آلودگی هوا عبارت است از حضور یک و یا بیش از یک آلاینده در هوای آزاد مانند گرد و خاک ، دود غلیظ ، گاز مه آلود ، بوی نامطبوع به مقدار کافی ، با خواص مشخص و مداوم که می‌تواند زندگی انسان ، گیاه و جانوران و اصول انسانی را به مخاطره اندازد.

مقدمه

اولین آلاینده‌های هوا احتمالا دارای منشأ طبیعی بوده‌اند. دود ، بخار بدبو ، خاکستر و گازهای متصاعد شده از آتشفشانها و آتش‌سوزی جنگلها ، گرد و غبار ناشی از توفانها در نواحی خشک ، در نواحی کم‌ارتفاع مرطوب و مه‌های رقیق شامل ذرات حاصل از درختهای کاج و صنوبر در نواحی کوهستانی ، پیش از آنکه مشکلات مربوط به سلامت انسانها و مشکلات ناشی از فعالیتهای انسانی محسوس باشند، کلا جزئی از محیط زیست ما به شمار می‌رفتند، به استثنای موارد حاد ، نظیر فوران آتشفشان.

آلودگیهای ناشی از منابع طبیعی معمولا ایجاد چنان مشکلات جدی برای حیات جانوران و یا اموال انسانها نمی‌کنند. این در حالی است که فعالیتهای انسانی ، ایجاد چنان مشکلاتی از نظر آلودگی می‌نمایند که بیم آن می‌رود بخشهایی از اتمسفر زمین تبدیل به محیطی مضر برای سلامت انسانها گردد.

 

تاریخچه آلودگی

دود یکی از قدیمی‌ترین آلاینده‌های هوا است که برای سلامت بشر مضر است. زمانی که دود ناشی از آتش حاصله از سوختن چوب توسط ساکنین اولیه غارها جای خود را به دود ناشی از کوره‌های زغال سوز در شهرهای پر جمعیت داد، آلودگی هوا ، بقدری افزایش یافت که زنگ خظر برای برخی از ساکنان آن شهرها به صدا در آمد. در سال 61 بعد از میلاد ، "سنکا" (Seneca) فیلسوف رومی از هوای روم بعنوان هوای سنگین و از دودکشهای هود با عنوان تولید کننده بوی بد نام برد.

در سال 1273 میلادی ، "ادوارد اول" پادشاه انگلستان عنوان کرد که هوای لندن به حدی با دود و مه آلوده شده است و آزار دهنده است که از سوختن زغال سنگ دریایی جلوگیری خواهد کرد. علی‌رغم هشدار پادشاه مذکور ، نابودی گسترده جنگلها ، چوب را تبدیل به یک کالای کمیاب نمود و ساکنان لندن را وادار ساخت تا بجای کم کردن مصرف زغال سنگ به میزان بیشتری از آن استفاده کنند.

تا سال 1661 میلادی یعنی بیش از یک قرن بعد ، تغییر قابل ملاحظه‌ای در آلودگی هوا بوجود نیامد. چاره جویی و پیشنهادات عبارت بودند از برچیدن تمامی کارخانه‌های اطراف شهر لندن و بوجود آمدن کمربند سبز در اطراف شهر. بالاخره این چاره جویی‌ها کارساز شد.

مشکلات آلودگی هوا

شواهدی دال بر علاقمندی جوامع انسانی در غلبه بر مشکل آلودگی هوا وجود دارند که از جمله آنها می‌توان از تصویب و اجرای قوانین کنترل دود در شیکاگو سینسنیاتی به سال 1881 نام برد. ولی اجرای این قوانین و قوانینی مشابه آنها با دشواریهایی مواجه گردید و برای تمیز نمودن هوا یا جلوگیری از آلودگی بیشتر آن ، تقریبا کاری انجام نشد. در سال 1930 در دره بسیار صنعتی میوز در کشور بلژیک در اثر پدیده وارونگی ، مه دود در یک فضای معین محبوس گردید. در نتیجه 63 تن جان خود را از دست داده ، چندین هزار تن دیگر بیمار شوند.

حدود 18 سال بعد در شرایط مشابهی در ایلات متحده آمریکا ، یکی از اولین و بزرگترین فاجعه‌های زائیده آلودگیها رخ داد، یعنی 17 نفر جان خود را باختند و 43 درصد جمعیت نورا در پنسیلوانیا بیمار شدند. درست سه سال بعد از فاجعه مه دود لندن در سال 1952 ، نادیده گرفتن عواقب جدی آلودگی هوا غیر ممکن گردید.

در روز سه شنبه 4 دسامبر سال 1952 حجم عظیمی از هوای گرم به طرف قسمت جنوبی انگلستان حرکت کرده ، با ایجاد یک وارونگی دمایی سبب نشست یک مه سفید در لندن شد. این مه دود به دستگاه تنفسی انسان سخت آسیب می‌رساند. درنتیجه بیشتر مردم بزودی با مشکلاتی از قبیل قرمز شدن چشمها ، سوزش گلو و سرفه‌های زیاد مواجه شدند و پیش از آنکه در 9 دسامبر از سطح شهر دور شوند، 400 مورد مرگ مربوط به آلودگی هوا گزارش کردند. این تعداد تلفات برای متوجه ساختن افکار بریتانیایی‌ها جهت تصویب قانون هوای تمیز در سال 1956 کافی بود.

 

قانون کنترل آلودگی هوا

این قانون در ایالات متحده امریکا به نام قانون کنترل آلودگی هوا (قانون عمومی 159_84) به تصویب رسید. اما این مصوبه تنها موجب به تصویب رسیدن یک قانون مؤثرتر گردید. این قانون یکبار در سال 1960 و بار دیگر در سال 1962 بازنگری شد و به قانون هوای تمیز سال 1963 (قانون عمومی 206_88) که برنامه‌های ناحیه‌ای محلی و ایالتی را برای کنترل هوا تشویق می‌کرد و در عین حال حق مداخله را برای دولت فدرال در صورت به خطر افتادن سلامت و رفاه اهالی ایالت در اثر آلودگی ناشی از ایالات دیگر محفوظ نگه می‌داشت، الحاق گردید.

این قانون معیارهایی برای کیفیت هوا وضع کرد که بر اساس آنها ، استانداردهای کیفیت هوا و گازهای متصاعد شده در دهه 1960 میلادی پی‌ریزی شد.

اجرای قانون هوای تمیز

اجرای قانون هوای تمیز در سال 1970 به آژانس نو بنیاد حفاظت محیط زیست (EPA) محول گریدید. قانون به وضع استانداردهای درجه اول و دوم کیفیت هوای محیط زیست پرداخت. استانداردهای اولیه متکی بر معیارهای کیفیت هوا ، برای حفظ سلامت عموم مردم ، دامنه وسیعی از ایمنی را در نظر می‌گیرد. در حالی که استانداردهای ثانوی که آنها نیز متکی بر معیارهای کیفیت هوا باشند، برای حفظ رفاه عموم انسانها ، به علاوه گیاهان ، جانوران ، اموال و دارائی هستند.

اصلاحات قانون هوای تمیز به سال 1977 به تقویت باز هم بیشتر قوانین موجود پرداخته است. اگر چه این امکان وجود دارد که تغییرات بیشتری نیز انجام شود، کاملا محتمل است که کنترل آلودگی هوا برای ایجاد شرایطی که تحت آن هوا برای نسلهای آینده تمیزتر و سالم‌تر نگاهداشته شود، از حمایت بیشتر عامه مردم برخوردار شود.

مقدمه کلی

روابط متقابل شرایط اتمسفری و کیفیت هوا درباره اثراتی که شرایط جوی می‌تواند بر پخش ، غلظت یا حذف آلاینده‌های اتمسفری داشته باشد، ارتباطی دو جانبه است که بصورت تغییرات در مقیاس متوسط و مقیاس کوچک که شامل کاهش قابلیت دید ، بارشهای متغیر ، جزیره گرمایی شهری و تغییرات در مقیاس بزرگ است، صورت می‌گیرد.

 

تغییرات در مقیاس متوسط کوچک

کاهش قابلیت دید

کاهش قابلیت دید ، یکی از اولین اثرات قابل ملاحظه آلودگی بر پدیده‌های جوی شمرده می‌شود. در عبارتهای هواشناسی ، قابلیت دید عبارتست از معیار استاندارد شفافیت اتمسفر در طیف مرئی. کاهش قابلیت دید بیانگر مخاطرات ایمنی و از لحاظ ظاهر ناخواسته است. ذرات در اندازه‌هایی بین 38/0 تا 76/0 µm و مولکولهای گاز (بویژه دی‌اکسید سولفور) آلاینده‌های اصلی هستند که در کاهش قابلیت دید نقش دارند.

این آلاینده‌ها نور را جذب و منتشر می‌سازند. پراکندگی نور در اثر کاهش تمایز بین اجسام و زمینه آسمان موجب کاهش قابلیت دید می‌شود. پراش نور بوسیله ذرات کوچک موجب ایجاد رنگی مایل به قرمز در مواقع غروب خورشید می‌شود.

بارشهای متغیر

آلاینده‌های هوا که در اتمسفر منتشر شده یا شکل گرفته‌اند، می‌توانند سبب افزایش بارندگی شوند. این پدیده از آن جهت رخ می‌دهد که ذرات کوچک به‌صورت هسته‌ها عمل می‌نمایند و تشکیل قطرات باران را تقویت می‌کنند. این همان اصل مشابهی است که در مورد تشکیل ابر وجود دارد. افزایش زیاد بارش بویژه در هوای بالای مراکز شهرنشینی که انتشار ذرات در آنها به مقدار زیاد صورت می‌گیرد قابل ملاحظه است.

این نکته به ثبات رسیده است که تشکیل مه در شهرهای بزرگ دو برابر تشکیل مه در نواحی توسعه نیافته است و تشکیل ابر در شهرهای بزرگ ده درصد بیشتر از نواحی اطراف شهرهاست. غلظتهای زیاد SO₂ افزایش مه در نواحی صنعتی مربوطند. NO و SO₂ آزاد شده با بارانهای اسیدی مرتبط هستند.

 

جزیره گرمایی شهری

آلاینده‌های هوا سبب کاهش قابل ملاحظه تابش خورشیدی در شهرها می‌شوند. در برخی از شهرها بعلت آلودگی اتمسفر ، انرژی گرمایی از 15 تا 20 درصد سطح کمتر به سطح زمین می‌رسد. با این وجود راه مقابله با این مشکل عبارت است از افزایش قابلیت حفظ گرما به کمک تجهیزات شهری. این قابلیت در مصالح ساختمانی نظیر قیر ، سنگ و آجر نهفته است.

در مقابله با این اتلاف انرژی ، افزایش گرمایی در اتمسفر بالای شهرها حین وضعیت هوایی سرد و قابل ملاحظه است. این افزایش در دمای اتمسفری بطور مستقیم با افزایش سوخت مصرفی مربوط است. افزایش که به کمک روزهای گرمایی ناحیه‌ای که در آن شهر قرار گرفته است، قابل تخمین است. از آنجایی که افزایش دمای ایجاد شده در اثر سوختن مواد فسیلی ، کاهش دمای بوجود آمده در اثر پوشش ذرات را جبران می‌نماید.

شهرها دماهای متوسط بیشتری دارند و بارش برف قابل اندازه گیری در آنها کمتر از نواحی غیر شهری مجاور آنهاست. پدیده‌ای که از این عوامل ناشی می‌شود، به نام جزیره گرمایی شهری شناخته شده است.

تغییرات در مقیاس بزرگ

افزایش مقدار دی‌اکسید کربن حاصل از سوختن مواد فسیلی موجب تشدید اثر گلخانه‌ای و افزایش دمای زمین می‌گردد. با این وجود بنظر می‌رسد که کاهش اندک دمای زمین از سال 1945 علی‌رغم افزایش مصرف سوختهای فسیلی دال بر کاهش تابش خورشیدی بعلت پراکندگی آثار جذب ناشی از افزایش مقدار ذرات در مقیاس بزرگ بوده است و اثرات ناشی از افزایش دی‌اکسید کربن که سبب حبس گرما می‌شود، نتوانسته است اثر کاهش ناشی از ذرات را خنثی کند.

در واقع کسانی هستند که معتقدند تخلیه ممتد ذرات به درون اتمسفر منجر به پدید آمدن عصر یخبندان دیگری خواهد شد.

نتیجه

بطور کلی اثرات جهانی آلودگی هوا بر متغیرهای هواشناسی با عبارتهای ساده قابل توصیف نیست در حال حاضر شواهد مستندی دال بر تاثیر فعالیتهای انسانی بر وضعیت هوا در درون و پیرامون نواحی شهری وجود دارند. قراین علت و معلولی میان آلودگی هوا و تغییرات جهانی وضعیت هوا کمتر مستدل بوده‌اند، همچنین پوشش ممتد اتمسفر می‌تواند در مقیاس بزرگ موجب بروز تغییرات جوی گردد.

مقدمه

اتمسفر مانند نهر یا رودخانه دارای فرآیندهای طبیعی است که در تمیز کردن آن نقش دارند. بدون چنین فرآیندهایی تروپوسفر سریعا به محیطی نامناسب برای زیست بشر تبدیل خواهد شد. پراکندگی ، ته‌نشینی گرانشی ، لخته سازی ، جذب (همراه با شستشو و واشویی) ، شستشو توسط باران و جذب سطحی از جمله مهمترین مکانیسمهای طبیعی آلاینده‌ها در اتمسفر به شمار می‌روند.

فرآیندهای پاکسازی اتمسفر

پراکندگی

پراکندگی آلاینده‌ها توسط جریانهای باد ، غلظت آلاینده‌ها را در هر جایی کاهش می‌دهد.

ته‌نشینی گرانشی

یکی از مهترین مکانیسمهای طبیعی در جداسازی ذرات از اتمسفر بویژه ذراتی که بزرگتر از 20µm هستند شمرده می‌شوند.

لخته سازی

ته‌نشینی گرانشی در چندین فرآیند دیگر پاکسازی طبیعی اتمسفر نیز نقش مهمی دارد به عنوان مثال ذرات کوچکتر از 0.1µm به کمک لخته‌سازی قابل ته‌نشین‌ هستند. در این پدیده ذرات بزرگتر بصورت گیرنده‌های ذرات کوچکتر عمل می‌کنند. دو ذره با یکدیگر برخورد و اتصال پیدا کرده تشکیل یک واحد می‌دهند. این فرآیند تا تشکیل یک ذره لخته‌ای کوچک ادامه می‌یابد، تا آنجا که این لخته برای ته‌نشین شدن به اندازه کافی بزرگ و سنگین شود.

جذب ذرات

در فرآیند طبیعی جذب ذرات یا آلاینده‌های گازی در باران یا مه تجمع حاصل کرده همراه رطوبت ته‌نشین می‌شوند، این پدیده که به نام شستشو نامیده می‌شود در قسمت پایینتر از سطح ابرها رخ می‌دهد پتانسیل لازم برای شستشوی ذرات و گازها بستگی به تحقیقات اخیر نشان داده‌اند که برای ذرات دارای قطر کوچکتر از 1µm فرآیند شستشو موثر نخواهد بود.

گازها ممکن است بدون تغییر شیمیایی حل شوند و یا اتصال دارد در برخی مواقع با آب باران وارد واکنش شیمیایی شوند مانند گاز SO₂ که به سهولت در باران حل می‌شود و همراه با قطرات باران پایین می‌آید با این وجود SO₂ ممکن است با آب باران واکنش نشان داده ایجاد غبارهای H₂SO₃ (اسید سولفورو) یا H₂SO₄ (اسید سولفوریک) نماید که به نام بارانهای اسیدی شهرت دارند و بالقوه نسبت به SO₂ اولیه دارای اثرات زیانبار بیشتری هستند.

شستشو در اثر بارش

در این حالت شستشو در سطح پایینتر از ابرها اتفاق می‌افتد و هنگامی که قطرات سقوط کننده باران آلاینده‌ها را جذب می‌کنند در داخل ابرها پدیده شستشو صورت می‌گیرد. بدین ترتیب که ذرات کوچکتر از ابعاد میکرون بصورت هسته‌های میعان که در اطراف آنها قطرات آب تشکیل می‌شوند، عمل می‌کنند. این پدیده در نواحی شهری موجب افزایش بارندگی و تشکیل مه می‌شود.

جذب سطحی

عمدتا در لایه اصطکاکی اتمسفر یعنی در نزدیکترین لایه به سطح زمین انجام می‌گیرد. در این پدیده آلاینده‌های گازی ، مایع یا جامد جذب یک سطح شده پس از غلیظ شدن در همان سطح باقی می‌مانند. سطوح طبیعی از قبیل خاکها ، صخره‌ها ، برگها و علفها قادر به جذب و نگهداری آلاینده‌ها هستند. ذرات ممکن است با سطوح جذب توسط ته‌نشینی گرانشی یا اثر اینرسی که در طی آن ذرات آلاینده‌های گازی در اثر جریانهای باد به سطوح منتقل می‌شوند تماس یابند. اثر اینرسی برای ذراتی در دامنه ابعادی بین 10 تا 15µm سطوح کوچک به تعدد مانند علفها و برگهای درختان نسبت به سطوح بزرگتر به منظور جداسازی ذرات بیشتر است.

دستیابی به کنترل آلاینده‌ها

برای دستیابی به کنترل آلاینده‌های گازی و ذرات دامنه‌ای گسترده ، دو راه وجود دارد:

1. کاهش غلظت آلاینده در اتمسفر
2. کنترل آلاینده‌ها در منبع تولید آنها

رقیق سازی

رقیق ساختن در اتمسفر با استفاده از دودکشهای بلند امکانپذیر است. دودکشهای بلند می‌توانند در لایه وارونگی نفوذ کرده ، آلاینده‌ها را به گونه‌ای پراکنده سازند که غلظت آلاینده‌ها در سطح زمین تا مقدار زیادی کاهش یابد. رقیق سازی در بهترین حالت خود عبارتست از یک وسیله کوتاه مدت به منظور کنترل آلودگی و در بدترین حالت خود وسیله‌ای است برای انتقال آثار ناخواسته آلاینده‌ها به مناطق دور دست.

کنترل در منبع مولد آلاینده‌ها

به منظور کنترل آلودگی هوا در دامنه‌های بسیار وسیع تا نقاط دوردست ، کنترل این مواد در منبع تولیدشان مطلوبتر و موثرتر از رقیق سازی است. در وهله اول چنین به نظر می‌رسد که اولین و موثرترین روش جلوگیری از تولید آلاینده‌ها باشد در مورد آلاینده‌های تولید شده در اثر فرآیندهای احتراقی ، جایگزین کردن یک منبع انرژی می‌تواند از تولید آلاینده‌ها جلوگیری کند. روشهای باقیمانده برای کنترل آلاینده‌ها در منبع می‌تواند موجب کاهش انتشار آلاینده‌ها شود، اما نمی‌تواند سبب حذف کامل موجود به عنوان مثال اتومبیلی که دارای یک فیلتر کثیف هوا ، به یک سیستم نامناسب برای تهویه موتور ، عملکرد نادرست تنظیم دور موتور و ... نسبت به اتومبیلی که با بهترین بازده کار می‌کند، آلاینده‌های بیشتری را از خود منتشر می‌سازد.

تغییر فرآیند مورد استفاده همچنان روش دیگر برای کنترل انتشار آلاینده‌ها در منبع تولیدشان بکار می‌رود. به عنوان مثال جایگزین کردن کوره‌های باز با کوره‌های اکسیژنی کنترل شده یا کوره‌های الکتریکی و یکی دیگر از روشهایی که در کنترل آلاینده‌های هوا در منبع تولید آنها دارای وسیعترین کاربرد است، عبارت است از نصب تجهیزات کنترلی طراحی شده بر طبق برخی از اصول اساسی که توسط آنها مکانیسمهای طبیعی حذف آلایندهها عمل می‌کنند.

مقدمه کلی

منظور از آلودگی ورود عناصر و ترکیبات تازه به محیط و یا تغییر نسبت عناصر و ترکیباتی است که در ساختار طبیعی محیط شرکت دارند. مثلا سرب در ترکیب طبیعی اتمسفر وجود ندارد، ورود آن در اتمسفر ، نوعی آلودگی است. CO₂ ترکیبی است که با نسبتی مشخص در ترکیب اتمسفر شرکت دارد. افزایش نسبت این ترکیب در جو ، نوعی آلودگی تلقی می‌شود. خطرناکترین آلودگیهای محیط ، ناشی از کاربرد موادی هستند که بشر در طول یک سده گذشته و بویژه در بیست و سی سال اخیر به منظور مبارزه با حشرات ، بیماریهای انگلی گیاهان و همچنین حشرات ناقل بیماریهای حیوانی و انسانی بکار برده است.

همچنین استفاده اسراف آمیز از سوختهای فسیلی ، کاربرد مواد شیمیایی بسیار متنوع در صنعت استخراج و تصفیه فلزات و صنایع دیگر بویژه آزمایشهای اتمی در جو زمین ، عناصر و ترکیبات جدیدی را وارد محیط کرده‌اند که قبلا اکوسیستم طبیعی کره زمین با آنها روبرو نبوده است.

طبقه‌بندی آلاینده‌ها

تمامی آلاینده‌های هوا را می‌توان بر اساس منشاء ترکیب شیمیایی و حالت فیزیکی‌شان طبقه‌بندی نمود. این طبقه‌بندیها برای تنظیم بحث و بررسی در زمینه عوامل آلودگی هوا بکار می‌روند. آلاینده‌ها بسته به منشاءشان به دو گروه اولیه و ثانوی تقسیم می‌شوند. آلاینده‌های اولیه از قبیل دی‌اکسید سولفورها (SO₂ ) ، اکسیدهای نیتروژن ( NO₂ ) و هیدروکربنها (HC) ، آن دسته از آلاینده‌ها هستند که مستقیما وارد اتمسفر شده‌اند و به همان شکل آزاد شده نیز در اتمسفر یافت می‌شوند. آلاینده‌های ثانوی نظیر اوزون (O₃ ) و پراکسی استیل نیترات (PAN) آن دسته از آلاینده‌ها هستند که در اتمسفر توسط یک واکنش فتوشیمیایی در اثر هیدرولیز و یا اکسیداسیون تشکیل می‌شوند.

ترکیب شیمیایی آلاینده‌ها

آلاینده‌ها اعم از گروه اولیه و ثانوی می‌توانند بسته به ترکیب شیمیایی‌شان به دو گروه آلی یا معدنی تقسیم شوند. ترکیبات آلی حاوی کربن و هیدروژن و بسیاری از آنها دارای عناصری مانند اکسیژن ، نیتروژن ، گوگرد و فسفر می‌باشند. هیدروکربنها ، ترکیبات آلی هستند که تنها دارای کربن و هیدروژن‌اند. آلدئیدها و کتونها دارای اکسیژن ، کربن و هیدروژن هستند. سایر ترکیبات آلی مهم در مورد آلودگی هوا عبارتند از: کربوکسیلیک اسیدها ، الکلها ، اترها و استرها و آمین‌ها و ترکیبات آلی گوگردار. مواد معدنی یافت‌شونده در هوای غیر آلوده عبارتند از کربن ، منوکسید (CO) ، دی‌اکسید کربن (CO₂)، کربناتها ، اکسیدهای سولفور ، اکسیدهای نیتروژن ، اوزون ، هیدروژن فلوراید و هیدروژن کلراید.

طبقه‌بندی آلاینده‌ها بر حسب حالت ماده

ذرات آلاینده‌ها

عبارتند از جامدات و مایعاتی که شامل غبار ، دودهای غلیظ ، دود ، خاکستر ، غبار مه آلود و اسپری هستند. تحت شرایط مناسب ذرات آلاینده‌ها از اتمسفر جدا و ته‌نشین می‌شوند.

آلاینده‌های گازی

آلاینده‌های گازی که سیالهای بی‌شکل‌اند، کاملا فضای آزاد شده در آن را اشغال می‌کنند و بسیار شبیه به هوا عمل نموده ، از اتمسفر جدا نمی‌شوند. در میان آلاینده‌های معروف گازی از اکسیدهای کربن ، اکسیدهای سولفور ، اکسیدهای نیتروژن ، هیدروکربنها و اکسید کننده‌ها می‌توان نام برد.

طبقه‌بندی ذرات

1. خواص فیزیکی که عبارتند از اندازه ، شکل ، ته‌نشین شدن و کیفیت نوری
   
   
2. خواص شیمیایی که عبارتند از ترکیبات آلی و معدنی
   
   
3. خواص بیولوژیکی به صورت باکتریها ، ویروسها ، هاگها و غیره

نحوه تشکیل ذرات

ذرات را می‌توان بر حسب نحوه تشکیل به صورت غبار ، دود ، دود غلیظ ، دود حاصل از خاکستر ، غبار مه آلود یا اسپری طبقه‌بندی نمود.

غبار

غبار عبارتست از ذرات کوچک جامد بوجود آمده از خرد شدن جرمهای بزرگتر در حین فرآیندهایی نظیر خرد کردن ، آسیاب کردن یا انفجار که ممکن است بطور مستقیم و یا غیر مستقیم در اثر بکار گیری موادی از قبیل زغال سنگ ، سیمان یا دانه‌ها وارد اتمسفر شوند.

دود

دود از ذرات ریز جامد از احتراق ناقص ذرات آلی نظیر زغال سنگ ، چوب یا تنباکو که عمدتا از کربن و سایر مواد قابل احتراق تشکیل یافته‌اند، تشکیل می‌شود.

دود غلیظ

دود غلیظ از ذرات جامد ریز از مایع شدن بخارات مواد جامد تشکیل می‌شود. دود غلیظ ممکن است در اثر تصعید ، تقطیر ، تکلیس شدن یا فرآیندهای ذوب فلزات بوجود آید.

دود ناشی از خاکستر

دود ناشی از خاکستر از ذرات غیر قابل احتراق ریزی که در گازهای حاصل از احتراق زغال سنگ بوجود می‌آید تشکیل یافته است.

غبار مه آلود

غبار مه آلود از ذرات مایع یا قطرات تشکیل شده در اثر مایع شدن بخار ، پراکندگی یک مایع یا انجام یک واکنش شیمیایی بوجود می‌آید.

• ذرات آلی موجود در اتمسفر: فنلها ، اسیدهای آلی و الکلها
  
  
• معروفترین ذرات معدنی موجود در اتمسفر: نیتراتها ، سولفاتها و فلزات آهن ، سرب ، منگنز ، روی و وانادیم

منابع تولید ذرات

ذرات ممکن است گرد گیاهان ، هاگها ، باکتریها ، ویروسها ، تک یاخته‌ایها ، قارچها و بقایای زنگ زدگی و غبار ناشی از فعالیتهای آتشفشانی و یا مواد مضر به سلامت انسانها (دود ناشی از خاکستر ، دود ، دوده‌ها ، اکسیدهای فلزی و نمکها ، فلزات روغنی یا قیری ، قطرات اسیدی ، سیلیکاتها و سایر غبارهای معدنی و دودهای غلیظ فلزی) باشند.

استانداردها و کنترل ذرات

اگر چه کنترل ذرات در محل تولید آنها یا به کمک رقیق سازی انجام پذیر است، اما این اصل که رقیق کردن راه حل مشکل آلودگی است، دارای کاربرد نیست و نمی‌توان از آن به عنوان یک روش کنترل کننده مفید نام برد. تنها روش قابل قبول کنترل در محل تولید کننده آلودگی و متکی به اصول ته‌نشین سازی ، سانتریفوژ ، فشرده نمودن ، فیلتراسیون بارهای الکتریکی می‌باشند.

 

دید کلی

• چند بار تا به حال دوده خفه کننده ماشین‌ها را در خیابان دیده‌اید؟
  
• چرا در روز روشن آسمان آبی را نمی‌بینید؟
  
  فوران دوده از کارخانجات صنعتی چه فوایدی دارد؟
  
  پناهگاه بیماران تنفسی در شهر آلوده کجا می‌تواند باشد؟

این آلودگی هواست که طبیعت زیبا را در خود گم می‌کند و زندگی سالم را نه تنها از انسان‌ها بلکه از تمام موجودات سلب می‌کند.

 

موضوع چیست؟

اوزون که جزء اصلی مه دود است، گازی است که از ترکیب اکسید نیتروژن و هیدروکربنها در حضور نور آفتاب بوجود می‌آید. در اتمسفر ، ازن بطور طبیعی به صورت لایه‌ای که ما را از اشعه ماورای بنفش محافظت می‌کند، وجود دارد. ولی زمانی که در سطح زمین تولید شود، کشنده است.

اوزون از کجا می‌آید؟

اتومبیلها ، کامیونها و ... ، یکی از اصلی ترین منابع اوزون هستند. در سال 1986 ، مقدار حیرت انگیز 6.5 میلیون تن هیدروکربنهای مختلف و 8.5 میلیون تن اکسیدهای نیتروژن توسط خودروهای موتوری وارد هوا شدند. نیروگاهها ، کارخانه‌های شیمیایی و پالایشگاههای نفت نیز سهم بزرگی در همین مساله دارند و نیمی از انتشار هیدروکربنها و نیتروژن در کشور آمریکا مربوط به آنهاست.

خطر مه دود

صدمات ریوی ناشی از هوای آلوده به اوزون ، خطری است که هر 3 نفر از 5 نفر با آن روبرو هستند. اکثر مردم نمی‌دانند که مه دود به غیر از انسان به سایر موجودات زنده هم آسیب می‌رساند. مه دود ازنی ، مسئول صدمات زیاد به درختان کاج و نابودی محصولات کشاورزی در بسیاری از مناطق کشاورزی است.

هوای آلوده چیست؟

هر ماده‌ای که وارد هوا شود ، خواص فیزیکی ، شیمیایی و زیستی آن را تغییر می‌دهد و به چنین هوای تغییر یافته ، هوای آلوده گویند.

 

عوامل آلوده کننده هوا

• عوامل طبیعی: فوران‌های شدید آتشفشان ، وزش توفان ، بادهای شدید و … ، گازها و ذراتی را وارد هوا می‌کنند و سبب آلودگی آن می‌شوند.
  
  
• فعالیت انسان: کارخانجات صنعتی ، کشاورزی ، شهرسازی ، وسایل گرمازا ، نیروگاهها ، وسایل نقلیه و ... ، از عوامل آلوده کننده هوا هستند.

مواد آلوده کننده هوا

• منوکسید کربن: گاز سمی منوکسید کربن ، بطور عمده مربوط به خودروهایی است که مصرف سوخت آنها بنزین می‌باشد. این خودروها مقدار زیادی گاز CO را از طریق لوله اگزوز وارد هوا می‌کنند.
  
  
• دی‌اکسید گوگرد: عمدتا مربوط به نفت کوره (نفت سیاه) است که در بعضی صنایع و تاسیسات حرارت مرکزی و تولید نیرو مورد استفاده قرار می‌گیرد.
  
  
• اکسیدهای نیتروژن دار: بطور عمده مربوط به نفت کوره ، گازوئیل و مقدار کمتری مربوط به مصرف بنزین و نفت سفید است.
  
  
• هیدروکربن‌های سوخته نشده: عمدتا مربوط به خودروهایی است که بنزین مصرف می‌کنند. نفت کوره و گازوئیل در این مورد سهم کمتری دارند.
  
  
• ذرات ریز معلق: بطور عمده ، از سوختن نفت کوره حاصل می‌شود.
  
  
• برمید سرب: در نتیجه مصرف بنزین در موتور اتومبیل‌ها حاصل می‌شود.
  
  
• سایر ترکیبات سربی: بنزین خودروها اغلب دارای ماده‌ای به نام تترا اتیل سرب است که به منظور روان کردن کار سوپاپ‌ها و به‌سوزی بنزین به آن اضافه می‌شود. این ماده هنگام سوختن بنزین ، باعث پراکنده شدن ذره‌های جامد و معلق ترکیبات سرب در هوا می‌شود که هم سمی‌اند و هم به صورت رسوب‌های جامد وارد دستگاه تنفسی می‌شوند.

بالا ، بالا ، بالاتر

در جایی دور ، بالای سر ما ، لایه نامرئی و ظریفی از اوزون وجود دارد که ما را از تشعشعات خطرناک ماورای بنفش خورشیدی محافظت می‌کنند. لایه ازن قرنهاست که آنجا بوده است.

... و دورتر

ولی اکنون انسان این سپر محافظ را از بین می‌برد. کلرو فلوئورو کربنها (CFCS) ، هالونها (halons) ) و سایر مواد شیمیایی مصنوعی ، در 10 تا 50 کیلومتری بالای سر ما شناورند. آنها تجزیه شده ، مولکولهایی آزاد می‌کنند که اوزون را از بین می‌برد.

CFC ها چه موادی هستند؟

CFC ها موادی هستند که صدها مصرف گوناگون دارند. زیرا آنها تقریبا غیر سمی و مقاوم در برابر شعله بوده ، براحتی تجزیه نمی‌شوند. به خاطر چنین پایداری ، آنها تا 150 سال باقی خواهند ماند. گازهای CFC به آرامی تا ارتفاعات 40 کیلومتری صعود کرده و در آنجا تحت نیروی عظیم تشعشعات ماورای بنفش خورشید شکسته شده ، عنصر شیمیایی کلر را آزاد می‌کنند.

بعد از آزادی هر اتم کلر قبل از برگشت به زمین که سالها طول می‌کشد، حدود صد هزار مولکول اوزون را از بین می‌برد. سه و شاید پنج درصد لایه ازن در سطح جهان تاکنون توسط گازهای CFC تخریب شده است.

بعدش چی؟

با تخریب ازن در لایه‌های بالای اتمسفر ، کره زمین اشعه ماورای بنفش دریافت می‌کند که موجب بروز سرطان پوست ، بیماری آب مروارید چشم و تضعیف سیستم دفاعی بدن می‌شود. با نفوذ بیشتر اشعه ماورای بنفش از لایه‌های اتمسفر ، اثرات آن روی سلامتی بدتر شده ، بهره‌دهی محصولات کشاورزی و جمعیت ماهی‌ها کاهش خواهد یافت و آسایش هر فرد روی این سیاره تحت تاثیر قرار خواهد گرفت.

نگرانی روز افزون

اثرات زیست محیطی مقادیر عظیمی از مواد زاید خطرناک که هر ساله تولید می‌شود، موجب نگرانی بیش از پیش شده است. در سال 1983 ، 266 میلیون تن مواد زاید خطرناک تولید شده است.

تهدید اکوسیستم‌ها

کشورهای پیشرفته بیش از هفتاد هزار ماده شیمیایی مختلف تولید می‌کنند که بیشتر آنها بطور کامل از نظر ایمنی آزمایش نشده‌اند. استفاده نامحتاطانه از این مواد ، مواد غذایی و آب و هوای ما را آلوده کرده ، اکوسیستمهایی را که ما به آنها متکی هستیم، شدیدا" تهدید می‌کند.

راهیابی مواد شیمیایی به محیط زیست

مواد شیمیایی به بخش جدا نشدنی از زندگی روزانه ما تبدیل گشته‌اند. ما از وسایل رفاهی مانند پلاستیکها ، پودرهای رختشویی و آروزولها که از مواد شیمیایی ساخته شده‌اند، استفاده می‌کنیم. ولی اغلب از هزینه پنهانی که ناشی از آنهاست بی‌خبریم. نهایتا آنها از طریق محلهای دفن زباله ، زهکشیها و فاضلابها به آب و یا زمین راه پیدا می‌کنند.

مواد سمی در پلاستیک‌ها

اگر چه مصرف کنندگان به ندرت محصولات پلاستیکی را که روزانه ساخته می‌شود و بسته بندی‌ که در آن خرید می‌کنند، به مساله آلودگی سمی ربط می‌دهند، باید دانست که اکثر مواد شیمیایی که در تولید و ساخت پلاستیکها مورد استفاده قرار می‌گیرند، بسیار سمی هستند. برحسب درجه بندی EPA باید دانست که از 20 ماده شیمیایی که تهیه آنها موجب تولید بیشترین مقدار کل مواد زاید خطرناک می‌شود، پنج ماده شیمیایی از شش مورد اولی ، موادی هستند که بطور مستمر در صنایع پلاستیک‌سازی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

آلودگی هوا و باران اسیدی

باران اسیدی چیست؟

یکی از آثار و نتایج آلودگی هوا باران اسیدی است. در دو دهه اخیر و در برخی نواحی صنعتی و بر اثر فعالیت‌های کارخانه‌ها میزان دی‌اکسید گوگرد و دی‌اکسید ازت در هوا افزایش یافته است. این دو ماده در اتمسفر با اکسیژن و بخار آب واکنش شیمیایی ایجاد می‌کند و به صورت اسید نیتریک و اسید سولفوریک در می‌آید. این ذرات اسیدی مسافت‌های طولانی را بوسیله باد طی می‌کنند و به صورت باران اسیدی بر سطح زمین فرو می‌ریزند. چنین بارش‌هایی ممکن است به صورت برف یا باران یا مه نیز در بیاید.

پیامدهای باران اسیدی

• باران اسیدی باعث از بین رفتن بناها و آثار تاریخی بخصوص در ساختمان‌هایی که از سنگ مرمر یا آهک ساخته شده باشند، می‌شود.
  
  
• باران اسیدی میزان حاصلخیزی خاک را کاهش می‌دهد و حتی ممکن است مواد سمی را وارد خاک‌ها کند .
  
  
• باران اسیدی موجب نابودی درختان و کاهش مقاومت آنها بخصوص در برابر سرما می‌شود.

 

دید کلی

آلودگی آبهای زیرزمینی در اثر نفوذ آلودگی از سطح زمین و یا اطراف منبع آن صورت می‌گیرد و در این میان ، ریشه‌های درختان و یا گیاهانی که به منبع راه یافته‌اند نیز مورد توجه است.

موارد مورد توجه در یک منبع آب زیرزمینی

در یک منبع آب زیرزمینی ، عواملی چون عمق آب ، عمق ایستایی ، تغییراتی که ممکن است در اثر پمپاژ حاصل گردد، باید تعیین شود و تجزیه آب چاه و آبهای اطراف آن ، نشان خواهد داد که این منبع زیرزمینی از یک محل یا بیشتر تغذیه می‌شود.

علل آلودگی آبهای زیرزمینی

آلودگی آبهای زیرزمینی ممکن است از آبهایی که به آن وارد می‌شود و یا از منابع دور دست باشد و اگر این آلودگی از منابع دور دست وارد آب شود، تعیین محل آلوده کننده بسیار مشکل است. اگر بعد از پمپاژ ، آلودگی در آب مشاهده شود، باید مطالعه‌ای در منابع آلودگی اطراف چاه ، مثل چاههای توالت به عمل آید. عوامل موثر در ممانعت از آلودگی آبهای زیرزمینی به عمق چاه ، وضع طبیعی محلی که چاه در آن قرار دارد و جهت حرکت آبهای زیرزمینی مربوط است.

در هر صورت ، شعاعی که تحت اثر آن ممکن است آب زیرزمینی آلوده گردد، معمولا از حدود 20 برابر تغییرات سطح ایستابی دراثر پمپاژ چاه بیشتر نیست. و اگر زمین اطراف چاه از سنگهای شکسته باشد، این مهم کمی زیادتر است. به عنوان مثال اگر تغییرات ایستابی چاهی ، 0.5 متر باشد، شعاع آلودگی آن 10 متر خواهد بود.

سرعت واقعی جریان آب به چاه

سرعت واقعی جریان آب از هر نقطه به چاه ، با فاصله آن از چاه تغییر می‌کند و این سرعت در هر نقطه برابر است با سرعت واقعی جریان آب در موقع ورود به چاه تقسیم بر مجذور فاصله. مثلا اگر سرعت حرکت آب در موقع ورود به چاه 50 میلیمتر بر ثانیه باشد، در فاصله 10 متری، 0.5 میلیمتر و در 5 متر، 2 میلیمتر در ثانیه خواهد بود.

باید توجه داشت که این رابطه ، یک رابطه تجربی تقریبی است، وگرنه برای محاسبه سرعت واقعی بطور دقیق ، به آزمایشات محاسبات بسیار طولانی و پیچیده‌ای نیاز است.

تاثیر عمق چاه در تصفیه آب

اقشار مختلف زمین ، خود عامل مهمی در تصفیه آبهای آلوده است، اگر عمق چاه 10 متر باشد، این ضخامت زمین نمی‌تواند چاه را از آلودگیهای موجود در سطح زمین مصون نگهدارد، ولی اگر این عمق به 20 تا 25 متر برسد، باید انتظار داشت که تصفیه طبیعی صورت بگیرد و آلودگیهای موجود در سطح زمین عملا قادر به نفوذ در آب چاه نشوند. در صورت تماس فاضلاب با آبهای زیرزمینی ، مقادیر اکثر آنیونها بویژه نیترات و کلرورها در آنها بالا خواهد رفت و این امر یکی از بهترین علائم هشدار دهنده است.

بدیهی است در صورت این آلودگی علاوه بر آنیونها و کاتیونها بعضی از انواع باکتریها و ویروسهای فاضلاب نیز می‌توانند وارد جریان آبهای زیرزمینی شوند. می‌توان انتظار داشت که در شرایط مطلوب ، زمین ، قادر به تصفیه طبیعی 99 درصد آلودگیها باشد. ولی برای اینکه زمین قادر به این تصفیه طبیعی باشد، باید نحوه و چگونگی دفع فاضلاب را با دقت تمام با احتساب جوانب امر صورت گیرد.

انواع آلوده کننده‌های آبهای زیرزمینی و نحوه از بین بردن آنها

متاسفانه ، ورود آلوده کننده‌های فاضلاب ، باعث فعالیتهای غیر هوازی خواهد شد، ولی اگر آلودگی در حین نفوذ رقیق شده باشد، مشکلات ناشی از آنها کمتر خواهد بود. تخلیه فاضلابهای صنعتی در زمین نیز با ورود فلزات سنگین که اغلب خاصیت سمی دارند، آلودگیهای شدید شیمیایی و احیانا" میکروبی در آبهای زیرزمینی تولید می‌نماید و چه‌بسا اتفاق می‌افتد که دیگر از این آبهای زیرزمینی نتوانیم در مصارف عمومی استفاده کنیم و باید برای مصرف مجدد ، متحمل هزینه‌های گزافی گردیم.

برای جلوگیری از فعالیت باکتریهای بی‌هوازی در تخلیه مواد جامد دفعی در گودال ، می‌توانیم از محلول 20 میلی‌گرم در لیتر ، کرومات و یا ترکیبات نیتراتی استفاده کنیم، البته مقدار معرف آنها با در نظر گرفتن جوانب امر باید تعیین شود. نفت یکی از آلوده کننده‌های آبهای زیرزمینی است.

این ماده ممکن است حتی آب زیرزمینی را برای همیشه غیر قابل استفاده نماید و در امر پمپاژ هم بعلت حل پوششهای قیری ، مشکلات جدی ایجاد می‌کند. آلوده کننده‌هایی که در ضمن فعالیتهای کشاورزی ممکن است وارد آبهای زیرزمینی گردند (نظیر حشره کشها) ، گاها فاجعه‌های بزرگی به بار می‌آورند. مثلا ممکن است ضمن کلرینه کردن آبهای زیرزمینی با ایجاد ترکیبات جدید کلردار مواد جدید که مسومیت آنها به مراتب از خود حشره کشها زیادتر است، ایجاد نمایند (نظیر کلرور فنیل).

جمع‌ بندی نکات مهم

1. باکتریها و ویروسها در حین نفوذ آب و یا حرکت آن ، به آبهای زیرزمینی می‌پیوندند، ولی این عوامل هیچگاه در خلاف جهت جریان آبها حرکت نخواهد نمود.
   
   
2. حرکت عوامل مندرج در فوق ، در حین پمپاژ آبهای زیرزمینی تشدید می‌شود.
   
   
3. وضع باکتریها و ویروسها بعد از پیوستن به آبهای زیرزمینی مشابه وضع آنها در آبهای سطحی است.
   
   
4. مقدار باکتریها و ویروسهایی که قبل از رسیدن به منابع آب زیرزمینی قابل حذف هستند، متناسب با عوامل مختلف از همه مهمتر فاصله آنها از منبع و قابلیت نفوذپذیری زمین است.
   
   
5. بهترین نوع زمین مواد برای حذف باکتریها ، زمین با دانه بندی یکنواخت از ماسه‌های ریز با درصدی رس می‌باشد.
   
   
6. حداکثر مسافتی که باکتریها و ویروسها در حالت عمودی می‌توانند حرکت نمایند تقریبا 10 فوت است.
   
   
7. غالب مواد شیمیایی نظیر نفت ، حشره کشها ، و دترجنتها می‌توانند همراه آب به زمین نفوذ و به آبهای زیرزمینی داخل گردند.

 

مقدمه

هر روزه در بخشهایی از دنیا ، از جمله در کشور ما ، بشر قسمت مهمی ‌از آب مورد نیاز خود را از منابع زیرزمینی تامین می‌کند. در همین نقاط فاضلابهای شهری و صنعتی ، که اغلب آلوده هستند، به همان سفره آبها باز گردانده می‌شوند. به این ترتیب ، کیفیت آب زیرزمینی تنزل یافته و مشکلات زیست محیطی فراوانی بوجود می‌آید.

کیفیت آب

مقصود از کیفیت آب مقدار املاح محلول ، مواد آلی ، ذرات کانی و همچنین دما ، رنگ ، بو ، مزه و دیگر مشخصات شیمیایی و باکتریولوژیکی و فیزیکی آب است. آبهای زیرزمینی ، بنا به شرایط مختلف ، به مقدار کم یا زیاد املاح محلول دارند و اصولا در طبیعت نمی‌توان نمونه‌ای از آب زیرزمینی یافت که مطلقا فاقد مواد محلول باشد. مقدار نوع نمکهای محلول در آبهای زیرزمینی بستگی به سه عامل : جنس خاکها ، سرعت حرکت و منشا آب زیرزمینی‌ دارد. در آبهای زیرزمینی کاتیونها بیشتر کلسیم ، منیزیم ، سدیم و پتاسیم و از آنیونها ، انواع کانیهای کربناته ، بی‌کربناتها ، سولفاتها و کلریدها به صورت محلول یافت می‌شود.

کلریدها معمولا در نقاطی که نفوذ آب به دریاها ، فاضلابها و رسوبات نمکدار وجود داشته باشد، بیشتر است. مقدار نیتراتها بطور طبیعی در آبهای زیرزمینی بسیار کم است، ولی نقاطی که فاضلابها به داخل زمین نفوذ می‌کنند، مقدار آن زیاد می‌شود. مواد محلول در آبهای زیرزمینی را توسط نمونه‌گیری از آب و تجزیه شیمیایی بدست آورده و مقدار آنها را بر حسب 'میلی گرم در لیتر' یا 'میلی اکی‌والان در لیتر' بیان می‌کنند.

آلودگی آبهای زیرزمینی

در دهه‌های اخیر رشد جمعیت و فعالیتهای صنعتی و اجتماعی ، علاوه بر ایجاد مسائل زیست محیطی دیگر ، در آلوده‌سازی آبهای زیرزمینی نیز نقش مهمی ‌داشته است. می‌توان منابع آلوده‌ساز آبهای زیرزمینی را به صورت زیر طبقه‌بندی کرد:

• فاضلابهای شهری و مناطق مسکونی که یا مستقیما وارد زمین شده یا پس از تخلیه در مخازن فاضلاب به زمین وارد می‌شوند. این فاضلابها دارای آلودگی بیولوژیکی و شیمیایی هستند.
  
  
• فاضلابها و پسمانده‌های صنایع که در گودالهایی انباشته شده یا به داخل چاههایی تزریق می‌شوند و قسمتی از آنها به سفره آب وارد می‌شود.
  
  
• فاضلابهای آلوده‌ای که بطور ناخواسته از کارخانه‌ها و تاسیسات صنعتی نشت می‌نمایند، یا بطور غیر قانونی در زمین رها می‌شوند.
  
  
• زباله‌های جامد شهری که معمولا در نقاطی انباشته شده و ممکن است توسط آب سطحی یا زیرزمینی ، قسمتهایی از آنها شسته شده و به سفره آب وارد شوند.
  
  
• زباله‌های جامد صنعتی که شسته شدنشان آلودگی شیمیایی ایجاد می‌کند.

آلودگی آب زمانی اتفاق می‌افتد که فضولات مایعی که مستقیما وارد زمین شده یا آنهایی که از زباله‌های جامد شسته شده‌اند، از محل استقرار خود حرکت نمایند. در چنین شرایطی ، مقدار آلودگی وابسته به قابلیت تحرک مواد ، میزان دسترسی آنها به سیستم آب زیرزمینی ، ویژگیهای سفره آبها و آب و هوای منطقه می‌باشد. درخاکهای نفوذپذیر حرکت آلوده‌سازها نسبتا سریع است. البته بسته به سرعت حرکت آب زیرزمینی و مسافت طی شده ، ممکن است همه یا بخشی از آلودگی بیولوژیکی از بین برود.

در صورتی که آلودگی شیمیایی ممکن است تا مسافتهای دور حمل شود. در سنگها حفره‌دار یا شکسته نیز مقادیر زیادی از آلوده‌سازها سریعا و در مسافتهای طولانی حمل می‌شوند. در مقابل ، مصالح نفوذناپذیر جلو حرکت آب زیرزمینی را می‌گیرد یا شسته شدن مواد را به منطقه اطراف منبع آلودگی ، مثلا محل انباشتن زباله‌ها ، محدود می‌کند. در مواردی که لایه نفوذپذیر ضخیم باشد، میزان آلودگی سفره آب قابل صرف‌نظر کردن است.

آب و هوا و آلودگی بیولوژیکی

نقش شرایط آب و هوایی در آلودگی بیولوژیکی آبهای زیرزمینی به این ترتیب است که در نقاط دارای بارندگی زیاد ، پتانسیل آلودگی به مراتب بیشتر از مناطق دارای بارندگی کم است. در برخی از نواحی نیمه خشک ، پتانسیل آلودگی ممکن است ناچیز تا صفر باشد. در این نقاط تمام آب نفوذی یا توسط زباله‌ها و مواد آلوده جامد جذب و نگهداری شده ، یا به صورت رطوبت خاک در آمده که آن نیز دیر یا زود تبخیر می‌شود.

شدت و مشخصات دیگر آلودگیهای تاخیری وابسته به میزان آب زیرزمینی و مدت زمانی است که آب در تماس با زباله‌ها و منابع آلوده کننده بوده است. از این رو ، حداکثر پتانسیل آلودگی در نقاطی دیده می‌شود که از آب زیرزمینی کم عمقی برخوردارند و در نتیجه زباله‌ها و دیگر مواد باطله در تماس دائمی‌ با آب زیرزمینی هستند. در چنین نقاطی شسته شدن آلودگیها توسط آب زیرزمینی پدیده‌ای دائمی‌ است.

آب زیرزمینی آبی است که در زیر سطح زمین ، درزه‌ها و فضاهای حفره‌ای را در صخره‌ها و رسوبات پر می‌کند. اکثر آبهای زیرزمینی بطور طبیعی خالص هستند. اکثر اوقات ، آبهای زیرزمینی سالها حتی قرنها قبل از مصرف دست نخورده باقی می‌مانند. بیش از 90% آب آشامیدنی کل جهان از آب زیرزمینی است..

وضعیت آب در کره زمین

مردم ما هر روز 1700 میلیارد لیتر آب مصرف می کنند. 97% آبهای کره زمین درون اقیانوسها است و 2% آن یخ زده است. ما آب مورد نیاز خود را از 1% باقیمانده تهیه می‌کنیم که از یکی از دو منبع زیر بدست می آید: سطح زمین (رودخانه‌ها ، دریاچه‌ها و نهرها) و یا از آبهای زیرزمینی. امروز حدود 117 میلیون نفر ، یعنی بیش از نیمی از جمعیت آمریکا متکی به آبهای زیرزمینی به عنوان منبع آب آشامیدنی هستند. جای تعجب نیست که کشف آلودگی آبهای زیرزمینی در تمام دنیا موجب بروز نگرانیهای شدیدی شده است 

سفره آب زیرزمینی

سفره آب به لایه یا منطقه قابل نفوذی در زیر سطح زمین گفته می‌شود که آب در آن می‌تواند جریان یابد. سفره آب همچنین باید قابلیت آبدهی خوبی داشته‌باشد. سطح فوقانی سفره آب ، یا سطح ایستایی همواره افقی نیست و به‌طور طبیعی از منطقه تغذیه آن ، یعنی محل و منطقه‌ای که آب زیرزمینی را تامین می‌کند، به طرف محل تخلیه دارای شیب است. بطور کلی شکل سطح استیابی غالبا از شکل سطح زمین پیروی می‌کند. ولی برآمدگیهای آن هموارتر است. بنابراین ایستایی در نواحی پست در نزدیک سطح زمین و در تپه‌ها و کوه‌ها در عمق زیادتر قرار دارد.

بطور معمول در مناطق پرباران و در دشتها سطح ایستایی بالا و در مناطق خشک و کوهستانی پایین است. در مناطق مرطوب سطح ایستایی ممکن است تا نزدیک سطح زمین بالا بیاید. در گودیهای چنین نقاطی ، ممکن است «آبگیر» و در صورت وجود پوشش گیاهی ، «باتلاق» بوجود آید. تغییرات ارتفاع سطح ایستایی را بر حسب زمان به صورت نمودارهایی به نام هیدروگراف نشان می‌دهند.

سفره‌های دارای بازدهی قابل توجه اغلب در رسوبات ناپیوسته شنی و ماسه‌ای تشکیل می‌شوند. آبرفتها ، یعنی رسوباتی که توسط رودها در دره‌ها و دشتها برجای گذارده می‌شوند، معمولا سفره‌های آب زیرزمینی خوبی تشکیل می‌دهند. رسوبات رسی گرچه از تخلخل زیادی برخوردارند، ولی چون قابلیت نفوذ کمی دارند، با وجود حجم آب زیادی که ممکن است در خود ذخیره کرده‌باشند، سفره آب زیرزمینی تشکیل نمی‌دهند و به عنوان مواد غیر قابل نفوذ در نظر گرفته می‌شوند. در سنگهای متراکم نیز آب معمولا در نمونه‌هایی ایجاد می‌شود که از تخلخل ثانوی قابل توجه برخوردار باشند. در این میان بهترین سفره آبها معمولا در سنگهای آهکی درز و شکافدار ایجاد می‌شود.

تقسیم بندی سفره‌های آب زیرزمینی

سفره‌های آزاد

در سفره‌های آزاد سطح ایستایی ، همان سطح فوقانی منطقه اشباع است. مقدار فشار در سطح ایستایی سفره‌های آزاد برابر فشار اتمسفر است. سطح ایستایی بسته به‌مقدار تغذیه یا تخلیه آن ، آزادانه نوسان می‌کند، زیرا لایه غیر قابل نفوذی در بالای ان قرار ندارد. حالت خاصی از سفره‌های آزاد «سفره‌های معلق» هستند. این سفره‌ها معمولا در داخل منطقه تهویه یا منطقه اشباع نشده خاک و در روی لایه‌های نفوذ ناپذیری که گسترش محدودی دارند، مثلا عدسیهای رسی ، تشکیل می‌شوند. از این سفره‌های مقدار کمی آب و آن هم بطور موقت می‌توان بدست آورد.

سفره‌های تحت فشار

سفره‌های تحت فشار یا محصور یا آرتزین در محلی تشکیل می‌شود که آب زیرزمینی بوسیله لایه‌ای نسبتا نفوذناپذیر از بالا محدود شود و در نتیجه تحت فشاری بیش از اتمسفر است. علت آنکه در سفره‌های تحت فشار آب از محل خود بالاتر می‌آید آن است که محل تغذیه سفره ، یعنی منطقه‌ای که از طریق آن آب سفره تامین می‌شود، در ارتفاعی بالاتر از سطح فوقانی منطقه اشباع در محل حفر چاه قرار دارد.

در سفره‌های تحت فشار به‌جای سطح ایستایی سطح پیرومتریک را در نظر می‌گیرند و آن عبارت از سطحی فرضی است که در هر منطقه با ارتفاع فشار هیدروستاتیک آب در سفره تحت فشار مطابقت دارد. به زبان ساده‌تر منظور سطحی است که اگر چاهی در هر نقطه از سفره تحت فشار حفر کنیم ارتفاع صعود یا فوران آب چاه را در آن نقطه نشان می‌دهد.

مشکلات و آلودگی آبهای زیرزمینی

به دلیل عدم شناخت صحیح و یا عدم درک میزان آسیب پذیری سریع آبهای زیرزمینی ، سهل‌انگاری های زیادی صورت گرفته است. اجازه داده‌ایم که بنزین و سایر مایعات مضر از مخازی زیرزمینی به درون سفره‌های آبهای زیرزمینی نفوذ کند. آلاینده‌ها ، از محل‌های دفن زباله یا سیستم های فاضلاب که بطور غلطی ساخته شده‌اند، به داخل آن تراوش می‌‌کنند. آبهای زیرزمینی از طریق زهاب حاصله از مزارع کشاورزی کود داده شده و مناطق صنعتی ، آلوده می‌شوند. صاحبان خانه‌ها با ریختن مواد شیمیایی به داخل فاضلاب یا روی زمین ، آبهای زیرزمینی را آلوده می‌کنند.

مجری طرح جامع كاهش آلودگی هوای تهران از انعقاد قرارداد جایگزینی ۹۰۰ دستگاه مینی‌بوس گازطبیعی‌سوز با خروج مینی‌بوسهای فرسوده و۱۰ هزار دستگاه موتورسیكلت چهار زمانه استاندارد به جای موتورسیكلت‌های دو زمانه خبر داد.

دكتر امی افزود: بر اساس مناقصه برگزار شده، شركت «نیرو محركه» برای موتورسیكلت‌ها و «ایران خودرو دیزل» برای مینی‌بوس‌ها برنده مناقصه شده است كه اعتبار اجرای این طرح از بودجه سال ۸۴ از سوی سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی كشور به سازمان حفاظت محیط زیست پرداخت می‌شود و بدین ترتیب اجرای این طرح تا آخر تیر ماه پایان خواهد یافت.
وی با اشاره به وجود ۱۶۰ هزار دستگاه موتورسیكلت دو زمانه در كل كشور گفت: از این تعداد حدود ۴۰ هزار دستگاه در تهران است كه ۳۰ درصد آلودگی هوای تهران متعلق به موتورسیكلت‌هاست. مجری طرح جامع كاهش آلودگی هوای تهران تاكید كرد: از این تعداد موتورسیكلت دوزمانه، پیشتر ۱۰ هزار دستگاه جایگزین شده است.
وی با اشاره به مذاكرات انجام شده با سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی كشور افزود: بر این اساس در سال مالی ۸۵ ـ تا تیر ماه سال ۸۶ ـ ۲۰ هزار دستگاه موتورسیكلت دو زمانه و یكهزار دستگاه مینی‌بوس دیزلی دیگر جایگزین شود.
مجری طرح جامع كاهش آلودگی هوای تهران از پیشنهاد سازمان حفاظت محیط زیست برای تعویض موتور مینی‌بوس‌های غیرفرسوده خبر داد و به ایسنا گفت: بر این اساس سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی كشور پذیرفته است كه در سال ۸۵ یا یكهزار دستگاه مینی‌بوس گازسوز جایگزین مینی‌بوس‌های فرسوده شود و یا ۵ هزار موتور مینی‌بوس‌های دیزلی غیرفرسوده با موتورهای CNG تعویض شود.
وی با اشاره به این كه ۲/۸ میلیارد تومان اعتبار در سال ۸۴ برای طرح جامع كاهش آلودگی هوای تهران، در نظر گرفته شد، گفت: قرارداد منعقده ۸/۱۲ میلیارد تومان است كه بر این اساس ۶/۴ میلیارد تومان كسری داریم و سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی كشور اعلام كرده است كه این كسری را جبران می‌كند.
مجری طرح جامع كاهش آلودگی هوای تهران افزود: در سال ۸۵ حدود ۹ میلیارد تومان اعتبار برای كاهش آلودگی هوای تهران در نظر گرفته شده است كه این اعتبار كافی نبوده و در حال رایزنی برای افزایش این اعتبارات هستیم.

خبرگزارى ايسنا