مهندسی عمران ایران

مطالب عمومی مهندسی عمران معماری شهرسازی

مهندسی عمران ایران

مطالب عمومی مهندسی عمران معماری شهرسازی

آلودگی هوا

مقدمه:

ترکیبات جو

هوا مخلوطی از گازهای مختلف است. گرچه جو زمین ظاهراً به دلیل ماهیت گازی شکل خود بی وزن به نظر می رسد، اما دارای جرمی به مقدار 1014×6/5 تن می باشد. به استثنای بخار آب، نسبت اختلاط گازهای تشکیل دهنده هوا تا ارتفاع 60 کیلومتری نسبتاً ثابت است. حدود 99 درصد حجم هوای زمین را دو گاز ازت و اکسیژن تشکیل می دهد که ازت با 78 درصد، پیکره اصلی جو زمین است، بعد از آن اکسیژن قرار دارد، و سایر گازها فقط یک درصد را شامل می شوندو جدول گازهای تشکیل دهنده جو را در یک هوای خشک (بدون بخار آب و آلاینده ها) به صورتهای حجمی و جرمی نشان می دهد که معمولاً تقسیم بندی حجمی آن متداولتر است. اگر سهم بخار آب موجود در جو را نیز در این تقسیم بندی دخالت دهیم، این نسبتها ثابت نخواهد بود زیرا دمای طبقات پایین جو همیشه در حال تغییر است و با رسیدن دما به نقطه میعان و تبدیل بخار به مایع، درصد حجمی بخارآب در جو تغییر خواهد کرد. گرچه وزن مولکولی بخار آب از وزن سایر عناصر تشکیل دهنده جو کمتر است، با این وجود بخار آب عمده در لایه های پایین جو متمرکز می باشد. بیشترین مقدار بخار آب در لایه مجاور سطح زمین است و با افزایش ارتفاع، به سرعت از میزان آن کاسته می شود. وجود بخار آب در نزدیکی سطح زمین: اولاً به دلیل وجود اقیانوسهاست که منبع اصلی تأمین آن است؛ و ثانیاً سرد بودن لایه های فوقانی جو که مانع از نفوذ بخار آب می شوند.

جالب است بدانیم که مقدار دی اکسید کربن موجود در جو زمین در طول قرن گذشته افزایش پیدا کرده است. بخشی از این افزایش به دلیل مصرف زیاد سوختهای فسیلی است که نتیجه آن آزاد شدن گاز CO2 است.

علاوه بر ترکیبات دائمی جو که اشاره شد، جو زمین حاوی مواد معلق گوناگون مانند ذرات نمک، گرد و غبار و قطرات بسیار کوچک آب نیز می باشد که نباید آنها را جزء ترکیبات گازی جو به حساب آورد. اما نقش این مواد، بخصوص قطرات کوچک آب را نیز نمی توان نایده گرفت.

جدول1 – ترکیبات حجمی و جرمی هوای خشک

نوع گاز

درصد حجمی

درصد جرمی

ازت

اکسیژن

آرگون

دی اکسید کربن

084/78

946/40

934/0

033/0

51/75

15/23

28/1

046/0

ارتفاع و ساختار جو

جو زمین، پوشش عظیم گازی شکل است که اطراف کره زمین قرار گرفته و حتی در سطح آن نیز نفوذ نموده است. هر مقدار از سطح زمین دور شویم از غلظت هوا کاسته می شود. بطوری که غلظت هوا در لایه های انتهایی آنقدر کم می شود که بالاخره بطور غیر محسوسی با جو خورشید در هم می آمیزد. در ابتدا کاهش غلظت هوا بسیار سریع است بطوری که 50 درصد جرم هوا در ارتفاع کمتر از 5/5کیلومتری سطح زمین قرار دارد و نیمی از آنچه باقی می ماند نیز در 5/5 کیلومتر دوم متمرکز است. به عبارت دیگر سه چهارم جرم هوا در ارتفاع کمتر از 11 کیلومتری سطح زمین پراکنده است. افزایش غلظت هوا در نزدیک سطح زمین یکی به دلیل جاذبه و دیگری فشاروارده از سطوح بالاتر جو است.

ساختارجو را میتوان از دیدگاههای مختلف مورد بررسی قرار داد. یکی از معیارهایی که بر اساس آن لایه های جو طبقه بندی می شوند دمای هوا است. طبقه بندی حرارتی از نظر تغییرات هوا و اثرات مستقیم گرما بسیار با اهمیت می باشد.

با توجه به محدود بودن اطلاعات ما از خصوصیات جو در لایه های فوقانی و به این دلیل که سطوح بالایی هنوز تحت بررسی و تحقیق می باشد هیچ گونه تعریف و مشخصه جامعی از ساختار جو در این قسمت وجود ندارد. در شکل 1 ساختار لایه بندی جو از برخی جنبه های فیزیکی نشان داده شده است. پایینترین لایه جو که در برگیرنده بیشترین جرم هواست و همچنین بزرگترین ویژگی آن کاهش تدریجی دمای هوا نسبت به ارتفاع می باشد. لایه تروپوسفر نام دارد. بیشترین تغییرات جوی که کاهش دما نسبت به ارتفاع مهمترین آنهاست، در این لایه اتفاق می افتد. ضخامت متوسط لایه تروپوسفر حدود 11 کیلومتر است.

روی لایه تروپوسفر طبقه استراتوسفر قرار دارد که ضخامت متوسط آن حدود 23 کیلومتر است. در 3 کیلومتر اول استراتوسفر، دمای هوا ثابت است اما در قسمتهایی بالاتر دمای هوا با ارتفاع افزایش می یابد لایه مزوسفر در بالای طبقه استراتوسفر واقع شده و به صورتی است که در آن دمای هوا نسبت به افزایش ارتفاع بطور سریع کاهش پیدا می کند. ترموسفر انتهاییترین لایه جو می باشد که در آن بار دیگر دمای هوا با ارتفاع به سرعت زیاد می شود. این لایه از ارتفاع تقریبی 80 کیلومتری شروع و تا 190 کیلومتری سطح زمین ادامه دارد. بدین ترتیب جو زمین از نظر حرارتی به چهار لایه متمایز: تروپوسفر، استراتوسفر، مزوسفر، و ترموسفر تقسیم می شود. مرز بین لایه های اول و دوم، تروپوپاز،مرز لایه های دوم و سوم استراتوپاز و مرز لایه های سوم و چهارم مزوپاز نام گرفته است. مزوپاز محلی است که پایینترین دما را دارا می باشد.

تأثیر فعالیتهای انسان بر وضعیت جو

وقتی می شنویم که مثلاً مردم شهر لوس آنجلس در وضعیت مه دود (Smong) هوا با ماسک ضد گاز در خیابانها ظاهر می شوند، باید به خود آئیم که واقعاً چه بلایی بر سر جو زمین آورده ایم.

مواد زایدی که در یک جامعه غیر صنعتی دور ریخته می شود نه تنها آلوده کننده به حساب نمی آیند بلکه این مواد در اصل بخشی از چرخه عناصر در طبیعت است. اما در جوامع صنعتی، توسعه فرایندهای انرژی، بیش از نیاز شخصی افراد آن جامعه بوده و به دو صورت بر جو زمین تأثیر می گذارد: یکی تغییر در ترکیب گازهای جو؛ و دیگری تغییردمای جو. از زمان انقلاب صنعتی تاکنون بشر همیشه بیش از توان طبیعت درپاک سازی جو، مواد آلاینده وارد آن کرده است. اثرات آلودگی هوا از چند نظر حائزاهمیت است: تأثیر اول آن، تغییراتی است که در ترکیب گازهای جوی ایجاد می شود و برای سلامتی انسان مضر است؛ دومین تأثیر، افزوده شدن ذرات معلق در هوا (Aerosols)؛ و سومین اثر، تغییر دمای جو زمین است.

آلاینده های گازی شکل

بطوری که در جدول نشان داده شد، دی اکسید کربن فقط بخش بسیار کوچکی از گازهای جو را تشکیل می دهد؛ اما این مقدار ناچیز، همان طور که مشروحاً خواهیم دید، اهمیت زیادی دارد. CO2 و بخار آب، جذب کننده اصلی انواع طول موجهای تابشهای حرارتی هستند که باعث گرم شدن هوا می شوند. هر چه میزان CO2 در جو اضافه شود بر دمای هوای کره زمین افزوده می گردد. کارشناسان هواشناسی بر این عقیده اند که اگر افزایش CO2 موجب افزایش دمای هوا می گردد؛ برعکس، افزایش ذرات معلق در هوا با انعکاس و پراکنده کردن تابش خورشیدی باعث سرد شدن جو می شوند، و لذا تأثیر گاز CO2 از این طریق خنثی می گردد.

گاز دی اکسید کربن در اثر سوخت کامل کربن و مواد فسیلی، حاصل می گردد. گرچه CO2 به مقدار بسیار زیادی توسط وسایل نقلیه، صنایع و سوختهای خانگی تولید می شود، اما تنفس آن مستقیماً بر سلامتی انسان اثر ندارد، و تنها تأثیر آن، گرم شدن جو زمین می باشد. در شکل 2 تغییرات گاز کربنیک هوا از سال 1860 تا 1970 و پیش بینی روند افزایشی آن تا سال 2000 نشان داده شده است.

مونوکسیدکربن یا گاز CO2 که در اثر سوخت ناقص مواد کربن دار حاصل می شود بسیار خطرناک و سمی است. با تراکم این گاز به مقدار 100 قسمت در میلیون به فاصله چند ساعت سلامتی انسان به خطر می افتد. گازهای CO2 و اسید سولفوریک نیز به مقدار کمتری تولید می شوند، اما اثرات آنها بیشتر و کشنده تر است. هنگام تنفس، وقتی گاز اسیدسولفوریک وارد ریه ها می شود سلولها به طور دایم از بین می روند. گاز SH2 که بوی تخم مرغ گندیده می دهد از ضایعات کارخانجات حاصل شده و سمی بودن آن به مراتب خطرناکتر از دیگر گازها می باشد. این گاز موجب اغلب مرگ و میرها و بیماریهای ناشی از آلودگی هواست. در فرایندهای شیمیایی جو چندین نوع اکسید ازت تولید می شود که خطرناکترین آن اکسید نیتریک (NO2) است. تابش خورشید، اکسید ازت را به ازن که نوعی اکسیژن فعال و سمی است تجزیه می کند. بعضی از فرایندهای صنعتی موادی از جمله فلورید هیدروژن (HF) تولید می کند. این ماده شیمیایی بسیار خورنده است و با تراکمی کمتر از یک قسمت در بیلیون می تواند خسارات زیادی به گیاهان وارد آورد. دی سولفید کربن نوع دیگری از گازهای سمی است که در صنایع کاغذسازی به مقدار زیاد تولید می شود.

علاوه بر گازهای معدنی مذکور، ترکیباتی از نوع گازهای آلی و فرار که بسیار سمی هستند نیز وارد جو می گردد. این گازها عبارتنداز: اتیلین، فورمالدئید و تعدادی گازهای حلال. اتیلین، هیدروکربن مهمی است که در دود اتومبیلها، اتوبوسها و کامیونها وجود دارد. تراکم این گازها به مقدار یک قسمت در بیلیون به اغلب گیاهان زراعتی صدمه می زند. فورمالدئید، ماده شیمیایی از انواع گازهای آلوده کننده است. این ماده ترکیبی تحریک کننده دودی شکل بوده که در محل سوزانیدن زباله ها تولید می شود. حلالهای آلی در هوای نواحی صنعتی به وفور یافته می شود که اثرات آنها، از تحریکات ساده تا مسمومیتهای شدید می باشد.

هنوز به خوبی اثرات واقعی گازهای رادیواکتیو روشن نشده و خطرات حاصله چه به لحاظ توارثی و چه به لحاظ پزشکی قابل توجه و تحت بررسی است.

آئروسلها

هر چند بیشتر آئروسلها و ذرات معلق در هوا منشا طبیعی داشته و حاصل انفجارهای آتشفشانها ، گردو خاک حاصل از باد و یا ذرات نمک می باشند، با وجود این مقدار زیادی از مواد معلق همان طور که گفته شد، توسط انسان و فعالیتهای صنعتی وارد جو می شود. صرف نظر از این که ذرات مزبور چگونه تولید و در فضا پراکنده شده باشند. نقش مهمی در تغییر اب و هوای کره زمین دارند از حالت کلی دواثر متضاد مواد ملق در هوا ، این است که با انعکاس پرتوهای خورشیدی به خارج از جو باعث سرد شدن زمین می شوند، و یا ممکن است با جذب انرژی خورشید، موجب گرم شدن هوای کره زمین گردند.

در حال حاضر ما شاهد افزایش مقدار آئروسلها در مناطق شهری هستیم ، ولی هنوز دلایلی که نشان دهد ذرات فوق در مقیاس جهانی تاثیر دارند به دست نیامده است. با این وجود بااطمینان می توان انظار داشت که با گسترش شهرها باز هم به مقدار ذرات معلق در هوا اضافه شود و اثرات جدی آن در زندگی بشر و تغییر آب و هوای زمین مشهود گردد.

هر چند نقش انسان در آلوده کرده جو موثر است، اما طبیعت نیز گاهی اوقات با وارونگی دما نسبت به ارتفاع در تشدید موضوع دخالت دارد. زیرا هنگامی که این حالت اتفاق می افتد، هوای سرد و آلوده به دلیل سنگینی بیشتر در سطوح پایین، و هوای گرم در ارتفاع بالا قرار می گیرد ولذا جو حالت پایدار به خود گرفته و امکان مخلوط شدن و تهویه هوا وجود ندارد.

آیا هوا با کمبود اکسیژن مواجه خواهد شد؟

مصرف سوختهای فسیلی بطور جدی و قابل ملاحظه ای اکسیژن موجود در هوا را از بین می برد. از طرف دیگر به دلیل آلودی دریاها و دریاچه ها و وارد شدن مواد سمی به داخل آنها رشد جلبکهای سبز-آبی را که یکی از منابع اصلی تامین اکسیژن هستند به مخاطره افکنده است. نظر به این که اکسیژن محصول جانبی فرایند فتوسنتز می باشد، کاهش گیاهان دریایی می باید تعادل تولید و مصرف اکسیژن را در هوا و اقیانوسها مختل سازد.

مساله کم شدن اکسیژن در طبیعت مورد بررسی دقیق بسیاری از محققین قرار گرفته و تا به حال نتیجه این بوده است که خوشبختانه هیچ گونه کاهش جدی در مقدار اکسیژن دیده نمی شود و اکنون مقدار سالانه مصرف اکسیژن به صورت سوخت معادل مقدار تولید آن در فر؟آیندهای فتوسنتز می باشد. اگر انسان می توانست با فعالیت های صنعتی تمام سوخت های آلی را مصرف کند فقط کمتراز 3 درصد اکسیژن موجود در هوا مورد استفاده قرار می گرفت، در حالی که اکسیژن ذخیره در اقیانوسها به مراتب، بیشتر از این مقدار بوده و می تواند کمبود آن را جبران نماید.

آیا دمای کره زمین افزایش خواهد یافت؟

در حال حاضر متوسط دمای کره زمین 15 درجه سانتی گراد تخمین زده شده است.

در محاسبه این دما بیلان کل انرژی دریافتی از خورشید، مقدار انرژی ذخیره شده در جو و مقدار واتابی که به خارج از جو برگشت داده می شود، در نظر گرفته شده است. هر گونه تغییری که در اجزای بیلان انرژی کره زمین داده شود می تواند دمای فعلی زمین را تغییر دهد.

همان طور که قبلا توضیح داده شد بخار آب و گاز دی اکسید کربن مهمترین جذب کننده های انرژی تابشی در جو می باشند که از این دو بخار آب از اهمیت بیشتری برخوردار است. هر نوع فرایندی که موجب افزایش مقدار co2 و بخار آب بشود در افزایش دمای هوا موثر خواهد بود. در یکصد سال گذشته مقدار دی اکسید کربن هوا به میزان 15% افزایش یافته است.

یکی از مسائل غیر قابل پیش بینی در مورد آلودگی هوا پرواز هواپیماهای با سرعت مافوق صوت در سطوح فوقانی جو می باشد که با پراکنده کردن بخار آب و گاز co2 در لایه استراتوسفر مشکلاتی را ایجاد کرده است.

هنوز معلوم نیست که آیا رها شدن این ذرات در قسمت تحتانی استراتوسفر باعث گرم تر شدن لایه های پایینی جو می شود و یا این که با تشکیل ابر وانعکاس تابش خورشید توسط این ابرها، جو زمین سردتر خواهد شد. نهایتا مشکل حرارتی جو زمین با تداخل اثرات گوناگون آلودگی هوا مساله ای پیچیده به نظر می رسد که محققین هنوز به نظریه ثابتی نرسیده اند. ذخیره حرارتی جو که با تابش مستقیم خورشید و بازتاب حرارتی زمین تنظیم می شود، تحت تاثیر حرارت مستقیم ایجاد شده توسط انسان قرار میگیرد. منابع حرارتی و سوخت مواد در کارخانجات و فعالیتهای صنعتی انسان، مستقیما حرارت را به جو منتقل می سازد.

گرچه ما با دید مختصر و کوتاه به مساله دخالت انسان در آلوده کردن جو نگاه کردیم، اما همین نگاه مختصر نشان می دهد که تاثیر فعالیتهای انسانی به آلوده کردن جو تا چه اندازه حائز اهمیت است.

آلودگی هوا

معنای اصطلاح آلودگی هوا چیست؟ یک مقایسه کلی ما بین آلودگی و عدم آلودگی هوا به این سوال پاسخ خواهد داد. این نقطه شروعی منطقی برای هر مطالعه ای در مورد آلودگی هوا می باشد.

هوای غیر آلوده:

هوا، بعنوان یک تعریف مصطلح برای توصیف مخلوطی از گازها که هر یک قشر نسبتا نازکی را در اطراف زمین به وجود می آورند به کار برده می شود. ترکیب این مخلوط از زمین به طرف بالا تا حدود 50 مایل به طور قابل ملاحظاه ای ثابت است.

جدول 2 چگونگی ترکیب آلودگی هوای خشک را طبقه ای از طبقات پیرامون کره زمین به صورت درصد حجمی ارائه می دهد، در ضمن مجموع جرم نسبی هر جز در تمام اتمسفر نیز داده شده است.

در جدول 2 مشخص شده نیتروژن واکسیژن از گازهای بسیار فراگیر اتمسفر و رویهم رفته 99% حجم را تشکیل می دهند.

تقریبا مابقی اتمسفر از آرگون و کربن دی اکسید، درصد حجمی کل مجموع این چهار جز در هوای خشک تمیز 99/99 درصد است. جدول 2 شامل اجزا هوای خشک است بنابر این آب از قلم افتاده شده که یک جز اصلی پنجم از هوای تمیز می باشد. در جدول 2 آب وارد نشده زیرا بر خلاف سایر اجزا بخار اب به مقادیر متفاوتی در هوای تمیز یافت می شود. آب موجود در اتمسفر وابسته به دما و سرعت تبخیر آب از منابع موجود از 01/0 تا 5 درصد تغییر می کند و عموما مقدار آن ما بین 1 تا 3 درصد است. مشخص است که وجود بخار آب غلظت سایر اجزا اتمسفری را به زیر مقادیر داده شده در جدول 2 تغییر خواهد بود. هر چند تناسب نسبی سایر اجزاء اساسا ثابت باقی می ماند و وقتی که میزان رطوبت مشخص شود درصد سایر گازها می توانند از این ثابت تناسب محاسبه شوند. اجاز جزئی هوا بسیار متعددند و تعدادی از آنها از روندهای طبیعی متنوعی حاصل می شوند. هیدروژن سولفیدH2S سولفوردی اکسید so2 و کربن منوکسید co همگی توسط عمل آتشفشانها حاصل شده و در اتمسفر موجود هستند.

پوسیدگی گیاهان و جانداران تحت شرایط فاقد اکسیژن (پوسیدگی غیر هوازی)

جدول 2

	غلظت	جرم کلی
	درصد حجمی	میلیون در تن
اجزا اصلی
نیتروژن N2	09/78	4220000000
اکسیژنO2	95/20	1290000000
ارگون Ar	93/0	72000000
کربن دی اکسید CO2	032/0	2700000
اجزا فرعی
نئون Ne	0018/0	70000
هلیوم He	00052/0	4000
متان CH4	00015/0	4600
کریپتون Kr	0001/0	16200
هیدروژن H2	00005/0	190
نیتروس اکسید N2O	00002/0	1700
کربن منواکسید CO	000001/0	540
گزنون Xe	000008/0	2000
ازون O3	000002/0	190
آمونیاک NH3	0000006/0	21
نیتروژن دی اکسید NO2	0000001/0	9
نیتریک اکسید NO	00000006/0	3
سولفوردی اکسید SO2	00000002/0	2
هیدروژن سولفید H2S	00000002/0	1

منشا و ماهیت آلاینده های هوا

به طور کلی، آلاینده چیست؟ هر گاه ماده ای با تراکمی بیشتر از تراکم متداولش در فضا- که غالبا مقدار بسیار ناچیزی است- یافت شود، به آن آلاینده گویند. موارد گاز کربونیک، اکسیدهای نیتروژن، اوزون، و امونیاک که از سازاهای عادی فضای غیر آلوده اند استثنا هستند. اما به متان، آمونیاک و هیدروژن سولفید را تولید می کند. اکسیدهای نیتروژن(N20,NO,NO2) توسط تخلیه بارالکتریکی در طی رعد و برق تولید می شوند. و نیز چندین تن کربن منوکسید توسط آتش سوزی جنگلها به وجود می آید.

هوای آلوده:

اضافه شدن هر ماده ای تا حدی خواص فیزیکی و شیمیایی هوای تمیز را تغییر می دهد. بنابر این چنین موادی به عنوان آلوده کننده هوا در نظر گرفته می شوند.

آلوده کننده ها معمولا به عنوان موادی که باعث تاثیرات قابل توجهی برای بشر، حیوانات، نباتات یامواد بشوند طبقه بندی میگردند. بر این اساس تقریبا هر ماده طبیعی یامصنوعی که بتواند از هوا بدست آید به عنوان آلوده کننده طبقه بندی می شود. چنین موادی به صورت ذرات جامد قطرات مایع، گازها و یا مخلوطی از این اشکال هستند. اکثر مشکلات آلودگی هوا به تنوع انواع مختلف آلوده کنند ه ها در شکلهای گوناگون مربوط می گردد.

آلودگی هوا

محض آنکه مثلا تراکم گاز کربونیک بیش از تراکم متداول آن که از لحاظ حجمی در حدود 300 قسمت در میلیون است، برسد می توان ان را به عنوان یک ماده آلوده تلقی کرد. آلاینده ها دارای سه منبع اصلی هستند که عبارتند از اجاقهای خانگی، کوره های صنعتی و مواد نشر یافته از آنها، و بالاخره گازهای خارج شده از لوله اگزوز وسایل نقلیه موتوری.

تمام این منابع مواد متعددی پخش می کنند که از بین آنها تاکنون بالغ برصد ماده شناسایی شده و شامل مواد زیر است:

-گازها و بخارات ترکیبات بسیار متنوع معدنی و آلی، مانند اکسید های گوگرد، نیتروژن، و غیره یا ئیدروکربورهای چرب (آلیفاتیک) و معطر(آروماتیک) اسیدها، بازها، فنول ها و غیره.

ذرات جامد یا حبابهای مایع تشکیل شده از ائروسول هایی که ریزترین ذره آن دارای ابعاد حداقل 3% میکرو میلی متر است و می تواند به صورت ائروسول باقی بماند و به 20 میکرومیلی متر یا بیشتر هم (برای ذراتی که فورا روی زمین قرار می گیرند) برسد.

پنج نوع از مواد که به عنوان آلوده کننده های عمده هوا شناخته شده اند و باعث بوجود آمدن بیش از 90% از عوامل آلودگی هوا می شوند عبارتند از:

1- کربن منواکسیدco

2- اکسیدهای نیتروژن Nox

3- هیدروکربن ها HC

4- اکسیدهای سولفور Sox

5- ذرات معلق )

کربن منوکسید carbon MoNoxide

کربن منوکسید یکی از فراوانترین و گسترده ترین آلوده کننده ها است که در اتمسفر پایین یافت می شود کربن منوکسید گازی است که در تمام دماهای بالاتر از نقطه جوشش (192- درجه سانتیگراد) بی رنگ بی بو و بی مزه است. چگالی آن 5/96 درصد هوا است و به طور قابل ملاحظه ای غیر قابل حل در آب می باشد. این گاز قابل اشتعال است و با شعله آبی می سوزد.

1-2 منابع co

منابع طبیعی و مصنوعی (انسانی) هر دو در تشکیل co اتمسفر سهیم هستند. وجود co در اگزوز اتومبیلها و سایر مواد زائد که نتیجه سوخت ضعیف و ناقص می باشد، کاملا شناخته شده است، اثرات محیطی co از این منابع و سایر منابع مصنوعی مورد مطالعه قرار گرفته است. تشخیص اهمیت نقشی که به وسیله منابع طبیعی co ایفا می گردد اخیرا صورت گرفته است. اولن بار در سال 1949 مشخص گردید که co سازنده بخش بسیار کوچکی از اتمسفر است. این تشخیص زمانی بود که خطوط جذبی در سیستم طیف خورشیدی کشف شد. در نهایت این مشاهدات به تحقیقات مختصری در مورد منابع طبیعی co قبل از 1972 انجامید، ابتدا تصور می شد که سهم این منابع در مقایسه با نتایجی که از فعالیتهای انسان (مصنوعی) به دست آمده بسیارجزئی است. ولی مطالعات بعد از 1972 خلاف این مسئله رانشان داد. منابع طبیعی درتولید co نسبت به منابع مصنوعی سهم بیشتری دارند، همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است.

تقریبا 10 برابر co وارد اتمسفر می شود از منابع طبیعی است. متان منبع بیش از 77 درصد co اتمسفری طبیعی است و معلوم شده است که در نتیجه تجزیه مواد آلی فرورفته در باتلاق ها کشترازهای برنج و مناطق گرمسیری جهان تجزیه مواد آلی فرورفته در باتلاق ها، کشترازهای برنج و مناطق گرمسیری جهان حاصل می شود. انتشار جهانی متان به مقدار حداقل 1.6 بیلیون تن در سال تخمین زده شده است. مسلم است که متان اتمسفری با رادیکالهای هیدروکسیل(OH) یا اکسیژن اتمی(O) برای تشکیل رادیکال های متیل(CH3) عمل می کند. واکنش های عبارتند از:

CH4+OHèH2O+CH3

CH4+OèOH+CH3

رابطه بالا بیشتر انجام می شود، اما هر دو وظیفه یکسانی بعهده دارند که عبارتند از ویرانی دائمی CH4 اتمسفری.

CH3 رادیکالی تولید شده بیشتر برای تولید CO نهائی عمل می کند.

رادیکال های هیدروکسیل و اکسیژن محتاج اکسایش اولیه CH4 هستند و طبق واکنش های زیرحاصل می شوند:

نورخورشید

O3èO2+O

O+H20èOH+OH

بنابر این منبع اصلی co اتمسفری مرحله ای است که CO در اتمسفر تولید می گردد نسبت به مرحله ایکه در اتمسفر پخش می شود.

اقیانوسها دومین منبع تولید co اتمسفری می باشند از انجا که سطح آبها در تماس با اتمسفر می باشند انتظار می رود که شامل co حل شده و جذب شده از اتمسفر باشند. هر چند که عملا مقدار co حل شده دراقیانوس ها از 10 تا 40 برابر بیش از مقداری است که ازچنین جذبی انتظار می رود. گیاهان پست دریائی و سایر منابع بیولوژیکی سهم قابل ملاحظه ای در تولید co موجود در آبها را دارند این co متعاقبا در اتمسفر آزاد می شود. این یک باور غلط عمومی است که تقریبا هر چیز موجود در اتمسفر زمین به جز نیتروژن، اکسیژن و مقدار کمی از گازهای نادر در نتیجه فعالیت های بشری به وجود می آید.

اهمیت CO ناشی از فعالیهای انسان (منابع مصنوعی)

علیرغم سهم کوچک این منابع در مقام مقایسه با انتشار جهانی CO (9.4 درصد از کل) تاثیر منابع مصنوعی نیز نباید نادیده گرفته شود. اطلاعات قبلی نمی توانند توجیه کننده این واقعیت مهم باشند که منابع طبیعی CO در سراسر جهان پخش شده اند در حالی که منابع مصنوعی در مناطق بسیار کوچک متمرکز شده اند. برای مثال 95 تا 98 درصد از CO اتمسفری در یک منطقه شهری ناشی از فعالیتهای انسانی حاصل می شود. این مقادیر CO بطور معمول 50 تا 100 برابر از مقادیر مشخص جهانی( 0.1 تا 0.5 PPM) بالاتر است. اثر نابع مصنوعی در مشکلات آلودگی هوا به طور مقدماتی محصول دو خاصیت موقعیت و سرعت بالای انتشار هستند بنابر این باقیمانده بحث آلودگی CO روی منابع مصنوعی متمرکز خواهد بود.

شیمی تشکیل CO

تشکیل CO از منابع مصنوعی در فضا از یکی از فرایندهای شیمیائی زیر ناشی می گردد.

1- سوخت ناقص کربن یا محصولات حاوی کربن- زمانی که اکسیژن کافی جهت سوخت وجود نداشته باشد به وقوع می پیوندد و به جای کربن دی اکسید(co2) تولید می گردد.

2- یک واکنش در حرارت بالا، بین CO2 و مواد حاوی کربن صورت می پذیرد.

3- در حرارت بالا CO2 به co و o تجزیه می گردد.

مطالعات جزئیات این فرایندها نقش آلودگی کربن منواکسید را مشخص می نماید.

فرایند1- تشکیل اکسیدهای کربن، وقتی که کربن و اکسیژن خالص با هم ترکیب می گردند‏ ، فرایند ساده ایست. نظیر سوختن مواد حاوی کربن در هوا که شامل یک سری فعل و انفعالات می گردد. علیرغم پیچیدگی پاره ای اصول کلی در خصوص این واکنش ها شناخته شده، به عبارت ساده سوختن کربن در مواد سوختی به شکل مراحل زیر انجام می گیرد.

2c+o2è2co

2co+o2è2co2

واکنش اول تقریبا ده بار سریعتی از دومی انجام می شود. بنابر این co در فعل وانفعال سوختن یک واسطه است و اگر O2 به اندازه کافی موجود نباشد به صورت محصول نهائی ظاهر خواهد شد. Co همچنین می تواند در به عنوان محصول نهائی ظاهر گردد. اگر مواد سوختی و هوا به خوبی مخلوط نشده باشند مخلوط ناقص موجب می گردد که در مناطقی از اختلاط هوا و مواد سوختی اکسیژن کافی وجود نداشته باشد. رابطه تولید co و وجود اکسیژن در شکل 4 نشان داده شده که در آن تولید co در سه موتور احتراق داخلی در مقابل نسبت هوا به مواد سوختی ترسیم گردیده است. تاثیر کمبود اکسیژن در تولید co کاملا مشهود است.

فرآیند2: واکنش مورد نظر در این فرآیند به صورت زیر می باشد.

Co2+cè2co

این واکنش به آسانی در حرارتهای بالا، که معمولا در بسیاری از تجهیزات صنعتی ماند کوره ها وجود دارند انجام می گیرد.

Co تولید شده از این طریق در پاره ای موارد لازم و سودمند می باشد مثل کوره ها که به عنوان احیا کننده در تولید آهن از سنگ اکسید آهن عمل می کند. ولی بخشی از co ممکن است وارد اتمسفر شود و موجب آلودگی گردد.

فرآیند 3: تحت شرائط خاصی واکنشی که در آن اکسیژن کافی برای سوختن کامل نیز وجود داشته باشد هنوز ممکن است به عنوان منبعی برای تولید co عمل کند. این به علت حرارت بالای ناشی از تجزیه co2 به o و co می باشد.

در این وضعیت در حرارت بالا کربن دی اکسید و co درحال تعادل وجود خواهند داشت. طبق فرمول:

حرارت بالاتر به تولید co و o کمک می کند. برای مثال در حرارت 1745 درجه سانتیگراد یک درصد co2 به o و co تجزیه خواهد شد و در حرارت 1940 درجه سانتیگراد 5% آن تجزیه می گردد. اگر یک مخلوط در حال تعادل در حرارت بالا به طور ناگهانی سرد شود، co موجود در مخلوط سرد شده باقی می ماند.

غلظت و توزیع co:

از آنجا که اتومبیل به تنهایی تولید کننده بزرگترین منبع آلودگی co می باشد(6/65%) مناطق پرجمعیت شهری غلظت بالایی از co را نشان می دهند. در چنین مناطقی غلظت co بستگی به وضعیت فعالیتهای روزانه جمعیت دارد.

غلظت روزانه co بستگی کامل به میزان ترافیک دارد.

بالاترین میزان تراکم در محلهایی دیده می شود که بار سنگین ترافیک دارند و وضعیت روزانه جز در آخر هفته ها تفاوت چندانی با هم ندارند. تراکم در زوهای هفته بالاتر از روز جمعه می باشد.

غلظت هوا از co در هر منطقه با سرعت ورود آن به اتمسفر سرعت پراکندگی و از بین رفتن آن مشخص می گردد. در مناطق شهری سرعت از بین رفتن خیلی پائین تر است لذا سرعت پراکندگی مستقیما به جهت سرعت باد تلاطم هوا و پایداری اتمسفر مربوط می گردد. شهرهای بزرگ اگر چه تلاطم به وسیله حرکت اتومبیلها و جریان هوا در بالا و اطراف ساختمانها ایجاد می گردد. ولی به طور موضعی دوره های طولانی از سکون هوا پیش می آید. که منجر به پراکندگی ناکافی و نتیجتا افزایش تراکم coدر هوای خواهد شد.

اثرات co روی انسان:

مسلم است که اگر شخص در معرض co با غلظت زیاد قرار بگیرد خواهد مرد ولی تاثیر co بامیزان کم (100ppm و یا کمتر) اخیرا کشف شده است. این حد غلظت از آن نظر اهیمت دارد که معمولا میزان co در هوای آلوده از 100ppm کمتر می باشد. کربن منوکسید از آن نظر خطرناک است که قادر است با هموگلوبین خون ترکیب گردد. هموگلوبین معمولا به عنوان انتقال دهنده در خون عمل می کند و اکسیژن را به شکل o2Hb اکسی هموگلوبین از ششها به سلولهای بدن و co2 را از سلولها به ششها می رساند (به شکل co2Hb) علاوه بر این هموگلوبین می تواند ترکیبی با co به شکل (coHb) به وجود آورد. هنگامی که چنین ترکیبی ایجاد می شود قدرت خون جهت انتقال اکسیژن کم می شود. میل ترکیبی co با هموگلوبین 200 بار بیشتراز o2 است. در نتیجه اگر هر دو امکان وجود داشته باشد coHb بیشتر از Hb o2 تشکیل خواهد شد. اثرات co بر روی سلامتی موجودات عموما از نسبت در صد coHb در خون تعیین می شود. هنگامیکه غلظت coHb پایین تر از دو درصد باشد اثر چندانی بر روی سلامتی ندارد.

پاره ای از شواهد گواه بر آنست که غلظت coHb به میزان دو تا پنج درصد تاثیر مخربی بر سلامتی دارد. شواهد مسلمی وجود دارد دال بر آنکه اشخاصی که مبتلا به امراض قلبی کرونرو آسم هستند مخصوصا در مقابل coHb بامیزان بیشتر از 5% آسیب پذیر می باشند.

سطح coHb خون 1%	توضیح اثرات
کمتر از 1	اثر مخصوصی مشاهده نشده
1 تا 2	اثرات رفتاری کمی مشاهده می شود
2 تا 5	اثر بر روی سیستم مرکزی عصبی، بینایی،‌علائم روانی
بیشتراز 5	اختلال بر روی اندامهای بدن ظاهر می گردد.
10 تا 80	سردرد، خستگی، خواب آلودگی، اختلال تنفسی، کوما و مرگ

اکسیدهای نیتروژن

هشت نوع متفاوت اکسید ازت شناخته شده اند. ولی معمولا فقط سه نوع آنهادر اتمسفر یافت می شوند. این سه نوع عبارت از: نیتروس اکسید N2o نیتریک اکسید NO نیتروژن دی اکسید NO2 است.

نیتروس اکسید، گازی بیرنگ، غیر قابل اشتعال وغیر سمی بامزه و بوی نسبتا خوب است.

نتریک اکسید نیز، بی رنگ و غیر قابل اشتعال ولی بی بو و سمی است.

نیتروژن دی اکسید، گازی است با رنگ قرمز- قهوه ای غیر قابل اشتعال وبی بوی شدیدا خفقان زا مشخص می شود.

منابع اکسیدهای نیتروژن

منابع طبیعی و مصنوعی هر دو مسئول تولید آنها هستند. انتشار این منابع طبق اصول و برآوردهای جهانی همان الگوئی را که قبلا برای کربن منواکسیدذکر شد دنبال می کند. عمدتا منابع طبیعی از منابع مصنوعی در این مورد سهم بیشتری دارند. درصد انتشار از منابع طبیعی و منابع مصنوعی مشخصا در این سه نوع اکسید متفاوت است. NO اتمسفری به وسیله هر دو منبع طبیعی (80%) و مصنوعی (20%) تولید می شود در حالی که تقریبا تمام N2O منتشر شده در اتمسفر از یک منبع مصنوعی به وجود می آید. عمل تخمیر به وسیله باکتریها در خاک به منظور تجزیه ترکیبات تشکیل دهنده ازت منبع عمده N2O را تشکیل می دهد. مکانیسم دقیق شیمیائی این فرآیند هنوز قطعا مشخص نشده است. ولی تاثیر زیادی در انتشار سالانه که 592 میلیون تن N2O برآورد شده است دارد. عمل تخمیر باکتریها همچنین مسئول یک تولید تخمینی سالانه 430 میلیون تن NO می باشد. اشعه های نوری باعث می شوند که ازت و اکسیژن اتمسفر به روشهای گوناگونی ترکیب شوند. NO.N2o,No2 مقدار کلی اکسیدهای ازت تولید شده ناچیز است. احتراق منبع اصلی تولید مصنوعی اکسید نیتروژن است در طی احتراق با دمای بالا ازت و اکسیژن هوا واکنش نشان می دهند که هم NO و NO2 را تشکیل می دهند. مقدار نسبی NO و NO2 تولید شده به دمای احتراق و به نسبت ازت به اکسیژن موجود بستگی دارد. به هر حال NO2 اغلب به کمترین مقدار تشکیل می شود. بر طبق اصول جهانی فرآیندهای احتراق 106 میلیون تن در سال اکسید نیتروژن برآورد شده را که مانند NO محاسبه گردیده است منتشر می سازد. این مقدار در حدود 35 درصد پایین تر از 163 میلیون تن به دست آمده بر اساس NO2 است. غالبا به صورت NO2 مورد استفاده قرار می گیرند زیرا که NO هنگامی که در اتمسفر است به NO2 تبدیل می شود. شکل 5 مقدار نسبی انتشار اکسید نیتروژن را از منابع مختلف نشان می دهد. درصدهای استفاده شده بر اساس حجم کل اکسیدهای نیتروژن انتشار یافته هستند. بنابر این 43% NO2 یعنی که هر 100 حجم از اکسیدهای نیتروژن تولید شده بر اساس مقیاس های جهانی 43 حجم از NO2 را در بر دارند.

فرض بر این بود که تمام اکسیدهای نیتروژن از منابع سوختی، احتراق به شکل NO دارند. از قراین موجود چنین بر می آید که تقریبا 9 برابر اکسید ازت از منابع طبیعی و نه از منابع مصنوعی وارد اتمسفر می شود. یک چنین موقعیت مشابهی در موردی که قبلا برای CO ذکر کردیم وجود دارد. منابع طبیعی در کل دنیا گسترده هستند. در حالی که منابع مصنوعی در فضاهای کوچکی متمرکز می شوند.

اکسیدهای نیتروژن به عنوان آلوده کننده ها:

آلودگی اکسید نیتروژن هوا علیرغم حضور مقادیر N2o در اتمسفر معمولا برحسب No2 , NO در نظر گرفته می شود. دلایل چنین عملی عبارتند از:

1- NO و NO2 سمی هستند، در حالیکه N2O چنین نیست.

2- NO و NO2 در واکنش های فتوشیمیائی اتمسفر سهیم هستند ولی N2O نیست.

3- NO و NO2 منابع عمده مصنوعی دارند در حالی که N2O ندارد. علامت Nox اغلب مجموعه ای برای NO و NO2 دخیل در آلودگی هوا به کار می رود.

شیمی تشکیل Nox

تقریبا تمام NO و NO2 ناشی از منابع مصنوعی توسط اکسایش اتمسفری ازت در طی احتراق در دمای بالا تولید می شوند. ازت و اکسیژن هوا NO را به وجود می آورند. واکنتش های بعدی NO با اکسیژن بیشتر NO2 می دهد. رابطه هایی که این واکنش ها را نشان می دهند عبارتند از:

2NO+O2èNO2

N2+O2è2NO

هوا تقریبا از 78% ازت و 21 % حجمی اکسیژن تشکیل شده است. در دمای معمولی این دو گاز تمایل خیلی کمی به واکنش با یکدیگر دارند زیرا واکنش دومی بی نهایت گرماگیر است. انرژی مطلوب فقط دردماهای بالا مثل حرارتهایی که توسط فرآیندهای احتراق تولید می شوند قابل دسترس است. حتی در این دماها فقط مقدار کمی No تولید می شود ولی این مقدار از لحاظ تغلیظ آلودگی هوا دارای اهمیت است. جدول پایین حاوی داده هائی است که دمای وابسته به واکنش اولی و سرعتی را که برحسب آن واکنش دنبال می شود نشان می دهد. این داده ها برای مخلطو گازهائی است که حاوی 75% N2 و 3% O2 می باشد که می توانند در دمای مشخص شده به تعادل برسند. این مخلوط ازت –اکسیژن شرایط واکنش را در فرآیند احتراق آماده می سازد زیرا عمده اکسیژن موجود در هوا با مواد تحت واکنش احتراق در یکجا قرار می گیرد.

در طی احتراق گازهای در حال واکنش برای یک مدت خیلی کوتاهی در دمای شعله هستند. از این رو اگر قرار است مقادیر زیادی No تولید شود سرعت واکنش باید زیاد باشد. بر طبق جدول پایین سرعت واکنش انطورکه توسط زمان لازم برای تشکیل 500PPM NO اندازه گیری شده است در دماهای پایین 1700 درجه سانتیگراد بطور نسبی پائین است ولی در دماهای بالاتر به سرعت افزایش می یابد. بنابر این زمان اقامت گازها در منطقه احتراق و همچنین دمای شعله مقدار NO را که عملا تشکیل می گردند مشخص می سازد.

اگر مایعات دفعی احتراق همین که خارج می شوند به آرامی سرد شوند NO به O2 ,N2 بر میگردد. در هر حال در اغلب وسایل احتراقی بخش عمده ای از انرژی حرارتی تولیدات گاز سریعا بکار مفید بر گردانده می شوند و گازها سریعا سرد میگردند. تحت چین شرایطی NO در دمای پایین تر خروجی باقی می ماند چرا که فرصت تجزیه شدن را ندارد. واکنش NO با اکسیژن برای تشکیل تحت شرایط احتراق صورت نمی گیرد.

درجه حرارت (سانتیگراد)

غلظت No در معادله ppm

زمان برای تشکیل 500PPM از NO

527

1316

1538

1760

1980

10-10*1/1

77/0

550

1380

2600

4150

+1370

162

1/1

117/0

جائی که CO فورا واکنش می دهد تا co2 را تشکیل دهد. دلیل این موضوع پایداری NO2 در دماهای بالاست. در دمای 150 درجه سانتیگراد NO2 شروع به تجزیه شدن به NO و O2 و در دمای 600 درجه سانتیگراد به طور کامل تجزیه می شود. نتیجتا مقدار بسیار کمی NO2 در مخلوط گازی در دمای احتراق یافت می شود. هنگام ترک منطقه احتراق NO شامل مایعات دفعی در مخلوط شدن با هوا به سرعت سرد می گردد. هنگامی که دما به زیر 600 درجه سانتیگراد می رسد NO2 تشکیل می شود که مقدارآن بسیار اندک است زیرا که سرعت واکنش در دماهای پایین تر خیلی آهسته است. بنابر این عمده NOX منتشر شده بیشتر به شکل NO است تا 2NO درست مخالف موقعیت اکسید کربن جائی که CO2 در بیشترین مقدار تولید می شود. در حدود 10% از NOX از کارخانجات تولید نیرو و فقط 2 تا 3 درصد NOX از اتومبیل ها به شکل NO تولید می شوند. جدول زمان مطلوب برای اکسایش NO به NO2 از طریق واکنش 2 در دمای 200 درجه سانتیگراد را نشان می دهد. زمان برای دست یافتن به تبدیلات 25% و 90% داده شده است. به وابستگی سرعت واکنش به غلظت NO توجه کنید. گرچه غلظت NO ممکن است از 3000PPM بالاتر در منطقه احتراق باشد این غلظت دراثر رقیق شدن گازهای احتراقی توسط هوا به سرعت کاهش می یابد.

غلظت NO

PPM

زمان اکسایش

25%

50%

90%

10000

1000

100

4/8ثانیه

4/1 دقیقه

14 دقیقه

3/2 ساعت

24 ساعت

24 ثانیه

4 دقیقه

40دقیقه

7 ساعت

72 ساعت

6/3 دقیقه

36 دقیقه

6 ساعت

63 ساعت

648 ساعت

بنابر این آخرین خط جدول سرعت حقیقی واکنشها را به طور تقریبی نشان می دهد.

چرخه نوری NO2

در اتمسفر NO2 , NO هر دو درگیر یکسری واکنشهای فتوشیمیائی که به طور طبیعی اتفاق می افتد و منجر به افزایش در غلظت NO2 و کاهش در غلظت NO می شود. این واکنشها که مجتما به عنوان چرخه نوری NO2 شناخته شده اند یک نتیجه مستقیم از یک عمل متقابل بین نور خورشید و NO2 می باشند. مراحل این چرخه که در شکل نشان داده شده اند عبارتند از:

1- NO2 انرژی را به شکل نور ماورای بنفش از خورشید جذب می کند.

2- انرژی جذب شده مولکولهای NO2 را به مولکول های NO و اتم های اکسیژن می شکند. اکسیژن اتمی تولید شده بسیار فعال است.

3- اتم های اکسیژن اتمی با اکسیژن اتمسفری واکنش نشان می دهند تا ازون یک آلوده کننده فرعی را تولید کنند.

4- ازون با NO واکنش می دهد تا NO2 و O2 بدهد و چرخه کامل می شود.

اثر ویژه این چرخه گردش سریع NO2 است واگر برای واکنش دهندگان رقابت کننده در اتمسفر این چنین نبود، این چرخه هیچ اثر ویژه ای نداشت.

غلظتهای محدود NO2 و No تا زمانی که O3 , NO در کمیت های مساوی تشکیل و نابود شوند تغییر نخواند یافت.

واکنش های رقابتی ئیدروکربن ها را غالبا از همان منابع NOX منتشر می شوند درگیر می سازد. ئیدروکربن ها طوری با یکدیگر واکنش می دهند که چرخه نامتعادل می شوند و تبدیل NO به NO2 سریعتر از تفکیک NO2 به O,NO است. این اثر همچنین منجر به ساخته شدن مواد دیگری که مجموعا به عنوان اکسیدانها شناخته شده اند می گردد.

8-3- اثرات NOx بر روی اجسام:

زمینه مطالعه و تحقیقات آزمایشگاهی اکسیدهای نیتروژن (NOx) و محصولات واکنش آنها (نیترات) را به طور موفقیت آمیزی به مشکلات مربوط به رنگهای نساجی، تارهای نساجی و آلیاژهای نیکل – برنج مربوط ساخته است. بعضی از رنگهای نساجی وقتی که در معرض NOx قرار بگیرند رنگ می بازند. این رنگ های شامل آنهایی که در استات ریون، پنبه و ویسکوزریون استفاده می شوند، می گردد. مشکل رنگ زدایی پنبه، در نیمه سال 1950 روشن گردید. هنگامی که خانم های خانه دار از رنگ زدایی پارچه های ابریشمی زمانی که آن پارچه ها با خشک کن های گازسوز خانگی خشک می شدند، شکایت کردند. این رنگ زدایی به اکسیدهای نیتروژنی که در طی احتراق گاز طبیعی که برای گرم کردن خشک کن ها استفاده می شد، مربوط دانسته شد. سطح NOx در چنین خشک کن هایی بین ppm 6/0 تا 2/0 تشخیص داده شد. سطوح بالای نیترات های ذره ای باعث ایجاد عارضه فشردگی در فنرهای سیمی نیکل – برنجی در دستگاههای تقویت کننده ای که توسط شرکتهای تلفن استفاده می شوند گردیده است. معلوم شد که غلظت های بالای نیتراتی در گرد و غبار هوائی که در مجاورت محل های ترک برداشته جمع شده، این عوارض را تولید کردند.

9-3- کنترل آلودگی NOx:

پیشرفت روش های کنترل اکسیدهای نیتروژن نسبت به سایر آلوده کننده های عمده اتمسفری کمتر بوده است. بسیاری از مشکلات به متغیرهای مربوط به فرایندهای احتراق بستگی دارند. فرایندهایی که مسئول بیشتر انتشارات NOx هستند. این متغیرها شامل این موارد می شوند:

1- تنوع انواع گوناگون سوخت مصرف شده.

2- تنوع در تدابیر مختلف احتراق استفاده شده.

3- دماهای شعله ای متفاوتی که بدست می آید.

4- آلوده کننده های متفاوت دیگری که در تولیدات احتراقی به وجود می آیند.

به علت فعل و انفعالات بین این متغیرها، محتمل به نظر نمی رسد که یک روش ساده تنها برای کنترل عمومی NOx کافی باشد. برای مثال روشی که هم اکنون برای استعمال در کنترل NOx در حال پیشرفت است استفاده از دیگ های بخار با سوخت نفت می باشد که به نظر امید بخش می رسد. همین روش وقتی که برای دیگ های بخار با سوخت زغال سنگ مورد استفاده قرار می گیرد، نقص های زیادی را نشان می دهد. روش دیگری که برای رفع NOx از گازهای دفعی استفاده می شود، در صورتی که SO2 نیز وجود داشته باشد عملی است ولی در عدم حضورآن عملی نمی گردد. زغال سنگ در حال سوختن so2 تولید می کند. در صورتی که گازوئیل در حال سوختن آن را تولید نمی کند. دو روش عمومی برای کنترل انتشارات NOx وجود دارد:

1- اصلاحات منابع برای کاهش مقدار NOx تولید شده،

2- رفع NOx از گازهای دفعی قبل از آزادسازی آنها در اتمسفر.

اغلب روشهای کنترل مورد استفاده که در اصلاحات منابع استفاده می شوند، به ویژه شرایط احتراقی هستند. غلظت NOx در گازهای دفعی به شدت به دمای احتراق و غیر قابل دسترسی به اکسیژن در ماکزیمم بستگی دارد. کاهش در هر دو عامل باعث کاهش در سطوح NOx می گردد، و این تأثیرات فزاینده هستند. برای کنترل انتشارات NOx از 1975 به بعد اتومبیل های متحده با چرخش مجدد گازهای دفعی (EGR) کامل گردیدند.

در این روش یک گاز بی اثر (غیر قابل احتراق) برای رقیق کردن مخلوط هوای سوخت در حال سوختن در موتور استفاده قرار می گیرد. این رقیق کردن ماکزیمم دمای احتراق را پایین می آورد و غلظت اکسیژن را در مخلوط در حال سوختن کاهش می دهد. قسمتی از گاز دفعی برگردانیده شده به وسیله یک سرپوش تنظیم می شود و معمولاً در حد دامنه 15 تا 22 درصد از حجم مخلوط هوای سوختی پایین می آید. استفاده از احتراق دو مرحله ای محقق گردیده که یک روش موثر جدید برای کاهش تولید NO در ماشین های جدید الکتریکی مولد نیرو می باشد. در مرحله اول احتراق، سوخت در دمای نسبتاً بالا با حضور مقدار زیر استوکیومتری هوا سوخته می شود. فقط 95 تا 90 درصد از مقدار لازم برای احتراق کامل مورد نیاز است. تشکیل NO توسط فقدان هوای اضافه محدود می گردد.در مرحله دوم، احتراق سوخت در یک دمای نسبتاً پایین صورت می گیرد که همچنین تشکیل NO را محدود می سازد. کنترل کاتالتیک انتشارات NOx از اتومبیل ها روشی است که فعالانه تحت بررسی است. رفع NO مستلزم کاهش O2 و N2 است در حالی که رفع CO و ئیدروکربن ها مستلزم اکسایش CO2 و H2O است. بنابراین یک سیستم کاتالیزور دو گانه لازم است. در سیستم هایی که هم اکنون تحت مطالعه هستند گازهای دفعی ابتدا از یک کاتالیزور کاهنده عبور داده می شوند. جائی که NO با ئیدروکربنها واکنش نشان می دهند تا N2 و H2O تشکیل گردند. (هم چنین در اگزوز) مقداری آمونیاک (NH3) نیز در این مرحله از عمل تشکیل می شود.

هوا بعداً تزریق می گردد و مخلوط از یک کاتالیزور اکسیدی عبور داده می شود جایی که آلوده کننده های باقی مانده به H2O و CO2 اکسید می شوند. مقدار اضافی هوا قبل از مرحله آخر اکسایش باعث مشکلاتی چند می گردد. زیرا که هر آمونیاک تشکیل شده در مرحله کاهش به وسیله کاتالیزور اکسیدی مجدداً به NO2 اکسید می شود. کاتالیزورهای کاهنده، شامل فلز روتانیم یا نمک های مربوطه، تحت بررسی قرار دارند چرا که آنها NOx را به میزان بسیار کمی به NH3 تبدیل می کنند. کاتالیزور مسی – نیکلی که به عنوان کاتالیزورهای کاهنده موثر شناخته شده اند.

10-3- اندازه گیری NOx

برای تعیین غلظت گاز NO2 از روش کالریمتری استفاده می شود، (روش رنگ سنجی) گاز NO2 را با محلول اسیدی سولفانیلیک اسید و محلول یک نرمال N – (1- نفتیل) – اتیلن دی آمین هیدروکلرید مخلوط می کنند. رنگ صورتی تولید می شود که دارای جذب ماکزیممی در nm-550 نانومتر است. با استفاده از روش اسپکروسکپی می توان غلظت گاز NO2 را تعیین نمود. در صورت وجود NO می توان نمونه را با عبور از محلول اسیدی پرمنگنات و تبدیل به NO2 کامل نمود. این روش نسبتاً ساده می باشد ولی غلظت گاز NO به دست آمده دقیق نمی باشد. در این روش گاز ازن NO می توانند نا مطلوب داشته باشند با این روش می توان غلظت گاز NO2 را از ppm5 تا چند ppb (قسمت در بیلیون) تعیین نمود.

هیدروکربن ها و اکسیدان های فتوشیمیایی

هیدروکربن ها و اکسیدهای فتوشیمیایی دو مقوله جدا، ولی مربوط به هم از ترکیبات آلوده کننده هستند. هیدروکربن ها آلوده کننده های عمده، هستند. چون که آنها مستقیماً به داخل هوا فرستاده می شوند. اکسیدان های فتوشیمیایی آلوده کننده های فرعی می باشند که منشاء آنها در اتمسفر از واکنش هایی است که به آلودکننده های عمده مربوط می شود.. هر دو گروه با همدیگر مورد بحث قرار می گیرند. چرا که اغلب اکسیدان های فتوشیمیایی از واکنش هایی که در آن هیدروکربن ها مستقیماً یا غیر مستقیم دخالت دارند، منشا می گیرند. هر تخمینی از اثرات آلودگی هیدروکربن اتمسفری باید عوامل مهم بوجود آمده توسط اکسیدانهای فتوشیمیایی را شامل شود. در حقیقت تصور می شود که اغلب اثرات اصل آلودگی هیدروکربن به وسیله ترکیبات ناشی شده از واکنش اتمسفری هیدروکربن ها به وجود می آیند.

1-4- هیدروکربن ها:

این ترکیبات از عناصر هیدروژن و کربن تشکیل یافته اند. دقیقاً وجود دهها هزار ترکیب از چنین ترکیباتی شناخته شده اند. آنها در هر سه حالت فیزیکی (گاز، مایع، جامد) در دمای معمولی یافت می شوند. خصوصیات حالت فیزیکی هر یک از آنها به ساختمان مولکولی و به خصوص به تعداد اتم های کربنی که این مولکول ها را می سازند بستگی دارد. این مولکول ها که شامل یک تا چهار اتم کربن می شوند و در دمای معمولی به صورت گاز هستند در حالی که آنهائی که پنج یا بیشتر اتم کربن دارند مایع یا جامد هستند. به طور کلی تمایل به حالت جامد یا افزایش تعداد اتم های کربن افزایش می یابد.

هیدروکربن هایی که مهمترین عامل آلودگی هوا هستند در دمای معمولی اتمسفری به حالت گازند یا آنهائی که در چنین دماهائی بسیار فرازند (به راحتی به گاز تبدیل می شود)

اغلب ساختمان نسبتاً ساده ای متشکل از دوازده یا کمتر اتم کربن در هر مولکول دارند. هیدروکربن ها می توانند بر اساس ساختمان مولکول هایشان به خطی و حلقوی تقسیم بندی می شوند.

یک هیدروکربن آروماتیک به عنوان یک واحد ساختمانی حاوی یک یا بیشتر حلقه های شش عضوی کربن که به شکل بنزن آشکار می شود می باشد. (به شکل 7 مراجعه شود) هیدروکربن های آلیفاتیک (خطی) فاقد این ساختمان حلقوی می باشند. هیدروکربن ها در تقسیم بندی های بعدی خود به اشباع و غیر اشباع تقسیم می شوند. یک هیدروکربن اشباع هیدروکربنی است که در آن تمام اتم های کربن با چهار اتم کربن دیگر یا اتم های هیدروژن پیوند ساده تشکیل می دهد. یک هیدروکربن غیراشباع حاوی دو یا بیشتر اتم کربن دیگر یا اتم های هیدروژن پیوند ساده تشکیل می دهد. یک هیدروکربن غیراشباع حاوی دو یا بیشتر اتم کربن است که با کمتر از چهار اتم دیگر پیوند تشکیل می دهد از آنجائی که تمام اتمهای کربن درهیدروکربن ها چهار پیوند دارند مولکول ها غیر اشباع باید حداقل دارای یک پیوند چندگانه (دو گانه یا سه گانه) در بین اتم های کربن باشند. ساختمان مولکولی و تقسیم بندی برخی از هیدروکربن هائی که معمولاً در اتمسفر شهری یافت می شوند در شکل7 داده شده است. اهمیت این طبقات متفاوت ترکیبات هنگامی آشکار می شود که فعالیت و سمی بودن آنها در نظر گرفته شود. هر دو این خاصیت ها نسبت به طبقه ترکیب فرق می کنند.

تعداد هیدروکربنهائی که در آلودگی هوا دخیل هستند نسبتاً زیاد است. تجزیه هوای شهری به وسیله کروماتوگرافی گازی پنجاه و شش ترکیب متفاوت هیدروکربن را مشخص نموده است. این تعداد موجود، احتمالا زیاد است ولی حساسیت روش تجزیه از شناخته شدن بقیه ترکیبات در غلظت بسیار کم جلوگیری می نماید. در سال 1965 یک سری 200 تائی از نمونه های هوا در ناحیه لوس آنجلس گرفته شد و هر یک از نمونه ها برای هیدروکربن ها مورد تجزیه قرار گرفت. غلظت های متوسط فراوان ترین آنهائی که شناخته شدند در جدول داده شده است.

نام هیدروکربن ها	فرمول هیدروکربن	غلظت هیدروکربن
متان	CH4	22/3
تولوئن	C7H8	05/0
- n بوتان	C4H10	06/0
ایزوپنتان	C5H12	04/0
اتان	C2H6	10/0
بنزن	C6H6	03/0
- n پنتان	C5H12	03/0
پروپان	C3H8	05/0
اتیلن	C2H4	06/0

2-4- منابع هیدروکربن ها:

اغلب هیدروکربن ها از منابع طبیعی وارد اتمسفر می شوند. همان طور که در مورد NOx و CO هم صدق می کند. تقریباً تمام این منابع درگیر فرایند های زیستی هستند اگر چه تعداد کمی از آنها فعالیتهای مربوط به حرارت مرکزی زمین و فرایندهائی را که درمناطق دارای زغال سنگ، گاز طبیعی و نفت خام روی می دهد شامل می شوند. متان (CH4) ساده ترین هیدروکربن ها در کمیت هائی بیش از هر هیدروکربن دیگری در اتمسفر منتشر می گردد. طبق برآورد جهانی سالانه مقدار 310 میلیون تن تخمین زده شده است.

نام	علامت اختصاری	ساختمان
ازن	O3
پروکسی استیل نیترات	PAN
پروکسی پروپیونیل نیترات	PPN
پراکسی بنزوئیل نیترات	PBzN

فعل و انفعالات تجزیه باکتریایی، منبع اصلی را تشکیل می دهند و مقادیر بسیار فراوانی در باتلاق ها و مرداب ها و سایر آبهای راکد تولید می شوند. گیاهان به خصوص درختان، نیز منابع طبیعی هیدروکربن های اتمسفری هستند. اکثر هیدروکربن های منتشر شده از وزن مولکولی بیشتری برخوردار هستند و به ترپن ها و هم ترپن ها تقسیم می شوند. ساختمان دو ماده مشترک در این مقوله ها - پنین و ایزوپرن در شکل7 نشان داده شده است. 170 میلیون تن ترپن نوع هیدروکربنی، سالانه وارد جو زمین می گردد. انتشارات جهانی هیدروکربنها از منابع مصنوعی به 88 میلیون تن بالغ می گردد. بخش عظیمی از این مقدار از فعالیتهای که در آنها نفت خام، (که ترکیب پیچیده ای از هیدروکربنها است) شکل 8 شرکتدارد ناشی می گردد. فعالیت های این مقدمه مشخصا تصفیه و حمل و نقل نفت خام و احتراق تولیدات تصفیه شده است. شکل9 مقایسه ای را بین انتشارات طبیعی و مصنوعی هیدروکربن ها نشان می دهد. غلظت های هیدروکربن ها غیرهوای شهری بین pmm5/1 تا 1 متان و کمتر از pmm1 سایر هیدروکربن های برآورد شده است. غلظت های زیاد متان نتیجه فعل و انفعالات شیمیایی است. متان به اندازه بقیه هیدروکربن ها مثل ترین ها وارد فعل و انفعالات فتوشیمیایی اتمسفری نمی گردد.

هیدروکربن های اشباع شده مثل متان، کمتر از ترکیبات غیر اشباع شده، نظیر ترپن ها، فعال هستند. مقداری از متان اتمسفری در نتیجه فرایندی که قبلا شرح داده شد به CO تبدیل می شود.

3-4 تشکیل اکسیدانهای فتوشیمیایی:

عمده اثرات مضر آلودگی هیدروکربن به وسیله خود هیدروکربن ها به وجود نمی آید بلکه به وسیله محصولات تشکیل شده در حین تحت تاثیر واقع شدن هیدروکربن ها در فعل و انفعالات شیمیایی در اتمسفر به وجود می آیند این محصولات قبلا به عنوان اکسیدان های فتو شیمیایی توصیف شده اند. فعل و انفعالات اتمسفری مسئول تولید اکسیدان های فتوشیمیایی بسیار پیچیده و به طور ناقص شناخته شده اند. به هر حال برخی جنبه های عمومی شناخته شده و شامل موارد ذیل می شوند.

1- چرخه نوری NO2 بخش مهمی از این مرحله است. به خاطر داشته باشید این چرخه از سه واکنش تشکیل شده است:

(رابطه 1-1) èNO+OنورخورشیدNO2+HV

(رابطه 2-1) O+O2èO3

(رابطه3-1) O3+NOèNO2+O2

هیدروکربن ها با O و O3 تولید شده در رابطه 1-1 و 2-1 رقابت می کنند و بنابراین چرخه را بر می گردانند. این واکنش های رقابتی رادیکالهای آزاد هیدروکربن تولید می کنند که به علت الکترون های جفت نشده بسیار فعالند.

2- رادیکالهای آزاد هیدروکربن یک مخلوط کمپلکس با مواد دیگر، رادیکال های آزاد و آلوده کننده های اصلی و تشکیلات طبیعی هوا را تولید می کند. این ترکیب معمولا به مقوله مه دود فتوشیمیایی موسوم می باشد.

یک تنوع وسیع در تمایل هیدروکربن ها برای وارد شدن در مرحله آلودگی فتوشیمیایی هوا وجود دارد. به عنوان یک نتیجه، غیرممکن است که بر اساس غلظت کلی هیدروکربن، سهم یک ترکیب هیدروکربنی را در آلودگی فتوشیمیایی هوا دقیقاً پیش بینی کنیم. اجزا‌ دقیق این ترکیب باید شناخته شوند. برای مثال متان غالبا بیش از همه هیدروکربنهای دیگر، در هوا فراوان است. معهذا سهم ناچیزی در تشکیل اکسیدان های فتوشیمیایی دارد. بنابراین سطوح بالای هیدروکربن ها عمدتا متشکل از متان، مشکلاتی کمتر از سطوح پایینی که عمدتا مواد دیگری را شامل می شود ایجاد می کند. ترکیبات آلی غیراشباع شده فعالترین مواد هستند .این توالی یک مکانیزم پیشنهادی را برای تشکیل پروکسی آسیل نیترات های موجود در مه دود نشان می دهد. شکل خلاصه نموداری از قطع چرخه نوری NO2 را توسط هیدروکربنها نشان می دهد.

4-4- غلظت هیدروکربن ها و اکسیدان ها فتوشیمیایی:

سطوح اتمسفری موادی که در تشکیل مه دود فتوشیمیایی درگیر هستند طبق یک الگوی منظم با اوقات روز تغییر می کند، همانطور که در شکل 11نشان داده شده است. این تغییرات از آنجائی که مقدار فعالیت انسانی (منبع مصنوعی) سبب آلوده کننده عمده ضروری (NO، هیدروکربن ها) و شدت تابش خورشیدی لازم برای تبدیل آلوده کننده های عمده به آلوده کننده های فرعی (O3، PAN) با اوقات روزی تغییر می کند منطقی می باشد. این نوسان غلظت، حاکی از تصدیق مکانیزم پیشنهاد شده برای تشکیل مه دود همان طور که در جدول نشان داده شده است. تابع زیر تغییرات روزانه غلظت را نشان می دهد.

1- سطوح محدود NO و هیدروکربن به هنگام صبح به نسبت تعداد افراد افزایش می یابد.

2- هنگام طلوع خورشید NO2 که از قبل در اتمسفر بود، شروع به تجزیه شیمیایی می کند.NO2èNO+O واکنش اکسیژن اتمی ایجاد می کند و سطح NO را افزایش می دهد. اکسیژن اتمی تولید شده برای تشکیل ازن و بنیان آزاد هیدروکربن قابل دسترس است.

3- غلظت ازن همان طور که توسط منحنی (اکسیدان) در شکل11 نشان داده شده، با غلظت فزاینده، NO همگام می شود.

4- تا ساعت 7 صبح تاثیر رادیکال های آزاد هیدروکربن ها آشکار می گردد. آنها با مقدار قابل توجهی NO ترکیب و موجب NO2 بیشتر و یک کاهش در سطح NO می شوند.

5- غلظت های بالاتر NO2 و نور خورشید شدیدتر، اکسیژن اتمی بیشتر تولید می کند تا ساعت 8 صبح به غلظت زیاد ازن منتهی می گردد.

6- تا ساعت 10 صبح سطح NO به طور قابل توجهی کاهش می یابد. این فرایند از رخ داد NO+O3èNO2+O2 جلوگیری می کند، در نتیجه غلظت O3 به سرعت افزایش می یابد.

7- در طی ساعات بعدازظهر اتمسفر مملو از اکسیدان، هیدروکربن ها را به دیگر انواع مولکول های آلی تبدیل کرده لذا در سطح اتمسفری کاهش می یابد.

8- غلظت ازن همان طور که ساعات روز سپری می شود توسط واکنش با سایر آلوده کننده های زمین و گیاهان بیشتر، کاهش می یابد.

اکسید کننده های دیگری نیز در هوای آلوده وجود دارند که عبارتنداز:

پراستیک اسید ، استیک پر اکسید ، اتیل هیدرو پراکسید ، ترشلی ، بوتیل هیدرو پراکسید ، n- بوتیل هیرو پراکسید

به استثنای متان غلظت متوسط هیدروکربن ها در هوای شهر در حدود ppm10/0 تا 03/0 قرار می گیرند. این مقدار فقط دامنه غلظت غلیظ ترین گروه ها را نشان می دهد. متان به علت فقدان واکنش پذیری در واکنش فتوشیمیایی مستثنی گردیده است.

ازن به عنوان غلیظ ترین جزء هوای آلوده با سطوح بالای اکسیدان های فتوشیمیایی شناخته شده است. تغییرات غلظت O3 با اوقات روز به طور وضوح در شکل 11 نشان داده شده است. غلظت پراکسی آسیل نیترات ها و دیگر اعضای سنگین وزن تر خانواده، PAN مرتبا اندازه گیری و در اتمسفر آلوده شهرهای متعددی مشاهده شده اند. تشکیل آنها مستقیماً به تولید ازن اتمسفری مربوط می باشد، بنابراین مفروض است که آنها در اتمسفر در سطوح بالا موجود باشند.

اکسیدها سولفور

سولفور اکسیدی که به بیشترین مقدار در اتمسفر انتشار می یابد سولفور دی اکسید SO2 می باشد. معمولا مقدار کمی از سولفور تری اکسید SO3 همراه سولفور دی اکسید است. ولی مقادیری بیشتر از حدود 1 تا 2 درصد SO2 نمی باشد. مجموعه این دو نوع اکسید با SOx نشان داده می شود. سولفور دی اکسید گازی بی رنگ و غیرقابل اشتعال، با نقطه ذوب و جوش به ترتیب C 5/75- و C0/10- است. در غلظت های نزدیک به ppm3 بوی زننده و سوزش آوری دارد. سولفور تری اکسید گازی فوق العاده فعال و بی رنگ و به آسانی به صورت مایع متراکم می گردد. (C8/44=b.p). تحت شرایط معمولی SO3 در اتمسفر یافت نمی شود. چون که سریعا با رطوبت واکنش می دهد و سولفوریک اسید به وجود می آورد. (H2SO4)

در این روند معمولی را که توسط شیمیدانان محیط زیست دنبال می شود پی گرفته و SO3 را به عنوان بخشی از انتشارات SO2 در نظر می گیریم.

منابع سولفور اکسیدها:

طبق اصول جهانی برآورد شده که سالانه 146 میلیون تن SO2 مستقیماً وارد اتمسفر می گردد. به علاوه سالانه نزدیک به 194 میلیون تن SO2 در نتجه اکسایش هیدروژن سولفید (H2S) در اتمسفر تولید می شود. بنابراین یک فرایند فرعی (اکسایش H2S) بیش از انتشارات مستقیم SO2 اتمسفری می باشد. این شبیه به موقعیتی است که پیش از این آلودگی برای کربن منوکسید مورد بحث قرار گرفت.

منشا H2S اتمسفری، فساد مواد آلی است. باتلاقها، لجن زارها و جلگه ها علی الخصوص مولد آن هستند. اقیانوس ها منشا سالانه 30 میلیون تن می باشند، در حالی که منابع بیولوژیکی 70 میلیون تن تولید می کنند. فعالیت های آتشفشانی کمی H2S تولید می کند ولی بر طبق اصول جهانی این مقدار در مقایسه با مقدار تولید شده از فرایند های بیولوژیکی قابل چشم پوشی است.

مقدار کمی H2S 3 میلیون تن در سال، در نتیجه فعالیتهای صنعتی وارد اتمسفر می گردد و کل انتشارات جهانی را تا 103 میلیون تن در هر سال می رساند. سرنوشت این مقدار عظیم H2S آزاد شده در اتمسفر زمین از اهمیت قابل توجهی برخوردار است. تا اواخر نیمه دوم 1960 در مورد چگونگی حذف H2S جز این که این ماده نهایتاً به سولفات اکسیده می شود، اطلاعات دیگری وجود نداشت.

اکنون معتقد شده اند که واکنش:

H2S+O3èH20+SO2

گام مهمی در این فرایند می باشد. آزمایشات نشان می دهند که رابطه وقتی که غلظت های مواد ترکیب شونده به آنهائی که در اتمسفر هستند باشد خیلی سریع انجام می گیرد.

ازن (O3) جزء ناچیز طبیعی اتمسفر است و مقادیر اضافی آن از چرخه نوری NO2 به وجود می آید. اکسایش کامل 103 میلیون تن باعث تولید سالانه 194 میلیون تن SO4 می شود انتشارات سولفور اکسید غیرطبیعی (مصنوعی) (146 میلیون تن سالانه) عمدتاً از احتراق زغال سنگ به وجود می آید. احتراق سوخت نفتی و ذوب سنگ معدن سولفید سهم کوچک ولی مهمی در انتشار سولفور دی اکسید در اتمسفر دارد. هیچ منبع عمده طبیعی SO2 شناخته نشده است اگر چه مقدار کمی احتمالا در گازهای منتشر شده در اثر فعالیتهای آتشفشانی وجود دارد. شکل12 درصد انتشارات جهانی SO2 منتشر شد از هر یک منابع فوق الذکر را نشان می دهد. مقایسه این نمودارها با مشاهده آن که قبلا برای سایر آلوده کننده ها مورد بحث قرار گرفت، تفاوت قابل توجهی را آشکار می سازد. درصد خیلی بیشتری از کل انتشارات SO2 ناشی از فعالیتهای انسان (مصنوعی) به وجود می آید تا از سایر آلوده کننده ها .

گوگرد در تمام زغال سنگ ها به مقادیری در دامنه بین 2/0 تا 7 درصد از وزن زغال سنگ را تشکیل می دهد. این گوگرد در پروتئین هیا موادی نظیر گیاهان و موجودات دریایی که زمانی زنده بوده اند، وجود داشت. گوگرد پروتئینی در فرایند کربنه شدن باقی می ماند و بخشی از زغال سنگ به وجود آمده می شود.

سایر سوخت های فسیلی (نفت خام و گاز طبیعی) که از راههای شبیه به این به وجود می آیند. همان طور که انتظار می رود حاوی گوگرد می باشند. معهذا این سوخت ها همان مشکلات انتشار SOx را که زغال سنگ تولید می کند، تولید نمی کند. زیرا بیشتر گوگرد آزار رساننده طی مراحل مختلف گاز طبیعی و تصفیه نفت خام از بین می رود. بنابراین متوجه می شویم که چرا حمل و نقل با سوخت نفت خام تصفیه شده یک منبع جدی آلودگی SOx نیست. تکنولوژی موجود برای حذف گوگرد، به حالت گازی یا مایع بودن سوخت بستگی دارد و به سادگی به جامد تبدیل نمی شود. هم اکنون تحقیقات فراوانی با هدف کشف راههای اقتصادی موثر برای حذف گوگرد از زغال سنگ در دست اقدام است.

نگاهی دقیق تر به زواید فرایندهای صنعتی دومین منشا بزرگ SOx این موضوع را آشکار می کند که سه چهارم انتشارات در این زمینه به عملیات ذوب کننده مربوط می شود. آلودگی سولفور اکسید غالبا از فعالیتهای ذوب کننده به وجود می آید زیرا که خیلی از عوامل مفید طبیعتاً در غالب سولفید ها وجود دارند. برای مثال کانیهای سولفید منبع مهمی از مس (CuFeS2، CuS2) روی (ZnS) جیوه (HgS) و سرب (PbS) می باشند. اغلب کانیهای سولفید تغلیظ شده و در هوا برشته می شوند تا سولفید ها به آسانی کاهش یافته و به اکسیدها تبدیل گردند.

برخی واکنش های شاخص این نمونه ها عبارتنداز:

2ZNS+3O2è2ZNO+2SO2

2CU2S+3O2è2CU2O+2SO2

بنابراین عملیات ذوب کننده معمولی به طور مرتب So2 را به عنوان یک محصول فرعی تولید می کند و مقداری از آن به طور غیرقابل تغییری وارد اتمسفر می گردد.

شیمی تشکیل SOx:

احتراق هر ماده حاوی گوگرد هم SO2 و هم SO3 تولید می کند. مقدار نسبی اکسید تشکیل شده بستگی به مقدار حضور اکسیژن ندارد. دی اکسید تحت هر گونه شرایط احتراقی در بیشترین مقدار تشکیل می شود. کمیت So3 تولید شده به شرایط واکنش علی الخصوص به دما بستگی دارد و بین 1 تا 10 درصد کل Sox تولید شده نوسان دارد. چگونگی تشکیل Sox را می توان با یک فرایند دو مرحله ای نشان داد:

S+O2èSO2

2SO2+O2è2SO3

در نتیجه دو عامل، SO3 خیلی کمی تولید می شود: 1- ناپایداری SO3 در دمای بالا و 2- سرعت واکنش در دماهای پایین است. در دمای c1200 SO3 سریعاً به SO2 و O2 تجزیه می شود (عکس واکنش بالا) با حضور کاتالیزور تجزیه دردماهای خیلی پایین تر صورت می گیرد. برای مثال در مورد پلاتینوم تجزیه در C4300 آغاز می شود. بعضی از ذرات فلزی که در تمام زغال سنگ ها پیدا می شوند تاثیر کاتالیتیکی نیز اعمال می کنند و از جمع شدن SO3 در گازهای دفعی احتراقی جلوگیری به عمل می آورند. به هنگام ترک منطقه احتراق گازهای دفعی وقتی که با هوا مخلوط می شوند به سرعت سرد می گردند. معهذا علیرغم پایداری فزاینده ای در دماهای پایین تر هیچ SO3 تشکیل نمی گردد. این بار سرعت واکنش از چنین تشکیلی جلوگیری به عمل نمی آورد.

واکنش بالا در دمای اتمسفری خیلی آرام صورت می گیرد. نتیجه نهایی این دو عامل انتشار Sox عمدتاً به شکل SO2 می باشد. باید متذکر شد که واکنش های در محتوی آلودگی هوا نامطلوب هستند ولی دو نمونه از مهمترین واکنش های تکنولوژی جدید شیمی می باشند و گام های اساسی را در تولید سولفوریک اسید نشان می دهند. بیشتر این اسید تا دیگر مواد شیمیایی به خاطر اهمیتش در تولید مواد حیاتی مانند کودها و در صنعت در ایالات متحده تولید می شود. دومین واکنش بالا با حضور کاتالیزور وانادیوم پنتواکسید (V2O5) در دماهای 450 تا 400 درجه (به طور چشمگیری زیر دماهای احتراق) صورت می گیرد.

ذرات معلق:

آلوده کننده های هوا که مورد بحث قرار گرفتند، همگی گاز بودند نباید تصور کرد که تمامی ذرات آلوده کننده هوا در حالت گازی هستند. به طور کلی به ذرات جامد کوچک و قطرات مایع، ذرات معلق می گویند که در حال حاضر به شدت در آلودگیها و مسائل و مشکلات مربوط به آن سهیم می باشند. آب خالص به صورت قطره ای، تنها مایعی است که از این طبقه بندی مجزاست.

اصطلاحات ذرات معلق و ائروسل (ذرات پراکنده) اغلب به جای یکدیگر به کار می روند. ائروسل به ذراتی اطلاق می شود که به صورت پراکنده (جامد یا مایع) در واسطه گازی قرار گرفته باشند. مه دود، غبار، دود سیگار، دود اتومبیل و گرد و خاک به عنوان منابع اصلی ذرات معلق تلقی می شوند. مه دود یا غبار ترکیبی از قطرات معلق مایع، دودها معمولا شامل ذرات دوده حاصل از احتراق، دوده حاصل از اتومبیل و کارخانجات بخارات متراکم شده فلزی و یا ترکیباتی آلی، گرد و غبار های منتج از تجزیه مکانیکی ترکیبات موجود در خاک می باشند.

ذرات معلق بعضی مواقع به صورت ذرات قابل زیست (زنده) نظیر باکتری ها، جلبک ها، کپک ها و اسپورها (هاگها) هستند و یا به صورت ذرات غیرقابل زیست (غیرزنده) شامل موادی از قبیل ترکیبات آلی، فلزات، گرد و غبار و نمک های دریایی، طبقه بندی می شوند.

ذرات معلق آلوده کننده هوا به دلایل زیر مورد توجه خاصی قرار می گیرند:

1) بسیاری از ذرات معلق در مقایسه با آلوده کننده های گازی دیگر موجب اختلال مجاری تنفسی می شوند.

2) بعضی از ذرات معلق با همکاری هم اثرات سمی آلوده کننده ها را افزایش می دهند.

3) ذرات معلق، آلوده کنندگی اتمسفر را افزایش داده و باعث کاهش بینایی می شوند.

4) ذرات معلق از بعضی از آلوده کننده های گازی موجود در اتمسفر بوجود می آیند.

منابع ذرات معلق:

ذرات معلق به دو طریق، 1) از تجزیه و هم پاشی تکه های بزرگ مواد و یا 2) از تراکم و تجمع ذرات کوچکتر شامل مولکول تشکیل می شوند. در طی عمل تجزیه و تقسیم نمکهای دریایی ائروسل به وجود می آیند، ذرات معلق اتمسفری با بیشترین کمیت شکل می گیرند (بیش از دو برابر هر ماده منفرد دیگری). با تخمین می توان گفت که سالانه در حدود 1000 میلیون تن از این ائروسل ها (ذرات پراکنده) وارد اتمسفر می شوند. چگونگی تشکیل آنها در شکل13 نشان داده شده است. (شکل 13- مراحل تشکیل نمک دریای آئروسل)

مکانیسم به صورت شکستگی لایه نازکی از مایع که در سطوح فوقانی تشکیل و شامل حبابهای هوا و آب دریا می باشد، متمرکز است، هر دفعه که حباب می ترکد، لایه نازک فوقانی به حدود 200 ذره معلق کوچک و ریز شکسته میشود. به علاوه این شکستگی باعث تشکیل جریان سریع آب در قسمت تحتانی حباب میشود. این جریان فواره ای اب موجب به وجود آمدن تعداد بیشتر ذرات معلق می گردد. آب به سرعت از لابه لای ذرات تبخیر شده و ذرات را به صورت نمکهای دریایی در می آورد. مراحل طبیعی دیگری که مستقیما ذرات معلق را وارد اتمسفر می کنند عبارت است از: پراکنده شدن گردو غبار، فعالیت های آتشفشانی و آتش سوزی در جنگل ها

ذرات معلقی که بدین طریق مستقیما وارد اتمسفر میشوند، خواه از منابع طبیعی و یا از منابع مصنوعی حاصل شده باشند، ذرات معلق اصلی نامیده می شوند. همان طور که داده های جدول نشان می دهد، گرد و غبار حاصل از وزش باد، یکی از سه عاملی است که سهم زیادی در تشکیل ذرات معلق آلوده کننده دارد. بعضی از مواد گازی که به طور طبیعی آزاد می شوند، در اتمسفر واکنش داده تا ذرات معلق ثانویه (فرعی) را تشکیل دهند. این مراحل به طور عمده منبع عظیم ذرات معلق موجود در اتمسفر می باشند. فرایندهایی که تولید، NH3، H2S، NOx و ترپن ها را به همراه دارند، مسئول تولید سالیانه 1105 میلیون تن از ذرات معلق می باشند.

مکانیسم تشکیل ذرات معلق مثالی از مراحل پراکنده شدن ذرات است.

منبع	تولید (میلیون تن / سال)
منابع مصنوعی
مواد معلق آلوده	92
سولفات از SO2	147
نیترات از NOx	30
واکنش های فتوشیمیایی هیدروکربن ها	27
منابع طبیعی
گرد و غبار جامد	200
سولفات از H2S	204
نیترات از NOx	432
آمونیوم از NH3	269
واکنش های فتوشیمیایی از ترپن ها	200
آتشفشانها (ذرات کوچک)	4
آتش سوزی جنگل ها	3
نمک دریا	1000

منبع اصلی ذرات معلق توسط منابع مصنوعی آلوده کننده شامل تولید و تشکیل ائروسل های (ذرات پراکنده) فرعی از آلوده کننده های گازی اصلی می باشندو تقریباً 204 میلیون تن ذرات معلق از چنین تغییر و تبدیل بدست می آیند. این میزان حدود 20 درصد از ذرات معلق طبیعی است که طی فرایند مشابهی تولید می گردند. ورود مستقیم ذرات معلق (اصلی) حاصل از منابع مصنوعی به اتمسفر در حدود 92 میلیون تن در سال می باشد. کل ذرات معلق منتشره تقریباً شامل 2/50 درصد ذرات معلق ثانویه (فرعی و 8/49 درصد ذرات معلق اولیه (اصلی) می باشند. بنابراین منابع طبیعی به طور عمده بر منابع مصنوعی غالب هستند (6/88% در مقال 4/11%).

2-6 ترکیب شیمیایی ذرات معلق

ترکیب شیمیایی ذرات معلق آلوده کننده در محدوده وسیعی متغیر می باشند. عملا اگر حجم های زیادی از هوا را نمونه برداری کرده و از روش های تجزیه ای کاملاً حساس استفاده کنیم، ترکیبات معدنی را به خوبی ترکیبات آلی می توانیم در ذرات معلق بیابیم. ترکیب واقعی ذرات معلق کاملاً وابسته به منبع آن می باشد. ذرات خاکی و آلوده که شامل کلسیم، آلومینیم و سیلیس هستند در بین خاک ها و مواد معدنی مشترک می باشند. دود حاصل از سوختن ذغال سنگ، روغن چوب و زباله شامل ترکیبات آلی زیادی می باشد . ترکیبات آلی همچنین در گرد حشره کش ها و بعضی از محصولاتی که در صنایع غذایی و کارخانجات شیمیایی نیز حاصل می شود یافت می گردد. ذرات معلق فرعی (ثانویه) موجود در اتمسفر که شامل اجزای گازی شکل، اغلب حاوی نمک های معدنی آمونیوم، سولفات و یا نیترات هستند.

اختلاف ترکیبات ذرات معلق بخوبی توسط اطلاعات جمع آوری شده در رابطه با ذرات معلق آلوده کننده ای که از یک منبع بوجود می آیند نظیر احتراق ذغال سنگ نشان داده می شود. هنگامی که توده وسیعی از ذغال سنگ سوزانده شود، بیشتر مواد معدنی که بعد از احتراق باقی می مانند به شکل خاکستر می باشند. ترکیب پایه و اصلی این خاکستر آلومینیوم سیلیکات است که در خاک چینی هم مشترک می باشد. در کارخانجات موتوریزه بیشتر از تکه های نرم و خرد شده ذغال سنگ استفاده می شود تا توده های حجیم آن. تحت شرایطی، به اندازه 80 درصد از خاکسترهای به همراه گازهای وارد شده به اتمسفر تحت عنوان خاکسترهای پراکنده حمل می گردند. ترکیبات خاکسترهای پراکنده جمع آوری شده از گازهای سوختی در جدول فهرست بندی شده است. به نظر منطقی می رسد که در نظر بگیریم ترکیب خاکستر های پراکنده شده مشابه ترکیبات حاصل از گازهای سوختی باشد.

ذغال سنگ علاوه بر اجزای اصلی (ترکیبات اصلی)، حاوی مقدار کمی عناصر نادر (کمیاب) می باشد. عناصر نادر به طور کلی به موادی اطلاق می شود که در محدوده ما بین 1/0 درصد (ppm1000) یا کمتر در پوسته زمین یافت می شوند. در طی تشکیل ذغال سنگ، این عناصر تمایل دارند تا یک حدی در ذغال تغلیظ شوند. در اثر احتراق عناصر نادر (کمیاب) از ذغال آزاد شده و به صورت ذرات معلق گازی شکل منتج می گردند. به طور کلی عناصر کمیاب به شکل اکسیده خود در آمده و به خاکسترهای پراکنده ای در هوا معلق هستند. با وجود غلظت کم عناصر کمیاب در ذغال، مقادیر نسبتاَ زیادی از آنها در ذرات معلق یافت می شوند. بسیاری از این عناصر کمیاب سمی می باشند و اگر غلظت آنها در اتمسفر افزایش یابد، خطرات زیان بخشی بر سلامت انسان خواهند داشت.

3-6- اندازه ذرات معلق:

اندازه ذرات معلق بر حسب میکرومتر (1NM) بیان می شود که این واحد یک میلیونیوم متر است. دامنه تغییرات اندازه معلق بین 0002/0 میکرومتر (کمی بزرگتر از مولکولهای کوچک) تا 5000mm می باشد . اندازه تعدادی از ذرات معلق همچنین دامنه تغییرات اندازه ذراتی که بر سلامت انسان تاثیر می گذارند آورده شده است. رابطه ی بین اندازه ذرات معلق آلوده کننده و منابع آن ها وجود دارد ذراتی با قطر بیشتر از mm10 در نتیجه فرایندهای مکانیکی از قبیل فرسایش بادی، اسپری کردن و خرد نمودن مواد و نرم کردن یا خرد شدن مواد توسط وسایل نقلیه موتوری و عابرین پیاده ایجاد می شود.

ذراتی با قطر بین mm10 تا 1 حاصل از خاک مناطق، محصولات حاصل از احتراق مواد در صنایع و گرد و غبار و خاک حاصله در محل مودر نظر و همچنین در بعضی از مناطق نمکهای دریا می باشند. ذراتی با قطر بین mm1/0 تا 1 به طور عمده محصولات حاصل از احتراق و یا ذرات پراکنده فتوشیمیایی می باشند. ماهیت ذرات با قطر کمتر از mm1/0 کاملاَ از نظر شیمیایی مشخص نشده است. به نظر می رسد که از منابع سوختی منشا گرفته باشند. ذرات کوچکتر از mm1/0 در اتمسفر رفتاری مشابه رفتار مولکول از خود نشان می دهند. حرکت آنها در اثر برخورد دائمی با مولکول های گاز به صورت تصادفی و اتفاقی در می آید. علاوه بر این، آنها اغلب با یکدیگر برخورد کرده، بهم دیگر چسبیده و تشکیل مجموعه بزرگتری را در طی عمل انعقاد می دهند. ذراتی بزرگتر از mm1 رفتار کاملاً متفاوتی را از خود نشان می دهد. زیرا ذرات بزرگ بوده و به دلیل جاذبه زیاد ته نشین می شوند. میزان انعقاد (لخته شدن) چنین ذراتی پایین (کم) است.

ذرات بزرگتر از mm10 به دلیل جاذبه شدید بین ذرات مدت کوتاهی در هوا معلق می مانند. عمل تحریک و جابجایی ذرات در اثر جاذبه زیاد مابین آنها، رسوبی شدن نام دارد. در نتییجه فرایند لخته شدن و رسوب کردن، ذراتی که به صورت معلق برای مدت زیادی در اتمسفر باقی می مانند. اغلب اندازه مابین mm10 تا 1/0 دارند. اندازه ذرات معلق عامل مهمی در تشخیص اثرات آلوده کننده ذرات مذکور است

اثرات ذرات معلق بر روی مقدار کل اشعه خورشیدی

آلودگی توسط ذرات معلق تقریباً مقدار تابش نور خورشید را به سطح زمین کاهش می دهد. مواد آلوده کننده بعضی از پرتوهای فرعی (ساطع شده از خورشید) را جذب و برخی را به فضا بر می گردانند و دو نتیجه این امر عبارت است از: 1- کاهش بینایی در اثر کاهش نور مرئی در دسترس 2- کاهش دمای زمین

نواحی شهری به علت دارا بودن مقدار بیشتری از ذرات معلق در اتمسفر به مقدار 15 تا 20 درصد کمتر از نواحی روستایی، اشعه خورشید را دریافت می کنند. در طول دوره هایی با آلودگی هوای زیاد، میزان اشعه ای که به سطح زمین می رسد تا 30 درصد نیز می تواند کاهش یابد.

در نیتجه این کمبود نور، نزا به نور مصنوعی در ادارات، کارخانجات و منازل به وجود می آید که یک فشار اقتصادی محسوب می گردد. بعلاوه، تولید نور نیازمند مصرف انرژی که خود موجب افزایش ذرات معلق در اتمسفر می شود.

در ارتباط با رابطه ممکن میان کاهش اشعه خورشیدی و تعادل حرارتی زمین نگرانیهایی وجود دارد. علیرغم افزایش CO2 اتمسفر در طی چند دهه گذشته که می بایست موجب افزایش دمای زمین شود ملاحظه می گردد به دمای متوسط زمین از دهه 1940 به طور نامحسوس کاهش یافته است افزایش انعکاس اشعه خورشید توسط ذرات معلق بیش از آن حدی است که توسط اثر آب و هوایی CO2 اتمسفر جبران می شود.

کنترل انتشار ذرات معلق

تکنیک های که برای کنترل انتشار ذرات معلق وجود دارندهمگی بر تسخیر آنها قبل از وارد شدن به اتمسفر استوارست . روشهای برای انجام این کار مهم وجود دارد که به اندازه ذرات بستگی دارند. چهار نوع از وسایلی که امروزه استفاده میشوند عبارتند از:

1- اطاقک تصفیه بر اساس وزن ذرات، گازهای جاری وارد اطاقکی که به اندازه کافی برای کاهش دادن سرعت آنها بزرگ است میشوند و یک چهارچوب زمانی کافی برای ته نشین شدن ذرات یا قطرات تدارک دیده شده است اطاقک معمولا به شکل یک مخزن مستطیل شکل افقی است. ذرات با قطربیش از 50 میکرومتر عموما از این راه جدا می شوند. زمان ته نشینی طولانی که برای ذرات کوچکتر لازم است، موجب شده تا این نوع دستگاه برای جداسازی آنها غیر عملی باشد.

2- جمع کننده های گردبادی، جریان گاز در یک مارپیچ چرخشی موجب ایجاد یک نیروی گریز از مرکز بر روی ذرات معلق شده و آنها را به بیرون از جریان گاز یعنی به طرف دیواره ها که محل جمع آوری آنهاست، می راند چنین دستگاههایی با کارآیی 95 درصد برای ذراتی با قطر 5 تا 20 میکرومتر مورد استفاده قرار میگیرد.

شکل14 دیاگرام شماتیک از یک نمونه جمع کننده گردبادی است.

3- تصفیه کننده های مرطوب، شیوه های تصفیه از یک مایع (معمولا آب ) در کمک به جداسازی آلودگی های جامد، مایع و گازی استفاده می شود.

کارآیی این نوع وسایل بستگی به درجه و تاثیر متقابل میان فاز مایع و آلودگی های مورد جداسازی دارد. میزان تماس و تاثیر متقابل با استفاده از اطاقک های اسپری با برج هایی که مایع را به صورت اسپری در می آوردند افزایش می یابد.

راه دیگری که غالبا مورداستفاده قرار میگیرد عبور از بالا به پایین مایع از بین یک بستر فشرده از مواد است. در زمانی که جریان گاز از پایین به بالا صورت میگیرد. مایع دارای جریان عکس است.

4- رسوب دهنده های الکترواستاتیکی، حرکت ذرات در ناحیه ای که دارای پناسیل الکترواستاتیکی بالا است منجر به باردار شدن آنها شده و سپس به ناحیه ای بار مخالف جایی که بتوانند جمع آوری شوند، جذب می گردند.

دو طرح اولیه از این وسایل، لوله و صفحه می باشند. نوع صفحه ای شامل یک سری از صفحات فلزی موازی با پناسیل الکتریکی بالا می باشد، به طوریکه صفحات با بار مخالف در کنار هم هستند. (شکل15). در نوع لوله ای یک سیم تخلیه بار از مرکز لوله می گذرد که یا به زمین متصل است و یا به وسیله سیم دیگری شدیداً باردار می شود. شکل16 یک طرح شماتیک از این دستگاه است.

12-6 ذرات معلق آلی

موادی آلی که به صورت ذرات معلق در اتمسفر قرار دارند به دو دسته آلیفاتیک و آروماتیک تقسیم می شوند. آلیفاتیک ها، ترکیباتی هستند که بین 28-16 کربن دارند و چنین به نظر می رسد که برای سلامتی انسان مضر نیستند و در واکنشهای اتمسفری هم شرکت نمی کنند. دسته آروماتیک ها که معمولاَ دارای چند حلقه آروماتیکی بوده و بسیار خطرناک و سرطان زا می باشند. چند نمونه از این مواد عبارتنداز: بنزوپیرن – اکریدین – بنزوفلورانتین -کریستن

از مواد آلی اکسیژندار که در هوای آلوده یافت می شوند می توان آلدهیدها، کتونها، اپوکسیدها، استرها، کتونها و لاکتون ها را نام برد که تعدادی از آنها سرطان زا هستند. در بین اسیدهای آلی استئاریک اسید CH3(CH2)16CO2H پالمتیک اسید CH3(CH2)14CO2H لینوئیک اسید و میرسدC18H34O2 اولئیک اسید اسید لوریک و بهنیک اسید در اتمسفر یافت شده اند. از مواد قلیایی موجود در اتمسفر اکریدین را توان نام برد.

ازن : ازن یکی از سازاهای طبیعی جو است و درارتفاع زیاد دارای تراکمبسیار بالایی است . اما در نزدیکی سطح زمین تراکم آن متغیر است. مقادیر مشاهده شده بدون آلودگی و در سواحل غیر مسکونی بین 40 تا 60 میکروگرم در متر مکعب است.

در شهرهایی که آلودگی ناشی از گازهای اگزوز وسایل نقلیه نسبتاَ کم است، ازن با تیدروکربورها به طور دقیقتر با اولفین ها ترکیب می شود و از بین می رود. سازوکار این واکنش که در مرحله گازی انجام می گیرد، با تشکیل موقتی یک یون مضاعف توجیه می شود که به سرعت تفکیک می شود و تولید یک ترکیب کربونیلی و یک یون مضاعف جدید می کند؛ این سازوکار با ساز و کار تشکیل اوزونید در مرحله مایع متفاوت است:

این یون سپس بر حسب سه روند متمایز، که تابع ساختمان اولفین اولیه است، تفکیک می شود:

برعکس، هنگامی که مجموعه ای از مقتضیات خاص ایجاد شود آلودگی زیاد و آفتابگیری شدید که شرایط ایجاد مهدود اکسید اند نسبت ازن موجود در جو افزایش پیدا می کند و به 1000 تا 1200 میکروگرم در متر مکعب می رسد. این ویژگی در مورد تشکیل نیترات پراسیل نیز مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

آلاینده های معدنی مختلف

1- فلوئور و مشتقات آن. فلوئور در طبیعت به صورت فلوئور و بسیار فراوان و تقریبا همیشه در کانه های فوسفور با این عنصر همراه است. این کانها ماده اولیه صنایع تبدیلی بسیاری هستند که اساساَ تولید اصلی آنها انواع کودهاست (اسید فوسفوریک، فوسفات امونیوم، سوپر فسفاتها، و غیره) در این صنایع با وجود آنکه در انتهای زنجیره تولید دستگاههای شستشو نصب شده است و حتی کار آیی آن ها می تواندفراتر از 99 درصد نیز باشد، مجموعه عملیات تکلیس و تاثیر اسید سولفوریک موجب انتشار کمابیش فراوان ترکیبات فلوئوردار می شود.

صنایع تولید آلومینیوم بوکسیت مذاب را الکترولیز می کنند؛ در این مورد از کربولیت به عنوان مایه گداز استفاده می شود. این ماده هگزا فلوئور و آلومینات سودیوم [AlF6]Na3 است. تولید آلومینیوم در دماهای بالا صورت می گیرد، وایجاد محصولات فلوئوردار غیرقابل اجتناب است. متداولترین نوع آلودگی فلوئوری در دره های آلپ است، چه در این منطقه، به دلیل نزدیکی کانه ها و منابع انرژی الکتریکی، صنعت آلومینیوم متمرکز شده است.

2- سرب و مشتقات آن. سرب و مشتقاتش که اساسا اکسیدهای آنند، دو منشاء احتمالی دارند: از جنبه موضعی، در نزدیکی کارخانه هایی که سرب تولید می کنند یا در حالت مذاب آن را به مصرف می رسانند مشاهده می شود. اساسا این نوع، صنایع، کارخانه های بازیابی ضایعات وسایل سربی (لوله های کهنه، صفحات انباره ها، و غیره) هستند، اما وجود آنها در هوای شهرها به علت اضافه کردن ترکیبات آلی سرب مانند تتراآلکیل سرب (تترامتیل، تترااتیل، وغیره) در سوخت مایع خودروهای موتوری است. این مواد به علت قدرت ضد انفجاری که به بنزین می بخشد مشهورند. در خلال احتراق مخلوط ئیدروکربورهای سوختنی در سیلندرها، این ترکیبات به نحو کمابیش شدیدی تخریب می شوند و سرب در گاز حاصل از سوخت، خواه به صورت فلز، اکسید خواه مجدداَ به شکل ترکیبات مختلف در می آید که از واکنش با دیگر سازاهای کمکی بنزین به وجود آمده اند به عنوان مثال مشتقات هالوژن. بخش کمی از سرب به صورت ترکیبات آلی در فضا یافت می شود. در پاریس، محتوای سرب معدنی، در حوالی چهارراههای بسیار آلوده کمتر از 10 میکروگرم در متر مکعب هواست.

3- اکسیدهای آهن. منبع اصلی نشر اکسید آهن در فضا ، صنعت ذوب آهن است زیرا: در مبدلها، هوا، و در حال حاضر به طور روزافزون اکسیژن، را بر روی فلز مذاب می دمند تا کربون بسوزد، اما اثر مستقیم اکسیژن بر فلز غیرقابل اجتناب است و مقدار بسیار زیادی Fe2O3 به وجود می آید که در محیط زیست پراکنده می شود.

4- سیلیکانها. هر یک از ما با عبور از نزدیکی یک کارخانه سیمان می تواند ملاحظه کند که چشم انداز حول و حوش آن رنگهای زیبای خود را از دست داده و با غبار سفیدی پوشیده شده است؛ سقف منازل، درختان، زمین، همگی در قشر کمابیش ضخیم گرد و غبار سیمان که از کوره خارج شده فرو رفته اند. با مشاهده چنین نمود واضحی از یک ألودگی موضعی، نباید فراموش کرد که این فقط مربوط به ذرات سنگینتری است که قابلیت نشت دارند و بخش دیگری از ذرات که نمی توان از أنها صرف نظر کرد با ابعادی کوچکترند که به مناطق کمابیش دور کشانده می شوند. این امر خود دلیل اصلی حضور سیلیکاتها در فضاست و دلیل دیگر انتشار أنها وسایل سنگ شکن ابتدای است که در نزدیکی معادن سنگ مشغول به کارند.

بوها :

در خاتمه باید انتشار مواد بد بو را ، که ماهیتشان اغلب اوقا ت ناشناخته است ، ذکر کرد. این مواد برای اشخاصی که در معرض آنها قرار دارندگاه ، اگر واقعاً مضرنباشد ،عذاب غیر قابل تحملی خواهد بو ددر محلها ی تخلیه عمومی زباله ، فرایندهای میکروبی اتفاق می افتد و در آنجا گرمای آزاد شده از پدیدهای اکسایش خود به خودی مواد آلی ممکن است موجب آتش سوزی بی دلیل شود . این عمل همیشه با پیرولیز (آتشکافت ) گسترده همراه است که غالباً‌ منبع غیر قابل تحمل بوهای بد است . برخی از صنایع نیز به خاطر هوای نامطبوعی که در محیط پیرامونشا ن به وجود می آورند شهرت دارند ، از آن جمله کارخانه هایی که با استخوان و باقیمانده های کشتار گاهها کار می کنند، صنایع بسته بندی مواد گوشتی ،دباغیها ، کاغذ سازیها ، و غیره .

تمام آنچه که برشمرده شد ، نمودی از آلودگی هواست : آلودگی ، هم ازنظر تنوع آلاینده ها

و هم به علت عظمت وزنی مواد نشر یافته درکل دنیا ، مشخص می شود و محاسبه آن بسیار دشوار است .

اثر کلی آلاینده های جوی بر اعضای مختلف و عملکرد بدن انسان ؛

در مطالبی که در پی خواهد آمد ، ظواهر کلی اثرات آلاینده های فضایی را – بدون آنکه در میزان سهم و مسئولیت هر یک تمایزی قائل شویم – مورد بررسی قرار خواهیم داد .

1- تأثیر روی نایژه های و ریه ها :

نظر به حساسیت دستگاه ریوی – تنفسی در برابرزیان آلاینده های جوی ،‌ طبیعتاً‌ مطالعات انجام شده در مدتی بیش از پانزده سال در کشورهایی که آلودگی هوا در آنها به صورت مسئله نگران کننده در آمده ، معطوف به همین موضوع مهم بوده است .

به طورکلی می توان گفت که آلودگی متداول جو که دارای عیار متوسطی از آلاینده هاست برای انسان سالم جای ترس ندارد برعکس، اشخاصی که آمادگی قبلی داشته وبه بیماریهای

مختلف ریوی – تنفسی مبتلا شده باشند ، حق دارند که ازآن بیمناک باشند ازمیان این بیماران

بایستی بویژه دسته ای را مورد بررسی قرارداد که به برونشیت مزمن و نارسایی انسدادی تنفسی مبتلا بوده اند .

ابتدا به تعریف برونشیت مزمن می پردازیم از میان ظواهر مختلف این بیماری می توان با استفاده از نظریات فرئور[1]وکودری[2] ،موارد زیر را تمیز داد .

- برونشیت های مزمن شدید به تمام بیماریهایی گفته می شود که با سرفه خلط دار یا بدون خلط مشخص می شود : این عارضه در طی سه سال و در بخش عمده ای از هر سال به طور روزانه در ساعات معینی از روز همراه است ؛

- برونشیت حاد عود کننده به برونشیت های سختی اطلاق می شود که بیش از سه هفته به طول می انجامد و هرساله ظاهر می شود این عنوان هنگامی به بیماری اطلاق می شود که سه سال پیاپی تکرار شود ؛

- برونشیت های مزمن خفیف بیماریهایی هستند که با سرفه های صبحگاهی یا عوارض نزدیک به آنچه که برای برونشیت شدید گفته شد مشخص می شوند و مدت عارضه آنها کمتر از سه سال است .

علائم مشهود برونشیت عبارت است از ؛ سرفه های خشک گاه و بیگاه که بسرعت با خلط کما بیش زیاد همراه می شود ؛ این خلط در ابتدا روشن است، سپس چرگ آلوده می نماید همراه با آن ، ناراحتی تنفسی به وجود می آید که در ابتدا گهگاه بوده و در هنگام تلاش کردن رخ می دهد ، سپس بتدریج افزایش می یابد به طوری که باعث کاهش نیروی کاری می شود یا کارگر را مجبور می سازد شغل خود را عوض کند با توجه به این چهار چوب اختلاف مزمن ، حوادث وخیمی نیز افزوده می شود که عبارتند از ناراحتی تنفسی شدید به طوری که بیمار مجبور به ترک تمامی فعالیتها می شود ، ناراحتی ناشی از عفونت شدید مجاری تنفسی که با تب و چرک آلودگی خلط مشخص می شود و بیمار را مجبور به بستری شدن و مداوا با آنتی بیوتیک می سازد در این حالت گاهی بستری شد ن در بیمارستان اجباری است بنا بر برآورد انگلیسیها ، حداقل 10در صد مرگ و میر کلی ناشی از برونشیت مزمن است از مدتها پیش ، پزشکان خاطر نشان ساخته اند که برونشیت مزمن با دخانیات و بویژه سیگار ارتباط مستقیم دارد نویسندگان انگلیسی موفق شده اند نقش آلاینده های جو را در دخالت حال مبتلایان به برونشیت مزمن ثابت کنند احتمالاً‌ نتیجه بدی کیفیت هوای استنشاق شده در مورد مبتلایان به تنگی نقس (آسم ) و ورم شش ( آمفیزم ) بسیار بارزتر است .

بیماران نارسایی انسدادی تنفسی با ناراحتی دراز مدت عمل تنفس مشخص می شود این ناراحتی به علت آن است که عمل نفوذ هوا در شبکه درخت تنفسی با یک افزایش مقاومتی مواجه می شود این عارضه نشانه یک بیماری خاص نیست ، بلکه همیشه در مواردی که آلودگی فضا تنها عامل ایجاد ناراحتی باشد مشاهده شده است ، از جمله نزد کارگرانی که در تونلهای جاده سازی کار می کنند یا ساکنان شهری بسیاز آلوده در غرب پنسیلوانیا البته در مقام مقایسه با ساکنان شهری بسیار آلودگی کمتری است .

اشخاص مبتلا به تنگی نفس و ورم شش در دوره های بروز یک آلودگی کما بیش شدید به مشکل تنفسی دشوارتری دچار می شوند علاوه برآن ،آلودگی ممکن است مربوط به انتشار مواد خاص صنعتی باشد در همین رابطه در شهر مارسی ، در میان کارگرانی که با دانه های کوچک سروکار دارند بحرانی ناشی از تنگی نفس مشاهده شد نباید فراموش کرد که بخش وسیعی زا افراد جامعه به این بیماری مبتلا هستند ، یعنی 3 تا 5 درصد افراد مذکور به تنگی نفس دچارند که به علت آلودگی هوا و خیمتر می شود و در نتیجه مجبور به ترک محل زندگی خود می شوند که روندی فزاینده پیدا می کند نتیجه این عمل نه تنها بردوش افراد خانواده ،بلکه برکل جامعه سنگینی می کند .

وقتی از اثرات آلودگی هوا برریه و نایژه ها صحبت می شود ، نباید مسئله مهم سرطانهای ریوی – تنفسی را فراموش کرد که از سال 1952 تا کنون ، موضوع پژوهشهای قابل ملاحظه ای قرار گرفته است به طور کلی ،‌تعداد سرطانهای نایژه ریوی – تنفسی به طور ثابتی در حال افزایش است در کشور فرانسه ، گزارشهای مرگ و میر روشن کننده این اوضاع است . تعداد فوتهای ناشی از سرطان ریوی – تنفسی تا کنون به ترتیب زیر گزارش شده است : 3316 مورد در سال 1943، 3638 مورد در سال 1950 ، 5516 مورد در سال 1955 ،‌7442 مورد در سال 1960 ، 9144 مورد در سال 1963 . این یک افزایش واقعی است و مستقل از طول دوره زندگی ، سهولت و تکامل روشهای تشخیص بیماری ‌،تزاید روشهای پیگیری ، توجه هر چه بیشتر مجموعه افراد به سلامتی خویش است . به طور خلاصه ، دخانیات سهم بزرگی دراین افزایش آماری دارد ، ‌اما مسئله مهم این است که بدانیم آلودگی هوا نیز مسئول بخشی از آن است . در توجیه این فرضیه شواهدی چند وجود دارد :

- نرخ مرگ و میراز سرطان ریوی – تنفسی در مناطق شهری حدوداً‌ دو برابر بیشتر از مناطق روستایی است ؛

- نرخ مرگ و میر از سرطان ریوی – تنفسی در شهرها بسیار سریعتر از دهکده ها افزایش پیدا می کند ؛

- بین نرخهای استانده سرطانهای مجاری نایژه و چکالی آلودگی رابطه ای وجود دارد ؛

- بالاخره و بویژه ، بررسیهای جدید در رابطه با سرایت امراض نشان داده نزد کسانی که در طول زندگی خویش از هوایی استنشاق می کنند که دارای یک میلی گرم بر متر مکعب ئیدروکربورهای چند حلقه ای ( که به عنوان معرف بر حسب بنزو a پیرن بیان می شوند) است، می توان انتظار داشت که نرخ سرطان به میزان 28% درصد افزایش نشان دهد .

جای شک و تردیدی وجود ندارد که در هوای شهرها به طور دائم اجسامی معلقند که اثر سرطانزایی آنها از طریق تجربیات علمی در آزمایشگا هها به ثبوت رسیده است آیا این اجسام تنها مسئولان ایجاد غده های بدخیم و افزایش تعداد آنها هستند ؟

2- تأثیر بردستگاه قلب – عروق و خون :

در حالی که مطمئناً‌ زیاده روی در مصرف سیگار مسئول تعدد بیماریهای رگهای شریانهای تاجی یعنی بیماریهایی است که می توان تأثیر آنها را خواه با تشنجهای ساده ،‌خواه با انسداد کامل یا انحناک 1 که موجب سکته های ناشی از ورم عضله میاندل می شود توجیه کرد ، هنوز اطمینان کاملی وجود ندارد که زندگی روزانه در فضایی که دارای آلودگی دائمی است بتواند باعث تأثیراتی از همین قبیل وحتی با شدت کمتری بشود با وجود این، نارساییهای انسداد تنفسی ، که قبلا به آن اشاره شد و در دوره های بروز آلودگیهای شدید بسیار فزاینده است ، می تواند به صورت یک خستگی اضافی عضله قلب ظاهر شود.این خستگی اضافی ممکن است در افرادی که فبلا به آن مبتلا بوده اند اختلالات وخیمی ایجاد کند آنچه در مورد خون باید گفته شود این است که به علت تنفس در یک هوای آلوده به مونوکسید کربون ، ترکیب آن تغییر می کند .

3- تأثیر بر روی استخوانبندی بدن :

پدیده ای در نزد کودکان چکوسلواکی مشاهده شده که مورد توجه بسیار قرارگرفته است ؛ بررسی نشان داده که رشد قدی و وزنی کودکانی که درمناطق آلوده بزرگ شده اند ، دستخوش تأخیر عمده بوده است مشاهدات مشابهی نیز قبلا در پیتسبورگ و پنسیلوانیا توسط پزشکان امریکایی متخصص اطفال به عمل آمده است از مچ دست کودکان همسن در نواحی آلوده و غیر آلوده عکسبرداری منظمی به عمل آمد از نتایج حاصله معلوم شد که دراستخوان سازی اطفال مناطق آلوده ،‌تأخیری حدود یک سال وجود دارد .

4-ثیر برروی سیستم عصبی و عضلات ؛

درنتیجه آلودگی اغلب حالت خستگی ظاهر می شود این مسئله ،که حالت فیزیکی خوب کودکان بعد از ورود آنها به شهرها مدت زیادی به طول نمی انجامد ، امری آشکار و همگانی است. این خستگی بسیار زیاد کودکان شهری ، حتی قبل از آنکه کار تحصیلی آنها شدت کافی یابد و توجیهی برای این خستگی باشد ، کاملا واضح است. این پدیده توسط تجربیاتی که روی حیوانات در آزمایشگاهها انجام شده مورد تأیید قرار گرفته است آن دسته از حیواناتی که در معرض هوای آلوده قرار دارند ، سریعتر از حیواناتی خسته می شوند که هوای پاک استنشاق می کنند این خستگی می تواند به 20 تا 30 درصد کارایی عادی عضلانی برسد آیا این مسئله ناشی از کمبود عمل اکسیژن رسانی است یا نتیجه تأثیر برروی سیستم عصبی مرکزی یا محیطی است ؟ این مشکل هنوز زیاد روشن نشده است ، اما بدون شک آلودگی هوا یک خستگی فزاینده پدید می آورد .

تأثیر روی حیوانات ؛

1- تأثیر روی حیوانات اهلی ؛

حیوانات نیز از خطرات آلودگی هوا جان سالم به در نمی برند بیماری و مرگی و میر آنها قابل چشمپوشی نیست و موجب زیانهای اقتصادی می شود این خسارات در هنگام برخی از وقایع قابل توجه است . در بررسی حادثه دونوا در سال 1948، برای اولین بار داده های دقیقی از خسارات وارده برحیوانات به دست آمد این اطلاعات توسط پرستارها و دامپزشکان مأمور بررسی حادثه – که از طرف مقامات محلی تعیین شده بودند – جمع آوری شد این بررسیها در سال 1952، یعنی هنگام دوره مه منطقه لندن ، مجدداً‌ در دست اقدام قرار گرفت .

حیوانات بزرگ مزارع مانند اسبها ، گاوها ، گوسفندان ، وخوکها از مهدود دونورا صدمه نسبتاً‌ کمتری دیده اند و ظاهراً‌ موردی از مرگ و میر در آنهامشاهده نشده است در مقابل ،‌عده کثیری از زارعان پیدا شدن حالت سرفه را درگاوهای خود متذکر شده اند و حتی در مزرعه ای پنچ مورد ذات الریه دربین گوساله ها نیز گزارش شده است .

وقایع گزارش شده از لندن شدیدتر بوده است. تعدادی از گاوها که نسبت به آلودگی نزدیکتربودند ، شدیداً‌بیمار شدند پنج رأس بلافاصله مردند و حداقل یازده رأس سربریده شدند – چهل رأس به پدید ه های تنفسی و خیم دچار آمدند همین وضعیت در پوزاریکا به وقوع پیوست در اینجا گاوها و کلیه حیوانات مرغدانی و نیز پرنگانی مانند قناری شدیداً‌ صدمه دیدند در هر دو حادثه ، گوگرد عامل حادثه بوده است ، زیرا آلاینده درجه اول را انیدرید سولفورو تشکیل می داد و آلاینده درجه دوم را ئیدروژن سولفوره .

دردو نورا حیوانات تیره سگها بیش از همه صدمه دیدند ، ظاهراً این تیره نسبت به تحریک کننده های ریوی- تنفسی بسیار حساسند ؛ 5/15 درصد آنها علائم واضحی از ناراحتی تنفسی به وجود آمد برخی دیگر علاوه بر آن از ناراحتیهای شدید گوارشی دررنج بوده اند.

کلیه این حوادث ، مشاهدات انجام گرفته در آسیب شناسی انسانی را مورد تأیید قرار می دهد در حین مشاهدات ، بیماران اساساً‌ از ناراحتیهای تنفسی – قلبی و گوارشی شکایت داشتند .

2- تأثیر روی حیوانات وحشی ؛

قبل از آنکه اثرات برخی از آلاینده های خاص را که عموماً‌ به طور موضعی عمل می کنند مورد مطالعه قراردهیم ، بهتر است برخی از واقعیات را متذکر شویم همزمان با احداث کارخانه در منطقه ای که قبلاً‌ فاقد آن بوده است ، برخی از انواع حشرات از راسته پولک بالان1 شدیداً‌ مورد آسیب قرار گرفتند این امر درمورد پروانه درخت قان- که نوع تیره آن نادر است – اتفاق افتاد بعد از احداث کارخانه ، این نوع شدیداً‌ افزایش یافت .

برعکس ،‌مرگ ومیر گروهی بسیار زیاد از زنبورهای عسل در حوالی کارخانه های آلومینیوم گزارش شده است علاوه برآن ، در همان منطقه ، حشرات دیگری مانند قاب بالان2 درحال نابودی هستند که این امرخود موجب کمیاب شدن حیوانات حشره خوار می شود بالاخره ، تحقیقات انجام شده ثابت کرده است که در مناطق پرورش کرم ابریشم ، این حشرات نیز در حال از بین رفتن هستند انجمنهای شکار اخیراً‌ توجه خودرامعطوف به حوادثی کرده اند که آلودگی هوا بربرخی از اجناس حیوانات وحشی مانند آهوها ، گوزنها ، و خرگوشها وارد ساخته است .

به نظر می رسد که سازو. کارازدو طریق صورت می گیرد؛ تعدادی از حیوانات تحت تأثیرتهاجم مستقیم ،‌مثلا استنشاق محصولات سمی ، قرار می گیرند ، درحالی که حیوانات دیگر ، برعکس ،‌از طریق جذب گیاهانی که به آلاینده های مختلف آغشته شده اند تحت تأثیر واقع می شوند جز آسیبها یا اثرات واقعی آسیبی ، حیوانات ممکن است در باروری و تولید مثل نیز دچار آسیبها یی بشوند. این مشاهدات که می تواند شدت کمتری نسبت به صدمات ریوی – تنفسی داشته باشد ، حداقل خسارات شدیدی به مناطق پرورش آنها وارد نمی سازد.

3- تأثیرات بعضی آلاینده های ویژه

1- مشتقات فلوئور ؛

اهمیت آلاینده های فلوئوردار قبلا ذکر شده است . این آلودگی مسبب نوعی بیماری است که در دنیای کشاورزی و دامداری بخوبی شناخته شده است این بیماری فلوئوراک است که آثار صدمات بسیار مشخص آن در دندانها و استخوانها بروز می کند با این حال ، قبل از ظهور صدمات ، زمان خاصی برای آغشتگی لازم است این امردارای اهمیت است ، زیرا می توان میزان خسارات ناشی از آلاینده فلوئوردار را تخمین زد فساد دندانها با پیدایش لکه هایی برسطح مینای دندان ظاهر می شود سپس دندانها سوراخ می شوند و درد می گیرند به طوری که مانع جویدن غذا می شوند ؛ صدمات استخوانی در مرحله اول با افزایش چگالی اش که ناشی از تثبیت فلوئورو رکلسیوم است مشخص می شود و در مرحله دوم همراه با تغییر شکلهای گاه بسیار مهم است براین صدمات اصلی باید ضایعات قسمتهای سخت خارج بدن ، یافتهای ملتحمه ، و سوء هاضمه را نیز افزود بالاخره ،‌پس از مدتی ، به علت بیمیلی نسبت به غذا و ناراحتی گوارشی ، لاغری شدیدی بروز می نماید درلاشه های حیوانات مبتلا ، بسهولت می توان صدمات ناشی از اختلالات دندانی ، استخوانی ‌و پوستی را ملاحظه کرد علاوه بر آن ، آزمایشهای میکروسکوپی نشان داده که این صدمات همواره با ضایعات غدد فوق کلیوی ،‌ کلیه ، و لوله های گورشی همراهند .

سازوکار مسمومیت از گیاهان و علوفه آغشته به فلوئور بدقت مورد مطالعه قرارگرفته و تدابیری برای جلوگیری از بیماریهای اتخاذ شده است .

با این حال ،‌به نظرنمی رسد که هیچ یک از آنها برای مبارزه با مسئله ای تا این حد خطیر کاملا سازگار باشد باید خطرنشان ساخت که برای کرم ابریشم وزنبور عسل نیز عارضه فلوئوراک و جود دارد .

2-آلاینده های گوناگون:

آلاینده های دیگر نیز به همین نحو بر حیوانات تأثیرات خاصی دارند مولیبدن ایجاد کم خونی و ضایعات استخوانی می کند ؛ سلینوم ، اسید ارسنیو، وتترا اتیل سرب می توانند موجب ظهورعلائم مسمومیتی بشوند که اساساً گوارشی است ؛ بنزوپیرن می تواند از طریق آزمایش باعث ایجاد غده بشود خاکستر و غبار سیمان موجب آشفتگیهای گوارشی می شوند دوده قادر است تا بافت ششها را زغالاک ( مانند زغال تیره ) کند و آنها را به گرد و غبار دوده بیا لاید بالاخره ، حشره کشها که اغلب در مصرف آن زیاده روی می شود ، حوادثی را بویژه در نزد پرندگان موجب می شوند.

ثمر بخشی درختان در تقلیل میزان سرب

از دیگر تاثیرات درختان کاهش آلودگی سرب است تاثیر پالایشی درختان در آلودگی ناشی از سرب بوسیله محققین زیادی تائید شده است و در این مورد منابع کافی نیز وجود دارد و تردیدی در این مورد دیگر نیست.

سرب بطور طبیعی و به میزان اندک در محیط یافت می شود ولی آنچه که از نظر جهانی اهمیت دارد گردش و جابجائی این فلز توسط انسان می باشد. تولید جهانی سرب تصفیه شده در سال 1979 رقمی بالغ بر 106/5/5 تن بوده است که 50% آن در نتیجه استفاده مجدد از تولیدات سربی بوده است. میزان سرب وارده به آتمسفر بطور طبیعی سالیانه 25000 تن و از طریق فعالیتهای انسان 450000 تن بوده است که قسمت اعظم آن از احتراق مواد سوخت حاصل می شود. تماس انسان با سرب از طریق هوا غدا و آب می باشد‏، غلظت سرب در فضای شهرها و در نتیجه خروج آن از وسائل نقلیه (90% ورود سرب به هوا) و فعالیتهای صنایع در حال افزایش است.

رسوب سرب در بدن انسان چه از طریق تنفسی و چه از راه دستگاه گوارش باعث مسمومیت کم خونی، اختلالات تنفسی و اختلالات عصبی می گردد. در فضای آلوده شهرها کودکان بیشتر از بزرگسالان در معرض آلودگی های ناشی از سرب قرار دارند. سرب عنصری ضروری برای رشد گیاهان بشمار نمی رود ولی گیاهان با جذب آن کمک موثری به کاهش آلودگی هوا می کنند. همه انواع گیاهی قادر به جذب سرب می باشند بهمین دلیل غیر از درختان غیر مثمر همه گیاهانی که مورد تغذیه دام و انسان می باشند در معرض این آلودگی قرار دارند. درختان از طریق شاخه و برگ و مخصوصا ریشه سرب را جذب می کنند. بهترین نمونه گیاهی برای اثبات جذب سرب از طریق برگ خزه ها می باشد. جذب سرب بوسیله اندامهای هوائی مورد تایید همگان نمی باشد ولی جذب سرب توسط ریشه گیاهان امری اثبات شده است.

عوامل موثر در جذب سرب از طریق ریشه از خاک عبارتند از ظرفیت تبادل کاتیونی خاک مقدار فسفات موجود در خاک کود، مواد آلی موجود در خاک- سن گیاه نوع گیاه، تغیرات محیط وجود سایر فلزات سنگین وجود فسفر، بالا بودن اسیدیته خاک و افزایش مواد آلی خاک بالا بودن ظرفیت تبادل کاتیونی خاک جذب سرب را کاهش می دهد.

افزایش سرب در گیاهان بستگی به سطح خارجی آنها دارد و بهمین دلیل میزان سرب جذب شده توسط درختان بیش از سایر گیاهان می باشد. سطح برگها نیز در نگهداری سرب موثر هستند. برگهای زبر و خشن تا 7 برابر سرب بیشتری را نسبت به برگهای صاف نگهداری می کنند چون در اثر وزش باد یا شستشوی باران سرب کمتری را از دست می دهند. برگهای پهن از سطح بیشتری برای تجمع و جذب سرب در مقایسه با برگهای سوزنی، برخوردارند.

اثر درختان روی سایر عوامل آلاینده

اثر درختان در کاهش آلودگی فقط زمانی موثر است که در وسعت کافی وجود داشته باشند. مواد آلاینده خروجی از کارخانجات برای اینکه اثرات ناگواری در منطقه نگذارند باید بوسیله فضای سبز محصور شوند. برآوردها نشان داده است که فضای سبز بعرض 500 متر قادر است 70 درصد از گاز SO2 و 67 درصد از اکسید نیتریک را کاهش دهند(kaluzhnyi et.al)

به هیمن دلیل باید برای پالایش هوا در برابر هر نوع ماده آلاینده ای درخت مناسب و موثر را بکار برد.

آلودگی هوا بوسیله ایروسل ها

آلودگی حاصل از گرد و غبار، وضعیت ترمودینامیک اتمسفر را بهم زده و به همراه آن تغییرات بسیار نامطلوبی را در اقلیم و سایر شرایط طبیعی می گذارد. گرد و غبار بدلائل زیر باعث تغییر گرمای آب و هوا می شود.

1- گردو غبار با جذب اشعه هائی با طول موج کوتاه باعث گرم شدن مستقیم هوا می شود.

2- گرد وغبار تشعشع امواج با طول بلند را به تاخیر می اندازد.

3- در طبقات پایین اتمسفر باعث آمیختگی و تلاطم هوا می شود.

از طرف دیگر هر گونه افزایش تراکم و گرد و غبار از حد معینی در اتمسفر مانند پرده ای جلو اشعه خورشید را گرفته و باعث می شود که اشعه خورشید کمتر بزمین برسد و در نتیجه سبب سرد شدن آب و هوا در طبقات پایین می گردد.

ایروسلهای گرد و غبار در اثر نشست روی سطح یخچالها قدرت انعکاسی نور آنها را تقلیل داده و در نتیجه سبب تسریع ذوب آنها گشته و بدین ترتیب ذخائر یخچالی را تدریجا تخریب می کند. آلودگی هوا اثر بسیار نامطلوبی بر روی پوشش گیاهی میزان تولید کشاورزی توسعه صنعتی بویژه در صنایع خاصی مانند صنایع اجسام نیمه هادی صنایع اپتیک و فتوشیمیائی و نظیر آن دارد.

نقش آلودگی هوا در سلامتی و تندرستی انسان فوق العاده تعیین کننده است با توجه به اینکه بسیاری از این مواد آلوده کننده سرطان زا نیز هستند. چاره اندیشی در این مورد از اهیمت خاصی برخوردار است. یادآوری این نکته نیز ضروری است که انسان بطور متوسط در هر روز یک کیلوگرم غذا دو لیتر آب و 25 کیلوگرم هوا مصرف می کند. انتخاب غذا و آب بستگی به کیفیت و طعم آن دارد و انسان در انتخاب آنها کاملا آزاد است ولی هوا قابل انتخاب نیست و انسان اختیاری در انتخاب آن جهت استفاده ندارد. متاسفانه تحقیقات جامع و مشروحی تاکنون در زمینه اثر تدریجی و سیستماتیک گرد و غبار اتمسفر و ترکیبات شیمیائی آن در سطح جهانی بر روی سلامتی انسان انجام نگرفته است و جز در موارد استثنائی و معدود نظیر اثر آلودگی در ایجاد بیماریهائی مانند امراض ریوی ناشی از استنشاق ذرات معدنی یا فلزی مواد سمی فرار و بعضی دیگر از این قبیل اطلاعات دیگری دردست نیست.

اثر درختان در کاهش آلودگیهای گازی شکل هوا

گازهای آلاینده های شیمیائی هوا محسوب می شوند. قادر هستند که بدرختان آسیب جدی وارد نمایند. نتایج حاصل از بررسی ها کاملا این موضوع را تائید می کنند و در این مورد منابع زیادی وجود دارد.

بعضی نیز معتقدند که هنوز جهت اظهار نظر در مورد اثرات پالایشی درختان در ارتباط با گازها بایستی هنوز تحقیقات بیشتری انجام دادweidensaul 1973.. مقایسه پالایشی درختان پهن برگ و سوزنی برگان هنوز بوضوح روشن نیست.

برخی دیگر از اظهار نظرها به قرار زیر می باشد:

ظرفیت پالایشی درختان محدود است واین محدودیت برای درختان و برای گازها مختلف نیز متفاوت می باشد. مهمتین تاثیر پالایشی درختان در ارتباط با حفاظت از دوده است fleming1962..

تاثیر فضای سبز در جلوگیری از انتشار مواد آلاینده نیز طی بررسیهائی کاملا تایید شده اند. Belot,caput1973.

تاثیر فضای سبز در جلوگیری از پخش مواد آلاینده به میزان زیادی بستگی به نوع گیاهان دارد. اثر فضای سبز تنک و ردیفی محدود به تغییر و انحراف مسیر جریان هواست. فضای سبز متراکم مانند اراضی پردرخت ضمن پالایش هوا گازها وذرات آلوده کننده هوا را در شاخ و برگ خود جمع می کند. به همین جهت ترکیبی از اشکال مختلف فضای سبز به همراه تغییر دادن توپوگرافی منطقه می تواند ثمر بخشی بیشتری در کاهش سرعت و میزان باد داشته باشد واز انتشار آلودگی جلوگیری به عمل آورد.

بطور کلی درختان در برگرداندن هوای آلوده به هوای طبیعی نقش بسیار مهمی دارند. 25 مترمربع از سطح برگهای گیاهی در یک روز روشن می توانند اکسیژنی بیش از اکسیژن مورد نیاز یک انسان را در همان زمان تولید کنند(در مرکز شهر یک انسان نیازمند مقدار اکسیژن بیشتری است) و مساحتی برابر 40-30 متر مربع از سطح برگ نیاز دارد. اعم از درخت یا درخچه و یا گیاهان علفی.

درختان در تقلیل میزان ازون هوا نیز موثر می باشند یک توده هوای آلوده که حاوی 150 p.p.b ازون باشد وقتی از بالای یک جنگل به ارتفاع 15 متر بمدت یکساعت قرار گیرد. در اثر پالایش هوا میزان ازون در پایین جنگل به 90-60 p.p.b کاهش پیدا می کند. اگر چنانچه 8 ساعت در بالای جنگل قرار گیرد ازون هوای پالایش یافته در کف جنگل به 30p.p.b تقلیل پیدا می کند. درختان بلند قادر به پالایش بیشتری هستند ضمنا درختانی که برگهای آنها حاوی روزنه های بیشتری است در پالایش ازون موثرتر هستند. Paul E.waggoner1970.

حداقل نسبت هوای آلوده قابل استفاده برای انسان برابر یک واحد هوای آلوده در 3000 واحد هوای نسبتا پاکیزه است در بسیاری از شاهراهها این نسبت حتی تا یک واحد به 1000 واحد تقلیل پیدا می کند. برای جبران این آلودگی فضای سبزی به عرض 5/1 مایل در دو طرف شاهراه ضروریست تا تعادل هوا را مجددا برقرار کند.

فضای سبز از طرق مختلف به پالایش هوا کمک می کند. حتی از طریق رقیق کردن (dilution) یعنی مخلوط کردن هوای تازه و پاک با هوای آلوده، میزان آلودگی را قابل تحمل می نماید. وقتی هوای غنی شده از اکسیژن در اطراف و زیر درختان جریان پیدا می کند با هوای آلوده مخلوط می شود و یا برعکس با جریان یافتن هوای آلوده به اطراف درختان هوای غنی شده از اکسیژن با هوای آلوده مخلوط می شود. گیاهان از طریق شستشوی هوا نیز آنرا پاک و تلطیف می کنند.

دراثر تبخیر گیاهان مقدار قابل توجهی آب حاصل می شود به عنوان نمونه یک درخت راش در یک منطقه باز در تابستان 100-75 گالون در روز آب از دست می دهد. یک باغ میوه رسیده در یک اکر در روز 600 تن آب تبخیر می کند. آب تبخیر شده وسیعا وارد هوا شده و به پالایش هوا در مورد بعضی از آلاینده ها کمک می کند. درختان با ایجاد رایحه و خنثی کردن بخارات بدبو باعث تلطیف هوا شده و آنرا معطر می کنند و از طرف دیگر می توانند بسیاری از بخارات بدبوی هوا را مستقیما بمصرف برسانند.

استفاده از درختان بعنوان بیواندیکاتور

مطالعه و شناسائی آلودگیهای هوا و فرآیند راه یابی آنها از منابع نشر دهنده آلودگی بداخل اکوسیستم های خشکی یا آبی فقط از طریق مراقبت دائمی و نظارت پیوسته بر بار آلودگیها امکان پذیر است. کنترل و نظارت پیوسته زیست محیطی (پایش تغییرات زیست محیطی) یا مونیتورینگ به شیوه های مختلف صورت می گیرد در صورتیکه کنترل و نظارت پیوسته بربار آلودگی از طریق گیاهان یا جانوران بعنوان شاخصهای زنده یا بیواندیکاتورها انجام می گیرد در این صورت شیوه نظارت پیوسته بیومونیتورینگ نامیده می شود. درختان بعنوان بیواندیکاتور ابزار بسیار مفیدی برای مطالعه و شناسایی آلودگیها محسوب می شوند.

البته درختان تنها وسیله کنترل و نظارت پیوسته به حساب نمی آیند. طیف وسیعی از زیستمندان و بویژه پوشش گیاهی علفی هر یک در انواع خود در حال حاضر کاربرد وسیعی پیدا کرده اند. در این میان درختان نیز به سهم خود با توجه به برخی از ویژگیهای خود مورد استفاده قرار می گیرند. برای آشنایی با روشهای کنترل و نظارت پیوسته بر بار آلودگیهای هوا بر مبنای شاخص های زنده و نحوه فایده مندی گیاهان و بویژه درختان از نظر شناسایی آلودگی ها و شرایط انتخاب آنها بعنوان بیواندیکاتور مقاله ای از لوره اشتوبینگ lore steubing که در سال 1983 به هنگام برگزاری اولین کنگره ذخیره گاههای بیوسفر در مینسک در کشور اتحاد شوری ارائه شده به همراه پاره ای اطلاعات در باره سازو کار رسوبدهی ذرات بوسیله درختان و برخی از خصوصیات بیواندیکاتورها ارائه می شود.

روشهای کنترل و نظارت پیوسته بر بار

آلودگی های هوا بوسیله بیواندیکاتورها

خلاصه: فرایند راه یابی مواد آلاینده بداخل اکوسیستمهای آبی و خشکی از منابع نشر دهنده آلودگی از طریق گیاهان و جانواران بعنوان شاخصهای زنده کاملا قابل شناسایی است.

کنترل و نظارت پیوسته بر واکنشهای گیاهان در برابر مواد آلاینده برحسب اثر انها روی متابولیسم گیاهی یا تراکم و انباشت بیش از حد مواد آلاینده در اندامهای گیاهی می تواند از جمله عوامل شناسایی باشد. مواد آلاینده هوا روی گیاهان بدو صورت مستقیم و غیر مستقیم اثر می گذارند.

واکنشهای گیاهی در برابر آلاینده ها در سطوح مختلفی از اشکال زیسمندی انجام می گیرد. بدین ترتیب که ابتدا در سطوح سلولها سپس در سطح اندامهای خاص بعد روی تمام گیاهان و در نهایت در ا جتماع نباتی این واکنشها بروز می کنند.

اثر سمیت مواد روی گیاهان الزاما به این معنی نیست که آسیبهای وارد شده قابل رویت هستند. بهر صورت در اثر تداوم قرار گرفتن گیاهان در معرض آلوده کننده های هوا یا در اثر تراکم بیش از حد مواد آلاینده روی برگها بتدریج علائم آسیبها قابل رویت می شوند.

گیاهان بعنوان شاخصهای زنده می توانند جهت تعیین میزان مخاطرات جدی آلاینده ها برای عوامل حیاتی آژیرهای خطر مفیدی باشند. حتی از طریق گیاهان می توان میزان تراکم مواد آلاینده سمی را در زنجیره غذایی تعیین نمود. با این حال کاربرد گیاهان بعنوان شاخصهای زنده تا زمانی که کنترل و نظارت پیوسته بر مبنای روشهای استاندارد و همسانی صورت نگیرد‏، ارزشهای واقعی خود را کسب نخواهد کرد. همسان سازی شیوه ها و شرایط عملی مطالعات در نظارت پیوسته این امکان را بوجود می آورد که نتایج بدست آمده از بررسی ها چه در سطح ملی و چه در سطح جهانی کاملا قابل مقایسه با یکدیگر گردند.

پدیده های زیر ممکمن است بعنوان شواهدی برای تاثیر آلودگی هوا محسوب شوند:

- کاهش سوزنها در درختان سوزنی برگ

- کاهش رشد ریشه در اثر افزایش اسیدیته خاک بعلت آلودگی هوا

- مختل شدن زاد آوری و تجدید حیات در جنگلهای راش

- کاهش فعالیتهای میکروارگانیسمهای خاک در اثر ورود فلزات سنگین. از عمده موارد بررسی اثرات آلاینده ها اندزه گیری پارامترهای فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی نظیر موارد زیر است:

اندازه گیری فتوسنتز، تعریق، مقاومت روزنه ها، مقدار کلروفیل، ظرفیت دفاعی و مقابله گیاه فعالیتهای آنزیمی، فرایندهای متابولیکی در بیواندیکاتورها انتخاب شده به هنگام مشاهده تقلیل نیروی حیاتی آنها قبل از اینکه تبوان علائم سمیت آلاینده ها را مشاهده نمود. بررسی پارامتر یاد شده اخیر در شناسایی اثرات مواد خروجی رو ی گیاهان بسیار مهم می باشند. تجزیه شیمیایی مواد رسوب یافته در روی شاخ و برگ و همین طور پوست درختانی نظیر گوگرد، فلوراید، کادیوم، سرب، آرسنیک می تواند در شناسایی آلاینده هایی که روی اکوسیستم تاثیر می گذارند بسیار مفید باشد بویژه در اکوسیستمهای صنعتی، شهری و کشاورزی آلودگی هوا روی گیاهان محلی تاثیر زیاد برجای می گذارد.

با قرار دادن بیواندیکاتورهای مناسب در برابر آن دسته از مواد خروجی که ناشناخته هستند و از این نظر مشکوک بنظر می رسند می توان آنها را شناسایی کرد.

برخی از گونه های گیاهی طیف وسیعی از انواع آلاینده ها را جذبی می کنند و از این نظر برای تجزیه شیمایی بسیار مناسب هستند. این دسته از گیاهان به عنوان بیواکومولاتور می توانند مورد استفاده زیادی قرار گیرند. اشتوبینگ در این مورد فقط از گونه های گیاهی علفی نظیر lolim mutiforum,brassica oleracea var acephala نام برده است و از گونه های درختی نمونه ای ذکر نکرده است. برعکس این دسته از گیاهان گونه هایی نیز وجود دارند که در برابر آلاینده هایی نظیر دی اکسید گوگرد دچار آسیب مورفولوژیکی می گردند.

مکانیسم جذب و رسوب ذرات و خصوصیات بیواندیکاتورها

اجزا پوشش گیاهی در اکوسیستمهای جنگلی هر یک به نحوی در رسوبدهی مواد آلاینده هوا موثر هستند. بیشتر اطلاعات موجود در رابطه بامکانیسم رسوب ذرات بویژه ذراتی که قطر آنها بین 50-1 میکرومتر است بوسیله پژوهشگرانی نظیر چمبرلین و اینگلد از سال 1967 تا 1976 ارائه شده اند. ذرات هوا طی سه فرایند در سطح گیاهان رسوب می کنند:

1- فرونشستن ذرات در اثر نیروی ثقل: ذرات درشت هوا در اثر نیروی ثقل در سطح گیاهان رسوب می کنند و سرعت ته نشینی آنها به تراکم و شکل ذرات و برخی عوامل دیگر بستگی دارد.

2- قرار گرفتن ذرات در برابر جریانهای مخالف هوا: وقتی جریان هوا به مانعی برخورد کرده و تقسیم می شود. ذرات هوا در مسیر مستقیم آن به هنگام برخورد به مانع تجمع پیدا می کند. دمبرگها از نظر تجمع پذیری ذرات نسبت به سایر بخشهای گیاهان نظیر شاخه ها و پهنک برگها مستعدتر هستند. پرزها، مژکها و سطوح ناصاف در گیاهان از عوامل مهم جذب و رسوب ذرات بشمار می روند. برای رسوب و تجمع ذراتی به ابعاد 5-1 میکرومتر این فرایند موثر نیست.

3- رسوب در اثر بارندگی: در مورد ذراتی به قطر 30-20 میکرومتر بارندگی عامل موثری است ولی در مورد ذراتی با قطر 5 میکرومتر ریزش قطره ای آن عامل مهمی به شمار می رود.

با ادامه انباشت ذرات در روی سطح برگها ممکن است ذرات به طور موقتی یا تا مدتهای مدیدی روی آن باقی مانده و سپس انتقال یابند. چنانچه ذرات یا سطح برگها مرطوب و یا ناصاف باشد ذرات رسوب یافته معمولاً باقی می مانند. انواع ذرات هر یک به شکلی به سطح برگهای درختان منتقل می شوند. نمک پاشی جاده ذرات نمک را به سطح برگ درختان کنار جاده منتقل می کند، نمکهای دیگر نظیر سولفات، نمکهای فلوراید یا مولکولهای نیترات نیز می توانند از طریق رطوبت موجود در هوا نظیر شبنم به سطح برگها انتقال یابند. سرعت رسوب ذرات کوچکتر نظیر ایروسلها (قطر یک میکرومتر) کمتر از ذرات درشت نظیر اسپورها و پولن ها (40-20 میکرومتر) است. علاوه بر ذرات فوق، ذرات حاصل از فرایندهای مکانیکی نظیر فرسایش خاک (ذرات بزرگتر از 10 میکرومتر) نیز ممکن است در اتمسفر به مقادیر زیادی پراکنده و سپس به سطح برگها منتقل شوند. ذرات حاصل از احتراق سوخت ماشینها به ویژه در شاهراهها و جاده یا کانونهای صنعتی عامل مهمی در پراکندگی بخشی از فلزات سنگین پایدار نظیر سرب می باشد که به سطح برگها منتقل و در نهایت به خاک راه می یابند. بخشی از فلزات سنگین پایدار خاک در واقع از لاشبرگهای کف پوش جنگلها به آن انتقال می یابند. اندامهای گیاهی به ویژه در درختان به نحو مؤثری این فلزات سنگین را همراه با سایر ذرات آلاینده هوا در مناطق صنعتی، شهری و کنار جاده ها و شاهراهها جذب و رسوب می دهند. فلزات کمیابی نظیر فلزات سنگین که در اعمال فیزیولوژیک موجودات زنده اعم از گیاهی و یا جانوری مؤثر هستند (Trace metals) معمولا با ذرات آلاینده دیگری در هوا همراه بوده و توأماً جذب و رسوب پیدا می کنند.

اثر آلاینده های شیمیایی هوا روی گیاه

تاریخچه بررسی ها

دی اکسید گوگرد از جمله مواد آلاینده ای است که تأثیر آن بر روی گیاهان از مدتها قبل شناخته شده و نسبت به سایر مواد آلوده کننده دارای قدمت بیشتری است و در واقع می توان گفت قدیمترین عامل آلودگی شیمیایی شناخته شده است. هازل هوف ولیندو (Haselholf, lindau 1903) چندین دهه پیش اثر آن بر روی گیاهان طی آزمایشاتی شناسائی کردند. در بسیاری از بررسیهای انجام گرفته به وسیله محققین آلمانی خسارت ناشی از این ماده آلاینده در ارتباط با صنایع گزارش شده است. اثر گاز فلوراید حاصل از صنایع صنعتی از سال 1900 آشکار گردیده ولی تا سال 1940 که صنایع توسعه یافتند چندان مورد توجه واقع نشده بود. ازن از مهمترین ترکیبات اکسید کننده های شیمیایی است و روی گیاهان اثر بسیار سمی دارد. ریچاردس و همکارانش (Richards etal) در سال 1985 نشان دادند که یکی از آلاینده های شیمیایی هوا ترکیبات سمی اسماک بوه و تأثیر آن را روی برگهای انگور در کالیفرنیا شناسائی کردند. اولین گزارش خسارات ازن در سال 1944 از لس آنجلس گزارش شده است. پان در سال 1961 به وسیله استفنس (Stephens 1961) بررسی و اثرات آن بر روی گیاهان گزارش گردید. دی اکسید نیتروژن نسبت به بقیه آلاینده ها به دلیل این که در غلظتهای بالا فقط اثر می کند دارای اهمیت کمتری است. اتیلن 50 مرتبه بیش از سایر گازهای هیدروکربنی سمی تر است و در تشکیل اکسید کننده های فتوشیمیایی نیز نقش داشته و در شهرهای بزرگ در گازهای خروجی اتومبیل ها به تراکم قابل ملاحظه می رسد. سایر مواد آلاینده سمی شامل کلرین – فلزات سنگین – ایروسلهای اسیدی – آمونیاک – آفت کشها – و آلدییدها – اسید کلرئیدریک و سولفیدریک نیز قابل ذکر هستند. ذرات مختلف هوا به وسیله صنایع صنعتی نظیر کارخانه های سیمان در سطح وسیعی پخش می شوند. ولی مجموعا نسبت به مواد اصلی آلاینده ها از ا همیت کمتری برخوردار هستند. برآورد اقتصادی خسارات حاصل از مواد آلاینده هوا فوق العاده مشکل است. برآوردها از 500 میلیون دلار در مورد محصولات کشاورزی تجاوز می کنند. خسارات اقتصادی ، اکولوژیکی و یا زیبائی شناسی آلودگی هوا مجموعا قابل برآورد نیستند و فقط آن دسته از خسارات را در بر می گیرد که بر روی محصولات کشاورزی وارد آمده و قابل رؤیت بوده است. در سال 1965 خسارت اقتصادی مرئی آلاینده های شیمیایی از 135 میلیون دلار تجاوز نموده است و این به غیر از خسارات حاصل بر روی گیاهان زینتی است و اصولا هیچ یک از بر آوردها شامل کاهش رشد و محصول گیاهی نمی شود.

تأثیرات آلاینده ها بر روی ارزش زیبایی شناسی گیاهان زینتی مستعد نمودن گیاهان جهت امراض و بیماریها، کاهش قدرت تولید مثلی گیاهان هیچ وقت برآورد نمی شوند.

تأثیر بر روی ا کوسیستم محلی و بسیاری دیگر از این اثرات چنانچه قابل برآورد اقتصادی باشند ارزش سالیانه آنها بدون شک از یک بیلیون دلار نیز تجاوز می کند. دامنه وسیع اثرات آلاینده ها اهمیت آنها را تا حدودی نشان می دهند.

تحقیقات ا ولیه در بسیاری از کشورها در مورد مواد آلوده کننده از سال 1965 شروع و توسعه پیدا کرد. تحقیقات در کشورهای اروپای غربی و اروپای شرقی در زمینه اثرات آلاینده ها مدتهاست که گسترش پیدا کرده است. آلمان غربی در مورد دی اکسید گوگرد تحقیقات گسترده ای را به انجام رسانده است. ژاپن به دلیل مسائل زیست محیطی شهری تحقیقات گسترده در زمینه آلودگی هوای شهرها در ارتباط با صنایع دارد آمریکا آلودگی های شیمیایی در تمامی زمینه ها را بیش از سایر کشورها از نظر تحقیقی مورد توجه قرار داه است، اگر چه کمتر خود را ملزم و متعهد به رعایت اصولی می کند که میزان آلاینده های شیمیایی هوا را تقلیل می دهند. مثلا در کشورها صنعتی جهان با توجه به اثرات مخرب بارانهای اسیدی حاصل از دی اکسید گوگرد موافقت کردند که تا سال 1993 میزان تخلیه دی اکسید گوگرد را 30 درصد تقلیل دهند. شوروی و کانادا از این تصمیم پشتیبانی کردند. در حالیکه آمریکا و انگلستان از پذیرفتن این موافقتنامه خودداری کردند. ذکر این نکته ضروری است که کنترل دی اکسید گوگرد نیاز به صرف هزینه های زیادی است. با توجه به این موضوع خودداری کشورهای کاپیتالیستی از انجام تمهیداتی در جهت تقلیل آلاینده های شیمیایی هوا به دلیل داشتن بار مالی زیاد دور از انتظار نمی تواند باشد.

آلاینده های هوا:

آلودگی هوا بر روی گیاهان اثر بسیار مخربی دارد. هر چند فضای سبز و پوشش گیاهی از عوامل اصلی مقابله با آلودگیهای هوا محسوب می شود ولی چنانچه مقدار این آلودگیها در هوا افزایش یابد گیاهان نیز مصون از آسیب نمی مانند. تعداد مواد آلوده کننده های هوا به هزاران نوع می رسد. برخی از این مواد ممکن است بعد از وارد شدن به هوا با مواد دیگری ترکیب شده و آلاینده های جدید و حتی زیان آورتری را به وجود آورند. این مواد ثانویه که از نظر ترکیب شیمیایی خالص نمی باشند گاهی حتی به میزان بسیار کم از خود ماده اصلی مؤثرتر می باشند، و چون دارای ترکیب پیچیده ای می باشند ممکن است سمیت هر یک از اجزاء آنها به خوبی شناخته نشده باشد، قابلیت جابجائی و پخش مواد آلاینده هوا در محیط باعث می شود که آلودگی در سطح وسیعی توسعه پیدا بکند و به همین دلیل اغلب صدمات از مواد آلاینده در مناطق بسیار دورتر از محل رهایی آن قابل مشاهده است، این ویژگی شامل بسیاری از آلاینده ها می باشد. برخی از آلاینده ها حتی ممکن است صدها هزاران کیلومتر دورتر از محل تولید به وسیله باد حمل شده و اثر خود را روی منابع زیستی کشور دیگری بگذارد و خصلت جهان شمول آلاینده ها بخاطر اثرات برون مرزی آنها است. ویژگی انتقال دراز مدت و طولانی آلاینده های هوا (Rang transport of air bone pollutants long) ایجاب می کند که حل آنها در چهارچوب همکاریهای بین الملللی انجام گیرد. اثر مواد آلاینده هوا به ویژه آلاینده های شیمیایی در مناطق مختلف آب و هوائی یکسان نیست. اثر مواد آلاینده هوا بر روی گیاهان به دلیل قابلیت تجمع و پایداری آنها خود به خود به انسان که در رأس هرم غذایی قرار دارد، رسیده و به طور غیرمستقیم باعث تهدید زندگی انسان می شود. عمده ترین مواد آلاینده هوا در جدول طبقه بندی شده اند (Bernatzky 1978 , Rupp 1965). هوا مخلوطی از گازهای گوناگون است که به صورت لایه ای زمین را احاطه نموده است تعدادی از این گازها از نظر مقدار ثابت و بعضی دیگر مانند بخار آب متغیر هستند. نسبت عوامل نامتغیر هوا در جدول نشان داده شده اند.

وقتی از آلودگی هوا سخن می رود منظور بر هم خوردن نسبت معمولی اجزاء و عوامل تشکیل دهنده هوا است. بنابراین آلودگی عبارت است از رها شدن هر گونه ماده ای به اشکال مختلف:‌

مواد هتروژن اتمسفر	گروه
Pcl2, Zno	ذرات
So2, So3, SH2	ترکیبات گوگردی
NO, No2, No3	ترکیبات نیتروژن دار
Co, Co2, O3	ترکیبات اکسیژنه و اکسیدکننده ها
HF, Hcl	ترکیبات هالوژنه
آلدئیدها – هیدروکربورها	ترکیبات آلی
گازهای رادیواکتیو و ایروسل ها	مواد رادیواکتیو

ترکیب بر حسب وزن ppm	ترکیب بر حسب حجم ppm	مواد گازی
755100	780900	ازت
231500	209500	اکسیژن
12800	9300	آرگون
460	300	دی اکسید کربن
5/12	18	نئون
72/0	2/5	هلیوم
2/1	2/2	متان
9/2	1	کریپتون
5/1	1	اکسید نیترو
03/0	5/0	هیدروژن
36/0	08/0	گزنون

گاز، مایع و جامد به وسیله انسان در هوا به هر مقدار و یا به هر نحوی که توازن اجزا تشکیل دهنده اتمسفر را بر هم زند. وقتی مواد آلوده کننده وارد هوا می شود، همراه با ذرات به برگهای گیاهان چسبیده یا به وسیله مه یا بارانهای ملایم بر روی گیاهان رسوب می کند.

در هوای مرطوب ترکیبات شیمیایی همانند ماده حلالی عمل کرده و بافتهای برگهای گیاهان را از بین می برند. تأثیر آلودگیها روی گیاهان بیشتر بر روی تجربیات آزمایشگاهی بر روی گونه های مجزا صورت گرفته است. این تأثیرات یا به صورت قابل رؤیت و مرئی و یا نامرئی می باشند. اثرات مرئی از نظر مورفولوژیکی شامل تغییر رنگ رنگدانه ها، خشک شدن گیاهان که عمدتاً در اثر اختلال در نظم فیزیولوژیکی سلول های گیاهی به وجود می آید قابل شناسایی هستند. تأثیرات نامرئی آنهایی هستند که علائم قابل رویتی بر روی گیاهان به وجود نمی آورند ولی از نظر رشد و تغییرات فیزیولوژیک نارسائی های حاصل کاملاً مشهود است. هر دو آسیبهای قابل رؤیت و نامرئی در اثر تغییرات بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی در سیستم گیاه حاصل می شوند. بعضی از تأثیرات نامرئی ممکن است روی سیستم ژنتیکی یا روی باروری گیاهان اثر گذارد. تغییرات کومولاتیو در سیستمهای گیاهی در اثر آلودگی هوا ممکن است منجر به تغییراتی در جمعیت ها و اجتماعات گیاهی بشود. در حقیقت بعد از چندین سال ممکن است یک اکوسیستم قابلیت و توانائی خود را جهت ارائه گیاهان بلندتر از دست بدهد.

علائم قابل رؤیت

علائم آسیبهای قابل رؤیت به دو دسته تقسیم می شوند:

1- آسیبهای حاد

2- آسیبهای مزمن

آسیب ها و صدمات حاد معمولا منجر به مرگ سلول می شوند اگر چه در بخش کوچکی از یک گیاه اثر گذارده باشند. در نتیجه پاره شدن غشاء سلولی و از بین رفتن محتویات آن سلول گیاهی به تدریج می میرد. نمونه های گیاهی که دچار نکروز شده باشند در مراحل پیشرفته در برابر مواد آلاینده خصوصیات بسیار مشخص و قابل تشخیص از خود نشان می دهند. چنین ویژگی هائی خود دال بر وجود ماده سمی، در گیاه است. علائم آسیب های حاد در اثر قرار گرفتن گیاه در معرض مواد آلاینده به مدت کوتاهی خود را ظاهر می سازند. البته نسبت به غلظت ماده آلاینده این زمان متفاوت است ولی معمولاً در مدت 24 ساعت ظاهر می شوند.

آسیبهای مزمن ممکن است شدید و یا جزئی باشند، وقتی گیاهی مدت طولانی در معرض ماده آلاینده (گاز) در غلظت کم قرار گیرد علائم آسیب مزمن ظاهر می شود. علائم صدمات مزمن کلروز یا سایر تغییرات در رنگدانه ها است. آسیب مزمن ممکن است به صورت پیری زودرس برگها، توام با ریزش برگها و یا بدون ریزش برگ باشد.

صدمات مزمن در برابر ماده آلاینده فاقد خصوصیات ویژه می باشد. به همین دلیل ممکن است با علائم ناشی از بیماریهای انگلی،‌ آفات و یا عواملی نظیر کمبود مواد غذایی و یا سایر کمبودهای محیطی اشتباه شود. تکرار قرار دادن گیاه در معرض ماده آلاینده در مدتهای کوتاه بسته به غلظت ماده آلاینده و تغییرات فیزیولوژیک متفاوتی را در رابطه با صدمات مزمن به وجود می آورد. گاهی اوقات چنین عملی خود تولید صدمات حاد کوچک و افزاینده ای می کند که اشتباهاً به آسیب مزمن نسبت داده می شود. تأثیر گرد و غبار بر روی گیاهان (درختان و درختچه ها) کمتر از گازهای سمی است و صدمات کمتری را به طور نسبی وارد می کند ولی با این حال نمی توان از آسیبهای وارده از گردوغبار به کلی چشم پوشی نمود. ذرات هم مانند گازها از طریق نفوذ در روزنه های گیاهی و هم از طریق تماس مستقیم به گیاهان خسارت وارد می کند. چنانچه قطر ذرات کمتر از قطر روزنه های سطح برگها باشد ذرات به داخل آنها نفوذ کرده و باعث مسدود شدن روزنه های گیاهی می شود. رسوب بیش از حد گردوغبار بر روی برگهای گیاهان باعث ایجاد لایه ضخیمی از خاک بر سطح فوقانی برگها شده و این لایه از مقدار انرژی خورشیدی که به برگها می رسد کاسته و باعث پوسیدگی و از بین رفتن برگها می شود. گرد و غبار اثرات دیگری نیز در بر دارد و باعث تیره شدن و کدری هوا و کاهش شفافیت آن می شود و بعد از شسته شدن نیز وارد خاک شده و باعث اختلال در رشد طبیعی گیاه می شود، هر چند مجموعه اثرات زیان آور گرد و غبار قابل توجه است ولی در مورد میزان تأثیر و خسارات حاصله از آن هنوز قضاوت و برآورد دقیقی انجام نگرفته است.

هر چند برای تأثیرگذاری آلاینده های هوا به ویژه گازهای سمی شرایط متنوع و پیچیده ای قید می شود که گاه تفکیک این شرایط از یکدیگر بسیار دشوار است ولی نتیجه کلی همه مطالعات تأییدی است بر مؤثر بودن آنها و اینکه عموماً گازهای سمی مؤثر بر گیاهان از طریق روزنه های سطح برگها به بخشهای داخلی گیاهان وارد شده و با کاستن تبادلات گازی فتوسنتز گیاهان را مختل و کلروپلاستهای آنها را از بین می برد. هر یک از گازها برای آسیب رسانی به حد معینی از غلظت و زمان نیاز دارند. مقادیر ثابتی از گازهای اصلی (دی اکسید گوگرد، فلوراید،‌ اکسیدانها) حتی در غلظت های بسیار کم نیز باعث کاهش رشد گیاهان می شوند. به طوری که وضع رویشی درختان را تغییر داده و علائم آسیب مشابه و گاه متفاوتی را به وجود می آورند. به طور کلی تحت تأثیر آلودگی هوا رشد طولی درختان نیز به شدت کاهش پیدا می کند. تاج پوشش و حتی تنه درختان نیز از نظر ساختمانی به تدریج تغییر می کند. رشد طولی درختان در اثر موارد فوق بسیار شدیدتر از رشد قطری کاهش پیدا می کند. جدول تأثیر آلودگی هوا را بر روی کاجهای 70 ساله در خاکهای قابل قیاس نشان می دهد.

همان طور که از جدول پیداست آلودگی هوا باعث کاهش رشد بالقوه کاجها به میزان حداکثر یک سوم ارتفاع و یک دوم قطر برابر ارتفاع سینه و یک دهم مقدار چوب و یک چهارم ارزش چوب می گردد. ایجاد وقفه در رشد از سن 20 سالگی زمانی که درخت 5 متر ارتفاع پیدا می کند شروع می شود. مقایسه های همانند دیگری نیز در بسیاری از موارد انجام گرفته و تأثیر آلودگی بر میزان رشد گیاهان و به ویژه درختان بارها به تجزبه کشیده شده است.

نسبت کاهش	درخت آلوده b	درخت سالم a
	8/6 متر	7/19 متر	ارتفاع
	8/13 متر	27 سانتی متر	قطر برابر ارتفاع سینه b.h.d.
	38 متر	401 متر مکعب	مقدار چوب در هکتار
	1820 مارک	20050 مارک	ارزش چوب در هکتار

فلوراید صدها مرتبه از دی اکسید گوگرد سمی تر است به همین جهت با غلظتهای بسیار کمتر نیز صدمات شدیدی وارد می کند و حتی میزان آسمیلاسیون مواد در گیاهان را نیز به شدت کاهش می دهد.

در یک دوره زمانی بلند این گازها قادرند که به برگهای درختان صدمات سختی را وارد کنند اکسیدان های فتوشیمیایی نیز از جمله مواد آلاینده ای هستند که می توانند خسارت اقتصادی قابل ملاحظه ای را به بار بیاورند. تأثیرات سمی سایر گازهای نظیر نیتروسولفوریک به وسیله Bucher در سال 1975 و تأثیرات ازن به وسیله coppolino و Thrshow , Stewart wood در سال 1973 کاملا به اثبات رسیده است .

کلرومارتین در سال 1974 نشان داده اند که اثرات منفی متابولیکی که به وسیله آلودگیها صنعتی و وسائل نقلیه به وجود می آید پیش از بروز اثرات و علائم آنها در سطح خارجی برگها قابل شناسائی و تشخیص می باشند.

در حال حاضر گلسنگها به میزان زیادی به عنوان اندیکاتور آلودگی هوا مورد استفاده قرار می گیرند. به طور کلی اکثر محققین در این مورد اتفاق نظر دارند که هیچیک از درختان به طور مطلق در برابر مواد آلاینده هوا مقاوم نبوده و در غلظتی خارج از آستانه آسیب، چنانچه قرار گیرند ضعیف شده و فعالیت آنها متوقف می شود. مقاومت گونه های گیاهی امری نسبی است و بستگی به نوع مواد آلاینده وضعیت گیاه از نظر رویشی، سن، فصل، خاک، اقلیم،‌ تغذیه، موقعیت و فاصله از مواد آلاینده و جنس گیاه و پتانسیل ذاتی ماده آلاینده از نظر سمیت و … دارد.

تیپهای کلی صدمات

شناخت ساختمان یک گیاه به چگونگی تأثیر مواد آلاینده به گیاهان کمک زیاد می تواند بکند. سطح فوقانی و سطح تحتانی برگ از لایه سلولهای اپیدرم تشکیل شده به وسیله یک لایه کوتینی پوشیده شده است. در زیر اپیدرم فوقانی یک یا چند لایه سلول های پارانشیمی نردبانی و هم شکل به طور منظم و متراکم قرار دارند. بین اپیدرم تحتانی و پارانشیم نردبانی، پارانشیم اسفنجی و حفره ای قرار دارد که از سلولهای ناهمشکل و نامنظم تشکیل شده است و مابین این سلولها فضاهای بین سلولی قرار دارد. اپیدرم تحتانی دارای روزنه های هوایی یا استمات می باشد. روزنه ها به وسیله سلولهای محافظ و یا همراه احاطه شده اند و مکانیسم تبادل گازی بین بافتها گیاهی و اتمسفر بعهده روزنه ها است. سلولهای همراه روزنه ها در تنظیم روزنه ها و بازو بسته شدن منظم آنها نقش دارند. مواد آلاینده (گازها) از طریق این روزنه ها به بافتهای درون گیاه راه یافته و آنها را از بین می برند. روزنه ها علاوه بر این، تبادل دی اکسید کربن و اکسیژن را بین سلول ها فراهم می کنند و همین طور میزان تعریق نیز به وسیله روزنه ها کنترل می شود. میزان تبادلات گازی بین سلول های گیاهی و محیط زیست بستگی به مقدار روزنه ها در یک میلی متر مربع از سطح برگ دارد. البته قابلیت روزنه ها برای بازماندن و همین طور مقاومت آنها در برابر نفوذ گازها به عوامل زیست محیطی نظیر نور، میزان دی اکسید کربن، درجه حرارت، رطوبت هوا، میزان آب و برخی عوامل داخلی نظیر فتوسنتز و غیره دارد. بایستی این موضوع را متذکر شد که علی رغم بالا بودن تراکم روزنه ها به ویژه در گیاهانی مانند گونه های همیشه سبز سخت برگ مکی درصد سطح منافذ نسبت به سطح کل برگ ها بسیار ناچیز است.

مرگ سلولها و نکروتیک شدن برگها

صدمات حاد در اثر پلاسمولیز شدن سلولها ودر مراحل بعدی در اثر از بین رفتن بافتهای گیاهی در اثر مواد آلاینده هوا حاصل می شود. آسیب حاد ممکن است در سلول های حفره ئی (spongy cell) در نیتجه قرار گرفتن در برابر پراکسی استیل نیترات (PAN) و یا در سلول های پارانشیم نردبانی در نتیجه تأثیر ازن یا هر دو مورد در اثر فلورایدودی اکسی گوگرد به وجود آید. در بیشتر موارد اولین نشانه های قابل رؤیت روی برگهای سالم بصورت خیس خوردن (water-soaked) و یا کبود شدن (bruised) یالهیدگی ظاهر می شود. بخشهای تحت تاثیر قرار گرفته خشک شده و خصوصیات سمیت ماده الاینده به صورت نکروز ظاهر می شود. بافتهای گیاهای می میرند و نکروز همراه با صدمات مزمن نیز ممکن است توام شود. شاید بیشترین و شدیدترین نکروز در اثر مسمومیت حاصل از فلوراید باشد و اثر گاز بصورت صدمات قابل رویت درحاشیه برگها و یا نوک برگها بروز می کند.

کلروز و سایر تغییر رنگها:

کلروز از بین رفتن و یا کاهش پیگمانهای سبز گیاهی است. کلروفیل ویژگی عام گیاهان است ونتیجه از بین رفتن کلروفیل بصورت رنگ پریدگی ضایع شدن ، رنگ سبز و زرد شدن ظاهر می شود. از جهات بسیاری کلروز قابل مقایسه با کم خونی در حیوانات است.

گاهی اوقات رنگهای دیگری از پیگمانها که معمولا به وسیله رنگ سبز مستتر است نیز ظاهر می شود، یا رنگدانه هائی بوجود می آید که باعث کاهش کلروفیل می شود. ضمنا کلروز عامل مشخصه کمبود یک ماده غذائی در گیاه است. تغییرات رنگ در رنگدانه ها در پائیز و یا در اثر آلودگی هوا در تابستان اغلب در گیاهان دیده می شود. بافتهای گیاهی که در اثر مواد آلاینده هوا صدمه می بینند اغلب دارای رنگ مشخصی هستند.رنگ باختگی دراثر دی اکسید گوگرد، زرد شدن در اثر آمونیاک و قهوه ای شدن برگها دراثر فلوراید از جمله اثرات موادآلاینده هوا می باشد. نوار سیاه رنگی که در حاشیه بافتهای نکروتیک در برگها دیده می شود نشان دهنده آسیب حاصل از فلوراید است. رنگی شدن بخشهای کوچکی از ناحیه نکروتیک بصورت منقوط در بافتهای نردبانی دراثر پلاسمولیز شدن سلولی بوجود می آیند که مشابه با ویژگیهای صدمات حاصل از ازون در بعضی از گیاهان است.

نقره ئی شدن و یا برنزه شدن سطح زیرین بعضی از برگها در اثر پان نیز قابل ذکر است. کلروز ممکن است همراه با بافتهای نکروتیک بعد از این که گیاه در معرض دی اکسید گوگرد و یا بعضی از اکسید کننده ها قرار گیرد ظاهر شود.

آسیب مزمن ناشی از دی اکسید گوگرد ممکن است در اثرانتشار کلروز در برگهای مسن حاصل شود. این نوع آسیب مانند سمیت نمک است که در نتیجه ذخیره شدن سولفات بوجود می آید و اغلب مشابه باکلروز و پیر شدن گیاه است. حداقل در دو نوع گیاه یعنی ذرت و لیمو فلوراید قبل از اینکه در حاشیه و نوک برگ ایجاد سوختگی نماید تولید مشخصات کلروز می کند. در ذرت لکه های کلروتیک نزدیک نوک برگ بوده و در اثر افزایش غلظت گاز ممکن است به قسمتهای پائین نیز انتشار یابد.

در لیمو فلوراید تولید کلروزی با لکه های زرد می کند که در بین رگبرگها انتشار پیدا می کند که مشابه با کمبود منگنز است، با این تفاوت که کلروز به نوک برگها بیشتر توسعه پیدا می کند. در بعضی از موارد نیز اکسید کنندهائی نظیر اسماک کلروزی تولید می کنندکه زیاد مشخص نیست و اغلب بصورت پیری زودرس برگها است.

رشد غیر طبیعی گیاهان Growth abnormalities

اگر چه برای کاهش رشد گیاهان در اثر آلودگی هوا دلائل کافی وجود دارد ولی تغییرات رشد نسبت به مواد آلاینده هوا کمتر مورد توجه قرار گرفته است. علف کشهائی مانند (2-4d) در رشد گیاهان حساس ایجاد اختلال و بی نظمی می کند.

این بی نظمی شامل پیچ خوردن و یا طویل شدن برگها و ساقه می شود. اتیلن باعث ورس شدن گیاهان و همچنین گسیختگی در بعضی از بخشهای گیاه می شود. در مزرعه ای نزدیک یک کارخانه پولی اتیلن در تکزاس تقریبا کلیه محصول ضایع شده و ساقه های پنبه روی زمین خوابیده بودند. نتیجه مشابهی نیز دراثر گازدهی در آزمایشگاه بدست امده است. اتیلن از اجزا تشکیل دهنده و طبیعی بافتهای گیاهی است وبه عنوان یک هورمون عمل می کند. این فعالیت فیزیولوژیکی اهمیت منابع خارجی اتیلین را در دگرگونی رویش طبیعی گیاهان نشان می دهد. بررسیهای انجام گرفته در مورد کاج نقره ایی نشان می دهد که در اثر آلودگی هوا ایروسلهای اسید سولفوریک با ذرات هوا باعث رشد غیر طبیعی گیاهان شده و رشد طولی جوانه ها راکاهش می دهد.

شناخت اثرات مواد آلاینده Problems of diagnosis

یک گیاه محصول خصوصیات ژنتیکی و شرایط محیطی خویش است که نسبت به عوامل محدود کننده و یاعوامل مساعد محیطی عکس العمل نشان می دهد. الودگی هوا بصورت خیلی ساده جزئی غیر طبیعی از اجزا تشکیل دهنده محیط زیست است اعم از آب و هوا خاک، حشرات بیماریها که به وسیله انسان به همان اندازه که بجا مورد استفاده قرار می گیرند به طور نادرستی نیز استفاده می شوند.

سایر عوامل زیست محیطی ممکن است آلودگی هوای ایجاد شده به وسیله انسان را تعدیل و یابرعکس تشدید نمایند. شرایط حاد محیطی ممکن است باعث ایجاد آسیبهائی شود که تشخیص آنها از اثرات مواد الاینده هوا بسیار مشکل باشد. اثرات تعدیل دهنده ساختمان ژنتیکی گیاهان نیز قابل توجه است. در بین افراد یک گونه همانند عوامل محیطی نسبت به مواد آلاینده حساسیت متفاوتی وجود دارد. یک واریته از گلایول ممکن است در برابر یک ماده آلاینده مانند فلوراید 50 درصد برگهای خود را از دست بدهد. در حالیکه واریته دیگری ممکن است فقط در نوک و یا حاشیه برگها دچار آسیب گردد. ارزیابی و بررسی تاثیرات مثبت و تعدیل دهنده باد درجه حرارت و بارندگی بسیار مشکل است درجه حرارت بسیرا بالا می تواند در گونه ای از افرا و بعضی دیگر از گونه های گیاهی ایجاد سوختگی نماید که مشابه با اثرات دی اکسید گوگرد است. درجه حرارت در دو حد شدید و بادنیز تحت شرایط خاصی از رطوبت خاک می تواند در حاشیه برگهای بسیاری از گیاهان سوختگی بوجود آورد که مشابه صدمات وارده از فلوراید است. فاکتورهای ادافیکی مواد غذائی خاک، مدیریت مزرعه می توانددر بروز کلروز پیری زودرس و اثرات مواد آلاینده روی رشد بوده و حتی این اثرات را دو برابر کند. با توجه به چنین مشابهت هائی از تاثیرات فاکتورهای محیطی روی گیاهان بسیار ساده لوحانه خواهد بود که اگر یک نمونه کلروز را بر روی برگهای لیمو بدون اینکه حاصلخیزی خاک و سایر موارد و مراقبتهای پرورشی را در نظر داشته باشیم به آلودگی هوا نسبت دهیم.

غشا خارجی برگهای زرد آلو در اثر فلوراید اغلب از بین می رود که با کمبود مواد غذائی صدمات زمستانه یامجموعه هر دومورد یادر اثر سایر فاکتورها نیز ممکن است حاصل شود. در مورد گیاهان کشاورزی و زینتی بهبود محیط زیست طبیعی و اصلاح انها می تواند رشد مناسب گیاهان راتامین کند.

علائم غیر طبیعی رشد یا رشد ضعیف در گیاهان زینتی شهری ممکن است در نتیجه آلودگی هوا نامرغوب بودن خاک یا در اثر عدم مراقبتهای لازم نیز به وجود آید. وقتی به فهرست باکتریها، قارچها، ویروسها، نماتودها و حشراتی که می توانند گیاهان را از بین ببرند نگاه بکنیم این موضوع در لحظه اول به ذهن متبادر می شود که طبیعت گویا درصدد از بین بردن کلیه گیاهان عالم بسیج شده است. بسیاری از این عوامل صدماتی بوجود می اورند که با تاثیرات الودگی هوا مشابه می باشد. بسیاری از بیماریهای قارچی و باکتریها روی گراسها می توانند ایجاد نوار سوختگی انتهایی و مخططی را بکنند که با علائم تاثیرات آلودگی های فتوشیمیائی دی اکسید گوگرد و فلوراید مشابه است. بطور خلاصه علائم آلودگی هوا جزء بسیار کوچکی از علائم مشابهی است که به وسیله ارگانیسم های حیاتی نیز تولید می شود.

تشخیص صحیح تاثیرات آلودگی هوا روی گیاهان را باید در مزارع مشاهده نمود.

تشخیص باید مبتنی بر اندازه گیری های مختلفی از میزان و تراکم مواد آلاینده احتمالی انجام گیرد. علاوه براین باید فرد بررسی کننده احاطه کاملی روی شرایط محلی داشته باشد مثلا زنجره ها در روی یونجه نکروز لکه مانندی بین رگبرگها بوجود می آورند که با اثرات دی اکسید گوگرد مشابه است. اثرات نوعی از سوسکهای اسکاربیده و دی اکسید گوگرد تا حدودی مشابه است. تشخیص صدمات حاصل از بوتریتس و فلوراید از یکدیگر بسیار مشکل بوده و نمونه هائی از این قبیل بسیار زیاد هستند. اگر چنانچه علائم اثرات کمبودها و شرایط تغذیه و تاثیرات محیطی را نیز اضافه نمائیم خود درجه اهمیت احتیاط و دقت را در امر تشخیص می تواند نشان دهد.

اثرات غیر قابل رویت

تاثیرات نامرئی بنظر می رسد که دراثر دخالت مواد آلاینده هوا در پروسه های بیوشیمیائی و فیزیولوژیکی گیاهان بوجود می آید. تغییر در رشد گیاه و تاثیر در بازده و محصول گیاهی بدون ایجاد علائم قابل رویت از آن جمله هستند.

1- رشد محصول Growth and yield

آلودگی هوا می تواند رشد و محصول را باو یا بدون ایجاد علائمی در برگها کاهش دهد. در آزمایشات مختلف در گلخانه ها یا در محیطهای سر پوشیده اغلب دیده شده است که الودگی هوا باعث کاهش رشد و کاهش بازده تولید شده است. تاثیرات غیر قابل رویت حاصل از آلودگی هوا بدون کنترل گونه های شاخص که مصون از آلودگیهای هوا قرار دارند غیر ممکن است . میزان کمی از فلوراید دی اکسید گوگرد وازون در بعضی از گیاهان باعث تحریک رشد می گردد. تحریک رشد به وسیله دی اکسید گوگرد در صورتی است که میزان گوگرد خاک نیز پائین باشد. طبق گزارش هارنروترشو رشد سوزانهای گونه pseudotsuga taxifolia در اثر تراکم فلوراید کاهش یافته است. همین طور گزارش شده است که وزن خشک و تر phaseolus sp. دراثر تراکم فلوراید بدون اینکه آسیب مرئی بوجود آید کاهش یافته است. البته کاهش رشد گیاهان هنگامی که در معرض فلوراید قرار می گیرند امری طبیعی است ولی اغلب توام با آسیب مرئی است.

تحقیقات اولیه توماس وهمکارانش نیز به وضوح نشان می دهد که قرار گرفتن گیاهان در معرض دی اکسید گوگرد به طور شدیدی منجر به کاهش نمی گردد. مگر این که توام با آسیب مرئی باشد. ولی دو مورد مطالعه گلخانه ای نشان می دهد که Medicago sativa و Raphanus sativa در صورت قرار گرفتن مداوم در معرض دی اکسید گوگرد و یا اوزن بدون ایجاد علائم آسیب مرئی رشد آنها کاهش می یابد.

ترکیب دو گاز میزان رشد را بیش از انچه یک گاز عمل می کند کاهش می دهد ولی بطور کلی تاثیر یک گاز کمتر از گاز اضافه شونده است بسیاری از گیاهان و گراسها وقتی در معرض اتیلن قرار می گیرند بدون اینکه علائم قابل توجهی به وجود آورند رشد شان کاهش می یابد. ولی وقتی عمل گازدهی قطع می شود گیاهان سریعا به حال طبیعی باز می گردند. بهرجهت مجموعه آزمایشات انجام گرفته بیشتر در تائید این موضوع است که به طور کلی کاهش رشد گیاهان توام با آسیبهای مرئی است.

2- اثرات آلاینده ها بر روی پروسه های بیوشیمیائی و فیزیولوژیکی

گزارشات متعددی در زمینه تاثیر فلوراید اوزن و پان روی فرایندهای فیزیولوژیکی نظیر فتوسنتز تاثیر بر روی روزنه ها وتغییرات آن در رابطه با میزان آب و فعالیت های متابولیکی مانند سیستم آنزیمی گیاهان، مراحل سوخت و ساز، ساختمان سلولی و بافتهای گیاهی از سال 1964 تا به امروز وجوددارد.در این میان مطالعات اندکی نیز در مورد تاثیر دی اکسید گوگرد روی روندهای فیزیولوژیکی از سال 1950 تا 1970 در دسترس هست. اتیلن به عنوان یک هورمون گیاهی از سال 1961 بطور گسترده ای تحت مطالعه قرار گرفته است و اثرات آن نیز به وسیله آبل جمع آوری گردیده است.

سایر موادآلاینده غیر از آفت کشها به طورجدی مورد بررسی قرار نگرفته اند. تاثیرات فیزیولوژیکی و بیوشیمیائی جهت اندازه گیری میزان رشد و تاثیرات مرئی ضروری می باشند و پیش شرط ارزیابی آلودگی بررسی این اثرات می باشند. بررسیهای اخیر توماس و همکارانش نشان داده است که دی اکسید گوگرد بدون اینکه اسیب قابل رویتی بجای گذارد باعث کاهش فتوسنتز گیاهان می شود. البته وقتی آزمایش بپایان رسیده گیاهان به سرعت به وضع طبیعی برگشته اند. نتایج هماندی نیز در مورد اوزن و پان و اکسید نیتریک و دی اکسید نیتروژن وجود دارد. نتایج بعضی از ازمایشات را می توان به قرار زیر جمع بندی نمود. بطور کلی تقلیل در فتوسنتز خالص و برگشت پذیری آنها به حالت طبیعی در هنگام متوقف شدن عمل تاثیر گذاری ماده آلاینده پیش می آید. هیل و بنت این تغییر را در اثر باز شدن روزنه ها و درجه تنفس می دانند. گزارشهائی نیز در دست هست مبنی بر اینکه در بسیاری از گونه ها دی اکسید گوگرد به هیدورژن سولفید تنزل پیدا می کند و این پروسه ها ممکن است در ارتباط بافتوسنتز باشد. ولی هنوز اهمیت این موضوع آشکار نشده است. روزنه ها تنها معبر و راه ورود و جذب مواد آلاینده به برگهای گیاهان محسوب می شوند. بسته بودن روزنه ها تاثیر بسیار زیادی در حافظت گیاه در برابر موادالاینده و آسیب های وارده دارد. البته یک مورد استثنائی نیز وجود دارد و آن دی اکسید نیتروژن می باشد. قراردادن گیاهان در معرض گاز دی اکسید نیتروژن در هنگام شب بیش از روز صدمه می بیند. بهر جهت شرایطی که به باز نگهداشتن روزنه ها کمک می کند باعث می شود که گاز بیشتری وارد گیاه شده و عمل همانند سازی افزایش یافته و آسیب بیشتری وارد شود. البته مطالعاتی نیز در دست هست که مواد اکسید کننده باعث بسته شدن روزنه ها می شوند واین موضوع در بعضی از گزارشات سالهای اخیر ثبت شده است. اگر چه مطالعه دوگر و همکارانش بر روی اوزن بسته شدن روزنه ها را نشان نمی دهد ولی باید گفت اصولا مطالعه آنها بطور خاص بر روی اوزن و تاثیرات آن بر روی روزنه ها، پی ریزی نشده بود، بسته شدن روزنه ها در مورد پیاز درارتباط با یک عامل ژنتیکی است. روزنه هایگیاهان پیازی مقاوم در برابر ازون بسته باقی می مانند در حالیکه روزنه های گونه های حساس از این دسته گیاهان بسته باقی نمی مانند. روزنه های گونه phaseolus sp هنگامیکه در معرض دی اکسید گوگرد قرار می گیرند در شرایط رطوبت نسبی بیش از 40% تحریک شده و باز می شوند. ولی وقتی رطوبت نسبی به 32% تقلیل پیدا می کند متوقف می شوند.

آنسوارت نیز نشان داده است که دی اکسید گوگرد در غلظت بین 50-5 p.p.m باعث تحریک و باز شدن روزنه ها در phaswolus sp. و zea mays می شود واین در شرایطی است که رطوبت نسبی بین 60-50 درصد باشد.

بطور کلی می توان گفت که تاثیر موادآلاینده و غلظت آنها روی باز شدن روزنه ها هنوز بقدر کافی مطالعه نشده است و بستگی به دخالت فاکتورهای زیادی دارد که در این میان تنش آب از اهمیت زیادی برخوردار است.

آنزیمهای گیاهی نیز بطور مجزا در برابر مواد الاینده آزمایش شده اند. سیستمهای انزیمی و آنزیمها وقتی که در برابر پان قرار بگیرند. متاثر می شوند.البته دراین آزمایشات مواد الاینده با غلظت زیاد بکار گرفته شده اند، بدون اینکه غلظت موثر دانسته شود چقدر است؟ بهرجهت اکسید کننده های قوی با واکنش اکسیداسیون و احیا در سیستم گیاهی دخالت می کنند. مکانیسمهای زیادی برای عمل مواد آلاینده در پروسه های فیزیولوژیکی گیاهان پیشنهاد شده است. ظاهر شدن گروه سولفیدریل در عمل شاید برای فهم مکانیسم عمل مواد آلاینده اکسید کننده و دی اکسید گوگرد مفید باشد. مواد لیپیدی اشباع نشده غشا سلولی اولین منطقه عمل اوزن واحتمالا پان می باشد. تاثیرات و آسیبهای حاد گیاهی در اثر مواد آلاینده باید در نتیجه دز موثری از آنها به وجود آمده باشد. این مقدار مؤثر در واقع عبارت است از توانائی ماده آلاینده برای آلوده نمودن و نفوذ در بخش حساس غشاء سلولی و مختل نمود مکانیسم های طبیعی و دائمی که باعث گسیختگی غشاء سلولی (از هم پاشیدن رابطه سولفیدریل و و یا رابطه لیپیدهای اشباع نشده) و از دست دادن خاصیت تراوائی غشاء می شود. مایع سلولی ممکن است از بین رفته و سلول پلاسمولیز بشود، به طور کلی هر نوع گسیختگی ممکن است باعث مرگ سلول بشود. اگر چنانچه شرایط محیطی زیاد سخت نباشد. و دز گازدهی در حد پائینی قرار داشته باشد ممکن است که گیاه بعد از توقف عمل گازدهی به حالت اول برگشته و بهبود پیدا کند. میزان و سطح بهبودی بستگی به شدت عوامل خارجی و قابلیت سلولها برای ترمیم مکانیسم های گیاهی دارد. ترمیم مکانیسم ها در گیاهان یک موضوع ذاتی است و بستگی به سن و سلامتی فیزیولوژیکی بافتهایی دارد که در معرض گازدهی قرار دارند. وقتی یک بافت معین تحت شرایطی که حساسیت خود را نسبت به مواد آلاینده بالا می برد رشد می کند، در برابر شدت آسیبها مقاومت نشان می دهد. این مقاومت از دو جنبه قابل تصور است یکی غیرفعال و عقیم نمودن، ماده آلاینده و دیگری ترمیم کامل بافت، غلظت و زمان در تأثیر پذیری گیاهان بسیار مهم هستند آسیبهای مزمن و تأثیرات نامرئی در واقع نتیجه اعمال ثانویه بشمار می آیند. این آسیبها چه در اثر تأثیرات حاد روی غشاء سلولی و چه در نتیجه تناوب و یا تداوم گازدهی در غلظتهای پایین آلودگی هوا به وجود آمده باشند. هر آسیب غشائی در نتیجه اعمال ثانوی حادث می شود و در نتیجه باعث گسیختگی مواد سلولی و یا تغییر مراحل متابولیک می شود. دی اکسید گوگرد به سرعت به سولفیت تبدیل می شود که به عنوان یک منبع گوگردی ممکن است مورد استفاده قرار بگیرد یا به عنوان یک ماده اولیه در تولید سولفید هیدروژن بکار گرفته شود. دی اکسید نیتروژن به نیتریت تبدیل می شود که ممکن است این عمل ثانویه بسیار خسارت آمیز باشد. ازن پان و سایر اکسید کننده باعث بوجود آمدن رادیکالهای آزاد و یا سایر اکسید کننده های با ثباتی مانند هیدروژن پراکسید شوند که متعاقبا باعث اعمال ثانویه گردند. هر یک از این واکنشها ثانویه در نهایت باعث فرسودگی و پیری گیاه از طریق افزایش تولید اتیلن در سلولها می گردد. بسیاری از محققین تولید اتیلن را به عنوان یک محصول فرعی در نتیجه تأثیر آلاینده های هوا روی گیاهان پیشنهاد می کنند. کراکر نیز معتقد است که در غشاء سلولی گیاهان به هنگام مواجه شدن گیاهان با مواد آلاینده، اتیلن ایجاد می شود. اعمال ثانویه ممکن است در گسترش صدمه حاد نقش کمتری داشته باشند ولی در اثر محدود نمودن قابلیت ترمیم گیاهان آنها را در برابر صدمات بعدی در اثر گازدهی مستعد می کنند. علاوه بر اعمال ثانویه می توان از مواد ثانویه نیز نام برد به این معنی که در بسیاری از موارد مواد شیمیایی آلاینده ترکیب خالصی نبوده بلکه مخلوطی از مواد مختلف هستند گاه ناخالصی ها حتی به میزان بسیار کم می تواند از خود ماده اصلی زیان بارتر باشند.

بازدهی محصول

تحقیقات زیادی در مورد تأثیر ازن و فلوراید روی ساختمان تولید مثلی گیاهان و تولید میوه بدون وجود آسیب قابل رؤیت انجام گرفته است. اتیلن مدتها است که به عنوان عامل برانگیزنده ریزش برگها شناخته شده است که البته توأم با دگرسانی رشد و گسیختگی در سایر بخشهای گیاه است. فلوراید از جوانه زدن دانه گرده و رشد لوله گرده در گوجه فرنگی جلوگیری می کند. در طول دوره شکوفه دهی در citrus تأثیر فلوراید عملا باعث کاهش محصول می شود. تأثیر فلوراید روی دستگاه تولید مثلی و ایجاد اختلالات ژنتیکی کاملا آشکار است. فدر گزارش کرده است که ازن باعث تقلیل جوانه زدن دانه گرده توتون و رشد لوله گرده توتون و کاهش تولید گل در میخک می شود.

سوزوکی نشان داده است که 3/0 ppm از دی اکسید گوگرد در مدت یکساعت باعث می شود که جوانه زدن و رشد لوله گرده در Pyrus sp متوقف می شود. اشکارلت در مورد میزان افزایش دانه گرده در کاج نقره ای نسبت به مسافت آلودگی صنایع که حاوی مقدار زیادی دی اکسید گوگرد بوده مطالعه نموده است. آزمایشات انجام گرفته نشان می دهد که آلاینده های عمده هوا بدون این که تأثیر روی شاخ و برگ داشته باشند می توانند روی دانه گرده گیاهان اثر بگذارند.

اثر آلاینده های هوا روی جمعیت های گیاهی و جوامع

اثر مواد آلاینده روی جمعیتها و جوامع گیاهی زیاد مشخص نیست، در این مورد ضعف علمی زیادی وجود دارد. مطالعه در دوک تاون نشان داده است که اکسید گوگرد باعث از بین رفتن پوشش گیاهی و فرسایش خاک گردیده است. گودریان از تغییرات به وجود آمده در ترکیب و ساختمان جوامع گیاهی بعد از این که درمعرض دی اکسید گوگرد قرار گرفتند، گزارش نموده است. مطالعات مشابهی نیز روی اثرات آلاینده های هوا روی جوامع گیاهی، روی اکوسیستمهای جنگلی و از جمله روی کاج پوندورزا انجام گرفته است. حساسیت گیاهان نسبت به مواد آلاینده به عوامل زیادی بستگی دارد. اطلاعات موجود درباره اهمیت هر یک از این فاکتورها روی یک واریته مشخص یا گونه مشخص ناقص و در بهترین حالت می توان گفت بسیار ابتدائی است. به طور کلی واکنش و عکس العمل یک گیاه مشخص در برابر یک ماده آلاینده نمی تواند ملاکی برای تعمیم آن در برابر دز معادلی از یک ماده آلاینده دیگر باشد. بنابراین قبل از اینکه بتوانیم استناد کنیم یک واریته گیاهی چگونه در برابر یک ماه آلاینده خاص واکنش نشان می دهد باید بفهمیم که چه روابطی بین کلیه عوامل مختلف وجود دارد.

این عوامل عبارتنداز تنوع ژنتیکی (بین گیاهان و بین گونه ها) تأثیر فاکتورهای کلیمائی و ادافیکی، عکس العمل آنها نسبت به مواد آلاینده، عکس ا لعمل آنها نسبت به پاتوژن های حیاتی و حشرات، رویش، سن، درجه حساسیت، و بافت گیاه. وان هاوت و استراتمن در این تصویر اثر عوامل مختلف را در ارتباط با یکدیگر نشان می دهند. مطالعات انجام گرفته در تعیین تأثیرات عوامل فوق همگی روی درختان صورت نگرفته است و گونه های گیاهی حساس و علفی بیشتر مورد استفاده قرار گرفته اند. به همین دلیل به طور اختصار نتایج آزمایشاتی که اثربخشی عوامل فوق را تأیید کرده اند بازگو می شود.

ترجمه: ویژگی‌های ذرات ریزمعلق در هوای قابل دید در خلیج‌فارس:

خلاصه:

میزان عمق ذرات ریزقابل دید معلق در هوای ایران از طریق سازمان Aerosol Robotic مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. مرکز این ذرات قابل دید از رادیومتر‌های خورشیدی آسمان است که روند زمانی مشخصی را نشان می‌دهد و اینکه در طول ماه‌های سپتامبر و جولای میزان تراکم این غبارهای ریزمعلق در هوا به بالاترین حد خود می‌رسد. احتمال پراکندگی و انتشار مرکز این ذرات قابل‌دید ریزمعلق با وجود میزانی معادل 25/0 modal نسبتاً کم است. فراوانی یا فرکانس پراکندگی پارامتر Angstrom دو راس دارد. یک راس حدود 7/0 که موقعیتی را که در آن غبارهای ریزمعلق در هوا مشخص‌تر هستند را نشان می‌دهد و دومین راس در حدود 2/0 برابر است با نمونه‌های بدون غبار مربوطه.

همبستگی بین عمق یا مرکز ذرات ریز قابل‌دید معلق در هوا و بخارات آب موجود در ردیف نهایی اتمسفریک، قوی است. (همبستگی- وابستگی 82/0) وقتی که تقریباً غبار ذرات ریز معلق وجود نداشته باشد (پارامتر Angstrom بیشتر از 7/0 است). و در پایین‌ترین (همبستگی- وابستگی 45/0 است) و در صورت وجود غبار (پارامتر Angstrom کمتر از 7/0 است). تنوع پارامتر دیورنال Angstrom (25% - 20%) در طول دوره‌های آپریل- می آشکار و مشخص است و در این هنگام غبار موجود در هوا موقعیت‌ اتمسفر یک قابل دیدی را نمایان می‌سازد. ژئومتریک به معنای این است که شعاع یا فاصله لازم برای ذرات ریز و درشت معلق در هوا um14% است (2% = std dev ) و um57/2 (27%- std dev). میزان انحراف یا استاندارد‌ دوی ایشن ژئومتریک هر ذره‌ای به ترتیب 41/0 و 73/0 است.

مقدمه:

در مرحله محاسبه و اندازه‌گیری پارامترهای ذرات ریز اتمسفریک قابل‌دید معلق در هوا حتی ذرات بسیار کوچک هم به خاطر کابردهای مختلف آنها که شامل محاسبه نیروی رادیواکتیوتی و سنسورهای یا حس‌گرهای ماهواره‌ها بسیار قابل اهمیت و مهم هستند.

عمق ذرات‌ریز قابل‌دید معلق در هوا که می‌تواند از اندازه‌گیری تشعشع مستقیم رادیواکتیو خورشیدی به دست آید، همچون اندازه‌ پراکندگی ذرات ریزمعلق در هوا و پراکندگی تک (SSA) albedo، که از ترکیب مرکز ذرات ریز قابل‌دید معلق و رادیانس آلموکانتر هوا به دست می‌آید، در تعیین میزان ذرات‌ریز قابل دید در اتمسفر از پارامتر‌های اصلی هستند. مزیت مهم این نوع اندازه‌گیری‌ها ذرات در اتمسفر و تجزیه و تحلیل‌های آزمایشگاهی میزان زیاد یا (مقدار تلفیق شده) آنهاست. روش‌های اندازه‌گیری ذرات ریز ماهواره‌ای، در طول روش‌های زمینی، نتایج قابل قبولی را به دست می‌دهد. غبارهای مواد کانی، اغلب شرایط آب و هوایی آنتروپوژنیک تغییرات قابل ملاحظه‌ای ‌دارند.

اگرچه، در حال حاضر امکان این وجود ندارد که به قدر کافی تأثیرات غبارهای کانی در شرایط آب و هوایی تمامی نقاط کره زمین معین شود، پیشنهاد می‌شود که می‌تواند به عنوان یک مؤلفه مهم در شرایط آب و هوایی مخصوص اقیانوسی و دیگر نقاط زمین که ازدحام یا میزان تمرکز غبار در آن بالاست، در نظر گرفته شود. غبارهای در فرآیند رادیواکتیوتی نقش مهمی را اجرا می‌کنند و ویژگی قابل دید بودن آنها برای ارزیابی‌های مختلف فشار رادیواکتیوتی مهم است.

علی‌رغم تاریخچه طولانی مطالعات انجام شده بر روی غبارهای معلق در هوا اطلاعات ما از ویژگی‌های این غبارهای ریز و قابل دید هنوز کافی نیست. ترکیب غبارها نقش مهمی در تعیین این ویژگی‌های قابل دید اجرا می‌کند و اطلاعات اولیه از تنوع واقعی این پارامتر‌های ذرات ریز قابل دید در مکانهای گوناگون موضوع جالب توجهی را برای بسیاری از مطالعات است. هیچکس تنها با در نظرگرفتن ویژگی‌های قابل دید غبارهای معلق در هوا در جدول جهانی و عدم متوجه به مشاهداتی مانند اینکه غبار جمع شده در ناحیه آتلانتیک غربی همان ترکیب معدنی را دارد که در ذرات معلق در هوای سواحل آفریقا دارا هست نمی‌تواند یک نتیجه کلی به دست بیاورد. Sokolik and Toon در سال 1999 نشان داده‌اند که نابودی ذرات ریزمعلق در هوا، انتشار تک albedo و نقش مرحله به مرحله نامتقارن پارامتر‌ها، در مواد معدنی مختلف و ترکیب آنها در ساختار غبار نقش بسیار مؤثری دارند.

ویژگی‌های قابل دید مواد ریزمعلق در هوا در ناحیه خلیج‌فارس هنوز به خوبی مورد مطالعه دقیق قرار نگرفته است. ویژگی‌های ذرات ریزمعلق در هوای نواحی بیابانی در خلیج فارس از landsat data by other man گرفته شده است.

اطلاعات زمینی یا هوا برد عموما در طول بهار یا تابستان 1991 توسط (Hobbs and Radke 1992) و بر روی مسئله دود ناشی از آتش‌ چاه‌های نفت کویت تأکید دارد. ثبت 14 ماهه عوامل ایجاد غبارهای معلق در ایران هم از آتش ناشی از چاه‌های نفت به وجود آمده است.

در مطالعات اخیر ویژگی‌های ذرات‌ریز قابل دید معلق در هوا در سطح ناحیه ایران را مورد بررسی قرار داده‌ایم، تحقیق بر روی تنوع فصلی عمق ذرات ریز قابل دید معلق در هوا و ویژگی مه‌آلود آن، ارتباطی مابین عمق ذرات ریزمعلق در هوا و بخار آب به وجود می‌آورد.

ابزارها جمع‌آوری اطلاعات، ویژگی‌‌های تراکم:

یک رادیومتر اسکنر خورشیدی در ماه جولای 1988 در ایران در مرکز Aerasal Robotic را‌ه ‌اندازی شده‌است.

وسایل و ابزارهای پیشرفته‌ای در این مرکز بکار گرفته شده است که متعلق به پروژه مطالعات اقیانوسی است شامل تعدادی از تغییرات برای تقویت رادیومترهای خورشیدی برای بکارگیری در نواحی دریایی است. این ابزارها بر روی زمین، مناطق دریایی ایران، در حدود هفت کیلومتری فردوگاه بین‌المللی ایران نصب شده است.

رادیومتر‌ خورشیدی بر روی یک تریلر استاندارد در حدود m 2/3 مرتفع‌تر از سطح زمین سوار شده است و هیچ نوع مانعی در زوایه 10 خورشید وجود ندارد.

رادیومتر CIML اندازه مستیم خورشیدی و پرتوافکن در زاویه nm 1020-340 و nm1020-440 به ترتیب قرار دارد.

اندازه‌گیری مستقیم خورشید در هشت کانال مه‌آلود 940، 870،675،500، 440،380، 340 و nm 1020 (طول موج ظاهری) صورت می‌گیرد.

هفت عدد از این کانال‌ها برای آشنایی با اطلاعات مربوط به عمق ذرات‌ریز قابل دید معلق در هوا استفاده می‌شود. هشتمین کانال در nm 940 برای تخمین میزان نهایی بارندگی استفاده می‌شود.

شعاع انتقال در مرکز کانال بیش از است. بنابراین تراوش بیشتر در خارج از کانال صورت می‌گیرد. سیلیکون یا (عنصر غیرفلزی که در ساخت نیمه رساناها بکار می‌رود) که به عنوان یک نمایان‌گر بکار می‌رود، دمای ثابتی ندارد ولی درجه حرارت آن به طول یکنواخت مورد بررسی قرار می‌گیرد و به طور سیستمیک اصلاح می‌شود و توسط آزمایش‌های درجه حرارت آزمایشگاهی Eck , molben مطالعات دقیق و گسترده‌ای را در فاصله سالهای 1999 -1998 بر روی محاسبات غیرمشخص بر اساس کیفیت و کمبود اطلاعات انجام شده و ازن انجام داده‌اند. در سال 1999 schmid نشان داد که تفاوت‌های مابین عمق‌های مختلف ذرات ریز قابل‌دید معلق در هوا به وسیله CIMEL رادیومتر و چهار نوع رادیومتر دیگر صورت می‌گیرد. جزئیات محتویات بخار آب (WVC) بازیافتی به وجود می‌آید و نوع اشتباهات صورت گرفته می‌تواند در Schmid در سال 2001 یافت می‌شود در ستون نهایی اتمسفریک محتویات بخار آب استخراج شده از آب آزمایش شده معمولا چیزی در حدود 10% از طول موج رادیومتر است اندازه‌گیری‌های آلموکانتر رادیانس هوای در چهار کانال چهارصد و چهل، ششصدو هفتاد و ده بیست N و m انجام می‌شود برای هر زاویه خورشیدی نقطه اوج، رادیانس آسمانی در حدود بیست‌وهشت زاویه گرفته می‌شود. یک الگورتیم وارونه برای ویژگی‌های ذرات‌ریز قابل‌دید بازیافتی معلق در هوا در یک رنج پنج صدم تا پانزده um بکار می‌رود این روش به‌طور کلی از مطالعات قبیل در مسئله شباهت ذرات بازیافتی پراکندگی آنها متفاوت است.

یک الگوریتم وارونه بهینه‌سازی شده بر اساس اصول تخمین ایستاتیک ساخته شده است:

رادیانس‌های مه‌آلود، و مختلف به عنوان اطلاعات چند منبعی که به دقت از قبل تعیین شده‌اند تصور می‌شوند، وارونگی به عنوان تحقیقی برای مناسب بودن بهترین نوع اطلاعات است. یک راه کاروارونه، جزئیات یک الگورتیم پیشرفته و گونه‌های متورولوژیکالی در مبحث عمق ذرات توسط king و dubovik آمده است.

توزیع بخشهای مختلف ذرات ریزمعلق در هوا و پراکندگی تک dlbedos، جزئیات آن توسط dubovik مورد مطالعه قرار گرفته است. خطاهای بازیافتی در dviId InR عموما بیشتر از 15% تا 35% است. (بستگی به نوع ذرات ریز معلق در هوا دارد.)، برای هر بخش کوچک میزان خطا (از- 05/0) می‌باشد و برای بخش‌های بزرگ (15um-) می‌باشد.

به هر حال، هیچ نوع تغییری در مکان شعا‌ع‌ها و یا در شکل و اندازه پراکندگی مورد نظر نیست. یک الگوریتم کامپیوتری و اتوماتیکی پیچیده برای اندازه گیری خورشید به صورت مستقیم مورد استفاده قرار می‌گیرد.

به خاطر بخش کم، نسبتا پیچیده در طول مدت زمان اندازه‌گیری، تقریبا در حدود 80% از اطلاعات اصلی بعد از جریان کامل باقی می‌ماند.

بحرین در سمت غربی خلیج‌فارس مابین عربستان سعودی و قطر قرار دارد. خلیج فارس خود از سمت Euphrates River delta به تنگه هرمز کشیده شده‌است. بر اساس کتاب جیبی Fore caster’s اقلیم‌شناسی می‌توان برای خلیج فارس تقسیمات فصلی در نظر گرفت: بادهای موسمی شمال غربی از (ژوئن تا سپتامبر)، انتقالات پائیزی از (اکتبر تا نوامبر)، بادهای موسمی شمال شرقی از (دسامبر تا مارس) و انتقالات بهاری از (آپریل تا می). در طول مدت زمان وزش بادهای موسمی جنوب غربی، یک باد از ناحیه شمال شرقی به سمت Arabian peninsula می‌وزد و با خود هوای مرطوب و گرد و غبار از سوی بیابانهای عراق می‌آورد.

در طول فصل پاییز باد از سمت شمال غربی همچنان ادامه دارد اما سرعت وزش آن کاهش می‌یابد و احتمال به وجود آمدن طوفان شن به هم به میزان زیادی کاهش یافته و درجه حرارت هوا هم کم می‌شود.

بادهای موسمی شمال شرقی با وزش بادهای خیلی شدید آن شناخته می‌شوند که ترکیبی از بادهای ملایم برخاسته از سوی دریا و بادهایی از سوی خلیج فارس و بادهای شمال شرقی است که از سوی ساحل دریای ایران می‌وزد.

عموما غبار از سوی عربستان سعودی، عراق و بخش‌های جنوبی ایران بر‌می‌خیزد. در طول ماه‌های آپریل و می بادها اکثرا از سوی شمال یا شمال- شمال غربی می‌وزد و احتمال طوفان شن افزایش می‌یابد.

نتایج بررسی‌ها و تجزیه و تحلیل‌هایی که در طول یک سال اندازه‌گیری بر روی آن کار شده و با تمامی تغییرات فصلی تحت تاثیر قرار می‌گرفته، در ادامه آمده است.

3- نتایج: الف. تنوع پارامتر‌های قابل دید و میزان بخار آب در طول یکسال برای سهولت کار، وضعیت ذرات ریز قابل دید اتسمفریک معلق در هوا را باد و پارامتر مشخص می‌کنیم، (nm500) Ta که عمق و مرکز ذرات ریز قابل دید معلق در هوا را در طول موج nm500 نشان می‌دهد و پارامتر Angstrom که از یک multispectral گرفته شده است و با این موازنه (Tu) مناسب است. اگر چه که عمق تمامی این ذرات ریز قابل دید معلق در هوا به خوبی با یک Angstrom شناخته و یا ارائه نخواهد شد، پارامتر Angstrom هنوز هم می‌تواند به عنوان یک شاخص میانگین نحوه رفتاری spectral تصور شود.

جدول شماره 2، میانگین عمق ذرات ریز قابل دید معلق در هوا را به صورت ماهانه در nm500 برای یک سال ثبت نشان می‌دهد و مجموع 324 میانگین روزانه هم در این جدول آماری به ثبت رسیده است. میزان ماهیانه این عمق از ماه ژوئن تا اول جولای و آگوست به میزان 50% افزایش می‌یابد و سپس دوباره به حدی پایین‌تر از ماه‌های ژوئن و اکتبر خواهد رسید. مقدار (nm500)Tu در جولای 1999 به میزان 49% بود. در مقابل میزان عمق ذرات ریز قابل دید معلق در هوا بین ماه‌های اکتبر و ژانویه به پایین‌ترین حد خود در حدود 21/0 در دسامبر خواهد رسید.

میزان پراکندگی استاندارد عموما به میزان Tu افزایش می‌یابد. میانگین ماهیانه پارامتر Angstrom برای یک دوره کامل تحت مراقبت در جدول شماره b2 آمده است. کاهش قابل توجه پارمتر Angstrom در جدول b2 در طول ماه‌های مارس- جولای سال 1999 در صورت وجود ذرات غبار معلق در هوا هم آمده است. میزان ماهیانه پارامتر Angstrom یک روند کمی دارد که در طول ماه‌های نوامبر- دسامبر افزایش یافته و در اواخر بهار و اوایل تابستان کاهش می‌یابد.

میزان ماهیانه در یک رنج 3/1- 4/0 تغییر می‌یابد.

عموما میزان ماهیانه WVC در حدود cm2 از آب استخراج شده است که در طول ماه‌های جولای و دسامبر 1998 این میزان به حدی بالاتر از انتظار معمول یعنی cm 3 رسید.

میزان میانگین روزانه (nm500) Tu تغییر خیلی زیاد روز به روز را نشان می‌دهد.

الگوی سالیانه به افزایش حد نهایی تغییر و آشفتگی در طول ماه‌های آپریل و سپتامبر دلالت دارد. این مشاهدات بیان می‌کند که عمق ذرات قابل دید در nm 500 به ندرت 7/0 می‌رسد.

میزان بالای میانگین روزانه در پارامتر Angstrom از آگوست سال 1998 تا فوریه 1999 وجود فرکانس در توزیع و پراکندگی اندازه و سایز ذرات ریز معلق در هوا را نشان می دهد. منبع این ذرات ریز معلق در هوا اکثر محلی یا از منطقه‌ای است. شرایط جوی پر گرد و غبار که از آغاز مارس شروع می‌شود و تا آخر دوره تجزیه و تحلیل شده به صورت یکپارچه باقی می‌ماند، بر آنها غلبه می‌کند. میزان میانگین روزانه مقدار آب رسوب یافته مقدار بالایی را در تابستان در حدود cm5-2 نشان می‌دهد، در حالیکه در ماه اکتبر و می این میزان کمتر از cm3 است. Histograms فرکانس و Tu و WVC در جدول‌ها نشان داده شده است. احتمال پراکندگی هم عمدتا با میزان modal 7/0 و 3/6- 6/6 گسترش می‌یابد. Histograms فرکانس WVC حد نهایی در حدودcm 75/1 را نشان می‌دهد. Histograms، ، Tu و wvc که در فصل‌های مختلف طبقه‌بندی شده در جدول شماره 5 آمده است برای فصل‌های جولای- سپتامبر یافته‌های جولای- سپتامبر 1998 و جولای0 ژوئن 1999 را با هم مخلوط می‌کنیم.

ماه‌های اکتبر و نوامبر پایین‌ترین Tu را دارند و عموما در حدود 25/0 است. میزان پراکندگی در فصل‌های دسامبر و مارس بیشتر است و بالاترین حد گسترش در حدود 20/0 است. باقی‌مانده‌ ماه‌های سال را می‌توان با افزایش مشخص Tu در حدود 35/0 مشخص کرد که ما آن را به وجود غبارهای معلق در هوا مربوط می‌دانیم.

در اکتبر و نوامبر میزان پراکندگی پایین است و در حدود 5/1می‌باشد. در ماه‌های آپریل تا می شرایط جوی پرگرد و غبار حکمفرما می‌شود و بالاترین حد پراکندگی به سمت پایین‌ترین حد در حدود 7/0 می‌رسد.

ستون نهایی میزان بخار آب هم میزان تغییر فصلی را نشان می‌دهد. میزان پراکندگی در ژوئن و سپتامبر بیشتر است، در حالیکه در اکتبر و نوامبر و آپریل و می این میزان کاملا پایین است (cm 5/2 WVC). پراکندگی میانگین روزانه ذرات ریز قابل دید معلق در هوا پارامتر Angstrom در جدول شماره a6 نشان داده شده است. اگر چه که هیچ دسته بندی خاصی در جدول شماره a6 دیده نمی‌شود. هیچ چیز اشتباه به نظر نمی‌رسد، بخش زیادی از با عمق پایین از است. ارتباط بین میانگین روزانه WVC و عمق ذرات ریز معلق در هوا nm500 است که در جدول شماره a6 آمده و ارتباط یا همبستگی قابل ملاحظه‌ای را نشان می‌دهد. (همبستگی – وابستگی 61/0). این نتایج در روند گوناگون سالیانه مشهود است و در جدول شماره a3 آمده، برای تمامی Data set یک فرمول خطی 37/0 واریانس تعیین شده است: 95% + WVC101/0= (nm500) Tu در حالیکه wvc میزان بخار آب در ستون اتمسفریک نهایی است. اگر که dataset خود را به غباری معادل (7/0در جدول شماره 6b) و یک دسته بدون غبار معادل (7/0در جدول شماره 6b) تقسیم کنیم. بنابر این ضریبت همبستگی وابستگی در حدود 45/0 و 82/0 به ترتیب به دست خواهد آمد و بنابراین به این صورت است:

ب: تغییر پارامتر‌های قابل دید و میزان بخار آب: برای کاربردهای مختلفی تنوع diurnal پارمترهای قابل دید اتمسفریک و آب رسوب شده اهمیت بسیار زیادی دارد. همچنین، آمارهای پیاپی خود برا ی ضریب همبستگی دارای اهمیت زیادی است. برای هر فصل و ماهی (ژوئن، سپتامبر، اکتبر، نوامبر، دسامبر، مارس، آپریل و می) میزان percentage در حدود uTC 0500، 0400، utc 0400- 0300) خواهد بود. این روش قبلا توسط شخصی بنام peterson در سال 1981 به کار رفته است. نتایج فصلی در جدول شماره 7 آمده است.

هر میانگین روزانه‌ای از چندین هزار مشاهدات گوناگون تشکیل شده است. گوناگونی diurnal در پارامتر Angstrom در فصل‌های آپریل و می بیشتر است.

به هر حال، فصل غبار کمتر است، یک سیکل diurnal می‌توان باعث به وجود آمدن این افزایش پارامتر Angstrom است. دقت در طول موج کوتاه (nm500 و 380) نشان می‌دهد. طرفداران Angstrom ، در مورد موضوع fine- mode ذرات ریز معلق در هوا بسیار حساس هستند.

در فصل‌های آپریل و می حضور غبار الگوی diurnal در عمق قابل دید را مه به وجود می‌آورد.

در طول ماه‌های اکتبر و نوامبر، pollutants ناحیه‌ای با convection اتمسفریک نقش مهمی را در افزایش عمق قابل دید ذرات معلق در هوا اجرا می‌کند. ویژگی مخصوصی در جدول شماره 8 دیده می‌شود، که برای هر فصل آمارهای روزانه و ماهانه به دست می‌دهد.

بنابراین متغیر diurnal می‌تواند از میانگین روزانه متمایز باشد. جدول شماره 8 نشان دهنده یک سیکل قابل ملاحظه‌ای از diurnal برای پارامتر Angstrom در طول ماه‌های ژوئن تا سپتامبر و آپریل تا می است.

این نمودار نشان می‌دهد که هیچ متغیری در عمق ذرات ریز قابل دید وجود ندارد. متغیر بخار آب تنها در ژوئن- سپتامبر قابل ملاحظه است (جدول شماره هشت).

نمودارهای هفت و هشت بر diurnal دینامیک عمق ذرات ریز قابل دید معلق در هوا (پارامتر Angstrom و wvc دلالت دارد. این نتایج عموما با تجزیه و تحلیل‌های kaufman در سال 2000 به دست آمده است، که اطلاعاتی است از حدود 70AERONET در چیزی بیش از 7 سال و نشان می‌دهد که در اواخر صبح (1000- 1130 LST) یا اوایل بعدازظهر (1230- 1400 LST) میانگین تمامی میزان معدل یک روز در حدود 5% است.

پ: پراکندگی میزان اندازه و تک albedo بازیافتی:

ویژگی‌های ذرات ریز قابل دید معلق در هوا از spetral خورشید و رادیانس آسمان با یک الگوریتم interative با این فرضیه است که dVId InR نشانگر میزان پراکندگی ذرات ریز معلق در هوا و و نشانه بخش‌های فرضی و واقعی شاخص در یک طول موج است.

یک الگوریتم معکوس برگشت‌پذیری ایجاد می‌کند، که مطابق با ویژگی‌های موثر ذرات ریز قابل دید معلق در هوا برای ستون نهایی اتمسفریک است. در یک الگوریتم برگشت‌پذیر بخش‌های ذرات ریز معلق در هوا به عنوان حوزه پراکندگی یکسان فرض می‌شوند.

در سال 2000 Dubovik نشان داد که اندازه پراکندگی، در مورد ذرات ریز غیر آسمانی غبارها، به صورت درستی می‌توانند برگشت پذیر باشند در حالیکه رنج زوایه رادیانس آسمان به زاویه‌های پراکندگی کوچکتر از ْ30 تا ‎ْ40 محدود می‌شود. به هر حال برای برگشت ssA رادیانس‌های آسمان در تمام almu cantar مورد نیاز است. بنابراین برای ذرات ریز غبار که منشاء آسمانی ندارند، باید از اندازه‌گیری واریانس آسمان در صبح زود و یا اواخر بعدازظهر استفاده کنیم تا بتوانیم تک dlbedo را برگشت داده و با رادیانس آسمان در وسط روز آشنا شویم و بتوانیم سایز و اندازه ذرات ریز معلق در هوا را گسترش دهیم. جدول شماره 9 و 10 نشان‌دهنده میزان پراکندگی فصلی و ماهیانه است.

میانگین میزان پراکندگی جداگانه‌ای برای ماه‌های آپریبل و می در جدول شماره 9 آمده است تا نشان‌دهنده ذرات ریز دینامیک معلق در هوا در طول این انتقال فصلی (بهار) مخصوص می‌باشد.

تغییر بزرگی و شکل این ذرات ریز درشت معلق در هوا بین ماههای مارس و سپتامبر به غبارهای ایجاد شده کمک می‌کند.

فرکانس ذرات ریز معلق در هوا هم به خوبی تغییر می‌کند، اما در بزرگی و میزان اندازه پراکندگی هیچ تغییر مشخصی ایجاد نمی‌شود، به استثناء ماه می. برای هر mod پراکندگی lognormal اینطور تعریف شده است.

که dvId InR میزان پراکندگی، میزان ازدحام CV میزان ستونی هر قسمت R بخش vadius است، Rv میزان ژئومتریک و میزان ژئومتریک پراکندگی استاندارد است. میزان ازدحام برای هر فرکانس نیز در جدول شماره یک آمده است. تغییر در پراکندگی سایز ذرات ریز معلق در هوا در ایران اصولاً بر اساس تغییراتی در ازدحام فرکانس ذرات ریز معلق در هوا است.

میانگین سالیانه بخش‌ها و mode ژئومتریک ذرات درشت به این معنی است که شعاع 14/0 پراکندگی استاندارد 2% و 57/2um= 27% standard deviation.

پراکندگی تک albedo در شکل شماره 11 آمده است.

Bar عمودی بر یک منفی و یک مثبت پراکندگی استاندارد دلالت دارد.

دو ویژگی مهم و اصلی SSA وابستگی را هم می‌توان در این جدول مشاهده کرد. وقتی که گرد و غبار اصلی‌ترین کمک کننده به وضعیت اتمسفریک نیست، (SSA با طول موج کاهش می‌یابد). میزان وابستگی SSA از ماه آگوست تا پایان مارس به طور سیستمیک این نوع از وابستگی را نشان می‌دهد.

در صورت وجود غبار وابستگی SSA تقریباً خنثی است. در ماه می هم حتی SSA به آهستگی افزایش پیدا می‌کند. (البته به همراه طول موج) و میزان و مقدار بیشتر است.

زیرا گرد و غبار کمتر از ذرات ریز آنروپوژ نیکالی جذب می‌شود.

گزارش شده است که در خلیج فارس میزان جذب بسیار پایینی در n m1100-500 جذب می‌شود.

نتایج ما در این کشفیات ثابت است.

د: مقایسه پارامتر‌های Angstrom از پارامتر خورشید سرچشمه می‌گیرد. یک nephelameter ترکیبی است از یک TST (مدل 3650) و سه طول موج ترکیب شده nephelameter.

فهرست

عنوان صفحه

مقدمه...................................................................................................... 1

ترکیبات جو................................................................................................... 1

ارتفاع و ساختار جو.............................................................................................. 2

تاثیر فعالیت های انسان بر وضعیت جو................................................................................... 5

آلاینده های گازی شکل............................................................................................ 5

آئروسلها.................................................................................................... 8

آیا هوا با کمبود اکسیژن مواجه خواهد شد؟..................................................................................... 9

آیا دمای کره زمین افزایش خواهد یافت................................................................................... 9

آلودگی هوا.................................................................................................... 11

هوای غیر آلوده................................................................................................ 11

منشاء و ماهیت آلاینده های هوا......................................................................................... 14

هوای آلوده................................................................................................... 14

آلودگی هوا.................................................................................................... 15

کربن منوکسید.................................................................................................. 16

اهمیت co ناشی از فعالیت های انسان................................................................................. 18

شیمی تشکیل co............................................................................................... 19

غلظت و توزیع co............................................................................................ 21

اثرات co روی انسان.......................................................................................... 22

اکسید های نیتروژن............................................................................................... 23

منابع اکسید های نیتروژن............................................................................................ 24

اکسید های نیتروژن به عنوان آلوده کننده ها................................................................................... 26

شیمی تشکیل NOX........................................................................................................................................................ 26

چرخه نوری NO2............................................................................................. 29

اثرات NOX............................................................................................. 30

کنترل آلودگی NOX.......................................................................................... 31

اندازه گیری NOX........................................................................................... 34

هیدروکربن ها و اکسیدان های فتو شیمیایی.................................................................................... 34

هیدروکربن ها.................................................................................................. 35

منابع هیدروکربن ها............................................................................................... 38

تشکیل اکسیدانهای فتوشیمیایی......................................................................................... 40

غلظت هیدروکربن ها و اکسیدان ها فتوشیمیایی................................................................................. 42

اکسیدهای سولفور................................................................................................. 46

منابع سولفور اکسیدها............................................................................................... 46

شیمی تشکیل soX............................................................................................. 49

ذرات معلق.................................................................................................. 51

ترکیب شیمیایی ذرات معلق......................................................................................... 54

اثرات ذرات معلق بر روی مقدار کل اشعه خورشیدی.......................................................................... 58

کنترل انتشار ذرات معلق.......................................................................................... 59

ذرات معلق آلی............................................................................................... 62

آلاینده های معدنی مختلف........................................................................................... 63

بوها........................................................................................................ 66

تاثیر روی انسانها................................................................................................ 67

تاثیر روی حیوانات.............................................................................................. 72

ثمر بخشی درختان در تقلیل میزان سرب.................................................................................. 77

اثر درختان روی سایر عوامل آلاینده..................................................................................... 78

آلودگی هوا بوسیله ایروسل ها........................................................................................... 79

استفاده از گیاهان به عنوان بیواندیکاتور.................................................................................... 83

اثر آلاینده های شیمیایی هوا روی گیاه..................................................................................... 89

آلاینده های هوا................................................................................................. 91

علائم قابل رویت.............................................................................................. 95

تیپ های کلی صدمات............................................................................................ 99

مرگ سلول ها و نکروتیک شدن برگها..................................................................................... 100

کلروز و سایر تغییر رنگها100

رشد غیرطبیعی گیاهان102

شناخت اثرات مواد آلاینده103

اثرات غیر قابل رویت105

1-رشد محصول105

2- اثرات الاینده ها بر روی پروسه های بیوشیمیائی و فیزیولوژیکی107

بازدهی محصول111

اثرات آلاینده های هوا روی جمعیت های گیاهی وجوامع112

بخش ترجمه114

Freour[1]

Coudray[2]

Thromboses1

Lepidoperes1

Coleopteres2

جمعه 29 خرداد 1394 ساعت 09:38

نظرات 0 + ارسال نظر

برای نمایش آواتار خود در این وبلاگ در سایت Gravatar.com ثبت نام کنید. (راهنما)

نام

ایمیل

آدرس وبسایت

مشخصات مرا به خاطر بسپار

ایمیل شما بعد از ثبت نمایش داده نخواهد شد

مهندسی عمران ایران

نظرسنجی

پیوندها

دسته‌ها

جدیدترین یادداشت‌ها

بایگانی

جستجو

آلودگی هوا

هیدروکربن ها و اکسیدان های فتوشیمیایی

اکسیدها سولفور

تمام آنچه که برشمرده شد ، نمودی از آلودگی هواست : آلودگی ، هم ازنظر تنوع آلاینده ها

ثمر بخشی درختان در تقلیل میزان سرب

اثر آلاینده های شیمیایی هوا روی گیاه

تاریخچه بررسی ها

علائم قابل رؤیت

تیپهای کلی صدمات

مرگ سلولها و نکروتیک شدن برگها

بازدهی محصول

اثر آلاینده های هوا روی جمعیت های گیاهی و جوامع