تلوث الهواء

تتركز الحياة بأشكالها المختلفة في طبقة صغيرة تسمى البيوسفير أو الوسط البيولوجي.

وضع مصطلح البيوسفير (طبقة الحياة) لأول مرة من قبل الباحث النمساوي سيوس عام 1875 ميلادي. ولكنه أخذ معناه العلمي فقط  بعد دراسات الباحث السوفياتي فيرنادسكي عام .1926 وعرفه بالغلاف الذي توجد فيه الحياة. حدوده واسعة جدا، إذ تشمل جزءا من الأتموسفير وجزء من القشرة الأرضية وكامل الغلاف المائي.

يرتفع البيوسفير حسب فيرنادسكي  بحوالي (26 كلم) فوق سطح الأرض و(12كلم) تحتها. غير أن فيرنادسكي  ميز ضمن هذه الحدود الواسعة للبيوسفير منطقة تتركز فيها الحياة. سماها بأسماء مختلفة (طبقة الحياة، الغلاف الحي، الطبقة التي تتركز فيها الكائنات الحية ……)

بعد ذلك أقترح الباحث لافرينكو تسمية هذه الطبقة بيوسفير و حدودها حوالي (10-30) متر فوق سطح التربة. أما في الماء فتشمل كل عمق البحيرات وفي البحار تصل إلى عمق (350-400)متر.

هذه الطبقة أو البيوسفير بأجزائها الهوائية والمائية و التربة هي التي تعاني التلوث الشديد في الوقت الحالي. إن البيوسفير (طبقة الحياة) مدين بوجوده إلى الأتموسفير(الغلاف الحيوي للكرة الأرضية) و خاصة الجزء السفلى من. لو لا وجوده ما وجدت الحياة.

تتالف  الأتموسفير (الغلاف الجوي) من خمسة أغلفة تحيط الواحدة منها بالأخرى.

كان يعتقد حتى فترة قريبة أن الأتموسفير المحيطة بالكرة الأرضية تنتهي على إرتفاع 3000 كلم  فوق سطح الأرض. لكن الدراسات الحديثة. بواسطة الأقمار الصناعية و المحطات الفضائية تبين أنه على إرتفاع 20000 كلم, تصبح كثافة الأتموسفير مماثلة لكثافة الفضاء الخارجي.

غلف الأتموسفير الخمسة هي

• traposphere  الترابوسفير        

    و هو الجزء السفلي من الأتموسفير ويصل إرتفاعه بشكل متوسط حتى (10-11) كلم فوق سطح الأرض. يحتوي على حوالي (75- 80) % من كتلة الهواء. تنخفض درجة حرارته مع الإرتفاع فوق سطح الأرض حيث تصل في حدوده العليا (- 50 إلى -60) درجة مئوية

• stratosphere الستراتوسفير    

    يرتفع من (11- 30) كلم فوق سطح الأرض. الحرارة فيه تختلف عنها في ترابوسفير وتبلغ في القسم العلوي منه حوالي (25) كلم (+ 10 إلى +30) درجة. ويعود هذا الإرتفاع في درجة الحرارة إلى

  إ متصاص الأشعة فوق البنفسجية من قبل الأزون. إذ يحتوي الستراتوسفير على أكبر من ­60% من الأزون الجوي.

• mesosphere الميزوسفير    

  يرتفع من 30كلم فوق سطح الأرض ، تتناقص فيه الحرارة من الإرتفاع حتى تصل إلى عشرة تحت اصفر (- 10)

• Thermosphere التيرموسفير  

   يرتفع من (100 إلى 400) كلم. الهواء قليل الكثافة وتحدث في هذا الغلاف عملية التأين ، الحرارة مرتفعة جدا

• Exsophere   الإكزوفير

إرتفاعه أكثر من 400 كلم. تكون فيه حركة جزيئات الغازات سريعة جدا. لهذا فإن بعض هذه الجزيئات تفلت من الجاذبية الأرضية وتخرج إلى الفضاء الخارجي. ويلاحظ هذا بالنسبة

 للهيدروجين خاصة إذ أنه يشكل الغاز الرئيسي في هذا الغلاف.

تركيب الأتموسفير  (الهواء)

  يعتبر وجود الغلاف الجوي واحدا من الشروط اللازمة للحياة على سطح الكرة الأرضية.

لولاه ما عرفنا ما نسميه بالمناخ. و لا أنعدمت الرياح و الغيوم  والأمطار. و لكانت تقلبات الحرارة اليومية كافية الكائنات الحية. إذ ترتفع عندها درجة الحرارة نهارا حتى (+110) درجة مئوية وتنخفض ليلا حتى (-138) درجة مئوية. بالتالي يصبح جو الأرض مشابها للقمر. الذي لا يملك غلافا جويا و تبلغ تقلبات الحرارة على سطحه حدودا كبيرا لا تسمح بوجود الحياة.

يقوم الغلاف الجوي نهارا بما يشبه الحاجز الضخم الذي يحمي سطح الأرض وما عليها من كائنا. و يرد عنها الإشعاعات الضارة الصادرة عن الشمس. و ذلك بإمتصاص هذه الإشعاعات و خاصة الأشعة فوق البنفسجية ذات الأطوال الأقل من 283 ميلي ميكرون. بحيث تمتص كليا من قبل غاز الأزون.

و يقوم الغلاف الجوي في الليل مقام غطاء شامل يساعد على إحتباس حرارة النهار ويمنعها من التسرب إلى الفضاء الخارجي. و بالتالي يحافظ على حرارة الكرة الأرضية. زيادة على ذلك, فإن الغلاف الجوي وسيلة إنتقال الصوت. ومنه تستمد كافة الكائنات الحية الغازات اللازمة لحياتها.

الغازات المكونة للهواء

يتركب الهواء الجوي من الغازات التالية :

• الأكسجين
• ثاني أوكسيد الكربون
• هيدروجين
• أزوت
• كربتون
• الهليوم
• النيون
• أرغون
• سينوز (زينون)                

يحتوي الهواء بالإ ضافة إلى ذلك على بخار الماء الذي يتراوح بين (0 إلى 4 %) من حجم الهواء. كذلك الغبار وحبوب الطلع  (اللقاح ، والأبواغ ). كما يحتوي الهواء وبشكل دائم على الأزون الذي يوجد على إرتفاع من (10 إلى 50 كلم) فوق سطح الأرض. و يلعب دورا بالغا, إذ يمتص الأشعة فوق البنفسجية قصيرة الموجة. أقل من 283 ميلي ميكرون، التي إذا وصلت إلى سطح الكرة الأرضية تؤدي إلى تأثيرات سيئة وبالغة على الكائنات الحية.

كما يحتوي الهواء وبشكل دائم على الغبار. هو عبارة عن جزيئات صلبة معلقة في الهواء قطرها صغير جدا. هذا هو الغبار الطبيعي. يكون ذو منشئ معدني أو عضوي.

يتشكل الغبار نتيجة عمليات حث وتعرية التربة وثوران البراكين والتبخر.

ضف إلى هذا وجود البلانكتون الهوائي والأبواغ والجراثيم وغيرها وكذلك الغبار الفضائي الذي يسقط على الأرض.

للغبار أهمية كبيرة في العمليات الطبيعية التي تجري على سطح الأرض.  فهو يساعد على تكاثف بخار الماء و تشكل الأمطار. يؤدي إلى نثر وإمتصاص قسما من الأشعة المباشرة.  بهذا يحمي الكائنات الحية من تأثير الأشعة المباشرة. يختلف تركيز ذرات الغبار من مكان إلى آخر، فهو كبير في المدن الصناعية.

و هكذا نجد الهواء. مهما كان نظيفا فهو يحتوي على شوائب صلبة, غازية وسائلة و هذه الشوائب حسب ميرنوف و لياخوف  هي كالتالي:

• أول أكسيد الكربون
• ثاني أكسيد الكربون
• الميتان
• أول أكسيد الأزوت
• ثاني أكسيد الآزوت
• بخار الماء
• الرودون
• أوزون

    الجانب المهم ليس وجود مواد أو شوائب في الهواء. و إنما كمية تركيز هذه الشوائب.

يعتبر الهواء نظيفا (غير ملوث)  في حال كون تركيز الشوائب الضارة لا يزيد عن الحد المسموح به. 

مصادر وتركيب ملوثات الهواء

                                                تلوث الهواء هو وجود مواد مختلفة غازية، صلبة، أو سائلة. تؤثر بشكل مباشر أو غير مباشر على الكائنات الحية. أو تسيء إلى الظروف التي تعيش فيها أو تؤدي إلى خسائر مادية .

تلوث الهواء إما أن يكون محليا أي يرتبط بشكل أساسي بالمدن والمراكز الصناعية. أو عالميا. يتميز بانه ينتشر على

مساحات كبيرة عن مصدره كالإشعاعات الذرية.  أو ينجم عن نقصان غازات أو زيادة تركيز غازات معينة في الهواء

يمكن إجمال مصادر تلوث الهواء في المجموعات التالية :

• 1 – الملوثات ذات المنشأ الطبيعي :

  يحتوي الهواء بشكل دائم على كميات من الغبار والغاز و غيرها. ناتجة عن مصادر طبيعية، فالغبار هو إحدى المكونات الدائمة في الهواء. ينتج عن حث التربة وعن حركة السيارات مثلا.

كما ينتج الغبار أيضا من الحرائق وثوران البراكين. وحبوب اللِّقاح. بالإضافة إلى الغبار الكوني، وحبوب الطلع، و الذي تزداد كميته في فصل الربيع، ويؤدي إلى التحسس الربيعي.

الجراثيم

الجراثيم :        يتغير عدد الجراثيم في الهواء في حدود كبيرة. تدل تحاليل عينات من الهواء بوجود علاقة بين الكثافة السكانية وعدد المستعمرات الجرثومية في الهواء. كلما كانت كثافة السكان كبيرة, ازداد عدد المستعمرات الجرثومية في الهواء.

الإنسان

الإنسان  :    يعتبر الإنسان مصدرا طبيعيا ملوثا للهواء. خاصة في المدن الكبرى. يطلق يوميا حوالي 10 متر مكعب من هواء الزفير الحاوي على 4 % من غاز ثاني أوكسيد الكربون والمشبع  بخار الماء. كما يفرز الشخص الواحد عن طريق التعرق حوالي (600 – 900) غرام من العرق. وتتضاعف هذه الكمية في فصل الصيف. إضافة إلى الكميات الكبيرة من الغبار من هذا العدد الكبير من السكان والفضلات التي تعتبر من اخطر سبل إنتقال الأمراض.

• 2 – التلوث الناتج عن إحتراق الوقود :

 يعتبر تلوث الهواء الناتج عن إحتراق الوقود بأشكاله المختلفة من أكثر أشكال التلوث المحلي ضررا و إنتشارا . يؤدي إحتراق الوقود الكامل إلى تشكيل غاز ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء. و التي تعتبر غير ضارة. إلى جانب كميات قليلة من أوكسيد الكبريت والأزوت. لكن الإحتراق غير الكامل للوقود يؤدي إلى تشكيل غازات ضارة ورماد أهمها. 

أهم الغازات الضارة

• مركبات الكربون وتضم

Co2 غاز ثاني أكسيد الكربون و الذي يعتبر غير ضار إذا وجد بكميات قليلة

Co غاز أول أوكسيد وهو من الغازات شديدة السمية.(احتراق 1 طن من البنزين يؤدي تشكيل 60كغ من مائيات الفحم غير كاملة الاحتراق ومواد مؤكسدة (ألدهيد ، حموض، إلخ …)

• مركبات الكبريت

 وأهمها ثاني أكسيد الكبريت شديد السمية ، والذي يمكن أن يتحول إلى ،

وفي حالة وجود الماء أو بخار الماء يتشكل حم الكبريت

• أكاسيد الأزوت

و التي تتشكل في حالة كون الحرارة مرتفعة

• الهباب

وهو عبارة عن جزيئات صغيرة من الفحم لا يزيد قطرها عن ميلي ميكرون واحد. وذات وزن خفيف، ويمكن أن تتحد مع بعضها و تشكل ذرات كبيرة الحجم.

• الدخان

الغبار الذي يتكون من جزيئات الفحم و الرماد و المعادن المختلفة. تلعب السيارات ووسائل النقل المختلفة الدور الأساسي في تلوث الهواء بالغازات المختلفة الناتجة عن إحتراق الوقود

• 3 – التلوث الناجم عن المخلفات الصناعية :

تزداد حدة التلوث الناجم عن المخلفات الصناعية يوما بعد يوم. نظرا لإزدياد عدد المصانع من جهة وقيام صناعات جديدة من جهة آخرى . وينتج عنها العديد من الملوثات التي تختلف بإختلاف هذه الصناعات، إضافة إلى الغازات الناتجة عن إحتراق الوقود اللازم لهذه الصناعات .

صناعة تكرير النفط تلوث الهواء. بأكسيد الكبريت وأكاسيد الأزوت والنشادر وأول أكسيد الكربون وكبريت الهيدروجين السام و الذي يتميز برائحة تشبه رائحة البيض الفاسد. أما معامل الإسمنت فتعتبر من المعامل شديدة التلوث.  إضافة إلى الغازات السامة الناتجة عن إحتراق الوقود. تطلق كميات كبيرة من ذرات الغبار الدقيقة، إذ تشكل واحدة من الملوثات الخطيرة حاليا نتيجة لكمياته الكبيرة والكثافة العالية.

 الآثار الناجمة عن تلوث الهواء

يؤدي تلوث الهواء إلى تاثيرات ضارة متعددة على الإنسان والحيوان والنبات. كما يحدث تغيرات على المستوى مثل نقصان نسبة الأزون في الجو والتلوث الإشعاعي وتغيرات المناخ.

التأثيرات المحلية

لقد تجمع الكثير من المعلومات حتى الآن عن تأثير الهواء الملوث في المدن والمنشآت الصناعية على الإنسان . فالغبار والهباب والدخان المعلق في الهواء يمتص الأشعة الشمسية بشكل كبير. ويقود بالتالي إلى تقليل نسبتها في المدن والبيوت خاصة في المناطق الشمالية من الكرة الأرضية. كما تبين أن عدد أيام المشمسة قد قل في هذه المناطق. بسبب كون الغبار والهباب يزيد من نسبة الغيوم وتقلل من نسبة الأشعة الشمسية الواردة إلى سطح الأرض بنسبة %5.7.

كما تعمل على تغيير من تركيب الطيف الشمسي حيث يمتص الغبار وهباب الفحم والدخان بشكل خاص الأشعة فوق البنفسجية. ولهذه الأشعة كما هو معروف أهمية بالغة بالنسبة للأنسان والحيوان. إذ أن نقصان كمياتها يِؤدي إلى زيادة أمراض الكساح والتشوهات العظمية وإلى نقص الفيتامينات. كما ولها خواص مضادة للجراثيم وتحت تأثيرها يتشكل فيتامين  (د) الذي يعتبر من أهم دعائم الصحة.

للمزيد من المعلومات إقرء مقالتنا عن التلوث بالمواد المشعة

اطلع على ويكيبيديا لقراءة المزيد عن هذا الموضوع