ما هو الأوزون؟
الأوزون (O3) هو غاز عديم اللون إلى غاز مزرق يتكون من الأشعة فوق البنفسجية الشمسية (ضوء الشمس) وجزيئات الأكسجين. يتكون جزيء الأوزون من ثلاث ذرات أكسجين.1
ما الفرق بين الأوزون على مستوى الأرض وطبقة الأوزون؟
الأوزون على مستوى الأرض، المعروف أيضًا باسم الأوزون التروبوسفيري، هو المكون الرئيسي في الضباب الدخاني.2,3
يحدث الأوزون الستراتوسفيري، الذي يسمى أحياناً طبقة الأوزون، بشكل طبيعي في الغلاف الجوي العلوي. يشكل الأوزون الستراتوسفيري طبقة واقية فوق الأرض ويمتص الأشعة فوق البنفسجية من الشمس.
يوجد 90 في المائة من الأوزون على الأرض في طبقة الستراتوسفير.
ولأنه من ملوثات الهواء التي قد تكون سامة، تقوم العديد من الحكومات بتنظيم الأوزون في محاولة لتقليل مستويات الأوزون على مستوى الأرض.
من أين يأتي الأوزون؟
الأوزون هو ملوث ثانوي. وفي حين تنبعث الملوثات الأخرى مباشرة في الهواء من مصادر مختلفة، ينبعث الأوزون من أشعة الشمس التي تعمل على أكاسيد النيتروجين و والمركبات العضوية المتطايرة (VOCs) في الغلاف الجوي.
عندما تتفاعل هذه الملوثات مع أشعة الشمس، فإنها تخلق الأوزون على مستوى الأرض.
تشمل مصادر أكاسيد النيتروجين ما يلي:4
- المركبات ذات المحركات
- محطات توليد الطاقة
- مصادر الاحتراق
- صواعق البرق
- البراكين
- المحيطات
- الاضمحلال البيولوجي
تشمل مصادر المركبات العضوية المتطايرة ما يلي:5
- المركبات ذات المحركات
- حرق الأخشاب
- الانبعاثات الصناعية
- المصانع الكيميائية
- مصافي التكرير
- المنظفات والمطهرات
- الدهانات ومزيلات الطلاء والورنيش والتشطيبات
- دخان التبغ
- حرائق الغابات
كيف تؤثر الجغرافيا على الأوزون والضباب الدخاني؟
يعد التلوث بالأوزون شائعًا جدًا في مدن الأحواض المكتظة بالسكان والمحاطة بالجبال، مثل لوس أنجلوسوكاليفورنيا و مكسيكو سيتيوالمكسيك. ينحصر الضباب الدخاني في الوديان الحضرية ولا يمكن تشتيته بسهولة بواسطة الرياح.6
مدن مثل ستوكتون, فريسنو, بيكرسفيلدو فيساليا في وادي سان جواكين في كاليفورنيا مستويات عالية من الأوزون خلال فصل الصيف الحار والجاف. وتنتج المنطقة الزراعية بكثافة انبعاثات أكاسيد النيتروجين من التربة التي يمكن أن تؤدي إلى الضباب الدخاني.7
وتشجع الحرارة والرياح الضعيفة على تكوين الضباب الدخاني، حيث تتفاعل الملوثات مثل أكاسيد النيتروجين والمركبات العضوية المتطايرة مع أشعة الشمس لتكوين الأوزون على مستوى الأرض.
وقد وجد تحليل لنموذج إحصائي في عام 2016 نُشر في مجلة "رسائل البحوث الجيوفيزيائية" أن زيادة موجات الحرارة الصيفية ستؤدي على الأرجح إلى زيادة أيام مستويات الأوزون غير الصحية بحلول عام 2050.8 وأشار النموذج، الذي توقع زيادة الأوزون في الولايات المتحدة، إلى أن المزيد من أيام الأوزون غير الصحي من المرجح أن تحدث في الجنوب الغربي والشمال الشرقي.
ما هي الاستخدامات التجارية للأوزون؟
للأوزون العديد من الاستخدامات الصناعية. وتشمل هذه الاستخدامات:9,10
- تنقية الهواء ومياه الشرب
- معالجة النفايات الصناعية
- عامل التعقيم
- استخدام الزيت
- التبييض والشمع
- إنشاء مواد كيميائية أخرى
- نظافة الأغذية
- زيادة العمر الافتراضي للفاكهة والخضروات
يمكن أن يواجه العمال الصناعيون في مصانع الورق واللب، ومصانع معالجة مياه الصرف الصحي، ومصائد الأسماك، وفي المناطق الخارجية ذات المستويات العالية من الأوزون مخاطر صحية من التعرض للأوزون.
كيف يؤثر الأوزون على صحتك؟
الأوزون على مستوى الأرض هو مهيج للجهاز التنفسي ويمكن أن يكون ضارًا بصحتك.11 قد يكون كبار السن والأطفال والرضع والأشخاص الذين يعانون من الربو أو أمراض الرئة والأشخاص الذين يمارسون الرياضة في الهواء الطلق أكثر عرضة لتأثيرات التعرض للأوزون.
يمكن أن يسبب الأوزون العديد من الأعراض قصيرة المدى، بما في ذلك:
- ضيق التنفس
- ألم أثناء التنفس العميق
- تهيج الرئة والحلق
- أزيز وسعال
يمكن أن تشمل تأثيرات التعرض للأوزون الأكثر خطورة ما يلي: 12
- زيادة نوبات الربو
- انخفاض وظائف الرئة
- استمرار تلف الرئتين بعد انحسار الأعراض
- التسبب في مرض الانسداد الرئوي المزمن
قد يعاني الأشخاص المصابون بالتهاب الشعب الهوائية أو الربو أو انتفاخ الرئة من أعراض أسوأ.
نشرت دراسة أجريت عام 2020 حول تلوث الأوزون المحيط في مجلة البيئة الدولية أن التعرض قصير المدى للأوزون أدى إلى زيادة حالات دخول المستشفيات بسبب الالتهاب الرئوي.13 وأشارت الدراسة إلى أن العلاقة بين الالتهاب الرئوي والأوزون كانت قوية بشكل خاص لدى كبار السن وبين المدخنين.
نشرت دراسة في عام 2008 في الصحة البيئية وجهات نظر صحية بيئية أن الأطفال الصغار في ولاية نيويورك الذين يتعرضون بشكل متكرر لمستويات عالية من الأوزون كانوا أكثر عرضة لخطر دخول المستشفى بسبب الربو من الأطفال الذين يتعرضون لمستويات أقل من الأوزون.14
وفي دراسة ثانية نُشرت في الصحة البيئية وجهات نظر الصحة البيئية في عام 2008 أن الأوزون في جنوب كاليفورنيا ساهم أيضًا في زيادة حالات الربو في المستشفيات بين الأطفال.15
ما هي التأثيرات البيئية للأوزون؟
يمكن أن يكون للأوزون تأثير عميق على النباتات الحساسة. وتشمل هذه التأثيرات ما يلي: 16
- التداخل في قدرة النباتات على إنتاج وتخزين الغذاء
- الضرر المادي
- تباطؤ النمو
- انخفاض جودة الموائل
- تغيرات دورة المياه والمغذيات
- زيادة قابلية الأنواع النباتية الحساسة للإصابة بالأمراض، والأضرار الناجمة عن الحشرات، وآثار الملوثات الأخرى، والضرر الناجم عن الطقس القاسي
هناك عدد من أنواع الأشجار الحساسة للأوزون وقد تتعرض للإصابة أو توقف النمو، بما في ذلك:17,18
- الكرز الأسود
- الحور الرجراج
- البونديروسا واللوبلي والصنوبر الأبيض
- الألدر الأحمر
- الحور الأصفر وخزامى الحور
من الصعب إدارة الأوزون بسبب انتشاره الواسع، وتعقيد كيمياء الأوزون، والتحديات التي ينطوي عليها تحديد مقدار الأوزون الذي يساهم في التلوث.19
تواجه المدن في جميع أنحاء العالم تحديات تلوث الهواء على الرغم من تدخل الحكومة في الحد من الملوثات. إن سوء نوعية الهواء يضر بالبشرية ويخلق ضغطاً رهيباً على الاقتصادات. قم بزيارة عداد تكلفة تلوث الهواء واكتشف كيف يمكن للهواء النظيف أن يدعم جودة حياة أفضل.
