آلودگی هوا و پدیده وارونگی

بدون شک یکی از مهمترین مسائل زیست محیطی در ایران و بخصوص شهرهای بزرگ مشکل آلودگی هوا است. در سالهای اخیر این پدیده خطرناک به جایی رسید که توجه همگان را به خود جلب کرد. اما ببینیم که آلودگی هوا چیست و تعریف آن به چه صورت است؟ بسیار در اخبار، روزنامه ها و گزارشهای مختلف می شنویم که فلان گاز از حد مجاز در هوا افزایش یافته و یا بهمان ماده در هوا زیادتر از مقداری است که باید باشد. در این مطلب ابتدا سعی می شود گازها و یا موادی که در هوا وجود دارند معرفی شوند و سپس توضیح داده شود که چه عواملی در میزان آلودگی هوا بیشترین نقش را ایفا می کنند.

به زبان ساده آلودگی هوا آن چیزی است که انسان نمی خواهد در هوای تنفسی اش وجود داشته باشد. چرا؟ زیرا برای سلامتی او مضر است. این موادی که ما نمی خواهیم در هوا باشد، به دو صورت ممکن است بوجود بیایند. یکی بصورت طبیعی است، یعنی مادر طبیعت در فعل و انفعالات طبیعی خود بوجود می آورد و دیگری از نوعی است که توسط انسان و بصورت مصنوعی تولید می شود. مورد اول در مقایسه با مورد دوم بسیار محدود است و اساسا قابل مقایسه نیست. آتشفشان ها نمونه آلودگی طبیعی هستند که بر اثر انفجار آنها بسیاری از گازها و موادی که برای سلامتی انسان مضر است به هوا راه می یابند. گازها و خاکستر ناشی از آتشفشان یکی از نمونه های آلودگی توسط مادر طبیعت است که در فعل و انفعالات درونی زمین در یک نقطه به هوای بیرون راه می یابد. طوفانهای شن و کوههایی که از آنها مداوما دود و بخار بلند می شوند، نمونه های دیگری از آلاینده های طبیعی هستند. ( آلاینده یعنی آلوده کننده )

و اما به آلودگی های ساخته و پرداخته انسان می رسیم. قبل از اینکه به موارد مختلف آلودگی مصنوعی و غیر طبیعی بپردازیم بهتر است که بدانیم چه گازهایی در هوا بصورت طبیعی وجود دارند. بطور کلی 5 نو گاز متفاوت در هوای تنفسی وجود دارد. اگر هوای تنفسی را به 100 قسمت تقسیم کنیم، 78 قسمت آن گاز نیتروژن است که با علامت2N شناخته می شود. دومین گاز اکسیژن معروف خودمان است که با علامت2O در همه جا از آن یاد می شود. مقدار اکسیژن 21 قسمت از 100 قسمت فرضی است. بنابراین می بینیم که مجموع نیتروژن و اکسیژن با هم تقریبا 99 درصد هوای تنفسی را تشکیل می دهند. اما از بس که ما اسم گاز کربنیک یا دی اکسید کربن که با علامت2CO معرفی می شود را شنیده ایم، فکر می کنیم این گاز باید بیشترین مقدار هوای ما را تشکیل دهد بخصوص در تهران! اما اینطور نیست. مقدار دی اکسید کربن( به قول ما ایرانی ها گاز کربنیک) تنها سه صدم هوا است(03/0). مجموعه گازهای دیگر که بسیاری از آنها نادرند، بیشتر از یک درصد (01/0) هم از مجموعه هوای تنفسی را تشکیل نمی دهند.

آلودگی هوا

اولین آلاینده‌های هوا احتمالا دارای منشأ طبیعی بوده‌اند. دود، بخار بدبو، خاکستر و گازهای متصاعد شده از آتشفشانها و آتش سوزی جنگلها، گرد و غبار ناشی از توفانها در نواحی خشک، در نواحی کم ارتفاع 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 می‌رفته‌اند. 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 وجود به صدا در آمد. در سال ۶۱ 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 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 بوجود نیامد. چاره جویی و پیشنهادات عبارت بودند از برچیدن تمامی کارخانه‌های دودزا از شهر لندن و بوجود آمدن کمربند سبز در اطراف شهر و 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 شیگاگو سینسنیاتی به سال ۱۸۸۱ نام برد. ولی اجرای این قوانین و قوانی مشابه آنها با دشواریهایی مواجه گردید و برای تمیز نمودن هوا یا جلوگیری از آلودگی بیشتر آن تقریبا کاری انجام نشد. در سال ۱۹۳۰ در دره بسیار صنعتی میوز در کشور بلژیک در اثر پدیده وارونگی مه دود در یک فضای معین محبوس گردید. در نتیجه ۶۳ تن جان خود را از دست داده و چندین هزار تن دیگر بیمار شوند. حدود ۱۸ سال بعد در شرایط مشابهی در ایلات متحده آمریکا یکی از اولین و بزرگترین فاجعه‌های زائیده آلودگیها رخ داد، یعنی ۱۷ نفر جان خود را باختند و ۴۳ درصد جمعیت نورا، پنسلوانیا بیمار شدند.

درست سه سال بعد از فاجعه مه دود لندن در سال ۱۹۵۲، که نادیده گرفتن عواقب جدی آلودگی هوا غیر ممکن گردید. در روز سه شنبه ۴ دسامبر سال ۱۹۵۲ 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 و این مه دود به دستگاه تنفسی انسان سخت آسیب رسانده بود و بیشتر مردم بزودی با مشکلاتی از قبیل قرمز شدن چشمها، سوزش گلو و سرفه‌های زیاد مواجه شدند و پیش از آنکه در ۹ دسامبر از سطح شهر دور شوند ۴۰۰ مورد مرگ مربوط به آلودگی هوا گزارش کردند. این تعداد تلفات برای متوجه ساختن افکار بریتانیاییها جهت تصویب قانون هوای تمیز در سال ۱۹۵۶ کافی بود.

قانون کنترل آلودگی هوا

این قانون در ایالات متحده امریکا قانون کنترل آلودگی هوا (قانون عمومی ۱۵۹_۸۴) به تصویب رسید. اما این مصوبه تنها موجب به تصویب رسیدن یک قانون مؤثرتر گردید. این قانون یکبار در سال ۱۹۶۰ و بار دیگر در سال ۱۹۶۲ بازنگری شد و به قانون هوای تمیز سال ۱۹۶۳ (قانون عمومی ۲۰۶_۸۸) 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 ۱۹۶۰ میلادی پی ریزی شد.

اجرای قانون هوای تمیز

اجرای قانون هوای تمیز در سال ۱۹۷۰ 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.

اصطلاحات قانون هوای تمیز به سال ۱۹۷۷ به تقویت باز هم بیشتر قوانین موجود پرداخته است و ملتها را به تمیز نگهداشتن مورد ارزیابی و اصلاح دوباره قرار گرفتند. اگر چه این امکان وجود دارد که تغییرات بیشتری نیز انجام شود، کاملا متحمل 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.

بحران آلودگی هوا، ریشه‌ها، عواقب و راه‌حل‌ها

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.

زباله‌های موجود در هواهوای شهرها دارای یک ترکیب از گازهایآلوده کننده می‌باشد. در شهرلوس آنجلس ، گازهای کشنده ناشیاز کارخانجات با دوده ، اکسید نیتروژن ،منوکسید کربن و سرب اگزوز ماشینها ترکیب می‌شود.

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.

تاثیر دی اکسید گوگرد بر سلامت

دی اکسید گوگرد گازی فعال و بدون رنگ است. So2 زمانی تشکیل می‌شود که سولفور موجود در سوختهایی از قبیل زغال و نفت سوزانده شوند. منابع عمده SO2 شامل نیروگاه‌ها و بویلرهای صنعتی است. عموماً بالاترین سطوح SO2 نزدیک به مجتمع‌های صنعتی است.

دی اکسید گوگرد گازی محرک است که توسط مجاری بینی گرفته می‌شود. سطوح فعالیت متوسط که منجر به تنفس دهانی می‌شود (مانند پیاده‌روی تند) موجب می‌شود که دی اکسید گوگرد اثرات خود بر سلامتی را نشان دهد.

• گروههای در معرض خطر

کسانی که آسم دارند و فعالیتهای خارج از منزل دارند بیشتر از دیگران اثرات SO2 را تجربه می‌کنند. در یک تماس کوتاه، اثر عمده SO2 تنگی مجاری تنفسی مثل تنگی برونشها خواهد بود. این موضوع منجر به خس خس کردن هنگام تنفس، کوتاهی تنفس و فشردگی در قفسه سینه می‌شود. علائم با افزایش میزان SO2 و یا میزان تنفس افزایش می یابد.

وقتی که تماس با SO2 قطع می‌شود عملکرد ریه ظرف یک ساعت به صورت نرمال باز می‌گردد.

در سطوح بالای SO2، ممکن است فشردگی قفسه سینه خس‌خس و کوتاهی تنفس برای کسانی که آسم هم ندارند اتفاق بیفتد. تماسهای بلند مدت با دی اکسیدگوگرد می‌تواند بیماری‌های تنفسی را موجب شود، مکانیسم‌های دفاعی ریه را کاهش داده و بیماریهای قلبی را تشدید نماید.