تلوث الهواء هو تَعَرُّض الغلاف الجوي لمواد كيماوية أو جسيمات مادية أو مركبات بيولوجية تسبب الضرر والأذى للإنسان والكائنات الحية الأخرى، أو تؤدي إلى الإضرار بالبيئة الطبيعية. والغلاف الجوي عبارة عن نظام من الغازات الطبيعية المتفاعلة والمعقدة التي تعد ضرورية لدعم الحياة على كوكب الأرض. ولطالما تم اعتبار استنزاف طبقة الأوزون الموجودة في طبقة الاستراتوسفير بسبب تلوث الهواء من أخطر الأمور التي تمثل تهديدًا كبيرًا على حياة الإنسان والأنظمة البيئية الموجودة على كوكب الأرض.
مصادر التلوث
تشير مصادر تلوث الهواء إلى المواقع والأنشطة والعوامل المختلفة المسئولة عن تسرب المواد الملوثة إلى الغلاف الجوي. ويمكن تصنيف هذه المصادر إلى نوعين رئيسيين: المصادر البشرية (أي المتعلقة بالنشاط البشري) وترتبط معظم هذه الأنشطة باحتراق الأنواع المختلفة من الوقود.
المصادر الثابتة والتي تشتمل على مداخن محطات توليد الطاقة الكهربائية المنشآت الصناعية (المصانع) ومحارق القمامة، بالإضافة إلى الأفران والأنواع الأخرى المستخدمة في حرق الوقود.
المصادر المتحركة والتي تشتمل على محركات السيارات والمركبات البحرية والطائرات، وذلك بالإضافة إلى تأثير الأصوات وغيرها.
المواد الكيماوية والأتربة وأنشطة الحرائق الموجهة التي تتم الاستفادة منها في إدراة الزراعة والغابات. فالحرائق الموجهة أو المقصودة هي إحدى الوسائل التي تستخدم في بعض الأحيان في إدارة الغابات والزراعة والحفاظ على الأراضي الخضراء والتخفيف من حدة تأثير الغازات الدفيئة. وجدير بالذكر أن الحرائق تمثل أحد المكونات الطبيعية في النظام الإيكولوجي الخاص بكل من الغابات والمراعي، بالإضافة إلى أن الحرائق الموجهة يمكن أن تكون إحدى الأدوات التي يستفيد منها المعنيون بإدارة الغابات. كما تساعد الحرائق الموجهة في تحفيز عملية إنبات بعض الأنواع المرغوب فيها من أشجار الغابات، ومن ثم تجدد الغابات.
المواد المنبعثة من مواد الطلاء ومثبتات الشعر والورنيش والأيروسولات وغيرها من المواد المذيبة الأخرى.
التخلص من القمامة في مواقع طمر النفايات، تلك العملية التي ينتج عنها غاز الميثان. والميثان ليس من الغازات السامة، إلا أنه في الوقت ذاته من الغازات سريعة الاشتعال وقد يؤدي إلى تكوين بعض المواد المتفجرة مع الهواء. ويعد الميثان أيضًا من المواد المسببة للاختناق كما أنه قد يقوم بإحلال الأكسجين في الأماكن المغلقة.وقد يحدث الاختناق إذا قلت نسبة تركيز الأكسجين عن 19.5% عن طريق الإحلال بغاز آخر.
الأنشطة العسكرية وذلك مثل استخدام الأسلحة النووية (سلاح نووي) والغازات السامة (غاز سام) والحروب الجرثومية (حرب جرثومية) واستخدام الصواريخ.
المصادر الطبيعية
الغبار المنبعث من بعض المصادر الطبيعية والتي تتمثل عادة في المساحات الواسعة من الأراضي التي تحتوي على القليل من النباتات أو التي تنعدم فيها الحياة النباتية على الإطلاق.
الميثان الذي ينبعث من عملية هضم الأطعمة عن طريق الحيوانات (حيوان) مثل الماشية.
غاز الرادون الذي ينبعث من التحلل الإشعاعي في القشرة الأرضية. ويعد غاز الرادون من الغازات عديمة اللون والرائحة التي تنشأ بشكل طبيعي في البيئة وهو أيضًا من الغازات الإشعاعية التي تتكون من انحلال عنصر الراديوم. ولكن يعتبر غاز الرادو من الغازات التي تمثل خطورة على صحة الإنسان. ومن الممكن أن يتراكم غاز الرادون المنبعث من مصادر طبيعية داخل المباني وخاصة في الأماكن الضيقة مثل الأدوار السفلية. كما أنه يحتل المركز الثاني في قائمة مسببات مرض سرطان الرئة وذلك بعد تدخين السجائر.
الدخان وأول أكسيد الكربون المنبعثين من حرائق الغابات.
الأنشطة البركانية التي يصدر عنهاالكبريت والكلورين وجسيمات الرماد.
تأثير ملوثات الهواء على الصحة
لقد أعلنت منظمة الصحة العالمية أن 2,4 مليون شخص يموتون سنويًا كنتيجة لبعض الأسباب التي تعزو بطريقة مباشرة إلى تلوث الهواء، ومنهم 1,5 مليون شخص يموتون من الأمراض التي تعزو إلى تلوث الهواء في الأماكن المغلقة. Estimated deaths & DALYs attributable to selected environmental risk factors, by WHO Member State, 2002. كما توضح الدراسات الوبائية أن أكثر من نصف مليون أمريكي يموتون كل عام بسبب الإصابة بالأمراض القلبية الرئوية والتي يسببها استنشاق الجسيمات الناعمة الملوثة للهواء. [8] [9] إن أسوأ كارثة تلوث حدثت في الهند على المدى القصير في المجتمع المدني كانت كارثة بوبال عام 1984.Simi Chakrabarti. "20th anniversary of world's worst industrial disaster"، Australian Broadcasting Corporation. فقد أدت الأبخرة الصناعية المتسربة من مصنع يونيون كاربايد، التابع لشركة يونيون كاربايد الأمريكية إلى قتل ما يزيد عن 20,000 شخص في الحال وإصابة من 150,000 إلى 600,000 شخص آخرين في أماكن متفرقة بأجسامهم، ولقد توفي منهم ما يقرب من 6,000 شخص تأثرًا بإصاباتهم.[ادعاء غير موثق منذ 392 يوماً] كما عانت المملكة المتحدة من أسوأ موجة من الهواء الملوث عندما ساد لندن في الرابع من ديسمبر الضباب الدخاني الهائل عام 1952. ففي خلال ستة أيام، توفي ما يزيد عن 4,000 شخص، ثم توفي 8,000 شخص خلال الأشهر التالية لهذه الكارثة.[ادعاء غير موثق منذ 392 يوماً] كما يعتقد أن حادثة تسرب حراثيم الجمرة الخبيثة من أحد معامل الحرب البيولوجية في الاتحاد السوفيتي السابق في عام 1979 بالقرب من منظقة سفيردولفسك الروسية، قد أدت إلى وفاة المئات من الأشخاص المدنيين.[ادعاء غير موثق منذ 392 يوماً] أما حادثة تلوث الهواء الوحيدة والتي كانت الأسوأ على مستوى الولايات المتحدة الأمريكية فقد وقعت في دونورا بولاية بنسلفانيا في أواخر أكتوبر عام 1948، وذلك عندما توفي عشرون شخصًا وأصيب ما يزيد عن 7,000. إن الآثار الصحية الناجمة عن ملوثات الهواء يمكن أن تتنوع ما بين التغيرات البيوكيمائية والجسدية الطفيفة إلى الإصابة بصعوبة في التنفس أو أزيز الصدر أو الكحة أو الحالات المرضية الخطيرة التي تصيب الجهاز التنفسي والقلب. وقد يترتب على الإصابة بهذه الأمراض زيادة استخدام الأدوية الطبية وزيادة عدد الحالات التي تعرض على الأطباء أو التي تستقبلها غرفة الطوارئ أو التي تدخل إلى المستشفيات، بالإضافة إلى زيادة عدد الوفيات في سن مبكرة. إن الآثار التي يحدثها سوء نوعية الهواء على صحة الإنسان لا يزال من الصعب إحصاؤها، ولكنه يؤثر بشكل أساسي على الجهاز التنفسي والجهاز الدوري. ويعتمد رد فعل الفرد لملوثات الهواء على نوع الملوث الذي يتعرض له الشخص ودرجة التعرض والحالة الصحية العامة لهذا الفرد، بالإضافة إلى الجينات المكونة لجسمه.[ادعاء غير موثق منذ 392 يوماً] ولقد أوضحت إحدى الدراسات الاقتصادية الجديدة التي أجريت حول الآثار الصحية الناتجة عن تلوث الهواء والتكاليف المرتبطة بذلك في حوض لوس أنجلوس ووادي سان جاكوين في شمال كاليفورنيا، أن ما يزيد عن 3,800 شخص يموتون سنويًا في سن مبكرة (وذلك بما يقرب من 14 عامًا أقل عن معدل العمر الطبيعي لهم)؛ ويرجع ذلك إلى أن مستويات التلوث قد تجاوزت بشدة المعايير الفيدرالية المسموح بها. إن العدد السنوي للوفيات التي تحدث في سن مبكرة تعتبر أعلى بكثير من الوفيات التي تحدث نتيجة حوادث تصادم السيارات في المنطقة نفسها، والتي يقل معدلها عن 2,000 شخص كل عام.[10] ويعد عادم الديزل (DE) أحد العوامل الرئيسية التي تساعد في تلوث الهواء بالجسيمات المادية الناتجة عن الاحتراق. وفي العديد من الدراسات التجريبية التي أجريت على مجموعة من الأشخاص، فإنه عن طريق التعرض لكمية مسموح بها من عادم الديزل داخل حجرة مخصصة لذلك، كان لذلك النوع من العادم دور في الإصابة بالخلل الوظيفي الحاد في الأوعية الدموية وزيادة تكون الجلطات. وقد يكون ذلك رابطًا ميكانيكيًا مقبولاً للعلاقة التي تم وصفها سابقًا بين تلوث الهواء بالجسيمات المادية وانتشار الإصابة بأمراض الأوعية الدموية والوفيات الناتجة عن ذلك....
......................... ......................... ......................... ......................... .......................
...
الوسائل المسخدمة للسيطرة على تلوث الهواء
إن الوسائل الوارد ذكرها فيما يلي يتم استخدامها بشكل شائع للسيطرة على التلوث عن طريق الصناعة ووسائل النقل. وهذه الوسائل إما يمكنها أن تقضي تمامًا على المواد الملوثة (مادة ملوثة) أو تعمل على فصل هذه المواد عن العادم المنطلق قبل أن ينبعث في الغلاف الجوي.
السيطرة على الجسيمات المادية
المجمعات الميكانيكية (مثل الفرازات المخروطية لتنقية الهواء من الغبار، الفرازات المخروطية متعددة الأغراض)
المرسبات الكهروستاتيكية (المرسب الكهروستاتيكي) - المرسب الكهروستاتيكي (ESP)، أو منقي الهواء الكهروستاتيكي وهو عبارة عن وسيلة لجمع الجسيمات تقوم بإزالة أي جسيمات توجد في أي نوع من أنواع الغازات المنطلقة (مثل الهواء) وذلك باستخدام قوة الشحنات الكهربية المستحثة. وتعد المرسبات الكهروستاتيكية من أكثر وسائل التنقية فاعلية؛ حيث تقوم على الأقل بإعاقة مجموعة الغازات المنطلقة، كما أنها تستطيع بسهولة إزالة الجسيمات المادية الناعمة مثل ذرات الغبار والدخان من تيار الهواء.
أكياس مرشحات (فلاتر) مصممة للتعامل مع الأتربة الثقيلة، وهي عبارة عن مجمع غبار يتكون من مروحة وفلتر خاص بتنقية الهواء من الغبار ونظام تنظيف وتنقية ووعاء لجمع الغبار أو نظام لإزالة الغبار (وهذا هو ما يميزه عن منقيات الهواء الأخرى التي تعتمد على الفلاتر القابلة للتخلص منها في إزالة الغبار).
أجهزة غسيل (تنقية) الغاز من الجسيمات المادية (جهاز غسيل الغاز)، يعد جهاز غسيل الغاز الرطب أحد أنواع التكنولوجيا المستخدمة في السيطرة على تلوث الهواء. ويصف هذا المصطلح مجموعة متنوعة من الأجهزة التي تتعامل مع الملوثات المنبعثة مع الغاز المنطلق من مداخن الأفران أو أي غازات أخرى. وفي حالة جهاز غسيل الغاز الرطب، فإن تيار الغاز الملوث يختلط بسائل غسيل الغاز، وذلك إما عن طريق رش الغاز بالسائل أو عن طريق ضغط الغاز داخل وعاء به كمية من السائل أو من خلال أية طريقة أخرى للخلط بين الاثنين؛ وذلك لكي يتم التخلص من الملوثات.
أجهزة غسيل الغاز (جهاز غسيل الغاز)
Baffle spray scrubber
Cyclonic spray scrubber
Ejector venturi scrubber
Mechanically aided scrubber
Spray tower (برج الرش)
Wet scrubber (أجهزة غسيل الغاز الرطبة)
السيطرة على أكاسيد النيتروجين NOx
حوارق أكاسيد النيتروجين NOx المنخفضة
التقليل الانتقائي الحفاز (SCR)
التقليل الانتقائي غير الحفاز(SNCR)
أجهزة غسيل أكاسيد النيتروجين
إعادة تدوير (استخدام) غاز العادم
استخدام المحول الحفاز (وذلك من أجل السيطرة أيضًا على المركبات العضوية المتطايرة)
الحد من تأثير المركبات العضوية المتطايرة
استخدام أنظمة الامتزاز مثل الكربون النشط
أنابيب اللهب (أنبوب اللهب) (flares)، وهي عبارة عن أنابيب توجد داخل المداخن من أجل التخلص عن طريق الحرق من الغازات الضارة المنبعثة. وفي نهاية هذه الأنابيب تنبعث ألسنة من اللهب.
المؤكسدات الحراراية
المؤكسدات الحفازة
الفلاتر البيولوجية
الامتصاص (أجهزة غسيل الغاز)
Cryogenic condensers مكثفات تبريد
أنظمة استرجاع البخار
Acid Gas/SO2 controlالسيطرة على الغازات الحمضية (غاز حمضي) وغاز ثاني أكسيد الكبريت
Wet scrubbers أجهزة غسيل الغاز الرطبة
Dry scrubbers أجهزة غسيل الغاز الجافة
إزالة مادة الكبريت من الوقود
السيطرة على تلوث الهواء بمادة الزئبق
Sorbent Injection Technology (عند استخدام هذه التقنية والتي تعني حقن المواد الماصة في غاز المداخن المختلط بالزئبق، فإن تلك المواد تختلط بالغاز وتهبط لأسفل، ومن ثم يتم التخلص من الزئبق)
Electro-Catalytic Oxidation (ECO)
استخدام منتجات K-fuel
السيطرة على نسبة الديوكسين والفوران
نظم متنوعة ومرتبطة بالحد من التلوث
نظم تنقية الهواء من الملوثات والشوائب ـ Source capturing systems
أنظمة الرصد المستمرة للملوثات المنبعثة ـ Continuous emissions monitoring systems (CEMS)
