منوی اصلی

آرشیو مطالب

پیوندها

  RSS  

 آلودگی هوا

 

هوا اقيانوسي است كه ما در آن شناوريم . فايده هوا براي ما با اكسيژن است كه براي زنده ماندن بدن ما ضروري است .
   هوا داراي 9/99درصد نيتروژن ، اكسيژن ، بخار آب وگازهاي بي اثر مي باشد . چندين نوع اصلي واثرات شناخته شده اي از آلودگي وجود دارند كه معمولاً مورد بحث مي باشند . اينها شامل دود ، باران اسيدي ، اثر گلخانه اي و سوراخ شدن لايه ازن مي باشد . هر كدام از اين مسائل براي سلامتي ما و تمام هستي به طور كلي براي تمام محيطها ،گرفتاري جدي ايجاد مي كند

تاثير رعد وبرق بر آلودگي هوا

|+| نوشته شده توسط نازنین و مهسا در شنبه بیست و یکم بهمن 1385  |

 توده های هوا

مقدمه

سطح زمین بر روی اقلیم اثر دارد. حال اگر یک هوا بر روی قسمتی از سطح زمین باقی بماند و یا به آرامی بر روی آن حرکت کند باعث می‌شود که به ویژه در سطوح تحتانی آن خصوصیات سطح زمین را که از روی آن رد می‌شود، کسب نماید. در جائی که در مسافات طولانی خصوصیات سطح زمین کم و بیش یکسان است، برای مثال بر روی یکی از اقیانوسهای بزرگ یا سطوح خشکی وسیع بدون رشته کوهستان نظیر آسیای مرکزی ، هر هوایی باقی بماند یا به آرامی بر روی آن حرکت کند خصوصیاتی را که در مسیر افقی تغییرات کمی دارد، کسب خواهد کرد. چنین هماهنگی افقی می‌تواند در مسافات بزرگی گسترده شده و این حجم از هوا یک توده هوا نامیده شده و مناطقی که توده‌های هوا در آنها شکل می‌گیرند مناطق منشأ توده هوا (Air-mass Source) نامیده می‌شوند. مناطق منشا توده هوا به دو صورت مشخص می‌شوند:

خصوصیات یکنواخت سطحی و غلبه واچرخندهای ثابت و یا با سرعت کم هوا در آنها. چنین مناطقی معمولا مناطق وسیعی هستند که فاقد باد یا دارای بادهای آرامی هستند. خصوصیات یک توده هوا که تحت چنین شرایطی بوجود می‌آید بوسیله خصوصیات مناطق منشأ تعیین می‌گردد و معمولا این خصوصیات توسط شرایط دمایی و رطوبتی بیان می‌گردد.

طبقه بندی توده‌های هوایی

بر این اساس طبقه بندی توده‌های هوا بر حسب مناطق منشأ انجام شده است:

منجمد A Arctic قطبی دریایی mP Maritime Polar حاره‌ای دریایی mT Maritime Tropical قطبی قاره‌ای cp Continental Polar حاره‌ای قاره‌ای cT Continental Tropical استوایی E Equatorial

در نواحی منشأ توده هوا وضعیت جوی و بنابراین اقلیم بیشتر ، معرف خصوصیت منطقه منشأ است. این مسئله به ویژه در عرضهای پایین (مناطق حاره) و عرضهای بالا مورد دارد. در عرضهای میانه اقلیم بوسیله تغییر دائمی وضعیت جوی ناشی از بادهای غربی و توالی واچرخندها و چرخندها ، در سطح زمین بوجود می‌آید. در اینجا با عبور یک توده هوا یا توده‌های هوای دیگری از منطقه پیوسته یک تغییر نقش از خصوصیات توده‌های هوا مشاهده می‌شود. توده هواهای قطبی و منجمده غالبا به سمت استوا و شرق حرکت می‌کنند، توده هواهای حاره‌ای و استوایی بیشتر به سمت قطب و شرق حرکت می‌کنند. بنابراین وضعیت جوی که اقلیم عرضهای میانه را تحت سلطه خود دارد به صورت متناوب با خصوصیات توده هواهای مختلف تعریف می‌گردد.

خواص و شکل گیری توده‌های هوا

خصوصیات و خواص توده‌های هوا از مناطق منشأ آنها کسب می‌گردد. بنابراین در حالی که توده‌های هوای قاره‌ای معمولا حاوی رطوبت کمی بوده در حالی که توده‌های هوای دریایی حداقل در سطوح زیرین آنها رطوبت بالایی دارند. در حالی که توده‌های هوای حاره‌ای و استوایی گرم بوده ، توده‌های قطبی و منجمده سرد هستند. توده‌های هوای منجمده در واچرخندهای قطبی تشکیل می‌شوند. اگر چه رطوبت نسبی می‌تواند کاملا بالا باشد این توده‌ها با دما و رطوبت مطلق پایین مشخص می‌شوند. این توده‌ها نزدیک سطح زمین ثابت بوده و معمولا دارای وارونگی دمایی (Inversion) وسیعی در ارتفاع یک یا دو کیلومتری از سطح زمین می‌باشند.

هر چند توده هواهای قطبی قاره‌ای از پدیده‌های نیمکره شمالی هستند. توده‌های قطبی دریایی در هر دو نیمکره بر روی اقیانوسهای عرضهای بالای جغرافیایی تشکیل می‌شوند. این توده‌ها هنگامی تشکیل می‌شوند که یک واچرخند در نواحی خشکی عرضهای بالا طولانی باقی بماند، نظیر آلاسکا ، کانادای شمالی ، قسمتهایی از روسیه یا سیبری. در زمستانها این مناطق سرد و کاملا پایدار هستند. در تابستان هنوز نسبتا سرد بوده و پایداری آنها نسبتا کم و رطوبت آنها بالاتر است. گر چه تعداد کمی از واچرخندها برای مدت طولانی در عرضهای بالای جغرافیایی در مناطق منشأ توده‌های هوای قطبی دریایی ، باقی نمی‌مانند، نواحی اقیانوسی برای دادن خصوصیات مشخص به هوای متحرک به اندازه کافی وسیع هستند. در زمستان دمای توده‌های هوا mP ، در مقایسه با هوای cP یا منجمده (A) نسبتا ملایم بوده، ولی در تابستان سرد هستند. توده‌های هوای mP هم در زمستان و هم در تابستان مرطوب بوده و به آسانی می‌توانند ناپایدار شوند.

توده‌های هوای حاره‌ای قاره‌ای بر روی خشکیهای نواحی جنب حاره ، بیشتر در نیمکره شمالی ، شکل می‌گیرند. بنابراین ، شمال آفریقا ، جنوب غربی ایالات متحده و مکزیک و نواحی بیابانی آسیا ، به ویژه در تابستان ، نواحی مناسب برای تشکیل هوای cP هستند. فقط شمال غرب و مرکز استرالیا از نواحی منشأ عمده در نیمکره جنوبی هستند. توده‌های هوای حاره‌ای قاره‌ای گرم و خشک و ناپایدار هستند، ولی این ناپایداری به علت اینکه هوا رطوبت کمی دارد، نشانه وجود ابرهای زیاد نیست.




توده‌های هوای حاره‌ای دریایی در اقیانوسهای عرضهای پایین جغرافیایی در مجاورت واچرخندهای جانب حاره به ویژه در کناره‌های شرقی اقیانوسها توسعه می‌یابند. هر چند به علت فرونشینی در داخل واچرخندها عموما یک وارونگی در چند صد متری بالای دریا وجود دارد سطوح پایین‌تر گرم و مرطوب هستند.
در بالای این وارونگی ، هوا گرم و خشک است. همچنانکه هوا به سمت غرب حرکت می‌کند در بادهای تجارتی رطوبت عمیق و لایه‌های ناپایدار بوجود می‌آید، بطوری که وارونگی فوقانی محو شده و در کناره‌های غربی اقیانوسها خصوصیات اصلی توده هوا بطور کلی از بین می‌رود.
مناطق منشأ توده‌های استوایی در منطقه همگرایی درون حاره‌ای قرار دارند. در این مناطق توده‌های هوای گرم و مرطوب که عموما در سطح فوقانی ناپایدار هستند، شکل می‌گیرند. در قسمتهای شرقی اقیانوسها به علت عمل فراچاهی (Upwelling) آب از اعماق دریا ، که از خصوصیات این قسمت از اقیانوسهاست، هوای سطحی سرد بوده و توده هوا بسیار پایدار می‌باشد.

تغییر خصوصیات توده‌های هوا

همچنان که توده‌های هوا از مناطق منشأ خود حرکت می‌کنند خصوصیاتشان تعدیل و یا تغییر می‌کند. این تغییرات به طرق مختلفی صورت می‌گیرد. طریقه معمول آن وقتی است که جریان هوا ، توده هوا را از ناحیه منشأ اصلی ، به روی سطوحی با خصوصیات متفاوت می‌برد. یک توده سرد ممکن است از روی یک سطح گرم عبور کرده و حداقل در لایه‌های زیرین گرم و ناپایدار شود. یا عکس این حالت می‌تواند اتفاق بیفتد و بنابراین باعث افزایش پایداری در لایه‌های زیرین هوا گردد. یک توده هوای خشک با عبور از خشکی بر روی دریا می‌تواند مرطوب گردد و یا برعکس.

مشابها خصوصیت عمومی توده هوا می‌تواند با عبور از رشته‌های کوهستانی ، تغییر نماید. یک مثال مشخص وقتی است که هوای mP در شمال آمریکا ، بر روی کوهستان راکی صعود می‌کند. محتوای رطوبتی بالا در یک توده هوا منجر به بارندگی سنگین در قسمت رو به باد کوهستان (Wind Ward) می‌گردد. در قسمت پشت به باد (Lee Ward) همچنان که هوا به سمت پایین کوهستان می‌وزد به علت فشرده شدن ، گرم و خشک شده و باد گرم و خشکی را بوجود می‌آورد که به ویژه در زمستان می‌تواند در عرض چند دقیقه دما را چندین درجه بالا ببرد.

تغییراتی نظیر این از شرایط سطح زمین ناشی می‌شود. لیکن تغییرات می‌تواند از طریق اثر جریانهای سطوح فوقانی نیز بوجود آید، که می‌تواند از بالا بوسیله حرکات رو به پایین در قسمتهای شرقی سیستمهای نیمه دائمی پرفشار در اقیانوسهای مناطق حاره وجود دارد. در این منطقه حرکت به سمت استوا با جریان واچرخندی در پایین جو ترکیب شده و ناحیه‌ای را با هوای در حال حرکت بوجود می‌آورد که از طریق فشرده شده هوای فرونشینی گرم شده است. در هر حال این هوا نمی‌تواند به هیچ طریقی به سطح زمین نزول کند، زیرا اقیانوس گرم ایجاد یک لایه کم عمق ناپایدار همرفتی را تقویت می‌کند. بنابراین یک لایه وارونگی توسعه می‌یابد که سطح آن به شدت نسبی گرمایش از زیر و فرونشینی هوا از بالا ، بستگی دارد.

این مسئله هنگامی اتفاق می‌افتد که تماس مستقیم بین دو توده هواب متضاد و نسبتا تعدیل نشده روی می‌دهد. این مورد مکررا در عرضهای میانه در مناطق جبهه‌ای (Frontal Zone) همراه با چرخندهای عرضهای میانه ، اتفاق می‌افتد. اما می‌تواند در نقاط دیگر هم بوجود آید. به ویژه یک مثال قابل توجه در ناحیه تضادهای سریع در وضعیت جوی در غرب آفریقا وقتی است که هوای mT مرطوب از اقیانوس اطلس یه هوای گرم و خشک cT از بیابان صحرا برخورد می‌کند.

 

|+| نوشته شده توسط نازنین و مهسا در یکشنبه یکم بهمن 1385  |

 

مقدمه

اتمسفر مانند نهر یا رودخانه دارای فرآیندهای طبیعی است که در تمیز کردن آن نقش دارند. بدون چنین فرآیندهایی تروپوسفر سریعا به محیطی نامناسب برای زیست بشر تبدیل خواهد شد. پراکندگی ، ته‌نشینی گرانشی ، لخته سازی ، جذب (همراه با شستشو و واشویی) ، شستشو توسط باران و جذب سطحی از جمله مهمترین مکانیسمهای طبیعی آلاینده‌ها در اتمسفر به شمار می‌روند.

فرآیندهای پاکسازی اتمسفر

پراکندگی

پراکندگی آلاینده‌ها توسط جریانهای باد ، غلظت آلاینده‌ها را در هر جایی کاهش می‌دهد.

ته‌نشینی گرانشی

یکی از مهترین مکانیسمهای طبیعی در جداسازی ذرات از اتمسفر بویژه ذراتی که بزرگتر از 20µm هستند شمرده می‌شوند.

لخته سازی

ته‌نشینی گرانشی در چندین فرآیند دیگر پاکسازی طبیعی اتمسفر نیز نقش مهمی دارد به عنوان مثال ذرات کوچکتر از 0.1µm به کمک لخته‌سازی قابل ته‌نشین‌ هستند. در این پدیده ذرات بزرگتر بصورت گیرنده‌های ذرات کوچکتر عمل می‌کنند. دو ذره با یکدیگر برخورد و اتصال پیدا کرده تشکیل یک واحد می‌دهند. این فرآیند تا تشکیل یک ذره لخته‌ای کوچک ادامه می‌یابد، تا آنجا که این لخته برای ته‌نشین شدن به اندازه کافی بزرگ و سنگین شود.

جذب ذرات

در فرآیند طبیعی جذب ذرات یا آلاینده‌های گازی در باران یا مه تجمع حاصل کرده همراه رطوبت ته‌نشین می‌شوند، این پدیده که به نام شستشو نامیده می‌شود در قسمت پایینتر از سطح ابرها رخ می‌دهد پتانسیل لازم برای شستشوی ذرات و گازها بستگی به تحقیقات اخیر نشان داده‌اند که برای ذرات دارای قطر کوچکتر از 1µm فرآیند شستشو موثر نخواهد بود.

گازها ممکن است بدون تغییر شیمیایی حل شوند و یا اتصال دارد در برخی مواقع با آب باران وارد واکنش شیمیایی شوند مانند گاز SO₂ که به سهولت در باران حل می‌شود و همراه با قطرات باران پایین می‌آید با این وجود SO₂ ممکن است با آب باران واکنش نشان داده ایجاد غبارهای H₂SO₃ (اسید سولفورو) یا H₂SO₄ (اسید سولفوریک) نماید که به نام بارانهای اسیدی شهرت دارند و بالقوه نسبت به SO₂ اولیه دارای اثرات زیانبار بیشتری هستند.

شستشو در اثر بارش

در این حالت شستشو در سطح پایینتر از ابرها اتفاق می‌افتد و هنگامی که قطرات سقوط کننده باران آلاینده‌ها را جذب می‌کنند در داخل ابرها پدیده شستشو صورت می‌گیرد. بدین ترتیب که ذرات کوچکتر از ابعاد میکرون بصورت هسته‌های میعان که در اطراف آنها قطرات آب تشکیل می‌شوند، عمل می‌کنند. این پدیده در نواحی شهری موجب افزایش بارندگی و تشکیل مه می‌شود.

جذب سطحی

عمدتا در لایه اصطکاکی اتمسفر یعنی در نزدیکترین لایه به سطح زمین انجام می‌گیرد. در این پدیده آلاینده‌های گازی ، مایع یا جامد جذب یک سطح شده پس از غلیظ شدن در همان سطح باقی می‌مانند. سطوح طبیعی از قبیل خاکها ، صخره‌ها ، برگها و علفها قادر به جذب و نگهداری آلاینده‌ها هستند. ذرات ممکن است با سطوح جذب توسط ته‌نشینی گرانشی یا اثر اینرسی که در طی آن ذرات آلاینده‌های گازی در اثر جریانهای باد به سطوح منتقل می‌شوند تماس یابند. اثر اینرسی برای ذراتی در دامنه ابعادی بین 10 تا 15µm سطوح کوچک به تعدد مانند علفها و برگهای درختان نسبت به سطوح بزرگتر به منظور جداسازی ذرات بیشتر است.

دستیابی به کنترل آلاینده‌ها

برای دستیابی به کنترل آلاینده‌های گازی و ذرات دامنه‌ای گسترده ، دو راه وجود دارد:

1. کاهش غلظت آلاینده در اتمسفر
2. کنترل آلاینده‌ها در منبع تولید آنها

رقیق سازی

رقیق ساختن در اتمسفر با استفاده از دودکشهای بلند امکانپذیر است. دودکشهای بلند می‌توانند در لایه وارونگی نفوذ کرده ، آلاینده‌ها را به گونه‌ای پراکنده سازند که غلظت آلاینده‌ها در سطح زمین تا مقدار زیادی کاهش یابد. رقیق سازی در بهترین حالت خود عبارتست از یک وسیله کوتاه مدت به منظور کنترل آلودگی و در بدترین حالت خود وسیله‌ای است برای انتقال آثار ناخواسته آلاینده‌ها به مناطق دور دست.

کنترل در منبع مولد آلاینده‌ها

به منظور کنترل آلودگی هوا در دامنه‌های بسیار وسیع تا نقاط دوردست ، کنترل این مواد در منبع تولیدشان مطلوبتر و موثرتر از رقیق سازی است. در وهله اول چنین به نظر می‌رسد که اولین و موثرترین روش جلوگیری از تولید آلاینده‌ها باشد در مورد آلاینده‌های تولید شده در اثر فرآیندهای احتراقی ، جایگزین کردن یک منبع انرژی می‌تواند از تولید آلاینده‌ها جلوگیری کند. روشهای باقیمانده برای کنترل آلاینده‌ها در منبع می‌تواند موجب کاهش انتشار آلاینده‌ها شود، اما نمی‌تواند سبب حذف کامل موجود به عنوان مثال اتومبیلی که دارای یک فیلتر کثیف هوا ، به یک سیستم نامناسب برای تهویه موتور ، عملکرد نادرست تنظیم دور موتور و ... نسبت به اتومبیلی که با بهترین بازده کار می‌کند، آلاینده‌های بیشتری را از خود منتشر می‌سازد.

تغییر فرآیند مورد استفاده همچنان روش دیگر برای کنترل انتشار آلاینده‌ها در منبع تولیدشان بکار می‌رود. به عنوان مثال جایگزین کردن کوره‌های باز با کوره‌های اکسیژنی کنترل شده یا کوره‌های الکتریکی و یکی دیگر از روشهایی که در کنترل آلاینده‌های هوا در منبع تولید آنها دارای وسیعترین کاربرد است، عبارت است از نصب تجهیزات کنترلی طراحی شده بر طبق برخی از اصول اساسی که توسط آنها مکانیسمهای طبیعی حذف آلایندهها عمل می‌کنند.

|+| نوشته شده توسط نازنین و مهسا در یکشنبه یکم بهمن 1385  |

 

آلودگی هوا عبارت است از حضور یک و یا بیش از یک آلاینده در هوای آزاد مانند گرد و خاک ، دود غلیظ ، گاز مه آلود ، بوی نامطبوع به مقدار کافی ، با خواص مشخص و مداوم که می‌تواند زندگی انسان ، گیاه و جانوران و اصول انسانی را به مخاطره اندازد.

مقدمه

اولین آلاینده‌های هوا احتمالا دارای منشأ طبیعی بوده‌اند. دود ، بخار بدبو ، خاکستر و گازهای متصاعد شده از آتشفشانها و آتش‌سوزی جنگلها ، گرد و غبار ناشی از توفانها در نواحی خشک ، در نواحی کم‌ارتفاع مرطوب و مه‌های رقیق شامل ذرات حاصل از درختهای کاج و صنوبر در نواحی کوهستانی ، پیش از آنکه مشکلات مربوط به سلامت انسانها و مشکلات ناشی از فعالیتهای انسانی محسوس باشند، کلا جزئی از محیط زیست ما به شمار می‌رفتند، به استثنای موارد حاد ، نظیر فوران آتشفشان.

آلودگیهای ناشی از منابع طبیعی معمولا ایجاد چنان مشکلات جدی برای حیات جانوران و یا اموال انسانها نمی‌کنند. این در حالی است که فعالیتهای انسانی ، ایجاد چنان مشکلاتی از نظر آلودگی می‌نمایند که بیم آن می‌رود بخشهایی از اتمسفر زمین تبدیل به محیطی مضر برای سلامت انسانها گردد.

تاریخچه آلودگی

دود یکی از قدیمی‌ترین آلاینده‌های هوا است که برای سلامت بشر مضر است. زمانی که دود ناشی از آتش حاصله از سوختن چوب توسط ساکنین اولیه غارها جای خود را به دود ناشی از کوره‌های زغال سوز در شهرهای پر جمعیت داد، آلودگی هوا ، بقدری افزایش یافت که زنگ خظر برای برخی از ساکنان آن شهرها به صدا در آمد. در سال 61 بعد از میلاد ، "سنکا" (Seneca) فیلسوف رومی از هوای روم بعنوان هوای سنگین و از دودکشهای هود با عنوان تولید کننده بوی بد نام برد.

در سال 1273 میلادی ، "ادوارد اول" پادشاه انگلستان عنوان کرد که هوای لندن به حدی با دود و مه آلوده شده است و آزار دهنده است که از سوختن زغال سنگ دریایی جلوگیری خواهد کرد. علی‌رغم هشدار پادشاه مذکور ، نابودی گسترده جنگلها ، چوب را تبدیل به یک کالای کمیاب نمود و ساکنان لندن را وادار ساخت تا بجای کم کردن مصرف زغال سنگ به میزان بیشتری از آن استفاده کنند.

تا سال 1661 میلادی یعنی بیش از یک قرن بعد ، تغییر قابل ملاحظه‌ای در آلودگی هوا بوجود نیامد. چاره جویی و پیشنهادات عبارت بودند از برچیدن تمامی کارخانه‌های اطراف شهر لندن و بوجود آمدن کمربند سبز در اطراف شهر. بالاخره این چاره جویی‌ها کارساز شد.

مشکلات آلودگی هوا

شواهدی دال بر علاقمندی جوامع انسانی در غلبه بر مشکل آلودگی هوا وجود دارند که از جمله آنها می‌توان از تصویب و اجرای قوانین کنترل دود در شیکاگو سینسنیاتی به سال 1881 نام برد. ولی اجرای این قوانین و قوانینی مشابه آنها با دشواریهایی مواجه گردید و برای تمیز نمودن هوا یا جلوگیری از آلودگی بیشتر آن ، تقریبا کاری انجام نشد. در سال 1930 در دره بسیار صنعتی میوز در کشور بلژیک در اثر پدیده وارونگی ، مه دود در یک 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 ایلات متحده آمریکا ، یکی از اولین و بزرگترین فاجعه‌های زائیده آلودگیها 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 ممکن گردید.

در روز سه شنبه 4 دسامبر سال 1952 حجم عظیمی از هوای گرم به طرف قسمت جنوبی انگلستان حرکت کرده ، با ایجاد یک وارونگی دمایی سبب نشست یک مه سفید در لندن شد. این مه دود به دستگاه تنفسی انسان سخت آسیب می‌رساند. درنتیجه بیشتر مردم بزودی با مشکلاتی از قبیل قرمز شدن چشمها ، سوزش گلو و سرفه‌های زیاد مواجه شدند و پیش از آنکه در 9 دسامبر از سطح شهر دور شوند، 400 مورد مرگ مربوط به آلودگی هوا گزارش کردند. این تعداد تلفات برای متوجه ساختن افکار بریتانیایی‌ها جهت تصویب قانون هوای تمیز در سال 1956 کافی بود.

قانون کنترل آلودگی هوا

این قانون در ایالات متحده امریکا به نام قانون کنترل آلودگی هوا (قانون عمومی 159_84) به تصویب رسید. اما این مصوبه تنها موجب به تصویب رسیدن یک قانون مؤثرتر گردید. این قانون یکبار در سال 1960 و بار دیگر در سال 1962 بازنگری شد و به قانون هوای تمیز سال 1963 (قانون عمومی 206_88) که برنامه‌های ناحیه‌ای محلی و ایالتی را برای کنترل هوا تشویق می‌کرد و در عین حال حق مداخله را برای دولت فدرال در صورت به خطر افتادن سلامت و رفاه اهالی ایالت در اثر آلودگی ناشی از ایالات دیگر محفوظ نگه می‌داشت، الحاق گردید.

این قانون معیارهایی برای کیفیت هوا وضع کرد که بر اساس آنها ، استانداردهای کیفیت هوا و گازهای متصاعد شده در دهه 1960 میلادی پی‌ریزی شد.

اجرای قانون هوای تمیز

اجرای قانون هوای تمیز در سال 1970 به آژانس نو بنیاد حفاظت محیط زیست (EPA) محول گریدید. قانون به وضع استانداردهای درجه اول و دوم کیفیت هوای محیط زیست پرداخت. استانداردهای اولیه متکی بر معیارهای کیفیت هوا ، برای حفظ سلامت عموم مردم ، دامنه وسیعی از ایمنی را در نظر می‌گیرد. در حالی که استانداردهای ثانوی که آنها نیز متکی بر معیارهای کیفیت هوا باشند، برای حفظ رفاه عموم انسانها ، 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 امکان وجود دارد که تغییرات بیشتری نیز انجام شود، کاملا محتمل است که کنترل آلودگی هوا برای ایجاد شرایطی که تحت آن هوا برای نسلهای آینده تمیزتر و سالم‌تر نگاهداشته شود، از حمایت بیشتر عامه مردم برخوردار شود.

|+| نوشته شده توسط نازنین و مهسا در یکشنبه یکم بهمن 1385  |

 

مقدمه کلی

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: فنلها ، اسیدهای آلی و الکلها. معروفترین ذرات معدنی موجود در اتمسفر عبارتند از نیتراتها ، سولفاتها و فلزاتی مانند آهن ، سرب ، روی و وانادیم.

منابع آلاینده‌ها

هوا دارای آلاینده‌های طبیعی نظیر هاگهای قارچها ، تخم گیاهان ، ذرات معلق نمک و دود و ذرات غبار حاصل از آتش جنگلها و فوران آتشفشانهاست. همچنین هوا حاوی گاز منوکسید کربن تولید شده به شکل طبیعی (CO) حاصل از تجزیه متان (CH₄) و هیدروکربنها به شکل ترپنهای 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: شامل وسائط نقلیه موتوری ، وسائط نقلیه هوایی ، ترنها ، کشتی‌ها و هر نوع استفاده و یا تبخیر بنزین ، در بر گیرنده تامین انرژی و حرارت لازم برای مقاصد مسکونی ، تجاری و صنعتی ، نیروگاههای مولد برق که با نیروی بخار کار می‌کنند، مانند صنایع شیمیایی ، متالوژی ، تولید کاغذ و پالایشگاههای تصفیه نفت ، شامل زایدات ناشی از مصارف خانگی و تجاری ، زایدات زغال سنگ و خاکستر باقیمانده از سوزاندن بقایای کشاورزی.

هیدروکربنها

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.

هیدروکربنهای آلیفاتیک

گروه هیدروکربنهای آلیفاتیک شامل آلکانها ، آلکنها و آلکینها هستند. آلکانها عبارتند از: هیدروکربنهای اشباع شده که در واکنشهای فتوشیمیایی اتمسفر نقش ندارند. آلکنها 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. هیدروکربنهای آلیفاتیک تولید شده تا حدود (326mg/m³) برای سلامت انسان و جانوران خطرساز نیست.

هیدروکربنهای آروماتیک

هیدروکربنهای 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 هیدروکربنهای چند هسته‌ای خارج شده از اگزوز اتومبیل‌ها نسبت داده شده است. بنزوپیرین ، سرطانزاترین هیدروکربنهاست. بنزاسفنانتریلین ، بنزوانتراسین و کریزین هم مواد سرطانزای ضعیف‌اند.

منابع هیدروکربنها

میل‌لنگها و کاربراتورها ، بیشترین درصد آزادسازی هیدروکربنها را به خود اختصاص داده‌اند. تجهیزات سوزاننده مکمل که با کاتالیست کار می‌کنند، هیدروکربنها را آزاد کرده و منوکسید کربن را سوزانده و تولید CO₂ و آب می‌نمایند.

تکنولوژی کنترل هیدروکربنهای متصاعد شده از منابع ساکن

تکنولوژی کنترل هیدروکربنهای متصاعد شده از منابع ساکن عبارتند از: خاکستر سازی ، جذب ، تراکم و جایگزین نمودن سایر مواد.

فرآیند خاکسترسازی با دستگاههای سوزاننده مکمل و دستگاههای سوزاننده مکمل کاتالیستی صورت می‌گیرد. جذب سطحی توسط کربن فعال صورت می‌گیرد و جذب هیدروکربنها بوسیله یک محلول شوینده در برجهای سینی‌دار ، شوینده‌های جت و برجهای آکنه ، برجهای پاشنده و شوینده‌های ونتوری صورت می‌گیرد.

منوکسید کربن

گاز منوکسید کربن ، بیرنگ ، بی‌مزه و بی‌بو است و در شرایط عادی از لحاظ شیمیایی بی‌اثر و 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 غلظتهای زیاد منو کسید کربن ، به علت تمایل زیاد به جذب هموگلوبین می‌تواند در متابولیسم تنفسی انسان بطور جدی اختلال ایجاد نما‌ید.

غلظت منوکسید کربن در نواحی متراکم شهری که ترافیک سنگین و حرکت خودروها کند است، به میزان قابل توجهی افزایش می‌یابد. منابع کربن ، منوکسید کربن طبیعی و انسانی هستند. طبق گزارش آزمایشگاه ملی آرگون ، در اثر اکسیداسیون گاز متان حاصل از مرگ گیاهان سالانه 13.2 میلیون تن CO وارد طبیعت می‌شود. منبع دیگر تولید این ماده ، متابولیسم انسانی است بازدم شخصی که در حال استراحت است بطور تقریبی حاوی CO ، 1ppm است.

استانداردهای کنترل منوکسید کربن

آنگاه که مقدار منوکسید کربن در مدت زمان کوتاهی به حد مرگبار می‌رسد و شرایط اضطراری می‌شود، برای مقابله با چنین شرایطی که مقدار CO بطور متوسط در مدت زمان 8 ساعت به (46mg/m³ (40ppm می‌رسد،عملیات شدید کنترلی انجام می‌شوند که عبارتند از: متوقف ساختن کارخانه‌های صنعتی و مسدود نمودن جاده‌هایی که در آنها معمولا ترافیک سنیگن وجود دارد. جذب سطحی ، جذب ، میعان و احتراق روشهای فنی کنترل CO هستند.

اکسیدهای گوگرد

این اکسیدها شامل 6 ترکیب مختلف گازی هستند: منوکسید سولفور (SO) ، دی‌‌اکسید سولفور (SO₂) ، تری‌اکسید سولفور (SO) تترا اکسید سولفور (SO₄) ، سکو اکسید سولفور (SO₂) و هپتو اکسید سولفور (S₂O₇). در مطالعه آلودگی هوا ، دی‌اکسید سولفور و تری‌اکسید 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 نمکهای اسید سولفوریک را تولید بکند. SO₂ با آب وارد واکنش شده ، تولید سولفورو اسید می‌نماید. این اسید ضعیف با بیش از 80% SO₂ آزاد شده در اتمسفر ناشی از فعالیتهای انسانی به سوزاندن سوختهای جامد و فسیلی مربوط می‌شود.

استانداردهای کنترل اکسیدهای ‌سولفور

روشهای گسترده جهت کنترل اکسید سولفور عبارتند از: بکارگیری سوختهای 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 منوکسید نیتروژن (NO) ، دی‌اکسید نیتروژن (NO₂) ، نیترو اکسید (N₂O) نیتروژن سیسکواکسید (N₂O₃) ، نیتروژن تترااکسید (N₂O₄) و نیتروژن پنتواکسید (N₂O₅) هستند.

دو گاز مهمی در معادلات آلودگی هوا مهم‌اند عبارتند از: اکسید نیتریک (NO) و دی‌اکسید نیتروژن ، دی‌اکسید نیتروژن که از هوا سنگینتر و در آب محلول است، در آب تشکیل اسید نیتریک و یا اسید نیترو و یا اکسید نیتریک (NO) می‌دهد. اسید نیتریک و اسید نیترو در اثر بارندگی به سطح زمین سقوط کرده ، یا با آمونیاک موجود در اتمسفر (NH₃) ترکیب شده آمونیم نیترات (NH₄NO₃) بوجود می‌آورد.

در این مواقع 2NO از اجزای غذایی گیاهان را تشکیل می‌دهد. 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 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 گیریهای 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) و الکیل نیتراتها.

اثرات اکسید‌کننده‌ها

اثرات اکسید‌کننده‌ها بر سلامتی انسان می‌تواند موجب سرفه ، کوتاهی نفس ، گرفتگی راه عبور هوا ، گرفنگی و درد قفسه سینه ، عملکرد نامناسب ششها ، تغییر سلولهای قرمز خون ، آماس خشک و سوزش چشم ، بینی و گلو شوند. 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 برگها.

تماس متناوب اکسید ‌کننده‌ها با گیاهان موجب کاهش محصولات می‌شود. اکسید‌ کننده‌ها به سرعت با رنگها ، الاستومرها (اکسید ‌کننده‌ها) الیاف پارچه‌ای و رنگهای نساجی واکنش نشان داده ، 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 کوششهای منظم بر روی کنترل CO ، هیدروکربنها و NO₂ مقادیری از این آلاینده‌ها که برای ایجاد ازن فتوشیمیایی کافی هستند، همچنان در اتمسفر وجود دارد.

|+| نوشته شده توسط نازنین و مهسا در یکشنبه یکم بهمن 1385  |

 

دید کلی

• چند بار تا به حال دوده خفه کننده ماشین‌ها را در خیابان دیده‌اید؟
  
• چرا در روز روشن آسمان آبی را نمی‌بینید؟
  
  
• فوران دوده از کارخانجات صنعتی چه فوایدی دارد؟
  
  
• پناهگاه بیماران تنفسی در شهر آلوده کجا می‌تواند باشد؟
  
  

این آلودگی هواست که طبیعت زیبا را در خود گم می‌کند و زندگی سالم را نه تنها از انسان‌ها بلکه از تمام موجودات سلب می‌کند.

موضوع چیست؟

اوزون که جزء اصلی مه دود است، گازی است که از ترکیب اکسید نیتروژن و هیدروکربنها در حضور نور آفتاب بوجود می‌آید. در اتمسفر ، ازن بطور طبیعی به صورت لایه‌ای که ما را از اشعه ماورای بنفش محافظت می‌کند، وجود دارد. ولی زمانی که در سطح زمین تولید شود، کشنده است.

اوزون از کجا می‌آید؟

اتومبیلها ، کامیونها و ... ، یکی از اصلی ترین منابع اوزون هستند. در سال 1986 ، مقدار حیرت انگیز 6.5 میلیون تن هیدروکربنهای مختلف و 8.5 میلیون تن اکسیدهای نیتروژن توسط خودروهای موتوری وارد هوا شدند. نیروگاهها ، کارخانه‌های شیمیایی و پالایشگاههای نفت نیز سهم بزرگی در همین مساله دارند و نیمی از انتشار هیدروکربنها و نیتروژن در کشور آمریکا مربوط به آنهاست.

خطر مه دود

صدمات ریوی ناشی از هوای آلوده به اوزون ، خطری است که هر 3 نفر از 5 نفر با آن روبرو هستند. اکثر مردم نمی‌دانند که مه دود به غیر از انسان به سایر موجودات زنده هم آسیب می‌رساند. مه دود ازنی ، مسئول صدمات زیاد به درختان کاج و نابودی محصولات کشاورزی در بسیاری از مناطق کشاورزی است.

هوای آلوده چیست؟

هر ماده‌ای که وارد هوا شود ، خواص فیزیکی ، شیمیایی و زیستی آن را تغییر می‌دهد و به چنین هوای تغییر یافته ، هوای آلوده گویند.

زباله‌های موجود در هوا هوای شهرها دارای یک ترکیب از گازهای آلوده کننده می‌باشد. در شهر لوس آنجلس ، گازهای کشنده ناشی از کارخانجات با دوده ، اکسید نیتروژن ، منوکسید کربن و سرب اگزوز ماشینها ترکیب می‌شود.

عوامل آلوده کننده هوا

• عوامل طبیعی: فوران‌های شدید آتشفشان ، وزش توفان ، بادهای شدید و … ، گازها و ذراتی را وارد هوا می‌کنند و سبب آلودگی آن می‌شوند.
  
  
• فعالیت انسان: کارخانجات صنعتی ، کشاورزی ، شهرسازی ، وسایل گرمازا ، نیروگاهها ، وسایل نقلیه و ... ، از عوامل آلوده کننده هوا هستند.

مواد آلوده کننده هوا

• منوکسید کربن: گاز سمی منوکسید کربن ، بطور عمده مربوط به خودروهایی است که مصرف سوخت آنها بنزین می‌باشد. این خودروها مقدار زیادی گاز CO را از طریق لوله اگزوز وارد هوا می‌کنند.
  
  
• دی‌اکسید گوگرد: عمدتا مربوط به نفت کوره (نفت سیاه) است که در بعضی صنایع و تاسیسات حرارت مرکزی و تولید نیرو مورد استفاده قرار می‌گیرد.
  
  
• اکسیدهای نیتروژن دار: بطور عمده مربوط به نفت کوره ، گازوئیل و مقدار کمتری مربوط به مصرف بنزین و نفت سفید است.
  
  
• هیدروکربن‌های سوخته نشده: عمدتا مربوط به خودروهایی است که بنزین مصرف می‌کنند. نفت کوره و گازوئیل در این مورد سهم کمتری دارند.
  
  
• ذرات ریز معلق: بطور عمده ، از سوختن نفت کوره حاصل می‌شود.
  
  
• برمید سرب: در نتیجه مصرف بنزین در موتور اتومبیل‌ها حاصل می‌شود.
  
  
• سایر ترکیبات سربی: بنزین خودروها اغلب دارای ماده‌ای به نام تترا اتیل سرب است که به منظور روان کردن کار سوپاپ‌ها و به‌سوزی بنزین به آن اضافه می‌شود. این ماده هنگام سوختن بنزین ، باعث پراکنده شدن ذره‌های جامد و معلق ترکیبات سرب در هوا می‌شود که هم سمی‌اند و هم به صورت رسوب‌های جامد وارد دستگاه تنفسی می‌شوند.

بالا ، بالا ، بالاتر

در جایی دور ، بالای سر ما ، لایه نامرئی و ظریفی از اوزون وجود دارد که ما را از تشعشعات خطرناک ماورای بنفش خورشیدی محافظت می‌کنند. لایه ازن قرنهاست که آنجا بوده است.

... و دورتر

ولی اکنون انسان این سپر محافظ را از بین می‌برد. کلرو فلوئورو کربنها (CFCS) ، هالونها (halons) ) و سایر مواد شیمیایی مصنوعی ، در 10 تا 50 کیلومتری بالای سر ما شناورند. آنها تجزیه شده ، مولکولهایی آزاد می‌کنند که اوزون را از بین می‌برد.

CFC ها چه موادی هستند؟

CFC ها موادی هستند که صدها مصرف گوناگون دارند. زیرا آنها تقریبا غیر سمی و مقاوم در برابر شعله بوده ، براحتی تجزیه نمی‌شوند. به خاطر چنین پایداری ، آنها تا 150 سال باقی خواهند ماند. گازهای CFC به آرامی تا ارتفاعات 40 کیلومتری صعود کرده و در آنجا تحت نیروی عظیم تشعشعات ماورای بنفش خورشید شکسته شده ، عنصر شیمیایی کلر را آزاد می‌کنند.

بعد از آزادی هر اتم کلر قبل از برگشت به زمین که سالها طول می‌کشد، حدود صد هزار مولکول اوزون را از بین می‌برد. سه و شاید پنج درصد لایه ازن در سطح جهان تاکنون توسط گازهای CFC تخریب شده است.

بعدش چی؟

با تخریب ازن در لایه‌های بالای اتمسفر ، کره زمین اشعه ماورای بنفش دریافت می‌کند که موجب بروز سرطان پوست ، بیماری آب مروارید چشم و تضعیف سیستم دفاعی بدن می‌شود. با نفوذ بیشتر اشعه ماورای بنفش از لایه‌های اتمسفر ، اثرات آن روی سلامتی بدتر شده ، بهره‌دهی محصولات کشاورزی و جمعیت ماهی‌ها کاهش خواهد یافت و آسایش هر فرد روی این سیاره تحت تاثیر قرار خواهد گرفت.

نگرانی روز افزون

اثرات زیست محیطی مقادیر عظیمی از مواد زاید خطرناک که هر ساله تولید می‌شود، موجب نگرانی بیش از پیش شده است. در سال 1983 ، 266 میلیون تن مواد زاید خطرناک تولید شده است.

تهدید اکوسیستم‌ها

کشورهای پیشرفته بیش از هفتاد هزار ماده شیمیایی مختلف تولید می‌کنند که بیشتر آنها بطور کامل از نظر ایمنی آزمایش نشده‌اند. استفاده نامحتاطانه از این مواد ، مواد غذایی و آب و هوای ما را آلوده کرده ، اکوسیستمهایی را که ما به آنها متکی هستیم، شدیدا" تهدید می‌کند.

راهیابی مواد شیمیایی به محیط زیست

مواد شیمیایی به بخش جدا نشدنی از زندگی روزانه ما تبدیل گشته‌اند. ما از وسایل رفاهی مانند پلاستیکها ، پودرهای رختشویی و آروزولها که از مواد شیمیایی ساخته شده‌اند، استفاده می‌کنیم. ولی اغلب از هزینه پنهانی که ناشی از آنهاست بی‌خبریم. نهایتا آنها از طریق محلهای دفن زباله ، زهکشیها و فاضلابها به آب و یا زمین راه پیدا می‌کنند.

 

مواد سمی در پلاستیک‌ها

اگر چه مصرف کنندگان به ندرت محصولات پلاستیکی را که روزانه ساخته می‌شود و بسته بندی‌ که در آن خرید می‌کنند، به مساله آلودگی سمی ربط می‌دهند، باید دانست که اکثر مواد شیمیایی که در تولید و ساخت پلاستیکها مورد استفاده قرار می‌گیرند، بسیار سمی هستند. برحسب درجه بندی EPA باید دانست که از 20 ماده شیمیایی که تهیه آنها موجب تولید بیشترین مقدار کل مواد زاید خطرناک می‌شود، پنج ماده شیمیایی از شش مورد اولی ، موادی هستند که بطور مستمر در صنایع پلاستیک‌سازی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

آلودگی هوا و باران اسیدی

باران اسیدی چیست؟

یکی از آثار و نتایج آلودگی هوا باران اسیدی است. در دو دهه اخیر و در برخی نواحی صنعتی و بر اثر فعالیت‌های کارخانه‌ها میزان دی‌اکسید گوگرد و دی‌اکسید ازت در هوا افزایش یافته است. این دو ماده در اتمسفر با اکسیژن و بخار آب واکنش شیمیایی ایجاد می‌کند و به صورت اسید نیتریک و اسید سولفوریک در می‌آید. این ذرات اسیدی مسافت‌های طولانی را بوسیله باد طی می‌کنند و به صورت باران اسیدی بر سطح زمین فرو می‌ریزند. چنین بارش‌هایی ممکن است به صورت برف یا باران یا مه نیز در بیاید.

پیامدهای باران اسیدی

• باران اسیدی باعث از بین رفتن بناها و آثار تاریخی بخصوص در ساختمان‌هایی که از سنگ مرمر یا آهک ساخته شده باشند، می‌شود.
  
  
• باران اسیدی میزان حاصلخیزی خاک را کاهش می‌دهد و حتی ممکن است مواد سمی را وارد خاک‌ها کند .
  
  
• باران اسیدی موجب نابودی درختان و کاهش مقاومت آنها بخصوص در برابر سرما می‌شود.

|+| نوشته شده توسط نازنین و مهسا در یکشنبه یکم بهمن 1385  |

 تقسیم بندی لایه های اتمسفر با توجه به تغییرات دما

 

تقسیم بندی لایه های اتمسفر با توجه به تغییرات دما

 

1- تغييرات با ارتفاع : گازهاي سبكتر (بويژه هيدروژن‌ـ هليوم) اصولاً بايد در اتمسفر فوقاني بسيار فراوان باشند. تغييرات اساسي وابسته به ميزان دو گاز عمده غير دائمي يعني بخارآب و ازن مي‌باشد.
بخار آب : هوا‌ در بعضي نواحي تقريباً فاقد بخار آب و دربرخي نقاط تا 4 درصد از نظر حجم خود داراي رطوبت است. 90 درصد از بخار آب در پايين‌ترين قسمت اتمسفر حدود 6 كيلومتري از سطح زمين قرار گرفته است.
ازن : عمدتاً در 15 تا 35 كيلومتري از ضخامت اتمسفر، متمركز مي‌شود. اشعه ماوراء بنفش كه لايه‌هاي فوقاني اتمسفر را منور مي‌كند سبب تجزيه مولكول‌هاي اكسيژن در لايه‌هاي بين 80 تا 100 كيلومتر مي‌گردد.

2- تغييرات در ارتباط با فصل و عرض جغرافيايي : مقدار ازن در روي استوا كم و در عرض‌هاي فوق 50 درجه شمالي بويژه در بهار بيشتر مي‌شود.
ازن ذخيره شده در طول «شب قطبي» سبب به وجود آمدن يك لايه غني از آن در اوايل بهار مي‌گردد.
مقدار آب دقيقاً وابسته به حرارت است از اين رو در عرض‌هاي پايين و تابستان‌ها بيشتر است ولي در بيابانهاي مناطق حاره استثنا مي‌باشد.

3- تغييرات با زمان : كميت‌هايي از دي‌اكسيدكربن و ازن در اتمسفر ممكن است مربوط به تغييرات در طي دوره‌ايي طولاني باشد. دي اكسيدكربن به طور عمده بوسيله كنش ارگانيزم‌هاي زنده در زمين و دريا وارد اتمسفر مي‌شود. از منابع كوچك ديگر فساد عناصر اورگانيك در خاك و اشتعال سوخت‌هاي فسيل مي‌باشند افزايش ميزان دي‌اكسيدكربن سبب مي‌شود كه اتمسفر به مقدار زياد، انرژي حاصل از خورشيد را بگيرد.
اگر تغييراتي در اشعه ماوراء بنفش خورشيد رخ دهد در ارتباط با آن تغييراتي نيز ممكن است در ميزان ازن حاصل آيد زيرا ازن هم تابش خورشيد و هم تشعشع زميني را جذب مي‌كند.

1- تروپوسفر : داراي ضخامتي حدود 8 كيلومتر در قطب‌ها 16 تا 19 كيلومتر در مناطق استوايي است از خصوصيات عمده آن كاهش دما در جهت قائم تقريباً 6 درجه سانتي‌گراد براي 1000 متر افزايش سرعت بادها با ارتفاع رطوبت قابل ملاحظه در سطوح پايين‌تر، و به طور كلي مجموعه پديده‌هاي اتمسفري كه هوا ناميده مي‌شود در اين لايه قابل بررسي است.

2- تروپوپوز : مرز انتقال خصوصيات اتمسفري را در مقياس بزرگي از تلاطم و اختلاط را تشكيل مي‌دهد. اين لايه كم‌ژرفا در منطقه استوا نسبتاً مشخص شده است اين مرز فوقاني تروپوسفر نسبت به فصول سال تغيير مي‌كند.

3- استراتوسفر : دومين لايه بزرگ اتمسفر كه بالاي تروپوسفر و پايين مزوسفر قرار دارد. استراتوسفر ناميده مي شود. افزايش تدريجي دما از ويژگي آن است يكي ديگر از ويژگي‌هاي استراتوسفر ميزان نسبتاً زياد گاز ازن به خصوص در اطراف لايه استراتوپوز است كه ضخامتي حدود 16 تا 30 كيلومتر در اين لايه را تشكيل مي‌دهد. و از نظر جلوگيري از اثرات مرگبار تابش‌هاي شديد ماوراء بنفش، وجود ازن بسيار موثر است. از طرف ديگر گاز ازن توأم با دي‌اكسيدكربن اثر بسزائي در پراكندگي عمودي دما دارد.

4- استراتوپوز : اين لايه از ارتفاع حدود 50 كيلومتري شروع شده و منطقه انتقالي بين استراتوسفر و مزوسفر را تشكيل مي‌دهد.

5- مزوسفر : در اين لايه درجه حرارت به سرعت كاهش مي‌يابد بطوريكه در ارتفاع 80 كيلومتري ميزان آن به حدود 90- درجه سانتي‌گراد مي‌رسد. فشار هوا در مزوسفر بسيار پايين است و ميزان آن از يك ميلي‌ بار در ارتفاع 50 كيلومتري به 1 درصد در 90 كيلومتري كاهش مي‌يابد.

6- مزوپوز : منطقه فوق مزوسفر در ارتفاع 80 كيلومتري به وسيله حداقل دما، و وارونگي پس از آن مشخص مي‌شود. اين منطقه انتقالي بين مزوسفر و ترموسفر را مزوپوز مي‌گويند.

7- ترموسفر : فاقد مرز فوقاني معين است. اصطلاح ترموسفر به سبب دماي فوق‌العاده زياد ترموديناميك، به اين لايه داده شده است كه اين ميزان ممكن است به 1500 درجه كلوين برسد جلوه سرخي شفق يكي از پديده‌هاي ترموسفر پاييني است قسمت پاييني ترموسفر به طور عمده مركب از ازت (N) و اكسيژن O2 به صورت مولكولي اتمي (O) است در حاليكه در فوق كيلومتري اكسيژن به ازت غلبه مي‌كند. دماي زياد در اين لايه مديون جذب تشعشع ماوراء بنفش بوسيله اكسيژن اتمي

8- يونسفر : بخشي از اتمسفر زمين است كه از حدود فوق 60 كيلومتري به سبب يونيزاسيون، به صورت منطقه (تمركز يون‌ها و الكترون‌هاي) آزادي در مي‌آيد كه سبب انعكاس امواج راديويي مي‌شود. از طرف ديگر فجرهاي قطبي شمالي و جنوبي نيز بوسيله نفوذ ذرات يونيزه، در درون اتمسفر از 30 تا 80 كيلومتري به ويژه در مناطق حدود 20 تا 25 درجه از قطب‌هاي مغناطيسي مشاهده مي‌شوند.
اين لايه فاقد گازهاي سنگيني نظير بخارآب‌ـ اكسيژن‌ و ازت حالت مولكولي است.
در اين لايه ناوه‌هاي كم‌ژرفا به صورت لايه‌هاي يونسفري E و F1 و F2 طبقه‌بندي مي‌شوند.كه به ترتيب در حدود 110-160- و 300 كيلومتري قرار دارند.
انعكاسات راديويي بعضاً در سطوحي به ارتفاع 65 تا 80 كيلومتري رخ مي‌دهد كه بنام لايه D ناميده مي‌شود.اين لايه با حداكثر از تمركز يونيزاسيون مشخص مي‌شود.


لايه‌هاي E و F1 تقريباً منظم و در ميزان‌هاي حداكثر خود از نظر يون و چگالي الكترون‌ها، داراي تغييرات منظم روزانه‌ـ فصلي و چرخه لك‌هاي خورشيدي مي‌باشند.
لايه F2 در ارتباط با كشنده‌هاي خورشيدي‌ـ قمري و اثر ميدان مغناطيسي زمين، آنومالي‌هاي بسياري را نشان مي‌دهد. تغييرات كوتاه مدت از پراكندگي و تمركز در اين لايه، دقيقاً وابسته به طوفان‌هاي مغناطيسي است كه بنام طوفان‌هاي يونسفري ناميده مي‌شود.

9- اگزوسفر : در ارتفاع بيش از 300 كيلومتري از زمين و در وراي يونسفر منطقه‌ايي كه جاذبه زمين نيروي چنداني ندارد. لايه‌اي از گازها وجود دارد كه بنام اگزوسفر ناميده مي‌شود. در اينجا اتمهاي اكسيژن و هليوم اتمسفر رقيقي را تشكيل مي‌دهند. هليوم خنثي و اتم هاي هيدروژن كه داراي وزن‌هاي اتمي پاييني هستند مي‌توانند فرار كنند. هيدروژن با تجزيه بخار آب و متان از نزديكي مزوپوز جايگزين مي‌شود. در حالي كه هليوم به طريق عمل پرتوهاي كيهاني در ازت و از شكستن عناصر پرتوزا در پوسته سطحي زمين به طور آرام ولي مداوم توليد مي‌شود.

     

 

|+| نوشته شده توسط نازنین و مهسا در دوشنبه بیستم آذر 1385  |

 

"بیست و پنجم ژانویه سال 2005 میلادی، روزی است که در تاریخ بشر ثبت شده و به یاد خواهد ماند، زیرا در این روز برای نخستین بار یک گزارش رسمی بین المللی در سراسر جهان منتشر شد که جهانیان را بهت زده کرد. در این گزارش آمده که گرمای گلخانه ای - خطری که چندین سال است پیرامون آن هشدار داده می شود - سرانجام به مرحله جدی و آستانه انفجار خود رسیده است و بشریت می رود تا گام در یک فاجعه جهانی گذارد." - روزنامه همشهری خورشید می تابد و زمین را گرم می کند. بخشی از نور هنگام ورود به جو منعکس می شود و باقی آن وارد اتمسفر شده و به زمین می رسد و آن را گرم می کند. زمین که گرم شده، شروع به تابش می کند.  زمین مقداری از این انرژی را جذب می کند و باقی آن را منعکس می نماید. در طی این فرآیند طول موج نور تغییر پیدا می کند. بعضی از گازهای موجود در جو زمین، این تابش خروجی را جذب می کنند. این تابش عمدتا در محدوده مادون قرمز است. مولکول گازهای گلخانه ای، بسیار بیشتر از سایر گازها نور مادون قرمز را جذب می کند. جذب انرژی توسط مولکولهای گاز سبب جنبش مولکول و افزایش انرژی آن می شود. وقتی این اتفاق در مقیاس بزرگ رخ دهد، مانند این است که زمین را با یک پتو پوشانده ایم. دمای کل نواحی زمین افزایش می یابد. این پدیده " اثر گلخانه ای " و گازهایی که در آن موثرند، " گازهای گلخانه ای " نامیده می شوند. اثر گلخانه ای باعث می شود زمین گرم بماند و حیات روی آن ادامه پیدا کند. متان، دی اکسید کربن، بخار آب و اکسید نیتروژن جزو گازهای گلخانه ای هستند. این گازها هم در طبیعت و هم در فرآیندهای صنعتی تولید می شوند. CFC ها دسته دیگری از گازهای گلخانه ای هستند که فقط در صنعت تولید می گردد. عده ای از دانشمندان معتقدند که اثر گلخانه ای در سالهای اخیر بیشتر شده و زمین در حال گرم شدن است. متان و CFC انرژی بیشتری را به دام می اندازند، اما دی اکسیدکربن مهمترین بخش گازهای گلخانه ای است، زیرا حجم بیشتری از آن در اتمسفر وجود دارد.احتراق سوخت های فسیلی ( زغال سنگ، نفت و گاز ) دلیل اصلی ازدیاد بیش از حد دی اکسیدکربن است. اما برخی دیگر از دانشمندان با این نظر مخالفند. آنها می گویند که مطالعات انجام شده عموما بر پایه مدلسازی های کامپیوتری است و آب و هوای زمین بسیار پیچیده تر از آن است که بتوان رفتار آن را پیش بینی کرد. اما مطالعاتی که در سال 2001، توسط تیمی از محققان انگلیسی انجام شد، نشان می دهد که طبق اصلاعات ماهواره ای 30 سال گذشته، تشعشعی که از زمین به فضا فرستاده می شود، کاهش یافته است. این یعنی اثر گلخانه ای همگام با تولید بیشتر گازهای گلخانه ای، افزایش پیدا کرده است. با استفاده از مدلسازی زیر، خودتان می توانید تاثیر افزایش متان و دی اکسید کربن را بر یخهای قطبی مشاهده کنید. محور افقی نشان دهنده زمان است. اگر زمان را به اندازه کافی جلو ببرید و غلظت گازها را هم زیاد کنید، با فشار دادن کلید Reset و کلید CO2-CH4 خواهید دید که کوه یخ ذوب می شود.

|+| نوشته شده توسط نازنین و مهسا در دوشنبه سیزدهم آذر 1385  |

 ازن

النينو چيست؟

رويداد ال نينو / نوسان جنوبي يكي از مهمترين و شاخص ترين رويداد هايي است كه منجر به ظهور نا بهنجاري هاي بزرگ آب و هوايي در بسياري از نقاط جهان مي شود . هواشناسان و اقيانوس شناسان جهان در سالهاي اخير مطالعات زياد و دقيقي در مورد مكانيزم ايجاد ال نينو و تاثيرات متقابل جو و اقيانوس انجام داده اند ، بويژه مطالعات گسترده اي در ارتباط با ناموزوني دما در سطح دريا و نوسانات فشار جو در سالهايي كه ال نينو رخ مي دهد انجام گرفته است ، مجموعه اين تغييرات را بنام نوسانات جنوبي مي نامند كه با كلمه اختصاري ENSO (ElNino Southern Oscillation )يعني تركيبي از دو كلمه ال نينو و نوسانات جنوبي است بكار مي رود . براي نخستين بار واكر (1932) و بليس (1937) بر وجود نوساني در فشار سطح و در مقياس جهاني اشاره كردند و آن را نوسان جنوبي SO ناميدند . بدين سان SOيك الگوي ارتباط از راه دور جهاني در اتمسفر است و به دليل تميز آن از ساير الگوهاي ارتباط از راه دور ( بويژه نوسانات اطلس شمالي و آرام شمالي ) جنوبي ناميده شده است . مراكز عمل SO توسط يك گردش مداري شرق به غرب در امتداد صفحه استوا همراه با صعود هوا در غرب اقيانوس آرام و نزول هوا در شرق اقيانوس آرام به يكديگر مربوط مي شود و به اين ترتيب گردش شكل مي گيرد كه توسط بژرگنس (1969) گردش واكر ناميده شد . ال نينو مولفه اقيانوسي ENSO مي باشد و با دگرگونيهاي بزرگ در دماهاي سطح دريا در منطقه آرام حاره اي پديدار مي گردد .

جهت آشنايي بيشتر با اين پديده مقاله النينو را در همين سايت مطالعه نماييد.

اثر گلخانه اي چيست؟

به مجموعه‌اي از گازها كه مقداري از انرژي خورشيد را در جو زمين نگه مي‌دارندو باعث گرم شدن جو مي‌شوند‍‍، گازهاي گلخانه‌اي مي‌گويند. بخار آب(H2O)، دي اكسيدنيتروژن (NO2)، دي اكسيدكربن (CO2) و متان (CH4) گازهاي گلخانه‌اي اصلي هستند. اگر اين گازها در جو نبودند، انرژي گرمايي خورشيد مجددا به فضا بر مي‌گشت و به اين ترتيب هواي زمين 33 درجه سانتيگراد سردتر از الان مي‌شد. اثر گلخانه‌اي به افزايش دماي كره زمين در اثر وجود گازهاي گلخانه‌اي در جو زمين گفته مي‌شود.

|+| نوشته شده توسط نازنین و مهسا در دوشنبه سیزدهم آذر 1385  |

 Geography world

|+| نوشته شده توسط نازنین و مهسا در یکشنبه پنجم آذر 1385  |

 ازن

|+| نوشته شده توسط نازنین و مهسا در یکشنبه پنجم آذر 1385  |

 ازن

آيا مي دانيد ازن چيست و چه فايده اي دارد ؟
آيا تا بحال كنار ساحل رفته ايد و زير سايه بان  نشسته ايد ؟  اگر سايبان سواراخ باشد  آيا دچار آفتاب سوختگي نخواهيد شد ؟     آيا مي دانيد كه كره زمين هم يك سايبان بزرگ دارد ؟
بله زمين هم يك سايبان بنام ازن دارد كه مانع عبور پرتو هاي مضرر خوشيد يعني همان اشعه ماوراي بنفش مي شود اگر اين پرتوها به زمين برسد باعث سرطان پوست و بيماريهاي چشمي مثل آب مرواريد مي شود . تازه به گياهان هم آسيب مي رسد و اگر مقدار پرتوها زياد باشد ، موجودات دريايي ميكروسكوپي كه غذاي ماهيها هستند هم از بين مي رود . پس مي بينيد كه اين اشعه ها خيلي خطرناك هستند .
بايد بدانيم كه ازن يك گاز نامرئي است كه جنس آن از اكسيژن است و اين لايه سرتاسر كره زمين در طبقات بالاي اتمسفر قرار دارد و فاصله آن از سطح زمين 15 تا 40 كيلومتر است . ضخامت اين لايه فقط 3 ميليمتر است . البته ضخامت آن يكنواخت نيست و در استوا كه خورشيد مستقيم مي تابد  ضخيمتر و در قطبها نازكتر است .
برخي از مواد شيمايي باعث سوراخ شدن لايه ازون مي شود و آن را از بين مي برد مثل هيدرو فلوئور كربن كه در برخي از يخچالها بخصوص مدل قديمي وجود دارد و يا  و متيل برميد كه در آفت كشهاي كشاورزي استفاده مي شود پس موقع خريدن واكس ها ، رنگ ها ، چسب ها و مواد ترميم كننده رنگ مواظب باشيد  و مدلهايي كه باعث آسيب لايه ازن مي شود نخريد . آن ماده متيل كلروفورم است

|+| نوشته شده توسط نازنین و مهسا در یکشنبه پنجم آذر 1385  |

 ازن

تعریف کلی
ازون (Ozone) کلمه یونانی است به معنی «بو» و بالاحض «بو تند» اطلاق می شود. اوزن ( ) مولکولی با اتم سه اتم اکسیژن است مولکول اکسیژن ( ) دارای دو اتم اکسژن است اما تفاوت در یک اتم اکسیژن در این دو مولکول تفاوتهای اساسی را در این دو مولکول بوجود آورده است.

چرخه ازون
در استراتوسفر ( Stratospher ) مولکول های تازه اوزن مدام با واکنشهای شیمیایی و دریافت انرژی لازم از پرتوهای خورشید ، به مولکول و اتم اکسیژن تجزیه می شوند. این اتمهای اکسیژن که بسیار فعالند، طی مدت زمان کوتاهی کمتر از کسر ثانیه ، از هم جدا و به مولکولهای اکسیژن متصل می شوند و تشکیل مولکولهای سه اتمی اکسیژن ، یعنی ازون ، می‌دهند. غیر از این چرخه طبیعی ، طی واکنشهایی با ازت و هیدروژن و کلر تولید شده در سطح و رها شده به اتمسفر ، از بین می‌رود.

ساختمان و فرمول گسترده ازون
فرمول ازون به صورت رزونانسی نمایش داده می شود.

اهمیت ازون در حیات بشر
اگر فضانوردی ، در ارتفاع زیاد ، به این سیاره خانه ما نظاره کند، نوار نازک آبی رنگی که دور زمین را فراگرفته ، نظرش را جلب خواهد کرد. این پوشش شفاف ، حیات را در جو زمین تأمین می‌نماید. حیات ، بصورتی که ما می‌شناسیم، تنها با پوشش حفاظتی ازون میسر می‌شود. بدون وجود اوزن ادامه ی زندگی امکان ناپذیر است. تشعشعات خورشیدی ، یکنواخت نیست. این تشعشعات ، شامل اشعه‌ای به نام اشعه ماورای بنفش است.

چنانچه تمامی این تشعشعات به سطح زمین می رسید، وجود حیات در روی زمین امکان ناپذیر است. زیرا این تشعشعات حامل مقدار زیادی انرژی مرگ‌زا برای موجودات زنده است. خوشبختانه تنها بخش ناچیزی از اشعه ماورای بنفش خورشید به سطح زمین می‌رسد. قسمت اعظم این اشعه ، انرژی خود را در ارتفاع 20 تا 30 کیلومتری سطح زمین و در جو آن از دست می‌دهد. در این عمق از جو فراگیرنده زمین، مقادیر متنابهی ازون موجود است و این ازون، اشعه ماورای بنفش را جذب می کند.

رایحه تازگی بعد از رعد و برق
پس از رعد و برق ، تنفس شما با آسودگی بیشتری صورت می‌گیرد. هوا پاکیزه و مملو از تازگی است. علت این است که رعد و برق ، باعث تولید گاز اوزن در جو می شود و همین گاز است که هوا را تازه‌تر می‌نماید.

انسان و نابودی لایه اوزن
فعالیت انسانها بر روی زمین در سپر حفاظتی اوزن ، اثر می‌گذارد. از نیمه قرن بیستم ، فعالیت انسان روی زمین موجب بروز ضایعاتی در لایه اوزن شده و به نظر می‌رسد که حیات روی کره زمین در معرض مخاطره قرار گرفته است. در واقع انسان ناخواسته هوا را با مواد شیمیایی آلوده می‌کند و سپر حفاظتی خود را از بین می‌برد. در اواسط دهه 1970 ، دانشمندان به امکان تاثیر پرواز هواپیماهای سریع السعیر و یا فوق سرعت صوت و مواد شیمیایی موجود در قوطی‌های عطر پاش روی لایه اوزن پی بردند.

هواپیماهای مافوق صوت ، در ارتفاعات بسیار زیاد که هوا رقیق‌تر و مقاومت آن در برابر بدنه هواپیما کمتر است ، پرواز می‌کنند و ازت فعال موجود در دود خروجی از موتور هواپیما اثر ضایع کننده بر روی لایه اوزن دارد. گازهای کلرو فلوئورو کربن (CFC) نیز که در خنک کننده ها و دستگاههای تهویه مورد استفاده قرار می‌گیرد، روی اوزن استراتوسفری خطرناک می‌باشد. هر اتم کلر آزاد شده از این گازها ، حدود یک صد هزار مولکول اوزن را ضایع می‌کند و با مصرف این گازها طی یک دهه مقادیر زیادی ازون از بین رفته و تراکم این گاز در استراتوسفر کاهش یافته است.

نقش ازون در ضد عفونی آب
آبی که می‌آشامیم، کلریزه است. این آب مضر است، در حالی که طعم آن نیز نامطبوع‌تر از طعم آب چشمه است. آب آلوده به ازون ، عاری از هر گونه باکتری زیان‌آور است و طعم آن نیز بر ذایقه ، خوشایندتر است.

مضرات گاز ازون
ازون از واکنش با مواد شیمیایی آلوده کننده‌ای که در سطح زمین ، تولید و متصاعد شده‌اند، دوباره وارد تروپسفر (Tropospher) می‌شود و به سطح زمین می‌رسد. در این حالت ، ازون نقش مخرب و آلوده کننده دارد. چون همراه با مواد شیمیایی دیگر بافتهای حیاتی ، حیوانی و گیاهی را به شدت ضایع می‌کند. ازون ، در ارتفاع کم از سطح زمین ، همراه دود و بخار موجود در هوا در بسیاری از شهرهای بزرگ و صنعتی جهان ، موجب تشدید آلودگی می‌گردد. ازون در نقاط پایین اتمسفر یعنی تروپسفر ، مانند گازهای گلخانه‌ای عمل می‌کند و افزایش تراکم آن در این ناحیه در بالا بردن حرارت عمومی کره زمین موثر است (گرم شدن زمین).

.

|+| نوشته شده توسط نازنین و مهسا در یکشنبه پنجم آذر 1385  |