ازون

ازون، قسمت کوچکی از جو زمین است که با توجه به ویژگی حفاظتی آن در برابر اشعه فرابنفش خورشیدی، نقشی اساس در بقا و حیات ایفا می­کند. بیشتر میزان ازون (90 درصد کل ازون) در قسمت فوقانی تروپوسفر و در لایه استراتوسفر متمرکز است که به لایه ازون (ازون سپهر) معروف است. میزان ازون در سطح جهانی بین 500-200 دابسون در نوسان است که این مقدار دارای تغییرات زمانی و مکانی است. در این تحقیق با استفاده از اطلاعات ده ساله ایستگاه ازون­سنجی اصفهان و به کارگیری روش­های تحلیل آماری مثل تحلیل رگرسیون، تحلیل واریانس و آزمون استیودنت نیومن کولز به تحلیل آماری تغییرات زمانی میزان ازون اصفهان پرداخته شده است. نتایج تحلیل­های آماری حاکی از وجود تغییر در میزان ازون در سری­های زمانی ماهانه، فصلی و سالانه می­باشد که در این دوره آماری، این تغییرات در اصفهان با بازه زمانی فصلی تطابق و هماهنگی کاملی دارد، به طوری که میانگین میزان ازون هر 4 فصل دارای اختلاف معنی­دار در سطح احتمال 1 درصد با یکدیگر می­باشند. این در حالی است که این هماهنگی در مورد ماه­های سال مشهود نمی­باشد. تمرکز و غلظت فصلی ازون در فصل بهار به حداکثر و در فصل پاییز به حداقل می­رسد. تمرکز و غلظت فصلی ازون در بازه ماهانه در ماه مارس (اسفند) به حداکثر و در ماه اکتبر (مهر) به حداقل می­رسد. بررسی روند در میانگین سالانه سری زمانی ایستگاه مزبور حاکی از عدم وجود روند در داده­ها در سطح احتمال 5 درصد می­باشد.

آلودگی هوا به عنوان یکی از مهم ترین مخاطرات طبیعی در کلان شهرها، به یک مسئله مهم جهانی تبدیل شده که واکاوی شرایط رخداد آن، یکی از اولویت های عمده در پژوهش های اقلیمی است. بدین منظور در این پژوهش، شرایط همدید مرتبط با روزهای آلوده به ازون (O3) در تهران با استفاده از رویکرد محیطی به گردشی و واکاوی خوشه ای بررسی گردید. نخست با استفاده از داده های آلایندگی ازون در بازه 7 ساله از سال 1388 تا 1394 برای 41 ایستگاه تهران، ماتریسی به آرایه ی 41×2417 تشکیل شد. سطرها نشان دهنده روز های همراه با ازون و ستون ها نماینده تعداد ایستگاه هاست. سپس با انجام تحلیل خوشه ای پایگانی به روش ادغام وارد روی ماتریس روزهای فرین همراه با این پدیده، هشت خوشه متفاوت و مجزا شناسایی شد. نتایج آماری و همدید این پژوهش حاکی از این است که فراوانی روزهای آلاینده ازون در این گونه ها، اغلب روند فصلی دارد و در شش ماه اول سال بیشتر مشاهده می شود که شرایط جوی کشور از یکدستی و همگنی اقلیمی به علت استقرار پرفشار جنب حاره برخوردار است. رخداد این شرایط، مسبب ایجاد ماندگاری و تداوم چندروزه آلودگی در تهران و اغلب کلان شهرهای کشور می شود.

انتشار ایزوپرن از گیاهان به عنوان بزرگترین منبع شناخته شده در جهان از ترکیبات آلی فرار غیر متان است که نشان دهنده انتقال مستقیم کربن و نشانه واکنش گیاهان در برابر جوّ است. برآورد شده که بیش از 90 درصد انتشار ایزوپرن از گیاهان در ساعات اوج فوتوسنتز (11 تا 20) است. با توجه به اینکه ایزوپرن، پیش آلاینده ازون است و اثر مستقیم آن در انتشار ازون بیشتر در زیست سپهر مشخص می شود؛ شناسایی مناطق مولد این پیش آلاینده در مناطق دارای پوشش گیاهی از طریق پایش داده های ازون تروپوسفری، هدف اصلی این پژوهش است. داده های ازون از ایستگاه های سنجش آلودگی هوا و ایستگاه های پایش سازمان محیط زیست از سال 2002 تا 2018 تهیه و پس از تولید نقشه NDVI شهر تهران، تجزیه و تحلیل مبتنی بر روش همبستگی بین متغیرها انجام گردید. نتایج نشان داد از ساعت 11 تا 20 در مناطقی که شاخص پوشش گیاهی در شعاع یک کیلومتری هر ایستگاه بیشتر باشد، میزان ازون انتشار یافته نیز بیشتر است و ارتباط معناداری بین این دو وجود دارد که حاکی از تولید ایزوپرن توسط گونه های غالب درختی و درختچه ای در اینگونه مناطق است. ایزوپرن عمدتاً از درختانی با رشد سریع مانند صنوبر، بید، اوکالیپتوس، اقاقیا، چنار و ... تولید می شود که می تواند موجب تشدید آلودگی ازون در سطح زمین شود؛ لذا به شهرداری های مناطق مختلف کلانشهر تهران توصیه می شود قبل از توسعه فضای سبز جدیدی، شناسایی دقیق گونه متناسب با محیط زیست شهری و اثر آلایندگی آنها به صورت کاملا علمی صورت گیرد و در صورت ضرورت، حتی الامکان کاشت اینگونه درختان در مناطقی صورت پذیرد که در معرض شرایط کاتالیزور تولید ایزوپرن قرار نداشته باشند.

خطرات ناشی از گاز ازون برای آثار تاریخی و هنری، همچنین محدودیت های دسترسی و غیر قابل استفاده بودن دستگاه های سنجش گاز ازون در کلیه محیط های موزه ای، نیاز به ابزار پایش ساده، مقرون به صرفه، و قابل استفاده در موزه برای سنجش این گاز را دوچندان کرده است. از سوی دیگر الاستومرها موادی پلیمری با واکنش پذیری بالا نسبت به گاز ازون هستند و در این میان لاتکس که از الاستومرهای طبیعی محسوب می شود، بیش ترین حساسیت را نسبت به این آلاینده گازی دارد. همین امر موجب شده است که این ماده به عنوان دُزی متر گاز ازون مورد توجه قرار گیرد. در این تحقیق به منظور دستیابی به دزی متر ازون، اثر این گاز بر روی نوارهای لاتکسِ تهیه شده در شرایط مصنوعی مورد بررسی قرار گرفت. برای این کار از یک محفظه کهنگیِ مجهز به ژنراتور گاز ازون استفاده شد. از آنجا که اکسایش نوارهای لاتکس در محیط می تواند تحت اثر پرتوهای UV نیز اتفاق بیفتد، برای بررسی این فرایند و در مقایسه با گاز ازون نمونه های آزمایشی با استفاده از لامپ UV با طول موج 254 و 366 (nm) نیز کهنه شدند. کلیه بررسی های فوق در درجه حرارت oC 24 و 40% رطوبت نسبی انجام شد. نوارهای لاتکسِ دست نخورده و کهنه شده با استفاده از روش طیف سنجی ATR-FT-IR و میکروسکوپ دیجیتال مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج مطالعات انجام شده نشان می دهد که اثر اکسیدکنندگی گاز ازون و اکسایش پرتوهای UV بر روی نوارهای لاتکس متفاوت و قابل تمیز هستند. از سوی دیگر با انجام کالیبراسیون نوارهای لاتکس می توان غلظت گاز ازون را در محیط تخمین زد. برای راستی آزمایی غلظت گاز ازونِ حاصل از نوارهای لاتکس در محیط موزه از دستگاه سنجش گاز ازون استفاده شد و نتایج مورد تأیید قرار گرفت.