دانلود تحقیق آلودگی هوا

مفهوم جامع آلودگی آلودگی عبارت است از هرگونه تغییر در ویژگیهای اجزاء متشکل محیط به طوری که استفاده پیشین از آنها ناممکن گردد.

و به طور مستقیم یا غیرمستقیم منافع و حیات موجودات زنده را به مخاطره اندازد.

آلوده کننده‌ها (آلاینده ها) معمولاً در اثر فعالیت های انسان پدید می آیند و از همراهان دائمی جوامع پیشرفته بشری که تکنولوژی مدرن را در خدمت دارند، می‌باشند.

از طرف دیگر افزایش جمعیت، درآمد سرانه، پیشرفت تکنولوژی و بالا بودن استاندارد زندگی از عوامل مهم فزاینده آلاینده ها به حساب می آیند.

به عبارتی پیامد تولید و مصرف بیشتر پس مانده زیادتر خواهد بود.

این آلاینده ها در ارتباط با مسائل زیست محیطی مشکلاتی را موجب می گردند و شرایط محیط را برای زندگی انسان و موجودات زنده نامطلوب می سازند.

با استفاده از سیکل (چرخه) بیوژنیک که اصول آن بر پایه بکارگیری فضولات پس مانده (زباله‌ ها) حاصل از تولید و مصرف و برگرداندن آنها به سیستم اصلی برای ذخیره یا بهره گیری دوباره گذشته شده است، می توان میزان آلاینده را به حداقل کاهش داد.

«منابع و مقادیر تقریبی آلوده کننده های عمده (میلیون تن بر سال طبق داده جدول 2 منشا اصلی آلودگی هوا نقل و انتقالات می باشد.

احتراق، فرآیندهای صنعتی، زباله‌های جامد و مواد متفرقه دیگر، هر کدام به نحوی در آلودگی هوا دخالت دارند.

شیمی محیط زیست مطالعه کلیه واکنش های شیمیایی که در طبیعت انجام می شوند.

شیمی محیط زیست نام دارد این مبحث به 4 بخش تقسیم می شود.

(1) شیمی هوا یا اتمسفر هوا یا اتمسفر عبارت از قشر معینی که از گازهای مختلف است که دور کره زمین را احاطه کرده اند، اتمسفر به قسمتهای مختلف تقسیم می گردد که بستگی به ارتفاع هوا از سطح زمین دارد بر طبق این تقسیم بندی، هوا تا ارتفاع 50 کلیومتری از سطح زمین موسوم به اتمسفر پایین است و از ارتفاع 50 کیلومتری به بالا اتمسفر بالا نامیده می شود.

شمی اتمسفر نسبت به ارتفاع تغییر می‌یابد که این تغییر به علت عواملی چون اشعه خورشید،غلظت مواد آلاینده،حرارت و مواد تشکیل دهند طبقات اتمسفر می‌باشد.

(2) شیمی آب یا هیدروسفر مربوط به تمام آبهای روی زمین اعم از اقیانوسها و دریاها، دریاچه ها، آّبهای زیرزمینی، رودخانه و یخچالهای طبیعی می باشد.

ارزش و اهمیتی که با آب داده می شود بیشتر به علت حالت مایع آن و کلیه مواد شیمیایی موجود در آن است.

در مبحث آب شناسی قسمتی به مطالعه علمی که مربوط به شناخت مکانیسم آب های تازه سطحی و بررسی خواص شیمیایی و فیزیکی و بیولوژیکی آن می باشد اختصاص یافته است.

(3) شیمی خاک یا لیتوسفر طبقات فوقانی سطح زمین دارای انواع نمک های مختلف و همچنین مواد شیمیایی متنوع است که در خاک شناسی اهمیت زیادی دارند.

(4) شیمی موجودات یا بیوسفر تمام موجودات روی زمین و محیطی را که در آن زندگی می کنند مورد بررسی قرار می دهد.

بیوسفر تحت حمایت قسمتهای دیگ راست.

ولی باید در نظر گرفت که خود به شدت قسمتهای مختلف محیط زیست را تحت الشعاع قرار می دهد.

آلودگی هوا- ملاحظات عمومی معنای اصطلاح آلودگی چیست؟

یک مقایسه کلی مابین آلودگی و عدم آلودگی هوا به این سوال پاسخ خواهد داد.

این نقطه شروعی منطقی برای هر مطالعه ای در مورد آلودگی هوا می‌باشد.

هوای غیرآلوده هوا، به عنوان یک تعریف مصطلح برای توصیف مخلوطی از گازها که هر یک قشر نسبتاً نازکی را در اطراف زمین به وجود می آورند به کار برده می شود.

ترکیب این مخلوط، از زمین به طرف بالا تا حدود 50 مایل به طور قابل ملاحظه ای ثابت است.

جدول 1 چگونگی ترکیب آلودگی هوای خشک را طبقه ای از طبقات پیرامون کره زمین به صورت درصد حجمی ارائه می دهد، در ضمن مجموع جرم نسبی هر جزء در اتمام اتمسفر نیز داده شده است.

غلظت درصد حجمی، حجم یک جزء مشخص درصد حجم هوا می باشد.

جرم کل اتمسفری هر جزء می تواند توسط درصد حجمی یا درصد وزنی معین شود که متعاقباً برای جرم کل اتمسفر به کار برده می شود.

مبادله درصد حجمی با درصد وزنی توسط ضرب درصد حجمی در وزن مولکولی جزء مورد نظر به دست می آید.

این حاصل ضرب بعداً «بر عدد 29» وزن مولکولی متوسط «هوا» تقسیم می گردد.

جرم کل اتمسفر 105*6/5 می باشد.

و بیش از 999/99 درصد از این مقدار در 50 مایلی سطح زمین یافت شده است.

به خاطر این جرم عظیم حتی اجزاء بسیار کمیاب هم به مقادیر نسبتاً زیاد یافت می شود.

برای مثال ازون فقط به مقدار 6-10 * 2 درصد می باشد.

اما جرم کلی ازون اتمسفری با این درصد کوچک 190 میلیون تن گزارش شده است.

همانطور که در جدول 1 مشخص شده نیتروژن و اکسیژن از گازهای بسیار فراگیر اتمسفر و رویهم رفته 99% حجم را تشکیل می دهند.

تقریباً مابقی اتمسفر از آرگون و کربن دی اکسید، درصد حجمی کل مجموع این چهار جزء در هوای خشک تمیز 99/99 درصد است.

جدول 1 شامل اجزاء هوای خشک است بنابراین آب از قلم افتاده شده که یک جزء اصلی پنجم از هوای تمیز می‌باشد.

در جدول 1 آب وارد نشده زیرا برخلاف سایر اجزاء بخار آب به مقادیر متفاوتی در هوای تمیز یافت می شود.

آب موجود در اتسمفر وابسته به دما و سرعت تبخیر آب از منابع موجود از 01/0 تا 5 درصد تغییر می کند عموماً مقدار آن مابین 1 تا 3 درصد است.

مشخص است که وجود بخار آب غلظت سایر اجزاء اتمسفری را به زیر مقادیر داده شده در جدول 1 تغییر خواهد داد.

هر چند تناسب نسبی سایر اجزاء اساساً ثابت باقی می ماند و وقتی که میزان رطوبت مشخص شود درصد سایر گزاها می‌توانند از این ثابت تناسب محاسبه شوند.

اجزاء جزئی هوا بسیار متعددند و تعدادی از آنها، از روندهای طبیعی متنوعی حاصل می شوند.

هیدروژن سولفید (H2S)، سولفوردی اکسید (SO2) و کربن منوکسید (CO) همگی توسط عمل آتشفشانها حاصل شده و در اتمسفر موجود هستند.

پوسیدگی گیاهان و جانداران تحت شرایط فاقد اکسیژن (پوسیدگی غیر هوازی) تقریباً مابقی اتمسفر از آرگون و کربن دی اکسید، درصد حجمی کل مجموع این چهار جزء در هوای خشک تمیز 99/99 درصد است.

پوسیدگی گیاهان و جانداران تحت شرایط فاقد اکسیژن (پوسیدگی غیر هوازی) جدول 1 ترکیب هوای خشک تمیز و جرم تقریبی اجزای متفاوت اتمسفری متان (CH4) ، آمونیاک (H2S) را تولید می کند.

اکسیدهای نیتروژن (N2O, NO , NO2) توسط تخلیه بار الکتریکی در طی رعد و برق تولید می شوند.

و نیز چندین تن کربن منوکسید توسط آتش سوزی جنگلها به وجود می آید.

هوای آلوده اضافه شدن هر ماده یا تا حدی خواص فیزیکی و شیمیایی هوای تمیز را تغییر می‌دهد.

بنابراین چنین موادی به عنوان آلوده کننده هوا در نظر گرفته می شوند.

آلوده کننده ها معمولاً به عنوان موادی که باعث تاثیرات قابل توجهی برای بشر، حیوانات، نباتات یا مواد بشوند طبقه بندی می گردند.

بر این اساس تقریباً هر ماده طبیعی یا مصنوعی که بتواند از هوای بدست آید به عنوان آلوده کننده طبقه بندی می شود.

چنین موادی به صورت ذرات جامد، قطرات مایع، گازها و یا مخلوطی از این اشکال هستند.

اکثر مشکلات آلودگی هوا به تنوع انواع مختلف آلوده کننده ها در شکلهای گوناگون مربوط می گردد.

انواع آلوده کننده ها- منابع و اهمیت پنج نوع از مواد به عنوان آلوده کننده های عمده هوا شناخته شده اند که باعث بوجود آمده بیش از 90% از عوامل آلودگی هوا می شوند.

این پنج مورد عبارتند از: 1- کربن منوکسید (CO)،2- اکسیدهای نیتروژن (NOX)،3- هیدروکربن ها (HC)،4- اکسیدهای سولفور (SOX)،5- ذرات معلق (ذرات) درباره آلودگی هوا مکرراً سه سوال مطرح می شود.

1- کدام منبع بیشترین مقادیر آلودگی را وارد هوا می‌کند؟

2- کدام آلوده کننده منفرد به بیشترین مقدار وجود دارد؟

3- غلظت آلوده کننده های هوا با چه سرعتی افزایش می‌یابند؟

پاسخ به این سوالات مهم، چشم اندازی همه جانبه را از وسعت هوا تجسم می‌بخشد.منابع اصلی و مقادیر هر یک از آلوده کننده های عمده در جدول 2 خلاصه شده اند.

باید توجه داشت که مقادیر انتشار آلودگی، که در این جدول و قسمتهای دیگر این فصل مطرح شده بر اساس اطلاعات جمع آمده در سطح ایالات متحده آمریکا می باشد.

چنین اطلاعاتی بعنوان معرفی کلی مراتب آلوده کننده مفید هستند اما محدودیتهای قطعی بهمراه دارند.

جدول 2 جدول 2: منابع آلوده کننده های اولیه و مقدار آنها برحسب (میلیون تن بر سال) کربن (منوکسید) کربن منوکسید (CO) یکی از فراوانترین و گسترده ترین آلوده کننده ها است که در اتمسفر پایین یافت می شود کربن منوکسید گازی است که در تمام دماهای بالاتر از نقطه جوشش (Cْ192-) بی رنگ، بی بو و بی مزه است.

چگالی آن 5/96 درصد هوا است و به طور قابل ملاحظه ای غیرقابل حل در آب می باشد.

این کاز قابل اشتعال است و با شعله آبی می سوزد.

منابع CO منابع طبیعی و مصنوعی (انسانی) هر دو در تشکیل CO اتمسفر سهیم هستند.

وجود CO در اگزوز اتومبیلها و سایر مواد زائد، که نتیجه سوخت ضعیف و ناقص می‌باشد، کاملاً شناخته شده است، اثرات محیطی CO از این منابع و سایر منابع مصنوعی مورد مطالعه قرار گرفته است.

تشخیص اهمیت نقشی که به وسیله منابع طبیعی CO ایفا می گردد، اخیراً صورت گرفته است.

اولین بار در سال 1949 مشخص گردید که CO سازنده بخش بسیار کوچکی از اتمسفر است.

این تشخیص زمانی بود که خطوط جذبی در سیستم طیف خورشیدی کشف شد.

در نهایت، این مشاهدات به تحقیقات مختصری در مورد منابع طبیعی CO قبل از 1972 انجامید، ابتدا تصور می‌شد که سهم این منابع در مقایسه با نتایجی که از فعالیتهای انسان (مصنوعی) به دست آمده، بسیار جزئی است.

ولی مطالعات بعد از 1972 خلاف این مسئله را نشان داد.

منابع طبیعی در تولید CO نسبت به منابع مصنوعی سهم بیشتری دارند، تقریباً 10 برابر CO که وارد اتمسفر می شود از منابع طبیعی است (در مقایسه با منابع مصنوعی).

مقدار برآورد شده از انتشار جهانی، توسط منابع طبیعی 3850 میلیون تن در سال است حداقل 3300 میلیون تن از مجموع این منابع از اکسایش اتمسفری متان (CH4) بدست می آید که از پوسیدگی مواد آلی تولید می شود، رشد و پوسیدگی کلروفیل در گیاهان برای 110 میلیون تن مابقی، محاسبه می شود و 165 میلیون تن هم توسط اقیانوس ها آزاد می شود.

باقیمانده 275 میلیون تن از سایر منابع مختلف بدست می آید که جزئیات آن باید مورد مطالعه قرار بگیرد.

در مقام مقایسه در سال 1970 سهم CO اتمسفری ناشی از منابع مصنوعی به طور تقریبی 400 میلیون تن تخمین زده شده که کمتر از درصد کل آن می باشد.

متان منبع بیش از 77 درصد CO اتمسفری طبیعی است و معلوم شده است که در نتیجه تجزیه مواد آلی فرو رفته در باتلاق ها، کشتزارهای برنج و مناطق گرمسیری جهان حاصل می شود.

انتشار جهانی متان به مقدار حداقل 6/1 بیلیون تن در سال تخمین زده شده است.

مسلم است که متان اتمسفری با رادیکالهای هیدروکسیل (OH) یا اکسیژن اتمی (O) برای تشکیل رادیکال های متیل (CH3) عمل می کند.

واکنش ها عبارتند از: (رابطه 1) (رابطه 2) رابطه 1، بیشتر انجام می شود، اما هر دو وظیفه یکسانی به عهده دارند که عبارتند از ویرانی دائمی CH4 اتمسفری.

CH3 رادیکالی تولید شده بیشتر برای تولید CO نهایی عمل می‌کند.

رادیکال های هیدروکسیل و اکسیژن محتاج اکسایش اولیه CH4 هستند و طبق واکنش های زیر حاصل می شوند: (رابطه 3) (رابطه 4) بنابراین منبع اصلی CO اتمسفری مرحله ای است که CO در اتمسفر تولید می‌گردد نسبت به مرحله ای که در اتمسفر پخش می شود.

اقیانوس ها دومین منبع تولید CO اتمسفری می باشند.

از آنجا که سطح آنها در تماس با اتمسفر می باشند، انتظار می رود که شامل CO حل شده و جذب شده از اتمسفر باشند.

هرچند که، عملاً مقدار CO حل شده در اقیانوس ها از 10 تا 40 برابر بیش از مقداری است که از چنین جذبی انتظار می رود.

گیاهان پست دریائی و سایر منابع بیولوژیکی سهم قابل ملاحظه ای در تولید CO موجود در آبها را دارند، این CO متعاقباً در اتمسفر آزاد می شود.

این یک باور غلط عمومی است که تقریباً هر چیز موجود در اتمسفر زمین به جز (N2) نیتروژن، اکسیژن (O2) و مقدار کمی از گازهای نادر، در نتیجه فعالیت های بشری به وجود می آید.

کربن منوکسید در این خصیصه تنها نیست، منابع طبیعی عمده ای برای تمام آلوده کننده های اصلی نامبرده شده است.

اهمیت CO ناشی از فعالیت های انسان (منابع مصنوعی) علیرغم سهم کوچک این منابع در مقام مقایسه با انتشار جهانی CO (4/9 درصد از کل) تاثیر منابع مصنوعی نیز نباید نادیده گرفته شود.

اطلاعات قبلی، نمی‌توانند توجیه کننده این واقعیت مهم باشند که منابع طبیعی CO در سراسر جهان پخش شده اند، در حالی که منابع مصنوعی در مناطق بسیار کوچکی متمرکز شده اند.

برای مثال، 95 تا 98 درصد از