تلوث الهواء

ملوثات الهواء[عدل] يعرف ملوث الهواء بانه اي مادة في الهواء يمكن ان تسبب الضرر للانسان والبيئة. ومن الممكن ان تكون هذه الملوثات في شكل جزيئات صلبة او قطرات سائلة او غازات. هذا، بالاضافة الى انها قد تكون طبيعية او ناتجة عن نشاط الانسان بحيث تبلغ نسبته في الوطن العربي 40 %.[1] − ويمكن تصنيف الملوثات الى ملوثات اولية وملوثات ثانوية. وعادة، ما تكون الملوثات الاولية هي المواد التي تصدر بشكل مباشر من احدى العمليات، مثل الرماد المتناثر من ثورة احد البراكين او غاز اول اكسيد الكربون المنبعث من عوادم السيارات او ثاني اكسيد الكربون المنبعث من مداخن المصانع. − اما الملوثات الثانوية فهي التي لا تنبعث في الهواء بشكل مباشر، وانما تتكون هذه الملوثات في الهواء عندما تنشط الملوثات الاولية او تتفاعل مع بعضها البعض. ومن الامثلة المهمة على الملوثات الثانوية اقتراب الاوزون من سطح الارض – والذي يمثل احد الملوثات الثانوية العديدة التي تكون الضباب الدخاني الكيميائي الضوئي. − ولكن يجب ان نضع في الاعتبار ايضا ان بعض الملوثات قد تكون اولية وثانوية في الوقت نفسه، اي انها تنبعث في الهواء بشكل مباشر وتكون ناتجة ايضا عن بعض الملوثات الاولية الاخرى. − ووفقا لبرنامج الهندسة والعلوم البيئية في كلية هارفارد للصحة العامة، فانه ما يقرب من 4% من حالات الوفيات في الولايات المتحدة يمكن ان تعزو الى تلوث الهواء. − وتضم الملوثات الاولية الرئيسية الناتجة عن النشاط البشري ما يلي: − * اكاسيد الكبريت (اكسيد الكبريت) (SOx) – وبخاصة ثاني اكسيد الكبريت وهو احد المركبات الكيميائية المعروفة بالصيغة SO2. ينبعث ثاني اكسيد الكبريت SO2 من البراكين والعمليات الصناعية المختلفة، وحيث ان الفحم والبترول يحتويان على مركبات الكبريت، فان احتراقها ينتج عنه اكاسيد الكبريت. كما ان التاكسد الزائد لمادة ثاني اكسيد الكبريت SO2 والذي عادة ما يحدث في وجود مادة محفزة مثل ثاني اكسيد النيتروجين NO2، يعمل على تكوين حمض الكبريتيك H2SO4، ومن ثم تكوين الامطار الحمضية. ويعد ذلك احد الاسباب الداعية للقلق بشان تاثير استخدام هذه الانواع من الوقود كمصادر للطاقة على البيئة. − * اكاسيد النيتروجين (اكسيد النيتروجين) (NOx) – وخاصة ثاني اكسيد النيتروجين، حيث تنبعث هذه المواد من الاحتراق في درجة حرارة عالية. ويمكن رؤية هذا النوع من الغازات في شكل قباب من الضباب البني او سحب ريشية الشكل تنتشر فوق المدن. ويعد ثاني اكسيد النيتروجين مركبا كيميائيا يشار له بالصيغة NO2. كما انه يمثل احد انواع مركبات اكاسيد النيتروجين المتعددة. ويتميز هذا الغاز السام ذو اللون البني الضارب الى الحمرة بان له رائحة قوية ونفاذة. لذا، يعد ثاني اكسيد النيتروجين NO2 من اكثر ملوثات الهواء وضوحا.
اول اكسيد الكربون – غاز عديم اللون والرائحة ولايسبب اي تهيج للكائن الذي يقوم باستنشاقه الا انه غاز سام للغاية.وينبعث اول اكسيد الكربون من خلال عملية الاحتراق غير الكامل للوقود مثل الغاز الطبيعي او الفحم او الخشب. لذا، تعد عوادم السيارات احد المصادر الرئيسية لتكون غاز اول اكسيد الكربون.
ثاني اكسيد الكربون (CO2) – هو احد غازات الصوبة الزجاجية (غاز الصوبة الزجاجية) والمعروفة ايضا بالدفيئة، وينبعث ايضا هذا الغاز من عملية الاحتراق، الا انه يعد من الغازات الضرورية للكائنات الحية. فهو من الغازات الطبيعية الموجودة في الغلاف الجوي.
المركبات العضوية المتطايرة – تعد المركبات العضوية المتطايرة VOCs من الملوثات الخطيرة التي توجد في الهواء الطلق. وفي هذا المجال، عادة ما يتم تقسيم هذه المركبات الى انواع مختلفة من المركبات الميثانية (CH4) والمركبات غير الميثانية (NMVOCs). ويعد الميثان احد الغازات الدفيئة شديدة الفعالية، حيث يساهم في زيادة ظاهرة الاحتباس الحراري على سطح الارض. اما المركبات المتطايرة الاخرى من الهيدروكربونات VOCs فهي تعد ايضا من الغازات الدفيئة المؤثرة، ويرجع ذلك الى الدور الذي تلعبه في تكوين الاوزون وزيادة فترة بقاء غاز الميثان في الغلاف الجوي. وذلك، على الرغم من ان تاثير هذه الغازات يختلف وفقا لنوعية الهواء في المنطقة المحيطة. ومن المركبات العضوية المتطايرة غير الميثانية NMVOCs بعض المركبات ذات الرائحة النفاذة مثل البنزين والتولوين والزيلين، والتي يعتقد انها من المواد المسببة للسرطان؛ حيث قد يؤدي التعرض طويل المدى لمثل هذه المركبات الى الاصابة بسرطان الدم. اما احادي وثلاثي البوتاديين، فهو يعد من المركبات الخطيرة الاخرى التي عادة ما تصاحب الاستخدامات الصناعية.
الجسيمات المادية – يشار اليها باسم الدقائق المادية Particulate Matter (PM) او الجسيمات المادية الناعمة. وهذه المواد عبارة عن جسيمات بالغة الصغر قد تكون صلبة او سائلة او عالقة في الغاز. وفي المقابل، نجد ان مصطلح الايروسول (دقائق فوق مجهرية من سائل او صلب معلقة في الغاز) يشير الى الجسيمات المادية والغاز معا. ومصادر هذه الجسيمات قد تكون ناتجة عن النشاط البشري او طبيعية. فبعض الجسيمات المادية توجد بشكل طبيعي، حيث تنشا من البراكين او العواصف الترابية او حرائق الغابات والمراعي او الحياة النباتية او رذاذ البحر. اما الانشطة البشرية مثل حرق الوقود الحفري في السيارات ومحطات توليد الطاقة الكهربائية والعمليات الصناعية المختلفة، فقد تساعد ايضا في تكوين كميات كبيرة من الرذاذ المحتوي على الجسيمات المادية. وعلى مستوى الكرة الارضية، نجد ان كميات الايروسول الناتج عن الانشطة البشرية يمثل حاليا ما يقرب من 10 في المائة من الكمية الكلية للايروسول الموجود في غلافنا الجوي. وجدير بالذكر، ان زيادة نسبة الجسيمات المادية الناعمة العالقة في الهواء عادة ما تكون مصحوبة بمخاطر صحية مثل الاصابة بامراض القلب وتعطيل وظائف الرئة، بالاضافة الى سرطان الرئة.
المعادن (معدن) السامة مثل الرصاص والكادميوم والنحاس.
مركبات الكلوروفلوركربونات (CFC) – وهي من المركبات الضارة جدا بطبقة الاوزون وتنبعث هذه المركبات من بعض المنتجات التي منع استخدامها في الوقت الحالي.
الامونيا (NH3) – وهي من المواد التي تنبعث من العمليات الزراعية. وتمثل الامونيا مركبا كيميائيا يعرف بالصيغة NH3. كما تعرف هذه المادة بان احدى خصائصها الطبيعية تتمثل في ان لها رائحة قوية ونفاذة. وتسهم الامونيا بشكل كبير في سد الاحتياجات الغذائية للكائنات الحية على سطح الارض؛ وذلك من خلال مساهمتها في تكوين المواد الغذائية والاسمدة. كما ان الامونيا تعد الاساس الذي تقوم عليه عملية تصنيع العديد من المستحضرات الطبية، وذلك اما بشكل مباشر او غير مباشر. وعلى الرغم من الاستخدام الواسع لمادة الامونيا، فان هذه المادة تعد من المواد الكاوية والخطيرة.
الروائح (الرائحة) – وذلك مثل الروائح المنبعثة من القمامة والصرف الصحي والعمليات الصناعية المختلفة.
الملوثات المشعة (ملوث مشع) – والتي تنتج عن التفجيرات النووية والمواد المتفجرة المستخدمة في الحروب، بالاضافة الى بعض العمليات الطبيعية مثل الانحلال الاشعاعي لغاز الرادون.
اما الملوثات الثانوية فتضم ما يلي:
الجسيمات المادية التي تتكون من الملوثات الاولية الغازية والمركبات الموجودة في الضباب الدخاني الكيميائي الضوئي. والضباب الدخاني يعد احد انواع تلوث الهواء الذي يعرف في اللغة الانجليزية بكلمة smog وهي كلمة مشتقة من كلمتي smoke وfog. وكان الضباب الدخاني قديما ينتج من حرق كميات كبيرة من الفحم في منطقة معينة نتيجة لاختلاط الدخان وثاني اكسيد الكبريت. اما الضباب الدخاني في العصر الحديث فلا ينتج عادة من احتراق الفحم، ولكن من المواد الضارة المنبعثة من محركات السيارات والعمليات الصناعية، حيث تتفاعل هذه المواد في الغلاف الجوي عن طريق ضوء الشمس لتكون مجموعة من الملوثات الثانوية التي تتحد ايضا مع الملوثات الاولية المنبعثة مما يؤدي الى تكون الضباب الكيميائي الضوئي.
اقتراب الاوزون من سطح الارض (O3)، وهو الامر الذي ينتج عن اكاسيد النيتروجين N0x والمركبات العضوية المتطايرة VOCs. ويعد غاز الاوزون (O3) احد المكونات الاساسية لطبقة التروبوسفير في الغلاف الجوي (كما انه يمثل ايضا احد المكونات الاساسية لمناطق معينة في طبقة الاستراتوسفير وتعرف هذه المناطق عموما باسم طبقة الاوزون). كما ان التفاعلات الكيميائية والكيميائية الضوئية المرتبطة بهذا الغاز تتحكم في العديد من العمليات الكيميائية التي تحدث في الغلاف الجوي ليلا ونهارا. وعندما ترتفع نسب تركيز الاوزون بشكل غير عادي عن طريق الانشطة البشرية (والتي يساهم احتراق الوقود الحفري بنسبة كبيرة منها)، فانه يصبح احد الملوثات الهوائية كما انه يمثل احد مكونات الضباب الدخاني.
نترات البروكسياسيتيل (PAN) – تتكون ايضا هذه المادة من اكاسيد النيتروجين NOx والمركبات العضوية المتطايرة VOCs.
وتوجد ايضا الملوثات الهوائية الاقل خطورة والتي تضم ما يلي:
عدد هائل من الملوثات الهوائية الاقل خطورة، والتي تم التحكم في بعضها عن طريق اصدار بعض القوانين مثل قانون الهواء النظيف في الولايات المتحدة الامريكية وقانون حماية الهواء (Air Frame Work Directive) في اوروبا.
مجموعة متنوعة من الملوثات العضوية الثابتة والتي يمكن ان تتحد مع بعض الجسيمات المادية.
ان الملوثات العضوية الثابتة (POPs) هي مركبات عضوية مقاومة للانحلال البيئي من خلال بعض العمليات الكيميائية والبيولوجية، بالاضافة الى عملية الانحلال الضوئي.ونتيجة لذلك، فقد لوحظ ان هذه المركبات توجد في البيئة بشكل مستمر كما انها قادرة على الانتقال طويل المدى والتراكم البيولوجي داخل الانسجة البشرية والحيوانية والتركيز البيولوجي داخل سلاسل الغذاء، هذا بالاضافة الى ملاحظة امكانية تاثيراتها الخطيرة على صحة الانسان والبيئة بشكل عام.
تاريخ التلوث[عدل] ربما تضرر البشر القدامى من تلوث الهواء عندما اشعلوا الحرائق في الكهوف سيئة التهوية. منذ ذلك الحين ، بدانا في تلويث الكثير من المناطق على سطح الارض. حتى وقت قريب ، كانت مشاكل التلوث البيئية المحلية والثانوية بسبب قدرة الارض على استيعاب الخاصية وتنقية كميات ضئيلة من الملوثات. التصنيع في المجتمع ، وادخال المركبات الالية ، والانفجار من السكان ، من العوامل المساهمة تجاه مشكلة تلوث الهواء المتزايد. في هذا الوقت من الضروري ان نجد وسائل لتنظيف الهواء. ملوثات الهواء الرئيسية الموجودة في معظم المناطق الحضرية واول اكسيد الكربون واكاسيد النيتروجين ، واكاسيد الكبريت ، والهيدروكربونات ، والجسيمات (سواء الصلبة والسائلة). تنتشر هذه الملوثات في جميع انحاء الغلاف الجوي في العالم في تركيزات عالية بما يكفي ليسبب مشاكل صحية خطيرة تدريجيا. يمكن ان تحدث مشاكل صحية خطيرة بسرعة عند وجود ملوثات الهواء بتركيز عالي ، كما هو الحال عندما يتم حقن الهائلة المنبعثة من غاز ثاني اكسيد الكبريت والجسيمات المعلقة بواسطة ثوران بركاني كبير.