Question 1

ما هو أوزون التروبوسفير، ولماذا يُعتبر ملوثاً؟

Accepted Answer

يُعد الأوزون التروبوسفيري جزيئاً يتكون من ثلاث ذرات أكسجين (O3)، يتواجد في طبقات الجو السفلى ويعمل كعامل مؤكسد شديد التفاعل. وبخلاف أوزون الستراتوسفير الذي يوفر الحماية من الأشعة فوق البنفسجية، فإن الأوزون التروبوسفيري ضار بصحة الإنسان ويساهم في تكوين الضباب الدخاني الكيميائي الضوئي. وهو يتسبب في إلحاق ضرر مباشر بالأنسجة التنفسية عند استنشاقه، كما يضر بأنسجة النباتات ومواد مثل إطارات المركبات.

Question 2

كيف يتكون أوزون التروبوسفير الخارجي عند مستوى سطح الأرض؟

Accepted Answer

يتكون أوزون التروبوسفير الخارجي عندما تتعرض أكاسيد النيتروجين والمركبات العضوية المتطايرة الناتجة عن انبعاثات السيارات لأشعة الشمس. ويكون هذا التفاعل أكثر كثافة في البيئات المشمسة أو المناطق التي تشهد استخداماً كثيفاً للسيارات، ولهذا السبب تزداد تركيزات الأوزون خلال موجات الحر أو في المراكز الحضرية ذات الكثافة السكانية العالية التي تشهد حركة مرور كبيرة.

Question 3

كيف يختلف تكوّن الأوزون في الأماكن المغلقة عنه في الأماكن المفتوحة؟

Accepted Answer

يتكون أوزون التروبوسفير الداخلي عندما تؤدي التفريغات الكهربائية الناتجة عن المعدات ذات الجهد العالي، مثل منقيات الهواء الأيونية أو الطابعات الليزرية أو آلات التصوير، إلى تفكيك جزيئات الأكسجين الجوي. ثم تعيد جذور الأكسجين الحرة الناتجة الاتحاد لتكوين الأوزون. وتحدث هذه العملية بمعزل عن ضوء الشمس، مما يجعل تكوين الأوزون الداخلي مصدر قلق متميز في المرافق التي تحتوي على مثل هذه المعدات.

Question 4

ما هي ورقة شونباين (Schönbein paper) وكيف تكتشف الأوزون؟

Accepted Answer

ورق شونباين (Schönbein paper) هو ورق ترشيح مُشرب بالنشا ويوديد البوتاسيوم. وعندما يتعرض للأوزون، يقوم الأوزون بأكسدة يوديد البوتاسيوم، مما ينتج عنه اليود. يتفاعل اليود بدوره مع اليوديد لتكوين ثلاثي يوديد، والذي يتفاعل بعد ذلك مع النشا، مكونًا بقعة بنفسجية داكنة. وتشير كثافة اللون إلى تركيز الأوزون، حيث تدل الألوان الداكنة على مستويات أعلى.

Question 5

ما هي خطوات تحضير ورق شونباين (Schönbein paper) في المختبر؟

Accepted Answer

سخن 100 مل من الماء المقطر مع 6 جم من نشا الذرة حتى تصل درجة الحرارة إلى 90 درجة مئوية تقريباً لتكوين هلام. ارفع الخليط عن مصدر الحرارة وأضف 1 جم من يوديد البوتاسيوم، مع التحريك حتى الذوبان. اترك الخليط ليبرد لمدة 5 دقائق. ادهن المعجون بشكل متساوٍ على كلا جانبي ورق الترشيح الموضوع على لوح زجاجي. يُجفف الخليط طوال الليل بعيداً عن ضوء الشمس أو في فرن عند درجة حرارة 20 درجة مئوية. وبمجرد الجفاف، يُقطع الورق إلى شرائح بطول بوصة واحدة وتُحفظ في حاويات محكمة الإغلاق بعيداً عن ضوء الشمس المباشر.

Question 6

كيف يتم قياس تركيز الأوزون باستخدام شرائط اختبار شونباين (Schönbein)؟

Accepted Answer

رُشَّ شرائط الاختبار بخفة باستخدام ماء مقطر، وعَلِّق ثلاث شرائط على الأقل في كل موقع لمدة 8 ساعات، مع التأكد من تثبيتها بعيداً عن أشعة الشمس المباشرة. سَجِّل الرطوبة النسبية في كل موقع. وبعد انتهاء فترة التعرض، رُشَّ الشرائط بالماء وقارن اللون بمقياس شونباين (Schönbein) اللوني. احسب متوسط رقم شونباين لكل موقع، ثم استخدم مخطط رقم شونباين للرطوبة النسبية لتحويل القراءات إلى تركيز الأوزون بأجزاء في المليار.

Question 7

ما هي المخاطر الصحية المرتبطة بالتعرض للأوزون التروبوسفيري؟

Accepted Answer

تحدد إدارة السلامة والصحة المهنية في الولايات المتحدة (OSHA) العتبة الآمنة للأوزون عند 0.1 جزء في المليون. ويتسبب التعرض لمستويات أعلى من هذه العتبة في الإصابة بالصداع، وتهيج العينين والحلق، وتلف الرئة، والنزيف. وتواجه المناطق الحضرية التي تتسم بكثافة الحركة المرورية والتجمعات السكانية المرتفعة مخاوف صحية متزايدة. كما يجب فحص المرافق الداخلية التي تحتوي على معدات ذات جهد كهربائي عالٍ لضمان سلامة العاملين والمقيمين، نظرًا لأن العتبات الآمنة في البيئتين الداخلية والخارجية متطابقة.

قياس الأوزون التروبوسفيري - اختبار تقييم