دو نوع ازن (O۳) در اتمسفر وجود دارد که شامل ازون خوب (لایه ازن یا ازن موجود در استراتوسفر) و ازون بد (ازون موجود در ترپوسفر یا سطح زمین) می‌شود.
ازون سطح زمین یکی از اجزای اصلی اسماگ فتوشیمیایی و در گروه اکسیدان‌های فتوشیمیایی هواست که از واکنش اکسیدهای نیتروژن (NOx) و ترکیبات آلی فرار (VOCs) در حضور نور خورشید (واکنش فتوشیمیایی) تشکیل می‌شود. بنابراین بیشترین مقادیر ازون در شرایط آفتابی تشکیل می‌شود.
- آلاینده ازون چیست و چه منابعی تولید می‌شود؟
گاز ازون (O۳) از ترکیب سه اتم اکسیژن ایجاد می شود و یک اکسیدکننده قوی است. ازون گازی تقریباً بی‌رنگ با بویی خاص شبیه بوی هوای تازه که در دمای معمولی به صورت گاز وجود دارد و چگالی آن ۵/۱ برابر اکسیژن در شرایط استاندارد است.
ازون خوب از ورود اشعه ماوراء بنفش نور خورشید به زمین جلوگیری می‌کند و ازون در سطح زمین و یا ازن بد که به عنوان آلاینده از آن یاد می‌شود، جزو آلاینده های ثانویه است.
این آلاینده به طور مستقیم در هوا منتشر نمی شود بلکه توسط واکنش‌های شیمیایی بین اکسیدهای نیتروژن (NOx) و ترکیبات آلی فرار(VOCs) در حضور نور خورشید ایجاد می‌شود و به همین علت، میزان ازون در تابستان و در وسط روز بیش از سایر مواقع است.
ازون هنگامی تشکیل می‌شــود که آلاینده های منتشــره ازخودروها، نیروگاه ها، پالایشگاه‌ها، کارخانه‌های شیمیایی و سایر منابع در حضور نور خورشید واکنش شــیمیایی انجام می‌دهند. در کشور ما نیز به‌ویژه در شهرهای بزرگ و صنعتی و مناطق مجاور، به دلیل آلودگی شدید هوا، وجود گازهای آلاینده اولیه و همچنین آفتابی بودن هوا در عمده روزهای سال، شرایط را به سهولت برای انجام واکنش‌های اکسیداسیون فتوشیمیایی که به ایجاد گاز ازون منجر می‌شوند، ایجاد می کند.
خاصیت اکسیدکنندگی این گاز باعث می‌شود تا کاریردهای صنعتی زیادی داشته باشد و همین‌طور در غلظت‌های بالاتر از ۱۰۰ جزء در میلیارد، اثر تخریبی شدیدی بر مخاط و اندام‌های تنفسی جانوران و بافت‌های گیاهان بگذارد. به همین علت ازون موجود در ســطح زمین یکی از آلاینده‌های مهم هوا به شــمار می‌رود. خطر قرار گرفتن در معرض میزان ناســالم ازون در ســطح زمین طی ماه‌های تابســتان خصوصاٌ در ساعات میانی روز به بالاترین حد خود می رسد.
عوامل اکسیدکننده‌ای همانند از. ن، پراکسی استیل نیترات (PAN)، پراکسی بنزوئیل نیترات (PBN)، پراکسید هیدروژن (H۲O۲)، و اسید فرمیک (HCOOH) و دیگر مواد جزئی که می‌توانند یدید پتاسیم را اکسید کنند تحت عنوان اکسیدان‌های فتوشیمیایی شناخته می‌شوند.
در واقع اکسیدان‌های فتوشیمیایی عموماً آلاینده‌های ثانویه هستند که در اتمسفر از واکنش‌های پیچیده آلاینده‌های پیش‌ساز اتمسفری و نور خورشید تشکیل می‌شوند. در بین اکسیدان‌های فتوشیمیایی هوا بیشترین غلظت‌ها مختص به O۳ و PAN بوده و اثرات زیانبار اسماگ فتوشیمیایی معمولاً با غلظت‌های این دو گونه مرتبط است.
غلظت‌های حداکثر ازون در بعد از ظهر رخ می‌دهد و به طور کلی یک آلاینده تابستانه (Summer time air pollutant) است. غلظت‌های حداکثر ازن در سطح زمین بندرت دو تا سه ساعت دوام دارد.
نیمه عمر این آلاینده در ۲۰ درجه سانتیگراد حدود سه روز است.
همچنین ازون از طریق دستگاه‌های تصفیه هوا (Air cleaners)، لامپ‌های UV، ماشین‌های فتوکپی و پرینترهای لیزری در محیط‌های بسته تولید و در هوا منتشر می‌شود.
اقدام‌های کنترلی برای کاهش غلظت ازون تروپوسفری عمدتاً بر انتشار پیش‌سازهای ازن (NOx و VOCs) متمرکز است.
مواجهه با ازن سبب مشکلات تنفسی متعددی نظیر حمله‌های آسمی، کاهش عملکرد ریه و بیماری‌های ریوی می‌شود. امروزه یکی از آلاینده‌ها هوا که در اروپا بیشترین نگرانی را به خود اختصاص داده است ازون است.
مطالعات اروپایی نشان داده‌اند که به ازای افزایش هر μg/m۳ ۱۰ غلظت ازون میزان مرگ روزانه حدود ۰/۳ درصد و مرگ بیماران قلبی حدود ۰/۴ درصد افزایش می‌یابد. حدود ۴۰ درصد ازون در بینی و حنجره جذب می‌شود و ۶۰ درصد آن به عمق ریه می‌رسد. حقایق زیر در مورد دریافت ازون بر دستگاه تنفسی به اثبات رسیده است:
- ازون می‌تواند در هر قسمت از بافت ریه نفوذ کند و این امر به غلظت اولیه آن بستگی دارد.
- بیشترین مقدار در سطوح بافت در منطقه بین نایژه و حبابچه‌ها است.
- اندکی از ازون وارد جریان خون می‌شود.
- کمی افزایش در مقدار دریافت، بر تراشئوبرنشیال اثر جزئی دارد ولی تأثیر آن بر قسمت اصلی ریه محسوس است.
همانطور که اشاره شد ازون اکسیدانی بسیار قوی است و بنابراین می‌تواند روی هر ماده بیولوژیکی اثر داشته باشد. به طور کلی دو مکانیسم برای تأثیر ازن شناخته شده است:
- اکسیداسیون گروه سولفیدریل، آمینو اسیدها، آنزیم ها، کوآنزیم ها، پروتئین ها و پپتیدها
- اکسیداسیون اسیدهای چرب اشباع نشده به پراکسیدهای اسید چرب
غشاها هم از پروتئین و هم از چربی تشکیل شده‌اند و به همین دلیل هدف مناسبی برای حمله ازن هستند. اثرات ازن را می‌توان به شرح ذیل خلاصه کرد:
- تغییرات بافت شناسی شامل نایژه - نایژک، تنگی نفس و فیبری شدن جدار در تماس طولانی مدت با غلظت بین ۱-۰/۲ ppm
- تغییر در عملکرد ریه‌ها در تماس با غلظت ppm ۰/۳ ازن در مدت ۲ ساعت که با قطع تماس قابل برگشت است.
- تغییر در ساختمان پروتئین ریه بعد از یک ساعت تماس با غلظت ppm ۱
- تغییرات بیوشیمیایی ریه و سایر اعضاء پس از چهار ساعت تماس با غلظت ppm ۳ - ۶
- حساسیت در برابر عفونت‌های باکتریایی در مواجهه سه ساعته با ppm ۰/۸
- تأثیر بر حجم هوای خروجی که با فشار بر ریه‌ها خارج می‌شود.
- حد مجاز ازون
از آنجا که گاز ازون یک اکسید کننده بسیار قوی است، حد استاندارد آن ۰.۱۲۵ قسمت در میلیون (ppm) از حجم هواست و منظور این است که اگر متوسط غلظت این آلاینده در ساعت کمتر از این مقدار باشد، به لحاظ این آلاینده هوا سالم است و اگر بیشتر بود بسته به میزان غلظت، هوا را در شرایط ناسالم برای گروه های حساس، ناسالم، بسیار ناسالم و یا خطرناک قرار می‌دهد.
- در هنگام وجود آلایندگی ازون چه باید کرد؟
در صورتی که غلظت ازون بالاتر از حد مجاز سلامت باشد، کودکان و بزرگسالان فعال و افراد مبتلا به بیماری‌های ریوی، مانند آسم، باید از مواجهه طولانی مدت در فضای باز اجتناب کنند و در صورتی که میزان این گاز در شرایط ناسالم قرار گیرد بقیه افراد از جمله کودکان باید حضور خود را فضای باز محدود و یا در صورت نیاز متوقف کنند.
نکته قابل توجه این است که برخی از دستگاه‌های تصفیه هوای خانگی با تولید گاز ازن به تصفیه هوا می‌پردازند و استفاده از این دستگاه‌ها به هیچ‌وجه توصیه نمی‌شود.
*منبع: پژوهشکده محیط‌زیست و شرکت کنترل کیفیت هوا