لماذا فكر العلماء ان مركبات الكلوروفلوروكربون امنه للبيئه

لماذا فكر العلماء ان مركبات الكلوروفلوروكربون امنه للبيئه، اللغة جافة وأكاديمية ، كما هو مناسب لملخص ورقة علميةفي مجلة Nature المرموقة .ومع ذلك ، فإن البحث الموصوف في الورقة القصيرة سقط مثل القنبلة العلمية ، والتيستكون تداعياتها محسوسة في جميع أنحاء العالم. فقد أطلق نقاشات شرسة ، وأدى إلىمعاهدة بيئية عالمية تقيد استخدام فئة واسعة من المواد الكيميائية ، وغيرت الطريقةالتي ينظر بها البشر إلى تأثيرها على بيئة الأرض. كما أدى ذلك أيضًا إلى مشاركةف.شيروود رولاند (1927-2012) وماريو جيه مولينا (* 1943) في جائزة نوبل فيالكيمياء لعام 1995 مع بول ج. كروتزن.<o:p></o:p>
<o:p> </o:p><o:p></o:p>
<o:p></o:p>
الاستخدام الواسع لمركبات الكربون الكلورية فلورية<o:p></o:p>
<o:p> </o:p><o:p></o:p>
<o:p></o:p>
في العشرينيات من القرن الماضي ، استخدمت أنظمة التبريد وتكييف الهواءمركبات مثل الأمونيا والكلوروميثان والبروبان وثاني أكسيد الكبريت كمبردات. علىالرغم من فعاليتها ، إلا أن المركبات كانت سامة وقابلة للاشتعال ، ويمكن أن يؤديالتعرض لها إلى إصابة خطيرة أو الوفاة. عمل فريق من الكيميائيين في فريجيديربقيادة توماس ميدجلي جونيور (1889-1944) على تطوير بدائل غير سامة وغير قابلةللاشتعال لمواد التبريد.<o:p></o:p>
ركز الفريق جهودهم على المركبات التي تحتوي على الكربون والهالوجيناتمثل الفلور والكلور. عُرف عن هذه المركبات أنها متطايرة وخاملة كيميائيًا ،وكلاهما خصائص مهمة للفريق الذي يدرس استخدامها في التبريد. كان أول مركب طوروه هوثنائي كلورو ثنائي فلورو الميثان ، CCl 2 F 2 ، والذي أطلقوا عليه اسم "الفريون". ميدليز سيحصل علىميدالية بيركين من جمعية الصناعة الكيميائية لهذا البحث في عام 1937 ؛ في عام 1941، حصل على وسام بريستلي ، أعلى جائزة للجمعية الكيميائية الأمريكية ، لمساهماته فيالكيمياء.<o:p></o:p>
بحلول أوائل السبعينيات ، كانت مركبات الكربون الكلورية فلورية منتشرةعلى نطاق واسع ، ووصل الإنتاج العالمي لهذه المركبات إلى ما يقرب من مليون طنسنويًا ، وهو ما يمثل حوالي 500 مليون دولار من صناعة الكيماويات. <o:p></o:p>
يتم إضافة الكلورو فلورو ميثان إلى البيئة بكميات متزايدة بشكل مطرد.هذه المركبات خاملة كيميائيًا وقد تظل في الغلاف الجوي لمدة 40-150 عامًا ، ويمكنتوقع أن تصل التركيزات إلى 10 إلى 30 ضعف المستويات الحالية. ينتج عن التفككالضوئي لمركبات الكلوروفلور ميثان في الستراتوسفير كميات كبيرة من ذرات الكلور ،ويؤدي إلى تدمير الأوزون الجوي ".<o:p></o:p>
<o:p> </o:p><o:p></o:p>
<o:p></o:p>
أهمية الأوزون<o:p></o:p>
<o:p> </o:p><o:p></o:p>
<o:p></o:p>
من وجهة نظر بيئية ، الأوزون هو جزيء محير. في طبقة التروبوسفير ، وهيمنطقة الغلاف الجوي الممتدة من سطح الأرض حتى حوالي 6 أميال ، يعتبر الأوزونملوثًا وهو أحد مكونات الضباب الدخاني الكيميائي الضوئي. ولكن في طبقةالستراتوسفير ، وهي منطقة من الغلاف الجوي من 6 إلى 31 ميلاً ، يمتص الأوزونالأشعة فوق البنفسجية التي قد تكون ضارة.<o:p></o:p>
وكما قالت الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم في إعلانها عن جائزةنوبل في الكيمياء لعام 1995: "على الرغم من أن الأوزون يحدث بكميات صغيرة ،إلا أنه يلعب دورًا أساسيًا بشكل استثنائي في الحياة على الأرض. وذلك لأن الأوزون، إلى جانب الأكسجين الجزيئي العادي (O 2 ) ،قادران على امتصاص الجزء الأكبر من أشعة الشمس فوق البنفسجية وبالتالي منع هذاالإشعاع الخطير من الوصول إلى السطح. بدون طبقة أوزون واقية في الغلاف الجوي ، لايمكن أن توجد الحيوانات والنباتات ، على الأقل ليس على الأرض. "<o:p></o:p>
أثار اهتمام رولاند بمصير مركبات الكربون الكلورية فلورية في الغلافالجوي محادثة سمعها في مؤتمر عام 1972. وناقش المتحدث النتائج التي حصل عليها جيمسلوفلوك (* 1919) ، وهو عالم بريطاني اخترع طريقة شديدة الحساسية لقياس أثر الغازات. قام Lovelock بقياسثلاثي كلورو فلورو الميثان (CFC-11) في الغلاف الجوي بكميات تشير إلى أن جميع مركبات الكربون الكلوريةفلورية التي تم تصنيعها على الإطلاق لا تزال موجودة في الغلاف الجوي.<o:p></o:p>
قرر رولاند تخصيص جزء من بحثه لفهم مصير مركبات الكربون الكلوريةفلورية في الغلاف الجوي. على الرغم من أن مركبات الكربون الكلورية فلورية خاملة فيطبقة التروبوسفير السفلى ، أدرك رولاند أنه يمكن تكسيرها بواسطة الأشعة فوقالبنفسجية بمجرد انجرافها إلى طبقة الستراتوسفير. في أواخر عام 1973 ، استخدمرولاند ومولينا ، اللذان انضمما مؤخرًا إلى مختبر رولاند ، بيانات من مجموعةمتنوعة من المصادر المنشورة لحساب أن جزيئات الكلوروفلوروكربون المنبعثة بالقرب منسطح الأرض ستنتهي ، على مدى عقود ، في طبقة الستراتوسفير حيث تنقسم الأشعة فوقالبنفسجية. ذرات الكلور. سوف تتفاعل كل ذرة كلور على الفور مع جزيء الأوزون ، ممايؤدي إلى حدوث تفاعل متسلسل من شأنه تدمير الآلاف من جزيئات الأوزون. في ورقتهم ،قدروا أنه إذا تم حظر استخدام مركبات الكربون الكلورية فلورية على الفور ، فإنفقدان الأوزون سيستمر لسنوات. ومع ذلك ، إذا استمر إنتاج مركبات الكربون الكلوريةفلورية ،سيكون فقدان الأوزون أكبر.<o:p></o:p>
<o:p> </o:p><o:p></o:p>
<o:p></o:p>
من البحث إلى المقاومة<o:p></o:p>
<o:p> </o:p><o:p></o:p>
<o:p></o:p>
في عام 1976 ، أصدرت الأكاديميات الوطنية للعلوم تقريرًا يؤكد الآثارالمدمرة لمركبات الكربون الكلورية فلورية على طبقة الأوزون الستراتوسفيرية. توصلتجلسات الاستماع في الكونجرس إلى استنتاجات مماثلة ، وبدأت الولايات والحكومةالفيدرالية في استكشاف حظر استخدام مركبات الكربون الكلورية فلورية في علب الهباءالجوي. أكدت الصناعة الكيميائية أن البيانات الخاصة بمركبات الكربون الكلوريةفلورية وأوزون الستراتوسفير غير حاسمة ولا تستدعي اتخاذ إجراءات صارمة. عندما ألقىرولاند محاضرة عن مركبات الكربون الكلورية فلورية ، غالبًا ما أصدرت المجموعاتالصناعية بيانات تعترض على مزاعمه. كما تتذكر مولينا اليوم ، "كانت شيري[رولاند] عالمة راسخة ومحترمة كانت تقدم المحادثات بانتظام في جميع أنحاء العالم.يبدو أنه بسبب تركيزه على مركبات الكلوروفلوروكربون واستنفاد طبقة الأوزون ، بدأيتلقى عددًا أقل من الدعوات للتحدث. لقد أزعجه ذلك ".<o:p></o:p>
بالإضافة إلى ذلك ، تتقلب تركيزات الأوزون في الستراتوسفير بشكل طبيعيحسب الجغرافيا والموسم. طبقة الستراتوسفير ليست مكانًا سهلًا لإجراء الأبحاث فيه.تم إجراء قياسات تركيز الأوزون بواسطة أدوات تم حملها في الستراتوسفير بواسطةالبالونات والطائرات. تم قياس الأوزون أيضًا بواسطة أدوات على أقمار صناعية تدورحول الأرض ، على الرغم من أن تكنولوجيا الأقمار الصناعية في منتصف السبعينيات كانتلا تزال بدائية إلى حد ما.<o:p></o:p>
<o:p> </o:p><o:p></o:p>
<o:p></o:p>
ثقب الأوزون في القطب الجنوبي<o:p></o:p>
<o:p> </o:p><o:p></o:p>
<o:p></o:p>
جاء الدليل الحاسم الذي يدعم فرضية مركبات الكربون الكلورية فلورية منعلماء بريطانيين يعملون في محطة خليج هالي التابعة لمسح القطب الجنوبي البريطاني ،الذين كانوا يجرون قياسات أرضية لإجمالي الأوزون لعقود. في عام 1984 ، درس جوزيفسي فارمان (1930-2013) وزملاؤه في BAS البياناتالأولية ووجدوا أن أوزون الستراتوسفير قد انخفض بشكل كبير منذ الستينيات. في عام1985 ، نشر العلماء مقالًا في مجلة نيتشر أعلنوا فيه أن الأوزون الستراتوسفير فوقالقارة القطبية الجنوبية قد انخفض بنسبة 40٪ في سبتمبر ، نهاية فصل الشتاء فيأستراليا.<o:p></o:p>
جعل ثقب الأوزون في القطب الجنوبي ، كما أصبح معروفًا ، استنفاد طبقةالأوزون خطرًا حقيقيًا وقائمًا على المشرعين والجمهور بشكل عام. حفزت التنبؤاتبحدوث زيادات كبيرة في الإصابة بسرطان الجلد نتيجة استمرار استخدام مركبات الكربونالكلورية فلورية على اتخاذ إجراءات دولية. في عام 1987 ، وافقت 56 دولة بموجب ماأصبح يعرف باسم بروتوكول مونتريال على خفض إنتاج واستخدام مركبات الكربون الكلوريةفلورية إلى النصف. في السنوات اللاحقة ، تم تعزيز البروتوكول ليقتضي التخلصالتدريجي النهائي في جميع أنحاء العالم من إنتاج مركبات الكربون الكلورية فلوريةوغيرها من المواد الكيميائية المستنفدة للأوزون.