طبقة الأوزون ... أسباب حدوثها وتأثيرها على البشر.

يسمح استنفاد الأوزون للأشعة فوق البنفسجية بالوصول إلى سطح الأرض. يؤثر التعرض لهذه الإشعاعات بشدة على جميع أشكال الحياة على الأرض، وخاصة البشر. إن العمى الدائم أو المؤقت، وسرطان الجلد، وقمع المناعة هي الآثار الرئيسية لهذه الإشعاعات التي أبلغ عنها باحثون مختلفون على البشر. في المقال التالي سوف نتحدث عن طبقة الأوزون ... أسباب حدوثها وتأثيرها على البشر.

طبقة الأوزون.

طبقة الأوزون هي في الأساس غازات تحدث بشكل طبيعي في منطقة الستراتوسفير حيث تتراكم جزيئات الأوزون. يتم أيضًا تكسير طبقة الأوزون بشكل طبيعي ولكن هناك توازناً بين تكوينها ونضوبها الطبيعي. نتيجة لذلك، تظل الكمية الإجمالية للأوزون ثابتة. لكن سماكة طبقة الأوزون تختلف باختلاف الارتفاع والتغير الموسمي. تركيز الأوزون هو الأعلى بين 19 - 23 كم. يتكون معظم الأوزون عند خط الاستواء حيث يكون هناك أقصى قدر من أشعة الشمس ولكن مع الرياح تنتقل على ارتفاعات عالية وتتراكم في الستراتوسفير.

ثقب الأوزون.

يتم إنشاء ثقب الأوزون في المنطقة التي تم فيها استنفاد طبقة الأوزون. يتم تطبيق مصطلح "ثقب الأوزون" عندما يكون مستوى النضوب أقل من 200 وحدة دوبسون (D.U). تم اكتشاف ثقوب الأوزون لأول مرة في القارة القطبية الجنوبية في عام 1970. قبل بضع سنوات تم اكتشاف ثقوب الأوزون أيضًا في منطقة القطب الشمالي. منذ عام 2000، يتزايد معدل استنفاد الأوزون بنسبة 0.5 في المائة سنويًا. بسبب استنفاد الأوزون، تتغلغل الأشعة فوق البنفسجية في طبقة التروبوسفير وتؤدي إلى تكوين المزيد من الأوزون في طبقة التروبوسفير مما يتسبب في آثار ضارة على صحتنا لأن الأوزون سام لجسمنا.

أسباب نضوب طبقة الأوزون.

1) مركبات الكربون الكلورية فلورية

يحدث استنفاد الأوزون عندما يحدث خلل في التوازن الطبيعي بين إنتاج وتدمير أوزون الستراتوسفير. على الرغم من أن الظاهرة الطبيعية يمكن أن تسبب استنفاد طبقة الأوزون، إلا أن الأنشطة البشرية مثل مركبات الكربون الكلورية فلورية أصبحت مقبولة الآن كسبب رئيسي للنضوب. تحتوي جميع المواد الكيميائية المستنفدة للأوزون على الكلور والبروم. مركبات الكلوروفلوروكربون شديدة التقلب وغير قابلة للاحتراق، لذا فهي تتبخر بسرعة كبيرة ويمكن أن تصل بسهولة إلى الستراتوسفير حيث يوجد الأوزون هنا وتبدأ في استنفاد جزيئات الأوزون. كما أن لهذه المركبات الكلوروفلوروكربونية تأثيرات ضارة على صحة الإنسان. وفقًا للنموذج الكيميائي لتدمير الأوزون المقترح منذ حوالي 20 عامًا، فإن التحلل الضوئي لـ Cl2O2 هو مفتاح تفاعل استنفاد الأوزون. ولكن الآن درس باحثي الغلاف الجوي أن معدل هذا التفاعل ليس مرتفعًا للغاية كما كان يُعتقد سابقًا، لذا لم يعد بإمكاننا القول إن مركبات الكربون الكلورية فلورية هي السبب الرئيسي لاستنفاد طبقة الأوزون.

2) الإطلاق غير المنظم للصواريخ

سبب رئيسي آخر لاستنفاد طبقة الأوزون على نطاق واسع هو إطلاق الصواريخ. لقد تمت دراسة أن إطلاق الصواريخ غير المنظم يمكن أن يؤدي إلى استنفاد طبقة الأوزون أكثر بكثير من مركبات الكربون الكلورية فلورية. تشير التقديرات إلى أنه إذا تم السماح بإطلاق الصواريخ دون تنظيم، فسوف يتسبب ذلك في خسارة كبيرة في الأوزون بحلول عام 2050 مما فعلته مركبات الكربون الكلورية فلورية.

3) الاحتباس الحراري

يؤدي الاحتباس الحراري أيضًا إلى نضوب طبقة الأوزون. بسبب الاحتباس الحراري وتأثير البيت الأخضر، يتم حجز معظم الحرارة في طبقة التروبوسفير، هي الطبقة الموجودة أسفل الستراتوسفير. كما نعلم جميعًا أن الأوزون موجود في الستراتوسفير، لذا لا تصل الحرارة إلى طبقة التروبوسفير وتظل باردة لأن استعادة طبقة الأوزون تتطلب أقصى قدر من أشعة الشمس والحرارة، لذا فإنها تؤدي إلى استنفاد طبقة الأوزون.

4) مركب نيتروجين

تعتبر المركبات النيتروجينية المنبعثة من الأنشطة البشرية بكميات صغيرة مثل NO وN2O وNO2 مسؤولة بشكل كبير عن استنفاد طبقة الأوزون.

آثار استنفاد الأوزون.

يؤثر استنفاد طبقة الأوزون بشكل سلبي على صحة الإنسان والبيئة، حيث يسمح باختراق الأشعة فوق البنفسجية للوصول إلى الأرض. يمكن أن تسبب هذه الإشعاعات أمراضًا خطيرة لدى البشر مثل سرطان الجلد وتلف العين والطفرات الجينية وما إلى ذلك. علاوة على ذلك، يؤثر استنفاد الأوزون على الحياة المائية، والدورات البيوجيوكيميائية، ونوعية الهواء ويساهم أيضًا في الاحتباس الحراري، ولكن في النقاط التالية هذه، ينصب تركيزنا الرئيسي على آثار استنفاد الأوزون على صحة الإنسان.

1) التأثيرات على العيون

السبب الرئيسي للعمى في هذا العالم هو إعتام عدسة العين. سيكون هناك 0.3٪ - 0.6٪ زيادة في خطر الإصابة بإعتام عدسة العين إذا كان هناك انخفاض بنسبة 1٪ في مستوى الأوزون. يمكن أن تتلف عدسة العين بسبب العوامل المؤكسدة. الأكسجين المؤكسد الناتج عن الأشعة فوق البنفسجية يمكن أن يلحق أضرارًا بالغة بعدسة العين كما تتضرر قرنية العين بشدة بسبب الأشعة فوق البنفسجية. يحدث التهاب السمنة الضوئية، وإعتام عدسة العين، والعمى بسبب الأشعة فوق البنفسجية.

2) التأثيرات على الجلد

يمكن أن يتسبب التعرض للأشعة فوق البنفسجية في الإصابة بسرطان الجلد. تغير الأشعة فوق البنفسجية بنية الجزيئات الحيوية وبالتالي تؤدي إلى أمراض مختلفة، الجلد هو الجزء الأكثر تعرضًا من الجسم للإشعاع فوق البنفسجي. وهناك نوعان من سرطان الجلد، سرطان الجلد وسرطان الجلد غير الميلانيني. الورم الميلانيني هو أخطر أنواع السرطان وغالبًا ما يكون قاتلًا، في حين أن الورم غير الميلانيني هو النوع الأكثر شيوعًا وأقل فتكًا. يؤدي استنفاد طبقة الأوزون إلى حروق الشمس وسرطان الجلد. الأشعة فوق البنفسجية مسؤولة أيضًا عن سرطان الثدي وسرطان الدم.

تشير الدراسات الوبائية لسرطان الجلد إلى أن الإصابة بالورم الميلانيني آخذة في الازدياد في البلدان التي بها نسبة عالية من الحالات. نظرًا لأن الأشعة فوق البنفسجية يمكن أن تخترق الجلد الرقيق بسهولة أكبر، لذلك يوجد عدد أكبر من الحالات عند الأشخاص ذوي البشرة الرقيقة. وجد أن الإصابة بسرطان الجلد تكون أكثر عند الأطفال من البالغين. ترتبط فرصة حدوث الورم الميلانيني بالتعرض للأشعة فوق البنفسجية علاوة على ذلك، فإن فرصة البقاء على قيد الحياة للورم الميلانيني أقل عند الأولاد مقارنة بالفتيات. مع زيادة شدة الإشعاع في الصيف، يزداد خطر الإصابة بسرطان الجلد لدى الأشخاص ذوي البشرة الرقيقة في الصيف ويكون أكثر عند الإناث مقارنة بالذكور لأن بشرتهم أرق من الذكور.

هناك علاقة كبيرة بين خطر الإصابة بسرطان الجلد والتعرض المتقطع للشمس وتاريخ حروق الشمس. هناك أيضًا علاقة مباشرة بين السفر الجوي ووقوع الورم الميلانيني. ومع ذلك، كشفت الدراسات أن العوامل الوراثية تساهم في الإصابة بمرض سرطان الجلد أكثر من الجوانب السلوكية. تشير الدراسات الوبائية لسرطان الجلد غير الميلانيني (NMSC) إلى أن خطر الإصابة به يكون أكبر لدى الشابات في الأطراف السفلية وأن حمامات الشمس تزيد من مخاطر الإصابة به خمس مرات في منطقة الجذع.

3) التأثيرات على مناعة الإنسان

يمكن أن يؤدي التعرض للأشعة فوق البنفسجية أيضًا إلى تثبيط الاستجابة المناعية لسرطان الجلد والأمراض المعدية والمستضدات الأخرى. ينجم كبت المناعة عن التغيرات في المستقبلات الضوئية للجلد وخلايا تقديم المستضد التي تنتجها الأشعة فوق البنفسجية. تؤدي زيادة استنفاد طبقة الأوزون إلى مزيد من الانخفاض في جهاز المناعة.

4) تلف الحمض النووي وأمراض الرئة

يمكن أن يتسبب التعرض القصير لإشعاعات UV-B في تلف الحمض النووي لأن الأشعة فوق البنفسجية يمكن أن تزعج الجزيئات الحيوية مثل الدهون والبروتينات وأحماض نوكليك. بسبب إشعاعات UV-B ستكون هناك عناصر خفية قابلة للتحويل والتي قد تؤدي إلى حدوث طفرات أكثر خطورة من تلف الحمض النووي الفوري. يؤدي التعرض المفرط للأشعة فوق البنفسجية إلى الإصابة بسرطان الخلايا القاعدية والحرشفية. تحدث هذه الأنواع من السرطانات بسبب أخطاء النسخ أثناء تكرار الحمض النووي والتي تسببها التغيرات في قواعد بيريميدين. تم العثور على أن السبب النهائي لهذه الآلية بأكملها هو التعرض الطويل للأشعة فوق البنفسجية. وتشير التقديرات إلى أن هناك زيادة بنسبة 2٪ في حدوث هذه السرطانات بنسبة 1٪ استنفاد طبقة الأوزون. يؤثر التعرض للأشعة فوق البنفسجية على الرئتين. التهاب الشعب الهوائية وانسداد الرئتين وانتفاخ الرئة والربو كلها يمكن أن تنتج عن التعرض للأشعة فوق البنفسجية.