آلودگی هوا عبارت است از حضور یك و یا بیش از یك آلاینده در هوای آزاد مانند گرد و خاك ، دود غلیظ ، گاز مه آلود ، بوی نامطبوع به مقدار كافی ، با خواص مشخص و مداوم كه می تواند زندگی انسان، گیاه و جانوران و اصول انسانی را به مخاطره اندازد و توسط دستگاه پارتیکل کانتر یا غبار سنج قابل اندازه گیری و محاسبه است.

اولین آلاینده های‌هوا احتمالاً دارای منشأ طبیعی بوده اند دود، بخار بدبو، خاكستر و گازهای متصاعد شده از آتشفشانها و آتش سوزی جنگلها، گرد و غبار ناشی از توفانها در نواحی خشك، در نواحی كم ارتفاع مرطوب و مه های رقیق شامل ذرات حاصل از درخت های كاج و صنوبر در نواحی كوهستانی، پیش از آنكه مشكلات مربوط به سلامت انسان ها و مشكلات ناشی از فعالیت های انسانی محسوس باشند، كلا جزئی از محیط زیست ما به شمار می رفتند، به استثنای موارد حاد، نظیر فوران آتشفشان آلودگی های ناشی از منابع طبیعی معمولاً ایجاد چنان مشكلات جدی برای حیات جانوران و یا اموال انسان ها نمی كنند این در حالی است كه فعالیت های‌ انسانی، ایجاد چنان مشكلاتی از نظر آلودگی می نمایند كه بیم آن می رود بخشهایی از اتمسفر زمین تبدیل به محیطی مضر برای سلامت انسان ها گردد.

دود یكی از قدیمی ترین آلاینده های هوا است كه برای سلامت بشر مضر است و با پارتیکل کانتر یا غبار سنج قابل اندازه گیری و محاسبه است زمانی كه دود ناشی از آتش حاصله از سوختن چوب توسط ساكنین اولیه غارها جای خود را به دود ناشی از كوره های‌ زغال سوز در شهر های پرجمعیت داد، آلودگی هوا، به قدری افزایش یافت كه زنگ خطر برای برخی از ساكنان آن شهرها به صدا درآمد در سال 61 بعد از میلاد «سنكا» (seneca) فیلسوف رومی از هوای روم به عنوان هوای سنگین و از دودكش های هود با عنوان تولید كننده بوی بد نام برد.

در سال 1273 میلادی، «ادوارد اول» پادشاه انگلستان عنوان كرد كه هوای لندن به حدی با دود و مه آلوده شده است و آزاد دهنده است كه از سوختن زغال سنگ دریایی جلوگیری خواهد كرد علی رغم هشدار پادشاه مذكور، نابودی گسترده جنگل ها، چوب را تبدیل به یك كالای كمیاب نمود و ساكنان لندن را وادار ساخت تا به جای كم كردن مصرف زغال سنگ به میزان بیشتری از آن استفاده كنند.

تا سال 1661 میلادی یعنی بیش از یك قرن بعد، تغییر قابل ملاحظه ای در آلودگی هوا به وجود نیامد چاره جویی و پیشنهادات عبارت بودند از برچیدن تمامی كارخانه های اطراف شهر لندن و به وجود آمدن كمربند سبز در اطرف شهر بالاخره این چاره جویی ها كارساز شد.

شواهدی دال بر علاقمندی جوامع انسانی در غلبه بر مشكل آلودگی هوا وجود دارند که به فکر استفاده از پارتیکل کانتر یا غبار سنج افتاده و از جمله می ‌توان از تصویب و اجرای قوانین كنترل دود در شیكاگو سینسنیاتی به سال 1881 نام برد ولی اجرای این قوانین و قوانینی مشابه آنها با دشواری هایی مواجه گردید و برای تمیز نمودن هوا یا جلوگیری از آلودگی بیشتر آن، تقریبا كاری انجام نشد در سال 1930 در دره بسیار صنعتی میوز در كشور بلژیك در اثر پدیده وارونگی، مه دود در یك فضای معین محبوس گردید در نتیجه 63 تن جان خود را از دست داده، چندین هزار تن دیگر بیمار شوند حدود 18 سال بعد در شرایط مشابهی در ایالات متحد آمریكا، یكی از اولین و بزرگ ترین فاجعه های زائیده آلودگی ها رخ داد ، یعنی 17 نفر جان خود را باختند و 43 درصد جمعیت نورا در پنسیلوانیا بیمار شدند درست سه سال بعد از فاجعه مه دود لندن در سال 1952، نادیده گرفتن عواقب جدی آلودگی هوا غیر ممكن گردید.

در روز سه شنبه 4 دسامبر سال 1952 حجم عظیمی از هوای گرم به طرف قسمت جنوبی انگلستان حركت كرده ، با ایجاد یك وارونگی دمایی سبب نشست یك مه سفید در لندن شد این مه دود به دستگاه تنفسی انسان سخت آسیب می رساند در نتیجه بیشتر مردم به زودی با مشكلاتی از قبیل قرمز شدن چشمها، سوزش گلو و سرفه های زیاد مواجه شدند و پیش از آنكه در 9 دسامبر از سطح شهر دور شوند، 400 مورد مرگ مربوط به آلودگی هوا گزارش كردند این تعداد تلفات برای متوجه ساختن افكار بریتانیایی ها جهت تصویب قانون هوای تمیز در سال 1956 كافی بود.

این قانون در ایالات متحده آمریكا به نام قانون كنترل آلودگی‌ هوا (قانون عمومی 159-84) به تصویب رسید اما این مصوبه تنها موجب به تصویب رسیدن یك قانون مؤثرتر گردید این قانون یك بار در سال 1960 و بار دیگر در سال 1962 بازنگری شد و به قانون هوای تمیز سال 1963 (قانون عمومی 206-88) كه برنامه‌ های ناحیه ای محلی و ایالتی را برای كنترل هوا تشویق می كرد و در عین حال حق مداخلته را برای دولت فدرال در صورت به خطر افتادن سلامت و رفاه اهالی ایالت در اثر آلودگی‌ ناشی از ایالات دیگر محفوظ نگه می داشت، الحاق گردید.

این قانون معیارهایی برای كیفیت هوا وضع كرد كه بر اساس آنها، استانداردهای كیفیت هوا و گازهای متصاعد شده در دهه 1960 میلاید پی ریزی شد.

اجرای قانون هوای تمیز در سال 1970 به آژانس نو بنیاد حفاظت محیط زیست (EPA) محول گردید ، قانونب ه وضع استانداردهای درجه اول و دوم كیفیت هوای محیط زیست پرداخت استانداردهای اولیه متكی بر معیارهای كیفیت هوا ، برای حفظ سلامت عموم مردم، دامنه وسیعی از ایمنی را در نظر می گیرد در حالی كه استانداردهای ثانوی كه آنها نیز متكی بر معیارهای كیفیت هوا باشند، برای حفظ رفاه عموم انسان ها ، به علاوه گیاهان ، جانوران ، اموال و دارائی هستند.

اصلاحات قانون هوای تمیز به سال 1977 به تقویت باز هم بیشتر قوانین موجود پرداخته است اگر چه این امكان وجود دارد كه تغییرات بیشتری نیز انجام شود ، كاملا محتمل است كه كنترل آلودگی‌هوا برای ایجاد شرایطی كه تحت آن هوا برای نسل های آینده تمیزتر و سالم تر نگاه داشته شود، از حمایت بیشتر عامه مردم برخوردار شود

آلودگی محیط زیست از منابع گوناگون صورت می گیرد با پیشرفت تمدن بشری و توسعه فن‌آوری و ازدیاد روز افزون جمعیت، در سال حاضر دنیا با مشكلی به نام آلودگی در هوا و زمین روبرو شده است كه زندگی ساكنان كره زمین را تهدید می كند به طوری كه در هر كشور حافظت محیط زیست مورد توجه جدی دولتمردان است امروزه وضعیت زیست محیطی به گونه ای شده است كه مردم یك شهر یا حتی یك كشور از آثار آلودگی‌ در شهر یا كشور دیگر در امان نیستند.

برفی كه در نروژ می بارد مواد آلاینده ای به همراه دارد كه منشا آن از انگلستان و آلمان است یا باران اسیدی در كانادا نتیجه مواد آلاینده ای است كه منشأ آنها از ایالات متحده است در آتن گاهی مجبور می شوند به علت آلودگی شدید هوا كارخانجات را تعطیل و رفت و آمد اتومبیلها را محدود كنند شهرهای دیگر دنیا مانند مكزیكوسیتی ، رم و تهران نیز با مشكل آلودگی هوا دست به گریبانند آلودگی‌ دریاها ، رودخانه ها ، دریاچه ها  اقیانوسها و جنگلها نیز موضوع بحث جدی می باشند.

یكی از مسائلی كه در سال های اخیر باعث نگرانی دانشمندان شده، مسئله تهی شدن لایه ازن و ایجاد حفره در این لایه در قطب جنوب است لایه ازن در فاصله 16 تا 48 كیلومتری از سطح زمین قرار گرفته و كره زمین را در برابر تابش فرابنفش نور خورشید محافظت می كند هرگاه از  مقدار لایه ازن ، 10 درصد كم شود، مقدار تابشی كه به سطح زمین می رسد تا 20 درصد افزایش می یابد تابش فرابنفش موجب بروز سرطان پوست در انسان می شود و به گیاهان صدمه می زند مولكولهای كلروفلوئوركربنها (CFC ها) در از بین بردن لایه ازن مؤثرند از این تركیبات بطور گسترده در دستگاه های سرد كننده و در افشانه ها (اسپری ها) استفاده می شود.

این مولكولها به علت پایداری آنها به استراتوسفر راه می یابند و در آنجا بر اثر تباش خورشید پیوند c-cl شكسته می شود اتم كلر حاصل به مولكول ازن حمله می كند و مولكول clo را می دهد این مولكول به نوبه خود با اكسیزژن تركیب شده ، مولكول o2  و اتم cl   آزاد می شود كه مجدداً در چرخه تخریب اوزون شركت می كند از این روست ، در عهدنامه سال 1978 مونترال قرار این شده كه از مصرف كلروفلوئوروكربنها به تدریج كاسته شود و مواد دیگری به عنوان جانشین برای آنها یافت شود و یافتن چنین تركیباتی بطور مسلم كار شیمیدانان است.

تمامی آلاینده های هوا را می ‌توان بر اساس منشأ تركیب شیمیایی و حالت فیزیكی شان طبقه بندی نمود این طبقه بندی ها برای تنظیم بحث و بررسی در زمینه عوامل آلودگی هوا بكار می روند آلاینده ها بسته به منشاءشان به دو گروه اولیه و ثانوی تقسیم می شوند آلاینده های‌ اولیه از قبیل دی اكسید سولفورها (SO2)، اكسید های نتیروژن (NO2) و هیدروكربنها (HC)، آن دسته از آلاینده ها هستند كه مستقیما وارد اتمسفر شده اند و به همان شكل آزاد شده نیز در اتمسفر یافت می شوند آلاینده های‌ ثانوی نظیر اوزون (O3) و پراكسی استیل نیترات (PAN) آن دسته از آلاینده ها هستند كه در اتمسفر توسط یك واكنش فتوشیمیایی در اثر هیدرولیز و یا اكسیداسیون تشكیل می شوند.

آلاینده ها اعم از گروه اولیه و ثانوی می‌توانند بسته به تركیب شیمیایی شان به دو گروه آلی یا معدنی تقسیم شوند تركیبات آلی حاوی كربن و هیدروژن و بسیاری از آنها دارای عناصری مانند اكسیژن ، نیتروژن ، گوگرد و فسفر می باشند هیدروكربنها ، تركیبات آلی هستند كه تنها دارای كربن و هیدروژن اند آلدئیدها و كتونها دارای اكسیژن ، كربن و هیدروژن هستند سایر تركیبات آلی مهم در مورد آلودگی هوا عبارتند از : كربوكسیلیك اسیدها ، الكلها ، اترها ، استرها ، آمین ها و تركیبات آلی گوگرددار مواد معدنی یافت شونده در هوای غیر آلوده عبارتند از كربن ، منوكسید (CO) ، دی اكسید كربن (CO2) ، كربناتها ، اكسیدهای سولفور ، اكسیدهای نیتروژن ، اوزون ، هیدروژن فلوراید و هیدروژن كلراید

آلاینده های گازی كه سیالهای بی شكل اند، كاملا فضای آزاد شده در آن را اشغال می كنند و بسیار شبیه به هوا عمل نموده، از اتمسفر جدا نمی شوند در میان آلاینده های معروف گازی از اكسیدهای كربن، اكسیدهای سولفور، اكسیدهای نیتروژن، هیدروكربنها و اكسید كننده ها می ‌توان نام برد.

عبارتند از جامدات و مایعاتی كه شامل غبار، دودهای غلیظ ، دود، خاكستر، غبار مه آلود و اسپری هستند تحت شرایط مناسب ذرات آلاینده ها از اتمسفر جدا و ته نشین می شوند.

• خواص فیزیكی كه عبارتند از اندازه، شكل، ته نشین شدن و كیفیت نوری
• خواص شیمیایی كه عبارتند از تركیبات آلی و معدنی
• خواص بیولوژیكی به صورت باكتریها، ویروسها، هاگها و غیره

ذرات را می ‌توان بر حسب نحوه تشكیل به صورت غبار، دود، دود غلیظ، دود حاصل از خاكستر، غبار مه آلود یا اسپری طبقه بندی نمود.

غبار عبارت است از ذارت كوچك جامد به وجود آمده از خرد شدن جرمهای بزرگ تر در حین فرآیندهایی نظیر خرد كردن، آسیاب كردن یا انفجار كه ممكن است بطور مستقیم و یا غیر مستقیم در اثر بكارگیری موادی از قبیل زغال سنگ، سیمان یا دانه ها وارد اتمسفر شوند.

دود از ذرات ریز جامد از احتراق ناقص ذرات آلی نظیر زغال سنگ، چوب یا تنباكو كه عمدتا از كربن و سایر مواد قابل احتراق تشكیل یافته اند ، تشكیل می شود.

دود غلیظ از ذرات جامد ریز از مایع شدن بخاراتمواد جامد تشكیل می شود دود غلیظ ممكن است در اثر تصعید، تقطیر، تكلیس شدن یا فرآیندهای ذوب فلزات به وجود آید.

دود ناشی از خاكستر از ذرات غیر قابل احتراق ریزی كه در گازهای حاصل از احتراق زغال سنگ به وجود می‌ آید تشكیل یافته است.

غبار مه آلود از ذرات مایع یا قطرات تشكیل شده در اثر مایع شدن بخار، پراكندگی یك مایع یا انجام یك واكنش شیمیایی به وجود می‌ آید.

فنلها ، اسیدهای آلی و الكلها

معروف ترین ذرات معدنی موجود در اتمسفر: نیتراتها، سولفاتها و فلزات آهن، سرب ، منگنز، روی و وانادیم

ذرات ممكن است گرد گیاهان، هاگها، باكتریها، ویروسها، تك یاخته ایها، قارچها و بقایای زنگ زدگی و غبار ناشی از فعالیت های آتشفشانی و یا مواد مضر به سلامت انسان ها (دود ناشی از خاكستر، دود، دوده ها، اكسیدهای فلزی و نمكها ، فلزات روغنی یا قیری ، قطرات اسیدی، سیلیكاتها و سایر غبارهای معدنی و دودهای غلیظ فلزی) باشند و توسط دستگاه پارتیکل کانتر یا غبار سنج قابل اندازه گیری و محاسبه است.

 

اگر چه كنترل ذرات در محل تولید آنها یا به كمك رقیق سازی انجام پذیر است ، اما این اصل كه رقیق كردن راه حل مشكل آلودگی است ، دارای كاربرد نیست و نمی توان از آن به عنوان یك روش كنترل كننده مفید نام برد تنها روش قابل قبول كنترل در محل تولید كننده آلودگی‌ و متكی به اصول ته نشین سازی ، سانتریفوژ ، فشرده نمودن ، فیلتراسیون بارهای الكتریكی می باشند.

چند بار تا به حال دوده خفه كننده ماشین ها را در خیابان دیده اید؟

چرا در روز روشن آسمان آبی را نمی بینید؟

فوران دوده از كارخانجان صنعتی چه فوایدی دارد؟

پناهگاه بیماران تنفسی در شهر آلوده كجا می تواند باشد؟

این آلودگی هواست كه طبیعت زیبا را در خود گم می كند و زندگی سالم را نه تنها از انسان ها بلكه از تمام موجودات سلب می كند؛ موضوع چیست؟

اوزون كه جزء اصلی مه دود است، گازی است كه از تركیب اكسید نیتروژن و هیدروكربنها در حضور نور آفتاب به وجود می‌ آید در اتمسفر، ازن بطور طبیعی به صورت لایه ای كه ما را از اشعه ماورای بنفش محافظت می كند، وجود دارد ولی زمانی كه در سطح زمین تولید شود، كشنده است.

اتومبیلها، كامیونها و …، یكی از اصلی ترین منابع اوزون هستند در سال 1986، مقدار حیرت انگیز 5/6 میلیون تن هیدروكربنهای مختلف و 5/8 میلوین تن كسیدهای نتیروژن توسط خوردروهای موتوری وارد هوا شدند نیروگاهها ، كارخانه های‌شیمیایی و پالایشگاههای نفت نیز سهم بزرگی در همین مسأله دارند و نیمی از انتشار هیدروكربنها و نیتروژن در كشور آمریكا مربوط به آنهاست.

صدمات ریوی ناشی از هوای آلوده به اوزون ، خطری است كه هر 3 نفر از 5 نفر با آن روبرو هستند اكثر مردم نمی‌ دانند كه مه دود به غیر از انسان به سایر موجودات زنده هم آسیب می رساند مه دود ازنی، مسئول صدمات زیاد  به درختان كاج و نابودی محصولات كشاورزی در بسیاری از مناطق كشاورزی است.

هر ماده ای كه وارد هوا شود، خواص فیزیكی، شیمیایی و زیستی آن را تغییر مه و به چنین هوای تغییر یافته، هوای آلوده گویند.

عوامل طبیعی: فوران های شدید آتشفشان، وزش توفان، بادهای شدید و … ، گازها و ذراتی را وارد هوا می كنند و سبب آلودگی آن می شوند.

فعالیت انسان: كارخانجات صنعتی ، كشاورزی ، شهرسازی ، وسایل گرمازا ، نیرگاهها ، وسایل نقلیه و … ، از عوامل آلوده كننده هوا هستند.

منوكسید كربن: گاز سمی منوكسید كربن ، بطور عمده مربوط به خودروهایی است كه مصرف سوخت آنها بنزین می باشد این خودروها مقدار زیادی گاز CO را از طریق لوله اگزوز وارد هوا می كنند

دی اكسید گوگرد: عمدتا مربوط به نفت كوره (نفت سیاه) است كه در بعضی صنایع و تأسیسات حرارت مركزی و تولید نیرو مورد استفاده قرار می گیرد.

اكسید های‌نتیروژن دار: بطور عمده مربوط به نفت كوره ، گازوئیل و مقدار كمتری مربوط به مصرف بنزین و نفت سفید است.

هیدرو كربن های سوخته نشده: عمدتاً مربوط به خودروهایی است كه بنزین مصرف می كنند نفت كوره و گازوئیل در این مورد هسم كمتری دارند.

ذرات ریز معلق : بطور عمده، از سوختن نفت كوره حاصل می شود.

برمید سرب: در نتیجه مصرف بنزین در موتور اتومبیل ها حاصل می شود.

سایر تركیبات سربی: بنزین خودروها اغلب دارای ماده ای به نام تترا اتیل سرب است كه به منظور روان كردن كار سوپاپ ها و به سوزی بنزنی به آن اضافه می شود این ماده هنگام سوختن بنزین، باعث پراكنده شدن ذره های جامد و معلق تركیبات سرب در هوا می شود كه هم سمی اند و هم به صورت رسوب های جامد وارد دستگاه تنفسی می شوند.

بالا، بالا، بالاتر در جایی دور، بالای سر ما، لایه نامرئی و ظریفی از اوزون وجود دارد كه ما را از تشعشعات خطرناك ماورای بنفش خورشیدی محافظت می كنند لایه ازن قرنهاست كه آنجا بوده است.

ولی اكنون انسان این سپر محافظ را از بین می برد كلروفلوئوروكربنها (CFCS)، هالونها، (halons) و سایر مواد شیمیایی مصنوعی، در 10 تا 50 كیلومتری بالای سر ما شناورند آنها تجزیه شده، مولكولهایی آزاد می كنند كه اوزون را از بین می برد.

CFC ها موادی هستند كه صدها مصرف گوناگون دارند زیرا آنها تقریباً غیر سمی و مقاوم در برابر شعله بوده ، به راحتی تجزیه نمی شوند به خاطر چنین پایداری، آنها تا 150 سال باقی خواهند ماند گازهای CFC   به آرامی تا ارتفاعات 40 كیلومتری صعود كرده و در آنجا تحت نیروی عظیم تشعشعات ماورای بنفش خورشید شكسته شده و عنصر شیمیایی كلر را آزاد می كنند.

بعد از آزادی هر اتم كلر قبل از برگشت به زمین كه سالها طول می كشد، حدود صد هزار مولكول اوزون را از بین می برد سه و شاید پنج درصد لایه ازن در سطح جهان تاكنون توسط گازهای CFC تخریب شده است.

این موضوع باعث آلودگی اب هم می شود که در مقاله آلودگی آب ناشی از آلودگی هوا دیگر آن را برسی کردیم.