آلودگي هوا عبارت است از وجود يك يا چند آلوده كننده در هواي آزاد به آن مقدار ، مدت ، و ويژگي ها كه براي انسان ، گياه يا حيوان خطرناك بوده وبراي اموال مضر ويا به طور غيرقابل قبولي مختل استفاده ي راحت از زندگي واموال گردد. با توجه به تعريف فوق نوع ، كميت ، ويژگي ها وزمان تماس در تاثير آلوده كننده ها بر انسان ومحيط اهميت پيدا ميكند. اگر به تركيب طبيعي هواي تميز وخشك نزد يك سطح دريا كه از 09/78 درصد ازت ، 94/20 درصد اكسيژن ، 93/0 درصد آرگن ، 0318/0 درصد دي اكسيدكربن ومقادير ناچيز گازهاي ديگر تشكيل شده ، توجه نماييم مشخص ميگردد كه آلاينده هاي مهم نظير منواكسيد كربن ، ذرات معلق ، هيدروكربورها ، اكسيد هاي گوگرد بخصوص انيدريد سولفورو ، اكسيد هاي ازت ، ازن و… جزء تركيب هاي طبيعي هوا محسوب نمي شوند و وجود آنها در اتمسفر نتيجه پيشرفت تكنولوژي ، توسعه صنعتي ، افزايش جمعيت ،ازدياد مصرف منابع انرژي و… مي باشد. از طرف ديگر با توجه به مصرف روزانه ي انسان از هوا ، غذا ، آب ، مشخص مي گردد كه نياز به هوا چندين برابر آب وغذاي مصرفي است وهمين امر روشن مي نمايد كه چرا مساله ي آلودگي هوا از اهميت ويژه اي برخوردار است وچرا بايد غلظت آلوده كننده هاي هوا در مقايسه با آلودگي غذا يا آب لااقل به همان نسبت يا كمتر باشد.
عوامل جوي موثر در آلودگي هوا، پخش وانتشار آلاينده هاي هوا تابع شرايط جوي جغرافيايي محل مي باشد.گاهي اوقات شرايط جوي در پخش آلوده كننده ها موثر بوده وشرايط مناسبي را ايجاد مي نمايد و گاه نيز باعث تشديد آلودگي مي شود. باد يكي از عوامل مهم در پخش وانتقال عوامل آلوده كننده محسوب مي شود. مقدار پراكندگي مواد به جريانهاي افقي وعمودي باد بستگي دارد. حركت افقي هوا باد وحركت عمودي آن ، جريان هوا ناميده مي شود. ميزان انتشار وانتقال هواي آلوده به سرعت مستقيم وقدرت باد وابسته است. بادهاي آرام قدرت انتشار ناچيز وبادهاي قوي قدرت انتشار زياد دارند. معمولا باد در سرعت هاي بيشتر از 30 كيلومتر در ساعت در انتقال وانتشار آلودگي ها موثر است وبادهاي شديد تر تاثير بسيار بيشتر برپخش آلودگي خواهند داشت. جريانهاي عمودي باد در تصفيه هوا اهميت بيشتري دارند. زيرا از طريق بالا بردن آلاينده ها سبب دور شدن آنها از سطح زمين شده واز طرف ديگر چون سرعت جريان افقي باد در طبقات بالاي جو بيشتر است ،بنابراين انتقال آلودگي ها به قسمتهاي فوقاني ، سبب پراكندگي بهترآنها مي شود. در مناطق كم فشار به علت صعودي بودن جريان هاي هوا ، هواي پاك جايگزين هواي آلوده مي شود وبنابراين تهويه طبيعي رخ مي دهد. اما در مناطق پر فشار به علت نزولي بودن جريانهاي هوا مواد آلاينده به حالت ركود در محيط مانده وقادر به صعود نيستند ودر نتيجه توقف يك سيستم با فشار زياد براي مدت چند روز در يك منطقه سبب تشديد آلودگي ميشود. ريزش هاي جوي نظير باران وبرف نيز از پديده هاي مهم وموثر در شستشوي هوا محسوب ميشوند كه قادرند مواد آلوده كننده را به همراه خود به سطح زمين بياورند. از ديگر عوامل جوي موثر در آلودگي هوا مي توان به مه اشاره كرد كه وقتي در منطقه اي رطوبت نسبي بالا رود، ذرات آلاينده به عنوان هسته هاي تراكم ، ذرات آب را به دور خود جمع كرده وتوليد مه آلوده ( مه دود آلود ) مي نمايند. در بسياري از حوادث مه به عنوان يك عامل تشديد كننده نقش داشته است.
تاريخچه آلودگی
تاریخچه آلودگی
دود یکی از قدیمیترین آلایندههای هوا است که برای سلامت بشر مضر است. زمانی که دود ناشی از آتش حاصله از سوختن چوب توسط ساکنین اولیه غارها جای خود را به دود ناشی از کورههای زغال سوز در شهرهای پر جمعیت داد، آلودگی هوا، به قدری افزایش یافت که زنگ خطر برای برخی از ساکنان آن شهرها وجود به صدا در آمد. در سال ۶۱ بعد از میلاد سنکا (Seneca) فیلسوف رومی از هوای روم بهعنوان هوای سنگین و از دودکشهای هود با عنوان تولید کننده بوی بد نام برد. در سال ۱۲۷۳ میلادی ادوارد اول پادشاه انگلستان میگوید هوای لندن به حدی با دود و مه آلوده و آزار دهنده است که از سوختن زغال سنگ دریایی جلوگیری خواهد کرد.
علیرغم هشدار پادشاه مذکور، نابودی گسترده جنگلها، چوب را تبدیل به یک کالای کمیاب نمود و ساکنان لندن را وادار ساخت تا بجای کم کردن مصرف زغال سنگ به میزان بیشتری از آن استفاده کنند. تا سال ۱۶۶۱ میلادی یعنی بیش از یک قرن بعد، تغییر قابل ملاحظهای در آلودگی هوا به وجود نیامد. چاره جویی و پیشنهادات عبارت بودند از برچیدن تمامی کارخانههای دودزا از شهر لندن و به وجود آمدن کمربند سبز در اطراف شهر و بالاخره این چاره جویی ها کارساز شد.
نابودی زبالهها و مواد زائد
زبالههای کشاورزی و حیوانی نابود شده آمونیاک ، متان و بخارات زیان آور را در جو آزاد میکند. احشام و گلههای گاو و خوکها مقدار زیادی از آلودگی هوا را در حومه شهر آزاد میکنند.
منابع طبیعی
علاوه بر منابع انسانی آلایندههای جوی که قبلا عنوان شد منابع طبیعی زیادی وجود دارد که به شکل ذیل طبقه بندی میشوند:
فرسایش در اثر باد
فرسایش بادی خاکهای خش رزمینهای بیابانی توسط بادهای قوی میتواند طوفانهای بزرگی از غبار را بوجود آورد. ذرات غبار عمدتا شامل SiO2 هستند اما ممکن است شامل مقدار کمی از فلزات سنگین هم باشند.
آتش سوزی جنگلها
بسیاری از آتش سوزی جنگلها که بوسیله برق آسمانی تولید میشوند، مقدار زیادی دود ، NOx ، CO2 ، CO و هیدروکربنها را آزاد میکنند.
فوران آتشفشانی
آتشفشانهای بزرگ مقدار عظیمی از ذرات معلق ، SO2 ، CO2 و سایر گازها را به درون جو آزاد میکنند. بعضی از این ذرات بقدر کافی به سطوح بالا منتقل شده و در آنجا برای ماهها و سالها باقی میمانند و بر اقلیم جهانی تأثیر میگذارند.
انتشارات بیوژنیک
این انتشارات در جنگلها و باتلاقها اتفاق میافتند. آلایندههای منتشره به جو شامل هیدروکربنهایی نظیر ترپن و ایزوپرن و مواد دیگری مانند متان ، آمونیاک ، گردهها و هاگها هستند.
پاشیدن توسط دریا و تبخیر
وقتی که بادهای قوی وزیده میشوند، امواج شکسته شده و دریا مقدار زیادی از آب را میپاشد، به این ترتیب نمک زیادی به داخل جو وارد میشود. عموما فرآیند تبخیر نه فقط آب بلکه بسیاری گازهای نادر را به داخل جو منتشر میسازند.
تاثیر روی ا یستم آبی
دریاچههای اسیدی شده به علت شسته شدن سنگها بوسیله یون هیدروژن دارای غلظتهای بالای آلومینیوم هستند. قدرت اسیدی بالا و غلظتهای بالای آلومینیوم عامل اصلی کاهش جمعیت ماهیهاست. ترکیب زیست شناختی دریاچههای اسیدی شده به شدت دچار تغییر میشود و تکثیر ماهیها در آبهای دارای قدرت اسیدی بالا کاهش مییابد. وقتی PH خیلی پایینتر از 5 باشد، گونههای اندکی زنده مانده و تولید مثل میکنند. آب دریاچههای اسیدی شده اغلب زلال و شفاف میباشد و این به علت از بین رفتن زندگی گیاهی و جانوری این دریاچهها میباشد.
تاثیر روی گیاهان و جنگلها
تاثیر باران اسیدی بر روی جنگلهای و محصولات کشاورزی را به دشواری میتوان تعیین کرد. ولی با این وجود بررسیهای آزمایشگاهی حاکی از این هستند که گیاهان زراعی رشد یافته در شرایط بارانهای اسیدی رفتار متفاوتی نشان میدهند. محصولات برخی افزایش یافته و محصولات گروهی کاهش مییابد.
آلودگی هوا اثرات بدی روی درختان دارد. اسیدی شدن خاک ، مواد غذایی موجود در آن را شسته و از بین میبرد. باران اسیدی که در جنگلها میریزد، ازن و سایر اکسندههای هوا ، که درختان جنگلی در معرض آنها قرار دارند، تاثیر نامطلوبی روی درختان و پوشش گیاهی میگذارد و این تاثیرات نامطلوب وقتی با خشکسالی ، دمای بالا و بیماری و … همراه باشد، ممکن است باعث خشک شدن درختان شود.
جنگلهای ارتفاعات بالا بیش از همه تحت تاثیر ریزش باران اسیدی هستند. قدرت اسیدی در مه و شبنم بیش از باران است، زیرا در مه و شبنم آبی که موجب رقیق شدن اسید شود، کمتر است. درختان برگ ریز که با باران اسیدی آسیب میبینند، به تدریج برگهای خود را از بالا به پائین از دست میدهند و اکثر برگهای خشک شده در بهار بعدی تجدید نمیشوند.
• بعضی از اثرات مهم باران های اسیدی که « فومارو » در سال 1997 نیز به آنها اشاره کرده است، عبارتند از:
1. مضر برای انسان : ایجاد تنگی نفس ، برونشیت ، التهاب ریه ، آنفلوآنزا و سرماخوردگی
2. تخریب جنگلها : ریختن برگها ، تخریب ریشه توسط باکتریها، کاهش روند رشد ، تقلیل میزان محصول دهی ، کم شدن قدرت حیات.
3. خطرناک برای دریاچهها : مرگ صدها گونه زیستی
4. تسریع در خوردگی مواد : خوردگی وسایل نقلیه و بناهای تاریخی
اسیدهای موجود در باران اسیدی
اسیدهای عمده در باران اسیدی ، اسید سولفوریک و اسید نیتریک میباشد. بطور کلی این اسیدها به هنگام حمل توده هوایی که آلایندههای نوع اول مثل و را دربر دارند، بوجود میآیند. از این رو معمولا محل نزول باران اسیدی دورتر از منبع آلایندهها میباشد. باران اسیدی یک مشکل آلودگی است که به علت حمل دوربرد آلایندههای هوا توسط باد حد و مرز جغرافیایی نمیشناسد.
اثر آلایندههای محیطی
اثر محیطی مواد شیمیایی به غلظت آنها در محیط و یا میزان دریافت و تجمعشان توسط موجود زنده بستگی دارد. عوارض ناشی از آلانیدهها ممکن است از نظر وسعت محدودهای که اشغال میکنند، بسیار متفاوت باشند:
• بعضی از عوارض ، بسیار محدود (محلی) هستند یعنی اثر محیطی آلاینده به نواحی مجاور و نزدیک ، مثلا یک معدن قدیمی ، محدود میشود.
• بعضی دیگر از عوارض ، منطقهای هستند و در نتیجه جابجایی وسیع آلایندهها ایجاد میشوند مثل باران اسیدی.
• بالاخره برخی دیگر ، جهانی هستند مثل تجمع دیاکسید کربن و سایر گازهای گلخانهای در جو کره زمین یا اثر تغییرات لایه اوزون بر میزان تابش پرتوهای فرابنفش.
تاثیرات آلایندهها از نظر مدت زمان نیز بسیار متفاوتند. برای مثال بعضی از عوارض در نتیجه آزاد شدن ناگهانی مقدار زیادی آلاینده در محیط ایجاد میشوند که ممکن است موجب اثری آنی شده، سپس و بتدریج بهبود یابد، در حالی که بعضی دیگر از تاثیرات محیط ، نتیجه تجمع تدریجی انبوهی از آلایندهها ، طی سالها یا حتی دههها هستند.
باران اسيدی
باران اسیدی
یکی از مشکلات جدی محیط زیست که امروزه بشر در اکثر نقاط جهان با آن درگیر است، باران اسیدی میباشد. باران اسیدی به پدیدههایی مانند مه اسیدی و برف اسیدی که با نزول مقادیر قابل توجهی اسید از آسمان همراه هستند، اطلاق میشود.
باران هنگامی اسیدی است که میزان PH آب آن کمتر از 5،6 باشد. این مقدار PH بیانگر تعادل شیمیایی بوجود آمده میان دیاکسید کربن و حالت محلول آن یعنی بیکربنات) (در آب خالص است.
باران اسیدی دارای نتایج زیانبار اکولوژیکی میباشد و وجود اسید در هوا نیز بر روی سلامتی انسان اثر مستقیم دارد. همچنین بر روی پوشش گیاهی تأثیرات نامطلوبی میگذارد.
در چند دهه اخیر میزان اسیدیته آب باران ، در بسیاری از نقاط کره زمین افزایش یافته و به همین خاطر اصطلاح باران اسیدی رایج شده است. برای شناخت این پدیده سوالات زیادی مطرح گردیده است که به عنوان مثال میتوان به این موارد اشاره کرد: چه عناصری باعث تغییر طبیعی باران میشوند؟ منشا این عناصر چیست؟ این پدیده در کجا رخ میدهد؟
معمولا نزولات جوی به علت حل شدن دیاکسید کربن هوا در آن و تشکیل اسید کربنیک بطور ملایم اسیدی هستند و PH باران طبیعی آلوده نشده حدود 5.6 میباشد. پس نزولاتی که به مقدار ملاحظهای قدرت اسیدی بیشتری داشته باشند و PH آنها کمتر از 5 باشد، باران اسیدی تلقی میشوند.
پدیده باران اسیدی در سالهای پایانی دهه 1800 در انگلستان کشف شد، اما پس از آن تا دهه 1960 به دست فراموشی سپرده شد”. اسمیت” در سال 1873 واژه باران اسیدی را برای اولین بار مطرح کرد. او پی برد که ترکیب شیمیایی باران تحت تاثیر عواملی چون جهت وزش باد ، شدت بارندگی و توزیع آن ، تجزیه ترکیبات آبی و سوخت میباشد. این محقق متوجه اسید سولفوریک در باران شد و عنوان نمود که این امر ، برای گیاهان و اشیا واقع در سطح زمین خطرناک است.
موتا و میلو در سال 1987 عنوان داشتند که دیاکسید کربن با اسید سولفوریک و اسید نیتریک عوامل اصلی تعیین کننده میزان اسیدی بودن آب باران هستند، چرا که در یک فاز آبی به صورت یونهای نیترات و سولفات در میآیند و چنین یونهایی به آب باران خاصیت اسیدی میبخشند.
عوامل درونی گیاه
گونههای مختلف گیاهی ، عکسالعملها و میزان حساسیت متفاوتی نسبت به آلایندهها دارند، علاوه بر این بین افراد یک گونه نیز ، تنوع ژنتیکی قابل توجهی در این زمینه وجود دارد. این تفاوتها عمدتا به توانایی گیاه در محدود کردن جذب آلاینده و یا در صورت جذب آن ، به سم زدایی ، سوخت و ساز و دفع سم مربوط میشود. علاوه بر ژنوتیپ ، عوامل دیگری از قبیل سن گیاه و مرحله رشد آن نیز در عکسالمعل گیاه از قبیل سن گیاه و مرحله رشد آن در عکسالعمل گیاه نسبت به آلاینده ، موثرند.
منبع : www.roshd.ir
