آلودگی هوا به تغییرات شیمیایی در ترکیب هوا اشاره دارد که معمولاً ناشی از وجود منابع مختلف آلودگی است. این منابع می‌توانند شامل ذرات معلق و گازهایی مانند دی‌اکسید گوگرد، مونوکسید کربن، اکسیدهای نیتروژن و برخی هیدروکربن‌ها باشند. همچنین آلودگی‌های ناشی از فعالیت‌های انسانی به گرد و غبار موجود در هوا که به‌طور طبیعی وجود دارد، افزوده می‌شود.
پیش‌بینی
پیش‌بینی آلودگی هوا به استفاده از مدل‌های ریاضی و داده‌های جوی برای تخمین سطح آلودگی در آینده اشاره دارد. این پیش‌بینی‌ها معمولاً شامل مراحل زیر هستند:
- جمع‌آوری داده‌ها: داده‌های مربوط به شرایط جوی، منابع آلودگی و الگوهای ترافیکی جمع‌آوری می‌شوند. این داده‌ها می‌توانند از ایستگاه‌های سنجش آلودگی، ماهواره‌ها و مدل‌های جوی به‌دست آیند.
- مدل‌سازی: با استفاده از مدل‌های ریاضی، پیش‌بینی‌های مربوط به انتشار آلاینده‌ها و تأثیرات جوی بر آنها انجام می‌شود. این مدل‌ها می‌توانند شامل مدل‌های دینامیکی و آماری باشند.
- تحلیل نتایج: نتایج به‌دست‌آمده از مدل‌ها تحلیل می‌شوند تا سطح آلودگی در زمان‌های مختلف و در مکان‌های مختلف پیش‌بینی شود.
ارزیابی
ارزیابی آلودگی هوا به اندازه‌گیری و تحلیل سطح واقعی آلاینده‌ها در محیط اشاره دارد. این ارزیابی معمولاً شامل مراحل زیر است:
- نصب ایستگاه‌های سنجش: ایستگاه‌های سنجش آلودگی در نقاط مختلف شهر نصب می‌شوند تا داده‌های مربوط به آلاینده‌ها را جمع‌آوری کنند. این ایستگاه‌ها معمولاً قادر به اندازه‌گیری ذرات معلق، گازهای سمی و دیگر آلاینده‌ها هستند.
- جمع‌آوری و تحلیل داده‌ها: داده‌های جمع‌آوری‌شده به‌طور منظم تحلیل می‌شوند تا سطح آلودگی در زمان‌های مختلف و در شرایط جوی متفاوت ارزیابی شود.
- گزارش‌دهی: نتایج ارزیابی به‌صورت گزارش‌های عمومی منتشر می‌شوند تا شهروندان و مقامات محلی از وضعیت آلودگی هوا مطلع شوند.
کاتالیزورها
یکی از راهکارهای مؤثر برای کاهش آلودگی هوا، استفاده از کاتالیزورهاست. کاتالیزورها مواد شیمیایی هستند که می‌توانند سرعت واکنش‌های شیمیایی را افزایش دهند بدون اینکه خودشان در این واکنش‌ها مصرف شوند.
کاتالیزورها در خودروها
کاتالیزورهای سه‌گانه، که به‌طور عمده در خودروها استفاده می‌شوند، از مهم‌ترین ابزارها برای کاهش آلاینده‌های مضر در گازهای خروجی هستند. این کاتالیزورها قادرند مونوکسید کربن (CO)، اکسیدهای نیتروژن (NOX) و هیدروکربن‌های نسوخته (HC) را به دی‌اکسید کربن (CO2) و نیتروژن (N2) تبدیل کنند. این فرآیند به‌طور قابل توجهی میزان آلاینده‌های مضر را کاهش می‌دهد و به بهبود کیفیت هوا کمک می‌کند.
کاتالیزورها در صنایع
در صنایع، کاتالیزورها نقش مهمی در کاهش انتشار آلاینده‌ها دارند. به‌عنوان مثال، در فرآیند تولید اسید نیتریک، کاتالیزورهای خاصی برای تبدیل نیتروژن و اکسیژن به اکسید نیتروژن استفاده می‌شوند. این کاتالیزورها می‌توانند به کاهش انتشار اکسیدهای نیتروژن کمک کنند که یکی از عوامل اصلی آلودگی هواست.
مزایای استفاده از کاتالیزورها
استفاده از کاتالیزورها در کاهش آلودگی هوا مزایای متعددی دارد:
- کاهش آلاینده‌ها: کاتالیزورها می‌توانند به‌طور مؤثر آلاینده‌های مضر را کاهش دهند و به بهبود کیفیت هوا کمک کنند.
- افزایش کارایی انرژی: با بهبود فرآیندهای شیمیایی، کاتالیزورها می‌توانند به افزایش کارایی انرژی در صنایع و وسایل نقلیه کمک کنند.
- کاهش هزینه‌ها: با کاهش نیاز به سوخت‌های فسیلی و بهینه‌سازی فرآیندها، کاتالیزورها می‌توانند هزینه‌های عملیاتی را کاهش دهند.
آلودگی ناشی از خودروها
خودروها به‌عنوان یکی از منابع اصلی آلودگی هوا، به‌ویژه در مناطق شهری، نقش مهمی در انتشار آلاینده‌ها ایفا می‌کنند. این آلاینده‌ها شامل مونوکسید کربن، اکسیدهای نیتروژن، هیدروکربن‌ها و ذرات معلق هستند که می‌توانند به مشکلات جدی بهداشتی و زیست‌محیطی منجر شوند. در شرایط جوی خاص، مانند روزهای گرم و آفتابی، این آلاینده‌ها می‌توانند به‌سرعت تجمع یابند و کیفیت هوا را به شدت کاهش دهند.
خودروهای دست دوم، به‌ویژه آنهایی که از موتورهای احتراق داخلی و دیزلی استفاده می‌کنند، معمولاً آلاینده‌های بیشتری تولید می‌کنند. این خودروها ممکن است به‌دلیل فرسودگی و عدم نگهداری مناسب، کارایی کمتری داشته باشند و در نتیجه، میزان آلاینده‌های بیشتری را به جو آزاد کنند. به همین دلیل، ارزیابی و کنترل آلودگی ناشی از این خودروها ضروری است. این ارزیابی‌ها می‌توانند شامل تست‌های آلایندگی، بررسی وضعیت فنی خودرو و نظارت بر عملکرد آنها باشند.
در مقابل، خودروهای جدید معمولاً تحت استانداردهای سخت‌گیرانه‌تری تولید می‌شوند و در زمان تأیید مدل، به‌طور دقیق کنترل می‌شوند. این خودروها معمولاً دارای فناوری‌های پیشرفته‌تری هستند که به کاهش آلاینده‌ها کمک می‌کند. به‌علاوه، این خودروها می‌توانند به‌طور دوره‌ای در کارخانه‌ها مورد بررسی و کنترل قرار گیرند تا اطمینان حاصل شود که در طول عمر خود، به استانداردهای آلایندگی پایبند هستند.
ارزیابی سطوح آلاینده‌ها
ارزیابی سطوح مواد آلاینده که در نقاط مختلف یک شهر در شرایط جوی یا ترافیکی متفاوت ایجاد می‌شوند، دشوار اما بسیار مهم است. در واقع، هنوز محصولات ناشی از تعامل بین مواد مختلف منتشر شده از خودروها به خوبی شناخته نشده‌اند، به ویژه تحت تأثیر تابش‌های خورشیدی. مشکل آلودگی ثانویه که به دلیل تأثیر عوامل جوی بر آلودگی‌های اولیه ایجاد می‌شود، به‌طور عمده مورد مطالعه قرار گرفته است؛ از جمله این مواد، پراکسیدها هستند که به شدت تحریک‌کننده و سمی می‌باشند.
نسبت هوا به سوخت
برای موتورهای احتراق داخلی، اگر نسبت هوا به بنزین کمتر از نسبت نظری کامل احتراق به دی‌اکسید کربن و بخار آب باشد، تشکیل مونوکسید کربن به صورت متناسب صورت می‌گیرد؛ در حالی که اگر نسبت بیشتر از نظری باشد، تولید اکسیدهای نیتروژن به دلیل ترکیب دو عنصر در دماهای بالا رخ می‌دهد. با استفاده از تدابیر مناسب و تنظیم دقیق، می‌توان نسبت را به‌طور جزئی زیر نظر داشت؛ این در حالی است که تولید مونوکسید کربن محدود می‌شود و موتور می‌تواند کارایی مکانیکی بهتری نسبت به حالت نظری ارائه دهد.
آلودگی ناشی از هیدروکربن‌ها
آلودگی ناشی از هیدروکربن‌ها به وضعیت سایش موتور مرتبط است، زیرا بزرگ‌ترین سهم به دلیل از دست دادن آب‌بندی بین پیستون و سیلندر رخ می‌دهد که منجر به نشت مخلوط سوخت نسوخته به محفظه موتور و از آن به خارج می‌شود. برای رفع این مشکل، به بازیافت روی می‌آورند و بخارات مذکور را به هوای ورودی به کاربراتور برمی‌گردانند.
آلودگی ناشی از صنایع
آلودگی‌های ناشی از صنایع نیز مشکلات جدی را ایجاد می‌کنند که حل آنها به دلیل دشواری‌های فنی، کنترلی و اقتصادی که ارائه می‌دهند، دشوار است. این دشواری‌های فنی در بسیاری از موارد ناشی از عدم وجود روش‌های مناسب برای «نظارت» مداوم و تحلیلی است که به تولیدکنندگان و نهادهای کنترلی فنی اجازه می‌دهد تا انتشارهای حتی تصادفی یا نامنظم مواد آلاینده را اندازه‌گیری کنند.
سرب و آلودگی
علاوه بر این، سرب (به عنوان سرب تترا اتیل به بنزین افزوده می‌شود) به آلودگی هوا کمک می‌کند، زیرا در گازهای خروجی به صورت ذرات کلرید و برمید سرب یافت می‌شود. مشکل جلوگیری از افزودن سرب تترا اتیل در تولید بنزین‌هایی که همچنان نوساناتی ندارند، به ساختار هیدروکربن‌های تشکیل‌دهنده مرتبط است.
آلودگی ناشی از موتورهای دیزلی
سهم موتورهای دیزلی در آلودگی جوی شهرها عمدتاً ناشی از محصولات احتراق ناقص گازوئیل است که در گازهای خروجی وجود دارد و به صورت دود سیاه نمایان می‌شود، به ویژه زمانی که موتور تحت فشار است. برای پیشگیری نیاز به طراحی مناسب و بیشتر از همه، نگهداری دقیق، به ویژه در انژکتور است.
نیروگاه‌های حرارتی و آلودگی
مشکل جدی دیگری در آلودگی ناشی از نیروگاه‌های حرارتی وجود دارد. در حالی که در واقع برای کاهش دوده موجود در بخارات پیشرفت‌هایی انجام شده است، هنوز در کاهش دی‌اکسید گوگرد ناشی از ترکیبات گوگردی موجود در روغن‌های سوختی عقب‌مانده‌ایم.
مشکلات کنترلی
مشکلات کنترلی به خاطر تنوع فوق‌العاده منابع آلودگی صنعتی و عوامل آلاینده به همراه پیچیدگی آزمایش‌های سم‌شناسی لازم برای تعیین حداکثر غلظت‌های مجاز برای هر ماده و دشواری در بازگشت به حداکثر انتشارهای مجاز ایجاد می‌شود. در نهایت، مشکلات اقتصادی نیز به هزینه‌های بالای تصفیه حجم بالای هوا با هزینه‌های مشابه مربوط می‌شود.
مشکلات صنایع معدنی و متالورژیکی
برخی از صنایع، مشکلات جدی‌تری در آلودگی و پیشگیری مربوطه دارند، یا به دلیل مقدار مواد آلاینده‌ای که می‌توانند منتشر کنند، یا به این دلیل که کاهش کامل آنها در حال حاضر با هزینه‌های قابل تحمل ممکن نیست. در صنایع معدنی و متالورژیکی که با مشکل آلودگی ناشی از معلق شدن گرد و غبار در هوا روبرو هستند، مراحل حمل و نقل و پردازش مکانیکی مواد معدنی باید به صورت مرطوب یا در مکان‌های تحت کشش انجام شوند.
مشکلات آلودگی رادیواکتیو
صنایع هسته‌ای در حال حاضر مشکلات جدی در آلودگی جوی ایجاد نمی‌کنند، زیرا تخلیه‌های رادیواکتیو آنها تقریباً به‌طور انحصاری مایع و جامد هستند.
روش‌های کاهش گرد و غبار
برای کاهش گرد و غبار، فیلترهای بافتی و تصفیه‌کننده‌های مرطوب و رسوب‌گذارهای الکتروستاتیکی وجود دارد. در صنعت فولاد، گرد و غبار که در مراحل مختلف تولید شکل می‌گیرد، باید با سیستم‌های مناسب کاهش یابد. در متالورژی فلزات غیرآهنی، متالورژی فلزات سنگین معمولاً از سولفیدها آغاز می‌شود که به صورت «کبابی» در دماهای بالا در جریان هوا قرار می‌گیرند.
آلودگی ناشی از الیاف آزبست
آلودگی خاصی توسط الیاف آزبست در حین فرآوری آن به وجود می‌آید. در مراحل اولیه، در آسیاب کردن ماده معدنی و انتخاب الیاف، با هوای بسته عمل می‌شود و بنابراین مشکلی در آلودگی وجود ندارد. اما در مراحل بعدی، هوای جمع‌آوری شده توسط مکنده‌ها باید با سیکلون‌ها و سپس با فیلترهای بافتی تصفیه شود.
آلودگی ناشی از آلومینیوم
در متالورژی آلومینیوم، مشکلات آلودگی عمدتاً ناشی از مرحله الکترولیز آلومینا و کریولیت مذاب است. تمامی ریخته‌گری‌ها، علاوه بر آلودگی‌های خاص، همچنین خطر سیلیکوز را به دلیل استفاده از فرم‌های شن و ماسه دارند.
صنعت شیمیایی و آلودگی
صنعت شیمیایی به عنوان صنعتی که در آغاز اولین قوانین علیه آلودگی‌ها را به وجود آورد، به پیشرفت‌های زیادی در فرآوری‌های بسته دست یافته است. در بسیاری از صنایع، مشکل خاص مربوط به فرآیند تولید انتخابی وجود دارد که شامل جذب یا متراکم کردن کل تولید گازها، بخارات یا مه‌ها مخلوط با هوا است.
پالایشگاه‌های نفت و آلودگی
پالایشگاه‌های نفت علاوه بر مشکل حل نشده کاهش دی‌اکسید گوگرد ناشی از احتراق در نیروگاه حرارتی، با مشکل بوی بد ناشی از برخی هیدروکربن‌های گوگردی مانند مرکاپتان‌ها روبرو هستند.
تأثیرات آلودگی بر بهداشت عمومی
در مورد ارزیابی عواقب آلودگی هوا، آسیب‌های بهداشت عمومی به طور خاص قابل توجه است. در گذشته، اثرات سمی حاد بر انسان توجه مقامات و افکار عمومی را به مشکلات آلودگی هوا جلب کرد. اما در حال حاضر، مواردی مانند حادثه در دره میوز بلژیک و دونورای پنسیلوانیا در آمریکا به عنوان موارد استثنایی شناخته می‌شوند.
***
و در نهایت
در حال حاضر، بیشتر آسیب‌ها متوجه افرادی است که به بیماری‌هایی مانند برونشیت مزمن و آمفیزم مبتلا هستند و از آلودگی هوای شهری به ویژه در شرایط جوی نامساعد آسیب می‌بیند. همچنین شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد بین این دو علت هم‌افزایی وجود دارد. در نهایت، برای حل مشکلات آلودگی هوا نیاز به همکاری بین دولت‌ها، صنایع و افراد جامعه داریم تا با هم به سمت یک محیط زیست سالم‌تر حرکت کنیم.
این مطلب در شماره 40 نشریه ویکی‌کلین و در صفحات 42،43، منتشر شده است. برای مشاهده آنلاین تمامی صفحات این شماره اینجا را کلیک کنید.
گردآوری و تنظیم: سمیه آهنگران
لینک کوتاه: https://wikiclean.ir/jr67
