تلوث الهواء الجوي Air pollution - لاحدود لأسبابه
لقد عرف التلوث بطرق مختلفة منها أن التلوث هو تغيير في المنحى الطبيعي للحياة بالاتجاه الذي يسبب الضرر للبيئة بشكل عام .
وأحدث تعريف للتلوث من خلال تعريف الملوث، فالملوث هو مادة أو أثـــر يؤدي إلى تغير في معدل نمو الأنواع في البيئة يتعارض مع سلسلة الطعام بإدخال سموم فيها أو يتعارض مع الصحة أو الراحة أو مع قيم المجتمع .
ومن أهم مشاكل التلوث: تلوث الهواء وأهم ملوثات الهواء الملوثات الناجمة عن المخلفات الصناعية والملوثات الناجمة عن حرق أو إعادة استخدام النفايات وينتج عنها غاز ثاني أكسيد الكربون الذي يسبب اضطرابات عضوية في جسم الإنسان وتسمم وعقم وكثر من الأمراض، .
إن جسم الإنسان يتعرض لملوثات الهواء الجوى مثل ثاني أكسيد النتروجين الذي يسبب أضرارا صحية خطيرة لاحتوائه على اكبر نسبة من المواد السامة وهو ينتج عادة من آلات الاحتراق والأفران والعوادم الصناعية، إضافة إلى الرصاص وهو من أخطر ملوثات البيئة الضارة بالصحة وبخاصة للطفل لأن معدل امتصاصه في جسمه يزيد حوالي 50 % عن البالغين ويسبب الرصاص للطفل انخفاضا في نسبة الذكاء وقصر القامة وضعف السمع والأنيميا والاضطرابات العصبية وغيرها كثير .
وقد ركـزت وكالة حماية البيئة الأمريكية ( EPA) على ستة ملوثات للهواء رئيسية تتصف بتأثير ذي شأن على الصحة العامة والبيئة : طبقة الأوزون، والجسيمات الدقيقة، وأول أوكسيد الكربون، وثاني أوكسيد النيتروجين، وثاني أوكسيد الكبريت، والرصاص .
أهـــــم المواد الملوثـــــــــــــة للهـــــــــــواء :
1- الأجسام الدقيقة جداً ( العوالق ) :
وتتمثل بالدقائق الناعمة جداً من المواد العالقة في الهواء ذات المصادر المختلفة كالأتربة الناعمة العالقة فى الهواء أو تلك الملوثات الناتجة من مخلفات الصناعة ، بالإضافة إلي غازات عوادم المحركات وسائل النقل .
تقول وكالة حماية البيئة الأمريكية ( EPA) بأنه :
" خلال العقد المنصرم، تعلمنا أن الملوثات الدقيقة وخاصة الجسيمات الدقيقة جداً، مثل الغبار والسخام (وتعرف عادة باسم PM fine أو PM 2.5 ، وهي مواد دقيقة بقياس 2.5 ميكرومتر ) تُشكّل أكبر خطر بيئي على الصحة العامة في الولايات المتحدة. ولقد قدّر الباحثون والأكاديميون أن التركيزات المرتفعة من الجسيمات الدقيقة مسؤولة عن عشرات الآلاف من الوفيات المبكرة في البلاد كل عام . "
تعتبر العوالق من أكثر ملوثات الهواء شيوعاً وخاصة في المناطق الجافة و شبه الجافة وفي المناطق الصناعية والمناطق المكتظة بحركة المرور. وتحتوي العوالق على خليط من الجسيمات الناتجة عن عمليات الاحتراق غير الكامل، كالسخام ( Soot ) ، وجسيمات ثانوية المنشأ تنجم عن التفاعلات الكيميائية في الغلاف الجوي، ، بالإضافة إلى عناصر معدنية سامة مثل الرصاص والكادميوم .
تنتج هذه الملوثات في الغالب عن احتراق الوقود الأحفوري ( والديزل بشكل خاص، حيث تنبعث العوالق عن وسائط النقل العاملة على الديزل بقدر يزيد بين 30 و 50 عن وسائط النقل العاملة بالبنزين)، وعن بعض العمليات الصناعية، وذلك إما عن طريق حرق الوقود اللازم لهذه الصناعة أو كناتج عن العمليات الصناعية في خطوط الإنتاج. وتساهم صناعة النفط والإسمنت والأسمدة ومحطات توليد الطاقة في هذا التلوث بشكل رئيسي، بالإضافة إلى بعض المنشآت الصغيرة مثل مجابل الإسمنت والكسارات .
تترك العوالق تأئيرات سلبية على الصحة العامة سواءً على العاملين أو القاطنين في المناطق المجاورة أو على التربة والنباتات، حيث تؤدي إلى أمراض خطيرة في الجهاز التنفسي مثل أمراض الربو والسعال والانتفاخ الرئوي وتصلب الرئة، وبالتالي إلى قصور في وظيفة الرئتين والقلب .
ويتوقف تأثير العوالق على حجمها، وتعتبر العوالق ذات الأقطار الأقل من 10 ميكرون ذات أهمية خاصة كونها قابلة للاستنشاق، وأكثرها خطورة العوالق الأقل من 3 ميكرون حيث لا تحول الدفاعات التنفسية دون وصولها إلى أعماق الرئتين، كما تدمص على سطحها العناصر المعدنية وبخاصة الرصاص .
2- الملوثــــــات الغازيـــــــــــة :
تنتج الملوثات الغازية مثل ( SO2 , COX, Nox , O3 ) بشكل رئيسي عن احتراق الوقود الأحفوري .
وتلعب دوراً هاماً في تدني نوعية الهواء وتشكيل الضباب الدخاني الذي يخيم على هواء المدن، والذي ينتج عن تفاعلها مع الأوكسجين بوجود الهيدروكربونات تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية، وتتكون نتيجة ذلك مجموعة من الملوثات الثانوية بالغة الخطورة ، وتسبب هذه الملوثات احتقان الأغشية المخاطية للجهاز التنفسي وتهيج العيون، إضافة إلى استثارة الربو والتهاب القصبات والسعال وغيرها .
1- غازثاني أكسيد الكربون CO2 :
تعد الصناعة المصدر الرئيسي لهذا الغاز الضار، الذي يتكون من احتراق المواد العضوية كالورق والحطب والفحم وزيت البترول احتراقا كاملا ( لأن الاحتراق غير الكامل ينتج أول أكسيد الكربون ).
ويعتبر غاز ثاني أكسيد الكربون الناتج من الوقود من أهم الملوثات التي أدخلها الإنسان على الهواء. أن عملية الاتزان البيئي التي تذيب غاز ثاني أكسيد الكربون الزائد في مياه البحار والمحيطات مكوناً حمضياً ضعيفاً يعرف باسم حمض الكربونيك ويتفاعل مع بعض الرواسب مكوناً بيكربونات وكربونات الكالسيوم . وتساهم النباتات أيضاً في استخدام جزء كبير منه في عملية التمثيل الضوئي .
زيادة هذا الغاز تؤدي إلى صعوبة في التنفس والشعور بالاحتقان مع تهيج للأغشية المخاطية والتهاب القصبات الهوائية وتهيج الحلق ، وتجدر الإشارة الى أن الإسراف في استخدام الوقود وقطع الغابات أو التقليل من الساحات الخضراء ساهم في ارتفاع نسبة غاز ثاني أكسيد الكربون في الجو والذي قد يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الأرض وهو ما يعرف بالاحتباس الحراري .
2- غاز ثاني أكسيد الكبريت SO2 :
غاز حامضي يعتبر من أخطر ملوثات الهواء يظهر فوق المدن وفوق المنشآت الصناعية تحديداً، ينشاً نتيجه إحتراق الوقود العضوي " الفحم والبترول والغاز الطبيعي " لإحتوائها على كميات ملحوظه من الكبر يت وأيضاً بعض البراكين تطلق هذا الغاز .
وهو غاز عديم اللون نفاذ وكريه الرائحة له أثار ضارة اذا ما تواجد بمعدلات تزيد على 3 أجزء فى المليون فى الهواء ، ويعتبر غاز ثاني أكسيد الكبريت أحد عناصر مكونات الأمطار على سطح الأرض فيلوث التربة والنباتات والأنهار والبحيرات والمجاري المائية, وبذلك يسبب إخلالا بالتوازن البيئي .
ويختلط بالضباب الدخاني فوق المدن محدثاً أضرار بالغة كما أشرنا إلى ذلك .
ويتحول ثانى أكسيد الكبريت فى الهواء الى حمض الكبريتيك نتيجة لتأكسده الى ثالث أكسيد الكبريت وتفاعله مع بخار الماء فى كون التفاعل إما مباشرا ًبين ثانى أكسيدالكبريت والاكسجين أو يتوسط ثانى أكسيد النتروجين كحفاز ولكل من ثانى أكسيد الكبريت وحمض الكبريتيك تأثيراً ضاراً بالجهاز التنفسى للإنسان والحيوان كما يشارك ثانى أكسيد الكبريت مع ملوثات أخرى فى إحداث مشاكل بيئيه منها الأمطار الحمضيه وقد أتخذت الأحتياطات الضرورية للإقتصار على إستخدام أنواع الوقود الخاليه من الكبريت أوالمحتويه على مقادير ضئيله منه .
3- أكاسيد النيتروجيـــــــــــــــن NOx :
وهى مصاحبه لإحتراق الوقود فى الهواء عند درجات حرارة عالية ، وذلك عندما يكون التبريد سريعا بحيث يمنع تفكك هذة الغازات، ومصدركل من غازى النتروجين والاكسجين اللذان يكونان هذه الأكاسيد هو الهواء الجوى ذاته ومن ثم تكون المركبات والاجهزة المولدة للطاقه فى محطات القوى الكهربائية هى المصدرين الأساسيين لأكاسيد النتروجين حيث إنها تعمل عند درجات حرارة مرتفعة .
تنتج هذه الاكاسيد من احتراق المركبات العضوية وأيضا من عوادم السيارات والشاحنات وبعض المنشآت الصناعية وهو يكون مع بخار الماء في الجو حمضاً قوياً هو حمض النتريك ويسبب الأمطار الحمضية، وعند وصوله مع بقية اكاسيد النيتروجين إلى طبقات الجو العليا ( طبقة الأوزون ) يحدث كثيراً من الضرر لهذه الطبقة . تسبب تلوثا خطيرا للهواء الجوي و أضرارا صحية خطيرة لاحتوائها على أكبر نسبة من المواد السامة .
4- أول أكسيد الكربون CO :
يوجد بتركيزات عالية وخاصة مع استعمال الغاز فى المنازل ، وهوغاز سام جداً عديم اللون والرائحه مصدره الأساسى فى الهواء هو الاحتراق غير الكامل للوقود الكربونى ، ويصدر من عوادم السيارات ومن احتراق الفحم أو الحطب في المدافئ وجميع عمليات الاحتراق الناقص للمواد العضوية .
وهو أخطر أنواع تلوث الهواء وأشدها سمية على الإنسان و الحيوان.يتحد أول أكسيد الكربون مع الهيموجلوبين مكوناً كربوكسي هيموجلوبين حيث أن له شراهة شديدة للإتحاد معه، وهنا تكمن خطورته حيث يمنع الأكسجين من الاتحاد مع الهيموجلوبين وفي هذه الحالة يحرم الجسم من الحصول على الأوكسجين .
يمثل أول اكسيد الكربون أكبر نسبه من ملوثات الهواء ، ويزداد تركيز أول أكسيد الكربون فى أثناء الكثافة العالية لحركة المرور الخاصه بالسيارات ، ويؤثر أول أكسيد الكربون على الصحة العامة خاصه على هيموجلوبين الدم ومن ثم فإنه يؤثر تأثيراً خطيراً على عمليات التنفس فى الكائنات الحية بما فيها الإنسان ويتسبب فى كثير من حالات التسمم ويمكن الحد من تأثير أول أكسيدالكربون بتزويد البيئه المحيطةبالأكسجين الكافى لإتمام عملية الأحتراق وتكوين ثانى أكسيد الكربون .
5- دخــــــــــان السجائـــــــــــــــــر :
وهو أقـرب الأمثلة وأكثر شيـوعاًً فى إحـداث التلـوث داخـل البيئـة الصغيـرة للإنســان (المنزل - المكتب) ، والدخان عملياً عبارة عن حبيبات صلبه صغيرة جداً من الكربون، تنتج من إحتراق غيركامل للمواد الهيدروكربونيه وأهمها الفحم-البترول-القطران-التبغ الأبخرة و تنتج من عملية التكثيف من الحالة الغازيه .
الدخان المتصاعد من طرف السيجارة المشتعل، وهو الأكثر خطورة وضررا، يعرف علميا باسم " دخان التبغ البيئي (إي تي إس) ". يتكون هذا الدخان من ملايين الذرات الصغيرة لخليط مختلف من المواد الكيميائية السامة كالنيكوتين، والهيدروكربون غير المتطاير، وحامض الكربوليك، و الأحماض والمعادن الثقيلة، بالإضافة إلى احتوائه على عدد كبير من عناصر غازية غير عضوية المنشأ كأول وثاني أكسيد الكربون، وأكسيدات النيتروجين، وهيدروجين السيانيد وعناصر متطايرة وشبه متطايرة عضوية المنشأ كالبنزين، والإيثان، والبروبين، والأسيتون وغيرها الكثير ..
ومن المعروف أن ذرات الغبار هي أكثر عناصر تلويث الهواء خطورة وتأتي من مصادر مختلفة من بينها السجائر وعوادم السيارات .
وفي تجربة قام بها مجموعة من الباحثين :
ترك محرك سيارة طراز فورد مونديو سعة محركها 2.0 لترا في حالة تشغيل لمدة 30 دقيقة داخل المرآب مع إغلاق الباب مع وجود ست فتحات صغيرة للتهوية ثم قورنت النتائج بالدخان المنبعث من ثلاث سجائر تركت مشتعلة في المرآب لمدة نصف ساعة أيضا .
وتوصل الباحثون إلى أن مستويات ذرات الغبار داخل المرآب كانت أعلى 15 مرة مقارنة بها خارجه أثناء إشعال السجائر في حين كانت ضعف مستويات التلوث خارجه أثناء تشغيل محرك السيارة الفورد .
6- مركبات الكلورو فلورو كربون :
ويأتي نتيجة تفاعل أكاسيد النيتروجين مع الهيدروكربون في وجود أشعة الشمس وهو أحد مكونات الضباب الدخاني (Smog).
ينتج عن بعض صناعات التبريد وغازات الدفع وإطفاء الحرائق و مخلفات الطيران النفاث العادمة بعض المركبات التي تسمى بمركبات الكلوروفلوروكربون ( CFC) أو الفريونات والتي تتفاعل مع غاز الأوزون ( O3) الموجود في طبقة الستراتوسفير محولة إياه إلى أكسجين ( O2) . ويمكن أن تنتج هذه المركبات من صناعات عديدة أهمها الأيروسول aerosol التي تحمل المبيدات أو بعض مواد تصفيف الشعر أو مزيل روائح العرق .
تتلخص مهمة الأوزون في الستراتوسفير في امتصاص الأشعة فوق البنفسجية مانعا إياها من الوصول لسطح الأرض وهذا سبب ارتفاع الحرارة في الستراتوسفير .وصول الأشعة فوق البنفسجية ( UV) إلى سطح الأرض سوف يؤدي إلى زيادة الحرارة أيضا بالإضافة لخطرها على صحة البشر .
وتقدر كمية هذه المركبات التي تنطلق في الجو بما يزيد على مليون طن سنوياً. وعند وصول هذه المركبات لطبقة الإستراتوسفبر stratosphere التي بها طبق الأوزون فإنها تتحلل بفعل الأشعة الفوق بنفسجية الموجودة في الشمس إلى ذرات الكلور والفلور التي تقوم بمهاجمة الأوزون وتحويله إلى أكسجين وبذلك تساعد على تحطيم طبقة الأوزون بتدمير جزيئات الأوزون من خلال تفاعلات تسلسلية .
وقد تبين أن كل ذرة كلور واحدة قادرة على تخريب ( 100.000) مائة ألف جزيئة أوزون .وقد قدر خبراء البيئة بأنه لو توقف العالم عن إنتاج و استخراج المواد المستنفدة لطبقة الأوزون بشكل تام و نهائي الآن فإن عودة تراكيز الأوزون إلى وضعها السليم في الاستراتوسفير يحتاج إلى 40 سنة كاملة .
7- المعادن الثقيلة ( الرصاص ) :
يعتبر التلوث بالمعادن الثقيلة من اخطر أنواع التلوث البيئي وخاصة على الاطفال ، ويعتبر الرصاص من أهم العناصر الثقيلة الملوثة للبيئة الخارجية ولأجواء العمل، ومعدن الرصاص من اخطر المعادن لانه لا يدخل في فسيولوجيا جسم الانسان ووجوده في جسم الانسان بمعدلات اعلى من المسموح به يعتبر نذير خطر، ويؤثر الرصاص على الكبار والصغار، لكن تأثيره على الاطفال اكبر لسهولة امتصاصه، وبطء اخراجه والتخلص منه، وحساسية الجهاز العصبي المركزي الشديدة لهذا النوع من التلوث في اثناء نموه وتطوره خاصة في الخمس سنوات الاولى من عمر الطفل .
أوضحت بعض القياسات أن نسبة الرصاص فى هواء المنازل تصل من 6400 - 9000 جزء فى المليون في الأتربة داخل بعض المنازل مقارنة بـ 3000 جزء في المليون في الهواء الخارجي فى الشارع .
يعود ارتفاع نسب الرصاص في هواء المدن بشكل رئيسي إلى الانبعاثات الغازية من وسائط النقل العاملة على البنزين ( الحاوي على الرصاص ) والمسؤولة عن أكثر من 90 % من إطلاق الرصاص، بالإضافة إلى بعض الصناعات المعدنية كصناعة البطاريات. وأوضحت الدراسات أن ما بين 66 و80 % من كمية الرصاص ترتبط بالعوالق ذات الأقطار الأقل من 10 ميكرون، وكمية الرصاص المرتبطة مع العوالق ذات الأقطار الأقل من 3 ميكرون ( PM3 ) تشكل نسبة تتراوح بين 50 و 72 % من كمية الرصاص، وهذا يعني أن القسم الأكبر من الرصاص يمكن أن يصل إلى الأسناخ الرئوية ويمتص في الرئتين ويصل إلى الدم .
يؤدي الرصاص إلى مخاطر صحية بالغة، حيث يتداخل مع الجمل الأنزيمية، كما يؤدي إلى تسمم الأعصاب والكلى وأعضاء التكاثر. كما يسبب اضطرابات قلبية وزيادة ضغط الدم وخفض معدل الذكاء وبخاصة عند الأطفال ويترافق باضطرابات عدوانية ونقص في التركيز والانتباه .
وخطورة التلوث بالرصاص ليس فقط على الجهاز العصبي المركزي فقط بل ايضا على الجهاز المناعي والدم، وخاصة ان تأثير التعرض للرصاص قد يظهر بعد التوقف عن التعرض له .
ومن العناصر الملوثة للهواء أيضاً: النحاس والزنك والكادميوم ( الملاحظ ارتفاع تركيزه في بعض المناطق الصناعية غير النظامية ) ، بالإضافة إلى الفلور والزرنيخ والزئبق و الأسبستوس .
8- الزئبق المحمول في الهواء :
يعتبرالزئبق المحمول بالهواء مشكلة عالمية، ويحتاج لحلول عالمية. إضافة لذلك، عملياً تنتج كافة حالات التعرض للزئبق في الولايات المتحدة تقريباً من تناول أسماك ملوثة بالزئبق، والتي يستورد أكثر من 80% منها من أجزاء أخرى من العالم .
وتُقدر وكالة حماية البيئة ان احتراق الفحم، وانتاج الكلور القلوي (كلورين يحتوي على مادة كيميائية تستعمل في المعالجات الكيميائية، والبلاستيك، والخدمات البيئية، وتنظيف المعادن)، والزئبق المستعمل في المنتجات، والزئبق المستعمل في أعمال التنقيب الصغيرة عن الذهب مسؤولة مجتمعة عن 80% من انبعاثات الهواء الحامل للزئبق الذي ينتجه الإنسان. ولكن تجدر الملاحظة هنا إلى ان ثلثي انبعاثات الزئبق العالمية السنوية تأتي من مصادر طبيعية، مثل البراكين، ومن "إعادة - انبعاث" الزئبق الذي كان قد ترسب في البيئة سابقاً .
تأتي خطورة الزئبق في تأثيراته المدمرة على مدى الطويل للجهاز العصبي المركزي وما ينتج عن ذلك من اختلال في وظائف الجسم الأخرى، والتعرض يكون عن طريق التنفس من تلوث الهواء أو عن طريق الشرب من تلوث مياه الجوفية أو مياه الأنهار أو مباشرة عن طريق ملامسة الجلد. دراسات وأبحاث كثيرة على مستوى العالم تطرقت للسمية الشديدة والأضرار التي يسببها معدن الزئبق ومشتقاته للأحياء البرية والبحرية والبيئة .
والجدير بالملاحظة أن كثير من المصانع تطلق أبخره في الجو تحتوي على مركبات شديدة السمية مثل مركبات الزرنيخ والفوسفور والكبريت والسلينوم . كما تحمل معها بعض المعادن الثقيلة كالزئبق والرصاص والكادميوم وغيرها وتبقي هذه المواد الشائبة معلقة في الهواء على هيئة رذاذ أو ضباب خفيف ويكون هذا التلوث واضحاً حول المصانع ولكن قد تحمله الرياح إلى أماكن أخرى .
وفي النهاية أسهم تلوث الهواء في انتشار الكثير من الجراثيم التي تسبب بالأمراض للناس منها: الأنفلونزا ، الإمراض الوبائية القاتلة التي تنتشر بسرعة في الوسط البيئي ، ومرض الجمرة الخبيثة ومرض الطاعون والكوليرا ومرض الجدري والحمى ،كما تحدث حالات تسمم للإنسان نتيجة لتأثيرات الضارة للمركبات المتطايرة من الزرنيخ نتيجة للنشاط الميكروبي لبعض الأنواع الفطرية ، كما أثر بشكل كبير على طبقة الأوزون وما زال يدمرها ،.هناك الكثير من الدراسات تؤكد تآكل طبقة الأوزون وخاصة فوق القطب الجنوبي وان استمر تآكل هذه الطبقة بنفس المستوى فان خطر الأشعة فوق البنفسجية على الغابات والأحياء البحرية سوف يتصاعد وخاصة الحيود المرجانية التي تعتبر مصدر رئيسي لأكسجين البحار .
كما لوحظ في الأعوام الأخيرة أن هناك سنوات تسجل فيها درجات حرارة مياه البحار والمحيطات أرقام أعلى من المعدلات المعتادة ويعتقد أن لكثير من الظواهر السابقة دور في هذا كما لوحظ أن هناك ارتباط واضح بين هذا الارتفاع وبين بعض الظواهر الجوية المدمرة مثل الأعاصير والفيضانات والجفاف .من أشهر هذه المشاهدات ظاهرة النينو (Nino )وهي ارتفاع حرارة سطح المحيط قبالة تشيلي بشكل أعلى من المعتاد وعكسها هي ظاهرة النينا ( Nina ) ولقد ارتبط النينو بالأعاصير في منطقة الأطلسي وحدوث الجفاف في مناطق أمريكا الجنوبية الداخلية .
