الحياة بصحةٍ جيدة الأوزون: درع واقٍ وغاز مُهيج في نفس الوقت

الأوزون (O₃) غاز عديم اللون وسام. يتكون الأوزون من ثلاث ذرات أكسجين، بينما يتكون الأكسجين في الهواء (O₂) من ذرتين. وبخلاف الأكسجين، فقد يكون التعرض المباشر للأوزون ضارًا بالبشر.

تجدر التفرقة بين الأوزون في الغلاف الجوي وبالقرب من الأرض. ففي حين أن الأوزون ضار بالصحة بالقرب من سطح الأرض، فإن الأوزون المتواجد على مسافة 10 كيلومترات - في طبقة الستراتوسفير - له وظيفة مهمة للغاية: طبقة الأوزون تحمي الأرض، وبالتالي تحمي البشر أيضًا من الأشعة فوق البنفسجية الضارة ذات الطاقة العالية التي تنتجها الشمس. ودون هذه الطبقة الواقية، ستكون أشعة الشمس الواقعة على الأرض قوية لدرجة تجعل الحياة عليها مستحيلة.

ويمكن لبعض الملوثات، وأبرزها مركبات الكربون الكلورية الفلورية (CFC)، أن تلحق الضرر بطبقة الأوزون، مما يؤدي إلى حدوث ثقب في طبقة الأوزون. وعندئذٍ، يصل المزيد من الأشعة فوق البنفسجية إلى الأرض، مما يُعرض الأشخاص لضربات الشمس بسرعة أكبر ويَزيد خطر الإصابة بسرطان الجلد. يمكن أيضًا أن تتضرر العيون بسبب التعرض المكثف لأشعة الشمس.

الأوزون بالقرب من الأرض يعتبر مكونًا رئيسيًا لما يسمى "الضباب الدخاني الصيفي". حيث يتكون الأوزون في الفترات التي تكون فيها أشعة شمس شديدة بسبب العمليات الكيميائية من ملوثات الهواء، مثل أكاسيد النيتروجين والمركبات العضوية المتطايرة.

وتنتج هذه الملوثات بشكل أساسي بسبب البشر، وبشكل رئيسي جراء حركة المرور على الطرق واستخدام المذيبات، مثلاً في الدهانات والورنيش والمواد اللاصقة ومنتجات التنظيف. مع ذلك، تُطلق بعض هذه المركبات العضوية المتطايرة أيضًا من خلال عمليات طبيعية.

لكي يتكوّن الأوزون على مستوى الأرض، يجب توافر شرطين:

• وجود ملوثات معينة في الهواء
• التعرض لأشعة الشمس الشديدة

وبالتالي، قد يتراكم الأوزون في الطبقات السفلية من الهواء خلال الفترة التي يكون فيها الطقس معتدلًا لفترة طويلة.

متى يكون تكوّن الأوزون مرتفعًا؟

عادة ما يكون تركيز الأوزون أعلى من شهر مايو إلى سبتمبر. إلا أن ذلك يعتمد أيضًا على وقت اليوم: يبدأ تكوّن الأوزون في الصباح، لذلك يوجد معظم الأوزون بين الساعة 14 و17. تحلله ليلًا من خلال تفاعلات كيميائية طبيعية. هذا يعني أن تلوث الأوزون يكون في أدنى مستوياته في ساعات الصباح الباكر.

أين يوجد أعلى تركيز للأوزون؟

بخلاف ما هو شائع، لا تتكون أعلى تركيزات للأوزون في المدينة التي يتم فيها إنتاج معظم ملوثات الهواء، بل في الضواحي والمناطق الريفية. أحد أسباب ذلك هو احتواء عوادم المركبات، وخاصة في المدن، على أول أكسيد النيتروجين (NO). يتم تكسير جزء من الأوزون الناتج من ثاني أكسيد النيتروجين (NO₂) مرة أخرى إذا كان أول أكسيد النيتروجين (NO) موجودًا في نفس الوقت.

القيم الحدية والقيم المستهدفة

بالإضافة إلى القيم المتوسطة اليومية والسنوية، يتم أيضًا قياس قيم الذروة (متوسط القيم في الساعة) للأوزون. وهذه القيم لها علاقة خاصة بالصحة. يتم إبلاغ الجمهور عندما يصل متوسط تركيز الأوزون إلى 180 ميكروجرامًا لكل متر مكعب. هذا ما يُعرف بالقيمة الحدية للمعلومات. وتُنشر التوصيات السلوكية عبر وسائل الإعلام. تنطبق هذه التوصيات بشكل خاص على من لديهم حساسية تجاه الأوزون أو يعانون من أمراض سابقة.

عندما يصل متوسط القيمة المقيسة لساعة إلى 240 ميكروغرامًا لكل متر مكعب، فيُشار إلى القيمة الحدية للإنذار. ويتم حث الجمهور حينها على توخي الحذر الشديد. نادرًا ما يتم الوصول إلى القيمة الحدية للإنذار في ألمانيا. 

ومع ذلك، لا يتم الوصول إلى تركيز الأوزون المستهدف في العديد من الأماكن. للحد من تلوث الأوزون، تم وضع هدف موحد طويل المدى لضبط تركيز الأوزون في أوروبا. ويتمثل الهدف في ألا يتجاوز متوسط تركيز الأوزون خلال 8 ساعات 120 ميكروجرامًا لكل متر مكعب لأكثر من 25 يومًا في السنة. 

القيم المقيسة

في ألمانيا، يتم رصد تركيزات الأوزون في حوالي 260 محطة قياس. ولم يتم تجاوز عتبات الإخطار والإنذار إلا بشكل قليل نسبيًا منذ عام 1990 مقارنة بالسنوات السابقة. ويرجع ذلك بشكل أساسي إلى انخفاض ملوثات الهواء التي تساهم في تكوين الأوزون في ألمانيا منذ ذلك الحين.

وعلى خلاف التطور الإيجابي للقيم الحدية للإخطار والإنذار، زادت القيم المتوسطة السنوية إلى حد ما منذ عام 1990. ويمكن ربط ذلك بالتلوث العالمي بملوثات تسبب تكوين الأوزون: في حين أن هذه الملوثات انخفضت في ألمانيا، فإنها تتزايد في جميع أنحاء العالم.

مع فصول الصيف الأكثر حرارةً وزيادة متوسط درجة الحرارة السنوية، أصبح تغير المناخ ملحوظًا في ألمانيا. وتتنبأ النماذج المناخية بزيادة تلوث الهواء في فصول الصيف (الضباب الدخاني الصيفي) بسبب الأوزون. ويساعد ارتفاع درجة حرارة الهواء الذي يستمر لأيام في تكوّن الأوزون. ويرجع ذلك بشكل خاص إلى حقيقة أن العمليات الكيميائية تحدث بشكل أسرع في درجات الحرارة العالية. على سبيل المثال، تطلق الحرارة المزيد من المركبات العضوية المتطايرة، والتي يمكن أن تخلق الأوزون.

في الأيام الحارة، عندما يتم الوصول إلى 30 درجة أو أكثر، يتم تجاوز القيم الحدية للإخطار والإنذار بشكل متزايد. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تمديد "موسم الأوزون" إذا ظل الطقس دافئًا ومشمسًا حتى الخريف.

وبالتالي، قد يؤثر تغير المناخ على صحة الإنسان ورفاهيته ليس فقط من خلال موجات الحرارة والجفاف، ولكن أيضًا من خلال زيادة تركيزات الأوزون.

نظرًا لأن الأوزون يعتبر من الغازات المهيجة، فقد يتسبب في حدوث تهيجات مختلفة. وتشمل هذه التهيجات دموع العيون ومشاكل الجهاز التنفسي مثل السعال والتهاب الحلق والصداع. وتعتمد شدة هذه الأعراض على مدة التعرض للهواء الملوث بالأوزون. إذا تنفس الشخص بصورةٍ أكثر وأعمق أثناء المجهود البدني الثقيل، يدخل المزيد من الأوزون كذلك إلى الرئتين. مما قد يؤدي إلى ضعف وظائف الرئة والأداء المحدود. عادة ما تهدأ هذه الأعراض في غضون 48 ساعة.

حتى الآن، نادرًا ما تصل تركيزات الأوزون في البلاد إلى قيم تهدد الصحة. ومع ذلك، فقد يؤدي ارتفاع درجات الحرارة في المستقبل إلى زيادة تكوّن الأوزون، حيث تتسرب المزيد من المركبات المتطايرة من المذيبات أو البيئة عند درجات حرارة عالية. لذلك، لا يزال من الضروري تقليل تكوّن الأوزون القريب من الأرض قدر الإمكان.

بعض الأشخاص حساسون للغاية للأوزون، ولذلك يجب عليهم التفكير في بعض التدابير لحماية صحتهم ورفاهيتهم، حتى لو كان التعرض للأوزون منخفضًا. ينطبق ذلك، مثلاً، على من يعانون من أمراض الجهاز التنفسي. يجب توفير حماية خاصة للرضّع والأطفال الصغار. على أبعد تقدير، عند الوصول إلى القيمة الحدية للإنذار، يوصى الجميع بتنفيذ الإجراءات التالية:

• تأجيل الجهد البدني، مثل التمارين الرياضية، إلى ساعات الصباح عندما يكون تلوث الأوزون في أدنى مستوياته
• التهوية في المقام الأول في فترات الصباح
• البقاء في الخارج بأقل صورة ممكنة في منتصف النهار وبعد الظهيرة، حيث يكون تلوث الأوزون في أعلى مستوياته في ذلك الوقت

يمكنك العثور على قيم تلوث الهواء المحدثة يوميًا (الأوزون والجسيمات وثاني أكسيد النيتروجين) لمنطقتك على موقع الويب الخاص بوكالة البيئة الاتحادية.