Anvae Aludegy

آلودگی هوا و مه دود فتوشیمیایی
بسیاری از مناطق شهری با پدیده آلودگی هوا روبه‌رو هستند که در جریان آن ، سطوح نسبتا بالایی از ازن در سطح زمین که جزء نامطلوبی از هوا در ارتفاعات کم است، در نتجه واکنش نور القایی آلاینده‌ها تولید می‌شود. این پدیده را مه دود نور شیمیایی می‌نامند و گاهی از آن به عنوان "لایه ازن در مکانی نادرست" از نظر تشابه آن با مسئله تهی شدن ازن استراسفر یاد می‌کنند. فرآیند تشکیل مه دود در واقع شامل صدها واکنش مختلف است که دهها ماده شیمیایی را دربرمی‌گیرد و بطور همزمان رخ می‌دهند. در واقع ، هوای شهرها را به "واکنشگاههای شیمیایی عظیم" تشبیه کرده‌اند.

پدیده مه دود شیمیایی ، نخستین بار در دهه 1940 در لوس آنجلس مشاهده شد و از آن زمان ، عموما به این شهر بستگی داده شده است. اما در دهه‌های اخیر با کنترل آلودگی هوا مسئله مه دود در شهر لوس آنجلس بطور نسبی تخفیف پیدا کرده است. از نظر کمی ، اکثر کشورها و همچنین سازمان جهانی بهداشت (WHO) ، حدی را برای حداکثر غلظت مجاز اوزون در هوا در نظر گرفته‌اند که در حدود 100ppb (میانگین غلظتها در طول زمان یک ساعت) است. اوزون در هوای پاکیزه تنها به چند در صد این مقدار می‌رسد. واکنش دهنده‌های اصلی اولیه در یک پدیده مه دود نور شیمیایی ، اسید نیتریک ، NO و هیدروکربنهای سوخته نشده هستند که از موتورهای احتراقی درون سوز به عنوان آلاینده در هوا منتشر می‌شوند. جزء مهم دیگر در تشکیل مه دود ، نور خورشید است.

باران اسیدی
یکی از جدی‌ترین مشکلات زیست محیطی که امروزه بسیاری از مناطق دنیا با آن روبه‌رو هستند، باران اسیدی است. این واژه انواع پدیده‌ها ، از جمله مه اسیدی و برف اسیدی که تمام آنها با نزول مقدار قابل ملاحظه اسید از آسمان مطابقت دارد را می‌پوشاند. باران اسیدی دارای انواع نتایج زیان‌بار بوم شناختی است وجود اسید در هوا نیز احتمالا بر روی سلامتی انسان اثر دارد. پدیده باران اسیدی در سالهای آخر دهه 1800 در بریتانیا کشف شد، اما پس از آن تا دهه 1960 به دست فراموشی سپرده شد. باران اسیدی به نزولات جوی که قدرت اسیدی آن بطور قابل توجهی بیش از باران طبیعی (یعنی آلوده نشده)، که خود به علت حل شدن دی‌اکسید کربن هوا در آن و تشکیل اسید کربونیک بطور ملایم اسیدی است، باشد، اطلاق می‌شود.
(CO2 (g) + H2O (aq) ↔ H2CO3(aq

از تفکیک جزئی H2CO3 پروتون آزاد می‌شود و PH سیستم را کم می‌کند.از اینرو PH باران طبیعی که آلوده نشده، از این منبع بخصوص حدود 5.6 است. تنها بارانی که قدرت اسیدی آن به مقدار قابل ملاحظه‌ای بیشتر از این باشد، یعنی PH آن کمتر از 5 باشد، باران اسیدی تلقی می‌شود. دو اسید عمده در باران اسیدی ، HNO3 و H2SO4 است. بطور کلی ، محل نزول باران اسیدی در مسیر باد دورتر از منبع آلاینده‌های نوع اول ، یعنی SO2 و نیتروژن اکسیدها است. باران اسیدی به هنگام حمل توده هوایی که آلاینده‌های نوع اول را دربردارند، بوجود می‌آیند. از اینرو باران اسیدی یک مشکل آلودگی است که به علت حمل دور برد آلاینده‌های هوا ، حدود و مرز جغرافیایی نمی‌شناسد.
مواد شیمیایی آلی سمی
واژه مواد شیمیایی سنتزی از طرف رسانه‌های گروهی برای توصیف اجسامی بکار می‌رود که عموما در طبیعت یافت نمی‌شوند. ولی توسط شیمیدانان از اجسام ساده‌تر سنتز شده‌اند. اکثریت مواد شیمیایی سنتزی که مصرف تجارتی دارند، ترکیبات آلی هستند و برای بیشتر آنها از نفت به عنوان منبع اولیه کربن در این ترکیبها استفاده شده است. کربن با کلر ترکیبهای زیادی را تشکیل می‌دهد که به علت سمی بودن آنها برای بعضی گیاهان و حشرات ، بسیاری از این قبیل ترکیبها کاربرد گسترده‌ای به عنوان آفت کش یافته‌اند. ترکیبات آلی کلردار دیگر بطور گسترده‌ای در صنایع پلاستیک و الکترونیک بکار برده شده‌اند.
شکستن پیوند کربن به کلر بطور مشخص دشوار است و حضور کلر همچنین واکنش پذیری سایر پیوندها را در مولکولهای آلی کم می‌کند. همین خاصیت به این معنی است که با وارد شدن ترکیبهای آلی کلردار به محیط زیست ، تخریب آنها به کندی صورت می‌گیرد و بیشتر تمایل به جمع شدن دارند و به این علت به معضل بزرگ محیط زیست محیطی تبدیل شده‌اند. اجسام آلی سمی که بطور عمده مورد استفاده قرار می‌گیرند عبارتند از: انواع آفت کشها ، حشره کشهای سنتی ، حشره کشهای آلی کلردار ، ددت ، توکسافنها ، کاربامات ، حشره کشهای آلی فسفات‌دار ، علف کشها و ... .

آلودگی هوا
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.
زباله‌های موجود در هوا
هوای شهرها دارای یک ترکیب از گازهای
آلوده کننده می‌باشد. در شهر
لوس آنجلس ، گازهای کشنده ناشی
از کارخانجات با دوده ، اکسید نیتروژن ،
منوکسید کربن و سرب اگزوز
ماشینها ترکیب می‌شود.

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.

آلودگی آبها
آب ، تصفیه آن و جلوگیری از آلودگی و به هدر رفتن آن از مسائل بسیار مهم زمان ما به حساب می‌آید. آلودگی آبها ، معضل بزرگ زیست محیطی محسوب می‌شود که به علت پیشرفت صنایع و تکنولوژی ، هر روزه با پیشرفت روز افزون آن مواجهیم.
فلزهای سنگین و شیمی خاک
بسیاری از فلزهای سنگین برای انسان سمی هستند و چهار فلز جیوه (Hg) ، سرب (pb) ، کادمیم (Cd) و آرسنیک (As) فلزهایی هستند که بعلت کاربرد گسترده ، سمیت و توزیع وسیع آنها بیشترین خطر را از نظر زیست محیطی دارند. البته هیچ یک از این عنصرها هنوز به آن اندازه در محیط زیست پخش نشده که یک خطر گسترده بشمار آید. به هر حال ، هر یک از آنها در بعضی از محلات در سالهای اخیر در سطوحی سمی یافت می‌شود. این فلزها بطور عمده از مکانی به مکان دیگر از طریق هوا منتقل می‌شوند و این انتقال معمولا به صورت گونه‌هایی که روی ماده ذره ‌مانند معلق ، جذب سطحی شده یا در آن جذب شده است، صورت می‌گیرد.
تولید انرژی و آثار محیطی آن
بسیاری از مسائل زیست محیطی ، نتیجه غیر مستقیم تولید و مصرف انرژی ، بویژه زغال سنگ و بنزین است. ذخایر زغال سنگ در دنیا از مجموع نفت ، گاز طبیعی و اورانیوم خیلی بیشتر است. از اینرو مصرف زغال سنگ برای تولید انرژی صنعتی نه تنها ادامه خواهد یافت، بلکه احتمالا به مقدار زیادی بویژه در کشورهای در حال توسعه مانند چین و هندوستان که ذخایر زیادی از این ماده دارند، افزایش می‌یابد. از سوزاندن زغال سنگ مقدار زیادی SO2 و CO2 که آلاینده هستند تولید می‌شود. بحث انرژی هسته‌ای و سایر منابع انرژی نیز جای خود دارد.
مواد شیمیایی و نظرات دانشمندان
تا به حال در بین دانشمندان در این باره که آیا آلودگی بوسیله مواد شیمیایی در سطح کم بر روی سلامتی انسانها یا سایر موجودات زنده اثر مضر و نامطلوب دارد، اتفاق نظر نیست. بعضی از دانشمندان ، خطر هر گونه اثرهای زیان آوری را به علت تاثیر مواد شیمیایی سنتزی (بویژه موادی که در ایجاد سرطان دخالت دارند) بطور کامل رد می‌کنند. این مواد به غلظتهای خیلی بیشتر اجسام سمی طبیعی مانند آفت کشهایی که بوسیله گیاهان تولید می‌شود و ما در معرض آنها قرار داریم، اشاره می‌کنند. در انتهای دیگر این طیف ، دانشمندانی هستند که معتقدند مواد شیمیایی در محیط زیست نقش عمده‌ای در شروع انواع معینی از سرطانها و نواقص در انسانها و حیات وحش دارند.
مواد شیمیایی سمی و نوزادان
نگرانی جامعه ، با توجه به وجود مواد شیمیایی در محیط زیست معمولا مربوط به قابلیت آنها در ایجاد سرطان است. اما پژوهشگران کار خود را صرفا روی اثرهای سرطانزایی احتمالی متمرکز نمی‌کنند. دانشمندان به این موضوع پی برده‌اند که در مسائل مربوط به تولید مثل ، از جمله مسائلی که به نقص جنین می‌انجامد، در حیوانات آزمایشگاهی که در معرض غلظتهای زیاد مواد شیمیایی زیست محیطی قرار می‌گیرند به همان اندازه مشخص کننده است.
اخیرا برای پی بردن به اینکه آیا افرادی که مدتهای طولانی در معرض همان نوع مواد شیمیایی بوده‌اند، البته در سطوح کمتر ، نیز با خطر مشکلات تولید مثلی روبه رو هستند یا نه ، کارهای پژوهشی انجام شده است. برای آشکار ساختن اثرهای نسبتا ظریفی که احتمال می‌رود در انسانها رخ بدهد، لازم است جمعیتی پیدا کنیم و مورد بررسی قرار دهیم موقعیت جغرافیایی ، نوع کار ، یا رژیم غذایی آنها ممکن است این افراد را در معرض بیش از مقادیر میانگین از مواد شیمیایی مورد نظر قرار داده باشد.
راههای جلوگیری از آلودگی
این نکته روشن است که احتمالا سلامتی و رفاه انسانها از راههای ظریف اما موثری بوسیله غلظتهای کم از مواد شیمیایی در محیط زیست ما تحت تاثیر قرار می‌گیرد. از نظر تاریخی بطور ضمنی یا به طور صریح اینطور فرض شده بود که مواد شیمیایی منتشر شده در محیط زیست بوسیله طبیعت تحلیل خواهند رفت. اما امروزه می‌دانیم که چنین نیست. بسیاری از مواد پلیمری که امروزه در جامعه و صنعت تولید می‌شوند قرنها قابل تجزیه و بازگشت به چرخه طبیعی نیستند.
راهبرد اولیه این بود اغلب بوسیله جمع آوری و دور ریختن توده‌های زیادی از این مواد ، پیش از اینکه در محیط زیست پخش شوند، از رها شدن آنها جلوگیری شود. پس از جمع آوری ، آنها را به صورت اجسام جامد درمی‌آورند و در زمینهای بایر می‌ریزند. یک اشکال این قبیل راهبردها این است که آلاینده‌ها معمولا در این فرآیند منهدم نمی‌شوند بلکه صرفا به صورت مطلوب‌تری درمی‌آیند یا اینکه در محیط متفاوتی رسوب داده می‌شوند. راهبرد شیمی سبز که اکنون جای راه حل بالا را می‌گیرد، تجدید نظر در فرمول ‌بندی راههایی است که در سنتز مواد شیمیایی در درجه اول محصولات فرعی سمی تولید نشوند.
قلمروهای شیمی زیست
موضوع شیمی محیط زیست هم شامل اجسام و فرآیندهای طبیعی است که در یک محیط زیست پاکیزه حائز اهمیتند و هم اینکه مسائل آلودگی قابل ملاحظه‌ای را که مبنای شیمیایی دارند، دربرمی‌گیرد. اگر چه طبیعت اکثرا موضوعهای مورد بحث به گونه‌ای است که بیش از یک محیط فیزیکی یا یک ترکیب را دربرمی‌گیرند، اما مطالب مورد بحث شیمی محیط زیست به اینگونه طبقه بندی کلی می‌شوند:
• شیمی اتمسفر
• مواد شیمیایی آلی سمی
• شیمی آب ، از جمله فلزات سنگین و نقش خاکها و رسوبها
• منابع سوخت و انرژی ، از جمله انرژی هسته‌ای
مسائل محیط زیستی بطور کلی ناشی از افزایش جمعیت دنیاست افزون بر این بسیاری از مسائل زیست محیطی وجود دارند که مورد بحث شیمی محیط زیست نیستند، زیرا این مسائل عمدتا منشا شیمیایی ندارند