تهران خاموش می‌شود: تخریب لایه ازن و خطر هشداردهنده آلودگی هوا

لایه ازن، محفاظت‌کننده زندگی در برابر تابش مخرب ماورای بنفش است. فعالیت‌های انسانی این لایه محافظ استراتوسفر را تخریب کرده‌اند. فعالیت‌هایی که باعث ایجاد حفره در مناطق قطبی جنوب کره زمین شد. در حالی که سلامت لایه اوزون بهبود یافته، هنوز هم تلاش‌های بسیاری برای نجاتش نیاز داریم. در ادامه برای پی بردن به چگونگی «پروتکل 1989 مونترال»، در تلاش برای پایان دادن به تخریب لایه ازن با ما همراه باشید.

تخریب لایه ازن

در طول 30 سال گذشته انسان‌ها با بهبود دادن استفاده از مواد شیمیایی خاص، در جلوگیری از تخریب لایه ازن پیشرفت کرده‌اند. با این حال، برای حفاظت و بازگرداندن سپر جوی زمین در استراتوسفر و بالای سطح – به طول حدودی 15 تا 30 کیلومتر (9 تا 18 مایل) – باید کارهای بیشتری انجام شود.

ازن موجود در اتمسفر، اشعه ماورای بنفش (UV) تابش خورشید را جذب می‌کند. مهم‌ترین آن‌ها پرتوهای مضر نوع UVB است. قرار گرفتن در معرض اشعه UVB با افزایش خطر ابتلا به سرطان پوست و آب مروارید ارتباط مستقیم دارد. همچنین باعث آسیب به گیاهان و اکوسیستم‌های دریایی می‌شود. ازن جوی به دلیل نقش محافظتی، به عنوان «ازن خوب» شناخته شده است. نباید با سطح تروپوسفر یا ازن سطح زمین، «ازن بد» جزء کلیدی آلودگی هوایی که با بیماری تنفسی ارتباط دارد، اشتباه گرفته شود.

ازن (O3) یک گاز بسیار واکنشی است. مولکول‌های آن از سه اتم اکسیژن تشکیل شده‌اند. غلظت آن در جو به طور طبیعی بسته به فصول و عرض جغرافیایی نوسان می‌کند. زمانی که اندازه‌گیری‌های جهانی در سال 1957 آغاز شد، به طور کلی پایدار بود. «تحقیقات پیشگامانه» در دهه 1970 و 1980 نشانه‌های وجود مشکل را آشکار کرد.

تهدیدهای لایه ازن و “ایجاد حفره”

در سال 1974، «ماریو مولینا» و «شرودو روولند» دو شیمیدان دانشگاه کالیفرنیا، مقاله‌ای در مورد طبیعت منتشر کردند که تهدیدات لایه ازن را از سمت گازهای کلروفلوئور کربن (CFC) شرح می‌داد. در آن زمان، CFCها معمولا در اسپری‌های افشانه‌ای و به عنوان خنک‌کننده در بسیاری از یخچال‌ها استفاده می‌شد. همانطور که آن‌ها به استراتوسفر می‌رسیدند، اشعه ماورای بنفش خورشید CFCها را به مواد شیمیایی شامل کلر می‌شکست. «تحقیقات پیشگامانه» – دریافت جایزه نوبل شیمی در سال 1995 – نتیجه گرفت که ظرفیت محدودی برای جذب اتم‌های کلر در استراتوسفر وجود دارد.

با توجه به اظهارات آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده، یک اتم کلر می‌تواند بیش از 100،000 مولکول ازن را از بین ببرد. فرایندی که بسیار سریع‌تر از آن که جایگزین شود، لایه ازن را تخریب می‌کند.

کار مولینا و روولند در سال 1985 توانست تایدیه برجسته‌ای دریافت کند. هنگامی که یک تیم از دانشمندان انگلیسی حفره‌ای در لایه اوزون در سراسر قطب جنوب یافتند که بعدها به CFCها مرتبط شد. «حفره» در واقع قسمتی از استراتوسفر با غلظت بسیار کم از ازن است. هر ساله در آغاز فصل بهار در نیم‌کره جنوبی زمین (اوت اکتبر) به صورت دوره‌ای رخ می‌دهد. بهار همواره نور خورشید به ارمغان می‌آورد. نور، کلر را در ابرهای استراتوسفر آزاد می‌کند.

وضعیت امروز لایه ازن

افشانه‌های قوطی‌ها گاهی اوقات حاوی مواد تخریب ازن به نام کلروفلوئورکربن یا CFCها می‌باشند. شناخت اثرات مضر CFCها و دیگر مواد مخرب ازن منجر به «پروتکل 1987 مونترال» شد. موضوع آن حول موادی که باعث تخریب لایه ازن هستند شکل گرفت. یک توافق اساسی برای از بین بردن این مواد که توسط تمام 197 عضو سازمان ملل متحد تصویب شده است. بدون این قرارداد، ایالات متحده با بیش از 280 میلیون مورد سرطان پوست، 1.5 میلیون مرگ و میر ناشی از سرطان پوست و 45 میلیون آب مروارید مواجه بود. جهان نیز حداقل 25 درصد گرم‌تر می‌بود.

بیش از 30 سال پس از پروتکل مونترال، دانشمندان ناسا اولین مدرک مستقیم را اثبات کردند. حفره لایه ازن در قطب جنوب به دلیل کاهش فرآیند حبس CFC بهبود می‌یابد. از سال 2005 تخریب ازن در منطقه 20 درصد کاهش یافته است. در پایان سال 2018، سازمان ملل متحد در ارزیابی علمی تایید کرد که لایه ازن در حال بهبود می‌باشد. پیش‌بینی شده که تا سال 2030 به طور کامل در نیم‌کره شمالی (غیر قطبی) و در مناطق قطبی تا سال 2060 ترمیم شود.

نظارت بر لایه ازن همچنان ادامه دارد. در حالی که عده‌ای به نقض احتمالی در معامله مونترال اشاره کردند. مطالعه‌ای در اوایل سال 2018 نشان می‌دهد که ازن در استراتوسفر پایینی به طور غیرمنتظره و غیرقابل توضیحی از سال 1998 کاهش یافته است.

گازهای خنک‌کننده

وقتی صحبت از گازهای مضر برآمده از خنک‌کننده‌ها می‌شود، جهان همچنان به سلامتی کامل نرسیده است. برخی از کربن‌های هیدروکلروفلورکربن (HCFC)، جایگزین‌های انتقالی‌اند که کمتر آسیب‌رسان هستند. با این حال همچنان به ازن آسیب می‌رسانند. متاسفانه این گازها هنوز هم استفاده می‌شوند. کشورهای در حال توسعه نیاز به کمک مالی از صندوق پروتکل چند جانبه مونترال برای حذف کاربری گسترده خنک‌کننده‌های R-22 دارند. نسل بعدی خنک‌کننده‌ها، هیدروفلوئوروکربن‌ها (HFC)، ازن را تخریب نمی‌کنند. آن‌ها گازهای گلخانه‌ای قوی هستند که گرما را به دام می‌اندازند و باعث تغییرات آب و هوایی می‌شوند.

HFCها یک کسر کوچک از گازهای گلخانه‌ای را نسبت به دی‌اکسیدکربن و سایر گازها شکل می‌دهند. اثرات گرم‌کنندگی سیاره، خود موجب افزودن «اصلاحیه کیگالی»، در سال 2016 به پروتکل مونترال شد. این اصلاحیه در ژانویه 2019 به تصویب رسید. هدف آن، کاهش استفاده از HFCها تا بیش از 80 درصد طی سه دهه آینده است. در عین حال، شرکت‌ها و دانشمندان در حال کار بر روی جایگزین‌های سازگار با محیط زیست هستند. از جمله خنک‌کننده‌های جدید و فناوری‌هایی که وابستگی به مواد شیمیایی را کاهش داده یا حذف می‌کنند.

وضعیت آلودگی تهران

اقتصاد آنلاین:

تهران پایتخت ایران مدت‌هاست در معرض سطوح بالای انتشار مواد سمی قرار دارد. این شهر اخیرا یک نوع غیرمعمول آلودگی هوا – نفوذ ازن به سطح زمین – را تنفس می‌کند.

مطالعات علمی نشان داده ازن زمین، یک آلودگی ثانویه است. زمانی که آلاینده‌های ناشی از اتومبیل‌ها، نیروگاه‌ها، دیگ‌های صنعتی، پالایشگاه‌ها، کارخانه‌های شیمیایی و سایر منابع به صورت شیمیایی در حضور نور خورشید واکنش نشان می‌دهند. نمودارهای تفصیلی توسط شرکت کنترل کیفیت هوا در تهران منتشر شده است. نمودارها می‌گویند که آلودگی ازن در تاریخ شرایط هوایی ضعیف تهران، بی‌سابقه بوده است. طبق گزارش تریبون حامیان ملت، TAQCC گزارش می‌دهد که از آغاز سال جاری ایرانیان (21 مارس)، ازن نزدیک به سطح زمین، مسئول 15 روز آلودگی هوا می‌باشد.

غلظت آلاینده‌ها در 1 ژوئیه بالاترین میزان را به خود اختصاص داد. شاخص کیفیت هوا را به 160 افزایش داد. وضعیت “ناسالم” برای همه گروه‌ها نشان داده شد. این شاخص شرایط را به وسیله اندازه‌گیری مواد آلاینده به خوب (0-50)، متوسط (51-100)، ناسالم برای گروه‌های حساس (101-150)، ناسالم (151-200)، بسیار ناسالم (201-300) و خطرناک (301-500) طبقه‌بندی می‌کند. تجزیه و تحلیل اطلاعات دقیق از آلودگی ازن نشان می‌دهد که همه چیز به تازگی بدتر شده است.

در همان دوره سال گذشته (از مارس 2018)، آلودگی ازن 11 روز در پایتخت ثبت شد. در آن زمان، AQI از آستانه 150 عبور نکرده بود. این به معنی شرایط نامساعد برای گروه‌های حساس است. کودکان، سالمندان، زنان باردار و کسانی که شرایط ویژه تنفسی و قلب و عروقی دارند. در سال قبل (از 21 مارس 2017)، ازن بد فقط در دو روز ثبت شد و AQI را به «گروه ناسالم برای گروه‌های حساس» افزایش داد.

ازن بد

تنها یک نوع ازن وجود ندارد. نوع اول ازنی است که به طور طبیعی در تروپوسفر زمین اتفاق می‌افتد. این نوع ازن، یک لایه محافظتی در برابر اشعه ماورای بنفش مضر خورشید ایجاد می‌کند. اما در نوع دیگر در اتمسفر پایین نزدیک به سطح زمین، «ازن بد» وجود دارد. ازن بد یک آلاینده مضر هوا محسوب می‌شود. ازن سطح زمین نتیجه واکنش‌های شیمیایی بین اکسید نیتروژن (NOx) و ترکیبات آلی فرار (VOC) است. واکنش عنوان شده، در حضور نور خورشید با افزایش غلظت ایجاد می‌شود.

تنفس ازن

«حسین شهبازی» مدیر مدل‌سازی و پیش‌بینی در TAQCC پیش‌تر به ایسنا گفته است:

انتشار گازهای گلخانه‌ای حاصل از تاسیسات صنعتی، تاسیسات برق و خودروهای موتور، بخارات بنزین و حلال‌های شیمیایی بعضی از منابع اصلی NOx و VOC هستند.

ازن یک گاز بی رنگ 1.5 برابر چگال‌تر از اکسیژن است. تنفس ازن می‌تواند انواع مشکلات سلامتی را در تمام سنین ایجاد کند. به ویژه برای کودکان، سالمندان و افراد مختلفی که اختلالات ریه مانند آسم دارند. ازن سطح زمین می‌تواند اثرات مضری روی گیاهان حساس و اکوسیستم‌ها نیز داشته باشد. کارشناسان معتقدند اقدامات اصلاحی برای کاهش این نوع آلودگی، مشابه مواردی است که به طور مرتب برای سایر انواع آلودگی پیشنهاد شده است. مواردی از قبیل: شناسایی و حذف منابع متحرک یا ثابت از اکسید نیتروژن و انتشار هیدروکربن.

وسایل نقلیه با سوخت دیزل و موتورسیکلت‌های مجهز به کاربراتور، رایج‌ترین تولیدکننده‌های انتشار مواد سمی هستند. این‌ها منجر به ظهور ازن سطح زمین می‌شوند. سطح آلودگی‌های پایتخت در فصل سرد زمانی که پدیده وارونگی هوا رخ می‌دهد، اغلب به سطح ناسالم می‌رسد. در این دوره اما PM2.5 عمدتا مسئول کاهش کیفیت هواست. در فصل گرم مه وجود ندارد. به همین سبب، ذرات اوزون و گرد و غبارهای هوا مسئول میزان بالای آلودگی هستند.

«محمد رستگاری» معاون وزارت محیط زیست در نظارت بر محیط زیست، معتقد است که اگرچه آلودگی در ایران هنوز به یک مسئله جدی تبدیل نشده است، اما امسال شاید اولین باری است که تهران بالاترین میزان ازن را در سطح زمین تجربه می‌کند. «احد وظیفه»، یکی از مقامات سازمان هواشناسی ایران، به ایسنا گفت که آلودگی بالای اوزون در چند روز آینده در پایتخت ادامه خواهد یافت.

شهرداری تهران متهم است

بعلاوه آب و هوای بسیار گرم – دلیل اصلی تشکیل ازن در کلان‌شهرهای آلوده شده – برخی از مقامات همچنین شهرداری تهران را سرزنش می‌کنند. «عباس شاهسوانی»، رئیس گروه سلامت وزارت بهداشت، طی جلسه روز چهارشنبه گروه کاری کاهش آلودگی هوا، از اقدامات شهرداری تهران در شناسایی منابع آلودگی ثانویه و رفع این مشکل انتقاد کرد. او گفت:

مبدل‌های کاتالیزوری نصب شده در وسایل نقلیه مطابق با استانداردهای مورد نیاز نیست، حتی اگر همه صاحبان خودروها برای تجهیز اتومبیل‌هایشان با این دستگاه‌ها خود را به زحمت بیاندازند.

مبدل کاتالیزوری یک دستگاه کنترل انتشار گاز برای اگزوز است. این وسیله گازهای سمی و آلاینده‌های درون اگزوز را هنگام خروج گاز حاصل از احتراق داخلی موتور، کاهش می‌دهد. این کار با تسریع واکنش مجدد، سبب تبدیل گازهای خروجی به آلاینده‌های کمتر سمی می‌شود. شاهسوانی در ادامه افزود:

بسیاری از وسایل نقلیه تجاری و اتوبوس‌های حمل و نقل عمومی، از مبدل‌های کاتالیزوری استفاده نمی‌کنند. این امر به طور عظیمی به آلودگی هوا در شهر اضافه می‌کند. این وظیفه شهرداری تهران است که بر این موارد نظارت کنند. رانندگان وسایل نقلیه خیابان‌های تهران باید مجبور به رعایت این شرایط شوند.

حقیقتا مسئول واقعی رسیدگی به این شرایط بحرانی کیست؟ در نظرات با ما همراه باشید.

بیشتر بخوانید: طرح جدید ترافیک قطعاً از اول تیرماه اجرا خواهد شد

بیشتر بخوانید: مشکلات پلاستیک در جهان و راه حل‌های پیش روی آن چیست