ఓజోన్‌పొర.. పరిరక్షణ...

విజ్ఞాన వీచిక డెస్క్

• 'రేేపు ఓజోన్‌ దినం'
  

సూర్యని నుండి వచ్చే అతినీలలోహిత కిరణాల దుష్ప్రభావాలు భూమి మీద పడకుండా ఓజోన్‌ పొర రక్షణ కవచంలా కాపాడుతుంది. ఇది ఆకాశంలో 20-30 కిలోమీటర్ల మధ్య స్ట్రాటోస్ఫియర్‌లో ఉంటుంది. భూగోళంపై విడుదలవుతున్న గ్రీన్‌హౌస్‌ వాయువులు, ఇతర కారణాల వల్ల ఈ పొర క్షీణిస్తుంది. 1987 సెప్టెంబర్‌ 16న కెనడాలోని మోన్‌ట్రియాల్‌లో జరిగిన ఒక అంతర్జాతీయ సమావేశంలో ఓజోన్‌ పొరను క్షీణింపజేస్తున్న రసాయనాల విడుదలను నియంత్రించాలని మొట్టమొదట నిర్ణయించారు. భూగోళం వేడెక్కకుండా నియంత్రించే ప్రయత్నాలలో ఈ రోజుకు ఎంతో ప్రాముఖ్యత ఉంది. దీన్ని గుర్తు చేయడానికి ఐక్యరాజ్యసమితి 1994లో సెప్టెంబర్‌ 16ను 'ఓజోన్‌ పొర క్షీణతను నివారించే అంతర్జాతీయ దినం (ఇంటర్నేషనల్‌ డే ఫర్‌ ప్రిజర్వేషన్‌ ఆఫ్‌ ఓజోన్‌ లేయర్‌)' గా పాటించాలని నిర్ణయించింది. తదనుగుణంగా 2011 సెప్టెంబర్‌ 16ను 'హైడ్రోక్లోరో ఫ్లోరోకార్బన్‌ వినియోగ ఉపసంహరణకు ఒక ప్రత్యేక అవకాశం (హెచ్‌సిఎఫ్‌సి రీప్లేస్‌మెంట్‌ - ఎ యునిక్‌ ఆపర్చ్యునిటీ)' అనే లక్ష్యంతో నిర్వహిస్తుంది. ఈ నేపథ్యంలో ఓజోన్‌ పొర పరిరక్షణ ప్రాధాన్యతను, అవసరాన్ని సంక్షిప్తంగా వివరించేందుకు ఈ వారం మీముందుకొచ్చింది 'విజ్ఞానవీచిక'.
ఓజోన్‌పొర పరిమాణం కొద్దిగానే ఉన్నప్పటికీ భూగోళం మీద జీవజాల మనుగడకు ఎంతో కీలకమైనది. జీవాజాలాన్ని నష్టపరిచే అతినీలలోహిత కిరణాలను భూమికి చేరకుండా ఓజోన్‌ పొర వడపోస్తుంది. రక్షణ కవచంలా ఉండి కాపాడుతుంది. ఓజోన్‌ పొరను క్షీణింపజేస్తున్న హైడ్రోక్లోరో ఫ్లోరోకార్బన్స్‌(HCFCs) వినియోగాన్ని పూర్తిగా ఆపివేయాలన్నది ఇప్పటి ఐక్యరాజ్యసమితి దీర్ఘకాల లక్ష్యం. ఇందుకోసం ప్రధమచర్యగా దీని వినియోగాన్ని 2013 నాటికి పెరగకుండా స్థిరీకరించడానికి నిర్ణయించబడింది. 2015 నుండి క్రమంగా దీని వినియోగాన్ని తగ్గించడానికి కార్యాచరణ రూపొందించబడింది.
పొర నిర్మాణం..
భూగోళంపై ఆకాశంలో 10 కిలోమీటర్ల ఎత్తు వరకూ ఉన్న వాతావరణం (ట్రోఫోస్ఫియర్‌) లోనే మొత్తం వాయువుల్లో వత్తిడి వల్ల 90 శాతం ఉంటుంది. దీనిపై 50 కిలోమీటర్ల ఎత్తు వరకూ (స్ట్రాటోస్ఫియర్‌) ఉన్న వాయువుల్లో ఓజోన్‌ వాయువు సాంద్రత అధికంగా ఉంటుంది. ముఖ్యంగా 20-30 కిలోమీటర్ల మధ్య ఓజోన్‌ పొర సాంద్రత ఎక్కువ. ఓజోన్‌ వాయువు కూడా ఒక రకమైన ప్రాణ (ఆక్సిజన్‌) వాయువే. మామూలు ఆక్సిజన్‌ వాయువులో రెండు ఆక్సిజన్‌ పరమాణువులు సంయుక్తంగా (O2) కలిసి ఉంటాయి. ఓజోన్‌లో మూడు ఆక్సిజన్‌ అణువులు (2+1) సంయుక్తంగా ఉంటాయి. సూర్యుడి నుంచి వస్తున్న అతి నీలలోహిత కిరణాలు ఆక్సిజన్‌ అణువుని రెండు ఆక్సిజన్‌ పరమాణువులుగా విడగొడుతుంది. ఇలా విడిపోయిన ఆక్సిజన్‌ పరమాణువులు మామూలుగానే ఉన్న ఆక్సిజన్‌ అణువుతో కలిసి సంయుక్తం చెంది, ఓజోన్‌ అణువు (O3) గా మారుతుంది. అయితే, ఓజోన్‌ అణువు అస్థిరమైంది. కానీ, స్ట్రాటోస్ఫియర్‌ పొరలో ఇది ఎక్కువకాలం ఉంటుంది.

అతి నీలలోహిత కిరణాలు ఓజోన్‌ అణువుల్ని ఢకొీన్నప్పుడు, ఈ అణువు తిరిగి మామూలు ఆక్సిజన్‌ అణువుగా, ఆక్సిజన్‌ పరమాణువులుగా విడిపోతుంది. నిరంతరం కొనసాగుతున్న ఈ ప్రక్రియ వల్ల సూర్యకిరణాలలోని అతి నీలలోహిత కిరణాలు వడగట్టబడుతున్నాయి. మిగిలిన సూర్య కిరణాలు భూమిని తాకుతాయి. దీనికి బదులుగా అతి నీలలోహిత కిరణాలతో సహా సూర్యరశ్మి నేరుగా భూ ఉపరితలాన్ని తాకితే భూమి బాగా వేడెక్కుతుంది. సూర్యకిరణాలలోని అతి నీలలోహిత కిరణాలను వడకట్టడం ద్వారా ఓజోన్‌ పొర భూ తలాన్ని వేడెక్కనీయకుండా అన్ని జీవాలు నివసించడానికి వీలుగా అనుకూలమైన వాతావరణ పరిస్థితులను కలిపిస్తుంది. అంటే, ఓజోన్‌ పొర అతి నీలలోహిత కిరణాలను వడకడుతూ భూగోళానికి రక్షణ కవచంలా ఉండి కాపాడుతుంది. ఈ ప్రక్రియలో ఓజోన్‌ పొర ఉష్ణోగ్రత వెయ్యి డిగ్రీల వరకూ పెరుగుతుంది.

ఓజోన్‌ పొరలో ఒక శాతం ఓజోన్‌ తగ్గితే భూమి మీదికి ప్రసరించే అతి నీలలోహిత కిరణాలు రెండు శాతం పెరుగుతాయి. ఈ మేర భూగోళం వేడెక్కుతుంది. దీన్నే మనం భూగోళం వేడెక్కడం, వాతావరణమార్పుల రూపాల్లో ఎదుర్కొంటున్నాం. స్ట్రాటోస్ఫియర్‌లో (భూమి నుండి) 20-30 కిలోమీటర్ల మధ్య ఓజోన్‌ అణువులు 2-8 పిపిఎం స్థాయిలో ఉంటాయి. ఈ అణువులతో సహా ఓజోన్‌ పొరను భూగోళం మీదకు తెస్తే మొత్తం ఓజోన్‌ పొర కేవలం మూడు మిల్లీమీటర్ల మందంలో ఇముడుతుందట. ఉష్ణమండల ప్రాంతాల్లో ఓజోన్‌ ప్రధానంగా ఏర్పడుతుంది. కానీ, స్ట్రాటోస్ఫియర్‌లోని కదలికల వల్ల ఉష్ణ ప్రాంతాల్లో ఏర్పడిన ఓజోన్‌ ధృవప్రాంతాలకు తరలుతుంది.
పొర మందాన్ని ప్రభావితం చేస్తున్న అంశాలు..
భూగోళంపై ఓజోన్‌ పొర మందం ఒకేలా ఉండదు. భూమధ్యరేఖ ప్రాంతంలో ఈ పొర పలుచగా ఉంటుంది. కానీ, ధృవప్రాంతాలకు వెళుతున్న కొద్దీ పొర మందం పెరుగుతుంది. వాతావరణమార్పులు కూడా పొర మందాన్ని ప్రభావితం చేస్తాయి. ఉత్తర భూగోళార్ధంలో ఆకు చిగురించే కాలంలో పొర మందంగా ఉంటుంది. మిగతా కాలాల్లో మందం తగ్గుతుంది. అగ్నిపర్వత పేలుళ్ల సమయంలో నీటి ఆవిరి, క్లోరిన్‌, బ్రోమిన్‌ వంటి వాయువులు పెద్దఎత్తున విడుదలవుతాయి. ఇవి పైకి ఎగిసి స్ట్రాటోస్ఫియర్‌ లోని ఓజోన్‌ సాంద్రతను తగ్గిస్తాయి. అంటార్కిటా ధృవప్రాంతంలో గమనించిన ఓజోన్‌ రంధ్రం బహుశా ఇలానే ఏర్పడి ఉండవచ్చు. 1991లో మౌంట్‌ పినటూబో అగ్నిపర్వతం పేలుడు వల్ల ఓజోన్‌ రంధ్రం 20 శాతం విస్తరించినట్లు అంచనా వేశారు. కానీ, పెద్ద అగ్నిపర్వతాలు పేలిన సందర్భాలలో కూడా భూగోళ వాతావరణంలో ఉన్న ఓజోన్‌పై కొంతమేరే (3 శాతం కన్నా తక్కువ) ప్రభావం ఉంటుందని, ఇది 2-3 సంవత్సరాల వరకేనని అంచనా వేస్తున్నారు.

గ్రీన్‌హౌస్‌ వాయువుల విడుదల వల్ల స్ట్రాటోస్ఫియర్‌ పొర ఉష్ణోగ్రత తగ్గుతుందని, ధృవప్రాంతాల్లో మబ్బులు ఎక్కువవుతాయని, క్లోరిన్‌ అతి చురుకుగా రసాయనిక చర్యలో పాల్గొంటుందని నిపుణులు సూచిస్తున్నారు. సూర్యకేంద్రం (సన్‌ స్పాట్స్‌)లో మార్పులు.. సూర్యుని నుండి విడుదలయ్యే అతి నీలలోహిత కిరణాల సాంద్రత ఎప్పుడూ ఒకే విధంగా ఉండదు. ఈ మార్పుల వలయం (సైకిల్‌) సుమారు 11 సంవత్సరాలకు పునరావృతం అవుతుందట. ఈ మార్పుల వలయం సూర్యగోళంలో జరుగుతున్న అయస్కాంత మార్పులకు సంబంధించినది. ఈ మార్పుల వల్ల అతి నీలలోహిత కిరణాల విడుదల పెరుగుతుంది. 11 సంవత్సరాల వ్యవధిలో భూగోళంపై ఓజోన్‌ పరిమాణం రెండు శాతం మార్పుకు లోనవుతున్నట్లు గమనించారు. అయితే, సూర్యగోళంలో అసాధారణంగా కొనసాగే మార్పులు, తుపానులు, పెద్ద సౌర పేలుళ్లు కూడా అతి నీలలోహిత కిరణాల విడుదలను పెంచుతున్నాయి.
క్షీణింపజేసే రసాయనాలు..
నైట్రిక్‌ ఆక్సైడ్‌Ž(NO), నైట్రస్‌ ఆక్సైడ్‌ Ž(N2O), హైడ్రాక్సిల్‌ Ž(OH), స్వేచ్ఛా రాడికల్స్‌ (ఫ్రీ రాడికల్స్‌), క్లోరిన్‌, బ్రోమిన్‌ పరమాణువులు, ఓజోన్‌ పొరను వేగంగా క్షీణింపజేస్తాయి. స్వేచ్ఛగా ఉండే ఇతర రాడికల్స్‌ కూడా ఓజోన్‌పొరను క్షీణింపజేస్తాయి. మానవ కార్యక్రమాల వలన వేగంగా పెరుగుతున్న క్లోరిన్‌, బ్రోమిన్‌, ఇతర సేంద్రియ హాలోజన్‌ పదార్థాల విడుదల, ముఖ్యంగా క్లోరోఫ్లోరో కార్బన్స్‌ (CFCs), బ్రోమోక్లోరో కార్బన్స్‌ (BFCs స్థిరంగా ఉంటాయి. ఇవి అతి నీలలోహిత కిరణాలతో చర్య నొంది క్లోరిన్‌, బ్రోమిన్‌ అణువులు విడుదలై ఓజోన్‌పొరను క్షీణింపజేస్తాయి. ఒక్కో అణువు లక్ష ఓజోన్‌ పరమాణువులను క్షీణింపజేస్తుందట. ఉత్తర భూగోళార్ధంలో ఇంతవరకూ స్ట్రాటోస్ఫియర్‌లో ఓజోన్‌ పొర సాంద్రత నాలుగు శాతం తగ్గింది. ఐదుశాతం భూగోళ విస్తీర్ణంలో ఓజోన్‌ పొర సాంద్రత వేగంగా తగ్గుతుందని ఖగోళ శాస్త్రజ్ఞులు గమనించారు.
స్ట్రాటోస్ఫియర్‌ మార్పులు.. మానవ కార్యక్రమాల వల్ల క్లోరిన్‌, బ్రోమిన్‌ వంటి హాలోజెన్‌ కార్బన్‌లు విడుదలవుతాయి. ఇవి ఓజోన్‌తో కలిసి పొరను క్షీణింపజేస్తాయి. ఇలా 1978-91 కాలంలో ఓజోన్‌ మూడు శాతం తగ్గిందని అంచనా వేస్తున్నారు. దీనిలో క్లోరిన్‌ వాయువుకే ప్రధానపాత్ర ఉంది.
కొనసాగుతున్న చర్యలు...
అమెరికాలో రిఫ్రిజిరేటర్లలో, మంటలను ఆర్పేందుకు, పారిశ్రామిక శుభ్రతలో క్లోరోఫ్లోరో కార్బన్స్‌ను 1985 వరకూ వాడుతూనే ఉన్నారు.1996 నుండి వీటి ఉత్పత్తి ఆపివేయబడింది. ఆ తర్వాత అభివృద్ధి చెందుతున్న దేశాల్లో కూడా దీని ఉత్పత్తి ఆపివేయబడింది. ఇప్పటికే ఉన్న స్టాకులు మాత్రం వినియోగంలో ఉన్నాయి. కార్బన్‌-హైడ్రోజన్‌ బాండ్లు కలిగిన హైడ్రోక్లోరో ఫ్లోరోకార్బన్‌ (HCFCs) లను క్లోరోఫ్లోరో కార్బన్‌ (CFC) లకు బదులుగా వాడాలని సూచించబడింది. కానీ, ఈ పదార్థాలు కూడా దీర్ఘకాలం వాతావరణంలో ఉంటూ ఓజోన్‌ పొరపై దుష్ప్రభావాలు కలిగి ఉన్నాయి. ఇందువలనే ఇప్పుడు దీనికి ప్రత్యామ్నాయ పదా ర్థాల్ని వాడాలని భావిస్తుంది. దీనికనుగుణంగా ఐక్యరాజ్యసమితి 2011 అంతర్జాతీయ ఓజోన్‌ దినం సందర్భంలో హైడ్రోక్లోరో ఫ్లోరోకార్బన్‌ (HCFCs) ల వాడకాన్ని ఉపసంహరించడానికి ఇదే మంచి తరుణమని లక్ష్యంగా ప్రకటించింది.
అతి నీలలోహిత కిరణాలు..
అతి నీలలోహిత కిరణాలను మూడు రకాలుగా గుర్తించవచ్చు. అవి:
అతినీలలోహిత కిరణాలు -ఎ (400-315 ఎన్‌ఎమ్‌)
అతినీలలోహిత కిరణాలు -బి (315-280 ఎన్‌ఎమ్‌)
అతినీలలోహిత కిరణాలు -సి (280-100 ఎన్‌ఎమ్‌)
వీటిలో సి రకం అతి ప్రమాదకరమైనవి. ఈ రకం కిరణాలను ఓజోన్‌ పొర పూర్తిగా వడకడుతుంది.
బి రకం కిరణాలు కొంతమేర భూమికి చేరి జీవజాల చర్మాన్ని తాకి కాలుస్తాయి. చర్మ క్యాన్సర్‌ను కలిగిస్తాయి. దీర్ఘకాలంలో జన్యుమార్పిడిని తెస్తాయి. ఓజోన్‌ స్వతహాగా విషపూరితమైంది. ఇది నీటిలో ఎక్కువగా కరగదు. దీనివల్ల కొద్దికాలానికే ఊపిరితిత్తుల్లో దగ్గు, శ్వాస ఇబ్బందులు వస్తాయి.
అయితే, ఓజోన్‌పొర బి రకం కిరణాలలో 290 ఎన్‌ఎమ్‌ వరకూ పూర్తిగా వడకట్టబడతాయి. ఎ రకం కిరణాలు భూమి మీదకు వస్తాయి. అయితే ఈ రకం కిరణాలు అంత హానికరం కావు. జన్యుమార్పిడిని కలిగించవు.