lovesouthernsocial.com

जानिए यह क्या है, कौन सी गैसें प्रभावित करती हैं और ओजोन परत को कब पुन: उत्पन्न होना चाहिए

ओजोन परत क्या है? ग्रह पृथ्वी के स्वास्थ्य के बारे में चिंतित किसी के लिए भी यह एक बहुत ही महत्वपूर्ण प्रश्न है और, परिणामस्वरूप, हमारा। लेकिन इसका उत्तर देने के लिए, आपको सबसे पहले यह समझने की जरूरत है कि वातावरण में कुछ बुनियादी प्रक्रियाएं कैसे काम करती हैं।

रसायन विज्ञान और वायु प्रदूषण से जुड़ी मुख्य पर्यावरणीय समस्याओं में से एक ओजोन परत का ह्रास (या क्षरण) है। निश्चित रूप से आप इस विषय के बारे में पहले ही सुन चुके हैं। ओजोन परत, जैसा कि इसके नाम का तात्पर्य है, पृथ्वी के वायुमंडल की एक परत है जिसमें ओजोन (O3) की उच्च सांद्रता है। सबसे बड़ी सांद्रता पृथ्वी की सतह से लगभग 20 किमी से 25 किमी दूर समताप मंडल में स्थित है। ये सांद्रता उच्च अक्षांशों (ध्रुवों) पर चरम पर होती है और सबसे कम उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में होती है (हालांकि उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में O3 उत्पादन की दर अधिक होती है)।

जैसा कि पहले ही हमारे लेख "ओजोन: बैड मैन या गुड मैन?" में कहा गया है, यह गैस अत्यधिक जहरीले प्रदूषक के रूप में पृथ्वी पर जीवन के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण और आवश्यक दोनों हो सकती है। यह सब उस वायुमंडलीय परत पर निर्भर करता है जिसमें यह है। क्षोभमंडल में, वह एक खलनायक है। समताप मंडल में, एक अच्छा लड़का। इस लेख में, हम समताप मंडल के ओजोन के बारे में बात करने जा रहे हैं, इसके कार्यों, इसके महत्व, इसे कैसे नीचा दिखाया गया है और इसे लगातार होने से कैसे रोका जाए, इसकी ओर इशारा करते हुए।

भूमिकाएँ

स्ट्रैटोस्फेरिक ओजोन (अच्छा आदमी) कुछ तरंग दैर्ध्य पर सौर विकिरण को फ़िल्टर करने के लिए जिम्मेदार है (सभी पराबैंगनी बी विकिरण को अवशोषित करता है, जिसे यूवी-बी कहा जाता है और अन्य प्रकार के विकिरण का एक हिस्सा) कुछ प्रकार के कैंसर पैदा करने में सक्षम है, जो सबसे खराब है मेलेनोमा। इसमें पृथ्वी को गर्म रखने, ग्रह की सतह पर उत्सर्जित होने वाली सभी ऊष्मा को नष्ट होने से रोकने का कार्य भी है।

ओजोन परत क्या है?

ओजोन परत, जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, एक परत है जो लगभग 90% O3 अणुओं को केंद्रित करती है। यह परत पृथ्वी पर जीवन के लिए आवश्यक है, क्योंकि यह बी प्रकार के पराबैंगनी सौर विकिरण को छानकर सभी जीवित चीजों की रक्षा करती है।ओजोन अपनी ऊंचाई के आधार पर अलग तरह से व्यवहार करता है। 1930 में, सिडनी चैपमैन नामक एक अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी ने चार चरणों के आधार पर समताप मंडल के ओजोन के उत्पादन और क्षरण की प्रक्रियाओं का वर्णन किया: ऑक्सीजन का फोटोलिसिस; ओजोन उत्पादन; ओजोन खपत मैं; ओजोन खपत II।

1. ऑक्सीजन फोटोलिसिस

सौर विकिरण एक O2 अणु से टकराता है, इसके दो परमाणुओं को अलग करता है। दूसरे शब्दों में, यह पहला चरण उत्पाद के रूप में दो मुक्त ऑक्सीजन परमाणु (O) प्राप्त करता है।

2. ओजोन उत्पादन

इस चरण में, फोटोलिसिस में उत्पादित प्रत्येक मुक्त ऑक्सीजन (O) एक O2 अणु के साथ प्रतिक्रिया करता है, एक उत्पाद के रूप में ओजोन अणु (O3) प्राप्त करता है। यह प्रतिक्रिया एक उत्प्रेरक परमाणु या अणु की मदद से होती है, एक पदार्थ जो प्रतिक्रिया को अधिक तेज़ी से होने देता है, लेकिन सक्रिय रूप से अभिनय किए बिना और अभिकारकों (O और O2) या उत्पाद (O3) से बंधे बिना।

चरण 3 और 4 प्रदर्शित करते हैं कि कैसे ओजोन को विभिन्न तरीकों से अवक्रमित किया जा सकता है:

3. ओजोन खपत I

उत्पादन चरण में गठित ओजोन को सौर विकिरण की क्रिया द्वारा फिर से एक O और एक O2 अणु में अवक्रमित किया जाता है (जब तरंग दैर्ध्य की उपस्थिति में 400 नैनोमीटर से 600 नैनोमीटर तक होती है)।

4. ओजोन खपत II

एक और तरीका है कि ओजोन (O3) का क्षरण मुक्त ऑक्सीजन परमाणुओं (O) के साथ प्रतिक्रिया के द्वारा होता है। इस तरह, ये सभी ऑक्सीजन परमाणु एक उत्पाद के रूप में दो ऑक्सीजन अणु (O2) उत्पन्न करते हुए पुनर्संयोजन करेंगे।

लेकिन फिर, अगर ओजोन का उत्पादन और क्षरण होता है, तो ओजोन परत को क्या बनाए रखता है? इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, हमें दो महत्वपूर्ण कारकों पर विचार करना चाहिए: अणुओं के उत्पादन/विनाश की दर (जिस गति से वे उत्पन्न और नष्ट होते हैं), और उनका औसत जीवनकाल (किसी भी यौगिक की एकाग्रता को आपके प्रारंभिक के आधे तक कम करने के लिए आवश्यक समय) एकाग्रता)।

अणुओं के उत्पादन/विनाश की दर के संबंध में, यह पाया गया कि चरण 1 और 4 प्रक्रिया के चरण 2 और 3 की तुलना में धीमे हैं। हालाँकि, जैसा कि सब कुछ ऑक्सीजन फोटोलिसिस चरण (चरण 1) में शुरू होता है, हम कह सकते हैं कि उत्पन्न होने वाली ओजोन सांद्रता इस पर निर्भर करती है। यह तब बताता है कि क्यों O3 की सांद्रता 25 किमी से ऊपर और कम ऊंचाई पर कम हो जाती है; 25 किमी से अधिक ऊंचाई पर, O2 की सांद्रता कम हो जाती है। निचली वायुमंडलीय परतों में, लंबी तरंग दैर्ध्य प्रबल होती है, जिसमें ऑक्सीजन अणुओं को तोड़ने के लिए कम ऊर्जा होती है, जिससे उनकी फोटोलिसिस दर कम हो जाती है।

इन चरणों की महान खोज के बावजूद, यदि हम केवल इन विनाश प्रक्रियाओं पर विचार करें, तो हम O3 सांद्रता मान प्राप्त करेंगे जो वास्तविकता में देखे गए मूल्यों से दोगुना है। ऐसा नहीं होता है, क्योंकि दिखाए गए चरणों के अलावा, ओजोन रिक्तीकरण के अप्राकृतिक चक्र भी हैं, जो ओजोन क्षयकारी पदार्थों (ODS) के कारण होते हैं: उत्पाद जैसे कि हैलन, कार्बन टेट्राक्लोराइड (CTC), हाइड्रोक्लोरोफ्लोरोकार्बन (HCFC), क्लोरोफ्लोरोकार्बन (CFC) ) और मिथाइल ब्रोमाइड (CH3Br)। जब उन्हें वायुमंडल में छोड़ा जाता है, तो वे समताप मंडल में चले जाते हैं, जहां वे यूवी विकिरण द्वारा विघटित हो जाते हैं, मुक्त क्लोरीन परमाणु छोड़ते हैं, जो बदले में ओजोन बंधन को तोड़ते हैं, जिससे क्लोरीन मोनोऑक्साइड और ऑक्सीजन गैस बनती है। गठित क्लोरीन मोनोऑक्साइड मुक्त ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ फिर से प्रतिक्रिया करेगा, और अधिक क्लोरीन परमाणु बनाएगा, जो ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करेगा, और इसी तरह। यह अनुमान लगाया गया है कि प्रत्येक क्लोरीन परमाणु समताप मंडल में लगभग 100,000 ओजोन अणुओं को विघटित कर सकता है और इसकी शेल्फ लाइफ 75 वर्ष है, लेकिन ओजोन के साथ लगभग 100 वर्षों तक प्रतिक्रिया करने के लिए पहले से ही पर्याप्त निर्वहन हो चुका है। हाइड्रोजन ऑक्साइड (HOx) और नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOx) के साथ प्रतिक्रियाओं के अलावा, जो समताप मंडल O3 के साथ भी प्रतिक्रिया करते हैं, इसे नष्ट करते हैं, ओजोन परत के क्षरण में योगदान करते हैं।

नीचे दिया गया चार्ट ब्राजील में ओडीएस की खपत का इतिहास दिखाता है:

ओजोन क्षयकारी पदार्थ कहाँ हैं और उनसे कैसे बचा जाए?

सीएफसी

क्लोरोफ्लोरोकार्बन क्लोरीन, फ्लोरीन और कार्बन द्वारा निर्मित संश्लेषित यौगिक हैं, जिन्हें कई प्रक्रियाओं में व्यापक रूप से लागू किया गया है - मुख्य नीचे सूचीबद्ध हैं:

• सीएफ़सी-11: पॉलीयूरेथेन फोम के निर्माण में एक विस्तार एजेंट के रूप में, एरोसोल और दवाओं में एक प्रणोदक के रूप में, घरेलू, वाणिज्यिक और औद्योगिक प्रशीतन में तरल पदार्थ के रूप में उपयोग किया जाता है;
• सीएफ़सी-12: उन सभी प्रक्रियाओं में लागू किया गया जिसमें सीएफ़सी-11 का उपयोग किया गया था और एक स्टरलाइज़र के रूप में एथिलीन ऑक्साइड के साथ भी मिलाया गया था;
• सीएफ़सी-113: सटीक इलेक्ट्रॉनिक्स तत्वों में उपयोग किया जाता है, जैसे सॉल्वैंट्स की सफाई;
• सीएफ़सी-114: एक प्रणोदक के रूप में एरोसोल और दवाओं में उपयोग किया जाता है;
• सीएफ़सी-115: वाणिज्यिक प्रशीतन में द्रव के रूप में उपयोग किया जाता है।

यह अनुमान है कि ये यौगिक CO2 (कार्बन डाइऑक्साइड) की तुलना में ओजोन परत के लिए लगभग 15 हजार गुना अधिक हानिकारक हैं।

1985 में, 28 देशों में ओजोन परत के संरक्षण के लिए वियना कन्वेंशन की पुष्टि की गई थी। सीएफ़सी के अनुसंधान, निगरानी और उत्पादन में सहयोग के वादे के साथ, सम्मेलन ने इसके प्रभावों को महसूस करने या वैज्ञानिक रूप से प्रमाणित होने से पहले वैश्विक स्तर पर पर्यावरणीय समस्या का सामना करने का विचार प्रस्तुत किया। इस कारण से, वियना कन्वेंशन को प्रमुख अंतरराष्ट्रीय वार्ताओं में एहतियाती सिद्धांत के आवेदन के सबसे महान उदाहरणों में से एक माना जाता है।

1987 में, चार देशों के 150 वैज्ञानिकों का एक समूह अंटार्कटिका गया और पुष्टि की कि क्लोरीन मोनोऑक्साइड की सांद्रता उस क्षेत्र में ग्रह पर कहीं और की तुलना में लगभग सौ गुना अधिक थी। फिर, उसी वर्ष 16 सितंबर को, मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल ने सीएफ़सी के क्रमिक प्रतिबंध और उन गैसों द्वारा उनके प्रतिस्थापन की आवश्यकता को स्थापित किया जो ओजोन परत के लिए हानिकारक नहीं थीं। इस प्रोटोकॉल के लिए धन्यवाद, 16 सितंबर को ओजोन परत के संरक्षण के लिए विश्व दिवस माना जाता है।

19 मार्च 1990 को ब्राजील में ओजोन परत के संरक्षण के लिए वियना कन्वेंशन और मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल की पुष्टि की गई, उसी वर्ष 6 जून को देश में डिक्री संख्या 99.280 द्वारा प्रख्यापित किया गया।

ब्राजील में, 2010 में सीएफ़सी का उपयोग पूरी तरह से बंद कर दिया गया था, जैसा कि नीचे दिए गए चार्ट में दिखाया गया है:

एचसीएफसी

हाइड्रोक्लोरोफ्लोरोकार्बन कृत्रिम पदार्थ हैं जिनका ब्राजील द्वारा शुरू में कम मात्रा में आयात किया जाता है। हालांकि, सीएफ़सी पर प्रतिबंध के कारण, उपयोग बढ़ रहा है। मुख्य अनुप्रयोग हैं:

निर्माण क्षेत्र

• HCFC-22: एयर कंडीशनिंग और फोम रेफ्रिजरेशन;
• एचसीएफसी-123: अग्निशामक यंत्र;
• HCFC-141b: फोम, सॉल्वैंट्स और एरोसोल;
• एचसीएफसी-142बी: फोम।

सेवा क्षेत्र

• HCFC-22: एयर कंडीशनिंग रेफ्रिजरेशन;
• HCFC-123: रेफ्रिजरेशन मशीन (चिलर);
• HCFC-141b: विद्युत परिपथों की सफाई;
• एचसीएफसी मिश्रण: एयर कंडीशनिंग कूलर।

पर्यावरण मंत्रालय (एमएमए) के अनुसार, अनुमान है कि 2040 तक ब्राजील में एचसीएफसी की खपत समाप्त हो जाएगी। नीचे दिया गया चार्ट एचसीएफसी के उपयोग में हुए विकास को दर्शाता है:

मिथाइल ब्रोमाइड

यह एक हलोजनयुक्त कार्बनिक यौगिक है, जो दबाव में, एक तरलीकृत गैस है, जिसका प्राकृतिक या सिंथेटिक मूल हो सकता है। मिथाइल ब्रोमाइड जीवित चीजों के लिए बेहद जहरीला और घातक है। इसका व्यापक रूप से कृषि में और संग्रहित सामानों की सुरक्षा में और गोदामों और मिलों की कीटाणुशोधन के लिए उपयोग किया जाता था।

1990 के दशक के मध्य से ब्राजील में पहले से ही मिथाइल ब्रोमाइड की अपनी आयात मात्रा जमी हुई थी। 2005 में, देश ने आयात का 30% कम कर दिया।

नीचे दी गई तालिका मिथाइल ब्रोमाइड के उपयोग को समाप्त करने के लिए ब्राजील द्वारा निर्धारित कार्यक्रम को दर्शाती है:

एमएमए के अनुसार, मिथाइल ब्रोमाइड का उपयोग केवल संगरोध और प्री-शिपमेंट उपचार के लिए अधिकृत है जो आयात और निर्यात के लिए आरक्षित है।

नीचे, ग्राफ ब्राजील में मिथाइल ब्रोमाइड की खपत का इतिहास दिखाता है:

हेलोन्स

पदार्थ हेलोन कृत्रिम रूप से उत्पादित किया जाता है और ब्राजील द्वारा आयात किया जाता है। यह ब्रोमीन, क्लोरीन या फ्लोरीन और कार्बन से बना होता है। इस पदार्थ का व्यापक रूप से सभी प्रकार की आग के लिए अग्निशामक यंत्रों में उपयोग किया जाता है। मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल के अनुसार, 2002 में, 1995 और 1997 के बीच ब्राजील के औसत आयात के संदर्भ में हैलन के आयात की अनुमति दी जाएगी, 2005 में 50% की कमी और, 2010 में, आयात पूरी तरह से प्रतिबंधित हो जाएगा। हालांकि, 14 दिसंबर, 2000 का कोनामा संकल्प संख्या 267 और आगे बढ़ गया, 2001 से नए हैलों के आयात पर रोक लगा दी, केवल पुनर्जीवित हैलोन के आयात की अनुमति दी, क्योंकि वे प्रोटोकॉल के उन्मूलन कार्यक्रम का हिस्सा नहीं हैं।

Halon-1211 और halon-1301 मुख्य रूप से समुद्री आग के उन्मूलन में, हवाई नेविगेशन में, तेल टैंकरों और तेल निष्कर्षण प्लेटफार्मों में, सांस्कृतिक और कलात्मक संग्रह में और बिजली और परमाणु ऊर्जा उत्पादन संयंत्रों में, उनके उपयोग के अलावा उपयोग किए जाते हैं। . इन मामलों में, अवशेषों को छोड़े बिना और सिस्टम को नुकसान पहुंचाए बिना आग के धब्बों को बुझाने में इसकी दक्षता के कारण उपयोग की अनुमति है।

नीचे दिए गए चार्ट के अनुसार, ब्राजील ने हैलोन की खपत को पहले ही समाप्त कर दिया है।

क्लोरीन

मुख्य रूप से सीएफ़सी (क्लोरोफ्लोरोकार्बन) के उपयोग के माध्यम से, मानव गतिविधि के माध्यम से (मानव गतिविधि के माध्यम से) वातावरण में क्लोरीन उत्सर्जित होता है, जिसे हम पहले ही ऊपर देख चुके हैं। वे गैसीय सिंथेटिक यौगिक हैं, जिनका व्यापक रूप से स्प्रे के निर्माण और पुराने रेफ्रिजरेटर और फ्रीजर में उपयोग किया जाता है।

नाइट्रोजन ऑक्साइड

कुछ प्राकृतिक उत्सर्जक स्रोत माइक्रोबियल परिवर्तन और वातावरण में विद्युत निर्वहन (बिजली) हैं। वे मानवजनित स्रोतों द्वारा भी उत्पन्न होते हैं। मुख्य एक उच्च तापमान पर जीवाश्म ईंधन का जलना है। इस कारण से, इन गैसों का उत्सर्जन क्षोभमंडल में होता है, जो कि उस वातावरण की परत है जहां हम रहते हैं, लेकिन संवहन तंत्र के माध्यम से उन्हें आसानी से समताप मंडल में ले जाया जाता है, और फिर ओजोन परत तक पहुंच सकता है, इसे नीचा दिखा सकता है।

NO और NO2 उत्सर्जन से बचने के तरीकों में से एक उत्प्रेरक का उपयोग है। उद्योगों और ऑटोमोबाइल में उत्प्रेरक रासायनिक प्रतिक्रियाओं को तेज करने का कार्य करते हैं जो प्रदूषकों को ऐसे उत्पादों में बदल देते हैं जो मानव स्वास्थ्य और पर्यावरण के लिए कम हानिकारक होते हैं, इससे पहले कि वे वातावरण में छोड़े जाएं।

हाइड्रोजन ऑक्साइड

समताप मंडल में HOx का मुख्य स्रोत ओजोन के प्रकाश-अपघटन से OH का निर्माण होता है, जो उत्तेजित ऑक्सीजन परमाणु उत्पन्न करता है, जो जल वाष्प के साथ प्रतिक्रिया करता है।

ओजोन छिद्र

छवि: नासा

1985 में, यह पता चला कि सितंबर और नवंबर के बीच समताप मंडल के ओजोन के लगभग 50% की उल्लेखनीय कमी आई थी, जो दक्षिणी गोलार्ध में वसंत की अवधि से मेल खाती है। जिम्मेदारी सीएफ़सी से क्लोरीन की कार्रवाई के लिए जिम्मेदार ठहराया गया था। कई अध्ययनों से संकेत मिलता है कि यह प्रक्रिया 1979 से चल रही थी।

ओजोन परत में एकमात्र छेद अंटार्कटिका के ऊपर स्थित है - कहीं और, जो हुआ वह ओजोन परत का धीमा और क्रमिक ह्रास था।

हालांकि, संयुक्त राष्ट्र विकास कार्यक्रम (यूएनडीपी) की रिपोर्ट के अनुसार, मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल में अपनाए गए उपायों के कारण, ओजोन परत को होने वाले नुकसान को उलटने की एक बड़ी वर्तमान प्रवृत्ति है। उम्मीद है कि 2050 के आसपास, परत को 1980 के पूर्व के स्तर पर बहाल कर दिया जाएगा।

जिज्ञासा: केवल दक्षिणी ध्रुव पर ही क्यों?

केवल अंटार्कटिका के ऊपर होने वाले छेद के लिए स्पष्टीकरण दक्षिणी ध्रुव की विशेष परिस्थितियों, जैसे कम तापमान और पृथक वायुमंडलीय परिसंचरण प्रणालियों द्वारा दिया जा सकता है।

संवहन धाराओं के कारण, वायु द्रव्यमान निर्बाध रूप से प्रसारित होता है, लेकिन अंटार्कटिका में, अत्यधिक भीषण सर्दी के कारण, वायु परिसंचरण नहीं होता है, जिससे क्षेत्र तक सीमित संवहन वृत्त उत्पन्न होते हैं, जिन्हें ध्रुवीय भंवर या भंवर कहा जाता है।

सीएफ़सी द्वारा ओजोन परत के क्षरण पर राष्ट्रीय अंतरिक्ष अनुसंधान संस्थान (इनपे) द्वारा निर्मित यह संक्षिप्त वीडियो भी देखें: