آلاینده‌ها بر حسب ترکیب شیمیایی‌شان به دو گروه آلی و معدنی تقسیم می‌شوند. ترکیبات آلی حاوی کربن و هیدروژن هستند. برخی از ذرات آلی که بیش از سایر ذرات آلی در اتمسفر یافت می‌شوند عبارتند از: فنل ها، اسیدهای آلی و الکل ها و معروفترین ذرات معدنی موجود در اتمسفر عبارتند از نیترات، سولفات و فلزاتی مانند آهن، سرب، روی و وانادیم.
منابع آلاینده‌ها
هوا دارای آلاینده‌های طبیعی نظیر
هاگ های قارچ ها، تخم گیاهان، ذرات معلق نمک و دود و ذرات غبار حاصل از آتش جنگل ها و فوران آتشفشان هاست. همچنین هوا حاوی گاز منو اکسید کربن تولید شده به شکل طبیعی (CO) حاصل از تجزیه متان (CH4) و هیدروکربن ها به شکل ترپن های ناشی از درختان کاج، سولفید هیدروژن (H2S) و متان (CH4) حاصل از تجزیه بی‌هوازی مواد آلی می‌باشد.
منابع آلاینده‌ها را بطور کلی می‌توان در چهار گروه اصلی طبقه بندی کرد
هیدروکربن ها
ترکیبات آلی که تنها دارای
هیدروژن و کربن هستند به نام هیدروکربن نام می‌گیرند که بطور کلی به دو گروه
آلیفاتیک و آروماتیک تقسیم می‌شوند.
هیدروکربن های آلیفاتیک
گروه هیدروکربن های آلیفاتیک شامل آلکان ها آلکن ها و آلکین‌ها هستند. آلکان ها عبارتند از: هیدروکربن های اشباع شده که در واکنش های فتوشیمیایی اتمسفر نقش ندارند. الکن ها که معمولا به نام اولفین‌ها خوانده می‌شوند. اشباع نشده هستند و در اتمسفر از لحاظ فتوشیمیایی تا حدودی فعال‌اند. این گروه در حضور نور خورشید با اکسید نیتروژن در غلظتهای زیاد واکنش نشان می‌دهند و آلاینده‌های ثانوی مانند پراکسی استیل نیترات (PAN) و ازن (O3) را بوجود می‌آورند. هیدروکربن های آلیفاتیک تولید شده تا حدود (326 mg/m3) برای سلامت انسان و جانوران خطرساز نیست.
هیدروکربن های آروماتیک
هیدروکربن های آروماتیک که از لحاظ بیوشیمیایی و بیولوژیکی فعال و برخی از آنها بالقوه سرطانزا هستند یا از بنزن مشتق شده‌اند و یا به آن مربوط می‌شوند. افزایش میزان ابتلا به سرطان ریه در نواحی شهری به هیدروکربن های چند هسته‌ای خارج شده از اگزوز اتومبیل‌ها نسبت داده شده است. بنزوپیرین سرطان زاترین هیدروکربن هاست. بنزاسفنانتریلین، بنزوانتراسین و کریزین هم مواد سرطان زای ضعیف‌اند.
منابع هیدروکربن ها
میل‌لنگ ها و کاربراتورها، بیشترین درصد آزادسازی هیدروکربن ها را به خود اختصاص داده‌اند تجهیزات سوزاننده مکمل که با کاتالیست کار می‌کنند هیدروکربن ها آزاد شده و منو اکسید کربن را سوزانده و تولید CO2 و آب می‌نمایند.
تکنولوژی کنترل هیدروکربن های متصاعد شده از منابع ساکن
تکنولوژی کنترل هیدروکربن های متصاعد شده از منابع ساکن عبارتند از: خاکستر سازی، جذب، تراکم و جایگزین نمودن سایر مواد.
فرآیند خاکسترسازی با دستگاه های سوزاننده مکمل و دستگاه های سوزاننده مکمل کاتالیستی صورت می‌گیرد. جذب سطحی توسط کربن فعال صورت می‌گیرد و جذب هیدروکربن ها بوسیله یک محلول شوینده در برج های سینی‌دار، شوینده‌های جت و برج های آکنه، برج های پاشنده و شوینده‌های ونتوری صورت می‌گیرد.
منو اکسید کربن
گاز منو اکسید کربن بیرنگ، بی‌مزه و بی‌بو است و در شرایط عادی از لحاظ شیمیایی بی‌اثر و CO وارد طبیعت می‌شود. منبع دیگر تولید این ماده متابولیسم انسانی است بازدم شخصی که در حال استراحت است بطور تقریبی حاوی CO1ppm است. طول عمر متوسط آن در اتمسفر حدود 2.5 ماه است. در حال حاضر مقدار منو اکسید کربن در اتمسفر بر روی اموال انسانی، گیاهان و اشیا بی‌اثر یا کم‌اثر است در غلظت های زیاد منو کسید کربن به علت تمایل زیاد به جذب هموگلوبین می‌تواند در متابولیسم تنفسی انسان بطور جدی اختلال ایجاد نما‌ید. غلظت منو اکسید کربن در نواحی متراکم شهری که ترافیک سنگین و حرکت خودروها کند است به میزان قابل توجهی افزایش می‌یابد منابع کربن، منو کسید کربن طبیعی و انسانی هستند. طبق گزارش آزمایشگاه ملی آرگون در اثر اکسیداسیون گاز متان حاصل از مرگ گیاهان سالانه 13.2 میلیون تن
استانداردهای کنترل منو کسید کربن
اکسیدهای گوگرد
این اکسیدها شامل 6 ترکیب مختلف گازی هستند:
- منو اکسید سولفور (SO)
- دی اکسید سولفور (SO2)
- تری اکسید سولفور (SO3)
- تترا اکسید سولفور (SO4)
- سکو اکسید سولفور (SO2)
- هپتو اکسید سولفور (S2O7)
در مطالعه آلودگی هوا دی اکسید سولفور و تری اکسید سولفور حائز بیشترین اهمیت است.
با توجه به پایداری نسبی SO2 در اتمسفر این کار می‌تواند به عنوان یک عامل اکسید کننده و یا احیا کننده وارد عمل شود. SO2 که با سایر اجزای موجود در اتمسفر به شکل فتوشیمیایی یا کاتالیستی وارد واکنش می‌شود می‌تواند قطرات اسید سولفوریک (H2SO4) و نمک های اسید سولفوریک را تولید بکند. SO2 با آب وارد واکنش شده و تولید سولفورو اسید می‌نماید این اسید ضعیف با بیش از 80% SO2 آزاد شده در اتمسفر ناشی از فعالیت های انسانی به سوزاندن سوخت های جامد و فسیلی مربوط می‌شود.
روش های گسترده جهت کنترل اکسید سولفور
- بکارگیری سوخت های دارای گوگرد کمتر
- جداسازی گوگرد از سوخت
- جایگزین ساختن منابع انرژی‌زای دیگر
- تبدیل زغال سنگ به مایع یا گاز
- پاکسازی محصولات حاصل از احتراق
اکسیدهای نیتروژن
شامل موارد زیر می شود:
- منو اکسید نیتروژن (NO)
- دی اکسید نیتروژن (NO2)
- نیترو اکسید (N2O) نیتروژن سیسکواکسید (N2O3)
- نیتروژن تترااکسید (N2O4) و نیتروژن پنتواکسید (N2O5)
دو گاز مهمی که در آلودگی هوا مهم‌اند عبارتند از:
اکسید نیتریک (NO) و
دی اکسید نیتروژن،
دی اکسید نیتروژن که از هوا سنگینتر و در آب محلول است در آب تشکیل اسیدنیتریک و یا اسیدنیترو و یا اکسیدنیتریک (NO) می‌دهد. اسیدنیتریک و اسیدنیترو در اثر بارندگی به سطح زمین سقوط کرده یا با آمونیاک موجود در اتمسفر (NH3) ترکیب شده آمونیم نیترات (NH4NO3) بوجود می‌آورد. NO2 یکی از اجزای غذایی گیاهان را تشکیل می‌دهد. NO2 که در دامنه تشعشع فوق‌بنفش جاذب خوب انرژی به شمار می‌رود در تولید آلاینده‌های ثانوی هوا از قبیل ازن O3 نقش مهمی دارد مقدار NO آزاد شده در اتمسفر به مراتب بیش از مقدار NO2 آزاد شده است NO در فرآیندهای احتراقی با دمای زیاد و در اثر ترکیب نیتروژن و اکسیژن NO بوجود می‌آید.
منابع اکسیدهای نیتروژن
برخی از اکسیدهای نیتروژن به صورت طبیعی و برخی به صورت انسانی ایجاد می‌شوند. در اثر آتش‌سوزی جنگل مقدار اندکی NO2 ایجاد می‌شود. تجزیه باکتریایی مواد آلی نیز سبب آزاد شدن NO2 در اتمسفر می‌شود. در واقع منابع تولید کننده NO2 بطور طبیعی تقریبا 10 برابر منابع انسانی که در نواحی شهری دارای تراکم و غلظت هستند می‌باشد. بخش عمده NO2 تولید شده از منابع انسانی مربوط به احتراق سوخت در منابع ساکن و حرکت وسائط نقلیه می‌باشد.
استانداردهای کنترل اکسیدهای نیتروژن بطور کلی اغلب اندازه گیری های کنترلی برای NO2 آزاد شده در راستای محدود ساختن شرایط احتراق و کاهش تولید NO2 و همچنین استفاده از تجهیزات متنوع برای حذف NO2 از جریان گازهای خروجی انجام می‌شوند.
اکسید کننده‌های فتوشیمیایی
اکسید کننده‌ها یا اکسید کننده‌های کامل دو عبارتی هستند که برای توصیف مقادیر اکسید کننده‌های فتوشیمیایی بکار می‌روند و معمولا نشان‌دهنده قدرت اکسید کنندگی هوای اتمسفر می‌باشند. ازن (O3) که اکسید کننده فتوشیمیایی اصلی است در حدود 90 درصد از اکسید کننده‌ها را بخود اختصاص می‌دهد. سایر اکسید کننده‌های فتوشیمیایی مهم در کنترل آلودگی هوا عبارتند از:
- اکسیژن نوزاد (O)
- اکسیژن مولکولی برانگیخته(O2)
- پروکسی آسیل نیترات (PAN)
- پروکسی پروپانول نیترات (PPN)
- پروکسی بوتیل نیترات (PBN)
- دی اکسید نیتروژن (NO2)
- پراکسید هیدروژن (H2O2)
- الکیل نیترات ها
اثرات اکسید‌کننده‌ها
اثرات اکسید‌کننده‌ها بر سلامتی انسان می‌تواند موجب موارد زیر شود:
- سرفه
- کوتاهی نفس
- گرفتگی راه عبور هوا
- گرفنگی و درد قفسه سینه
- عملکرد نامناسب شش ها
- تغییر سلول های قرمز خون
- آماس خشک
- سوزش چشم بینی و گلو
اکسید کننده‌های اصلی که به گیاهان آسیب می‌رسانند عبارتند از PAN ,O3 که از خلال روزنه‌های موجود در برگ وارد گیاه شده و در متابولیسم سلول گیاهی دخالت می‌کنند. علائم بوجود آمده از تماس گیاه با PAN عبارتند از: برونزه شدن، براق شدن و نقره‌ای شده سطح زیرین برگ ها. تماس متناوب اکسید کننده‌ها با گیاهان موجب کاهش محصولات می‌شود. اکسید کننده‌ها به سرعت با رنگ ها، الاستومرها (اکسید کننده‌ها) الیاف پارچه‌ای و رنگ های نساجی واکنش نشان داده و آنها را اکسید می‌کند.
استانداردهای کنترل اکسید کننده‌ها
این نکته روشن شده است که حتی اگر هیچ هیدروکربنی در اتمسفر وجود نداشته باشد تا زمانی که CO و NO2 حضور دارند مقادیر قابل ملاحظه‌ای از ازن می‌تواند تولید شود. در حال حاضر علیرغم کوشش های منظم بر روی کنترل CO، هیدروکربن ها و NO2 مقادیری از این آلاینده‌ها که برای ایجاد ازن فتوشیمیایی کافی هستند، همچنان در اتمسفر وجود دارد.