مهندسی آلودگی هوا

نویسنده: مصطفی کلهر - جمعه ۱٤ خرداد ۱۳۸٩

ذرات معلق

ذرات معلق واژه‌ای است که برای توصیف ذرات جامد و مایع بزرگتر از یک ملکول منفرد (ملکول‌های دارای قطر تقریبی mm 0.0002) و کوچکتر از ۵٠٠ میکرون به کار می‌رود که در هوا پخش هستند. ذرات با قطر هایی در این دامنه از چند ثانیه تا چندین ماه در هوا معلق می‌مانند. ذرات با قطرهایی کمتر از 0.1  میکرون تحت تأثیر حرکات تصادفی برونین[1] قرار می‌گیرند که ناشی از برخورد با ملکول‌های جداگانه است. ذراتی با قطرهای بین 1/0 تا 2 میکرومتر دارای سرعت‌های ته‌نشینی خاصی در هوای آرام هستند که در مقایسه با سرعت‌های باد ناچیز است. این ذرات تمایل دارند که از طریق ایجاد باران[2] و باران‌شویی[3] همانطور که در شکل 1-1 نشان داده شده از آتمسفر خارج شوند. ذراتی با قطر بزرگتر از  میکرون دارای سرعت‌های ته نشینی قابل توجه اما کوچکی هستند. ذرات با قطر تقریبی بیشتر از 20 میکرون دارای سرعت‌های ته نشینی بزرگتر بوده و توسط نیروی ثقل و سایر فرآیندهای اینرسیایی[4] از هوا خارج می‌شوند. روابط مربوط به سرعت‌های ته‌نشینی و جداسازی اینرسیایی در بخش‌های بعدی خواهد آمد. از آنجایی که حرکت برونین برای ذرات کوچکتر و نیروهای اینرسیایی برای ذراتی با ابعاد بزرگتر افزایش می‌یابد، برخی دستگاه‌های کنترل ذرات، حداقل بازدهی جمع‌آوری را برای ذراتی با قطر 05/0 تا 1 میکرومتر دارند. از جمله این دستگاه‌ها می‌توان به رسوب‌دهنده‌های الکترواستاتیک و فیلترهای پارچه‌ای (فیلترخانه‌ها) اشاره کرد.



[1] - Brownian

[2] - Rainout

[3] - Washout

[4] - Inertial




نویسنده: مصطفی کلهر - پنجشنبه ۱۳ خرداد ۱۳۸٩

طبقه‌بندی کلی آلاینده‌های هوای تنفسی چنین است:

1-     ذرات معلق

2-     ترکیبات گوگرد دار

3-     ترکیبات آلی

4-     ترکیبات نیتروژن دار

5-     منواکسید کربن

6-      ترکیبات هالوژنه

7-     ترکیبات رادیواکتیو

8-     اکسیدان‌های فتوشیمیایی

9-     سایر ترکیبات معدنی

 

ذرات معلق اغلب به زیرگروه‌هایی شامل ذرات بسیار ریز[1] (قطر کمتر از mm5/2) ، ذرات درشت[2] (قطر بزرگتر از mm5/2) ، فیوم‌ها ( با قطر mm1-001/0)، و میست ها ( با قطر mm10-1/0) تقسیم می‌شوند. فیوم‌ها ذراتی هستند که توسط تراکم[3]، تصفیه[4]یا واکنش‌های شیمیایی تشکیل شده و گاهی به صورت دود مشخص می‌شوند. میست‌ها ذرات مایعی هستند که به وسیله تراکم تشکیل شده و تا اندازه‌ای از نظر قطر بزرگتر از فیوم ها یا دود هستند. در یک گروه بزرگتر، فیوم ها، دود، میست و مه تحت عنوان آئروسل نامیده می‌شوند




[1]- Fine Particles

[2] - Coarse Particles

[3] - Condensation

[4] - Sublimation




نویسنده: فرید آریا - پنجشنبه ۱۳ خرداد ۱۳۸٩

دانشمندان سیستم شیمیایی جدیدی را طراحی کرده اند که می تواند کربن را از هوا بگیرد و ترکیب دی اکسید کربن با محلول نمک را به فرآورده‌های ارزشمندی تبدیل کند.

دین لیتل، رئیس اجرایی شرکت آمریکایی نیواسکای انرژی دراین‌باره خاطر نشان کرد: برای اولین بار متوجه شدم که چگونه می‌توانم کربن را با استفاده از هیدروکسید سدیم از هوا استخراج کنم.

هیدروکسید سدیم یک ماده شیمیایی صنعتی مهم است که می‌تواند مقدار زیادی از دی‌اکسید کربن تثبیت کند و کاربردهای بسیاری در صنایع تولیدی مثل کاغذ و میکروب‌زداها دارد.

این محقق با استفاده از موادی به ارزش کمتر از 50 دلار توانست نمونه اولیه از رآکتوری را طراحی کند که آب، یک محلول نمک و نیز دی اکسید کربن اتمسفریک را دریافت کرده و سپس با استفاده از یک شارژ الکتریکی این ترکیب را به اسیدی تبدیل می‌کند که اساس آن آب و اکسیژن است.

محققان تاکید کردند که شارژ الکتریکی مورد نیاز برای انجام این تبدیلات با استفاده از صفحات خورشیدی و یا سایر منابع انرژی قابل بازیافت تامین می شود.

منبع: ایسنا




نویسنده: مصطفی کلهر - چهارشنبه ۱٢ خرداد ۱۳۸٩

تعریف و فهرست کلی آلاینده های هوا

تعاریف بسیاری در‌مورد آلودگی هوا پیشنهاد‌کرده‌اند. در اینجا به یک تعریف اشاره می‌شود: " آلودگی هوا به عنوان حضور یک یا چند نوع آلودگی در هوای خارج یا داخل اماکن به اندازه‌ یا مدت زمانی است که بتواند به انسان، گیاه یا حیوان صدمه وارد سازد یا به دلیل خصوصیت خود یا مداخله غیرمعقول، راحتی و رفاه زندگی یا شغلی را از بین ببرد." در تعریفی مشابه، قوانین ایالت ویسکانسین آلودگی هوا را چنین تعریف می‌کنند: "... حضور یک یا چند آلاینده در آتمسفر به مقدار و مدت زمانی است که به سلامت و رفاه زندگی انسان، حیوان یا گیاه صدمه وارد کرده و با خصوصیات یا دخالت‌های غیرمعقول مخل آسایش انسان شود". هر ایالت یا کشوری در مورد آلودگی هوا تعریفی مشابه دارد. قانون ویسکانسین بیشتر آلاینده‌ها را تعریف می‌کند: غبار، فیوم‌ها[1]، میست[2]، مایع، دود، سایر ذرات معلق، بخار، گاز، مواد بدبو یا هر آمیزه‌ای از آنها بجز بخار آب ترکیب نشده"

در محتوای قانون کنونی محیط زیست در ایالات متحده، آلودگی هوا در چهار گروه قرار دارد:

1-  آلودگی هوای آزاد[3]. این آلودگی مربوط به محیط آزاد و مجموعه پیچیده‌ای از منابع و آلاینده‌ها، انتقال آلاینده‌ها بر اثر پدیده‌های هواشناسی و رسیدن آنها به دریافت کننده است و طیف وسیعی از اثرات اجتماعی، اقتصادی و بهداشتی، در آن مؤثر هستند. صلاحیت قانون‌گذاری در این مورد در آمریکا به عهده سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا (EPA)[4] قرار دارد.

2- آلودگی هوای داخل اماکن[5]. این آلودگی مربوط به محیط زیست اماکنی است که مردم در آنها زندگی کرده و می‌خوابند. مسئولیت قانون‌گذاری در این زمینه مورد بحث بسیار است. در این خصوص EPA نقش فعالی در مطالعه و ارائه رهنمودها بخصوص در مورد رادن[6] و دود سیگار ساکن دارد. تا کنون قوانین فدرال توجهی به آلودگی هوای داخل اماکن نداشته است.

3-                        آلودگی هوای حرفه‌ای (بهداشت صنعتی). این نوع آلودگی هوا، مجاورت با محدوده وسیعی از آلاینده‌ها (ذرات، میست‌ها، بخارات اسید و گازهای آلی و معدنی) در محیط کار را شامل می شود. تدوین استانداردها در محیط‌های کار تحت نظر اداره بهداشت و ایمنی حرفه‌ای (OSHA)[7] است که عموماً توسط مجمع آمریکایی بهداشت کاران صنعتی و دولتی (ACGIH)[8] و موسسه ملی بهداشت و ایمنی حرفه‌ای (NIOSH)[9] گسترش می‌یابد.

4-مجاورت فردی. این گروه آخر مربوط است به مجاورت افراد با گرد و غبار، فیوم‌ها گازها یا میست‌ها که هر شخص خود در معرض آن قرار می‌گیرد. از جمله سیگار/ دودسیگار، استشاق چسب و بسیاری از ذرات دیگری که می‌تواند سبب آسیب رسیدن به بدن انسان شود.

گرچه تمرکز اولیه این کتاب بر روی آلودگی هوای آزاد و نحوه کنترل آن است،  اما جدیداً تأکید، بر روی آلاینده‌های سمی هوا افزایش یافته و بکارگیری تجربیات بزرگ بدست آمده در زمینه آلودگی هوای حرفه‌ای، ادامه دارد. استانداردهایOSHA بر اساس بسیاری از رهنمودهای کیفی هوای آزاد برای آلاینده‌های سمی هواست که توسط ایالت‌های مختلف بهبود یافته است. در روشی مشابه، دانش فناوری کنترل که در منابع صنعتی آلاینده هوا بکار گرفته می‌شود می‌تواند برای بهبود کیفیت هوای داخل اماکن نیزکاربرد داشته باشد.



[1] - Fumes

[2] - Mist

[3] - Ambient air pollution

[4] - U.S. Environmental Protection Agency

[5] - Indoor air pollution

[6] - Radon

[7] - Occupational Safty and Health Administration

[8] - American Conference of Governmental and Industrial Hygienists

[9] - National Institute of Occupational Safety and Health




نویسنده: فرید آریا - سه‌شنبه ۱۱ خرداد ۱۳۸٩

چکیده

امروزه با گسترش زندگی شهر نشینی، اغلب مردم بیشتر عمر خود را در فضاهای بسته مسکونی و اداری می گذرانند. محصولات و تجهیزات مورد استفاده در این فضاها مانند مصالح ساختمانی، مبلمان، تجهیزات اداری، لوازم خانگی، انواع حشره کش و شوینده ها از منابع اصلی انتشار گسترده مواد آلی فرار می باشند. همچنین فعالیتهای مختلف ساکنین مانند پخت و پز، نظافت و سیگار کشیدن نیز از دیگر عوامل آلودگی هوای محیط های بسته توسط این مواد می باشد به نحوی که مقدار این نوع مواد در ساختمان ها می­تواند به چندین برابر میزان آن در هوای آزاد برسد. در این تحقیق با توجه به اهمیت موضوع در حفظ سلامتی انسان، منابع و عوامل مختلف موثر در انتشار انواع مواد آلی فرار و سطح آلودگی ناشی از آنها در محیط های بسته بررسی و آثار سوء کوتاه مدت و بلند مدت مواد آلی فرار بر بخش های مختلف بدن انسان مورد بررسی قرار می­گیرد.

 

 

کلمات کلیدی

آلودگی هوا، مواد آلی فرار، ساختمان های اداری و ساختمان های مسکونی

 

 

1- مقدمه

آلودگی هوا یکی از مهمترین معضلات زیست محیطی در زندگی شهرنشینی امروز به خصوص در کشورهای در حال توسعه می­باشد به نحوی که این مشکل همواره یکی از کانون­های توجه مسئولین شهری و زیست محیطی بوده­است. ولی با وجود اینکه اغلب مردم بیشتر عمر خود را در محیط­های بسته سپری می­کنند آلودگی هوا در این محیط­ها کمتر مورد توجه قرار گرفته است. در حالی که مطالعات نشان داده است که غلظت برخی آلاینده مانند ترکیبات آلی فرار<!--[endif]--> در محیط های بسته حتی از محیط خارج نیز بیشتر است. ترکیبات آلی فرار یکی از آلاینده­های اصلی در آلودگی هوا می­باشند. این مواد طیف وسیعی از ترکیبات آلی با اثرات بهداشتی مختلف را شامل می­شوند. در این مقاله منابع و عوامل مختلف موثر در انتشار انواع مواد آلی فرار و سطح آلودگی ناشی از آنها در محیط های بسته بررسی و آثار زیان بار کوتاه مدت و بلند مدت این مواد بر بخش های مختلف بدن انسان مورد بررسی قرار می­گیرد.

 

2- کلیات

2-1- آلودگی هوا در محیط های بسته

امروزه ثابت شده است که تاثیر آلودگی هوا در محیط­های بسته برابر و حتی بیش از آلودگی هوای محیط­های باز شهری است. زیرا مردم زمان بیشتری را در محیط­های بسته صرف می­کنند، گستره بیشتر و متنوع­تری از آلاینده­ها در این محیط­ها وجود دارد و غلظت آلاینده ها در این محیط ها در اثر تجمع افزایش می یابد. آلودگی هوا در محیط­های بسته می­تواند ناشی از مواد جامد معلق (مانند غبار و دود)، عوامل بیولوژیکی (مانند قارچ و هاگ)، رادون، آزبست، آلاینده­های گازی مانند CO، CO2، NOX و SOX، آلدئیدها و ترکیبات آلی فرار باشد. اصلی­ترین عامل آلودگی هوا در محیط­های بسته انتشار آلاینده ها به صورت گازها و یا ذرات در محیط می باشد. عدم تهویه مناسب نیز می­تواند باعث افزایش آلودگی شود. زیرا در این حالت هوای کافی برای رقیق سازی و خارج نمودن آلاینده­های داخل ساختمان تامین نمی شود.

 

2-2- مواد آلی فرار

ترکیبات آلی فرار مایعات یا جامداتی هستند که دارای کربن آلی (کربن متصل به کربن، هیدروژن، نیتروژن یا گوگرد) بوده و با سرعت چشمگیری تبخیر می شوند. این ترکیبات بعد از ذرات معلق بیشترین فراوانی و تنوع نشر را دارا می باشند. طبق تعریف سازمان حفاظت از محیط زیست امریکا هر ترکیبی که فشار بخاری بیش از mm Hg 1/0 داشته باشد یک VOC محسوب می شود. درتعریف اتحادیه اروپا میزان فشار بخار باید بیش از mm Hg 074/0 در دمای 25 درجه سانتیگراد باشد. برخی ترکیبات مانند CO، CO2، CH4 و برخی آلدئیدها از این تعریف مستثنی هستند. فشار بخار مواد آلی فرار به میزانی بالاست که در شرایط نرمال تبخیر بالایی دارند و وارد اتمسفر می شوند. این مواد شامل هزاران ترکیب شیمیایی می شوند که اثرات نامطلوبی بر روی سلامتی انسان دارند.

 

2-3- اثرات مواد آلی فرار بر روی سلامتی انسان

مهم ترین اثرات بهداشتی مواد آلی فرار در محیط های بسته عبارتند از : سوزش ناشی از تحریک غشای مخاطی، آثار سیستماتیک بر روی بدن انسان مانند خستگی و عدم تمرکز و اثرات ناشی از سمیت مانند سرطان زا بودن. شایعترین مشکل ناشی از این مواد در انسان تحریک غشای مخاطی بدن می­باشد.عامل اصلی سندرم بیماری ساختمان<!--[endif]--> که اغلب در ساختمان های نوساز مشاهده می شود و علایم و عوارضی مانند سوزش چشم و بینی، سردرد، سرفه، خشکی پوست، عدم تمرکز، خستگی و حالت تهوع دارد نیز ترکیبات آلی فرار می­باشد.

 

3- انواع مواد آلی فرار در محیط های بسته غیر صنعتی

در یک محیط بسته غیر صنعتی صدها نوع VOC یافت می­شود به نحوی که در یک خانه مسکونی می­توان بیش از 300 نوع ترکیب آلی فرار شناسایی نمود. اغلب این ترکیبات را هیدروکربن­های آروماتیک، آلکان­ها، الکل­ها، هیدروکربن­های آلیفاتیک، آلدئیدها، کتون­ها، گلیکواترها، هالوکربن­ها، سیکلوآلکان­ها و ترپن­ها تشکیل می­دهند. آمین­ها مانند نیکوتین، پایریدین، 2-پیکولین، 3-اتنی پایریدین نیز بخصوص در مناطقی که دود سیگار یا شعله وجود دارد یافت می شوند. علاوه بر این اسید کربوکسلیک­های با وزن مولکولی کم، سیلوکسان ها، آلکان ها و فرئون 11 نیز اغلب در این محیط­ها یافت می­شوند.

 

4- منابع انتشار مواد آلی فرار در محیط های بسته غیر صنعتی

مواد آلی فرار به طور گسترده­ای در لوازم خانگی و مصرفی، مصالح ساختمانی، تجهیزات اداری، خوشبو­کننده­ها، رنگ­ها و حشره کش­ها یافت می­شوند. علاوه بر این برخی فعالیت ها در محیط­های بسته مانند پخت و پز، نظافت، نوسازی ساختمان و مصرف دخانیات مقادیر زیادی از مواد آلی فرار مختلف را تولید می نماید. ورود و نفوذ از منابع آلاینده محیط خارجی مانند آلودگی های ناشی از ترافیک یا گازهای خروجی از صنایع نیز سهم قابل توجهی در مواد آلی فرار موجود در محیط های بسته را به خود اختصاص می­دهد.

 زورایمی و همکارانش در تحقیقاتی که برای تعیین سهم هر منبع در انتشار مواد آلی فرار در دفاتر تجاری انجام دادند به این نتیجه رسیدند که بین عوامل مختلف ساکنین و فعالیت های آنان بیشترین سهم را در انتشار مواد آلی فرار دارد.




نویسنده: مصطفی کلهر - دوشنبه ۱٠ خرداد ۱۳۸٩

طبیعت کلی مسائل آلودگی هوا

تنها مقادیر محدودی منابع هوا، زمین و آب موجود است و با افزایش جمعیت بخش قابل دسترسی این منابع برای هر فرد کاهش می‌یابد. تا سال 1900 جمعیت جهان به 7/1 میلیارد نفر افزایش یافت. در 1974 جمعیت دنیا به 9/3 میلیارد نفر رسید و به شکل شگفت‌انگیزی تا 6/5 میلیارد نفر در سال 1993 رشد نمود به طوری که رشد سالیانه جمعیت 6/1 درصد پیش‌بینی می‌شد. جمعیت ایالات متحده نیز چنین روندی را دنبال کرده است. به علاوه پیشرفت فناوری در زمینه کشاورزی به طور قابل توجهی میزان اشتغال را در مناطق روستایی کاهش داده است. امروزه درکشورهای پیشرفته، دو سوم جمعیت در نقاط شهری زندگی می‌کنندکه حدود یک درصد زمین را در اختیار دارند. رشد حومه شهرها و وجود بزرگراه‌ها این امکان را به وجود آورده تا افراد بیشتری به مسافت‌های دورتر مسافرت کنند و لذا شهرهای ما سریع‌تر به هم پیوند خورده‌اند. از اینرو افزایش جمعیت با استاندارد بالایی از زندگی همراه و منجر به شدت انتشار و تجمع آلاینده‌های هوا در یک منطقه شده است.

برای کشورهای پیشرفته یا در حال توسعه بین سرانه تولید ناخالص داخلی (GDP) و سرانه مصرف انرژی همبستگی نزدیکی وجود دارد. این موضوع را داده های اخیر درباره برخی کشورهای منتخب، مندرج در جدول 1-1، نشان می‌دهد. این مقادیر، مربوط به پیش‌بینی‌های 1991-1989 می‌باشد. این اطلاعات نشان می‌دهد که مقدار کالا و خدمات مورد استفاده توسط یک شهروند، به مقدار انرژی مصرف شده توسط وی بستگی دارد (مستقیم یا غیرمستقیم). به عبارت دیگر دسترسی و استفاده از انرژی برای یک زندگی با استاندارد بالا، ضروری است. از نظر تاریخی افزایش مصرف انرژی اغلب موجب افزایش انتشار آلاینده‌ها به محیط زیست شده است. توان ما برای حفظ یک محیط زیست پایدار برای آینده، به‌وضوح، بستگی به موفقیت کوشش‌های ما در سراسر جهان درجهت کاهش نیازمندی‌های انرژی برای تولید محصولاتی دارد که برای لذت بردن و یافتن محصولات جدید است. بهبود وسایل کاهش یا حذف انتشار آلاینده‌ها از منابع انرژی نیز کوششی در این راستا می‌باشد.

در گذشته، آلوده کننده‌های صنعتی، کشاورزی و ویژه‌، رها کردن زایدات را در آتمسفر بیش از کنترل آنها اقتصادی می‌دانستند. به طور کلی، سازمان یا فعالیتی که سبب ایجاد آلودگی می‌شود‌، نتایج آلودگی را بر عهده نمی‌گیرد. همچنین آنهائیکه از کاهش آلودگی هوا به دلیل نصب دستگاه‌های کنترل سود می‌برند، به طور مستقیم هزینه تجهیزات را به عهده نمی‌گیرند. از دهه 1960 در ایالات متحده، با فزونی یافتن رابطه مردم با مسائل زیست محیطی، هوا به عنوان یک منبع

جدول 1-1: مقایسه مصرف انرژی در برخی کشورها

کشور

تولید ناخالص داخلی

(/capitaدلار)

مصرف انرژی تجاری

(/capitaمیلیون Btu)

انرژی/GDP

زئیر

چین

هندوستان

شیلی

روسیه

عربستان سعودی

انگلستان

فرانسه

کانادا

آمریکا

ژاپن

180

370

380

2500

3220

5800

15900

18300

19400

19500

29774

2

26

9

34

191

168

139

104

281

273

111

90

14

42

73

17

35

114

176

69

71

268

براساس پیش‌بینی‌ها از 1989 تا 1991

 

موجود در قلمرو عمومی مورد توجه قرار گرفت. در نتیجه، آلودگی هوا یک مسئله عمومی تلقی گردید، نه تنها برای آنهایی که آلودگی را به محیط تخلیه می‌کنند بلکه برای آنهایی که نتیجه این تخلیه را تحمل می‌نمایند. بسیاری از کشورها چنین تحولی را تجربه کرده‌اند.

کنترل منطقی آلودگی هوا بر چهار فرضیه اساسی استوار است:

1-   هوا در محدوده عمومی است. اگر با آلودگی هوا به عنوان یک مسئله عمومی رفتار شود، چنین فرضی ضروری است؛ نه تنها برای آنهایی که آلودگی را به محیط تخلیه می‌کنند بلکه برای آنانی که آن را به عنوان نتیجه کار تحمل می‌کنند.

2- آلودگی هوا یک همراه اجتناب‌ناپذیر زندگی مدرن است. جدالی بین مبانی اقتصادی و بیولوژیکی وجود دارد، در گذشته این جدال تنها پس از وقوع حوادث مربوط به آلودگی هوا شناخته می‌شد. یک توسعه نظام‌مند و پیوسته در سیاست‌ها و برنامه‌های حفظ کیفیت هوا جهت اجرای عملیات بیولوژیکی بنیادی، ضروری است.

3- آگاهی‌های علمی برای شکل دادن به سیاست عمومی باید به کار رود و ادامه یابد. تا وقتی اطلاعات در مورد منابع و اثرات آلودگی هوا گسترده است، کامل شدن آنها دور از دسترس است. کار زیادی برای توسعه موثر سیاست‌‌های کنترل باید انجام شود، از جمله جلوگیری از آلودگی و به حداقل  رساندن آن، بهبود مداوم و کاربرد دستگاه‌ها و فناوری‌های کنترل. با این وجود، اطلاعات کافی برای‌کاهش بیشتر انتشار آلاینده‌های هوا قابل دستیابی است.

روش‌های کاهش آلودگی هوا نباید آلودگی را در سایر بخش‌ها افزایش دهد. روش‌های کنترل برای کاهش آلودگی هوا، آب یا زمین اغلب باعث انتقال آلودگی یا آلاینده‌های ثانویه به سایر محیط‌ها می‌گردد. برای مثال، حذف دی‌اکسیدگوگرد از جریان گاز یک نیروگاه ذغال‌ سنگ به وسیله گاز شو‌های مرطوب مقدار زیادی مایع یا لجن تولید می‌کند که باید دفع گردد. در یک روش مشابه، عریان‌سازی[1] مواد آلی از آب زیرزمینی آلوده شده می‌تواند موجب انتشار ترکیبات آلی سمی به هوا شود. چنین روش‌هایی نمی‌توانند راه حل واقعی برای آلودگی باشند و نیاز به بررسی زیاد دارد تا اطمینان حاصل شود که انتقال به محیط‌های مختلف به راحتی انجام نشده بلکه تخریب یا تبدیل آلاینده به فرم‌های کمتر آلوده صورت می‌پذیرد.



[1] - Stripping




نویسنده: مصطفی کلهر - یکشنبه ٩ خرداد ۱۳۸٩

وقایع آلودگی هوا

گرچه اعمال محدودیت در مورد آلودگی هوا از سال 1272 میلادی آغاز گردیده، مسائل عمده آلودگی هوا با توجه به تاریخ بشر، در سال‌های اخیر (برای مثال اواخر قرن نوزدهم و قرن بیستم) به صورت مستند در آمده است. در هنگام ایجاد پدیده مه[1] در لندن که در سال 1873 رخ داد، 268 نفر مرگ غیرقابل انتظار بر اثر بیماری‌های ریوی گزارش شد. در دسامبر 1930 در یک بخش کاملاً صنعتی در دره میوز[2] در بلژیک، حاکم شدن سه روز مه شدید در منطقه، باعث بیماری چند صد نفر شد و 60 نفر نیز جان سپردند که این تعداد ده برابر تعداد روزهای عادی بود. در طول یک دوره 9 روزه مه قوی در ژانویه 1931، 592 نفر در منچستر و منطقه سالفورد[3] انگلستان از بین رفتند که افزایش قابل توجهی را در میزان مرگ و میر منطقه نشان می‌داد. در 1948 در دونورآ[4]، پنسیلوانیا، درشهری کوچک که کارخانجات مواد شیمیایی و فولاد آن را احاطه کرده بودند، طی مدت چهار روز مه ایجاد شده، نیمی از 14000 نفر ساکنین این شهر را بیمار کرده و جان20 نفر ازآنها را گرفت. ده سال پس از آن ساکنینی که در طی آن دوره بیمار شده بودند، آمادگی بیشتری برای ابتلا به بیماریها و مرگ در سنین پایین نسبت به سایر ساکنین شهر داشتند. پس از این رویداد، واقعه مه عظیم لندن در سال 1952 روی داد که پتانسیل بدشگونی آلودگی هوا را به طور کامل نشان داد. دوره ایجاد مه از 5 دسامبر تا 8 دسامبر بود و 10 روز پس از آن ملاحظه شد که کل تعداد مرگ و میر در لندن در طول آندوره متجاوز از 4000 نفر بوده است. آمارها نشان دادند که بیشتر کسانی که به طور غیرمنتظره از بین رفتند آنهایی بودند که سابقه بیماری‌های برونشیت، آمفیزم یا مشکلات قلبی داشته و یا افرادی بودند که در گروه آسیب‌پذیر قرار می‌گرفتند. در ژانویه 1956 در لندن، 1000 مرگ و میر اضافی بر اثر طولانی شدن پدیده مه اتفاق افتاد. در همان سال پارلمان انگلستان قانون هوای پاک را تصویب کرد و بریتانیا بر روی برنامه کاهش سوزاندن ذغال سنگ نرم متمرکز شد. اکنون این شناخت بوجود آمده است که پدیده‌های مه که وقایع آلودگی هوا را شکل داده‌اند، حاوی آلاینده‌هایی بوده‌اند که تیرگی یا شرایط مه آلود را تشدید می‌کرده‌اند. ویژگی توأم شدن دود و مه باعث بروز این وقایع تاریخی شده ‌است. این پدیده دود- مه[5] نامیده می‌شود. هنگامی‌که هیدروکربن‌ها، اکسیدهای نیتروژن و نور آفتاب حضور داشته باشند، این وقایع شدیدتر رخ خواهد داد، زیرا مه‌– دود شیمیایی بروز می‌نماید. وجود شرایط ایجاد مه‌- دود در لوس‌آنجلس، نیویورک، شیکاگو، مکزیکوسیتی و سایر مناطق شهری بزرگ در دنیا به طور گسترده‌ای توجه همگان را جلب کرده‌است. گرچه از 30 سال پیش تا کنون وقایع مشابهی در ایالات متحده گزارش نشده است، اما هنوز هم مناطقی وجود دارند که در زمان‌هایی از سال کیفیت هوا غیرقابل قبول می‌باشد. در 1995 در ایالات متحده شهرهای کوچک و بزرگ و کلان‌شهرهایی وجود داشتند که استانداردهای ملی کیفیت هوا برای برخی آلاینده‌های هوا در آنها رعایت نشده بود. این مناطق شامل 77 ناحیه برای ازون، 36 ناحیه برای منواکسیدکربن، 82 ناحیه برای ذرات معلق، 43 ناحیه برای دی اکسید گوگرد، 11 ناحیه برای سرب و یک ناحیه برای دی‌اکسید نیتروژن بود.غلظت ازون در ساحل جنوبی کالیفرنیا (منطقه لوس آنجلس) بیش از استاندارد ازون بود به طوری که طی 143 روز از سال1992، غلظت های بیش از 3/0 قسمت در میلیون حجمی (ppm) در مقایسه با استاندارد کیفی هوا یعنی ppm 12/0 مشاهده شد. از جنبه مثبت، تعداد دفعاتی که میزان ازون در آن منطقه از حد مجاز بیشتر شده‌بود به طور فزاینده‌ای کاهش و به 83 بار در 1996 رسید‌که حد بالای غلظت ppm 26/0 بود. (برای دریافت اطلاعات جاری کیفیت هوا درمورد "کیفیت هوای ناحیه ساحلی جنوب" به سایت http://www.aqmd.gov/smog/مراجعه کنید).

استفاده نابجا از منابع هوا در سراسر جهان قابل مشاهده است. به دلیل گسترش سریع صنعت و جمعیت شهرنشین، آلودگی هوای شهرها در آمریکای لاتین و کارائیب به مشکلی فزاینده تبدیل شده است. در مناطقی چون سان پائولو[6] برزیل؛ سانتیاگو شیلی؛ و مکزیکوسیتی مکزیک، کیفیت هوا از حدود استانداردها تجاوز می‌کند. در این مناطق و طی سال‌های 1987-1983  غلظت از 6 برابر استاندارد رهنمود[7] سازمان جهانی بهداشت (WHO) برای ذرات معلق (میانگین هندسی سالیانه 3µg/m90-60 ) نیز تجاوز کرد. مشابه همین وضعیت، غلظت ذرات معلق در شهر اَمان در اردن بود که به 2 تا 3 برابر رهنمود WHO رسید. در 307 روز از سال 1991 غلظت ازون در مکزیکوسیتی متجاوز از استاندارد مکزیکو  (ppm 11/0) بوده است. در مارس 1992، غلظت اوزن در مکزیکوسیتی به ppm475/0، یعنی نزدیک به چهار برابر حد استاندارد رسید.

گسترش مداوم ساخت ترکیبات شیمیایی موجب تأکید بیشتر بر روی جابجایی مطمئن مواد سمی موجود در گازهای منتشره از فرآیند در طول ساخت یا در هنگام وقوع حوادث احتمالی و رها شدن آنها به محیط در سطح جهانی شده است. یکی از این وقایع، رها شدن ترکیبات سمی بر اثر حادثه مربوط به بوپال[8] هندوستان است که درطی آن بخار متیلایزوسیانات آزاد شده و منجر به‌مرگ

2000 نفر گردید.



[1] - Fog

[2] - Meuse Valley

[3] - Salford

[4] - Donora

[5] - Smog

[6] - SanPaulo

[7] - guideline

[8] - Bhopal




نویسنده: مصطفی کلهر - یکشنبه ٩ خرداد ۱۳۸٩

آلودگی هوا در تار و پود زندگی مدرن امروزی بافته شده است. هنگامی که شهرهای خود را می سازیم، آلودگی هوا به عنوان زایده‌ای ضمن ساخت محصولات مورد نیازمان، جابجایی افراد یا حمل و نقل تولیداتمان، ایجاد انرژی برای گرما یا روشنی مکان‌های زندگی، بازی یا کارمان، ایجاد می‌شود. علت اصلی آلودگی هوا احتراق است و همانطور که می‌دانیم، احتراق هنوز از ضروریات زندگی است. هنگامی که احتراق کامل یا تئوری رخ می‌دهد، هیدروژن و کربن سوخت با اکسیژن هوا ترکیب شده و ایجاد گرما، نور، دی‌اکسیدکربن و بخار آب می‌نماید. با این وجود، ناخالصی‌های سوخت، نسبت نامطلوب سوخت به هوا و یا دمای احتراق خیلی بالا یا خیلی پایین سبب تشکیل گروهی از ترکیبات جانبی نظیر منواکسیدکربن، اکسیدهای گوگرد، اکسیدهای نیتروژن، خاکستر فرار[1] و هیدروکربن‌های نسوخته می‌شوند که همگی از آلاینده‌های هوا محسوب می‌شوند.

آلودگی هوا یک پدیده امروزی نیست. ادوارد اول پادشاه انگلستان سعی کرد آسمان دودآلود لندن را در سال 1272 با قدغن کردن استفاده از "ذغال سنگ دریایی"[2] پاک نماید. سپس پارلمان انگلستان دستور شکنجه یا به دار آویختن افرادی را صادر کرد که ذغال مذکور را فروخته و یا می‌سوزاندند. در زمان ریچارد دوم (1399-1377میلادی) و بعد از آن زمان هنری پنجم (1422-1413میلادی) ، قدم‌هایی  برای قانونمند کردن و محدود نمودن استفاده از ذغال‌سنگ در انگلستان برداشته شد. یکی از اولین اسناد منتشره در خصوص آلودگی هوا،  رساله ای چاپ شده در سال 1661 براساس فرمان سلطنتی چارلز دوم تحت عنوان: "فومی فوگیوم[3]" یا مزاحمت ناشی از هوای آلوده به دود پخش شده در لندن همراه با برخی چاره‌جویی‌ها، نوشته جان اولین[4] یکی از بنیان‌گذاران انجمن سلطنتی می باشد.

کاربرد ذغال سنگ در ایجاد انرژی یکی از عوامل عمده انقلاب صنعتی بود که اساس جامعه توأم با فناوری امروزی را شکل داد. متأسفانه همراه با جامعه ای برخوردار از فنآوری های صنعتی، شاهد تخریب محیط‌زیست هستیم. یکی از اولین کوشش‌های قانونی برای کنترل آلودگی هوا در ایالات متحده در سال 1895 و براساس غیرقانونی نمودن "نمایش بخار قابل رویت"[5] از خروجی اتومبیل‌های بخار، ظاهر شد.

فرآیندهای طبیعی نظیر آتش‌سوزی جنگل‌ها، پوسیدگی گیاهان، غبار ناشی از طوفان‌ها و فوران آتش‌فشان‌ها همیشه ایجاد آلودگی هوا می‌کنند. نظیر آنچه در سال 1991 به وقوع پیوست، کوه پیناتوبو[6] در فیلیپین آتش‌فشانی کرد و باعث کشته شدن 200 نفر و انتشار ذرات معلق و دی‌اکسیدگوگرد تا ارتفاع 25 مایلی در جو شد و آب هوای سرتاسر جهان را تحت تأثیر قرار داد. گرچه مجموع بسیاری از گازها و ذرات معلقی که به عنوان آلاینده هوا شناخته شده ‌اند و حاصل انتشار از منابع طبیعی هستند بسیار بیش از آلاینده های منتشره از منابع انسانی است، اما توزیع جهانی و پخش این آلاینده‌ها، دارای میانگین غلظت پایین‌تری نسبت به آلودگی ناشی از منابع انسانی هستند. با مکانیسم‌هایی نظیر رسوب‌گذاری تا اکسیداسیون و جذب در اقیانوس‌ها و خاک، در صورت وجود زمان کافی، جو در مقابل آلاینده‌های شناخته شده می‌تواند خود پالایی داشته باشد.. اطلاعات جمع‌آوری شده در 20 ساله اخیر نشان می‌دهد که غلظت گازهایی نظیر دی‌اکسیدکربن و کلروفلوروکربن‌ها (CFCs) افزایش یافته است که به نوبه خود عواقبی چون گرم شدن کره زمین و افزایش تشعشعات فرا بنفش مربوط به نابودی لایه ازون در استراتوسفر را به دنبال داشته است. بعلاوه آلاینده‌های ناشی از فعالیت‌های انسانی معمولاً در نواحی پرجمعیت و مناطق شهری دنیا، متراکم می‌شوند. در ایالات متحده آمریکا به تنهایی در سال 1994، بیش از 150 میلیون تن از گازها، جامدات و مایعات زاید تولید و در جو رها شده است. در حال حاضر نرخ تخلیه آلاینده‌ها به آتمسفر در مناطقی با آلودگی بالا چندین بار بیش از نرخ خودپالایی هوا در آن نواحی می‌باشد.



[1] - Fly ash

[2] - Sea Coal

[3] - Fumifugium

[4] - John Evelyn

[5] - Showing of Visible Vapor

[6] - Pinatubo




نویسنده: نرگس رمضانی - یکشنبه ٩ خرداد ۱۳۸٩




نویسنده: فرید آریا - شنبه ۸ خرداد ۱۳۸٩

این روزها آلودگی هوا سراسر کشور خاصه شهرهای بزرگ همچون تهران ،تبریز و...را فراگرفته و باعث تعطیلی مدارس و ادارات در تهران شده است.در واقع مهمترین علت تشدید آلودگی هوا پایداری هوا ودر نتیجه وارونگی هوا(Inversion)است. پایداری هوا (سرد شدن هوا،باد آرام و عدم وجود پدیده خاص همچون باران،برف...)باعث بره زدن تهویه عمودی وطبیعی جو می شود.

وارونگی دما(Inversion)

دمای هوای محیط در تروپسفر با ارتفاع کاهش می یابد(پاین ترین لایه جو تروپسفر نامیده میشود،میزان کاهش دما در نیمه پایین تروپسفر با ارتفاع 7-6 درجه سانتیگراد در هر کیلومتر است و در نیمه بالایی آن این کاهش دما به8-7 درجه سانتیگراد در هر کیلومتر می رسد. تروپسفر تا ارتفاع18 کیلومتر از سطح زمین ادامه دارد)با وجود این گاهی در بعضی لایه ها با ارتفاع افزایش نشات می دهد که این وضعیت را وارونگی(Inversion) یا وارونگی دما مینامند.وارونگی گاهی از سطح زمین به طرف بالا دیده می شود که آن را  وارونگی سطح زمین می گویند.وگاه در لایه های از سطح زمین دیده می شود که آن را وارونگی فوقانی می خوانند.

وارنگی دما به طرق گوناگون ایجاد می شود که چهارنوع وارونگی مهم عبارتند از1.وارونگی تشعشعی2.وارونگی تربولانسی3.وارونگی فرونشینی4.وارونگی جبهه ای.اما وارونگی که این روزها بیشتر باعث آلودگی  مناطق کشور می شود وارونگی تشعشعی است.

وارونگی تشعشعی

وارونگی تشعشعی ممکن است وارونگی سطح زمین را ایجادکند.درهنگام شب در اثر تشعشع سرد می شود و چنانچه فرایند سرد شدن برای مدت کافی ادامه یابد هوای نزذیک سطح زمین سردتر از جو بالای آن می شود.وارونگی سطح زمین در نزدیکی زمین گسترش می یابد و در نتیجه در هوای آرام یا هنگام وزش باد خیلی ضعیف(هوای پایدار)فرایند سرد شدن به طرف بالا تا ارتفاع نسبتا کمی گسترش می یابد که وارونگی کم عمق ایجاد می شود.با وجود این گاه دمای سطح زمین نیز پایین است وارونگی کم عمق سطح زمین کاملا مشخص می شود. در این حالت آرا وارونگی شدید می خوانند.در شبهای بدون ابر و همراه با باد ضعیف وارونگی تشعشعی پدید می آید و در صورت کافی بودن رطوبت در این شرایط مه صبحگاهی (مه تشعشعی)ایجاد می شود. بد نیست بدانید در بعضی شرایط شبنم یخی تشکیل می شود.در این حالات رطوبت هوا کمتر است و تشعشع سریعتر انجام می شود ودر نتیجه دمای سطح زمین کمتر می شود.این وضعیت بخصوص در مناطق خشک بعد از شبهای طولانی بدون ابر در زمستان پدید می آید.

 

 




نویسنده: مصطفی کلهر - شنبه ۸ خرداد ۱۳۸٩

مدلهای کیفیت هوای داخلی:

http://www.epa.gov/appcdwww/iemb/model.htm