شرح تآكل طبقة الأوزون وارتفاع درجة الحرارة - علوم 2 اعدادى - بالصوت والصورة فيديو
من أخطر التهديدات التى تواجه كوكب الأرض ظاهرة تأكل طبقة الأوزون وظاهرة الإحترار العالمى حالياً
أولاً : تركيب طبقة الأوزون
تركيب غاز الأوزون
تكون جزىء من إتحاد ذرة حرة مع جزىء كسر فى الرابطة فى جزىء إمتصاص جزيئات
غازالأوزون من نفس العنصر العنصر الغازى وتكون ذرتين العنصر الغازى للأشعة فوق البنفسجية
يتضح مما سبق أن غاز الأوزون يتكون على خطوتين :
1- كسر الرابط فى جزىء الأكسجين عند إمتصاصه الأشعة فوق البنفسجية UV متحولا إلى ذرتين أكسجين حرة O2
2- إتحاد كل ذرة أكسجين حرة مع جزىء أكسجين آخر مكونة جزىء أوزون O3
خصائص غاز الأوزون : غاز لونه أزرق شاحب له رائحة مميزة مثل :
أ) ماكينات التصوير الضوئى ب) الفيديو ج) كاميرات التصوير
■ وجودها : تتكون طبقة الأوزون على إرتفاع من 20:40 كم فوق سطح البحر فى طبقة الأستراتوسفير
علل : تكون غاز الأوزون فى طبقة الستراتوسفير ؟
لأنها أول طبقة من طبقات الغلاف الجوى تقابل الأشعة فوق البنفسجية الصادرة من الشمس وبها كمية مناسبة من غاز الأكسجين
ثانياً : أهمية طبقة الأوزون
1- تعمل طبقة الأوزون على منع نفاذ الأشعة فوق البنفسجية البعيدة U-V-C
بنسبة 100 % ومعظم الأشعة المتوسطة (U-V-B) بنسبة 95 % لما لها
من أضرار بالغة وأثار كيميائية ضارة
2- طبقة الأوزون درع واق للكائنات الحية من الأضرار الكيميائية للأشعة فوق البنفسجية
الكائن الحى الضرر
أضرارها على الإنسان 1- زيادة معدلات الأصابة بمرض سرطان الجلد
2- إعتام عدسة العين الكتاركتا 3- ضعف المناعة
البرمائيات 1- موت البيض 2- نقص معدلات التكاثر
الأحياء البحرية موت البلانكتون الذى تتغذى عليه الكائنات البحرية الصغيرة
تدمير السلاسل الغذائية البحرية
أضرارها على النباتات الأرضية 1- إختلال عملية البناء الضوئى 2- نقص إنتاج المحاصيل
■ هل تعلم :
أن الأشعة الفوق بنفسجية القريبة من الطول الموجى للضوء المرئى U-V-A تنفذ من الغلاف الجوى للأرض وتعمل على تخليق فيتامين ( د ) فى أجسام الأطفال حديثى الولادة
ثالثاً : تآكل طبقة الأوزون
1- إفترض العالم دوبسون (عالم إنجليزى) أن سمك طبقة الأوزون 3 مم لو
كانت فى ظروف الضغط الجوى المعتاد ودرجة حرارة ( صفر° س ) أو ما
يعرف بمعدل الضغط ودرجة الحرارة S.T.P
● إفترض أن كمية الأوزون الطبيعية تعادل 300 وحدة دوبسون (DU)
● لاحظ العلماء زيادة تآكل طبقة الآوزون فوق منطقة القطب الجنوبى فى شهر سبتمر من كل عام علل ؟
نتيجة تجمع الملوثات فى صورة سحب سوداء تدفعها الرياح فوق القطب الجنوبى مما يزيد من معدل التآكل فى طبقة الأوزون
مثال :
ما نسبة تآكل الأوزون فى إحدى المناطق إذا علمت أن درجة الأوزون فيها 150 دوبسون؟
100 % 300 دوبسون
س 150 دوبسون
نسبة التآكل (س) = 150 X 100 = 50 %
100
■ هل تعلم :
● أن الضغط الجوى ودرجة الحرارة يختلف عند طبقة الأوزون عنها عند سطح الأرض
● مقدار التآكل فى طبقة الأوزون عام 2001 وصل إلى 20X10 6 كم2 أى ما يعادل 20 ضعف مساحة مصر
● فى خريف عام 2008 وصل إلى 27 X10 6 كم2 أى أكبر من مساحة أمريكا الشمالية
رابعاً : أخطر الملوثات على طبقة الأوزون
مركبات الكلوروفلوركربون غاز بروميد الميثيل الهالونات أكاسيد النيتروجين
مركبات الكلوروفلوركربون ( C.F.C) ( الفريونات )
تستخدم الفريونات فى :
مادة مبردة فى أجهزة التبريد مثل الثلاجات والمكيفات
مادة دافعة لرذاذ الأيروسولات لقتل الحشرات
مادة نافخة فى صناعة عبوات الفوم
مادة مذيبة فى تنظيف شرائح الدوائر الإلكترونية
أثر مركبات ( C.F.C ) الكلورفلوروكربون على طبقة الأوزون
يتم تآكل طبقة الأوزون بواسطة ( ( C.F.C على 3 خطوات :
الخطوة الأولى :
تحطم الأشعة فوق البنفسجية (UV) جزيئات مركبات الكلورفلوركربون (CFCL3 )فتتحرر ذرات الكلور النشط Cl
CFCl 3 UV CFCl 2 + Cl
الخطوة الثانية :
تفاعل ذرات الكلور النشطة مع جزيئات غاز الأوزون O3 مكونة أكسيد الكلور ClO
Cl + O 3 O 2 + ClO
الخطوة الثالثة :
تفاعل أول أكسيد الكلور مع جزيئات أوزون أخرى فتتحرر ذرات كلور نشطة أخرى تقوم بتحطيم غاز الأوزون وتتكرر مرة أخرى
ClO + O 3 2O 2 + Cl
2- غاز بروميد الميثيل :
يستخدم كمبيد حشرى لحماية مخزون المحاصيل الزراعية
3- الهالونات :
التى تستخدم فى إطفاء الحرائق
4- أكاسيد النيتروجين :
تنتج من إحتراق وقود الطائرات الأسرع من الصوت ( الكونكورد )
خامساً : المحافظة على طبقة الأوزون
وقعت 191 دولة على عدة توصيات فى مدينة مونتريال بكندا عام 1987 وهى :
1) ضرورة خفض إنتاج مركبات الكلورفلوركربون وإيجاد البدائل الآمنه بيئياً
2) وقف إنتاج طائرات الكونكورد الأسرع من الصوت (علل) بسبب تأثير عوادمها على طبقة الأوزون
علل / إحتفال العالم بيوم الأوزون فى 16 سبتمبر من كل عام ؟
ﺠ : بسبب إقامة مؤتمر عالمى للمحافظة على طبقة الأوزون فى مدينة مونتريال بكندا
■ لاحظ أن :
● تم تعديل توصيات مونتريال فى لندن عام 1990 بحيث يلزم الدول بمنع وتداول مركبات الكلورفلوركربون حتى يسمح لها بتصدير منتجاتها وقد تم خفض إنتاج المركبات
● تكتب على عبوات مبيدات الحشرات لا لإستخدام مركبات الفلوركلوروكربون (CFC) – NON
سادساً : الإحتباس الحرارى
ثانياً : ظاهرة الإحترار العالمى
مشاهدات يومية
● إرتفاع مستوى المياه فى البحار ● أعاصير إستوائية
● فيضانات مدمرة ● موجات حر وجفاف ● حرائق غابات
أوضحت الهيئة العالمية للتغيرات المناخية ( IPCC ) ( تابع للأمم المتحدة ) حدوث إرتفاع مستمر فى متوسط درجة الحرارة للهواء القريب من سطح الأرض ظاهرة الإحترار العالمى (الإحتباس الحرارى)
الإحتباس الحرارى ( الإحترار العالمى ) :
إرتفاع مستمر فى متوسط درجة حرارة الهواء القريب من سطح الأرض
تجربة : توضح ظاهرة الإحتباس الحرارى
الأدوات :
زجاجتان مياة غازية فارغة – ترمومترات مئويان –
مسحوق بيكربونات الصوديوم – خل – ماء
الخطوات :
1- كمية من الماء فى الزجاجة الأولى وكمية مساوية من الخل فى الزجاجة الثانية وضع فى كلاً منهما ترمومتر
2- مسحوق بيكربونات الصوديوم فى الزجاجة الثانية وأغبقها جيداً للاحتفاظ بغاز CO2 المتصاعد
3- الزجاجتين فى مكان مشمس لمدة 10 دقائق
الملاحظة : إرتفاع درجة الحرارة أعلى فى الأنبوبة الثانية التى تحتوى على CO2
الإستنتاج :
1- زيادة نسبة ثانى أكسيد الكربون فى الزجاجة أدى إلى إرتفاع درجة الحرارة
2- يحدث هذا على كوكب الأرض بزيادة الغازات الدفينة الناتجة من إحتراق الوقود الحفرى وقطع وحرق الغابات
أهم الغازات الدفينة :
1- غاز ثانى أكسيد الكربون CO2( إرتفعت نسبتة من 0.031 % إلى 0.038 % عام 2005 م )
2- مركبات الكلورفلوركربون CFC 3- غاز الميثان CH4
4- أكسيد نيتروز N2O 5- بخار الماء H2O
تفسير ظاهرة الإحتباس الحرارى
علل : حدوث ظاهرة الإحتباس الحرارى ؟
علل : يشبه أثر الغازات الدفيئة الصوبات الزجاجية ؟
لأن الغازات الدفيئة تسمح بمرور أشعة الضوء المرئى والأشعة ذات الطول الموجى القصير الصادرة من الشمس وتمتصها الأرض وتشعها الأرض فى صورة أشعة تحت حمراء ولا تنفذ مرة أخرى بسبب كبر طولها الموجى فتحتبس فى الأرض مسبب إرتفاع درجة الحرارة فى طبقة ( التربوسفير )
الأثار الضارة لظاهرة الإحتباس الحرارى
1- ذوبان الجليد عند القطبين :
ويؤدى ذلك إلى إرتفاع منسوب مياة البحار والمحيطات وغرق المدن الساحلية وإنقراض الحيوانات القطبية كالدب القطبى وفيل البحر
2- تغيرات مناخية حادة :
مثل تكرار الأعاصير الإستوائية مثل إعصار كانترينا (عام 2005) والفيضانات المدمرة وموجات الجفاف وحرائق الغابات
● وقعت 160 دولة فى مدينة كيوتو باليابان عام 1997 على إتفاقية كيونو بخفض نسبة الإنبعاثات الضارة بالبيئة والحد من إستهلاك الوقود الخضرى والبحث عن بدائل أخرى للطاقة صديقة البيئة
تطبيق حياتى :
1) المصابيح الموفرة للطاقة :
يعادل المصباح الموفر للطاقة 6 مصابيح عادية وبتكلفة أقل
2) ترشيد إستهلاك الطاقة :
● تتضامن شعوب العالم فى يوم 28 مارس من كل عام بإطفاء الأنوار عن أهم المعالم الثقافية والسياحية كبرج إيفل بفرنسا ومشروع الصوت والضوء بمعبد أبو سمبل بأسوان تحت شعار ساعة لأرضك
من أخطر التهديدات التى تواجه كوكب الأرض ظاهرة تأكل طبقة الأوزون وظاهرة الإحترار العالمى حالياً
أولاً : تركيب طبقة الأوزون
تركيب غاز الأوزون
تكون جزىء من إتحاد ذرة حرة مع جزىء كسر فى الرابطة فى جزىء إمتصاص جزيئات
غازالأوزون من نفس العنصر العنصر الغازى وتكون ذرتين العنصر الغازى للأشعة فوق البنفسجية
يتضح مما سبق أن غاز الأوزون يتكون على خطوتين :
1- كسر الرابط فى جزىء الأكسجين عند إمتصاصه الأشعة فوق البنفسجية UV متحولا إلى ذرتين أكسجين حرة O2
2- إتحاد كل ذرة أكسجين حرة مع جزىء أكسجين آخر مكونة جزىء أوزون O3
خصائص غاز الأوزون : غاز لونه أزرق شاحب له رائحة مميزة مثل :
أ) ماكينات التصوير الضوئى ب) الفيديو ج) كاميرات التصوير
■ وجودها : تتكون طبقة الأوزون على إرتفاع من 20:40 كم فوق سطح البحر فى طبقة الأستراتوسفير
علل : تكون غاز الأوزون فى طبقة الستراتوسفير ؟
لأنها أول طبقة من طبقات الغلاف الجوى تقابل الأشعة فوق البنفسجية الصادرة من الشمس وبها كمية مناسبة من غاز الأكسجين
ثانياً : أهمية طبقة الأوزون
1- تعمل طبقة الأوزون على منع نفاذ الأشعة فوق البنفسجية البعيدة U-V-C
بنسبة 100 % ومعظم الأشعة المتوسطة (U-V-B) بنسبة 95 % لما لها
من أضرار بالغة وأثار كيميائية ضارة
2- طبقة الأوزون درع واق للكائنات الحية من الأضرار الكيميائية للأشعة فوق البنفسجية
الكائن الحى الضرر
أضرارها على الإنسان 1- زيادة معدلات الأصابة بمرض سرطان الجلد
2- إعتام عدسة العين الكتاركتا 3- ضعف المناعة
البرمائيات 1- موت البيض 2- نقص معدلات التكاثر
الأحياء البحرية موت البلانكتون الذى تتغذى عليه الكائنات البحرية الصغيرة
تدمير السلاسل الغذائية البحرية
أضرارها على النباتات الأرضية 1- إختلال عملية البناء الضوئى 2- نقص إنتاج المحاصيل
■ هل تعلم :
أن الأشعة الفوق بنفسجية القريبة من الطول الموجى للضوء المرئى U-V-A تنفذ من الغلاف الجوى للأرض وتعمل على تخليق فيتامين ( د ) فى أجسام الأطفال حديثى الولادة
ثالثاً : تآكل طبقة الأوزون
1- إفترض العالم دوبسون (عالم إنجليزى) أن سمك طبقة الأوزون 3 مم لو
كانت فى ظروف الضغط الجوى المعتاد ودرجة حرارة ( صفر° س ) أو ما
يعرف بمعدل الضغط ودرجة الحرارة S.T.P
● إفترض أن كمية الأوزون الطبيعية تعادل 300 وحدة دوبسون (DU)
● لاحظ العلماء زيادة تآكل طبقة الآوزون فوق منطقة القطب الجنوبى فى شهر سبتمر من كل عام علل ؟
نتيجة تجمع الملوثات فى صورة سحب سوداء تدفعها الرياح فوق القطب الجنوبى مما يزيد من معدل التآكل فى طبقة الأوزون
مثال :
ما نسبة تآكل الأوزون فى إحدى المناطق إذا علمت أن درجة الأوزون فيها 150 دوبسون؟
100 % 300 دوبسون
س 150 دوبسون
نسبة التآكل (س) = 150 X 100 = 50 %
100
■ هل تعلم :
● أن الضغط الجوى ودرجة الحرارة يختلف عند طبقة الأوزون عنها عند سطح الأرض
● مقدار التآكل فى طبقة الأوزون عام 2001 وصل إلى 20X10 6 كم2 أى ما يعادل 20 ضعف مساحة مصر
● فى خريف عام 2008 وصل إلى 27 X10 6 كم2 أى أكبر من مساحة أمريكا الشمالية
رابعاً : أخطر الملوثات على طبقة الأوزون
مركبات الكلوروفلوركربون غاز بروميد الميثيل الهالونات أكاسيد النيتروجين
مركبات الكلوروفلوركربون ( C.F.C) ( الفريونات )
تستخدم الفريونات فى :
مادة مبردة فى أجهزة التبريد مثل الثلاجات والمكيفات
مادة دافعة لرذاذ الأيروسولات لقتل الحشرات
مادة نافخة فى صناعة عبوات الفوم
مادة مذيبة فى تنظيف شرائح الدوائر الإلكترونية
أثر مركبات ( C.F.C ) الكلورفلوروكربون على طبقة الأوزون
يتم تآكل طبقة الأوزون بواسطة ( ( C.F.C على 3 خطوات :
الخطوة الأولى :
تحطم الأشعة فوق البنفسجية (UV) جزيئات مركبات الكلورفلوركربون (CFCL3 )فتتحرر ذرات الكلور النشط Cl
CFCl 3 UV CFCl 2 + Cl
الخطوة الثانية :
تفاعل ذرات الكلور النشطة مع جزيئات غاز الأوزون O3 مكونة أكسيد الكلور ClO
Cl + O 3 O 2 + ClO
الخطوة الثالثة :
تفاعل أول أكسيد الكلور مع جزيئات أوزون أخرى فتتحرر ذرات كلور نشطة أخرى تقوم بتحطيم غاز الأوزون وتتكرر مرة أخرى
ClO + O 3 2O 2 + Cl
2- غاز بروميد الميثيل :
يستخدم كمبيد حشرى لحماية مخزون المحاصيل الزراعية
3- الهالونات :
التى تستخدم فى إطفاء الحرائق
4- أكاسيد النيتروجين :
تنتج من إحتراق وقود الطائرات الأسرع من الصوت ( الكونكورد )
خامساً : المحافظة على طبقة الأوزون
وقعت 191 دولة على عدة توصيات فى مدينة مونتريال بكندا عام 1987 وهى :
1) ضرورة خفض إنتاج مركبات الكلورفلوركربون وإيجاد البدائل الآمنه بيئياً
2) وقف إنتاج طائرات الكونكورد الأسرع من الصوت (علل) بسبب تأثير عوادمها على طبقة الأوزون
علل / إحتفال العالم بيوم الأوزون فى 16 سبتمبر من كل عام ؟
ﺠ : بسبب إقامة مؤتمر عالمى للمحافظة على طبقة الأوزون فى مدينة مونتريال بكندا
■ لاحظ أن :
● تم تعديل توصيات مونتريال فى لندن عام 1990 بحيث يلزم الدول بمنع وتداول مركبات الكلورفلوركربون حتى يسمح لها بتصدير منتجاتها وقد تم خفض إنتاج المركبات
● تكتب على عبوات مبيدات الحشرات لا لإستخدام مركبات الفلوركلوروكربون (CFC) – NON
سادساً : الإحتباس الحرارى
ثانياً : ظاهرة الإحترار العالمى
مشاهدات يومية
● إرتفاع مستوى المياه فى البحار ● أعاصير إستوائية
● فيضانات مدمرة ● موجات حر وجفاف ● حرائق غابات
أوضحت الهيئة العالمية للتغيرات المناخية ( IPCC ) ( تابع للأمم المتحدة ) حدوث إرتفاع مستمر فى متوسط درجة الحرارة للهواء القريب من سطح الأرض ظاهرة الإحترار العالمى (الإحتباس الحرارى)
الإحتباس الحرارى ( الإحترار العالمى ) :
إرتفاع مستمر فى متوسط درجة حرارة الهواء القريب من سطح الأرض
تجربة : توضح ظاهرة الإحتباس الحرارى
الأدوات :
زجاجتان مياة غازية فارغة – ترمومترات مئويان –
مسحوق بيكربونات الصوديوم – خل – ماء
الخطوات :
1- كمية من الماء فى الزجاجة الأولى وكمية مساوية من الخل فى الزجاجة الثانية وضع فى كلاً منهما ترمومتر
2- مسحوق بيكربونات الصوديوم فى الزجاجة الثانية وأغبقها جيداً للاحتفاظ بغاز CO2 المتصاعد
3- الزجاجتين فى مكان مشمس لمدة 10 دقائق
الملاحظة : إرتفاع درجة الحرارة أعلى فى الأنبوبة الثانية التى تحتوى على CO2
الإستنتاج :
1- زيادة نسبة ثانى أكسيد الكربون فى الزجاجة أدى إلى إرتفاع درجة الحرارة
2- يحدث هذا على كوكب الأرض بزيادة الغازات الدفينة الناتجة من إحتراق الوقود الحفرى وقطع وحرق الغابات
أهم الغازات الدفينة :
1- غاز ثانى أكسيد الكربون CO2( إرتفعت نسبتة من 0.031 % إلى 0.038 % عام 2005 م )
2- مركبات الكلورفلوركربون CFC 3- غاز الميثان CH4
4- أكسيد نيتروز N2O 5- بخار الماء H2O
تفسير ظاهرة الإحتباس الحرارى
علل : حدوث ظاهرة الإحتباس الحرارى ؟
علل : يشبه أثر الغازات الدفيئة الصوبات الزجاجية ؟
لأن الغازات الدفيئة تسمح بمرور أشعة الضوء المرئى والأشعة ذات الطول الموجى القصير الصادرة من الشمس وتمتصها الأرض وتشعها الأرض فى صورة أشعة تحت حمراء ولا تنفذ مرة أخرى بسبب كبر طولها الموجى فتحتبس فى الأرض مسبب إرتفاع درجة الحرارة فى طبقة ( التربوسفير )
الأثار الضارة لظاهرة الإحتباس الحرارى
1- ذوبان الجليد عند القطبين :
ويؤدى ذلك إلى إرتفاع منسوب مياة البحار والمحيطات وغرق المدن الساحلية وإنقراض الحيوانات القطبية كالدب القطبى وفيل البحر
2- تغيرات مناخية حادة :
مثل تكرار الأعاصير الإستوائية مثل إعصار كانترينا (عام 2005) والفيضانات المدمرة وموجات الجفاف وحرائق الغابات
● وقعت 160 دولة فى مدينة كيوتو باليابان عام 1997 على إتفاقية كيونو بخفض نسبة الإنبعاثات الضارة بالبيئة والحد من إستهلاك الوقود الخضرى والبحث عن بدائل أخرى للطاقة صديقة البيئة
تطبيق حياتى :
1) المصابيح الموفرة للطاقة :
يعادل المصباح الموفر للطاقة 6 مصابيح عادية وبتكلفة أقل
2) ترشيد إستهلاك الطاقة :
● تتضامن شعوب العالم فى يوم 28 مارس من كل عام بإطفاء الأنوار عن أهم المعالم الثقافية والسياحية كبرج إيفل بفرنسا ومشروع الصوت والضوء بمعبد أبو سمبل بأسوان تحت شعار ساعة لأرضك
طارق جوده2014-11-15, 7:43 pm