سامانه الکترونیکی جامعه محیط زیست

هوا ضروری‌ترین ماده برای ادامه حیات موجود زنده است. درصد گازهای موجود در هوا شامل ۷۸ درصد ازت ، ۱۹ درصد<‌اکسیژن و به ترتیب ۲، ۱ و ۳/۰ درصد بخار آب، آرگون و دی‌اکسید کربن و همچنین حدود ۱۸ پی‌پی‌ام یا ppm (ذره در میلیون) گاز نئون، ۵ پی‌پی‌ام هلیوم، ۱/۵ پی‌پی‌ام متان و مجموعا ۵/۰ پی‌پی‌ام دی‌اکسید ازت، هیدورژن و گزنون می‌باشد. 

هر انسان به طور متوسط روزانه ۱۶ کیلوگرم هوا مصرف می‌کند و این در حالی است که فقط ۵/۱ کیلوگرم آب و تنها ۱ کیلوگرم غذا مصرف می‌کند. بنابراین، آلودگی هوا می‌تواند حدود ۱۱ برابر از آلودگی آب و حدود ۱۶ برابر از آلودگی غذا خطرناک‌تر باشد. بنا به تعریف، آلودگی هوا عبارتست از وجود هر نوع آلاینده اعم از جامد، مایع، گاز و یا تشعشع پرتوزا و غیرپرتوزا در هوا به مقدار و در مدت زمانی‌ که کیفیت زندگی را برای انسان و دیگر جانداران به خطر اندازد. با این تعریف، منابع آلوده‌کننده هوا را می‌توان به دو گروه منابع طبیعی و منابع غیرطبیعی یا مصنوعی تقسیم‌بندی کرد. علیرغم تأثیرات مثبت فعل و انفعالات عناصر طبیعی در درازمدت مانند طوفان‌ها و گرد و غبار صحراها، دود و خاکسترهای آتش‌سوزی‌های جنگلی، املاح موجود در جوّ، فعالیت‌های آتشفشانی، شهاب‌های آسمانی و منابع گیاهی و حیوانی، برخی از دانشمندان عقیده دارند که اینگونه منابع در کوتاه‌مدت در اثر بر هم زدن تعادل ظاهری محیط زیست، موجب آلودگی می‌شوند. بدین جهت، اینگونه فعل و انفعالات طبیعی را در گروه آلاینده‌های طبیعی قرار می‌دهند. 

در مقابل، منابع غیرطبیعی یا مصنوعی، به دست انسان به وجود آمده و آلودگی‌های ناشی از فعالیت‌های آدمی هستند. این نوع آلودگی‌ها به دو گروه عمده ذیل تقسیم می‌شوند: 

۱) منابع ساکن شامل واحدهای کوچک و بزرگ صنعتی، واحدهای تولیدی، توزیعی و خدماتی، مراکز تجاری، واحدهای مسکونی، اماکن عمومی و برخی منابع ویژه نظیر فرودگاه‌ها، نیروگاه‌ها، پالایشگاه‌ها، ترمینا‌ل‌ها، پمپ بنزین، انبار‌های نگهداری سوخت و غیره.‌

۲) منابع متحرک شامل انواع خودروهای شخصی، وسایل حمل و نقل عمومی نظیر اتوبوس، مینی‌بوس، تاکسی، موتورسیکلت، کامیون و کامیونت، وانت‌بار، لوکوموتیو،‌ هواپیما، کشتی‌های مسافربری و بارکش و غیره. 

● آلاینده‌های اصلی هوا 

آلوده‌کننده‌های مهم هوا بدون در نظر گرفتن حالات خاص عبارتند از مونواکسید کربن، اکسیدهای گوگرد، اکسیدهای ازت، اکسیدکننده‌های فتوشیمیایی، هیدروکربورها، ذرات معلق در هوا و مواد رادیو اکتیو که در ذیل ویژگی‌های هر کدام و تأثیرات آنها بیان شده است.‌

▪ منواکسیدکربن: 

گازی است بی‌رنگ، بی‌بو و بی‌مزه که قسمت اعظم آن از احتراق ناقص مواد کربن‌دار ایجاد می‌شود. منبع اصلی تولید مونواکسید در شهرها، وسایط نقلیه موتوری است. البته فعالیت‌های صنعتی و احتراق ناقص سوخت در تأسیسات تجاری و دستگاه‌های حرارتی و سوختن زباله نیز به میزان کمتر در تولید این گاز سهیم هستند. این آلاینده تأثیر فراوانی بر سلامتی موجودات زنده بر جای می‌گذارد. لازم به ذکر است، میل ترکیبی هموگلوبین خون که عامل انتقال اکسیژن به بافت‌های بدن است، با مونواکسید کربن دویست مرتبه بیشتر از میل ترکیبی آن با اکسیژن است. در نتیجه وجود مقدار کمی از این گاز و ترکیب آن با هموگلوبین خون موجب تشکیل کربوکسی هموگلوبین می‌شود که یک ترکیب‌ پایدار است. این ترکیب از مقدار هموگلوبینی که اکسیژن را به بافت‌های بدن می‌رساند، می‌کاهد و از جدا شدن اکسیژن و هموگلوبین از یکدیگر جلوگیری می‌کند. همچنین مونواکسید کربن در خون، فشار نسبی گاز اکسیژن را کاهش داده و نیروی محرکه انتشار در بافت‌های بدن را کم می‌کند. مجموعه این تغییرات، ایجاد مسمومیت‌ها و حساسیت‌های زیادی از جمله تضعیف مرکز اعصاب، حساسیت به نور و کاهش قدرت بینایی، کاهش قوه باصره و کنترل حرکات اختیاری را فراهم می‌آورد. 

▪ اکسیدهای گوگرد: 

از گروه اکسیدهای گوگرد، ایندرید سولفور و دی‌اکسید گوگرد ‌‌(۲)SO، از نظر آلودگی هوا اهمیت بیشتری دارند. منابع اصلی تولید این گازها، فعالیت انسان و سوخت‌ها و کانه‌های گوگرددار می‌باشند. گاز اکسیدهای گوگرد در محیط مرطوب به سرعت در ذرات آب حل گردیده و تولید اسید سولفوریک می‌نماید که به نوبه خود ممکن است به تشکیل نمک‌های سولفاته از قبیل سولفات آمونیم بیانجامد. اسید سولفوریک در صورتی که توسط باران در آب‌ها وارد گردد، حیات آبزیانی را که در پی‌هاش )PH( معینی قادر به ادامه زندگی هستند، به خطر می‌اندازد. این گاز برای دیگر موجودات جاندار نیز خطرات بسیاری دارد، چراکه گاز ایندرید سولفور در غلظت‌های بسیار کم هم موجب ایجاد واکنش‌هایی در مغز می‌گردد. تنفس هوایی که حاوی مقادیر کمتر از یک پی‌پی‌ام از این گاز باشد، در یک مدت ده دقیقه‌ای موجب افزایش ضربان قلب و سرعت حرکات تنفسی می‌گردد و اگر غلظت آن اندکی بیشتر شود، ظرفیت جاری تنفسی را کاهش داده و گلو و مجاری تنفسی را خشک می‌کند. 

از سوی دیگر، آزمایش خون افرادی که تحت تأثیر گاز ایندرید سولفور قرار گرفته‌اند، نشان می‌هد که این گاز، سنتز دی‌ان‌آ یا DNA (عامل وراثت) را مختل نموده و از رشد برخی گلبول‌های سفید خون جلوگیری می‌کند و در نهایت، به حالت دفاعی بدن آسیب وارد می‌سازد. گاهی نیز قادر است دگرگونی‌های توارثی به بار آورده و نحوه وراثت را تغییر دهد. 

▪ اکسیدهای ازت :

)NOx( مهم‌ترین اکسیدهای ازت آلوده‌کننده هوا، اکسید نیتریک ‌‌)NO(‌‌ و دی‌اکسید ازت ‌‌(۲)NO می‌باشند که در واکنش‌های فتوشیمیایی و تشکیل اسماگ (دودمه) دخالت دارند. دی اکسید ازت موجود در جوّ در اثر جذب نور خورشید، به اکسید نیتریک و اکسیژن اتمی تجزیه می‌شود. اکسیژن اتمی در ترکیب با مولکول اکسیژن، گاز ازن ‌‌(۳)O را تشکیل می‌دهد. هرگاه در محیط، هیدروکربور نسوخته وجود داشته باشد - به علت اکسیداسیون ناقص هیدروکربورها - مقادیر اکسید کربن، ترکیبات آلی اکسیژن‌دار و هیدروکربورهای اشباع نشده به اضافه هیدروکربورهای سوخته نشده وارد هوا می‌شود که می‌تواند اکسید نیتریک را از سیستم خارج سازد. همچنین در صورتی که هیدروکربورهای سوخته در محیط موجود نباشند، اکسید نیتریک می‌تواند مجددا روی ازن تأثیر گذاشته و مولکول اکسیژن و دی اکسید ازت تولید کند. 

تأثیرات اصلی این وضعیت، تشکیل مه در هوای سرد نزدیک زمین و ترکیب ذرات آن با اکسیدهای فتوشیمیایی حاصل از اکسیدهای ازت و نیز ایجاد پدیده وارونگی (اینورژن) می‌باشد که دودمه خطرناکی را ایجاد می‌کند. در این شرایط، ترکیبات آلودگی‌ها غلیظ‌تر شده و سوزش چشم، سرفه، آبریزش چشم، خفگی، سردرد، خستگی شدید، کاهش مقاومت بدن در مقابل عفونت‌ها و در نتیجه، افزایش درصد احتمال بیماری و مرگ و میر به همراه می‌آورد. ‌

▪ هیدروکربورها: 

تولید، ذخیره و پخش مواد نفتی، فعالیت‌های صنایع پتروشیمی، استعمال حلّال‌ها، سوزاندن ضایعات و زغال چوب و همچنین تبخیر و احتراق ناقص سوخت‌ها در موتور وسایط نقلیه، همگی از عوامل مؤثر در پخش هیدروکربورها در هوا می‌باشند. معادن زغال‌سنگ، گاز طبیعی و نواحی نفت‌خیز نیز مقادیری از این گاز را در هوا پخش می‌کنند. 

اثرات منفی هیدروکربورها بر انسان، اغلب از طریق واکنش‌های فتوشیمیایی که مواد ثانوی آلوده‌ساز تولید می‌کنند، صورت می‌گیرد. در مورد اثرات مستقیم این ترکیبات نیز می‌توان اثر تحریک‌کنندگی ترکیباتی همچون آلوئیدها را بر چشم و نیز خاصیت سرطان‌زایی ترکیباتی از قبیل بنزوپیرن را ذکر نمود. سرب )Pb( نیز یکی از عناصر خطرناک هیدروکربورها می‌باشد که از جمله اثرات آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد. ‌ 

در بانوان باردار، سرب از طریق هوا به بدن مادر راه یافته و از طریق جفت، جنین را تحت تأثیر قرار می‌دهد. سرب بر سیستم مرکزی اعصاب کودکان که در حال تکامل و رشد هستند، تأثیر شدیدی می‌گذارد. همچنین در عملکرد سیستم اعصاب، تولید خون، دستگاه گوارش و کلیه‌ها اختلال ایجاد کرده و از طریق زنجیره غذایی در گیاهان و جانوران تجمع یافته و در نهایت، وارد بدن انسان شده و موجب آسیب رسیدن به روده‌ها می‌شود.

▪ ذرات معلق در هوا: 

ذرات معلق از منابع مختلف وارد هوا می‌شوند که احتراق مواد سوختی، ذوب فلزات، فعالیت کارخانجات شیمیایی‌ و عملیات خرد کردن و ساییدن در کارخانجات تولید مصالح ساختمانی از آن جمله‌اند. در این رابطه، مطالعات زیست محیطی نشان داده‌اند که ذرات معلق هوا با قطر کمتر از ۱۰ میکرون (۱۰PM) در انتقال و ورود بسیاری از گازهای آلوده‌کننده به قسمت‌های مختلف دستگاه تنفس، نقش عمده‌ای دارند، زیرا نفوذ آنها در مجاری تنفسی به تنهایی و بدون کمک ذرات امکان‌پذیر نیست. 

لازم به ذکر است، ذرات معلق در مقایسه با اکسیدهای گوگرد و اکسیدهای ازت، برای سلامتی انسان مخاطره‌آمیزتر است و میزان اندکی ۱۰PM موجود در هوا در تشدید بیماری‌های قلبی - ریوی، کاهش مقاومت سیستم ایمنی بدن در مقابل بیماری‌ها، از بین رفتن بافت ریه، آسم کودکان، مرگ و میر زودرس و سرطان نقش عمده‌ای دارد. طبق بررسی‌های سازمان بهداشت جهانی، هر ۱۰ میکروگرم افزایش ذرات معلق باعث یک الی سه درصد مرگ و میر بیشتر می‌شود. همچنین سهم ذرات معلق در افزایش بیماری ذات‌الریه ۴ درصد، بیماری مزمن ریوی ۳/۳ درصد و بیماری‌های قلبی ۱/۲ درصد است. ‌

▪ مواد رادیو اکتیو:

بعد از جنگ جهانی دوم، استخراج کانه‌های مواد رادیو اکتیو طبیعی، انفجارهای اتمی، رآکتورهای جدید، مصرف مواد رادیو اکتیو در کشاورزی، صنعت، طب و مواردی از این قبیل، سبب آلودگی هوا با مواد رادیو اکتیو گردیده است. استرنسیوم، سزیوم، ید، اورانیوم، کربن، پلوتونیوم، فسفر، سدیم و کلسیم نمونه‌هایی از این مواد رادیو اکتیو هستند. سالانه مقادیری رادیواکتیو نیز به طور طبیعی در اثر تشعشعات کیهانی، رادون و تورون موجود در هوا و غیره به وجود می‌آیند که میزان و اثرات آنها در مقایسه با مواد رادیو اکتیو ناشی از فعالیت‌های انسانی بسیار ناچیز است. به هر حال، مخفی‌ترین و وحشتناک‌ترین منبع آلودگی محیط را می‌توان همین مواد رادیواکتیو دانست که اثرات جسمانی و ژنتیکی در کلیه موجودات زنده پدید می‌آورند، چراکه در معرض تشعشع این مواد قرار گرفتن به هر شکل، با اثرات سویی به ویژه در ریه‌ها، چشم‌ها، پوست و اعضای سازنده ترکیبات خون همراه بوده و به دلیل تکثیر ناسالم، اثرات نامطلوبی در اجتماع بر جای می‌گذارند. بارزترین نمونه این نوع آلودگی را می‌توان در بمباران اتمی شهرهای ناکازاکی و هیروشیمای ژاپن و حادثه نیروگاه اتمی چرنوبیل شوروی سابق مشاهده کرد. با وجود این که از بمباران اتمی ژاپن ۵۸ سال می‌گذرد، اما همچنان مردم این منطقه از اثرات آن رنج می‌برند و نوزادان ناقص‌الخلقه به دنیا می‌آیند. 

● استانداردهای آلودگی هوا

علیرغم اثرات نامطلوب آلاینده‌های هوا که به برخی از آنها اشاره شد، تأثیر هر آلاینده به غلظت و مدت تماس با آن بستگی دارد. برای مثال، یک آلاینده مانند منواکسیدکربن با غلظت زیاد، در مدت کوتاه ممکن است اثر نامطلوبی نداشته باشد، در حالی که غلظت پایین‌تری از این آلاینده به مدت طولانی‌تر می‌‌تواند باعث بروز عوارض متعددی مانند سرگیجه و تهوع شود. 

بدین ترتیب، واحدهای اندازه‌گیری و همچنین استانداردهای سنجش مربوط به هریک از آلاینده‌ها با هم تفاوت دارند. در شرایطی که بخواهیم مشخص کنیم کدامیک از آلاینده‌ها دارای اثر نامطلوب بیشتری است، از شاخصی به نام استاندارد آلاینده )PSI( استفاده می‌شود. 

بر اساس این شاخص، وضعیت آلودگی هوا به پنج دسته تقسیم‌بندی شده است. حدود PSI بین ۵ تا ۵۰ بیانگر وضعیت هوای پاک، ۵۱ تا ۱۰۰ نشانگر هوای مجاز و PSI بین ۱۰۱ تا ۱۹۹ هوای سالم و بین ۲۰۰ تا ۲۹۹ و بیش از ۳۰۰ وضعیت هوای خیلی ناسالم و خطرناک را نشان می‌دهند. مقادیر متناظر با غلظت برای هر آلاینده با توجه به این شاخص، در جدول همراه ارایه شده است. برای مثال، با توجه به این جدول می‌توان دریافت که در وضعیت پاک هوا (۵۰ PSI =‌)، میزان ازن در هر ساعت معادل ۱۱۸ میکروگرم در مترمکعب، منواکسیدکربن در ۸ ساعت معادل ۵ میلی‌گرم در مترمکعب و ذرات معلق در ۲۴ ساعت معادل ۷۵ میکروگرم بر مترمکعب می‌باشند. ‌