آلودگی هوا چیست و چگونه سلامت انسانها را به خطر می اندازد؟

آلودگی هوا شامل مخلوطی از ذرات جامد و گازهای موجود در هوا است. دود حاصل از اتومبیل‌ها ، مواد شیمیایی کارخانه‌ها ، گرد و غبار ، گرده ، هاگ و کپک ها ذرات معلق آلوده کننده هوا هستند. حتی گاز ازن نیز بخش عمده ای از آلودگی هوای شهرها را تشکیل می دهد.

شایان ذکر است که برخی از آلاینده های هوا سمی هستند و استنشاق آنها می تواند سلامتی افراد را به خطر بیاندازد. افراد مبتلا به بیماری قلبی یا ریوی ، افراد مسن و کودکان بیشتر در معرض آلودگی هوا هستند. علاوه بر این آلودگی هوا فقط در هوای خارج نیست و هوای داخل ساختمان نیز می تواند آلوده شود و بر سلامتی شما تأثیر بگذارد.

اثرات ترکیبی آلودگی هوای محیطی (فضای باز) و خانگی هر ساله باعث ایجاد حدود هفت میلیون مرگ زودرس می شود که عمدتا در نتیجه سکته مغزی ، بیماری قلبی ، بیماری انسدادی مزمن ریوی ، سرطان ریه و عفونت های حاد تنفسی رخ می دهد. در ادامه مقاله در نشریه جهان شیمی فیزیک توضیحات بیشتری در این رابطه ارائه می شود.

تعریف آلودگی هوا

آلودگی هوا ترکیبی از ذرات و گازها است که می تواند در خارج و داخل خانه به غلظت های مضر برسد. اثرات این آلاینده ها می تواند از بیماریزایی تا افزایش دما باشد. دوده ، دود ، کپک ، گرده ، متان و دی اکسید کربن تنها چند نمونه از آلاینده های معمول در هوا است.

در ایالات متحده ، یکی از معیارهای آلودگی هوای خارج ، شاخص کیفیت هوا یا AQI است که شرایط هوا را در سراسر کشور براساس غلظت پنج آلاینده اصلی رتبه بندی می کند که شامل ازن سطح زمین ، ذرات معلق ، مونوکسیدکربن ، گوگرد دی اکسید و دی اکسید نیتروژن می باشد. برخی از ترکیبات همراه با رادون ، دود سیگار ، ترکیبات آلی فرار (VOC) ، فرمالدئید ، آزبست و سایر مواد باعث آلودگی هوای داخل خانه می شوند. در یک مقاله کوتاه درباره آلودگی هوا معمولا به این موارد اشاره می شود.

منابع اصلی آلودگی هوا

منابع انسانی

دود ناشی از نیروگاه های سوخت فسیلی ، تأسیسات تولیدی (کارخانه ها) ، زباله سوزها و همچنین کوره ها و انواع دیگر وسایل گرمایشی سوخت سوز منابع آلودگی حاصل از فعالیت انسانی هستند. در کشورهای در حال توسعه و فقیر ، سوختن زیست توده های سنتی منبع اصلی آلاینده های هوا است. زیست توده سنتی شامل چوب ، زباله های زراعی و سرگین است. باقی آلاینده ها ناشی از وسایل نقلیه موتوری ، شناورهای دریایی و هواپیماها است.

منابع آلودگی غیر احتراقی حاصل از فعالیت انسان شامل بخارهای حاصل از رنگ ، اسپری مو ، الکل ، لاک ، اسپری های آئروسل و سایر حلال ها است. انتشارات حاصل از این منابع تقریباً نیمی از آلودگی حاصل از ترکیبات آلی فرار را تشکیل می دهد.

رسوب زباله در محل های دفن زباله ، که متان تولید می کند. متان بسیار قابل اشتعال است و ممکن است مخلوط های انفجاری با هوا ایجاد کند. منابع نظامی ، مانند سلاح های هسته ای ، گازهای سمی ، سلاح های جنگی میکروبی و موشکی نیز برخی از آلاینده های دیگر هستند. همچنین کود دادن به زمین های کشاورزی ممکن است منبع اصلی اکسیدهای نیتروژن باشد.

منابع طبیعی

از آنجاییکه مناطق وسیعی از زمین پوشش گیاهی کمی دارد یا فاقد پوشش گیاهی است گرد و غبار ناشی از منابع طبیعی یکی از آلاینده های مهم است. متان که از هضم غذا توسط حیوانات ، به عنوان مثال گاو ، ساطع می شود و گاز رادون حاصل از پوسیدگی رادیواکتیو در پوسته زمین یک منبع آلودگی طبیعی دیگر است. رادون یک گاز نجیب رادیواکتیو بی رنگ ، بی بو و طبیعی است که از پوسیدگی رادیوم تشکیل می شود. گاز رادون حاصل از منابع طبیعی می تواند در ساختمان ها جمع شود ، به ویژه در مناطق محدود و فاقد تهویه مانند زیرزمین و بعد از استعمال سیگار ، دومین علت شایع سرطان ریه است.

دود و مونوکسیدکربن ناشی از آتش سوزی ها منبع آلودگی طبیعی دیگری است. در طی دوره های آتش سوزی فعال ، دود حاصل از احتراق کنترل نشده زیست توده می تواند تقریباً ۷۵٪ از کل آلودگی هوا را تشکیل دهد.

پوشش گیاهی ، در بعضی مناطق ، در روزهای گرم مقدار قابل توجهی ترکیبات آلی فرار (VOC) از نظر زیست محیطی ساطع می کند. این VOC ها با آلاینده های اولیه انسانی – به طور خاص ، NOx ، SO2 و ترکیبات آلی کربنی انسانی – واکنش نشان می دهند و یک مه آلودگی فصلی از آلاینده های ثانویه تولید می کنند. صمغ سیاه ، صنوبر ، بلوط و بید برخی از نمونه های پوشش گیاهی است که می تواند VOC های فراوانی تولید کند. تولید VOC از این گونه ها منجر به افزایش سطح ازن تا هشت برابر بیشتر از گونه های دیگر می شود. فعالیت آتشفشانی ، که ذرات گوگرد ، کلر و خاکستر را تولید می کند منبع طبیعی دیگری برای آلودگی هوا هستند.

فاکتورهای انتشار

فاکتورهای انتشار آلودگی هوا مقادیر شاخصی را گزارش می کنند که سعی در نشان دادن ارتباط مقدار یک آلاینده آزاد شده در محیط با فعالیت مرتبط با انتشار آن آلاینده دارد. این عوامل معمولاً به صورت وزن آلاینده تقسیم بر وزن واحد ، حجم ، مسافت یا مدت زمان فعالیت ساطع کننده آلاینده بیان می شوند (به عنوان مثال کیلوگرم ذرات ساطع شده در هر تن زغال سوخته). چنین فاکتورهایی تخمین میزان انتشار از منابع مختلف آلودگی هوا را تسهیل می کنند.

خطر جهانی آلودگی هوا برای سلامتی

کیفیت پایین هوا باعث کشته شدن افراد می شود. طبق گزارش سازمان بهداشت جهانی در سراسر جهان ، هوای آلوده فضای باز باعث ۴.۲ میلیون مرگ زودرس در سال ۲۰۱۶ شده است که حدود ۹۰ درصد آنها در کشورهای با درآمد کم و متوسط اتفاق می افتد. علاوه براین دود داخل خانه تهدید بهداشتی برای ۳ میلیارد نفری است که با سوزاندن زیست توده ، نفت سفید و زغال سنگ خانه های خود را گرم کرده یا با این سوخت ها پخت و پز می کنند. آلودگی هوا با میزان بالاتر سرطان ، بیماری های قلبی ، سکته مغزی و بیماری های تنفسی مانند آسم ارتباط دارد. بر اساس تخمین انجمن ریه های آمریکا ، در ایالات متحده نزدیک به ۱۳۴ میلیون نفر – بیش از ۴۰ درصد از جمعیت – در معرض خطر بیماری و مرگ زودرس هستند.

در حالی که این اثرات در اثر تماس طولانی مدت بوجود می آیند ، آلودگی هوا در کوتاه مدت می تواند باعث مشکلاتی مانند عطسه و سرفه ، تحریک چشم ، سردرد و سرگیجه شود. شایان ذکر است که ذرات کوچکتر از ۱۰ میکرومتر خطرات سلامتی بیشتری به همراه دارد زیرا می توان آنها را به صورت عمیق تنفس کرد و حتی ممکن است به جریان خون منتقل شوند. علاوه بر این آلاینده های هوا وقتی باعث تغییرات آب و هوایی می شوند تأثیرات مستقیمی بر سلامتی دارند.

انواع آلودگی هوا و اثرات خطرناک آنها

دود و دوده

این دو متداول ترین نوع آلودگی هوا هستند. مه دود ، یا “ازن در سطح زمین” هنگامی اتفاق می افتد که انتشار گازهای حاصل از احتراق سوخت های فسیلی با نور خورشید واکنش نشان دهند. دوده یا “ذرات معلق” از ذرات ریز مواد شیمیایی ، خاک ، دود ، گرد و غبار یا مواد حساسیت زا به صورت گاز یا جامد تشکیل شده است که در هوا حمل می شوند. کوچکترین ذرات معلق در هوا در دوده – چه به صورت گاز و چه به صورت جامد – به ویژه خطرناک هستند زیرا می توانند به ریه ها و جریان خون نفوذ کرده و برونشیت را بدتر کنند و منجر به حملات قلبی و حتی مرگ و میر شوند.

مه دود می تواند چشم و گلو را تحریک کرده و همچنین به ریه ها آسیب برساند – به ویژه در افرادی که در خارج از خانه کار می کنند ، در هوای باز ورزش می کنند و کودکان و افراد مسن. این برای افرادی که آسم یا آلرژی دارند حتی بدتر است – این آلاینده های اضافی علائم آنها را تشدید می کنند و می توانند حملات آسم را تحریک کنند.

آلاینده های خطرناک هوا

این موارد یا کشنده هستند یا حتی در مقادیر کم نیز خطرات جدی برای سلامتی دارند. برخی از رایج ترین آنها جیوه ، سرب ، دیوکسین ها و بنزن هستند که اغلب هنگام احتراق گاز ، سوختن زغال سنگ یا بنزین ساطع می شوند و باعث تحریک چشم ، پوست و ریه در کوتاه مدت و اختلالات خونی در طولانی مدت شود.

دیوکسین ها که به طور معمول در غذا یافت می شود اما در هوا نیز به مقدار کم وجود دارد ، می تواند در کوتاه مدت بر کبد تأثیر بگذارد و به سیستم ایمنی ، عصبی و غدد درون ریز و همچنین عملکردهای تولید مثلی آسیب برساند. تحقیق در مورد آلودگی هوا برای کودکان نشان داده است سرب به مقدار زیاد می تواند به مغز و کلیه کودکان آسیب برساند و حتی در مقادیر کم نیز می تواند بر ضریب هوشی و توانایی یادگیری کودکان تأثیر بگذارد. جیوه نیزبر سیستم عصبی مرکزی تأثیر می گذارد.

هیدروکربنهای معطر چند حلقه ای یا PAH از اجزای سمی دود خروجی از اتومبیل ها خصوصا هنگام ترافیک و آتش سوزی هستند. در مقادیر زیاد ، آنها با تحریک چشم و ریه ، مشکلات خون و کبد و حتی سرطان در ارتباط هستند.

گازهای گلخانه ای

گازهای گلخانه ای با به دام انداختن گرمای زمین در اتمسفر ، منجر به گرمتر شدن هوا و تغییر تمام خصوصیات بارز تغییرات آب و هوایی می شوند. دی اکسید کربن مسئول ۸۱ درصد از کل انتشار گازهای گلخانه ای است و متان ۱۱ درصد دیگر آن را تشکیل می دهد. دی اکسید کربن از احتراق سوخت های فسیلی و متان از منابع طبیعی و صنعتی حاصل می شود. دسته دیگری از گازهای گلخانه ای ، هیدروفلوروکربن ها (HFCs) ، هزاران برابر قدرت بیشتری از دی اکسید کربن در گرم شدن هوا دارند.

گرده گل و قارچ ها

قارچ ها و مواد حساسیت زای درختان ، علف های هرز و چمن ها نیز در هوا منتشر می شوند ، با تغییر آب و هوا تشدید می شوند و می توانند برای سلامتی خطرناک باشند. آنها ارتباط مستقیمی با اقدامات انسانی ندارند ، اما می توان آنها را جزء آلودگی هوا دانست. قرار گرفتن در معرض کپک می تواند حملات آسم یا واکنش آلرژیک را تسریع کند و برخی از کپک ها حتی می توانند سمومی تولید کنند که استنشاق آن برای هر کسی خطرناک باشد.

تحقیقات نشان می دهد که آلرژی گرده به دلیل تغییرات آب و هوایی در حال بدتر شدن است. بررسی های آزمایشگاهی و میدانی نشان می دهد که هرچه گیاهان تولید کننده گرده – به ویژه گل محمدی – رشد کنند ، بزرگتر می شوند و گرده بیشتری تولید می کنند. تغییرات آب و هوایی همچنین فصل تولید گرده را افزایش می دهد و برخی مطالعات نشان می دهد که گرده گل میخک نیز ممکن است در حال تبدیل شدن به یک ماده حساسیت زای قوی تر باشد. این بدان معناست که افراد بیشتری دچار آبریزش بینی ، تب ، خارش چشم و سایر علائم می شوند.

شاخص کیفیت هوا چیست؟

شاخص کیفیت هوا (Air Quality Index) جهت اطلاع‌ رسانی افراد جامعه از میزان آلودگی هوا در زمان حال یا جهت پیش ‌بینی آلودگی هوا در زمان های مشخص مورد استفاده قرار می گیرد. مثلا شاخص آلودگی هوای کرج را در چند روز آینده اعلام می کند. فزایش شاخص کیفیت هوا (AQI) نشان دهنده افزایش خطر آلودگی هوا برای سلامتی افراد است.

شاخص کیفیت هوا در کشورهای مختلف بر اساس استانداردهای ملی آب و هوایی توصیف می شود. برخی از شاخص های رایج در این رابطه شاخص سلامت کیفیت هوا (Air Quality Health Index) ، شاخص آلودگی هوا (Air Pollution Index) و شاخص استاندارد آلودگی (Pollutant Standards Index) هستند. به بیان ساده شاخص آلودگی هوا کیفیت هوای روزانه را گزارش می دهد. جدول شاخص روزانه آلودگی هوا را می توان بطور روزانه از وبسایت ها یا تابلوهایی که در سطح شهر نصب می شوند بررسی کرد .به عنوان مثال این جداول بطور روزانه و ساعتی نقشه آلودگی هوای تهران را گزارش می دهند.

چگونه به کاهش آلودگی هوا کمک کنیم؟

رویکردهای پیشگیری از آلودگی هوا باید برای کاهش ، از بین بردن یا جلوگیری از آلودگی از منبع آن در نظر گرفته شود. به عنوان مثال می توان به استفاده از مواد اولیه یا سوخت های کمتر سمی ، استفاده از فرآیندهای صنعتی با آلودگی کمتر و بهبود کارایی فرآیندها اشاره کرد.

مرکز تکنولوژی هوای پاک به عنوان منبعی در زمینه فناوری های پیشگیری و کنترل کننده آلودگی هوا ، شامل استفاده ، اثربخشی و کاهش هزینه است. به عنوان مثال می توان به جمع کننده های مکانیکی ، اسکرابرهای مرطوب ، فیلترهای پارچه ای ، رسوب دهنده های الکترواستاتیک ، سیستم های احتراق (اکسید کننده های حرارتی) ، کندانسورها ، جاذب ها و تخریب بیولوژیکی اشاره کرد.

کنترل آلاینده های مربوط به حمل و نقل می تواند شامل کنترل میزان انتشار آلودگی در وسایل نقلیه و همچنین استفاده از سوخت های پاک باشد.
از انگیزه های اقتصادی مانند تجارت بدون آلایندگی و محدودیت های انتشار نیز می توان در این زمینه استفاده کرد. این استراتژی ها ممکن است با انواع آیین نامه های “پیشنهاد و کنترل” که به طور سنتی توسط سازمان های کنترل آلودگی هوا استفاده می شوند ، ترکیب شوند.

بطورکلی هرچه بنزین كمتری بسوزانیم به كاهش آلودگی هوا و اثرات مضر آن بر تغییرات آب و هوا کمک می كنیم. وقتی می توانید پیاده روی کنید ، دوچرخه سواری کنید یا از وسایل حمل و نقل عمومی استفاده کنید برای کمک به کاهش آلودگی هوا این کار را انجام دهید. علاوه بر این برای رانندگی ، اتومبیل هایی را انتخاب کنید گازهای آلاینده کمتری تولید می کنند . همچنین خرید مواد غذایی به صورت محلی باعث کاهش استفاده از سوخت های فسیلی در حمل بار یا حمل و نقل مواد غذایی از سراسر کشور می شود که می تواند به کاهش آلودگی هوا کمک کند.