فوائد غاز الأوزون في الحماية من الأشعة فوق البنفسجية

يحتوي الغلاف الجوي العلوي، وتحديداً طبقة الستراتوسفير - التي تبعد عن سطح الأرض مسافة تُقدّر بحوالي 15-35كم - على تراكيز عالية نسبياً من جزيئات الأوزون مقارنة بتراكيزه في الغلاف الجوي كاملاً، وتشكّل هذه التراكيز العالية معاً ما يُعرف باسم طبقة الأوزون (بالإنجليزية: Ozone layer) التي تحمي الكائنات الحية على كوكب الأرض من الإشعاعات الضارّة، وذلك من خلال امتصاصها للأشعة فوق البنفسجية الساقطة من الشمس على سطح الأرض،[١][٢][٣] فتحافظ بذلك على بقاء جميع أشكال الحياة على الكوكب، إذ لا يُمكن للنباتات أن تنمو وتعيش بوجود الأشعة فوق البنفسجية، وكذلك العوالق التي تعدّ مصدر غذاء للكثير من الكائنات الحية المائية، كما أنّ الإنسان لن يستطيع مقاومة حروق الشمس الناتجة عن هذه الأشعة، وهنا تكمن أهمية امتصاص الأوزون للأشعة فوق البنفسجية الضارّة قبل وصولها إلى سطح الأرض.

عند امتصاص غاز الأوزون للأشعة فوق البنفسجية يتمّ تدمير بنيته الكيميائية، وفصله إلى ذرة أكسجين حرّة وجزيء أكسجين كما في المعادلة الكيميائية الآتية: (O3 (ozone) → O1 (atom) + O2 (oxygen gas، ومن الجدير بالذكر هنا أنّ الإشعاعات منخفضة الطاقة لديها القدرة هي الأخرى على تفكيك مركّب الأوزون، لتكون الأرض هي المستفيدة في نهاية المطاف.[

 

فوائد غاز الأوزون في التعقيم

يُعدّ الأوزون واحداً من أقوى المواد المطهّرة، والعوامل المضادّة للميكروبات، والجراثيم، والبكتيريا، بل إنّ قدرته على التعقيم تفوق كلاً من الكلور وثاني أكسيد الكلور اللّذان يعدّان من أهمّ المواد المستخدمة لهذا الغرض، ولكنّه يتشابه معهما في آلية التعقيم القائمة على الأكسدة، فالأوزون يلجأ للأكسدة لمنع الكائنات الحية الدقيقة كالخميرة، أو العفن، أو البكتيريا، أو الأوليات، أو الفيروسات من التكاثر والأيض، وذلك إمّا عن طريق التفاعل المباشر مع هذه الكائنات من خلال تدمير جدار الخلية، أو عن طريق التفاعل مع المنتجات الثانوية لعملية انقسام وتحلّل الأوزون، لينتج عن ذلك انخفاض في عدد مسبّبات الأمراض، وإلحاق الضرر بالمكوّنات الحمضية كالبيورينات والبيريميدين، وبالتالي وبفضل خصائص الأوزون السابقة، فإنّ له عدد من الاستخدامات الصناعية المهمّة، كتنقية مياه الشرب ومياه الصرف الصحي، وتعقيم الأسطح والأجهزة المختلفة، وحفظ الطعام، وإزالة المخاطر الكيميائية، وتنقية برك السباحة الداخلية وأحواض الاستحمام.

 

أضرار غاز الأوزون

أضرار غاز الأوزون على الإنسان

للأوزون عدد من المضار كما الفوائد، فقد يؤدّي استنشاق الإنسان للأوزون إلى حدوث انقباضات في عضلات المجرى التنفّسي، وحصر الهواء في الحويصلات الهوائية، ممّا يسبّب معاناة الإنسان بسبب اللهث وضيق التنفس، وتُعدّ فئة الأطفال من أكثر الفئات المعرّضة لخطر الأوزون، وذلك لأنّ الرئة في هذا العمر لا زالت في طور النموّ، كما أنّ احتمالية إصابة الأطفال بالربو تفوق احتمالية إصابة البالغين، بالإضافة إلى أنّ رغبتهم بالتواجد واللعب خارجاً تجعلهم عرضة لمستويات أكبر من الأوزون، وفيما يأتي بعض من الفئات الأخرى المعرّضة لخطر غاز الأوزون بنسبة أكبر من غيرها:

 

الأشخاص المصابون بالربو.

كبار السن.

الأشخاص المعرّضون للهواء الطلق، وخصوصاً أولئك الذين يعتمد أداء أعمالهم على البقاء في الخارج لفترات طويلة.

الأشخاص المصابون بنقص في بعض العناصر الغذائية، كفيتامين C، وفيتامين E.

أضرار غاز الأوزون على البيئة

لا تقتصر أضرار غاز الأوزون على التأثير على صحة الإنسان فقط، بل قد يؤثّر الأوزون الواصل إلى أوراق بعض النباتات بشكل سلبي عليها، إذ يؤدّي التعرّض إلى كميات كبيرة من هذا الغاز إلى ما يأتي:

 

انخفاض معدّل عملية البناء الضوئي في النبات، وهي العملية التي تستخدمها النباتات لإنتاج الطاقة من ضوء الشمس، ممّا يعني انخفاض الطاقة المنتجة التي يعتمد عليها النبات في عملية النموّ والتكاثر، وبالتالي إعاقة وبطء عملية نموّ النبات.

زيادة احتمالية إصابة النباتات بالأمراض والتلف الحاصل بفعل الحشرات، وظهور آثار الملوّثات الأخرى على النبات بشكل أوضح، بالإضافة إلى بعض العلامات البارزة التي يخلفها غاز الأوزون على الأوراق، وكذلك زيادة معدّل حساسية النبات للظروف الجوية المختلفة.

لا يقتصر أثر الأوزون البيئي السلبي على النباتات وحدها، بل إنّه يتعدّاها ليصل إلى نظم بيئية بأكملها، فقد يؤدّي الأوزون إلى:

 

فقدان التنوّع الحيوي بفعل حدوث انخفاض في أعداد أنواع الحيوانات، والنباتات، والحشرات.

تغييرات في تصنيف بعض النباتات الموجودة في الغابات.

تغييرات في جودة ونوعية الموائل والمواطن الطبيعية المتاحة للحيوانات والنباتات.

تغييرات في دورة المياه والعناصر الغذائية في الطبيعة.

تركيب غاز الأوزون

ينتشر جزيء الأكسجين (O2) الناتج عن اتّحاد ذرتي أكسجين في الغلاف الجوي للكرة الأرضية، وعندما يصطدم بضوء الأشعة فوق البنفسجية عالية الطاقة فإنّه ينقسم إلى ذرتي أكسجين حرّتين منفصلتين، إذ تعدّ هذه الذرات ذراتاً غير مستقرّة، وتميل إلى تكوين روابط مع غيرها، ولذلك فإنّها سرعان ما تتّحد مع جزيء أكسجين موجود في الغلاف الجوي، لينتج عن ذلك جزيء الأوزون المؤلّف من ثلاث ذرات أكسجين، وذلك وفقاً للمعادلة الكيميائية الآتية: (O1 (atom) + O2 (oxygen gas) → O3 (ozone.[١٠]

 

أمّا على سطح الأرض، فإنّ طريقة تكوّن غاز الأوزون مختلفة تماماً، فالأوزون الأرضي هو ناتج التفاعل الكيميائي الحاصل بين أكاسيد النيتروجين (NOx) والمركّبات العضوية المتطايرة (VOC) بوجود ضوء الشمس، ومع ذلك يشترك الأوزون المتكوّن على سطح الأرض مع ذلك المتكوّن في الغلاف الجوي بالتركيب الكيميائي المؤلّف من اتّحاد ثلاث ذرّات أكسجين.[