دراسة شاملة لغاز الأوزون

غاز الأوزون، منذ اكتشافه، برزت أهميته كعنصرٍ رئيسي في الغلاف الجوي، له دورًا حاسمًا في حماية كوكب الأرض من أشعة الشمس فوق البنفسجية الضارّة. يُعرف غاز الأوزون أيضًا بتطبيقاته المُتنوّعة في مختلف المجالات، من تنقية المياه، إلى حفظ الأطعمة، وحتى علاج بعض الأمراض. دعونا نستكشف هذا الغاز الرائع بمزيدٍ من التفاصيل.

فهرس المحتوى

ما هو غاز الأوزون؟

غاز الأوزون هو مركب كيميائي يتكون من ثلاث ذرات أكسجين (O3). اكتُشِفَ في منتصف القرن التاسع عشر أثناء التجارب المخبرية، وتميّز برائحة نفاذة سهلة التعرّف عليها حتى بكميات ضئيلة. يُوجد الأوزون في الغلاف الجوي بكميات قليلة، ويتوزّع على طبقتين رئيسيتين:

  • طبقة الستراتوسفير: يُشكلّ غاز الأوزون في هذه الطبقة
    طبقة الأوزون المعروفة، وهي ضرورية للحياة على الأرض لأنها
    تمتصّ الأشعة فوق البنفسجية الضارة الصادرة من الشمس.
  • طبقة التروبوسفير: يتكون غاز الأوزون في هذه الطبقة
    نتيجة تفاعلات كيميائية بين ملوثات الهواء، مثل عوادم السيارات
    وأبخرة البنزين. يُعدّ الأوزون
    في هذه الطبقة سامّاً للإنسان والحيوانات والنباتات.

فوائد غاز الأوزون

تلعب طبقة الأوزون في الستراتوسفير دورًا حيويًا في
حماية كوكب الأرض من الأشعة فوق البنفسجية الضارة (UV) من
الشمس. تعمل هذه الطبقة
كمرشح طبيعي لأشعة UV عالية الطاقة الضارة، التي
يمكن أن تؤدي إلى سرطان الجلد
واعتام عدسة العين
وضررًا في النظام المناعي و النمو النباتي.

تُشكل الأشعة فوق البنفسجية الضارة الصادرة من الشمس
خطرًا كبيرًا على الكائنات الحية إذا لم تكن
طبقة الأوزون متواجدة في الغلاف الجوي. عملية امتصاص
أشعة UV عن طريق غاز الأوزون
تُعرف بـ “دورة الأوزون – الأكسجين”،
ويمكن تلخيصها في الخطوات التاليّة:

  1. تُؤدّي أشعة UV عالية الطاقة
    إلى تفكيك جزيئات الأكسجين (O2) في طبقة الستراتوسفير
    إلى ذرات أكسجين حرة.
  2. تتّحد كل ذرة أكسجين حرّة
    مع جزيء أكسجين (O2)
    لِتُشكّل جزيء الأوزون (O3).
  3. عند امتصاص جزيء الأوزون لأشعة UV
    منخفضة الطاقة، يتفكّك إلى ذرة أكسجين حرّة
    وجزيء أكسجين (O2).
  4. ترتبط الذرة الحرة مع جزيء أكسجين آخر
    لِتُشكّل جزيء أوزون جديدًا.

تُكرّر هذه الدورة بشكلٍ مستمرّ،
فتُحوّل أشعة UV الضارة
إلى حرارة في الغلاف الجوي.

أضرار غاز الأوزون

بينما يُعدّ غاز الأوزون
حاسمًا لحماية الأرض من أشعة UV
في طبقة الستراتوسفير،
فإنه يُصبح ضارًّا
في طبقة التروبوسفير
القريبة من سطح الأرض.

يتكوّن الأوزون في طبقة التروبوسفير
نتيجة تفاعلات كيميائية بين أكسيد النيتروجين
والمركّبات العضوية المُتطايرة
التي تُصدرها الأنشطة البشرية مثل حرق الوقود
وانبعاثات المصانع.

يُعدّ الأوزون
في طبقة التروبوسفير
مُلوّثًا للغلاف الجوي
ويُسبب أضرارًا صحية
للإنسان والحيوانات والنباتات.

من أبرز أضرار الأوزون
في طبقة التروبوسفير:

  • تهيّج الحلق.
  • صعوبة في التنفّس والربو.
  • أمراض رئوية.
  • تلف النباتات.

أبرز استخدامات غاز الأوزون

بِرغم أضرار غاز الأوزون
في طبقة التروبوسفير،
فإنّه يُستخدم في مختلف المجالات
بِشكلٍ آمن بِسبب خصائصه المُؤكسدة القوية
و فعّاليته في التطهير والتعقيم.

من أبرز استخدامات غاز الأوزون:

  • تنقية المياه:
    يُستخدم غاز الأوزون
    في معالجة مياه الشرب
    و تعقيم مياه برك السباحة
    و معالجة المياه الجوفية
    و إعادة استخدام مياه الصرف الصحي.
  • تنقية الهواء:
    يُستخدم غاز الأوزون
    في أنظمة التكييف
    و إزالة المُلوّثات
    و معالجة الانبعاثات الغازية
    من المصانع.
  • المجالات الطبية و التجميلية:
    يُستخدم غاز الأوزون
    في علاج الأسنان
    و العيون
    و العمليات الجراحية،
    و يُستخدَم في إنتاج الأدوية
    و مستحضرات التجميل.
  • إنتاج المواد العضوية و غير العضوية:
    يُستخدم غاز الأوزون
    في تصنيع أشباه المُوصلات
    و بعض المواد العضوية و غير العضوية.
  • تجهيز و حفظ الأطعمة و الأغذية:
    يُستخدم غاز الأوزون
    في حفظ الأطعمة
    و منع تلفها
    و إزالة البكتيريا
    والفطريات
    من الأطعمة.
  • تربية الأسماك و الكائنات المائية:
    يُستخدم غاز الأوزون
    في تربية الأسماك
    و التعقيم و إزالة البكتيريا
    في احواض الأسماك.

الخلاصة

غاز الأوزون
من المواد الكيميائية
التي تلعب دورًا هامًّا
في حماية كوكب الأرض
و توفير العديد من الفوائد
في مختلف المجالات.

يُعدّ الأوزون
عنصرًا هامًّا
في طبقة الستراتوسفير
لحماية كوكب الأرض
من أشعة UV الضارة.

بينما يُصبح الأوزون
مُلوّثًا للغلاف الجوي
في طبقة التروبوسفير
و يُسبب أضرارًا صحية
للإنسان و الكائنات الحية
و النباتات.

تُستخدم خواص الأوزون المُؤكسدة
في مختلف المجالات
من تنقية المياه
و الهواء
إلى معالجة بعض الأمراض
و حفظ الأطعمة.

لذلك فإنّ التعرف على غاز الأوزون
ومميزاته و أضراره
هو من أهم العوامل
التي تُساهم
في الحفاظ على صحة البيئة
و الاستفادة من خواصه
في المجالات المختلفة
بِشكلٍ آمن.

المراجع

  1. “Images, data, and information for atmospheric ozone”, www.ozonewatch.gsfc.nasa.gov, Retrieved 7-8-2020. Edited.
  2. ” OZONE IN OUR ATMOSPHERE”, www.esrl.noaa.gov, Retrieved 7-8-2020. Edited.
  3. “Ozone: What is it, and why do we care about it?”, www.nasa.gov, Retrieved 7-8-2020. Edited.
  4. “Ozone and it’s application”, www.web.archive.org, Retrieved 1-9-2020.
Total
0
Shares
اترك تعليقاً
المقال السابق

غار حراء: مهد الوحي ورمز الخلوة

المقال التالي

بحث عن غاز النيتروجين

مقالات مشابهة

تدهور جودة المياه الجوفية: الأسباب والعواقب

أسباب تدهور جودة المياه الجوفية. مكبات النفايات وتأثيرها. المواد الكيميائية الزراعية. تأثير خزانات التخزين. أنظمة الصرف الصحي وعلاقتها بالتلوث. العواقب المترتبة على تلوث المياه الجوفية. الآثار الصحية والبيئية.
إقرأ المزيد