنوبي بظاهرة عزل الكتل الهوائية نتيجة للدورة الهوائية العنيفة.

أهمية طبقة الأوزون: يوجد الأوزون في هذه الطبقة على شكل طبقة تغلف الكرة الأرضية، وإذا ضغطت طبقة الأوزون عند ضغط وحرارة الأرض فإن سمكها يبلغ حوالي 0.3 سم تقريباً، وتعتبر هذه الطبقة الدرع الواقي مــن الأشعة فوق البنفسجية، وأي تلف لهذه الطبقة يعرض لمخاطر كثيرة منها :

1- الأمراض التي تصيب الإنسان: على الرغم من أن الأوزون يشكل نسبة ضئيلة في الجو لا تتجاوز واحد في المليون من محتواه الكامل، إلا أنه يعمل كحائل يحول دون وصول بعض الأشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس إلى الكائنات الحية فيقوم الأوزون بامتصاصها، وهي تعمل على إفساد المادة الحية وانحلالها وتبلغ أطوال هذه الأشعة 200: 400 نانومتر (وهو جزء من المليون من المليمتر). وهذه الأشعة الفوق بنفسجية يمكن تقسيمها حسب الطول الموجي إلى ثلاثة هي:

1 - أشعة فوق بنفسجية، وينحصر طولها الموجي من 400:320 نانومتر.

2- أشعة فوق بنفسجية (ب)، طولها الموجي يتراوح من 320: 280 نانومتر.

3- أشعة فوق بنفسجية(ج) ، طولها الموجي يترواح بين 280: 200 نانومتر.

وأكثر الأنواع خطورة هي ب ، ج وهي الأشعة المدمرة للخلايا النباتية والحيوانية. وتمتص طبقـة الأوزون الأشعة ج لا تسمح لها بالمرور، وتمتص كذلك الجزء الأكبر من الموجات ب، وقد اجتمعت الدراسات على أنه إذا نقصت طبقة الأوزون بمعدل %1 فإن الأشعة فوق البنفسجية المارة من هذه الطبقة ستزيد بمعدل %2 ونسبة الـ %2 هذه تؤدي إلى زيادة معدل الإصابة بسرطان الجلد بنسبة 4% بسبب انخفاض الدفاعات المناعية عند الإنسان. ويزداد مرض سرطان الجلد بمعدل نصف مليون حالة جديدة كل عام، ومعظم هذه الحالات هي حالات ورم سرطاني في الخلايا القاعديـة وهـي تتميز بمعدلات شفاء مرتفعة، ويمكن للإشعاع الشمسي أن يسبب أيضاً الورم القناعي الذي يمكن أن يكون مميتاً. وتسبب هذه الأشعة سعفات شمسية مؤلمة، وتضعف مرونة البشرة وتؤدي إلى تجعدها وارتخائها قبل الأوان وبعد التعرض لسعفات شمسية شديدة يعاني بعض الناس من ظهور القوباء عند الفم وغير ذلك من الاختلالات، ويؤدي التعرض الزائد لهذه الأشعة إلى تفاقم حالات الجديري المائي، وكذلك التعرض لهذه الأشعة يؤدي إلى ظهور طفح جلدي أو بثور أو بقع حمراء أو نتؤات وأورام وشعور بالحرقان نتيجة للالتهابات الجلدية وفقاعات بها سائل، تترك بعدما تجف بقعـاً داكنة لا تزول وتظهـر الكلف الشمسي وهي عبارة عن جلد أسمر . ويؤدي التعرض الزائد للأشعة فوق البنفسجية التي تزيد نتيجة تآكل طبقة الأوزون إلى حرق الجلد ، وأمراض الأكزيما الشمسية والذئبة الحمراء. وقد رصد في انونتا ايريتاس في تشيلي التي تقع تحت مخروط الثقب الأوزوني في نصف الكرة الجنوبي ارتفاع حالات الأورام القتامية بسبب ارتفاع نسبة الأشعة فوق البنفسجية بمعدل 100% في الأيام المشمسة إن نقص طبقة الأوزون يعرض الإنسان لضعف المناعة للأمراض مثل مرض الايدز، ويعلل العلماء ذلك بأن الأشعة فوق البنفسجية تتلف إلى حد كبير قدرة الخلايا على محاربة البكتريا المرضية، وقد أثبتت التجارب أن جرعة قليلة من هذه الأشعة كفيل بكبح جهاز المناعة بالفئران والنيل من قدرتها عـلـى محاربة البكتريا بنسبة لا تقل عن %50 قام بهذه الدراسة د. كرايت بجامعة تكساس عام 1989. وتسبب زيادتها إصابة العيون بالمياه البيضاء (الكتراكت) وإعتام عدسة العين، وذلك لزيادة امتصاص الأشعة في الجزء المركزي من . عدسة العين بتغيير في بروتينات العدسة مما يجعل البروتينات تلتصق ببعضها فتفقد العدسة صفائها)، ويقدر البنك الدولي 1922 عدد الإصابة بإعتام عدسة العين بنحو 1.7 مليون نسمة سنوياً نتيجة لزيادة الأشعة فوق البنفسجية. وتسبب حروق لقرنية العين وحدوث تقلصات في عضلات الجفون بحيث تفقد القدرة على فتح العين وتسبب تغييرات في أنسجة الجفن والملتحمـة قـد تـؤدي إلى حدوث أمراض خبيثة.

2- تغيرات في المناخ: الأوزون هو مصدر تسخين طبقة الاستراتوسفير بفضل امتصاصه للأشعة فوق البنفسجية، أما نتيجة تآكل طبقة الأوزون يحدث أن الطبقة السفلى تسخن بمعدل أكبر من الفترة التي قبل تآكل تلك الطبقة نتيجة زيادة تسرب الأشعة فوق البنفسجية أي يحدث انقلاب حـراري نتيجة تآكل طبقة الأوزون مما يؤدي إلى تبديل مناطق الضغط في أعالي الجو ما يؤدي إلى إعادة توزيع الأمطار فوق سطح الأرض.

3- تناقص المحاصيل: يؤدي تآكل طبقة الأوزون إلى تعريض النباتات إلى من يزيد من الأشعة فوق البنفسجية التي تؤدي إلى تعجيز أطوال النباتات وانخفاض الإنتاج الزراعي نتيجة تأثيرها على مكونات الخلية مثل الأحماض الوراثية والمكونات الأخرى وقد تؤدي إلى تغيير تركيبها، ويوجد ما يقارب من 200 نوع من المحاصيل لها حساسية عالية للأشعة فوق البنفسجية مثل البازلاء والفول والبطيخ، وتوجد محاصيل أقل حساسية لها مثل الطماطم والبطاطا وقصب السكر.

4- تناقص الثروة السمكية يؤدي تآكل طبقة الأوزون إلى زيادة كمية الأشعة فوق البنفسجية التي تؤدي إلى الفتك بالبلانكتونات التي تمثل الغذاء الأساسي للأسماك والأحياء المائية وبذلك تنخفض الثروة السمكية، والتأثير الضار لهما قد يتجاوز عشرين متراً من عمق المياه، وفي دراسة عام1989 للعالم الأمريكي ماري فوتير أكدت أن ثقب الأوزون فوق القارة القطبية أدى إلى القضاء على العديد من الكائنات النباتية والحيوانية التي تعـد الغذاء الأساسي للأسماك والحيتان وغيرها، وتأثير الأشعة كان أكبر في المناطق التي لا يغطيها الجليد، ووجد أن تأثيرها على عدد كبير من البكتيريا والكائنات الفيقة والفطريات والطحالب وبعض القشريات بالإضافة إلى 150 نوع من اللافقاريات مثل بعض الديدان والحشرات الصغيرة التي تصاب بالهزال نتيجة فقدها لغذائها، أما الأسماك فإنها تهاجر في جماعات كبيرة نتيجة فقدها لمصادر الغذاء ونتيجة لموت يرقات الأسماك القريبة من سطح المياه والتي تتعرض لكمية كبيرة من هذه الأشعة تقل أعداد الأسماك، أما الطيور البحرية فإن فرصتها في الحصول على الغذاء تقل نتيجة تثير الأشعة على هذا الغذاء فتهاجر إلى مناطق أخرى وبذلك تقل أعدادها أما عجول البحر فإنها نتيجة تعرضها لهذه الأشعة لا تتأثر كثيراً لأن جلدها السميك يحميها منها، وقد يكون لها تأثير ضار على صغار العجول بعد ولادتها مباشرة، أمــا الحيتان فيقل غذائها مما يدفعها إلى الهجرة إلى أماكن أخرى.

مواضيع ذات صلة

ثقب الأوزون

أسباب تلف طبقة الأوزون

أهم مظاهر التصحر ومسبباته

التنوع الحيوي

التلوث الهوائي وأثره على البيئة

أسباب انقراض النباتات والحيوانات

مصادر التلوث وتنقسم مصادر التلوث إلى قسمين

التلوث الهوائي وأثره على البيئة

أسباب انقراض النباتات والحيوانات

النظم البيئية وأنواعها

العناصر الثقيلة الذائبة في الماء Heavy Metals

الفحص البكتريولوجي للماء