حفاظت از لایه ازن، مقابله با نابودی زمین

افزایش این نوع از تابش فرابنفش عوارض دیگری نظیر سرکوب DNA، ظهور و بروز بسیاری از بیماری‌های پوستی نظیر پیر پوستی و پیسی، به خطر افتادن زنجیره غذایی اقیانوس‌ها و خشکی‌ها، کاهش محصولات زراعی، کاهش عمر مفید بسیاری از اجسام ثابت و متحرک تحت مصرف انسان را به همراه دارد. علاوه بر این می‌تواند به‌عنوان تشدید ظهور آلاینده ثانوی ازن در هوای شهری نیز دخالت داشته باشد.

وضعیت تغییرات لایه ازن در ایران

در سال ۱۹۸۵، وجود حفره لایه ازن در بالای قطب جنوب کشف و مشاهده شد که این حفره هر سال بزرگ‌تر و عمیق‌تر می‌شود. این آسیب، دنیا را بر آن داشت تا فکری به حال این سپر حفاظتی کند. در سال ۱۹۸۵ حدود ۲۸ کشور برای ساماندهی لایه ازن در وین جمع شدند و تصمیماتی را برای حفاظت از لایه ازن اتخاذ کردند و قرار شد همکاری‌های بین‌المللی در این زمینه آغاز شود. در سال ۱۹۸۷، پروتکل مونترال با مشارکت ۴۶ کشور جهان تصویب شد. بر این اساس، پروتکل مواد مخرب لایه ازن شناسایی و راه‌های کاهش انتشار آن‌ها اعلام شد (دولت ایران نیز در سال ۱۹۸۸ به این پروتکل پیوست). در سال ۱۹۹۴، کشورهای عضو مجمع عمومی سازمان ملل، ۱۶ سپتامبر (برابر با ۲۵ شهریور) را به عنوان روز جهانی حفاظت از لایه ازن تعیین کردند.

موضوع تخریب لایه ازن و گرمایش جهانی از جمله بحران‌هایی است که باید تمام کشورهای عضو کنوانسیون وین و پروتکل مونترال گام‌های مؤثری برای مهار آن و احیا و بازسازی کامل لایه ازن و تعدیل گرمایش جهانی بردارند. دولت جمهوری اسلامی ایران در سال ۱۳۶۸ کنوانسیون وین و پروتکل مونترال را به تصویب مجلس شورای اسلامی رساند سپس اصلاحیه لندن و کپنهاگ را در سال ۱۳۷۵ و اصلاحیه مونترال را در سال ۱۳۸۶ و اصلاحیه پکن را در سال ۱۳۹۰ تصویب کرد. تاکنون مطابق با برنامه زمانبندی حذف مواد مخرب لایه ازن تحت کنترل پروتکل مونترال سی اف سی‌ها، متیل کلروفرم و تتراکلرید کربن و متیل بروماید در بخش مصارف آفات غیرقرنطینه‌ای اجرایی شده و حذف هیدرو کلرو فلوروکربن‌ها نیز مطابق با برنامه زمانبندی در حال کاهش تدریجی و محذوف مصرف است.

به گفته برخی کارشناسان؛ به طور کلی تقریباً هیچ تغییرات قابل ملاحظه‌ای بین سال‌های ۱۹۹۷ تا ۲۰۱۶ در ستون کلی ازن بین مدارهای ۶۰ درجه شمالی و جنوبی مشاهده نشده و مقدار تغییرات آن تقریباً زیر دو درصد میانگین تغییرات حد فاصل سال‌های ۱۹۶۴ تا ۱۹۸۰ تخمین زده می‌شود، اما با این وجود از سال ۲۰۰۰ میلادی در بیرون از نواحی قطبی ضخامت ازن در استراتوسفر بالایی بین یک تا سه درصد در هر دهه افزایش داشته است.

مواد شیمیایی ساخته‌شده توسط انسان بیشتر حاوی کلر و برم هستند که از عمده تخریب‌کننده‌های لایه اوزون محسوب می‌شوند و عبارتند از متیل برومید، متیل کلروفرم، تتراکلرید کربن و خانواده مواد شیمیایی معروف به هالون، کلروفلوروکربن (CFC) و هیدروکلرو فلوروکربن (HCFC).

اثرات و پیامدهای تخریب لایه ازن

طبق زمان‌بندی پروتکل مونترال برای حذف مصرف مواد مخرب لایه ازن از صنایع، کشاورزی و خدمات، کشور توانسته است به تعهدات خود عمل کند و تا کنون ایران ۹۸۰۰ تن مواد مخرب لایه ازن را طبق جدول زمانبندی پروتکل مونترال از چرخه مصرف خارج کرده است که موجب انتقال و تبدیل فناوری‌های سازگار با لایه ازن در ۱۳۷۸ واحد تولیدی و خدماتی شده است. در پروژه مدیریت حذف مواد مخرب لایه ازن، کاهش ۳۵ درصدی تا ابتدای سال ۲۰۲۲ تعهد شده بود که در حال حاضر از برنامه جلوتر هستیم و به کاهش ۶۷ درصدی رسیده‌ایم.

علت سوراخ شدن لایه ازن

به گزارش خبرنگار ایمنا، پایان دادن و کاهش استفاده‌های کنترل‌نشده و حتی کنترل‌شده از مواد تخریب‌کننده لایه ازن نه تنها به حفاظت از این سپر مدافع زمین برای نسل امروز و آینده بشر و سایر جانداران کمک و با محدود کردن میزان تابش اشعه فرابنفش مضر خورشید به زمین از سلامت انسان و کل اکوسیستم محافظت می‌کند، بلکه کمکی قابل توجه به تلاش‌های جهانی برای مقابله با تغییرات آب‌وهوایی به حساب می‌آید.

روز جهانی حفاظت از لایه ازن به منظور ارتقای فعالیت‌های جهانی مطابق با اهداف پروتکل مونترال و اصلاحات آن تعیین شده است و فرصتی را برای تمرکز توجه روی این مسئله حیاتی زیست‌محیطی و انجام اقدامات جهانی فراهم می‌آورد. روز جهانی حفاظت از لایه ازن سال ۲۰۲۱، به دنبال برجسته‌تر کردن پروتکل مونترال است که به‌طور جهانی توسط ۱۹۷ کشور عضو سازمان ملل پذیرفته شده و به تصویب رسیده است.

تخریب‌کننده‌های لایه ازن

پروتکل مونترال با هدف اصلی محافظت از لایه ازن با انجام اقدامات لازم برای کنترل تولید جهانی و مصرف تخریب‌کننده‌های لایه ازن، همچنین هدف نهایی حذف این مواد بر اساس پیشرفت‌های دانش علمی و فناوری اطلاعات شکل گرفت. این برنامه به چندین گروه از مواد تخریب‌کننده ازن تقسیم شده است.

دامنه اثرات زیان‌بار تابش فرابنفش خورشید به‌ویژه در امواج نوع B فرابنفش (۲۸۰ تا ۳۱۵ نانومتر) طیف گسترده از حیات زنده جانوری، گیاهی و همچنین عناصر غیرزنده را شامل می‌شود. یکی از این زیان‌ها بیماری‌های پوستی و چشمی است که می‌تواند منجر به مرگ و کوری شود و یا ابتلاء به انواع بیماری‌های پوستی و چشمی مانند آب مروارید، سرطان پوست ملانوما و بیماری چشمی آب سیاه را همراه داشته باشد.

پس از حذف استفاده از گازهای مخرب لایه ازن در ایران برخی از صنایع کشور به سراغ استفاده از گازهای جایگزینی رفتند که مخرب لایه ازن نباشد یا کمتر از گازهای پیشین باشد اما با مطرح شدن مساله گرمایش جهانی مشخص شده است که برخی از این گازهای جایگزین با وجود اینکه تخریب کننده لایه ازن نیستند یا به میزان کمتری باعث تخریب لایه ازن می‌شوند ولی دارای اثرات گلخانه‌ای شدیدی هستند که باعث گرم شدن سطح کره زمین می‌شوند.

ضرورت حفاظت از لایه ازن

برنامه حذف HCFC در سال ۱۹۹۲ برای کشورهای توسعه‌یافته و درحال‌توسعه ارائه شد، با جایگزینی یخ‌زدگی در ۲۰۱۵ ادامه یافت و برای حذف کامل آن‌ها تا ۲۰۳۰ در کشورهای توسعه‌یافته و ۲۰۴۰ در کشورهای درحال‌توسعه برنامه‌ریزی‌هایی انجام گرفت. با این وجود در سال ۲۰۰۷ اعضای پروتکل مونترال تصمیم گرفتند تا برنامه حذف HCFC را برای هر دو گروه کشورها تسریع کنند.

تغییرات یا ترمیم لایه ازن

دانشمندان انتشار برخی از گازهای حاوی مواد تخریب کننده ازن را به عنوان منبع اصلی ایجاد سوراخ در لایه ازن معرفی کرده‌اند. CFC ها، مخفف کلروفلوئورکربن‌ها، یکی از مخرب‌ترین گازها برای لایه ازن هستند. CFC ها حاوی کلر هستند که به شکل گازی برای لایه ازن مضر است. CFCها در دهه‌های گذشته به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار گرفته‌اند و در اواخر دهه ۱۹۸۰ به اوج مصرف خود رسیدند. بسیاری از یخچال و فریزرها، تهویه مطبوع و اسپری‌های تولید کف با انتشار این گاز دلیل افزایش مقدار کلر موجود در جو هستند. پس از رسیدن کلر به لایه اوزون، اشعه ماورا بنفش خورشید، کلر را به ماده واکنشی تبدیل می‌کند که مولکول‌های ازن را از بین می‌برد. ترکیبات دیگری مانند برم نیز در تخریب لایه ازن نقش زیادی دارند. اگر سطح این مواد در جو طی سال‌ها به شدت کاهش یابد، سوراخ ازن در دهه‌های آینده کاملاً بهبود پیدا می‌کند.

حذف CFCها در ایران سال ۲۰۱۰

ایران از کشورهایی است که در عرض‌های متوسط نیمکره شمالی قرار دارد. میانگین ازن روی سرزمین ایران حدود ۲۸۶ دابسون با حداکثر و حداقل ۳۱۰ و ۲۶۶ به ترتیب در ماه‌های مارس و اکتبر در نوسان است که در دهه‌های گذشته کاهش چشمگیری نداشته و همین ناهنجاری بسیار ضعیف با سرعت ۰.۰۹ دابسون رو به افزایش است.

در ارتفاع ۱۵- ۵۰ کیلومتری بالای سطح زمین، لایه‌ای به نام استراتوسفر وجود دارد که حجم زیادی از مولکول‌های سه اتمی اکسیژن به نام ازن در آن تجمع کرده‌اند. مولکول‌های ازن گرچه ناپایدار هستند ولی توانایی جذب پرتو مرگبار فرابنفش خورشید موسوم به UV-B را دارند. این لایه که به ازن مشهور است، از موجودات کره زمین در برابر این اشعه خطرناک همانند یک سپر محافظت می‌کند.

ذرات آلاینده هوا که سلامت موجودات زنده را تحت تأثیر قرار می‌دهد از طریق اندازه‌گیری‌ها توسط ۶ شاخص شامل ذرات کمتر از ۱۰ و ۲.۵ میکرونی، ازن، منواکسیدکربن، دی اکسید نیتروژن و دی اکسید سولفور صورت می‌گیرد که بیشتر جهت بررسی کیفیت هوای شهری مورد استفاده قرار می‌گیرند. این آلاینده‌ها مستقیماً در تخریب مولکول ازن در لایه استراتوسفر دخالت ندارند و برای اندازه‌گیری تخریب ازن شاخص‌های آلودگی نظیر میزان اتم کلر و برم موجود در جو ملاک است.

پروتکل مونترال محدودیتی برای استفاده از مواد کنترل‌شده بازیافتی موجود فراتر از تاریخ حذف ندارد. در فهرست تعیین شده چند مورد استثنایی برای استفاده‌های اساسی وجود دارد که جایگزین‌های قابل قبولی برای آن‌ها ایجاد نشده است. برای مثال در اسپری‌های استنشاقی با دوز اندازه‌گیری شده (MDI) که معمولاً برای درمان آسم و سایر مشکلات تنفسی استفاده می‌شود و یا سیستم‌های مهار آتش هالون که در زیردریایی‌ها و هواپیماها به کار می‌رود.

لایه ازن به اندازه اکسیژنی که تنفس می‌کنیم، مهم است چراکه مولکول‌های ازن که خود تشکیل یافته از سه اتم اکسیژن و در ارتفاع ۱۸ تا ۵۰ کیلومتری از سطح زمین در لایه استراتوسفر پراکنده هستند می‌توانند اشعه فرابنفش خورشید را جذب کنند و مانع از رسیدن بیش از حد آن به سطح زمین، اقیانوس‌ها، جنگل‌ها شوند. پرتوهای فرابنفش خورشید آسیب‌های جدی به بدن، پوست و حیات انسان می‌رساند بنابراین اگر لایه ازن وجود نداشت، نظام حیات روی سیاره زمین نیز شکل نمی‌گرفت. با وجود اینکه لایه ازن از اهمیت بالایی برخوردار است انسان‌ها با تولیدات مواد مصنوعی در مکانیسم‌های طبیعی لایه‌های بالایی جو اختلالاتی ایجاد کرده‌اند که منجر به تصمیمات جهانی و بین‌المللی برای حفاظت از لایه ازن شده است.


منبع: https://www.imna.ir/news/605598/%D8%AD%D9%81%D8%A7%D8%B8%D8%AA-%D8%A7%D8%B2-%D9%84%D8%A7%DB%8C%D9%87-%D8%A7%D8%B2%D9%86-%D9%85%D9%82%D8%A7%D8%A8%D9%84%D9%87-%D8%A8%D8%A7-%D9%86%D8%A7%D8%A8%D9%88%D8%AF%DB%8C-%D8%B2%D9%85%DB%8C%D9%86گروه‌های شیمیایی که حدوداً شامل ۱۰۰ ماده می‌شود، بر اساس خانواده شیمیایی خود طبقه‌بندی و در ضمیمه‌های متن پروتکل مونترال فهرست شده‌اند و پروتکل مونترال با هدف حذف کامل، برنامه‌ای برای حذف مرحله تولید و مصرف هر گروه یا پیوست مواد شیمیایی تعیین کرده است. این برنامه در مورد مصرف تخریب‌کننده‌های لایه ازن اعمال می‌شود. مصرف به‌عنوان مقادیر تولید شده به اضافه واردات منهای مقادیر صادر شده در هر سال تعیین می‌شود. برای تعیین درصد تخریب نیز کسری وجود دارد که نسبت به سال پایه‌ای که برای هر ماده تعیین شده سنجیده می‌شود.

تغییرات یا ترمیم لایه ازن در نیمه دوم قرن حاضر با الگوهای مختلف افزایش و کاهش خود کمی پیچیده به نظر می‌رسد؛ در حالی که انتظار می‌رود حفره بزرگ ازن جنوبگان در فصل بهار در دهه ۲۰۶۰ به سطح میزان قبلی خود پیش از سال ۱۹۸۰ برسد، این رقم در عرض‌های جغرافیایی میانه نیمکره شمالی در دهه ۲۰۳۰ و عرض‌های متوسط نیمکره جنوبی در اواسط قرن حاضر یعنی ۲۰۵۰ به مقادیر قبل از ۱۹۸۰ تغییر می‌یابد.

ازن در حالت عادی و در سطح زمین گازی بسیار سمی است که تماس با آن باعث سوزش و التهاب دردناک دستگاه تنفسی می‌شود اما در جو فوقانی، لایه‌ای محافظ را تشکیل می‌دهد که تخریب آن موجب می‌شود تا پرتو فرابنفش خطرناک خورشید صدمات جبران‌ناپذیری به موجودات روی کره زمین وارد آورد. ازجمله این صدمات می‌توان به آسیب‌دیدگی عدسی چشم (آب‌مروارید) و کوری، آفتاب‌سوختگی و در نهایت سرطان پوست، تضعیف سیستم دفاعی بدن، پیری زودرس، اختلال در مکانیزم فتوسنتز گیاهان و کاهش محصولات کشاورزی، کاهش رشد و نابودی فیتو پلانکتون‌های موجود در آب دریاها که منبع اصلی غذایی موجودات بزرگ‌تر به شمار می‌روند و کمک به افزایش پدیده زمین‌گرمایی اشاره کرد.

پروتکل مونترال و حفاظت از لایه ازون‌

پروتکل مونترال در کشورهای توسعه‌یافته و در حال توسعه با پیشرفت خوبی مواجه بوده و تمامی برنامه‌های حذف و گاهی بیشتر از آن، در بیشتر موارد رعایت شده است. در ابتدا برنامه‌های پروتکل مونترال بر مواد شیمیایی دارای پتانسیل بیشتر برای تخریب لایه ازن از جمله CFC و هالون‌ها متمرکز بود و برنامه حذف گازهای سردکننده HCFC به دلیل پایین‌تر بودن پتانسیل آن‌ها برای تخریب لایه ازن و اینکه جایگزین موقتی مناسبی برای CFC ها بودند کمتر مورد توجه قرار می‌گرفت.

بعضی مواد شیمیایی برای لایه ازن مضر هستند. از جمله این مواد می‌توان از هالوکربن‌ها نام برد. هالوکربن‌ها مواد شیمیایی هستند که در آن‌ها یک یا چند اتم کربن با یک یا چند اتم هالوژن (فلور، کلر، برم یا ید) پیوند دارد. هالوکربن‌های حاوی برم معمولاً دارای پتانسیل تخریب ازن (ODP) بسیار بالاتری نسبت به آن‌هایی است که حاوی کلر هستند. مواد شیمیایی ساخته‌شده توسط انسان بیشتر حاوی کلر و برم هستند که از عمده تخریب‌کننده‌های لایه ازن محسوب می‌شوند و عبارتند از متیل برومید، متیل کلروفرم، تتراکلرید کربن و خانواده مواد شیمیایی معروف به هالون، کلروفلوروکربن (CFC) و هیدروکلرو فلوروکربن (HCFC).

لایه ازن یا ازنوسفر قسمتی از اتمسفر زمین است که حاوی غلظت نسبتاً بالایی از گاز ازن است. این لایه در ارتفاع ۱۵ تا ۳۵ کیلومتری سطح زمین قرار دارد و تمام سطح زمین را پوشش می‌دهد. ازن یک مولکول با فرمول شیمیایی O3 است. یک گاز با رنگ آبی کم رنگ و بویی شبیه به کلر که هر چند غلظت زیادی دارد، اما مقدار آن نسبت به سایر گازهای استراتوسفر هنوز اندک است. در استراتوسفر دمای جو با افزایش ارتفاع بیشتر می‌شود. در این قسمت لایه ازن تمام تابش‌های نور خورشید را که طول موج آن‌ها کمتر از ۲۹۰ نانومتر باشد مسدود می‌کند. در واقع این لایه با جذب تابش فرابنفش خورشید از آسیب این اشعه به زمین و موجودات آن جلوگیری می‌کند. جالب است بدانید که لایه ازن در اتمسفر نواحی قطبی ضخامت بیشتری نسبت به نواحی خط استوا دارد. ضخامت آن در حدود سه میلی متر است و در حدود ۹۵ تا ۹۹/۹ درصد پرتو فرابنفش را جذب می‌کند.

روز جهانی حفاظت از لایه ازن

آلودگی‌های غالب هوا که سلامت و حیات موجودات زنده را تحت تأثیر قرار می‌دهد از طریق اندازه‌گیری‌ها توسط شش شاخص شامل ذرات کمتر از ۱۰ و ۲.۵ میکرونی، ازن، منواکسیدکربن، دی اکسید نیتروژن و دی اکسید سولفور صورت می‌پذیرد که بیشتر جهت بررسی کیفیت هوای شهری مورد استفاده قرار می‌گیرند. این آلاینده‌ها به‌صورت مستقیم در تخریب مولکول ازن در لایه استراتوسفر دخالت ندارند و برای اندازه‌گیری تخریب ازن شاخص‌های آلودگی نظیر میزان اتم کلر و برم موجود در جو به‌ویژه در لایه استراتوسفر ملاک قرار می‌گیرد البته برخی از آلاینده‌ها می‌توانند در تولید آلاینده ثانویه مثل ازن تروپوسفری اثرگذار باشند که این ارتباطی با لایه ازن در استراتوسفر ندارد.

سیاستگذاری‌های بین‌المللی در جهت حفاظت از لایه ازن، کشورها را به دو دسته در حال توسعه و توسعه یافته تقسیم کرده است و روند اقدامات کشورها بسته به اینکه در کدام یک از این طبقات قرار بگیرند، متفاوت است. ایران جز کشورهای در حال توسعه است و تاکنون موفق شده‌ایم استفاده از برخی گازهای مخرب لایه ازن مانند «کلروفلوئوروکربن‌ها» (CFC) از جمله گازهای R-۱۱ و R-۱۲ را تا اول ژانویه ۲۰۱۰ میلادی در کشور حذف کنیم همچنین مراجع بین‌المللی اذعان می‌کنند که ایران یکی از موفق‌ترین کشورها در پیاده‌سازی سیاست‌گذاری‌های پروتکل مونترآل بوده و توانسته است حتی پیش از زمان‌بندی‌های تعیین شده استفاده از گازهای مخرب لایه ازن را حذف کند.

مواد مخرب لایه ازن و کالاهای حاوی آن در حال حاضر در پنج ضمیمه طبقه‌بندی شده است که این مواد شامل سی اف سی‌ها، هالون‌ها، سایر سی اف سی‌ها، تتراکلرید کربن، متیل کلرو فرم، متیل بروماید، هیدرو کلرو فلورو کربن‌ها، هیدرو برومو فلورو کربن‌ها و برومو کلرومتان است. کالاهای مبتنی بر این مواد نیز شامل سیستم تهویه مطبوع متحرک، یخچال و فریزر، کمپرسورهای برودتی، اسپری‌ها، کپسول‌های آتشنشانی، بردها و پنل‌های عایق کاری و پیش پلیمرها می‌شود.

اقدامات ملی برای حذف مصرف مواد مخرب لایه ازن