در بالای سر ما، در استراتوسفر، در ارتفاع 19-48 کیلومتری، سیاره توسط ازن احاطه شده است. این یک نوع اکسیژن است. اگر مولکول اکسیژن در هوا از دو اتم اکسیژن به هم پیوسته تشکیل شده باشد - O2، مولکول که دارای سه اتم است با فرمول ازن - O3 نشان داده می شود. توسط نور خورشید ایجاد می شود. هنگامی که پرتوهای فرابنفش خورشید از جو عبور می کنند، مولکول های معمولی اکسیژن دو اتمی را از بین می برند. هر اتم آزاد شده به O2 همسایه می پیوندد. به این ترتیب فرمول شیمیایی ازن تشکیل می شود - O3.
ازن چیست؟
فیزیکدانان فرانسوی فابری و بیسون این گاز را برای اولین بار کشف کردند. در سال 1913 آنها مشخص کردند که پرتوهای خورشید با طول موج 200 تا 300 نانومتر به طور فعال توسط جو زمین جذب می شوند. واژه اوزون در زبان یونانی به معنای معطر، معطر است. همه بوی مشخصه این گاز را که پس از رعد و برق به وجود می آید می دانند. اکسیژن در اتمسفر به سه شکل آلوتروپیک وجود دارد: O2 - مولکولی، O - اتمی و O3 - فرمول ازن که از ترکیب شیمیایی دو مورد اول به دست می آید.
خواص گاز
لایه ازن کافی استنازک، تقریبا نامرئی اگر تمام مولکول‌های این گاز که 29 کیلومتر فضا را اشغال می‌کنند، در یک توپ جامد ترکیب شوند، ضخامت آن تنها یک سوم سانتی‌متر خواهد بود. مقداری ازن در هوای بالای سطح زمین وجود دارد. هنگامی که اگزوز خودرو یا دود در هوا منتشر می شود، نور خورشید با مواد شیمیایی موجود در گازهای گلخانه ای واکنش نشان می دهد و ازن را تشکیل می دهد. این به ویژه در یک روز گرم، در هوای پر از دود احساس می شود، زیرا به سطحی می رسد که سلامتی را تهدید می کند. فرمول ماده ازن از نظر فیزیکی ناپایدار است و در غلظت بیش از 9 درصد در هوا، گاز منفجر می شود، بنابراین ذخیره آن تنها در دمای پایین امکان پذیر است. وقتی گاز تا 111.9- سرد شود 0C گاز به مایع تبدیل می شود.
افزایش ازن
انسان نمی تواند در اکسیژن خالص زندگی کند، مقدار کمی ازن در جو برای او مفید است، اما غلظت بیش از حد آن می تواند کشنده باشد. شما نیازی به تنفس آن ندارید زیرا این شکل از اکسیژن می تواند به ریه های شما آسیب برساند. ورزشکارانی که مقدار زیادی هوای حاوی ازن را استنشاق می کنند ممکن است از سنگینی و درد هنگام استنشاق شکایت کنند. درختان و گیاهانی که در امتداد بزرگراه رشد می کنند، جایی که هوا با گازهای خروجی اشباع شده است، نیز از ازن اضافی رنج می برند. چنین ویژگی این گاز در بالای سطح زمین است. محتوای طبیعی آن (یک قسمت آن در ده ها میلیون قسمت دیگر هوا) در فرآیندهای اکسیداتیو که در سطح سلولی در بدن انسان رخ می دهد، شرکت می کند. در فرمول ازن، تنها یک اتم اکسیژن به عنوان عامل اکسید کننده عمل می کند و دو اتمبقیه به صورت اکسیژن آزاد دفع می شوند.
خواص مفید
هنگام استفاده از هوای کاملاً تصفیه شده داخل ساختمان، محققان متوجه افزایش تعداد بیماری های افراد در آنها شده اند. دلیل آن ساده بود - کمبود ازن در هوای تصفیه شده منجر به اختلالاتی در بدن شد. دوزهای کوچک منظم گاز نیز برای پیشگیری از بیماری مفید است.
اثر گاز چیست؟ با توجه به نتایج آزمایش‌ها، دانشمندان به این نتیجه رسیدند که ازن منجر به نابودی تقریباً همه ویروس‌ها، باکتری‌ها، تک یاخته‌ها و همچنین کپک و مخمر می‌شود. در عرض چند دقیقه مقدار کمی (فرمول اوزون O3) در یک لیتر هوا تمام مواد خطرناک برای انسان را خنثی می کند. به هر حال، ازن زنی یک فرآیند طبیعی است که در بدن رایج است. حتی در یک اتاق، ازن هوا را تازه می کند، عملا خطر ابتلا به بیماری های موجود در هوا را از بین می برد، دود، گرد و غبار و آلرژن ها، ترکیبات فلزات سنگین و سایر اجزای هوای مضر برای انسان را خنثی می کند. این ترکیبات با تجزیه به آب، اکسیژن و دی اکسید کربن سمیت خود را از دست داده و بوی نامطبوع را از بین می برند. با توجه به فرمول ازن در شیمی، قدرت اکسید کنندگی بالای آن به طور فزاینده ای برای ضدعفونی هوا و آب آشامیدنی استفاده می شود.
لایه ای در 20 کیلومتری سطح زمین در واقع با جذب پرتوهای فرابنفش از سلامت ما محافظت می کند. به عنوان یک فیلتر عمل می کند و از زمین در برابر تشعشعات مضر فرابنفش محافظت می کند.بدون لایه محافظ، زندگی در این سیاره غیرممکن خواهد بود. ثابت شده است که گیاهان و جانوران تنها زمانی روی زمین ظاهر شدند که یک سپر قدرتمند تشکیل شد و از آن در برابر تشعشعات خورشیدی محافظت کرد. اشعه ماوراء بنفش به برنزه شدن زیبای پوست کمک می کند، اما در عین حال مقصر اصلی آفتاب سوختگی و سرطان پوست است.
سوراخ ازن
در دهه 1970، دانشمندان با مطالعه لایه اوزون در بالای سیاره متوجه شدند که مواد شیمیایی مورد استفاده در یخچال، تهویه مطبوع و آئروسل ها می توانند ازن را از بین ببرند. هر زمان که این دستگاه ها تعمیر می شوند یا زمانی که آئروسل های مختلف پاشیده می شوند، گازها در هوا منتشر می شوند. به گفته دانشمندان، گازهای مضر در نهایت به مولکول های ازن می رسد. در همان زمان، تابش خورشیدی کلر را از هیدروکربن های کلر-فلورین آزاد می کند که فرمول ساختاری ازن را از بین می برد و آن را به اکسیژن معمولی تبدیل می کند. بنابراین، لایه محافظ از بین می رود. 15 سال بعد، دانشمندان بریتانیایی به کشف خیره کننده ای دست یافتند: یک سوراخ بزرگ در لایه اوزون در بالای قطب جنوب قرار دارد. این سوراخ هر بهار ظاهر می شود و به اندازه ایالات متحده است. هنگامی که جهت باد به دلیل تغییر فصل تغییر می کند، سوراخ دوباره با مولکول های ازن پر می شود. در این حالت تعداد معینی از مولکول ها سوراخ را پر می کنند، در حالی که در قسمت های دیگر لایه گاز نازک تر می شود.
چه چیزی کاهش لایه محافظ را تهدید می کند؟
در زمستان 1992، لایه اوزون بالای اروپا و کانادا 20 درصد نازکتر شد. در مناطقی که این لایهبه اندازه کافی متراکم نیست و قادر به فیلتر کردن تشعشعات قوی نیست، تعداد موارد سرطان پوست به طور قابل توجهی افزایش می یابد. در خود قطب جنوب، دانشمندان سطوح بسیار بالایی از مونوکسید کلر را ثبت کرده اند که در نتیجه تخریب ازن توسط کلر ایجاد می شود. محققان محاسبه کردند که از دست دادن تنها 1٪ از لایه محافظ منجر به افزایش 2٪ در میزان اشعه ماوراء بنفش به زمین می شود و در همان زمان، تعداد سرطان های پوست 3-6٪ افزایش می یابد. اشعه ماوراء بنفش همچنین ایمنی بدن را از بین می برد و فرد را در برابر عفونت ها بی دفاع تر می کند. اشعه ماوراء بنفش می تواند به سلول های همه گیاهان، از غلات گرفته تا درختان، آسیب برساند.
چون لایه اوزون گرما را حفظ می کند، با کاهش لایه اوزون، هوا در این عرض جغرافیایی خنک می شود و بادها و آب و هوای جهان را تغییر می دهد. پیش بینی اینکه کاهش لایه در آینده چه تأثیری بر اقلیم خواهد داشت دشوار است، دانشمندان پیش بینی می کنند در صورت عدم حل مشکل تخریب این گاز، خشک شدن مناطق طبیعی، از بین رفتن بخشی از پوشش گیاهی و غذای ناکافی.. حتی با توقف فعالیت های انسانی، که مستلزم انتشار گازهایی است که لایه محافظ را از بین می برد، حداقل 100 سال طول می کشد تا به سطح قبلی بازگردد.
