ఓజోన్ పొర క్షీణత (Ozone Depletion)

ఓజోన్ (O₃) మూడు ఆక్సిజన్ పరమాణువులతో ఏర్పడిన వాయువు. వాతావరణంలోని స్ట్రాటోస్ఫియర్‌లో ఉండే ఓజోన్ పొర సూర్యుడి నుండి వచ్చే హానికరమైన అతినీలలోహిత (UV) కిరణాలను అడ్డుకుని భూమిపై జీవాన్ని కాపాడుతుంది.

• ఓజోన్ రసాయన సూత్రం: O₃. సాధారణ ఆక్సిజన్ O₂. ఓజోన్‌కు ప్రత్యేకమైన వాసన ఉంటుంది.
• స్థానం: స్ట్రాటోస్ఫియర్‌లో, భూమికి సుమారు 15 నుండి 35 కి.మీ ఎత్తులో. ఓజోన్ గరిష్ఠ సాంద్రత సుమారు 20–25 కి.మీ మధ్య.
• ఓజోన్ ఏర్పడే విధానం: UV కిరణాలు O₂ అణువులను పరమాణువులుగా విడగొడతాయి. ఒక O పరమాణువు మరొక O₂తో కలిసి O₃ అవుతుంది.
• UV కిరణాల రకాలు:
  1. UV-A (315–400 nm): ఎక్కువగా భూమిని చేరతాయి
  2. UV-B (280–315 nm): ఓజోన్ చాలావరకు పీల్చుకుంటుంది; మిగిలింది చర్మానికి హానికరం
  3. UV-C (100–280 nm): అత్యంత ప్రమాదకరం; ఓజోన్, ఆక్సిజన్ పూర్తిగా పీల్చుకుంటాయి
• డాబ్సన్ యూనిట్ (Dobson Unit – DU): ఓజోన్ పరిమాణం కొలిచే యూనిట్. 1 DU అంటే ప్రామాణిక ఉష్ణోగ్రత, పీడనం వద్ద 0.01 మి.మీ మందం ఓజోన్. భూమిపై సగటు సుమారు 300 DU. 220 DU కంటే తక్కువైతే 'ఓజోన్ రంధ్రం'గా పరిగణిస్తారు.
• కొలిచే పరికరం: డాబ్సన్ స్పెక్ట్రోఫోటోమీటర్.
• ఓజోన్ పొర కనుగొన్నవారు: 1913లో ఫ్రెంచ్ శాస్త్రవేత్తలు చార్లెస్ ఫాబ్రీ, హెన్రీ బ్యుయిసన్.
• మంచి, చెడు ఓజోన్: స్ట్రాటోస్ఫియర్ ఓజోన్ రక్షకం ('మంచి ఓజోన్'). భూ ఉపరితలం దగ్గర (ట్రోపోస్ఫియర్) ఏర్పడే ఓజోన్ కాలుష్యకారి ('చెడు ఓజోన్') – ఇది పొగమంచు (స్మాగ్)లో భాగం, శ్వాసకోశ సమస్యలు కలిగిస్తుంది.

ఓజోన్ పొర సన్నబడటానికి ప్రధాన కారణం మానవులు తయారు చేసిన కొన్ని రసాయనాలు. వీటిని ఓజోన్ క్షీణకారక పదార్థాలు (Ozone Depleting Substances – ODS) అంటారు.

• క్లోరోఫ్లోరోకార్బన్లు (CFCs): క్లోరిన్, ఫ్లోరిన్, కార్బన్ కలిసిన సమ్మేళనాలు. రిఫ్రిజిరేటర్లు, ఎయిర్ కండిషనర్లు, ఏరోసోల్ స్ప్రేలు, ఫోమ్ తయారీలో వాడేవారు. వీటిని 'ఫ్రియాన్స్ (Freons)' అని కూడా అంటారు.
• ఇతర ODS: హాలన్లు (Halons – అగ్నిమాపక పరికరాల్లో, బ్రోమిన్ ఉంటుంది), కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్ (CCl₄), మిథైల్ క్లోరోఫామ్, HCFCs (తక్కువ హానికరం కానీ ఇంకా ODS), మిథైల్ బ్రోమైడ్ (పురుగుమందు).
• క్షీణత ప్రక్రియ: CFCలు వాతావరణంలో స్థిరంగా ఉండి స్ట్రాటోస్ఫియర్‌కు చేరతాయి. అక్కడ UV కిరణాల వల్ల విడిపోయి క్లోరిన్ పరమాణువు (Cl) విడుదలవుతుంది. ఒక క్లోరిన్ పరమాణువు వేలాది (సుమారు లక్ష) ఓజోన్ అణువులను నాశనం చేయగలదు.
• Cl + O₃ → ClO + O₂
• ClO + O → Cl + O₂ (క్లోరిన్ మళ్లీ విడుదలై చర్య కొనసాగుతుంది)
• ఆవిష్కరణ: 1974లో మారియో మోలీనా, ఎఫ్. షెర్వుడ్ రోలాండ్ CFCల వల్ల ఓజోన్ క్షీణత జరుగుతుందని ప్రతిపాదించారు. 1995లో వీరికి, పాల్ క్రూట్జెన్‌తో కలిపి నోబెల్ రసాయన శాస్త్ర బహుమతి లభించింది.
• CFCల సృష్టికర్త: థామస్ మిడ్గ్లీ జూనియర్ (1928లో కనుగొన్నారు).
• నైట్రోజన్ ఆక్సైడ్లు: సూపర్‌సోనిక్ విమానాల పొగ (NOx) కూడా ఓజోన్‌ను కొంత నాశనం చేస్తుంది.
• క్షీణతకు తోడ్పడే సహజ కారకాలు: అగ్నిపర్వత విస్ఫోటనాలు (క్లోరిన్ సమ్మేళనాలు).

ఓజోన్ రంధ్రం అంటే ఓజోన్ పొరలో రంధ్రం కాదు, ఓజోన్ సాంద్రత బాగా తగ్గిన ప్రాంతం. ఇది ప్రధానంగా అంటార్కిటికాపై ఏర్పడుతుంది.

• కనుగొనడం: 1985లో బ్రిటిష్ అంటార్కిటిక్ సర్వేలో శాస్త్రవేత్తలు జో ఫార్మన్, బ్రియాన్ గార్డినర్, జోనాథన్ శాంక్లిన్ అంటార్కిటికాలోని హాలీ బే కేంద్రం డేటా ఆధారంగా ఓజోన్ రంధ్రాన్ని ప్రకటించారు.
• ఎప్పుడు ఏర్పడుతుంది: దక్షిణ అర్ధగోళంలో వసంత కాలంలో (ఆగస్టు – అక్టోబర్). సెప్టెంబర్–అక్టోబర్‌లో అత్యంత పెద్దదిగా ఉంటుంది.
• ఎందుకు అంటార్కిటికాపైనే:
  1. శీతాకాలంలో ధ్రువ ప్రాంతం అత్యంత చల్లగా ఉంటుంది (–80°C కంటే తక్కువ)
  2. ధ్రువ స్ట్రాటోస్ఫియరిక్ మేఘాలు (Polar Stratospheric Clouds – PSCs) ఏర్పడతాయి
  3. ఈ మేఘాల ఉపరితలం మీద క్లోరిన్ సమ్మేళనాలు చురుకైన క్లోరిన్‌గా మారతాయి
  4. వసంతంలో సూర్యకాంతి రాగానే ఆ క్లోరిన్ ఓజోన్‌ను వేగంగా నాశనం చేస్తుంది
  5. ధ్రువ సుడిగుండం (Polar Vortex) వల్ల గాలి బయటికి కలవదు
• ఆర్కిటిక్: ఉత్తర ధ్రువంపై కూడా కొంత ఓజోన్ క్షీణత ఉంది కానీ అంటార్కిటికా అంత తీవ్రం కాదు.
• ఓజోన్ పొర కోలుకోవడం: మాంట్రియల్ ప్రోటోకాల్ వల్ల ODS తగ్గడంతో ఓజోన్ పొర నెమ్మదిగా కోలుకుంటోంది. శాస్త్రవేత్తల అంచనా ప్రకారం ఈ శతాబ్దం మధ్య నాటికి అంటార్కిటికాపై పూర్వ స్థితికి చేరే అవకాశం ఉంది.
• ఉపగ్రహ పర్యవేక్షణ: NASA నింబస్-7 (TOMS), తరువాత ఇతర ఉపగ్రహాల ద్వారా పర్యవేక్షణ.

ఓజోన్ పొర సన్నబడితే ఎక్కువ UV-B కిరణాలు భూమిని చేరతాయి. ఇవి మనుషులు, జంతువులు, మొక్కలు, సముద్ర జీవులన్నిటికీ హాని చేస్తాయి.

• మానవ ఆరోగ్యంపై ప్రభావాలు:
  1. చర్మ క్యాన్సర్ (Skin Cancer), మెలనోమా ప్రమాదం పెరగడం
  2. కంటి శుక్లాలు (Cataract)
  3. రోగనిరోధక శక్తి తగ్గడం
  4. ఎండ వల్ల చర్మం కాలడం (Sunburn), వృద్ధాప్య లక్షణాలు
• మొక్కలపై ప్రభావం: కిరణజన్య సంయోగక్రియ తగ్గడం, ఆకులు దెబ్బతినడం, పంట దిగుబడి తగ్గడం.
• సముద్ర జీవులు: సముద్రాల్లోని ఫైటోప్లాంక్టన్ UV-B వల్ల నశిస్తాయి. ఇవి ఆహార గొలుసుకు ఆధారం, ఆక్సిజన్ ఉత్పత్తికీ ముఖ్యం. చేపల లార్వాలు, ఉభయచరాలు కూడా దెబ్బతింటాయి.
• పదార్థాలపై ప్రభావం: ప్లాస్టిక్, రబ్బరు, పెయింట్లు త్వరగా పాడవుతాయి.
• వాతావరణంపై ప్రభావం:
  1. ఓజోన్ క్షీణత, హరితగృహ ప్రభావం వేర్వేరు సమస్యలు. కానీ రెండూ ఒకదానిపై ఒకటి కొంత ప్రభావం చూపగలవు
  2. CFCలు, HFCలు హరితగృహ వాయువులు కూడా.
• తప్పుడు అభిప్రాయం:
  1. 'ఓజోన్ రంధ్రం వల్లే గ్లోబల్ వార్మింగ్' అనేది సరైంది కాదు. ఓజోన్ క్షీణతకు ముఖ్య ఫలితం UV పెరగడం
  2. గ్లోబల్ వార్మింగ్‌కు ప్రధాన కారణం CO₂ వంటి హరితగృహ వాయువులు.
• రక్షణ చర్యలు: సన్‌స్క్రీన్, టోపీలు, సన్ గ్లాసెస్, ఎండ తీవ్రంగా ఉన్న సమయంలో బయటకు వెళ్లకపోవడం, CFC రహిత ఉత్పత్తులు వాడటం.

ఓజోన్ పొరను కాపాడటానికి జరిగిన అంతర్జాతీయ ఒప్పందాలు పర్యావరణ చరిత్రలో అత్యంత విజయవంతమైనవిగా భావిస్తారు. వీటి సంవత్సరాలు, ప్రదేశాలు పరీక్షల్లో తరచూ వస్తాయి.

• వియన్నా కన్వెన్షన్ (Vienna Convention):
  1. ఓజోన్ పొర రక్షణకు 1985లో ఆమోదించారు, 1988లో అమలులోకి వచ్చింది. ఇది ఒక ఫ్రేమ్‌వర్క్ ఒప్పందం
  2. ODS తగ్గింపు లక్ష్యాలు నిర్ణయించలేదు.
• మాంట్రియల్ ప్రోటోకాల్ (Montreal Protocol):
  1. 16 సెప్టెంబర్ 1987న ఆమోదం
  2. 1 జనవరి 1989 నుండి అమలు. ODSల ఉత్పత్తి, వాడకాన్ని దశలవారీగా తగ్గించే చట్టబద్ధమైన ఒప్పందం.
• దీనికి ప్రపంచంలోని అన్ని దేశాలు ఆమోదం తెలిపాయి (సార్వత్రిక ఆమోదం పొందిన ఒప్పందం).
• సవరణలు: లండన్ (1990), కోపెన్‌హాగన్ (1992), మాంట్రియల్ (1997), బీజింగ్ (1999).
• కిగాలి సవరణ (Kigali Amendment): 2016లో రువాండా రాజధాని కిగాలిలో ఆమోదం. 1 జనవరి 2019 నుండి అమలు. HFCs (హైడ్రోఫ్లోరోకార్బన్లు) ఉత్పత్తి, వాడకాన్ని దశలవారీగా తగ్గించడం లక్ష్యం. HFCలు ఓజోన్‌ను నాశనం చేయవు కానీ శక్తివంతమైన హరితగృహ వాయువులు.
• భారత్: మాంట్రియల్ ప్రోటోకాల్‌కు 1992లో చేరింది. కిగాలి సవరణను 2021లో ఆమోదించింది (భారత్ HFC తగ్గింపు 2032 నుండి మొదలుపెట్టేలా ఒప్పందం ఉంది). భారత్‌లో ODS నియంత్రణకు ఓజోన్ క్షీణకారక పదార్థాల (నియంత్రణ) నియమాలు 2000 ఉన్నాయి.
• బహుళపక్ష నిధి (Multilateral Fund): మాంట్రియల్ ప్రోటోకాల్ కింద అభివృద్ధి చెందుతున్న దేశాలకు ODS తగ్గింపుకు ఆర్థిక, సాంకేతిక సాయం అందించే నిధి.
• ప్రపంచ ఓజోన్ దినోత్సవం (World Ozone Day): ప్రతి సంవత్సరం సెప్టెంబర్ 16 (మాంట్రియల్ ప్రోటోకాల్ సంతకం చేసిన తేదీ జ్ఞాపకార్థం).
• కోఫీ అన్నన్ వ్యాఖ్య: మాంట్రియల్ ప్రోటోకాల్‌ను 'బహుశా ఇప్పటివరకు అత్యంత విజయవంతమైన అంతర్జాతీయ ఒప్పందం' అన్నారు (ఐక్యరాజ్యసమితి అప్పటి సెక్రటరీ జనరల్).

గుర్తుంచుకునే చిట్కా 85 – వియన్నా (ఫ్రేమ్‌వర్క్); 87 – మాంట్రియల్ (నిబంధనలు); 2016 – కిగాలి (HFCలు). క్రమంలో గుర్తుపెట్టుకోండి.