آلودگی هوا

سخنرانی آقای دکتر غیاث الدین
تاریخ: 5 آبان ماه 1375

تعریف آلودگی هوا:
عبارتست از وجود یک یا چند ماده آلوده کننده در هوا که به نحوی از نظر غلظت و مدت دوام و حضورش در هوا طوری باشد که برای انسان، حیوان، گیاه و اشیاء مضرّ بوده و یا به نحوی مخل آسایش و رفاه انسان باشد.
در این تعریف بر دو کلمه تکیه شده است که عبارتند از غلظت و مدت. تمام سمومی که انسان با آنها مواجه است، بستگی به مقدار و مدت زمان تماس سم دارد، چه به صورت غلظت زیاد ـ زمان کم، و یا غلظت کم ـ زمان زیاد، که این دو با هم ارتباط دارند. آلودگی هوا یعنی هر چیزی که غیر از ترکیب طبیعی در هوا وجود دارد. در اطراف کره زمین جوی به همراه زمین آفریده شده که مرتباً از زمان خلقت دستخوش تغییر شده است و این تغییر را آلودگی تلقی می کنیم چراکه ترکیب طبیعی هوا عبارتست از حدود 20% اکسیژن، 9/78% ازت، 9/0% آرگون و ما بقی گازهای بسیار نادری مانند گزنون، نئون، رادون، هیدروژن و هلیم که در حد چند هزارم درصد یا PPB هستند. حال اگر هر چیز غیر از این ترکیب طبیعی را آلودگی فرض می کنیم به این معنی است که باید تمام فعالیت های خود را متوقف کرده و به زندگی اولیه بشر برمی گشتیم ولی چون تسهیلاتی در زندگی بشر پیدا شده که نمی توان آن را از زندگی حذف کرد، بنابراین برای اینکه فعالیت های صنعتی به جریان بیفتد، مقداری از آلودگی را پذیرفته ایم ولی این آلودگی نباید در حدی باشد که برای زندگی انسان و همچنین برای محیط زیست آن خطرناک شود.

دو منبع برای آلودگی هوا وجود دارد:
1- منابع طبیعی 2- منابع مصنوعی
منابع طبیعی: هر چیزی که انسان در آن دخالتی ندارد و موادی است که در زندگی انسان تاثیر دارد نظیر گازهای آتشفشانی و یا گازهای گوگردی و کلر، متان، منو اکسید کربن و CO2 که در اثر تخمیر مواد در طبیعت تولید می شوند. همچنین گرده گیاهان که آلرژی زا هستند. انسان نه می تواند کار زیادی برای منابع طبیعی بکند و نه چندان مهم است چون دوره کوتاهی دارد و جزئی از چرخه طبیعت هستند.
منابع مصنوعی: آن دسته منابع است که انسان در آنها دخالت و دست دارد که شامل دو گروه عمده هستند که عبارتند از منابع سیّار و منابع ثابت.
منابع سیّار: کل صنعت حمل و نقل را شامل می شود نظیر هواپیما، کشتی، و اتومبیل که سوخت مصرف می کند و سوخت عمده کنونی سوخت های فسیلی است و سایر سوخت ها نظیر خورشیدی و بادی که هنوز دور نمایی بیش نیستند.
منابع ثابت: شامل خانگی، تجاری، صنعتی است. منابع خانگی شامل آبگرمکن، بخاری، شوفاژ. منابع تجاری نیز نظیر خانگی است ولی در ابعاد گسترده تر. منابع صنعتی دو منبع عمده آلودگی هوا دارند که یکی مصرف سوخت آنها و دیگری فرایند صنعتی است. سوخت در اینجا عمدتاً شامل کربن و هیدروژن به صورت Cx Hg یا Cn Hn است که باید با اکسیژن (O2) ترکیب شود و بسوزد که در نهایت H2O+CO2 می دهد، که از نظر شیمیست ها سوختی ایده آل است ولی هرگز چنین اتفاقی نمی افتد. شاید بتوان گازها و یا گاز مایع را این چنین سوزاند ولی سایر سوخت های مایع و جامد نظیر ذغال سنگ را نمی توان طوری سوزاند که حاصل آن فقط دی اکسید کربن و آب باشد. معمولاً در این سوخت ها علاوه بر CO2 ، Co H2O ، HC ، NO و NO2 (ناشی از ترکیب اکسیژن و نیتروژن در دمای احتراق در محیط درون کوره ها) و یا به فرض اگر بنزین بسوزد فرمالدئید و فنول که ترکیبات نسوخته هستند تولید می شود، به اضافة یک سری ناخالصی ها نظیر گوگرد که در اثر سوختن SO2 و SO3 تولید می شود. در کل CO2 و H2O ضرر چندانی برای محیط زیست نداشته و CO2 برای فتوسنتز گیاهان ضروری است ولی به علت اثر گلخانه ای و تغییر اقلیم، تولید و انتشار آن باید به حداقل برسد. از سوئی منو اکسید کربن ( CO ) یک ماده کاملاً سمی است که به مقدار بسیار کم باعث خفگی در انسان و یا ایجاد سر درد و سایر علائم می شود و با تغییر فرمی که هیدروکربن ها به دنبال احتراق ایجاد می کنند ممکن است به فرم تغییر پلی سیکلیک آروماتیک باشد نظیر بنزاپیرین و خیلی ترکیبات دیگر در این گروه که سرطان زایی آنها به اثبات رسیده و عمدتاً از سوخت بنزین تولید و منتشر می شود. ترکیبات نیتروژن و گوگرد نیز سمی هستند.
علاوه بر سوخت، این صنایع فرایندی هم دارند که به آن فرایند تولید محصول گویند. بسته به نوع ماده خام اولیه و محصولی که تولید می شود و محصولات بینابینی، مقداری از این مواد وارد هوا شده و آلودگی ایجاد می کند. به فرض در صنعت سیمان، به عنوان ماده خام، سنگ، آهک و گچ وجود دارد که این مواد ابتدا باید آسیاب شوند که طی این فرایند این مواد با هم مخلوط و مواد بینابینی ایجاد می کنند که وارد هوا می شود. سپس در کوره ای پخته می شود و در نهایت بسته بندی می شود و در تمام این فرایند گرد و غبارهای آلوده کننده وجود دارد. سنگ به کار رفته نیز دارای سیلیس است که برای انسان مضر می باشد.
در صنعت ذوب فلزات (نظیر آهن و مس) نیز سنگ معدن این فلزات باید از معادن حمل شود که مقداری گرد و غبار تولید می کنند و سپس در کوره های ذوب، محصولات جامد و گازی خواهیم داشت.
بحثی پیرامون برخی مفاهیم:
به طور کلی موادی را که بالاتر از درجه بحرانی هستند گاز، و پایین تر از درجه بحرانی را بخار گویند. در مجموع گاز و بخار موادی هستند که مولکول ها ی گسترده و از هم پراکنده دارند و در هر جا و ظرفی که قرار بگیرند کل ظرف و محل را اشغال می کنند یعنی یک گرم و یا یک کیلوگرم گاز به یک اندازه فضای اتاقی را پر می کنند. در صورتی که در مورد مایعات و جامدات حتماً باید به اندازه حجم اتاق مایع یا جامد وارد کنیم.
درجه حرارت بحرانی: درجه ای است که حالت بخار را به گاز تغییر می دهد.
بخار: موادی که معمولاً در دمای معمولی (c 250 ) هم به فرم بخار پیدا می شوند و هم به صورت مایع به آن بخار گویند، نظیر آب که همزمان به فرم مایع و گاز دیده می شود ولی اکسیژن را نمی توان به صورت مایع هم دید مگر اینکه تحت شرایط خاصی آن را مایع کنیم. تعریف دیگر اینکه گازها می توانند جانشین شوند و تمام فضا را اشغال کنند و جای گازهای دیگر را بگیرند.
به طور مثال اگر در محیطی گاز ازت وارد شود می تواند به فرض اکسیژن را خارج و جای آن را بگیرد و درصد حجم اکسیژن را کاهش دهد. ولی بخارها زمانی به حد اشباع می رسند که بیش از آن محیط دیگر نمی تواند بخار را بپذیرد و بر حسب دمای محیط بخار بیشتر به مایع تبدیل می شود. اگر دمای بخار آب را کاهش دهیم یا فشار آن را بیشتر کنیم تبدیل به مایع می شود که این هم یک راه شناسایی است. به طور مثال در کمپرسورهایی که لاستیک ماشین را باد می کنند، در محیط هایی که رطوبت بالاست روزی چند بار باید این مخزن را پر کنند تا بخار آبی که با فشار مخزن مایع شده، خارج شود. در صورتی که گازهای هوا (اکسیژن و ازت) مایع نشده اند.برای اینکه گازی را مایع کنیم هم باید دما را کاهش داده و هم فشار را افزایش دهیم، چون وقتی فشار افزایش می یابد، دمای گاز هم بالا می رود و مانع مایع شدن گاز می شود. گاز مایعی که در منازل مصرف می شود به همین طریق به وجود آمده در حالی که اگر بخواهیم بخار آب را مایع کنیم فقط کافی است دمای آن را بگیریم.
تعریف میست ( Mist ): ذرات قابل رویت و درشت مایع هستند، به طور مثال اسپری هایی که مصرف می شوند.
گرد و غبار: ذرات جامدی هستند که در اثر فعالیت های مکانیکی به وجود می آیند، به طور مثال فرسایش زمین، حرکت کامیون ها و چرخ دنده ها و آسیاب که تولید گرد و غبار می کند.
دود: ذرات کربن سوخته یا نسوخته در محیط گازی شکل است.
مواد آلاینده شامل: جامد، مایع، گاز و بخار است.

اثرات فیزیولوژیکی سموم شامل:
1- خفه کننده ها به دو فرم ترکیبی مانند CO و CO2 و ساده نظیر N2 و He هستند.
2- تحریک کننده ها بر روی مجاری فوقانی تنفسی نظیر SO2 و مجاری تحتانی تنفسی نظیر اثر گاز NO2 و کلر.
3- سموم: اثرات آن به صورت رخوت و سستی تا بی هوشی و مرگ است و شامل فلزات سنگین و هیدروکربن ها است که وارد ریه شده و جذب و ایجاد سرطان کبد (نظیر بنزن) و یا سرطان مثانه می کنند. رابطه آلودگی هوا و سرطان ها منحصر به سرطان ریه نمی شود بلکه سرطان معده، کبد و مثانه هم مطرح است. به عقیده بسیاری از محققین رابطه آلودگی هوا با سرطان معده و مثانه بسیار محتمل تر است تا رابطه آلودگی هوا با سرطان ریه، چون ریه در معرض دود سیگار قرار می گیرد که در ایجاد سرطان ریه بیشتر مؤثر است.
4- سموم اعصاب یا مواد مخدر که در این گروه حلال های آلی قرار دارند نظیر کلروفرم، اتر، استن، تینر،که روی سلسله اعصاب مرکزی اثر گذاشته و سبب تخدیر اعصاب، رخوت، بی هوشی و حتی مرگ می شوند (اتر و کلروفرم در بی هوشی مورد مصرف داشته اند).
5- مواد حساسیت زا و آلرژی زا نظیر گرده های گیاهان و برخی مواد شیمیایی که در پوست، چشم و سایر ارگان های بدن ایجاد حساسیت می کنند.
سهم آلاینده های عمده هوا از منابع طبیعی و صنعتی:
سهم برخی مواد در منابع طبیعی بیشتر است، نظیر CO2 ولی CO عمدتاً از منابع صنعتی است و CO2 تقریباً از دو منبع به طور مساوی تولید می شود. اکسیدهای ازت عمدتاً از منابع مصنوعی است و ذارت معلق از هر دو منبع است.
نوع و سهم منابع صنعتی:
نیروگاه های حرارتی که 27% از آلودگی را تولید می کنند. صنایع آهن و فولاد 24% ، صنایع فلزی غیر آهنی 9/10% ، صنایع نفت 5/15% ، حمل و نقل 3/13% ، صنایع ساختمان سازی 1/8% و صنایع شیمی 3/1% . بنابراین این نیروگاه های حرارتی در سطح جهانی بیشترین سهم آلودگی را دارند.
در شهر تهران مطالعات متعددی انجام شده است. در مورد سهم منابع صنعتی آلوده کننده که وسایل نقلیه 80 ـ 60 % از آلودگی هوا را بر عهده دارند و در اینجا صنایع نقش کمتری داشته و مسئول عمده آلودگی هوا، حمل و نقل است. صنایع 30 ـ 10% و خانگی و تجاری 15 ـ 10% سهم دارند.
آلوده ترین ساعات، 8 تا 11 صبح و 4 تا 8 بعد از ظهر است که مربوط به ترافیک است. آلوده ترین مکان ها، میدان شوش، میدان امام، بوذرجمهری، میدان امام حسین و بهارستان است.سرعت اتوبوس شهری 15 کیلومتر در ساعت و اتومبیل های شخصی 25 کیلومتر در ساعت است.
مقایسه ای بین آلودگی هایی که از اتومبیل های بنزینی و دیزلی ایجاد می شود، انجام شده است. اکسیدهای ازت 5/13 گرم در هر لیتر بنزین تولید می شود و این رقم برای موتورهای دیزلی 27 گرم است. هیدروکربورها برای بنزینی 63 و برای دیزلی 24 است. منواکسیدکربن 350 برای بنزینی و 2/7 برای دیزلی است. اتومبیل های بنزینی مسئول تولید منواکسیدکربن هستند. در صورتی که موتورهای دیزلی مسئول انیدرید سولفور هستند و همین طور ذرات و اکسیدهای ازت ذرات تولید شده از موتورهای بنزینی 3/1 و دیزلی 3/13 و انیدرید سولفور به ترتیب 5/1 و 8/16 هستند.
در صورتی که دو یا سه شکل آلودگی هوا با هم وجود داشته باشد، اثر تشدید کنندگی وارد قسمت های تحتانی نمی شود ولی اگر ذرات هم وجود داشته باشد، چون گازها جذب سطح ذرات می شوند و به همراه ذرات تا عمق ریه رفته و ایجاد التهاب می کند که شدت بیشتری دارد.
بنابراین استانداردی برای وجود همزمان ذرات معلق و گازها وجود دارد و بسیاری از حالات حاد آلودگی هوا که در دنیا پیش آمده و ثبت شده به فرض در سال 1952 در لندن 4000 مرگ و میر داشته، ثابت شد که وجود توأم ذرات معلق و SO2 باعث این آلودگی شده است. آلودگی هوا در هوای آزاد معمولاً به آن حد نمی رسد که باعث مرگ فرد سالمی گردد بلکه افرادی که زمینه بیماری دارند ( نظیر بیماران ریوی، قلبی عروقی، اطفال یا افراد پیر ) بیماریشان تشدید شده و دچار مرگ می شوند.
غلظت آلودگی را بر حسب میلی گرم در متر مکعب و یا ppm (part per million) محاسبه می کنند که نسبت به حجم هوا که هر چقدر کوچکتر باشد، آلودگی بیشتری را باعث می شود.

بررسی اثرات گازها و ذرات معلق بر بدن:
سرب : اثر روی سلسله اعصاب و مفاصل و از طریق غذا و گوارش و هم مستقیم از طریق ریه وارد بدن می شود.
NO2 : اثر روی اعمال ریه به شکل آسم.
CO : اثر روی هموگلوبین خون.
یکی دیگر از آلاینده ها بنزاپیرن است که مواد نفتی ممکن است 16-5% از این ماده را دارا باشند و از این میان بنزین بیشتر مسئول تولید آن است. در بخار آب تا حدی حل و به صورت مایع تنفس می شود و اثر آن بر بدن به صورت لنفوم و لوسمی بروز می کند. بنزین حدود 3% بنزن دارد. منشاء آن پلی سیکلیک آروماتیکها هستند که سرطانزا هستند نظیر بنزاپیرن. این ماده از احتراق سوخت اتومبیل تولید می شود. سرطان پوست ابتدا در کارگران دودکش پاک کن در انگلستان شرح داده شده است.
آزبست : پنبه کوهی یا پنبه معدنی به عنوان ماده افزودنی به سیمان و در ورقه ها و لوله های ایرانیت و در عایق کاری (در مقابل آتش، حرارت)، در موکتهای خانگی، در لنت ترمز و کلاج دنده ها به کار می رود. با هر ترمز مقداری الیاف آزبست وارد هوا می شود. عارضه سرطان زایی آزبست در دنیا مسجّل شده و در بسیاری کشورها مصرف آن ممنوع شده است. سه نوع قهوه ای و سفید و آبی دارد که نوع آبی آن از همه خطرناک تر است.
به طور کلی جذب ذرات در بدن و رسوب آنها در ریه بستگی به اندازه ذرات دارد. ذرات ریز کوچکتر از 5/2 میکرون در آلوئول های ریه رسوب می کنند ولی تعدادی از ذرات کوچکتر از 10 میکرون هم تا عمق وارد می شوند. ذرات زیر میکرون از جدار ریه گذشته، وارد گردش خون شده و در عضو دیگر اثر می گذارند.
ذرات درشت تر به وسیله مجاری فوقانی تنفس گرفته می شود و به آلوئول ها نمی رسد و در بینی و حلق و حنجره رسوب می کنند. ذرات وقتی وارد بدن می شوند با مکانیزم های دفاعی بدن مواجه می شوند که اولین آنها موهای داخل بینی است. ترشحات مرطوب مخاط و تاژک های مخاط برنشها که حرکات از پایین به بالا دارند نیز از مکانیزم های دفاعی خروج ذرات است.
کار تحقیقاتی در مورد رابطه منواکسیدکربن در هوای تهران با مرگ و میرهای ناشی از سکته های قلبی انجام شده است که نشان می دهد وقتی منواکسیدکربن افزایش یافته آمار سکته های قلبی نیز رو به ازدیاد گذاشته است.

اثرات آلودگی ها بر روی گیاهان:
در قسمت تحتانی برگ روزنه هایی به نام Stomata وجود دارد که اطراف آن سلول هایی محافظ به نام Gard Cell وجود دارد و این روزنه ها مسئول تنفس گیاه و کربن گیری هستند. وقتی آلودگی هوا زیاد باشد، این سلول های محافظ باعث بسته شدن روزنه ها می شود و در نتیجه تنفس کاهش پیدا می کند. وقتی آلودگی هوا از حدی بگذرد، دیگر این سلول های محافظ کارآیی نداشته و هر آلاینده ای وارد برگ می شود. هر کدام از این آلاینده ها نیز الگوی خاصی را از نظر سوختگی در برگ به وجود می آورد و برگ هم اولین جایی است که در آلودگی هوا صدمه می بیند و صدمات برگ به قسمت های دیگر گیاه از جمله باروری گیاه، کیفیت و کمیت محصول گیاه منتقل می شود. به طور مثال در مورد SO2 سوختگی ابتدا به صورت بی رنگ شدن یا دکلورفیلد شدن در اطراف گلبرگها دیده می شود و بعد به تدریج سلولهای اطراف رگبرگ از بین می رود و تا آخرین مراحل رگبرگ کلروفیل خود را حفظ می کند. ولی هر برگی که به این شکل در آمد را نباید به SO2 ربط داد بلکه می تواند علل دیگر از جمله کم آبی و بی غذایی یا عفونت های ویروسی یا حشرات در آن دخیل باشد. برای آزمایشات تأییدی دو کار می توان انجام داد که بهتر است هر دو کار صورت گیرد:
1- بررسی و اندازه گیری غلظت آلاینده مشکوک در هوا
2- آنالیز خود برگ از نظر وجود آن ماده
اگر اُزن در هوا زیاد باشد، در سطح فوقانی برگ لکه هایی مشاهده می شود. اگر کلر در هوا وجود داشته باشد، رگبرگ و بیشتر حاشیه برگ خشک و نکروزه می شود. اگر اکسیدان ها در هوا وجود داشته باشد مانند PAN ( پر اکسی استیل نیترات ) و سایر اکسیدان های نور شیمی، سطح زیرین برگ بیشتر رنگ نقره ای و سفید پیدا می کند.
برای مبارزه با آلودگی هوا چه باید کرد؟
برنامه ریزی استراتژی قابل قبول با درنظر گرفتن جمیع جهاتش (یعنی جوانب سیاسی، اجتماعی و اقتصادی مسئله) و تنظیم طرحی کامل که غلظت آلودگی هوا را در شهرهای آلوده نظیر تهران در حد قابل قبول پایین آورده و در این حد نگهداری کند. این طرح 4 اصل دارد:
الف: استراتژی های مدیریت کیفیت هوا شامل قوانین و استانداردها
ب: استراتژی استانداردهای انتشار که برای منابع به کار می رود. منظور از استانداردهای انتشار این است که به فرض حد مجاز خروج گاز از یک دودکش سنجیده می شود که چقدر باید باشد، که یا بر اساس ppm و یا میلی گرم در متر مکعب و یا بر اساس میزان محصولی که تولید می شود و یا مواد خاصی که مصرف می کند، محاسبه می گردد. استانداردهای انتشار را در حال حاضر بیشتر بر اساس توناژ مواد خام یا توناژ محصول تولیدی تعریف می کنند و کارخانه ای که محصول بیشتری تولید می کند، مجاز است که آلودگی بیشتری هم تولید کند.
ج: استراتژی های اقتصادی
د: بررسی اثرهای سود و زیان، که اگر روش های مختلفی برای مبارزه با آلودگی هوا وجود داشته باشد با همدیگر مقایسه کرده و روش مناسب تر را انتخاب می کنند و تنها به مسئله ارزان تمام شدن اهمیت نمی دهند.
راه حل های موجود:
1- اعمال مدیریت صحیح که دارای قوانین و مقررات بوده و مسائل شهر سازی مطرح است که با توپوگرافی و هواشناسی منطقه، فضایابی های شهر و مکان های استقرار فعالیت های مختلف در شهر طوری انتخاب شود که آلودگی کمتر ایجاد شود، به فرض در شهر تهران وقتی باد از غرب به شرق می وزد یا از جنوب غربی به شمال شرقی، پس درست نیست که صنایع آلوده کننده در غرب و جنوب تهران قرار گیرد، چون آلودگی به مرکز شهر آورده می شود.
2- خیابان بندی و ارتفاع ساختمان ها می تواند به تهویه یک شهر کمک کند. در شهری مثل تهران که باد و باران که عوامل طبیعی پاک کننده آلودگی هوا هستند کمتر روی می دهد اگر فکر می شد و کُریدورهایی را به وجود می آوردند که به علت تغییر دمای شرق و غرب و شمال و جنوب تهران می توانست جریان هوا را در این کریدورها به جریان درآورد، آلودگی را تا حدی کاهش می داد. منظور از کریدورها، خیابان ها است که از نظر وسعت و جهت قرارگیری به روش صحیح ساخته و طراحی شود.
اینها راه حل های مدیریتی است که از روز اول در تهران به کار برده نشده است و تنها به تسهیلات اندیشیده شده است. اولین اتوبان تهران و ایران، اتوبان کرج است و در نتیجه صنایع در آنجا متمرکز شدند. به دلیل دسترسی به جاده اولین برق ارزان قیمت از سد کرج و اولین لوله آب فراوان از کرج بوده است و طرح جامعی هم وجود نداشته که مشخص کند جای صنایع در اینجا نیست. یا کوره های آجرپزی هم به طور عمده در جنوب تهران قرار دارد و چون شهرسازی گسترش یافته و مسکونی شده، دیگر محل مناسبی برای صنایع نیست.
3- مسائل تکنولوژی: همان تکنولوژی که آلودگی را ایجاد کرده، چاره ساز هم خواهد بود. وسایل از بین برنده آلودگی هوا وجود دارد. به فرض در مورد اتومبیل در حال حاضر مبدل کاتالیستی است که منو اکسید کربن را به دی اکسید کربن اکسیده می کند و اکسیدهای ازت را به ازت و اکسیژن طبیعی هوا تجزیه می کند و هیدروکربورها را اکسیده می کند. شهرهای بزرگ دنیا نظیر لندن و پاریس که بسیار آلوده بوده اند در حال حاضر بسیار بهتر شده اند و همین طور در شهر توکیو. برای صنایع هم تکنولوژی مبارزه با آلودگی وجود دارد. برای گرد و غبار چندین وسیله وجود دارد از جمله اسکرابر، الکتروفیلتر، فیلترهای پارچه ای و الیافی، اطاقک رسوب دهی، سیکلون.
لایه اُزن:
در ارتفاع بالا ( حدود 25-15 کیلومتری از سطح زمین ) لایه اُزن قرار گرفته است و بالاتر از آن خورشید است که طیفی از اشعه ها با طول موج های متفاوت را به زمین می رساند. در بین این اشعه ها، اشعه فرابنفش یا ماوراء بنفش است که به سه نوع A,B,C است، و بعد از آن اشعه های مرئی تا قرمز و پس از آن اشعه مادون قرمز قرار دارد. هر قدر به سمت اشعه های مادون قرمز می رویم انرژی حرارتی بیشتر، و هر قدر به سمت اشعه ماوراء بنفش می رویم، انرژی جنبشی یا حرکت مولکول ها بیشتر می شود. خاصیت جذب اشعه فرابنفش اُزن زیاد است و بیشترین ضرر را اشعه ماوراء بنفش B دارد که اتفاقاً لایه اُزن جاذب این اشعه است. ( اشعه فرابنفش B در طیف طول موج 320-280 نانومتر قرار دارد. )
موادی هستند که می توانند اُزن را از بین ببرند. اشعه ماوراء بنفش A از لایه اوزن عبور می کند و وقتی به سطح زمین می رسد بر روی هیدروکربن ها و SO2 و حتی NO2 اثر می گذارد و یک چرخه فتوشیمیایی را به وجود می آورد که در واقع یک سری جدید از آلاینده ها را تولید می کند که به آن اکسیدان های فتوشیمیایی گویند نظیر اسماک فتوشیمیایی، پر اکسی استیل نیترات (PAN ) و غیره. اشعه B و C در لایه اوزن جذب می شوند.
حال اگر این اشعه ماوراء بنفش به سطح زمین برسد مشکلاتی را به وجود می آورد از جمله:
1- از بین بردن زنجیره غذایی، به عبارتی فیتوپلانکتون ها را از بین می برد که اولین زنجیره غذایی برای موجودات زمین هستند.
2- اثر بر روی سلامت انسان و به طور عمده سرطان پوست که از عوارض ثابت شده و مشخص اشعه ماوراء بنفش است. اثر دیگر بر روی سیستم ایمنی و همین طور اثر بر عدسی چشم که آب مروارید و کاتاراکت ایجاد می کند.
3- اثر بر روی آب و هوا، هم بر روی بارندگی و هم گرمایش کرة زمین، و باعث افزایش گرمای زمین می شود.
از سویی مکانیزمی وجود دارد که در تولید ابر و بارندگی حاکم است. به این صورت که بخار آب به سمت بالا رفته و به لایه ازون برخورد می کند که این لایه به دلیل جذب اشعه، گرمتر از لایه پایینی خود است و سپس برگشته و به لایه استراتوسفر می رود و از آنجا بر می گردد به تروپوسفر که در دمای 40-30 درجه زیر صفر است که متراکم شده و تشکیل ابر را می دهد و ایجاد بارندگی می کند. از بین رفتن لایه ازون در برخی نقاط باعث خشکی و تراکم آن و در جاهای دیگر باعث بارندگی بیش از حد می شود. این تغییر اقلیمی که به وجود آمده به دلیل نازک شدن و یا سوراخ شدن لایه ازون در برخی نقاط است.
4- اثر بر روی گیاهان: این وضعیت به طور کلی بر روی اکوسیستم اثر می گذارد.
چه عواملی باعث از بین رفتن لایه اُزن می شود؟
گروهی از ترکیبات به اسم CFC ( کلرو فلوئوروکربن ) هستند که به علت کاربرد زیاد در صنعت مصرف بسیاری پیدا کرده اند. آنها سمّی و یا قابل اشتعال نیستند. دوام زیاد دارند و حلال های خوبی هستند و برای کارگرانی که با آنها کار می کنند، ضرر حادّی ندارند. جذب حرارت آنها بسیار خوب است.
موارد مصرف آنها در یخچال و صنایع تبریدی، تولید ابر و اسفنج، در حلال ها، اسپری ها، عطرها و غیره است. به علت دوام زیاد، عناصری پایدار با طول عمر حدود 150-100 سال هستند و به مرور زمان به طبقات بالای جوّ و استراتوسفر رفته و با لایه اُزن وارد فعل و انفعالاتی می شوند به طوری که وقتی به این لایه رسیدند در اثر اشعه ماوراء بنفش در این منطقه شکسته شده و یک کلر آزاد می کنند. سپس این کلر با اُزن ترکیب و تولید O2 و منو اکسید کلر می کند، که منو اکسید کلر باز شکسته و یک کلر آزاد کرده که مجدداً با مولکول اُزن دیگری ترکیب می شود و به این ترتیب یک مولکول می تواند تا صد هزار مولکول اُزن را از بین ببرد تا زمانی که یا به طریقی از بین برود یا از محیط خارج و به تروپوسفر برود.