10.2: דלדול האוזון

Last updated

Oct 31, 2023
Page ID
207954
Save as PDF
- 10.1: זיהום אטמוספרי
- 10.3: גשם חומצי

$\newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} }$

$\newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}$

תהליך דלדול האוזון מתחיל כאשר CFC (chlorofuorocarbons) וחומרים אחרים מדלדלים אוזון (ODS) נפלטים לאטמוספירה. מולקולות CFC יציבות ביותר, והן אינן מתמוססות בגשם. לאחר תקופה של מספר שנים, מולקולות ODS מגיעות לסטרטוספירה, כ -10 ק"מ מעל פני כדור הארץ. CFCs שימשו את התעשייה כחומרי קירור, ממיסים מסירים שומנים ודחפים.

F-D_78120ב8D8214960A9AF55B90DeF54E4ד4F089EDCF232D80FA4BFD0+תמונה_קטני+תמונה_קטני.png — איור $\PageIndex{1}$ . אור UV חזק מפרק את מולקולת ODS. CFC, HCFCs, פחמן טטרכלוריד, מתיל כלורופורם וגזים אחרים משחררים אטומי כלור, והלונים ומתיל ברומיד משחררים אטומי ברום. האטומים האלה הם שמשמידים למעשה את האוזון, ולא את מולקולת ה- ODS השלמה. ההערכה היא כי אטום כלור אחד יכול להרוס מעל 100,000 מולקולות אוזון לפני שהוא מוסר מהסטרטוספירה. קרדיט: נאס"א GSFC.

אוזון (O ₃) מיוצר ונהרס כל הזמן במחזור טבעי, כפי שמוצג באיור $\PageIndex{1}$ . עם זאת, הכמות הכוללת של האוזון יציבה במהותה. ניתן לחשוב על איזון זה כעומק נחל במיקום מסוים. למרות שמולקולות מים בודדות עוברות על פני הצופה, העומק הכולל נשאר קבוע. באופן דומה, בעוד ייצור והרס האוזון מאוזנים, רמות האוזון נשארות יציבות. זה היה המצב עד העשורים האחרונים. עליות גדולות ב- ODS סטרטוספרי, לעומת זאת, עוררו את האיזון הזה. למעשה, הם מסירים אוזון מהר יותר ממה שתגובות יצירת אוזון טבעיות יכולות לעמוד בקצב. לכן, רמות האוזון יורדות.

F-D_76A1F16E5A690459047A864659B14C972E5CA55D043C739A2A9E7356+תמונה_קטני+תמונה_זעיל.png — איור $\PageIndex{2}$ . מכיוון שאוזון מסנן קרינת UVB מזיקה, פחות אוזון פירושו רמות UVB גבוהות יותר על פני השטח. ככל שהדלדול גדול יותר, כך גדל הגידול ב- UVB הנכנס. UVB נקשר לסרטן העור, קטרקט, נזק לחומרים כמו פלסטיק ופגיעה בגידולים מסוימים ובאורגניזמים ימיים. למרות שחלק מה- UVB מגיע לפני השטח גם ללא דלדול האוזון, השפעותיו המזיקות יגברו כתוצאה מבעיה זו.

מדיניות להפחתת הרס האוזון

סיפור הצלחה אחד בהפחתת מזהמים הפוגעים באטמוספירה נוגע לכימיקלים הורסים אוזון. בשנת 1973 חישבו מדענים כי CFC יכולים להגיע לסטרטוספירה ולהתפרק. זה ישחרר אטומי כלור, אשר לאחר מכן יהרסו את האוזון. בהתבסס רק על חישוביהם, ארצות הברית ורוב מדינות סקנדינביה אסרו על CFC בפחי ריסוס בשנת 1978. היה צורך באישור נוסף לכך ש- CFC מפרקים אוזון לפני שנעשה יותר כדי להפחית את הייצור של כימיקלים הורסים אוזון. בשנת 1985 דיווחו חברי הסקר האנטארקטי הבריטי כי ירידה של 50% בשכבת האוזון נמצאה מעל אנטארקטיקה בשלושת המעיינות הקודמים.

שנתיים לאחר דו"ח הסקר האנטארקטי הבריטי, "פרוטוקול מונטריאול על חומרים המתרוקנים את שכבת האוזון" אושר על ידי מדינות בכל רחבי העולם. פרוטוקול מונטריאול שולט בייצור וצריכה של 96 כימיקלים הפוגעים בשכבת האוזון (איור $\PageIndex{3}$ ). CFC הופסקו ברובם בהדרגה מאז 1995, אם כי הם שימשו במדינות מתפתחות עד 2010. חלק מהחומרים הפחות מסוכנים לא יופסקו בהדרגה עד 2030. הפרוטוקול דורש גם ממדינות עשירות יותר לתרום כסף לפיתוח טכנולוגיות שיחליפו את הכימיקלים הללו.

F-D_440C65באד815F2761898A7db99BB4DFD8A9F231B7E0CE4A0805512+תמונה_טיני+תמונה_זעין.png — איור $\PageIndex{3}$ . רמות האוזון בצפון אמריקה ירדו בין 1974 ל -2009. מודלים של העתיד מנבאים מה היו רמות האוזון אם CFC לא היו מבוטלים בהדרגה. צבעים חמים יותר מצביעים על יותר אוזון.

מכיוון שלוקח שנים רבות ל- CFC להגיע לסטרטוספירה ויכולים לשרוד שם זמן רב לפני שהם מתפרקים, ככל הנראה חור האוזון ימשיך לצמוח זמן מה לפני שהוא יתחיל להתכווץ. שכבת האוזון תגיע לאותן רמות שהיו לפני 1980 בסביבות 2068 ו -1950 ברמות מאה או שתיים.

השפעות בריאותיות וסביבתיות של דלדול שכבת האוזון

ישנם שלושה סוגים של אור UV: UVA, UVB ו- UVC. הפחתה ברמות האוזון הסטרטוספרי תוביל לרמות גבוהות יותר של UVB להגיע לפני כדור הארץ. תפוקת השמש של UVB אינה משתנה; במקום זאת, פחות אוזון פירושו פחות הגנה, ומכאן שיותר UVB מגיע לכדור הארץ. מחקרים הראו כי באנטארקטיקה, כמות ה- UVB הנמדדת על פני השטח יכולה להכפיל את עצמה במהלך חור האוזון השנתי.

מחקרים מעבדתיים ואפידמיולוגיים מראים כי UVB גורם לסרטן עור שאינו מלנומה וממלא תפקיד מרכזי בהתפתחות מלנומה ממאירה. בנוסף, UVB נקשר לקטרקט, ענן של עדשת העין. כל אור השמש מכיל מעט UVB, אפילו עם רמות אוזון סטרטוספריות רגילות. לכן, חשוב תמיד להגן על העור והעיניים מפני השמש. דלדול שכבת האוזון מגדיל את כמות ה- UVB ואת הסיכון להשפעות בריאותיות.

UVB מזיק בדרך כלל לתאים, ולכן לכל האורגניזמים. UVB אינו יכול לחדור לאורגניזם רחוק מאוד ולכן נוטה להשפיע רק על תאי העור. חיידקים כמו חיידקים, לעומת זאת, מורכבים מתא אחד בלבד ולכן יכולים להיפגע על ידי UVB,

תורמים וייחוסים

יסודות מדעי הסביבה מאת קמלה דורשנר מורשה תחת CC BY 4.0. שונה מהמקור על ידי מתיו ר 'פישר.