ازن

 

مقدمه

دو نوع ازن (O₃) در اتمسفر وجود دارد که شامل ازن خوب (لایه ازن یا ازن موجود در استراتوسفر) و ازن بد ( ازن موجود در ترپوسفر یا سطح زمین) می‌شود. آنچه که در ادامه به آن پرداخته شده است ازن سطح زمین است. ازن یکی از اجزای اصلی اسماگ فتوشیمیایی و در گروه اکسیدان‌های فتوشیمیایی هوا است که از واکنش اکسیدهای نیتروژن (NOx) و ترکیبات آلی فرار (VOCs) در حضور نور خورشید (واکنش فتوشیمیایی) تشکیل می‌گردد. بنابراین بیشترین مقادیر ازن در شرایط آفتابی تشکیل می‌شود.

 

عوامل اکسیدکننده‌ای همانند ازن، پراکسی استیل نیترات (PAN)، پراکسی بنزوئیل نیترات (PBN)، پراکسید هیدروژن (H₂O₂)، و اسید فرمیک (HCOOH) و دیگر مواد جزئی که می‌توانند یدید پتاسیم را اکسید نمایند تحت عنوان اکسیدان‌های فتوشیمیایی شناخته می‌شوند. در واقع اکسیدان‌های فتوشیمیایی عموماً آلاینده‌های ثانویه هستند که در اتمسفر از واکنش‌های پیچیده آلاینده‌های پیش ساز اتمسفری و نور خورشید تشکیل می‌شوند. در بین اکسیدان‌های فتوشیمیایی هوا بیشترین غلظت‌ها مختص به O₃ و PAN بوده و اثرات زیانبار اسماگ فتوشیمیایی معمولاً با غلظت‌های این دو گونه مرتبط می‌باشد.  

 

ازن اکسیدکننده بسیار قوی است که شاخص اکسیدان های فتوشیمیایی می‌باشد. غلظت‌های حداکثر ازن در بعد از ظهر رخ می‌دهد و به طور کلی یک آلاینده تابستانه (Summer time air pollutant) است. غلظت‌های حداکثر ازن در سطح زمین بندرت دو تا سه ساعت دوام دارد. نیمه عمر این آلاینده در 20 درجه سانتیگراد حدود سه روز است. همچنین ازن از طریق دستگاه‌های تصفیه هوا (Air cleaners)، لامپ‌های UV، ماشین‌های فتوکپی و پرینترهای لیزری در محیط‌های بسته تولید و در هوا منتشر می‌شود. اقدامات کنترلی برای کاهش غلظت ازن تروپوسفری عمدتاً بر انتشار پیش‌سازهای ازن (NO_x و VOCs) متمرکز است.

 

 

مواجهه با ازن سبب مشکلات تنفسی متعددی نظیر حملات آسمی، کاهش عملکرد ریه و بیماری‌های ریوی گردد. امروزه یکی از آلاینده‌ها هوا که در اروپا بیشترین نگرانی را به خود اختصاص داده است ازن است. بسیار از مطالعات اروپایی نشان داده‌اند که به ازای افزایش هر  μg/m³ 10 غلظت ازن میزان مرگ روزانه حدود 0/3 درصد و مرگ بیماران قلبی حدود 0/4 درصد افزایش می‌یابد. حدود 40 درصد ازن در بینی و حنجره جذب می‌شود و 60 درصد آن به عمق ریه می‌رسد. حقایق زیر در مورد دریافت ازن بر دستگاه تنفسی به اثبات رسیده است:

 

     - ازن می‌تواند در هر قسمت از بافت ریه نفوذ کند و این امر به غلظت اولیه آن بستگی دارد.

     - بیشترین مقدار در سطوح بافت در منطقه بین نایژه و حبابچه‌ها است.

     - اندکی از ازن وارد جریان خون می‌شود.

     - کمی افزایش در مقدار دریافت، بر تراشئوبرنشیال اثر جزئی دارد ولی تأثیر آن بر قسمت اصلی ریه محسوس است.

 

همانطور که اشاره شد ازن اکسیدانی بسیار قوی است و بنابراین می‌تواند روی هر ماده بیولوژیکی اثر داشته باشد. به طور کلی دو مکانیسم برای تأثیر ازن شناخته شده است:

 

     - اکسیداسیون گروه سولفیدریل، آمینو اسیدها، آنزیم ها، کوآنزیم ها، پروتئین ها و پپتیدها

     - اکسیداسیون اسیدهای چرب اشباع نشده به پراکسیدهای اسید چرب

 

غشاها هم از پروتئین و هم از چربی تشکیل شده‌اند و به همین دلیل هدف مناسبی برای حمله ازن هستند. اثرات ازن را می‌توان به شرح ذیل خلاصه کرد:

 

     - تغییرات بافت شناسی شامل نایژه – نایژک، تنگی نفس و فیبری شدن جدار در تماس طولانی مدت با غلظت بین 1-0/2  ppm

     - تغییر در عملکرد ریه‌ها در تماس با غلظت ppm  0/3 ازن در مدت 2 ساعت که با قطع تماس قابل برگشت است.

     - تغییر در ساختمان پروتئین ریه بعد از یک ساعت تماس با غلظت ppm 1

     - تغییرات بیوشیمیایی ریه و سایر اعضاء پس از چهار ساعت تماس با غلظت ppm 3 – 6

     - حساسیت در برابر عفونت های باکتریایی در مواجهه سه ساعته با ppm 0/8

     - تأثیر بر حجم هوای خروجی­­­ که با فشار بر ریه‌ها خارج می‌شود.