لایه اوزون

[mahdi.adelinasab]

قابلیت پمپ شدن روغن در دمای پایین به هنگام تخلیه از دستگاه به واسطه اهمیت، درصنعت روانكاری، موجب تدوین استانداردهای لازم برای روغن های موتور شده است. كارشناسان توصیه می كنند، به علت تغییر در كیفیت روغن پایه،صاحبان صنایع باید توجه بیشتری به آسیب ها و مشكلات ناشی از پمپ شدن ضعیف روانكارها داشته باشند. علت آسیب های یاد شده، كاهش اندازه اجزای موتورهای مدرن و در عین حال خواست مصرف كنندگان مبنی بر افزایش فاصله زمان تعویض روانكارها است. مشكلات كاركرد روانكارها در صنایع كه در اوایل دههٔ هشتاد(۱۹۸۰) میلادی به سبب ضعف ناشی از قابلیت پمپ شدن آنها بوجود آمد، منجر به تعریف تست MRV-TP۱ توسط صنایع شد. مزیت این تست، حفاظت از موتور از طریق تخلیه روغنی است كه در دماهای پایین به راحتی از داخل كارتل روغن پمپ نمی شود و به این ترتیب در صورت استفاده از روغن با قابلیت پمپ شدن مناسب در دماهای پایین، می توان از وجود فشار و سیالیت مناسب روغن كه برای حفاظت از اجزای متحرك موتور ضروری است، اطمینان حاصل كرد.
MRV-TP۱ مینیمم تنشِ تسلیم(yield stress) وارده برروغن را اندازه گیری می كند تا توسط آن بتوان ارزیابی كردكه آیا ساختار روغن به گونه ای تغییر یافته است كه مانع از پمپ شدن آن از داخل كارتل در هنگام استارت می شود یا خیر؟ این تست همچنین با تعیین ویسكوزیته روغن مشخص می كند كه آیا روغن همچنان به میزان كافی از سیالیت لازم برای پمپ شدن به قسمتهای مختلف موتور برخوردار است یا خیر؟ تست MRV-TP۱ ثابت كرده است كه برای سنجش میزان قابلیت پمپ شدن روغن كارنكرده بسیار مؤثر و كارآمد می باشد، اما تحقیقات مختلف نشان می دهد كه قابلیت پمپ شدن مطلوب یك روغن كارنكرده و نو در ابتدای استفاده از آن، لزوماً به معنای حفظ سطح مطلوب این خاصیت در طول مدت عمر روغن در موتور نیست. فاكتورهایی چون اكسیداسیون، تبخیر و تنشهای حرارتی كه در طول عملكرد روغن اتفاق می افتد، می توانند باعث تغییرات نامطلوب در خواص تركیبات روغن و كاهش كیفیت و كارایی آن شوند. معرفی مشخصات سطح كیفی ILSAC GF-4درسال۲۰۰۵ در آمریكای شمالی، اولین قدم جدی در تبیین اهمیت قابلیت پمپ شدن »روغن كاركرده« در دماهای پایین بود. البته ارزیابی اینكه آیا این موضوع به اندازه كافی مورد توجه واقع شده است یا خیر، زود است. در حال حاضر در اروپا، هیچ استاندارد صنعتی بخصوصی كه در مورد قابلیت پمپ شدن روغن كاركرده بحث كند، وجود ندارد.


● آزمونهای Infineum
شركتInfineum خاصیت قابلیت پمپ شدن روانكارها را برای مدت۳ تا۴ سال مورد بررسی قرار داده است. در استانداردهای صنعتی قدیمی از قبیل IIIGA و Tu۵ و OM۶۰۲ ، بطور مصنوعی روغن را به حالت كاركرده در می آورند تا بتوان قابلیت پمپ شدن آنرا در شرایطی شبیه به شرایط عملیاتی واقعی مورد ارزیابی قرار داد، البته و به طور معمول در این آزمونها، روغنها را تحت شرایطِ به نسبت سختِ سرویس عملیاتی به حالت كاركرده در می آورند. به این ترتیب متخصصان قادر به ارزیابی این موضوع خواهند شد كه آیا روغنی كه به طور مصنوعی مورد استفاده قرار گرفته همان نتایج آزمون را كه از روغن كاركرده واقعی در موتور گرفته می شود، دارد یا خیر؟ این آزمونها توسط دستگاه
(Mileage Accumulation Dynamometer) ، MAD در »مؤسسه تحقیقات جنوب غربیِ« شركت در منطقه آمریكای شمالی انجام می شود. آزمون به این صورت است كه دو خودرو كرایسلر هر یك با یك موتور بنزینی۲/۷ لیتری با سرعت ۶۵ الی۷۵ مایل برساعت با استفاده از۵۰ درصد توان موتور و در طی مسافت۱۰ هزار مایل مورد بررسی قرار می گیرند. روغنهای مخصوص آزمون با سطوح كیفی GF-3و GF-4كه دارای VM های (Viscosity Modifier) مختلف است، به همراه تعدادی از روغنهای آماده شده نهایی برای فروش در بازار مصرف بوسیله MAD به حالت كاركرده در می آیند و سپس قابلیت پمپ شدن در دماهای پایین این روغنها در دماهای استاندارد اندازه گیری می شود. دو نمونه روغن B و A با سطح كیفی GF-3كه با VM های متفاوت فرموله شده اند، مورد آزمون واقع می شوند. هر دو روغن نو، رفتار ایده آل در تستMRV-TP۱ داشته ولی در هنگام آزمونِ قابلیت پمپ شدن روغنها، در حالیكه یكی از روغنها قابلیت پمپ شدن مناسبی در طول فرایند كاركرد از خود نشان داد، روغن دیگر با افت عملكرد مطلوب، بعد از۶۵۰۰ مایل مواجه شد. دریك آزمون ساده جاری شدن روغن از درون ظرف (Beaker Pour Test) ، تفاوت فاحش میان سیالیت روانكارهای مختلف در دماهای پایین را به وضوح آشكار می سازد. یك روغن با سطوح كیفی GF-4) پا VM نوع(B در میزان پیمایش مایل برابر با روغن GF-3، با افت در عملكرد در دمای پایین مواجه می شود كه این مورد نشان می دهد كه تمامی روغنهایGF-4 لزوماً دارای قابلیت مطلوب پمپ شدن در دمای پایین در طول عمر كاركرد خود در موتور نیست.


● آزمون فرآورده های نهایی
برای ارزیابی وسعت این پدیده در بازار فروشِ روانكارها، چهار برند تجاری با سطوح كیفیGF-4از خرده فروشهاخریداری و به طریق ذكر شده، تست شده است. دو روغن از نمونه های تجاری خیلی زود كارایی سیالیت خود را از دست دادند، در حالیكه دو نمونه دیگر قابلیت پمپ شدن را در زمان تست حفظ كردند. این موضوع بخوبی نشان می دهد كه تنها وجود برچسب GF-4نشان دهنده سیالیت خوب روغن كاركرده در دماهای پایین نیست.


● آزمونهای اروپایی
بعد از تست یاد شده در آمریكا، اروپایی ها نیز برای آزمون روانكارها، دو خودرو گلف ۱/۸، GTI لیتری مجهز به توربو شارژ را در نظر گرفتند. این خودروها در سیكلهای ۵ دقیقه ای با سرعت۷۰ و۷۵ مایل برساعت همراه با باری برابر با وزن راننده و یك سرنشین برای۱۰هزار مایل تست شدند. دو روغن ۵W۴۰ مورد استفاده در آزمون با دو
Viscosity Modifier) VM) متفاوت B و A شناخته شد.

 

[mahdi.adelinasab]

لایه اوزون

● انرژی های خورشیدی:
خورشید تنها ستاره منظومه شمسی می باشد كه كرات وسیارات در اطراف آن می چرخند و از انرژی آن استفاده می كنند.زمین نیز یكی از كراتی است كه در أطراف خورشید در حال حركت است .فاصله میان زمین و خورشید حدود ۱۴۹.۸۰۰.۰۰۰كیلومتر می باشد، كه در این فاصله،زمین حدود ۹^۱۰×۹۵/۱ وات انرژی ازخورشید دریافت می كند كه ما تنها كسری از آن (۰۰۰۰۰۰۲/۰) را استفاده می كنیم.
نور خورشید ۲۷/۸ دقیقه طول می كشد كه به زمین برسد.از صد در صد نوری كه به زمین می تابد تنها ۳۰% آن بر اثر ذرات و مولكول های موجود در لایه های بالایی منعكس می شوند بقیّه آن ها از لایه ها زمین عبور می كنند و به زمین می رسند.در واقع می توان به جرأت گفت كه حدود۹۹%انرژی كه به زمین می رسد از خورشید وبقیه آن از ماه و كرات دیگر می باشد.نور سفید خورشید از میلیاردها میلیارد رنگ تشكیل شده است كه هر كدام از این رنگ ها دارای طول موج و انرژی مخصوص به خود می باشند، وما هنگامی كه این نور را تفكیك می كنیم به هفت رنگ تجزیه می شوند كه هر كدام از این رنگ ها از میلیاردها رنگ تشكیل شده اند... پرتوهای فوق بنفش دارای طول موج كوتاه و انرژی زیاد می باشند پرتوهای فوق بنفش با انرژی زیادی كه دارند برای تمام موجودات زنده خطرناك می باشند وموجب سرطان پوست یا آفتاب سوختگی می شوند .خوشبختانه زمین در برابر این پرتوی خطرناك، محافظی بنام لایه اوزون دارد كه از ورود پرتوهای خطرناك به سطح زمین جلوگیری می كند. قبل از آنكه به بحث درباره برخورد پرتوهای فوق بنفش و مولكول ها اوزون بپردازیم ابتدا به اطلاعاتی درمورد اوزون می پردازیم.

● اوزون چیست؟
دانشمندان لایه ها زمین را به چهار قسمت تقسیم می كنند:
۱) تروپوسفر (كه نسبت به سطح دریا ۱۲تا۱۵ كیلومترارتفاع دارد)
۲) استراتوسفر
۳) مزوسفر
۴) تروموسفر(خارجی ترین لایه زمین)
مولكول اوزون (۳O) از یك مولكول اكسیژن و یك اتم اكسیژن كه ناپایدار و واكنش پذیر می باشد، تشكیل شده است. پیوند میان مولكول اكسیژن و اتم اكسیژن در مولكول اوزون بسیار ضعیف می باشد و ممكن است با كوچكترین برخورد از هم جدا ویا با دریافت كوچكترین انرژی به حالت اولیه خود برگردند. لایه اوزون در لایه استراتوسفر زمین قرار دارد. در شب ها به دلیل عدم دسترسی به انرژی تابشی خورشید، ضخامت لایه اوزون كمتر از ضخامت آن در روز ها می باشد. هنگامی كه پرتوهای فوق بنفش به مولكول ها اوزون برخورد می كنند، پرتو های فوق ـ بنفش مقدار زیادی از انرژی خود را از دست می دهند وبه پرتو های فرو سرخ تبدیل می شوند، و همچنین بر اثر این برخورد، مولكول اوزون به مولكول اكسیژن واتم اكسیژن تبدیل می شود و با تابش مجدد نور خورشید، مولكول اوزون دوباره پدیدار می شود. مولكول های اوزون هرچند كه برای ما مفید هستند اما وجود آن ها در لایه تروپوسفر (لایه ای كه ما در آن زندگی می كنیم) بسیار خطرناك می باشند.نیتروژن های پراكسید خارج شده از اگزوز موتورهای دیزلی بر اثر تابش نور خورشید (عمل فتو شیمیایی) با مولكول های اكسیژن واكنش می دهند و مولكول های اوزون را پدیدار می كنند. چون در مولكول های اوزون اتم های اكسیژن فعال (رادیكالی) وجود دارد، تنفس آن، موجب اختلال در دستگاه تنفسی می شود.

● حفره اوزون
تا سال ۱۹۸۰میلادی از سوراخی لایه اوزون خبری نبود ؛ اما در سال ۱۹۸۵م، دانشمندان از نازك شدن لایه اوزون در قطب جنوب خبر دادند. در آن زمان با تحقیقات انجام شده علت نابودی مولكول های اوزون را، گاز های cfc (كلر و فلوئور و كربن) می دانستند. گاز های cfc بعنوان گاز های خنك كننده در یخچال ها، كولرها و همچنین در مواد پلاستیكی مورد استفاده قرار می گیرند. در cfc ها اتم های كلر ناپایدار و واكنش پذیر می باشند و هنگامی كه گاز های cfc به لایه های بالا می روند، در لایه های بالا بر اثر برخورد با نور خورشید، گاز های كلر آزاد می شوند. اتم های كلر در لایه استراتوسفر با مولكول های اوزون واكنش می دهند. هر اتم كلر به تنهایی می تواند 100000 مولكول اوزون را از بین ببرد.
به همین دلیل در گستره جهانی، در سازمان ملل متحد، در معاهده ای بنام معاهده مونترال كشورها متعهد شدند كه از تولید و فروش گاز های cfc خودداری كنند، و همچنین به كشور های فقیر این امكان را بدهند كه بجای استفاده از گاز های cfc، از گاز های خنك كننده دیگری استفاده كنند. ما می دانیم كه بیشترین كشور های صنعتی در نیم كره شمالی قرار دارند، پس چرا در قطب جنوب لایه اوزون سوراخ شده است ؟! برای پاسخ به این سوال، پژوهش های زیادی انجام شده است كه بعضی از این پژوهش ها تاكنون در دست تحقیق است.
اخیراً دانشمندان علت ایجاد حفره در لایه اوزون را گرداب های سنگین، كه در قطب جنوب جریان دارند، می دانند در زمستان در طول شبهای قطبی، نور خورشید درتمام سطح قطب جنوب در دسترس نیست، به همین دلیل در این قطب در لایه استراتوسفر طوفان های سنگینی گسترش می یابند كه به آن ها "گرداب قطبی" (polar vortex) می گویند. گرداب قطبی می تواند ذرات سازنده هوا را تجزیه كند .این گرداب ها باعث ایجاد ابرهای سردی می شوند كه بر فراز قطب جنوب جریان می یابند.كه به این ابرها "ابر استراتوسفر قطبی" (polar stratosphere cloud) می گویند.اختصار آن psc است. Psc ها بسیار سرد هستند و دمای آن ها حدود ۸۰- سیلسیوس است. Psc از نیتریك اسید تری هیدرات (nitric acid trihydrate) تشكیل شده است و با ابرهایی كه ما آن ها را در آسمان می بینیم كاملاً متفاوتند. پس این ابرهای اسیدی می توانند لایه اوزون را تخریب كنند. "بنایراین با استناد به تحقیقات انجام یافته، موارد زیر را می توان از عوامل موثر در تخریب لایه اوزون دانست:

۱) محور زمین به گونه ای می باشد كه نور خورشید به قطب شمال بیشتر از قطب جنوب می تابد به همین دلیل ضخامت لایه اوزون در قطب شمال بیشتراز ضخامت آن در قطب جنوب می باشد (زیرا ما گفتیم كه پیوند میان مولكول اكسیژن و اتم اكسیژن در مولكول اوزون بسیار ضعیف می باشد و ممكن است با كوچكترین برخورد از هم جدا ویا با دریافت كوچكترین انرژی(مانند انرژی تابشی خورشید) به حالت اولیه خود برگردند)
۲) از مورد دوم نتیجه می گیریم كه هوای قطب جنوب سردتر از هوای قطب شمال می باشد، بنابراین هوای گرم هنگامی كه بر اثر جریان هایی به قطب جنوب می روند، چون سبك می باشند، به سمت بالا می روند و موجب نابودی لایه های اوزون برفراز قطب جنوب می شوند.
۳) در زمستان نور خورشید كاملاً در تمام سطح قطب جنوب در دسترس نمی باشد، واین امر باعث كاهش دما و تشكیل ابرهای psc می شود.
۴) ابرهای psc اسیدی هستند و به همین دلیل آن ها به لایه اوزون آسیب می رسانند.

 

[naserkhan]

مقاله در مورد لایه ی اوزون

مقاله در مورد لایه ی اوزون

مقاله ای در مورد تخریب و ترمیم لایه اوزون به صورت کامل حداقل 10 صفحه ی آ4 می خواستم
با تشکر

 

[پیرجو]

مدلسازی و پيش بيني تشکيل ازون هوای شهرستان مشهد با استفاده از شبکه عصبي- فازی ANFIS
دانلود

 

[P O U R I A]

لایه اوزون

خواص وویژگی های گاز اوزون :
اوزون گازی است با رنگ آبی روشن وبوی خاص كه هر ملكول آن از 3 اتم اكسيژن تشكيل شده است.چگالی آن 5/1 برابر گاز اکسیژن است ونقطه جوش نرمال آن 112- درجه سانتی گراد و نقطه ذوب عادی آن 193- درجه می باشد . انحلال پذیری گاز اوزون کمی بیشتر از گاز O[SUB]2[/SUB] استاز نظر واکنش پذیری اوزون بسیاز فعال تر از اکسیژن بوده ودر دمای 300 درجه سانتی گراد و یا در مجاورت کاتالیز گرها واکنش آن انفجاری است

لایه اوزون :
لایه اوزون ناحیه ای از فضااست که به عنوان محافظ طبیعی زمین در برابر نور خورشید قلمداد می شود زیرا این لایه پرتو فرابنفش مضر نور خورشید را پیش از این که پرتو به سطح زمین برسد و به انسانهاوسایر موجودات صدمه بزند صاف میکندمقدار کل اوزون بالای سر ما ودر هرمکانی برحست یکای دابسون بیان میشود . یک یکای دوبسون معادل با صخامت ۰۱/۰میلی متر اوزون خالص با توجه به چگالی آن در فشار سطح زمین atm 1 اختیارمیشود . ضخامت اوزون در نقاط مختلف اطراف کره زمین متفاوت است . مقدار عادی اوزون در بالای سرما در عرض های جغرافیایی معتدله در حدود 350Du است . به علت باد های استراتوسفری اوزون از مناطق گرمسیری به سمت مناطق قطبی منتقل میشود بنابراین هراندازه به خط استوا نزدیک تر باشبد مقدار اوزونی که شما را درمقابل اشعه فرابنفش محافظت میکند کمتر است .غلظت اوزون در مناطق تزدیک بهخط استوا 250Du ودر مناطق قطبی 450Du است البته به جز هنگامی که در مناطق قطبی حفره لایهاوزون مشاهده میشود

اثرات ناشی از ازبین رفتن لایه اوزون :
از آنجايي كه لايه اوزون دراستراتوسفر, قسمت اعظم تابش هاي ماوراي بنفش را كه براي حيات انسانزيانبار است را مي گيرد، بنابراين، دراثر كاهش ضخامت لايه اوزون ميزان تابش اشعه UV به سطح زمينافزايش مي يابد و موجب تاثيرات نامطلوب زيست محيطي ميشود.از اثرات منفی ناشی از نازک شدن لایه اوزون میتوان به موارد زیر اشاره کرد :1) آفتاب سوختگی والتهاب و ایجادخشکی در پوست و ودرنوع شدید آن ایجادسرطان پوست2) ایجاد عقیم شدگی در پرندگان3) کاهش باردهی درگیاهان بخصوص در محصولاتی مانند برنج ،گندم و جو4)ایجاد تغییرات درسیستم ایمنی بدن انسانها و حیوانات5) ایجادعفونت های چشمی مانند آب مروارید در انسانها و برخی از حیوانات6) افزايش آلودگي هوا و افزايش واكنشهای فتو شيميايي7) ايجاد باران هاي اسيدي8) گرم شدن دمای کره زمین ومتعاقب آن ایجاد خشکسالی ، شیوع بیماری ، جاری شدن سیلهایشدید در اثر ذوب شدن یخچالهای قطبی

اثر محافظتی گاز اوزون :
هرمولکول اوزون موجود در استراتسفر بر اثر رویاروئی با تابش فرابنفش خورشید شکسته میشود وبه یک مولکول O[SUB]2[/SUB] ویک اتم O تبدیل میشود باید توجه داشت که گاز اوزون با نور UV طول موج های کوتاهتر از 320nm تخریب میشود​

​

​

O* اتم اکسیژن را در حالت برانگیخته نشان میدهد که نسبت به اتم معمولی O که در سطح پایه قراردارد ،مقداری انرژی اضافی دارد ودر صورتی که اتم یا مولکول برانگیخته با سرعت با اتم یا مولکول دیگری وارد واکنش نشود این انرژی اضافی معمولا تلف میشودچون در استراتوسفر غلظت O[SUB]2[/SUB] نسبتا زیاد است وغلظت O اتمی خیلی کم است محتمل ترینسرنوشتی که برای اتم های O وجود دارد این است که با مولکولهای دو اتمی اکسیژن برخورد کنند به این ترتیب اوزون حاصل میشود​

​

در واقع این واکنش منبع تمام اوزون موجود در استراتوسفراست . به هنگام روز اوزون به طور پیوستهبوسیله این فرایند در حال تشکیل است و سرعت تشکیل آن به مقدار نور UV و غلظت اکسیژن در یکارتفاع معین بستگی دارد . درپائین استراتوسفر فراوانی O[SUB]2[/SUB] خیلی بیشتر از فراوانی آن در دمای بالای استراتوسفر است زیرا چگالی هوا با نزدیک شدن به سطح زمین به طور چشمگیری افزایش می یابد اما در این سطح بدلیل اینکه تقریبا تمام UV پر انرژی ، پیش از رسیدن به سطح زمین حذف شده استتعداد کمی اوزون تشکیل می شود لذا گسترش اوزون در بخش های پائینی استراتوسفر چندان اتفاقنمی افتد برعکس در بالای اوزون شدت uv زیاد است واتم های اکسیژن به جای برخورد با مولکولهای O[SUB]2[/SUB] که غلظت کمی دارند با یکدیگر برخورد میکنند از این رو شانس تشکیل O[SUB]3[/SUB] کم استفرایند های تولید وتخریب اوزون را می توان درچرخه زیر نمایش داد

​

تخریب اوزون بوسیله کلر اتمی :
اتم های کلر طبق واکنش زیر موجب تخریب لایه اوزون میشوند :​

.هر اتم کلر می تواند بطور کاتالیزی هزار ها مولکول اوزون را نابود کند . این واکنش ها را میتوان بصورت چرخه ای نشان داد که چرخه نابودی اوزون بوسیله اتم های کلر نام دارد​

منابع کلر :
کلر موجود در استراتوسفر از طریق منابع زیر تامین می شود:

الف ) کلر ناشی از کلرومتان :کلر در نتیجه مهاجرت کند گاز کلرومتان یا متیل کلرید (CH[SUB]3[/SUB]Cl ) به سمت بالا ، همواره در استراتوسفر وجود داشته است . کلرومتان در سطح زمین وبه طور عمده در اقیانوس هادر نتیجه ی برهم کنش یون کلرید با گیاهان در حال فساد به وجود می آید . این گار در ترو پوسفر به طور جرئی تخریب می شود ، اما وقتی مولکولهای دست نخورده متیل کلراید به استراتوسفر می رسند ، این مولکولها به طور فتوشیمیایی بوسیله اشعه فرابنفش یا حمله بوسیله رادیکال های OH تجزیه میشوند . در پایان رادیکال کلر ( .Cl ) حاصل می شود .​

ب )کلر ناشی از CFC : افزایش غلظت گاز کلر در استراتوسفر به طور عمده به مصرف کلرو فلوئورو کربن ها و رها شدن آنها در فضا مربوط میشود . این ترکیب ها فقط کلر ، فلوئور وکربن دارند وبه طور معمول آنها را CFC می نامند . غلظت کلر در حال حاضر ، در استراتوسفر در حدود ppb 5/3 است که دو برابر این مقدار در دهه 1970 وشش برابر حد مجاز ppb 6/0 می باشد . مطالعات دانشمندان نشان داده که این افزایش به موازاترشد CFC ها صورت گرفته است . در دهه 1980 سالیانه حدود یک میلیون تن CFC در فضا رها شده است . این ترکیب ها عیر سمی ، غیر قابل اشتعال و غیر فعال هستند ولی اثرات تخریبی چشمگیری در لایه اوزون دارند


کلر غیر فعال :
بیشتر کلر موجود در لایه استرانوسفر به طور معمول به صورت .Cl و یا [SUP].[/SUP]ClO وجود ندارد ، بلکه به شکل غیر رادیکالی است و به عنوان بک کاتالیزگر ، برای تخریب اوزون غیر فعال است . دو مولکول اصلی غیر فعال کلر در استراتوسفر گازهای هیدروزن کلرید (HCl) و کلرونیترات (ClONO[SUB]2[/SUB]) می باشدکلرونیترات بر اثر برهمکنش کلرو مونواکسید ونیتروژن دی اکسید تشکیل می شود . پس از یک دوره ، یک مولکول ClONO[SUB]2[/SUB] ، به طور فتو شیمیایی دوباره به اجزای سازنده خود تجزیه میشود . از این رو [SUP].[/SUP]ClO که از لحاظ کاتالیزی فعال است دوباره تشکیل میشود​

.

​

HCl که از نظر کاتالیزی ، غیر فعال است نیز ، از واکنش کلر اتمی با متان در استراتوسفر حاصل میشود :​

​

این واکنش تنها به مقدار کمی گرماگیر است ، از این رو به طور آهسته پیش می رود ، اما پیشرفت قابلتوجهی دارد . هر مولکول HCl از طریق واکنش با رادیکال هیدروکسیل می تواند به شکل فعال ، یعنی رادیکال کلر برگردد :​

تعیین مقدار تجربی [SUP].[/SUP]ClO و O[SUB]3[/SUB] ورسم مقادیر این دو ماده بر حسب عرض جغرافیایی روند های متضادی را به نمایش میگذاردبه هنگام بهار در فواصل با اندازه کافی دور از قطب جنوب ، غلظت اوزون به نسبتزیاد است ولی غلظت [SUP].[/SUP]ClO کم است ، زیرا کلر به طور عمده به شکل های غیر فعال ، درگیر شده است .اما وقتی به سمت قطب نزدیک میشویم غلظت O[SUB]3[/SUB] به سرعت تنزل پیدا میکند که نشان میدهد ،بیشتر کلر به صورت غیر فعال در آمده است ودر نتیجه آن بیشتر اوزون ، تخریب شده است در آن عرضجغرافیایی که غلظت های هردو به طور ناگهانی تغییر میکند ، نقطه شروع ایجاد حفره اوزون را مشخص میکند که تاقطب جنوب ادامه می یابد


حفره اوزون :
دانشمندان در سال 1985 کشف کردند که در چندین ماه از سال در بالای قطب جنوب غلظت گاز اوزوناستراتوسفری در حدود 50 در صد کاهش می یابد .وقتی این اتفاق می افتد در اصطلاح گفته میشود ، در لایه اوزون حفره ایجاد شده است. وقتی شکل های غیر فعال کلر یعنی HCl ، ClONO[SUB]2[/SUB] به طور موقت به شکل های فعال[SUP].[/SUP]Cl و یا [SUP].[/SUP]ClO تبدیل می شوند در نتیجه غلظت بالای آنها واثرات تخریب این گازها بر گاز اوزون غلظت اوزون بشدتکاهش می یابد ودر لایه اوزون حفره ایجاد میشودحفره اوزون به طور معمول در قطب جنوب ودر فصل بهار اتفاق می افتد علت تشکیل حفره اوزون در قطب جنوب در ماه های خاصی از سال را می توان چنین توضیح داد :تبدیل کلر غیر فعال به کلر فعال در سطح بلورهای تشکیل شده بوسیله از محلول آب ونیتریک اسید صورت میگیرد . نیتریک اسید نیز از ترکیب گازهای [SUP].[/SUP]OH و [SUP].[/SUP]NO2 تشکیل میشوددر شرایط عادی تراکم گازها وتبدیل آنها به قطره های مایع یا بلور های جامد صورت نمی گیرد اما دراستراتوسفر بالای قطب جنوب در ماه های بدون خورشید ، دما تاحد 80- در جه سانتی گراد کاهش می یابد بنابراین تراکم گازها نیز صورت میگیرد ودر سطح بلورهای تشکیل شده تبدیل کلر غیر فعال به کلر فعال ممکن میشوداز طرفی دیگر درتاریکی کامل در فصل زمستان استراتوسفر قطبی بسیار سرد میشود . کاهش دمای هوا سبب کاهش فشار میگردد زیرا طبق قانون گازهای ایده ال فشار با دمای کلوین متناسب است .کاهش فشار همراه باچرخش زمین موجب ایجاد یک توده چرخان هوا یا همان گرداب میگردد . از آنجا که سرعتباد در این شرایط از km 300در ساعت تجاوز میکند هیچ ماده ای نمی تواند به درون آن نفوذ یابد بههمین دلیل هوای داخل آن مجزا شده وبرای چندین ماه سرد باقی می ماند در قطب جنوب این گرداب به طور کامل تا فصل بهار ادامه می یابدبلور های تولید شده بوسیله تراکم گازها در درون گرداب ، ابر های قطبی استراتوسفر یا psc ها راتشکیل میدهند . در این شرایط مولکولهای غیر فعال HCl به سطح ذره های یخ می چسبند و به صورتبخشی از جامد در می آیند وقتی مولکولهای گازی کلرو نیترات (ClONO[SUB]2[/SUB]) با این مولکولهای HCl برخورد میکنند مولکولهای کلر گازی تشکیل میشوند​

بنابراین در طول ماه های تاریک زمستان ، گازکلر مولکولی جمع میشود ودر فصل بهار هنگامی که مقدارکمی نور خورشید در قطب جنوب ظهور میکند Cl[SUB]2[/SUB] بوسیله جزء uv نور خورشید به رادیکال کلر تجزیه می شود​

علاوه براین آب هم میتواند در تولید رادیکال کلر سهیم باشد آب در واکنش با مولکولهای ClONO[SUB]2[/SUB] تولید HOCl میکند که این ماده تحت تابش uv به رادیکالهای [SUP].[/SUP]Cl و [SUP].[/SUP]OH می شکند . واین چنین کلر غیر فعال به کلر اتمی ورادیکالی تبدیل میشود تنها زمانی که ابرهای فطبی استراتوسفر و گرداب از بین رفته اند آن موقع است که کلر به طور عمده بهشکل های غیر فعال برمیگردد . رها شدن نیتریک اسید از بلورها به فاز گاز ، سبب میشود که براثرنورخورشید به .NO2 تبدیل شود​

افزون براین با ازهم پاشیدن گرداب در اواخر بهار ، هوای دارای .NO2 با هوای قطبی مخلوط میشود .نیتروژن دی اکسید به سرعت با کلر مونواکسید ترکیب شده ، کلر نیترات تشکیل میشود که غیر فعال است .درنتیجه کار چرخه های تخریب کاتالیزگری متوقف میشود وغلظت اوزون افزایش مییابد . آنگاه درعرض چند هفته پس از ناپدید شدن ابرهای قطبی استراتوسفر وتوقف گرداب ، به سطح عادی آن می رسد . به این ترتیب حفره اوزون برای سال دیگر بسته می شود .


تخریب لایه اوزون در قظب شمال

با آنکه لایه اوزون در قطب شمال نیز در معرض تخریب قرار دارد ولی تخريب لايه اوزون بيشتر در قطبجنوب صورت مي‌گيرد ، چونكه در سمت قطب جنوب به نسبت قطب شمال خشكيهاي بيشتري وجود دارد به عنوان مثال در عرض جفرافيايي 90 درجه شمال اقيانوس منجمد شمالي واقع است ، درحاليكهدر همين عرض جغرافيايي جنوب استراليا وجود دارد كه از نظر صنعتي خيلي هم فعال و آلوده كننده همهست . تخريب لايه اوزون در سالهاي اخير به علت آنكه كشورهاي صنعتي تدابير خاصي براي جلوگيري از ورود آلاينده‌ها به جو داشته‌اند ، روند رو به بهبودي داشته است . اما در تابستانها كه جلبكها رشد و نموبيشتري دارند ( همانطور كه مي‌دانید مقداري C FC طبيعي از تجزيه جلبكها حاصل مي‌شود. ) يا هواجريان بيشتري دارد و آلاينده‌ها بيشتر وارد جو مي‌شود( در زمستان ممكن است به علت بارشهايي كهوجود دارد مقادير زيادي از آلاينده‌ها وارد زمين شوند كه البته آن هم اثرات سوء خودش را دارد ممكناست اين تخريب بيشتر صورت گيرد


منابع :شیمی هوا کره - دکتر مسعود گیاهی لایه اوزون ومحیط زیست - دکتر مجید عباسپور ​