كيف تضر مركبات الكربون الكلورية فلورية بطبقة الأوزون؟

المحتوى

• طبقة الأوزون والإشعاع فوق البنفسجي
• مركبات الكربون الكلورية فلورية محددة
• القوة التدميرية لمركبات الكلوروفلوروكربون
• استنفاد الأوزون
• الآثار الضارة لفقدان الأوزون

تتمتع الأرض بالعديد من المزايا بين الكواكب في النظام الشمسي ، من درجات الحرارة المعتدلة ووجود الماء والأكسجين إلى طبقة جزيئات الأوزون التي تحمي سكانها من الطاقة الضارة للشمس. أدى ظهور مركبات الكربون الكلورية فلورية ، أو مركبات الكربون الكلورية فلورية ، إلى تهديد طبقة الأوزون وبقاء سكان الأرض. اعتقد المصنعون أن المواد الكيميائية هي الدواء الشافي لصداعهم التصنيعي لأن مركبات الكربون الكلورية فلورية لا تنبعث منها أي روائح ، وأنها مستقرة ، ولم تكن قابلة للاشتعال أو سامة ويمكن تصنيعها بثمن بخس. لم يعلم هؤلاء المصنّعون أن آمالهم ستتلاشى بعد عقود فقط.

طبقة الأوزون والإشعاع فوق البنفسجي

تغلف طبقة من الأوزون الأرض وتحافظ على الأشعة فوق البنفسجية الضارة أو الأشعة فوق البنفسجية من الوصول إلى الكائنات الحية على سطح الكواكب. توجد طبقة الأوزون بشكل رئيسي في طبقة الستراتوسفير ، وهي طبقة من الغلاف الجوي تمتد من 10 إلى 50 كيلومترًا (حوالي 6 إلى 30 ميلًا) فوق سطح الأرض. تسبب الأشعة فوق البنفسجية آثارًا ضارة مختلفة على البشر ، بما في ذلك سرطان الجلد وإعتام عدسة العين ، وهي تكتل لعدسة العين. يشتمل الأوزون على ثلاث ذرات من الأكسجين مرتبطة ببعضها كيميائيًا ، في حين أن الأكسجين بشكله المعتاد ثنائي الذرة ، مما يعني أنه يحتوي على ذرتين من الأكسجين مرتبطان كيميائياً. تمتص جزيئات الأوزون الأشعة فوق البنفسجية ، وتستخدم هذه الطاقة لفصل ذرة الأكسجين عن جزيء الأوزون. هذا يستهلك طاقة الأشعة فوق البنفسجية ويجعلها غير ضارة بالكائنات الحية. من الأنواع الثلاثة للأشعة فوق البنفسجية ، UVB هو الأكثر ضررا لأنه يصل إلى أبعد مسافة ، حتى تحت سطح المحيطات.

مركبات الكربون الكلورية فلورية محددة

مركبات الكلوروفلوروكربون ، أو مركبات الكربون الكلورية فلورية ، عبارة عن مركبات مكونة من مزيج من عناصر الكلور والفلور والكربون ؛ الهباء الجوي ، المبردات والرغاوي تحتوي على مركبات الكربون الكلورية فلورية. عندما تدخل هذه مركبات الكربون الكلورية فلورية في الهواء ، فإنها ترتفع في الغلاف الجوي لمقابلة وتدمير جزيئات الأوزون. تم استخدامها لأول مرة في عام 1928 ، وأصبحت مركبات الكربون الكلورية فلورية أكثر شيوعًا منذ إنشاء مركبات مركبات الكربون الكلورية فلورية الأخرى. بعض مركبات الكربون الكلورية فلورية المعروفة هي مركبات الفريون ، التي استخدمت كمكونات التبريد في الثلاجات ومكيفات الهواء ولكن منذ ذلك الحين تم التخلص التدريجي من الإنتاج في الولايات المتحدة. لا تزال الحكومة الأمريكية تسمح باستخدام Freon في الأجهزة والمركبات طالما تتوفر الإمدادات. حلت المركبات الصديقة للبيئة في الغالب محل الفريون كمبردات.

القوة التدميرية لمركبات الكلوروفلوروكربون

عندما تتلامس أشعة الشمس فوق البنفسجية مع مركبات الكربون الكلورية فلورية ، فإن ذرات الكلور تتحلل. تتجول ذرات الكلور هذه في الغلاف الجوي حتى تلتقي بجزيئات الأوزون. تتحد ذرة الكلور وأحد ذرات الأكسجين في الأوزون ، تاركين وراءهما الأكسجين ثنائي الجزيئات أو الجزيئي. عندما تتلامس ذرة أكسجين حرة مع مركب الكلور - الأكسجين ، تتحد ذرات الأكسجين لتشكل أكسجين جزيئي ، وينطلق الكلور لتدمير المزيد من جزيئات الأوزون. الأكسجين الجزيئي ، على عكس جزيئات الأوزون ، لا يمكن أن يمنع الأشعة فوق البنفسجية من الوصول إلى سطح الأرض. تقدر وكالة حماية البيئة الأمريكية أن ذرة واحدة من الكلور يمكنها تدمير ما يصل إلى 100،000 جزيء من الأوزون. في عام 1974 ، نشر M. J. Molina و F. S. Rowland ورقة توضح كيف حطمت مركبات الكربون الكلورية فلورية جزيئات الأوزون في الغلاف الجوي.

استنفاد الأوزون

يتم إطلاق مركبات الكربون الكلورية فلورية في الغلاف الجوي بسبب التسريبات في المعدات. لأن مركبات الكربون الكلورية فلورية مركبات مستقرة ولا تذوب في الماء ، فإنها تميل إلى الالتفاف لفترات طويلة من الزمن ، من عقود إلى مئات السنين. بشكل عام ، يتم تكوين الأوزون وتدميره باستمرار ، ولكن يجب أن تظل الكمية الإجمالية للأوزون في الغلاف الجوي ثابتة عند عدد ثابت. أزعجت مركبات الكربون الكلورية فلورية هذا التوازن ، وأزالت الأوزون بشكل أسرع مما يمكن استبداله.

الآثار الضارة لفقدان الأوزون

تقوم الأشعة فوق البنفسجية بتكسير الحمض النووي ، وهو الجزيء الذي يخزن المادة الوراثية لجميع الكائنات الحية. يمكن للكائنات الحية إصلاح بعض هذه الأضرار بأنفسها ، لكن الحمض النووي غير المعالَج يجعل السرطانات تتشكل وتؤدي إلى تأثيرات متحولة أخرى مثل الأطراف المفقودة أو الإضافية في الحيوانات. في عام 1978 ، بعد نشر العديد من الدراسات المتعلقة بآثار مركبات الكربون الكلورية فلورية على طبقة الأوزون ، قررت الولايات المتحدة حظر مركبات الكربون الكلورية فلورية المستخدمة في الهباء الجوي ، مع عدة بلدان أخرى تحذو حذوها.