اولین آلاینده‌های هوا احتمالا دارای منشأ طبیعی بوده‌اند. دود ، بخار بدبو ، خاکستر و گازهای متصاعد شده از آتشفشانها و آتش‌سوزی جنگلها ، گرد و غبار ناشی از توفانها در نواحی خشک ، در نواحی کم‌ارتفاع مرطوب و مه‌های رقیق شامل ذرات حاصل از درختهای کاج و صنوبر در نواحی کوهستانی ، پیش از آنکه مشکلات مربوط به سلامت انسانها و مشکلات ناشی از فعالیتهای انسانی محسوس باشند، کلا جزئی از محیط زیست ما به شمار می‌رفتند، به استثنای موارد حاد ، نظیر فوران آتشفشان.
آلودگیهای ناشی از منابع طبیعی معمولا ایجاد چنان مشکلات جدی برای حیات جانوران و یا اموال انسانها نمی‌کنند. این در حالی است که فعالیتهای انسانی ، ایجاد چنان مشکلاتی از نظر آلودگی می‌نمایند که بیم آن می‌رود بخشهایی از اتمسفر زمین تبدیل به محیطی مضر برای سلامت انسانها گردد.
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 ، بقدری افزایش یافت که زنگ خظر برای برخی از ساکنان آن شهرها به صدا در آمد. در سال 61 بعد از میلاد ، "سنکا" (Seneca) فیلسوف رومی از هوای روم بعنوان هوای سنگین و از دودکشهای هود با عنوان تولید کننده بوی بد نام برد.
در سال 1273 میلادی ، "ادوارد اول" پادشاه انگلستان عنوان کرد که هوای لندن به حدی با دود و مه آلوده شده است 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 1661 میلادی یعنی بیش از یک قرن بعد ، تغییر قابل ملاحظه‌ای در آلودگی هوا بوجود نیامد. چاره جویی و پیشنهادات عبارت بودند از برچیدن تمامی کارخانه‌های اطراف شهر لندن و بوجود آمدن کمربند سبز در اطراف شهر. بالاخره این چاره جویی‌ها کارساز شد.
مشکلات آلودگی هوا
شواهدی دال بر علاقمندی جوامع انسانی در غلبه بر مشکل آلودگی هوا وجود دارند که از جمله آنها می‌توان از تصویب و اجرای قوانین کنترل دود در شیکاگو سینسنیاتی به سال 1881 نام برد. ولی اجرای این قوانین و قوانینی مشابه آنها با دشواریهایی مواجه گردید و برای تمیز نمودن هوا یا جلوگیری از آلودگی بیشتر آن ، تقریبا کاری انجام نشد. در سال 1930 در دره بسیار صنعتی میوز در کشور بلژیک در اثر پدیده وارونگی ، مه دود در یک فضای معین محبوس گردید. در نتیجه 63 تن جان خود را از دست داده ، چندین هزار تن دیگر بیمار شوند.
حدود 18 سال بعد در شرایط مشابهی در ایلات متحده آمریکا ، یکی از اولین و بزرگترین فاجعه‌های زائیده آلودگیها رخ داد، یعنی 17 نفر جان خود را باختند و 43 درصد جمعیت نورا در پنسیلوانیا بیمار شدند. درست سه سال بعد از فاجعه مه دود لندن در سال 1952 ، نادیده گرفتن عواقب جدی آلودگی هوا غیر ممکن گردید.
در روز سه شنبه 4 دسامبر سال 1952 حجم عظیمی از هوای گرم به طرف قسمت جنوبی انگلستان حرکت کرده ، با ایجاد یک وارونگی دمایی سبب نشست یک مه سفید در لندن شد. این مه دود به دستگاه تنفسی انسان سخت آسیب می‌رساند. درنتیجه بیشتر مردم بزودی با مشکلاتی از قبیل قرمز شدن چشمها ، سوزش گلو و سرفه‌های زیاد مواجه شدند و پیش از آنکه در 9 دسامبر از سطح شهر دور شوند، 400 مورد مرگ مربوط به آلودگی هوا گزارش کردند. این تعداد تلفات برای متوجه ساختن افکار بریتانیایی‌ها جهت تصویب قانون هوای تمیز در سال 1956 کافی بود.
قانون کنترل آلودگی هوا
این قانون در ایالات متحده امریکا به نام قانون کنترل آلودگی هوا (قانون عمومی 159_84) به تصویب رسید. اما این مصوبه تنها موجب به تصویب رسیدن یک قانون مؤثرتر گردید. این قانون یکبار در سال 1960 و بار دیگر در سال 1962 بازنگری شد و به قانون هوای تمیز سال 1963 (قانون عمومی 206_88) که برنامه‌های ناحیه‌ای محلی و ایالتی را برای کنترل هوا تشویق می‌کرد و در عین حال حق مداخله را برای دولت فدرال در صورت به خطر افتادن سلامت و رفاه اهالی ایالت در اثر آلودگی ناشی از ایالات دیگر محفوظ نگه می‌داشت، الحاق گردید.
این قانون معیارهایی برای کیفیت هوا وضع کرد که بر اساس آنها ، استانداردهای کیفیت هوا و گازهای متصاعد شده در دهه 1960 میلادی پی‌ریزی شد.
اجرای قانون هوای تمیز
اجرای قانون هوای تمیز در سال 1970 به آژانس نو بنیاد حفاظت محیط زیست (EPA) محول گریدید. قانون به وضع استانداردهای درجه اول و دوم کیفیت هوای محیط زیست پرداخت. استانداردهای اولیه متکی بر معیارهای کیفیت هوا ، برای حفظ سلامت عموم مردم ، دامنه وسیعی از ایمنی را در نظر می‌گیرد. در حالی که استانداردهای ثانوی که آنها نیز متکی بر معیارهای کیفیت هوا باشند، برای حفظ رفاه عموم انسانها ، به علاوه گیاهان ، جانوران ، اموال و دارائی هستند.
اصلاحات قانون هوای تمیز به سال 1977 به تقویت باز هم بیشتر قوانین موجود پرداخته است. اگر چه این امکان وجود دارد که تغییرات بیشتری نیز انجام شود، کاملا محتمل است که کنترل آلودگی هوا برای ایجاد شرایطی که تحت آن هوا برای نسلهای آینده تمیزتر و سالم‌تر نگاهداشته شود، از حمایت بیشتر عامه مردم برخوردار شود.
دید کلی
چند بار تا به حال دوده خفه کننده ماشین‌ها را در خیابان دیده‌اید؟
چرا در روز روشن آسمان آبی را نمی‌بینید؟
فوران دوده از کارخانجات صنعتی چه فوایدی دارد؟
پناهگاه بیماران تنفسی در شهر آلوده کجا می‌تواند باشد؟
این آلودگی هواست که طبیعت زیبا را در خود گم می‌کند و زندگی سالم را نه تنها از انسانها بلکه از تمام موجودات سلب می‌کند.
موضوع چیست؟
اوزون که جزء اصلی مه دود است، گازی است که از ترکیب اکسید نیتروژن و هیدروکربنها در حضور نور آفتاب بوجود می‌آید. در اتمسفر ، ازن بطور طبیعی به صورت لایه‌ای که ما را از اشعه ماورای بنفش محافظت می‌کند، وجود دارد. ولی زمانی که در سطح زمین تولید شود، کشنده است.
اوزون از کجا می‌آید؟
اتومبیلها ، کامیونها و ... ، یکی از اصلی ترین منابع اوزون هستند. در سال 1986 ، مقدار حیرت انگیز 6.5 میلیون تن هیدروکربنهای مختلف و 8.5 میلیون تن اکسیدهای نیتروژن توسط خودروهای موتوری وارد هوا شدند. نیروگاهها ، کارخانه‌های شیمیایی و پالایشگاههای نفت نیز سهم بزرگی در همین مساله دارند و نیمی از انتشار هیدروکربنها و نیتروژن در کشور آمریکا مربوط به آنهاست.
خطر مه دود
صدمات ریوی ناشی از هوای آلوده به اوزون ، خطری است که هر 3 نفر از 5 نفر با آن روبرو هستند. اکثر مردم نمی‌دانند که مه دود به غیر از انسان به سایر موجودات زنده هم آسیب می‌رساند. مه دود ازنی ، مسئول صدمات زیاد به درختان کاج و نابودی محصولات کشاورزی در بسیاری از مناطق کشاورزی است.
هوای آلوده چیست؟
هر ماده‌ای که وارد هوا شود ، خواص فیزیکی ، شیمیایی و زیستی آن را تغییر می‌دهد و به چنین هوای تغییر یافته ، هوای آلوده گویند.
عوامل آلوده کننده هوا
عوامل طبیعی: فوران‌های شدید آتشفشان ، وزش توفان ، بادهای شدید و … ، گازها و ذراتی را وارد هوا می‌کنند و سبب آلودگی آن می‌شوند.
فعالیت انسان: کارخانجات صنعتی ، کشاورزی ، شهرسازی ، وسایل گرمازا ، نیروگاهها ، وسایل نقلیه و ... ، از عوامل آلوده کننده هوا هستند.
مواد آلوده کننده هوا
منوکسید کربن: گاز سمی منوکسید کربن ، بطور عمده مربوط به خودروهایی است که مصرف سوخت آنها بنزین میباشد. این خودروها مقدار زیادی گاز CO را از طریق لوله اگزوز وارد هوا می‌کنند.
دی‌اکسید گوگرد: عمدتا مربوط به نفت کوره (نفت سیاه) است که در بعضی صنایع و تاسیسات حرارت مرکزی و تولید نیرو مورد استفاده قرار می‌گیرد.
اکسیدهای نیتروژن دار: بطور عمده مربوط به نفت کوره ، گازوئیل و مقدار کمتری مربوط به مصرف بنزین و نفت سفید است.
هیدروکربنهای سوخته نشده: عمدتا مربوط به خودروهایی است که بنزین مصرف می‌کنند. نفت کوره و گازوئیل در این مورد سهم کمتری دارند.
ذرات ریز معلق: بطور عمده ، از سوختن نفت کوره حاصل می‌شود.
برمید سرب: در نتیجه مصرف بنزین در موتور اتومبیلها حاصل می‌شود.
سایر ترکیبات سربی: بنزین خودروها اغلب دارای ماده‌ای به نام تترا اتیل سرب است که به منظور روان کردن کار سوپاپ‌ها و به‌سوزی بنزین به آن اضافه می‌شود. این ماده هنگام سوختن بنزین ، باعث پراکنده شدن ذره‌های جامد و معلق ترکیبات سرب در هوا می‌شود که هم سمی‌اند و هم به صورت رسوب‌های جامد وارد دستگاه تنفسی می‌شوند.
بالا ، بالا ، بالاتر
در جایی دور ، بالای سر ما ، لایه نامرئی و ظریفی از اوزون وجود دارد که ما را از تشعشعات خطرناک ماورای بنفش خورشیدی محافظت می‌کنند. لایه ازن قرنهاست که آنجا بوده است.
... و دورتر
ولی اکنون انسان این سپر محافظ را از بین می‌برد. کلرو فلوئورو کربنها (CFCS) ، هالونها (halons) ) و سایر مواد شیمیایی مصنوعی ، در 10 تا 50 کیلومتری بالای سر ما شناورند. آنها تجزیه شده ، مولکولهایی آزاد می‌کنند که اوزون را از بین می‌برد.
CFC ها چه موادی هستند؟
CFC ها موادی هستند که صدها مصرف گوناگون دارند. زیرا آنها تقریبا غیر سمی و مقاوم در برابر شعله بوده ، براحتی تجزیه نمی‌شوند. به خاطر چنین پایداری ، آنها تا 150 سال باقی خواهند ماند. گازهای CFC به آرامی تا ارتفاعات 40 کیلومتری صعود کرده و در آنجا تحت نیروی عظیم تشعشعات ماورای بنفش خورشید شکسته شده ، عنصر شیمیایی کلر را آزاد می‌کنند.
بعد از آزادی هر اتم کلر قبل از برگشت به زمین که سالها طول می‌کشد، حدود صد هزار مولکول اوزون را از بین می‌برد. سه و شاید پنج درصد لایه ازن در سطح جهان تاکنون توسط گازهای CFC تخریب شده است.
بعدش چی؟
با تخریب ازن در لایه‌های بالای اتمسفر ، کره زمین اشعه ماورای بنفش دریافت می‌کند که موجب بروز سرطان پوست ، بیماری آب مروارید چشم و تضعیف سیستم دفاعی بدن می‌شود. با نفوذ بیشتر اشعه ماورای بنفش از لایه‌های اتمسفر ، اثرات آن روی سلامتی بدتر شده ، بهره‌دهی محصولات کشاورزی و جمعیت ماهی‌ها کاهش خواهد یافت و آسایش هر فرد روی این سیاره تحت تاثیر قرار خواهد گرفت.
نگرانی روز افزون
اثرات زیست محیطی مقادیر عظیمی از مواد زاید خطرناک که هر ساله تولید می‌شود، موجب نگرانی بیش از پیش شده است. در سال 1983 ، 266 میلیون تن مواد زاید خطرناک تولید شده است.
تهدید اکوسیستم‌ها
کشورهای پیشرفته بیش از هفتاد هزار ماده شیمیایی مختلف تولید می‌کنند که بیشتر آنها بطور کامل از نظر ایمنی آزمایش نشده‌اند. استفاده نامحتاطانه از این مواد ، مواد غذایی و آب و هوای ما را آلوده کرده ، اکوسیستمهایی را که ما به آنها متکی هستیم، شدیدا" تهدید می‌کند.
راهیابی مواد شیمیایی به محیط زیست
مواد شیمیایی به بخش جدا نشدنی از زندگی روزانه ما تبدیل گشته‌اند. ما از وسایل رفاهی مانند پلاستیکها ، پودرهای رختشویی و آروزولها که از مواد شیمیایی ساخته شده‌اند، استفاده می‌کنیم. ولی اغلب از هزینه پنهانی که ناشی از آنهاست بی‌خبریم. نهایتا آنها از طریق محلهای دفن زباله ، زهکشیها و فاضلابها به آب و یا زمین راه مواد سمی در پلاستیکها پیدا می‌کنند
اگر چه مصرف کنندگان به ندرت محصولات پلاستیکی را که روزانه ساخته می‌شود و بسته بندی که در آن خرید می‌کنند، به مساله آلودگی سمی ربط می‌دهند، باید دانست که اکثر مواد شیمیایی که در تولید و ساخت پلاستیکها مورد استفاده قرار می‌گیرند، بسیار سمی هستند. برحسب درجه بندی EPA باید دانست که از 20 ماده شیمیایی که تهیه آنها موجب تولید بیشترین مقدار کل مواد زاید خطرناک می‌شود، پنج ماده شیمیایی از شش مورد اولی ، موادی هستند که بطور مستمر در صنایع پلاستیک‌سازی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
آلودگی هوا و باران اسیدی
باران اسیدی چیست؟
یکی از آثار و نتایج آلودگی هوا باران اسیدی است. در دو دهه اخیر و در برخی نواحی صنعتی و بر اثر فعالیتهای کارخانه‌ها میزان دی‌اکسید گوگرد و دی‌اکسید ازت در هوا افزایش یافته است. این دو ماده در اتمسفر با اکسیژن و بخار آب واکنش شیمیایی ایجاد می‌کند و به صورت اسید نیتریک و اسید سولفوریک در می‌آید. این ذرات اسیدی مسافت‌های طولانی را بوسیله باد طی می‌کنند و به صورت باران اسیدی بر سطح زمین فرو می‌ریزند. چنین بارش‌هایی ممکن است به صورت برف یا باران یا مه نیز در بیاید.
پیامدهای باران اسیدی
باران اسیدی باعث از بین رفتن بناها و آثار تاریخی بخصوص در ساختمان‌هایی که از سنگ مرمر یا آهک ساخته شده باشند، می‌شود.
باران اسیدی میزان حاصلخیزی خاک را کاهش می‌دهد و حتی ممکن است مواد سمی را وارد خاک‌ها کند .
باران اسیدی موجب نابودی درختان و کاهش مقاومت آنها بخصوص در برابر سرما می‌شود
. منابع مختلف آلودگی هوا به سه شاخه تقسیم می‌شود. اول منابع شهری و صنعتی، دوم منابع کشاورزی و روستایی و سوم انتشارات طبیعی. هر کدام از اینها خود به زیر شاخه‌هایی تقسیم می‌شوند. این تقسیم بندی استاندارد با منحصر بفرد نیست و در اینجا برای روشن شدن مطالب آمده است.
منابع شهری و صنعتی
تولید برق
نیروگاههای برق وابسته به سوختهای فسیلی ، منبع بزرگی برای آلودگی هوا محسوب می‌شوند. مقادیر وسیعی از ذرات معلق شامل خاکستر پرنده (SiO2) ، اکسیدهای آهن و آلومینیوم حاصل از زغال سنگ ، فلزات سنگین حاصل از نفت ، از دودکش نیروگاههای برق به جو منتشر می‌شوند. بسیاری از آلاینده‌های گازی انتشار پیدا کرده عبارتند از CO ، دی اکسیدکربن (CO2) ، دی اکسید گوگرد (SO2) ، اکسیدهای نیتروژن (NOx) ، هیدروکربنهای معین و ترکیبات آلی فرار. نیروگاههای هسته‌ای تمیزتر و دارای آلودگی کمتری هستند، ولی پلومهای حاصل از برجهای سرمایشی آنها گاها ممکن است سبب ایجاد مسائلی شوند مانند تشکیل مه و کم شدن دید. اما آزاد شدن ناگهانی مواد رادیواکتیو توجه عمومی را به خود جلب می‌کند، حتی اگر احتمال آزاد شدن این مواد کم باشد.
فعالیت صنعتی
شامل صنایع معدن ، پالایش ، تصفیه سازی ، خمیر کاغذ ، صنایع شیمیایی ، استخراج و ذوب فلز ، داروسازی و دیگر صنایعی که حجم وسیعی از ذرات معلق را وارد جو می‌سازند. مقدار زیادی از آلاینده‌های هوا ، ناشی از ساخت محصولات از مواد خام هستند، مانند آهن از سنگ آهن ، بنزین از نفت خام ، سنگ از معدن و سنگ الوار از درختان. آلاینده‌های قابل ملاحظه‌ای هم توسط صنایعی که مواد بالا را به محصولات مصرفی تبدیل می‌کنند، انتشار می‌یابند مانند اتومبیلها ، خانه ، اسباب و لوازم منزل و دیگر کاربردها. مقداری از انتشارات صنعتی هم از دودکشها خارج می‌شوند.
حمل و نقل
این مقوله شامل اتومبیلها ، کامیونها ، هواپیماها ، کشتی‌ها و غیره است که منابع متحرک نامیده می‌شوند. دنبال کردن این منابع در حال حرکت عملی نخواهد بود. ولی انتشار آنها بر واحد سطح با ملاحظه چگالی ترافیک ، سرعت و انتشار بر وسیله نقلیه و دیگر متغیرها تخمین زده می‌شود. آلاینده‌های حاصل از منابع حمل نقل عبارتند از SO2 ، NOxCO2 ، CO هیدروکربنها ، VOCs.
انتشارات فرآیندی
شامل اجاقها ، کوره‌ها و سایر فرآیندهای گرمایش منازل ، ادارات و ساختمانهای تجاری اجاقهای پشت حیاط (در آمریکا) و ساختن برگها و فضولات در فضای باز. این انتشارات بر واحد سطح در نظر گرفته می‌شود. آلاینده‌های اصلی منتشر شده به داخل جو عبارتند از SO2 ، NOx ، CO2 ، CO هیدروکربنها VOCs و ذرات معلق.
نابودی زباله ها
زباله‌های خانگی ، تجاری و صنعتی که در فضای باز از بین می‌روند، روشهای سوختن و به خاکستر تبدیل شدن ، واحدهخای تصفیه فاضلاب ، گودالهای کوئد پشت حیاط و فضولات همه اینها مسئول بوجود آوردن منابع گازی NH3 ، H2S ، CH4 ، CO2 ، CO و ذرات معلق هستند.
فعالیتهای ساخت و ساز
شامل تمیز کردن و پاک کردن زمین ، تخریب ، حفاری ، خرد کردن و کوبیدن ، آسفالت کردن یا سنگفرش کردن و دیگر فعالیتهای وابسته به این ساخت و سازها. آلاینده‌های منتشره عبارتند از غبار ، ذرات معلق ، هیدروکربنها ، NOx ، CO2 ، CO ، VoCs.
منابع کشاورزی و روستایی
منابع مختلف در محیطهای روستایی حاصل فعالیتهای کشاورزی هستند و به شکل زیر طبقه بندی می‌شوند:
وزش غبار
فعالیتهای کشاورزی مانند شخم زدن ، کاشتن و درو کردن ، منجر به ایجاد قابل ملاحظه‌ای از غبار می‌شوند. انتشار تراکتورها ، درو کننده‌ها و سایر ماشین آلات کشاورزی خیلی مهم نیستند.
سوختن بقایای کشاورزی
پاک کردن زمینها توسط سوزاندن جنگلها ، گیاه و علفهای وحشی و مواد زائد کشاورزی منبع بزرگی برای دود ، گرد و غبار در حومه شهر محسوب می‌شوند.
انتشارات خاک
زمینهای کشاورزی حاصلخیز شده با کودها دارای نیترات و فسفات می‌باشند. خاک کود داده شده اکسیدهای نیتروژن حاصل از فعالیت میکرو زیستی را در بالاترین لایه خود منتشر می‌سازند.
آفت کشها
بکار بردن آفت کشها در زمینهای کشاورزی به شکل پاشیدن با هواپیما ممکن است این مواد را به مناطق مسکونی انتقال دهد.
نابودی زباله ها 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 خشک و سرزمینهای 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.