فتو شيميايي و آثار مخرب آن

ا نقلاب صنعتی دلیل اصلی پیدایش آلودگی هوا در سه دهه اخیر به شمار می آید.  قبل از۱۹۵۰  آلودگی هوا ناشی از سوخت ذغال سنگ (برای تولید انرژی) بود.  لندن یکی از مشهورترین شهرهایی بود  که شدیدا با مه صنعتی آلوده می شد . در دسامبر  1952طی  5روز هوای سرد مه آلود سمی لندن ، جان ۴۰۰۰ انسان را گرفت. 
امروزه استفاده از سایر سوختهای فسیلی بجای ذغال سنگ همچون سوختهای بنزینی نوع آلودگی را به  تولید مه دود فتوشیمیایی تغییر داده است.
 
چگونگی تولید  مه دود فتوشیمیایی  Photochemical smog
 . در اثر فعالیتهای صنعتی  بشر ترکیبات سمی  جدیدی به عناصر سازنده هوا افزوده شده است. این ترکیبات شیمیایی جدید منجر به  تولید ابر گازی شکل زرد متمایل به قهوه ای را در سطح شهرها می شودکه ما آن را مه دود فتوشیمیایی می نامیم.
 
  تصویر فوق چگونگی انجام واکنشهای را که منجر به تشکیل مه دود فتوشیمیایی می شود را نشان می دهد. رادیکالها اتمهایی یا ملکولهایی با الکترونهای آزاد هستند .آنها از نظر شیمیایی بسیار واکنش پذیر هستند
*- سولفور دی اکسید:  SO2   از اکسیداسیون سوختهای فسیلی(مانند ذغال سنگ  و بنزین) که ترکیبات سولفوری دارند ایجاد می شود.
*- مونوکسید کربن :   CO این ماده نیز از سوختهای ناقص فسیلی ایجاد می شود.
 *-انواع هیدروکربنهای فرار شامل PAHs  ازجمله بنزو پیرین  که ماده سرطانزا است. این مواد همگی از سوخت ناقص بنزین بوحود می آید
*-اکسیدهای نیتروژن NOx از احتراق عناصر O2   و N2در سیلندرهای موتور ماشین حاصل می شود
  از ترکیب  اکسیدهای نیتروژن  و هیدرو کربن ها  و اکسیژن در زیر نور خورشید سبب انجام واکنشهای  شیمیایی می شود که منجر به تولید اکسیدانهای بسیار قوی  مانند  ازن O3 و پیروکسی استیل نیترات  PAN می شود.
 شرایط افزاینده مه دود فتوشیمیایی:
۱-  ترافیک صبحگاهی منبع اصلی تولیداکسیدهای نیتروژن(NOx) و ترکیبات آلی فرار هستند.پس از کاهش حجم ترافیک در اواسط روز با افزایش تراکم این مواد در اثر  تابش آفتاب این ترکیبات شروع به انجام واکنشهای  تولید و انتشار مواد سمی Peroxyacetyl Nitrates (PAN و ازن می کنند. با غروب آفتاب تولید ازن متوقف می شود .ازن باقیمانده در اتمسفربه مصرف واکنشهای متفاوت دیگری می رسد .
۲-    عوامل آب و هوایی موثربر مه دود فتوشیمیایی :
الف-   هر جه مقدار نزولات آسمانی بیشتر باشد می تواند از  میزان مه دود بکاهد  و با بارندگی از سطح اتمسفر بشوید.
ب-   وزیدن باد سبب  جابجا یی مه دود فتوشیمیایی با هوای تمیز می شود اما مشکل آلودگی  را به مناطق دورتر می برد
ج- وارونگی و افزایش دمای هوا بشدت مه دود را افزایش میدهد. معمولا در طول روز مناطق نزدیک به سطح زمین گرمتر می شود و هوای گرم باخود ذرات آلاینده را به ارتفاعات بالاتر می برد .اگر هوای سرد فوقانی مانع متصاعد شدن هوای گرم شود , وارونگی هوا ایجاد می شود و الاینده ها در سطح پایین زمین به دام می افتند.وارونگی هوا سبب کاهش انتشار عمودی  آلاینده ها  درسطح اتمسفر می شود و ممکن است از چند روز تا چند هفته  ادامه یابد.
۳-شکل زمین  از عوامل مهم تاثیر گذار بر افزایش مه دود فتوشیمیایی است.ساکنین دره ها بشدت از این امر آسیب می پذیرند, زیرا تپه ها و کوههای اطراف دره ها موجب  کاهش جریان هوا افزایش غلظت آلودگی می شود.بعلاوه با افزایش دما , وارونگی در این مناطق شدیدتر خواهد شد.
راه حل های موجود:
◊  یکی از راه حل ها این است که سازمانهای بین المللی کشورها را   به رعایت قوانین   عدم تولید گازهای گلخانه ای  در جهان مجبورکنند.
◊   قرار دادن مبدل- در سیستم اگزوز خودروها که بوسیله اکسید کردن هیدروکربنها به دی اکسید کربن و آب – و موادی با شدت کمتر تبدیل اکسیدهای نیتروژن به نیتروژن و اکسیژن آلودگی هوا را کاهش می دهد.
◊ راه دیگر یافتن سوختهای پاکیزه تر  مانند سوختهای هیدروژنی –انرژی خورشیدی  برای ماشینها است
 اثرات مه دود بر سلامت انسانها
°    ذرات معلق که در مناطق صنعتی و مکانهایی که ترافیک شدید ماشین  وجود دارد ایجاد می شود، در برگیرنده ذرات کربن و هیدروکربن هایی است که از سوخت ناقص سوختهای فسیلی ایجاد می شود.
°    هیدروکربن ها شامل انواعی از(      PAH)هستند که مشخص شده افزایش چشمگیری درفراوانی جهش نطفه  اسپرم موشها (که در معرض عوامل طبیعی قرار گرفته اند) ا ایجاد می کند.
°    استنشاق ذرات کوچکتر از ۵/۲ میکرومتر(  6-10*5/2)سبب رسوب این ذرات در اعماق ششها می شود.قرارگرفتن مداوم در معرض این ذرات کوچکاز انبساط و عملکرد ششها در بزرگسالان می کاهد
°      این مواد سرطانزا علاوه بر ایجادحساسیتهای تنفسی  سبب افزایش شیوع بیماریهای قلبی و سرطان ریه در افراد می شود .

 انواع آلاینده ها دودزا
قسمت اعظم دود شهرها از اگزوز ماشین ها بوجود می آید. اما در بعضی از مناطق سوخت ذغال و سوخت نیروگاهها نیز در ایجاد دود شرکت دارند. ذرات درشت د.ود در قسمت های فوقانی دستگاه نفس، گیر می کنند و باعث اختلال در ترشحات بینی و سینوسها می شوند ولی ذرات ریز ممکن است در راههای عمیق تر ریه ها نفوذ کنند. حجم زیاد این ذرات باعث اشکال در تنفس افراد مبتلا به آسم، برونشیت مزمن ،‌آمفیزم و دیگر بیماریهای ریوی می گردد و حتی ممکن است باعث مرگ زودرس سالمندان مبتلا به بیماریهای قلبی و ریوی نیز شود. در موارد حاد آلودگی هوا،‌اقزایش مرگ و میر غالبا به دلیل وجود این ماده در غلظت های زیاد می باشد.
  دی اکسید سولوفور (۲os) 
این گاز توسط موتورهای دیزلی و نیروگاهها تولید می گردد. دی اکسید سولفور همراه دود عامل مرگ و میر بالا در موارد حاد آلودگی هوا،‌در شهرهای بزرگ و صنعت جهان است. اثر عمده این آلاینده ها بر  ریه هاست . بدین ترتیب که راههای هوایی را تنگ می کند و تنفس را مشکل می سازد و یا تولید اسید به بافت های بینی ، حلق حنجره و ریه آسیب می رساند. این عارضه در بیماران آسمی و کودکان آشکارتر است.

 دی اکسید نیتروژن (۲No)
این گاز یکی از اکسیدهای نیتروژن (NOX)می باشد. اکسیدهای نیتروژن در اثر احتقاق مواد سوختی در ماشین ها و نیروگاهها ایجاد می گردند. دی اکسید نیتروژن مخاط برونش ها را تحریک می کند و بدین وسیله سبب افزایش عفونت های تنفسی در کودکان و افزایش شکایات تنفسی مثل سرفه و خلط در بزرگسالان می شود. بیماران مبتلا به آسم به اثرات ناشی از این گاز به شدت حساس می باشند.
 اوزون (۳O)
اوزون مهمترین بخش مه دود فتوشیمیایی می باشد. این گاز از ترکیب دو نوع از آلوده کننده ها که در اثر تردد اتومبیل ها ایجاد می گردند،‌( هیدرات کربی و اکسید نیتروژن (NO) در زیز نور خورشید ) تولید می گردد . سطح اوزون معمولا تابستان ها به بالاترین حد خود می رسد. اوزون باعث تحریکات ریوی ،‌سرفه و درد سینه می شود. به علاوه سبب خارش چشم ، بینی و گلو می گردد. افراد مبتلا به بیماریهای ریوی بیشتر در معرض خطر هستند. ولی یک سوم مردم عادی هم در صورتی که فعالیت خارج از خانه داشته باشند دچار علائم ریوی می شوند و ظرفیت آنها کاهش می یابد.
 مونوکسیدکرین 
مونوکسیدکرین گازی بی بو و سمی است که عمدتا از اگزوز ماشین در اثر احتراق ناقص سوخت های فسیلی ناشی می شود. این گاز حمل اکسیژن خون به مغز ، قلب و اعضا دیگر را مختل می کند و افرادی که به امراض قلبی مبتلا هستند به علت کاهش اکسیژن خون مخصوصا در معرض خطر تولید می باشند. دود سیگار یکی دیگر از منابع مهم مونواکسید کربن است. بنابراین میزان این گاز در خون افراد سیگاری بسیار بالاتر از افراد غیر سیگاریست .
 سرب
سرب فلزی است که برای احتراق بهتر بنزین به آن اضافه می شود و پس از سوخت بنزین در هوا آزاد می گردد.میزان سرب در اطراف محل های پرترافیک بیشتر است و اثرات عمده این فلز مختل کردن رشد طبیعی و ایجاد اختلالات عصبی در کودکان و افزایش فشار خون می باشد.
 هوای اسیدی 
هوای اسیدی در اثر مه دود فتو شیمیایی هنگامی که دی اکسید کربن و دی اکسید سولفور و بویژه اکسید نیتریک به اسید تبدیل می شوند،‌ به وجود می آید. این گازها ابرهای بسیار ظریفی از قطرات ریز اسیدی را تشکیل می دهند.این هوای اسیدی بعدا به صورت باران اسیدی فر و می ریزد و باعث آسیب رساندن به گیاهان و درخت ها می شود. اگر ذرات اسید ریز وارد ریه ها شوند تحریکات راه های تنفسی ،‌ سرفه و حتی خس خس سینه را به همراه دارند.
 چطور می توان خود را از مضرات آلودگی در امان نگاهداشت ؟
افرادی که به مدت طولانی در معرض آلودگی شهری هستند مثل دوچرخه سوارها ، نامه رسان ها ،
 

  پلیس های  راهنمایی رانندگی و نگهبانان باید با استفاده از ماسک های بخصوصی در جلوی بینی، خود را در مقابل آلودگی محافظت کنند. این ماسک ها در دور نگهداشتن ذرات درشت بسیار موثرند و افراد آسمی و کسانی که مشکلات تنفسی مبتلا هستند با استفاده از آنها راحتی بیشتری احساس می کنند، همچنین این ماسک ها علامت و هشدار خوبی نیز برای رانندگان می باشد چون به آنها نشان داده می دهد که مردم چقدر از آلودگی هوا رنج می برند. باید توجه داشت افرادی که نسبت به آلودگی حساسیت دارند باید زمان کمتری را در بیرون از منزل بویژه خیابان ها سپری کنند.

 برای مقابله با آلودگی هوا چه باید کرد؟
اتومبیل ،‌اتوبوس ها و مینی بوس ها مهمترین منبع آلودگی هوا را در شهرها تشکیل می دهند. با استفاده از بنزین بدون سرب و نصب صافی در پاک اتومبیل می توان میزان برخی از آلوده کننده ها را کاهش داد. اما مهمترین راه مقابله با این مشکل استفاده بیشتر از وسایل  نقلیه عمومی و تصویب قوانین برای برخورد جدی با وسایل آلوده کننده و ایجاد فضای سبز در شهرها هستند.