2- آلودگی هوا چیست؟
انواع متعددی از آلاینده‌ها در اثر فعالیتهای طبیعی و مصنوعی ناشی از فعالیتهای بشر که در زمین انجام می‌گیرد، وارد اتمسفر می‌گردند، بنابراین بطور کلی آلودگی هوا بمعنی حضور یک ماده خارجی در هواست. بر اساس یکی از تعاریف، آلودگی هوا بدین صورت تعریف می‌گردد:
آلودگی هوا عبارتست از وجود هر نوع آلاینده اعم از جامد، مایع، گاز و یا تشعشع پرتوزا و غیرپرتوزا در هوا به تعداد و در مدت زمانیکه کیفیت زندگی را برای انسان و دیگر جانداران به خطر اندازد و یا به آثار باستانی و اموال خسارت وارد آورد.
3-منابع آلاینده هوا:
برای سهولت مطالعه منابع مختلف آلودگی هوا بصورت ذیل دسته‌بندی می‌شوند:
منابع طبیعی و منابع مصنوعی( خانگی، صنعتی،حمل و نقل )
1-3- منابع طبیعی :
منابع طبیعی آلودگی هوا از قبیل طوفانهای گرد و غبار، آتش‌سوزی جنگلها، آتشفشانها ، گرده گیاهان و نشت گاز طبیعی می‌باشد و آلودگی ناشی از آنها یک پدیده دائمی است که بعلت گردش فرآیندهای طبیعی مقدارش کمابیش در سطح زمین ثابت است. مقدار آلودگی طبیعی در مقایسه با آلودگی مصنوعی خیلی بیشتر و قابل توجه می‌باشد. اما در طبیعت چندین مکانیسم خودپالایی وجود دارد که سطح زمین را برای حیات موجودات مناسب و قابل تحمل می‌سازد. نقش انسان در کنترل آلودگی ناشی از منابع طبیعی خیلی کم است. اما انسان بوسیله بر هم زدن تعادل اکولوژیکی و طبیعی ناشی از آلودگی مصنوعی می‌تواند وضع را بدتر نماید و به آلودگی طبیعی بیافزاید.

2-3- منابع مصنوعی
1-2-3-‌ آلودگی خانگی :
آلودگی خانگی در اثر فعالیتهای خانگی یا نظافت منازل یا استفاده از حشره‌کشها جهت نظافت و نگهداری منازل ایجاد می‌شود. اگرچه مقدار این آلودگی در مقایسه با منابع دیگر زیاد نیست اما همین مقدار به تغییر کیفیت محیط شهری کمک می‌کند. روشهای صحیح نگهداری منازل به کاهش آلودگی کمک خواهد نمود.

2-2-3-‌ آلودگی صنعتی:
آلودگی ناشی از صنایع منبع اصلی آلودگی است که در اثر فعالیتهای مصنوعی ایجاد می‌شود. در میان صنایع نیروگاههای حرارتی، کارخانه‌های تولید مواد شیمیایی، سیمان سازی، کاغذسازی، نساجی، دباغی و غیره منابع اصلی آلودگی هوا هستند. بکارگیری روشهای مناسب کنترل آلودگی در کاهش آلودگی منابع کمک خواهد کرد.

3-2-3- آلودگی ترافیک (حمل و نقل):
آلودگی ناشی از حمل و نقل بعلت شهرسازی بی‌رویه و سریع به اندازه آلودگی صنعتی مهم و از اهمیت برخوردار می‌باشد. آلودگی ناشی از حمل و نقل و وسایل نقلیه به شکل گازهای خروجی از اگزوز، ذرات معلق، صدا و غیره می‌باشد. این آلودگی با اتخاذ روشهای برنامه‌ریزی کشوری، منطقه‌ای و شهری و استفاده از اتومبیلها و سوخت‌های مناسب همراه با اعمال تکنولوژی کنترل آلودگی به حداقل می‌رسد.
اما EPA منابع عمده آلودگی هوا را به صورت زیر طبقه‌بندی کرده است:
الف: حمل و نقل مانند: کشتی‌ها، هواپیماها، قطارها و اتومبیلها
ب: احتراق سوخت از منابع ثابت مانند نیروگاههای برق و غیره
ج: فرآیندهای صنعتی مانند: کارخانه‌های فولادسازی، نساجی و کاغذسازی
د: دفع مواد زائد جامد مثل: سوزاندن زباله درفضای باز، دفن بهداشتی زباله و سوزاندن زباله با دستگاه زباله‌سوزی
ی: فرآیندهای متفرقه نظیر فعالیتهای خانگی مانند : کاربرد حشره‌کشها و تمیز کردن حشره کش

4- عوامل مؤثر بر آلودگی هوا
عواملی که بر آلودگی هوا تأثیر می‌گذارند به شرح ذیل می‌باشند.

1-4-‌ خصوصیات هواشناسی
پارامترهای جوی مانند اندازه و جهت باد، میزانهای افت اتمسفری ، رطوبت نسبی و غیره یک منطقه، آلودگی هوا را تحت تأثیر قرار خواهد داد. باد با حرکت افقی آلاینده را حمل و جابجا خواهد نمود.
آلودگی حمل شده توسط سرعت رو به پایین باد. غلظت آلاینده‌ها در سطح زمین اساساً به اندازه و جهت باد و میزان افت بستگی دارد. تغییر درجه حرارت هوا با افزایش ارتفاع سبب حرکت نسبتاً سریع آلاینده‌ها می‌گردد.

2-4- ‌ شکل توپوگرافی
ناهمواری موجود در زمین و موانعی مانند کوه‌ها و غیره بر انتشار آلاینده‌ها اثر می‌‌گذارد. بسته به شرایط محلی و مکانی، توپوگرافی ممکن است مفید یا زیان‌آور باشد.

3-4-‌ خصوصیات آلاینده‌ها
اهمیت مسائل آلودگی هوا به نوع و اندازه آلاینده به جامد یا مایع یا گاز بودن آن بستگی دارد. همچنین بستگی به انرژی یا صدا یا گرما یا رادیو اکتیویته یا ترکیبی از این عوامل دارد. واکنش بین آلاینده‌ها در اتمسفر بسته به خصوصیات آلاینده‌ها ممکن است مقدار آلاینده در اتمسفر را افزایش یا کاهش دهد.

4-4-‌ روش آزادسازی آلاینده‌ها
چگونگی ورود آلاینده‌ها و همچنین سرعت آزادسازی آلاینده‌ها به اتمسفر بر آلودگی هوا تأثیر دارد. آلاینده‌ها ممکن است بطور متناوب یا پیوسته یا دوره‌ای آزاد شوند یا از یک منبع یا از چندین منبع یا از منابع نقطه‌ای و غیر نقطه‌ای آزاد شوند. همچنین پراکندگی آلاینده‌ها به طریقه ورود آنها به اتمسفر بستگی دارد.

5- تقسیم‌بندی آلاینده‌‌ها
مؤسسه حفاظت از محیط زیست آمریکا EPA، شش آلاینده اصلی را به عنوان معیار انتخاب نموده و اینها را به دو دسته اولیه و ثانویه تقسیم کرده است. آلاینده‌های اولیه موادی هستند که از منابع مستقیماً به هوای محیط وارد می‌شوند و شامل پنج آلاینده منواکسیدکربن (CO)، دی‌اکسیدنیتروژن (NO2)، دی‌اکسیدگوگرد (SO2)، ذرات معلق با قطر کمتر از 10 میکرون (PM-10) و سرب (pb) می‌باشد. آلاینده‌های ثانویه به موادی اطلاق می‌شود که در اثر فعل و انفعالات موجود در هوای اطراف زمین بوجود می‌آید و در این گروه می‌توان از ازن (O3) نام برد.

1-5-‌ منواکسیدکربن (CO)
گازی است بی رنگ وبی بو ولی بسیار سمی. منبع اصلی تولید این گاز اتومبیلها هستند . گاز منواکسید کربن در هوای آزاد و به مقدار کم، زندگی بیماران قلبی و ریوی را به خطر می‌اندازد و در افراد سالم باعث سردرد، سرگیجه، خستگی زیاد و تحریک اعصاب می‌شود. استنشاق این گاز در محیط‌های در بسته و سقف دار باعث خفگی و مرگ می‌شود.
منو اکسید کربن 200 برابر سریعتر از اکسیژن با هموگلو بین خون ترکیب شده و توبید کربوکسی هموگلوبین می‌کند. این گاز نه تنها با اتصال به هموگلوبین مانع چسبیدن اکسیژن به آن می‌شود، بلکه از آزاد شدن اکسیژن از اکسی هموگلو بین باقیمانده نیز جلو گیری می‌کند .
به این ترتیب نسوج بدن با کمبود اکسیژن روبرو شده و اعضای حیاتی بویژه قلب آسیب می‌بیند، گذشته از این منواکسیدکربن خود ، به طور مستقیم نیز به سلولهای قلب آسیب رسانده و به روند تنگی عروق سرعت می‌بخشد .

2-5-‌ ذرات معلق(10-PM)
ذرات معلق با قطر کمتر از 10 میکرومتر بدلیل راهیابی به سیستم تنفسی تحتانی به عنوان شاخص اصلی مواد معلق در هوا معرفی می‌شوند. بر اساس مطالعات ذرات معلق در مقایسه با اکسیدهای گوگرد و اکسیدهای ازت برای سلامتی مخاطره آمیزتر است و مقدار 10-PM در تشدید بیماریهای قلبی _ ریوی ، کاهش مقاومت سیستم ایمنی بدن در مقابل بیماریها، از بین رفتن بافت ریه، آسم کودکان، مرگ ومیر زودرس و سرطان نقش عمده‌ای دارد.

3-5-‌ اکسید‌های نیتروژن ((NOX
دی‌اکسید‌نیتروژن که بیشتر از سایر اکسیدهای نیتروژن در هوا منتشر می‌شود گازی است قهوه‌ای رنگ و بدبو که به وسیله وسایل نقلیه موتوری و کارخانجاتی که از موتورهای درون‌سوز استفاده می‌کنند وارد هوا می‌شود. این گاز باعث تحریک چشمها و قسمتهای عمقی ریه‌ها شده و موجب بروز خستگی مفرط و افزایش موارد بیماری می‌گردد. علاوه بر این به گیاهان نیز صدمات زیادی وارد می‌کند.

4-5-‌ اکسیدهای گوگرد (SOX)
دی‌اکسید گوگرد (SO2)که بیشتر از دیگر اکسیدهای گوگرد در هوا منتشر می‌شود، گازی است بی‌رنگ و بدبو که باعث تحریک مجاری تنفسی بخصوص حلق، بینی و حنجره شده و ایجاد برونشیت‌های مزمن، آسم و آمفیزم می‌کند. منبع اصلی تولید این گاز، احتراق گازوئیل و مازوت در منازل، کارخانجات و وسایل نقلیه موتوری است.
دی‌اکسید گوگرد وقتی با بخار آب موجود در هوا ترکیب می‌شود تبدیل به اسید شده و بارش آن بصورت باران اسیدی، باعث خوردگی فلزات، سنگ و پارچه می‌شود. این گاز نیز همچون دی‌اکسید‌نیتروژن بر گیاهان اثر گذاشته و باعث از بین رفتن آنها می‌شود.

5-5-‌ ازن (O3)
ازن در اثر واکنش‌های فتوشیمیایی توسط هیدروکربنهای خروجی از اگزوز ماشینها و اکسیدهای نیتروژن در اتمسفر بوجود می‌آید و به این ترتیب جزء آلاینده‌ةای ثانویه بشمار می‌رود.
از جمله اثرات مضر این آلاینده بر سلامتی انسان، سوزش چشم‌ و ریه‌ها می‌باشد.آمارها نشان می‌دهد که حملات آسم در روزهاییکه غلظت بالایی از این آلاینده مشاهده شده بطور مشخصی افزایش یافته است. ازن موجود در هوا آسیب‌های شدیدی به کودکان، افراد سالخورده و افراد دارای ناراحتی تنفسی وارد می‌کند. ازن همچنین موجب کاهش بازدهی محصولات کشاورزی و از بین رفتن جنگل‌ها و اکوسیستم گیاهی می‌شود.

6-5-‌ هیدروکربن‌های فرار (VOCs)
برخی از بخارات هیدروکربن‌ها در اتمسفر نقش بالقوه‌ای در تخریب سلامتی انسانها دارند. بنزن بعنوان یکی از مهمترین هیدروکربن‌های فرار با وجودیکه بعلت حلالیت بالا نقش عمده‌ای در صنعت بعهده دارد ولی استنشاق آن موجب جلوگیری از تشکیل گلبول قرمز در مغز استخوان می‌شود. منبع اصلی تولید بنزن، بنزین مورد استفاده در خودروهاست. در مواردی چند، سرطان خون (لوسمی) در افرادیکه بعلت مسایل شغلی برای طولانی مدت در معرض بخارات بنزن بوده‌اند، گزارش شده است.

6-‌ شاخص استاندارد آلودگی (PSI)
کمیت (Pollutant Standard Index) PSI استانداردی است که برای گزارش روزانه کیفیت هوا مورد استفاده قرار می‌گیرد و معمولاً از پنج آلاینده منواکسیدکربن، ازن، دی‌‌اکسیدنیتروژن، دی‌اکسید گوگرد و ذرات معلق استفاده می‌گردد. با توجه به غلظت آلاینده‌‌ها و استانداردهای بهداشتی سازمان حفاظت محیط زیست امریکا EPA، غلظت آلاینده‌ها به یک مقیاس عددی بین صفر تا پانصد PSI تبدیل می‌گردد.
PSI از این نظر که غلظت آلاینده‌ها را بر اساس یک مقیاس واحد می‌سنجد، ارجحیت دارد.
7-‌ اثرات زیست محیطی آلودگی هوا

1-7-‌ ‌بیماریهای ناشی از آلودگی هوا:
1-1-7-‌ آمفیزم
این بیماری در نتیجه انقباض لوله‌های بونشیال وتخریب کیسه‌های هوایی توسط آلاینده‌ها به وجود می‌آید و باعث کوتاهی نفس در فرد بیمار می‌شود.

2-1-7-‌ برونشیت مزمن
از مشخصات این بیماری‌ سرفه‌های پی در پی و جریان خلط مستمر در شخص مبتلا است. مواد آلوده کننده باعث تخریب مژک‌های مجاری تنفسی‌- که مواد محرک را از ریه خارج می‌کنند – شده و در نتیجه سرفه تنها راهی خواهد بود که ذرات از ریه بیرون رانده شوند. در صورتی که برونشیت مزمن درمان نشود، منجر به مرگ بیمار خواهد شد.

3-1-7-‌ حساسیت
مواد آلاینده می‌تواند باعث عکس‌العمل‌های آلرژیکی مختلف از جمله آبریزش بینی، تنگی نفس، خارش پوست، اشک چشم و عسطه‌های پی در پی شوند.

4-1-7-‌ آسم
عبارت است از مقاومت مجرای تنفسی در مقابل عبور هوا، دریک حمله آسمی، مجاری تنفسی باریک شده و عبور هوای تنفسی به حداقل می‌رسد و در نتیجه بیمار دچار تنگی نفس می‌شود.
می‌تواند موجب انفارکتوس یا التهای قلب گردد که عمدتاً به صورت سینه درد، طپش قلب، تنگی نفس و اختلال در سیستم قلب تظاهر می‌کند.

5-1-7-‌ سرطان ریه، معده و بیماریهای قلبی
هر چندکه این بیماریها مستقیماً و منحصراً مربوط به آلودگی هوا نیست، اما آلودگی هوا یکی از عوامل مهم به وجود آورنده و تشدید کننده آنها به حساب می‌آید.

2-7-‌ اثر آلودگی هوا بر گیاهان
آلودگی هوا در متابولیسم (سوخت و ساز) گیاهان نیز تأثیر سوء داشته و ضمن ضعیف کردن گیاه، موجب پدید آمدن امراض و آفات مختلف در آنها می‌شود. این مسئله بخصوص با گسترش روزافزون شهرها و تبدیل مناطق روستایی و کشاورزی به مناطق صنعتی، فزونی می‌یابد. به طور کلی اثر ناشی از آلودگی هوا بر گیاه می‌تواند به صورت ظاهر شدن لکه‌های خشکیده در برگ، از دست دادن رنگ، کاهش رشد گیاه، کاهش محصول و حتی از بین رفتن گیاه جلوه‌گر شود.
توجه به نقش مهم گیاهان در پاکیزگی هوا سبب شده تا اقداماتی جدی در حفظ و نگهداری و افزایش فضاهای سبز صورت گیرد. با این همه آلودگی هوا برای گیاهان خطری جدی محسوب شده و فضاهای سبز را تهدید به نابودی می‌کند. بنابراین دادن آگاهی به مردم و انجام اقدامات جدی و سریع برای جلوگیری از تخریب بیش از پیش جنگلها و منابع طبیعی و ایجاد فضاهای سبز امر حیاتی است.

3-7- اثرات جوی
1-3-7-‌ وارونگی جوی
معمولاً در لایه پایین جو، درجه حرارت هوا با افزایش ارتفاع کاهش می‌یابد، بنابراین طبیعی است که یک حرکت صعودی هوا به وجود می‌آید و آلودگی‌ها را با خود به طبقات بالای جو برده و از محل تنفس دور می‌سازد. اما در بعضی شرایط جغرافیایی خاص – مانند احاطه شدن یک شهر به وسیله کوهها – یک لایه هوای گرم، همچون سقف شیشه‌ای که بالای شهر را پوشانده باشد، هوای سرد پایین را محبوس می‌کند و مانع از بالا رفتن ودور شدن آلودگی ازسطح شهر می‌شود. در این حالت جریان هوا بر عکس شده و باعث پایداری بیشتر هوا و تراکم گازهای آلاینده تا حد بسیار خطرناک می‌شود که به این حالت وارونگی جوی اطلاق می‌شود. متأسفانه تهران بیش از دو سوم روزهای سال (حدود 250 روز) با پدیده وارونگی جوی روبرو است. این حالت بیشتر در پاییز و زمستان روی می‌دهد.

2-3-7-‌ اثر گلخانه‌ای (Green House Effect)
فعالیت و تحرکت جو زمین نتیجه جریان مداوم انرژی از خورشید به زمین و از زمین به فضاست. حدود 3 درصداز انرژی خورشید، دوباره به فضا منعکس می‌شود و قسمتی از این انرژی منعکس شده، به وسیله گازهای معروف به گازهای گلخانه‌ای – شامل دی‌اکسیدکربن، متان و اکسید نیترو و غیره – دوباره به سطح زمین باز تابانیده می‌شود. این پدیده که به اثر گلخانه‌ای معروف است، خود باعث افزایش درجه حرارت در مناطق آلوده می‌شود. در هوای محبوس، میزان آلودگی نیز بیش از پیش افزایش یافته و به دنبال آن خطرات ناشی از آلودگی نیز تا میزان قابل توجهی بالا رفته و شهرنشینان را به طور جدی تهدید می‌کند. بدیهی است در صورت کاستن از گازهای گلخانه‌ای با از بین بردن و یا محدود کردن منابع تولید کننده آن می‌توان از بروز اثر گلخانه‌ای و خطرات ناشی از آن جلوگیری کرد.

3-3-7- بارش اسیدی
بارش اسیدی ، به بارانی اطلاق می‌”ردد که نسبت به باران معمولی اسیدی‌تر است (6 ر 5 PH) معمولاً خصوصیات اسیدی آب توسط PH اندازه‌گیری می‌شود که گسترة طبیعی آن بین 5 ر 6 تا 5ر8 قرار دارد. اگر PH باران کمتر از 6 باشد، به عنوان بارش اسیدی منظور می‌شود. ماهیت اسیدی شدید آب به علت آلودگی وسیع هوا ناشی از صنعتی شدن است. از این رو به منظور اجتناب از بارش اسیدی، برنامه‌ریزی مناسب ضرورت دارد.
ضمن اینکه محل قرار گرفتن صنایع در یک منطقه یا یک کشور نیز نیاز به بررسیهای دقیق و حساب شده دارد.
به دلیل فقدان برنامه‌ریزی و پیش‌بینی وضع هوا پیرامون، بارش اسیدی، اکنون چندین کشور توسعه یافته با مشکلات بارش اسیدی مواجه هستند. دریاچه‌ها و جنگلها در مناطق حاصلخیز (پرباران) اروپا، کانادا، آمریکا و جنگلهای آلمان غربی تحت تأثیر عوارض سوء بارش اسیدی قرار دارند. در هند نیز بارش اسیدی در بمبئی گزارش شده است.
اکسیدهای گوگرد، نیتروژن و هیدروکربنها پارامترهای اصلی کمک کننده به بارش اسیدی هستند. مقادیر عظیمی اکسیدهای گوگرد و نیتروژن از دودکش‌های واحدهای صنعتی و نیز از اگزوز اتومبیلها به اتمسفر وارد می‌شوند. سوزاندن سوختهای فسیلی برای تلوید انرژی عامل اصلی (60-70 درصد) ورود اکسیدهای گوگرد به اتمسفر است. ذوب سنگهای معدن گوگرد بویژه سرب، روی و مس نیز عامل افزایش در مقدار اکسیدهای گوگرد اتمسفر به شمار می‌رود. عوامل اصلی اکسیدهای نیتروژن، آلاینده‌های خروجی از اگزوز اتومبیلها، نیروگاه‌ها و واحدهای ذوب کننده هستند. زمانیکه این آلاینده‌ها در حضور رطوبت واکنش می‌دهند. آلاینده‌های ثانویه را تشکیل می‌‌دهند. اغلب آلاینده‌های ثانویه حاصل از واکنش‌های فتوشیمیایی از امواج خورشیدی انرژی مورد نیاز خود را بدست می‌آورند. بارش اسیدی موجب اثرات زیر می‌باشد:

الف: بارش اسیدی باعث کاهش PH آب رودخانه‌ و دریاچه‌ها می‌شود که این امر نیز نابودی موجودات آبزی (ماهی و غیره) را در پی دارد و منجر به کاهش رشد پلانکتونها و تکثیر ما‌هی‌ها می‌شود. تغییر در PH مانع از بیرون آمدن ماهی‌ها از تخم می‌شود. جلبکهای سبز وچندین نوع باکتری که برای ادامة حیات مودات آبزی ضروری هستند، در محیط اسیدی قادر به ادامه بقاء ‌و حیات نیستند.
ب: بارش اسیدی برای جنگلها و مراتع مضر هستند. بارش اسیدی به برگهای درختان صدمه زده و فرسایش سطح برگ را تسریع می‌کنند. رشد برگها به علت اسیدیته بالا کاهش می‌یابد. زمانیکه رشد برگها تحت تأثیر بارش اسیدی قرار می‌گیرد، نابودی گیاهان سبز نیز حاصل می‌شود.
ج: اسیدیته بر روی خاک تأثیر می‌گذارد. یک عنصر مغذی برای گیاه نظیر پتاسیم به تدریج از خاک شسته و خارج می‌شود. تحت شرایط اسیدی، فلزات سمی برای گیاه در خاک انباشته می‌شوند.
د: همچنین بارش اسیدی فعالیت میکروبهایی را که مواد آلی موجود در خاک را به عناصر مغذی مورد نیاز گیاه تبدیل می‌کنند، مختل می‌نمایند. زمانی که جمعیت میکروبی کاهش پیدا می‌کند، میکروبها آنچنان قادر به تحمل محیط اسیدی خاک به علت بارش اسیدی نیستند.