تاثیر آلودگی هوا بر انسان ها

[dorsashokrollah]

پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_دپارتمان محیط زیست :

تاثیر آلودگی هوا بر انسان ها

مساله آلودگی هوا اگر یکی از حادترین مسائل ناشی از تمدن صنعتی نباشد ، بدون شک از بغرنج ترین آنهاست .

اگرچه در حالت عادی تنها به اثرات سوء وارد به انسان توجه می شود اما این تعریف آلودگی را تنها به این اثرات محدود نمی نماید . مواد نامطلوب می توانند برانسان ، گیاه ، مواد و اشیاء یا محیط زیست جهانی تاثیر گذاشته ویا با مه آلود کردن هوا و ایجاد بوهای نامطلوب جلوه های نامناسب ایجاد نمایند . 
آلوده کنندهای مختلفی که ممکن است از منابع طبیعی و یا مصنوعی وارد اتمسفر گردد عبارتند از :

دی اکسید گوگرد :

 SO2 حتی در غلظت های بسیار کم موجب ایجاد واکنش هایی در مغز ، تحریک غشاء مخاطی دستگاه تنفس ، افزایش مقاومت ریه به جریان هوا ، درد در ناحیه سینه ، گاهی ریزش خون از بینی ، اثر بر سیستم گوارش ، تحریک چشم ، تنگی نفس ، افزایش ضربان قلب ، افزایش سرعت حرکات تنفسی ، توسعه بیماریهای مزمن ریوی بخصوص برونشیت ، سرفه و کاهش ظرفیت تنفسی می گردد همچنین خون افرادی که در معرض این گاز قرار گرفته اند نشان می دهد که این گاز سنتز DNA(عامل انتقال وراثت ) را مختل می کند و ازرشد برخی از گلبولهای سفید خون (لنفوسیتها) جلوگیری می کند که در نتیجه سیستم دفاعی بدن کاهش می یابد .

اکسیدهای ازت :

اکسیدهای ازت به دو طریق مستقیم و غیر مستقیم بر سلامت انسان اثر می گذارند . اثر مستقیم آنها بستگی به نوع اکسید دارد زیرا NO2 نزدیک به چهار برابر بیشتر از NO سمی است و در غلظت های مساوی با CO از آن زیان آورتر است . اثرات ثابت شده NO2 بر روی انسانها کاملا به اثر تنفسی محدود می شود که باعث پیامدهائی نظیر اختلال در بویائی ، بیحالی ، خستگی ، ناراحتی های حفره بینی ، اشکالات تنفسی ، تحریک گلو ، چشم ، ناراحتی های اعصاب ، گشادی مردمک چشم ، افزایش برونشیت حاد و تولید نیتروزامین .

هیدروکربنها :

 عمومأ مدرکی دال بر اثرات نامطلوب هیدورکربن ها در غلظت جاری هوا بر روی انسان وجود ندارد بلکه اثر مضر آنها اغلب از طریق واکنشهای فتوشیمیایی که مواد ثانوی آلوده ساز تولید می کنند می باشد .

اکسیدان های فتو شیمیایی : علائمی از قبیل سرفه ، کوتاه شدن تنفس ، انقباض مجاری هوایی ، سردرد ،‌تنگی نفس ،‌اختلالات تنفسی ، تغییر گلبولهای قرمز خون ، التهاب حلق و گلو ، تحریک چشم و آبریزش چشم می تواند نتیجه تماس با این آلاینده باشد

منواکسید کربن :

 میل ترکیبی هموگلوبین (Hb) خون که عامل انتقال اکسیژن به بافتهای بدن است با منو اکسید کربن تقریبا۲۰۰برابر بیشتر از میل ترکیبی آن با اکسیژن است . از این رو وجود CO در هوای تنفسی قادر است مقادیر زیادی از هموگلوبین خون را به کربوکسی هموگلووبین ( COHB) که یک ترکیب پایدار است تبدیل کند و از مقدار هموگلوبین که اکسیژن را به بافتها می رساند بکاهد و باعث اختلالات جزئی در برخی اعمال بدن ، اثر بر سیستم اعصاب مرکزی ، اختلال در تشخیص زمان ، اشکالات بینایی ، تغییر در اعمال قلب ، تنفس ، خستگی ، خواب آلودگی ، حالت کما و مرگ گردد .

ذرات :

 ذرات استنشاق شده ممکن است در مجاری تنفسی فوقانی اثر تحریکی داشته و یا در داخل شش ها نفوذ نماید وایجاد عوارضی در ششها نماید که منجر به اختلالاتی در اعمال تنفسی گردد . از جمله ذرات معلق در هوا عنصر سرب است که بیشتر از طریق تنفس وارد بدن می شود و قابلیت حمل اکسیژن در خون را کم می کند ، لذا اکسیژن کافی به مغز نمی رسد . این نارسائی در کودکان می تواند منجر به عقب ماندگی ذهنی شود و یا سرب می تواند بر روی دستگاه خون ساز کلیه و مجاری ادراری اثر گذارد . اثرات مزمن ممکن است نظیر سردرد ، ضعف ، سستی یبوست ، خط آبی یا بورتون در سرتا سر لثه ها ، بی اشتهایی و کم خونی باشد . از اثرات نامطلوب دیگر کاهش میدان دید است . بر اثر این کاهش حمل و نقل زمینی و هوایی با اشکالاتی روبرو گردید . بعلاوه اثرات روانی کاهش میدان دید در یک منطقه که ساکنان آن از تماشای زیبایی های طبیعی محروم می شوند قابل ملاحظه است .

مواد رادیو اکتیو:

مخفی ترین و وحشتناک ترین منبع آلودگی هوا مواد رادیو اکتیو هستند که اثرات جسمانی و ژنتیکی را در انسان بوجود خواهد آورد .

دی اکسین ها

اصطلاح دی اکسین به گروهی از ترکیبات آلی کلره اطلاق می شود که اغلب آنها در پروسه سوزاندن تولید می شوند. اساس مولکولی دی اکسین دو حلقه بنزن با ۲پل اکسیژن می باشد که تحت عنوان Polychlorinated –dibenzo-para-dioxine شناخته می شوند.

ترکیبات دی اکسین از سمی ترین آلاینده های زیست محیطی به شمار می روند و دارای ۷۳ایزومر می باشند. در میان ایزومرهای دی اکسین سمی ترین آنها TCDD می باشد با فرمول C۱۲H۴CL۴O۲و شامل ۲۲ایزومر است . وزن مولکولی آن ۳۲۲و نقطه ذوب آن ۵۷۷فارنهایت می باشد.

ترکیبات PCDD تا حرارت ۱۳۰۰درجه فارنهایت پایدار می باشند و فشار جزئی آنها در شرایط طبیعی یک میلیونیم میلیمتر جیوه است،بنابراین قابلیت فرار از سطوح را در حرارت محیط ندارند.این خواص فیزیکی همراه با پایداری حرارت و انحلال کم آن در آب ۳خاصیت عمده دی اکسین در محیط زیست می باشد.

اثر دی اکسین ها بر روی موجودات زنده ۱۰۰۰۰برابر قوی تر از سیانور می باشد و این ترکیبات اثرات سرطان زایی بسیار بالایی دارند.

سوزاندن زباله به ویژه به صورت غیر بهداشتی مهمترین عامل انتشار این ترکیب در محیط زیست میباشد.دی اکسین یک محصول فرعی در تولیدات کشاورزی و مواد شیمیایی نیز به شمار می رود.

از عوارض عمده دی اکسین بر انسان آسیب کبدی وناراحتی های شدید پوستی می باشد.

نحوه انتشار این ماده را می توان به صورت زیر خلاصه کرد:

۱) سوزاندن زباله به ویژه مواد پلاستیکی

۲) پروسه تولید ترکیبات PCB

۳) در صنایع سلولزی

در صنایع سلولزی حضور کلر در پروسه های تولید خمیر کاغذ سبب حمله کلر به ساختمان هیدرو کربنهای موجود در لیگنین شده و زمینه تشکیل PCDD را فراهم می سازد. اصولا در هر پروسه ای که ترکیبات فنله و کلره تواما حاضر شوند احتمال خطر تشکیل PCDD مهیا می گردد.

مواد زائد حاوی PVC که دارای درصد نسبتا زیادیس HCL می باشند می تواند منجر به تشکیل مقادیر نسبتا بالای PCDD گردد.

سوزاندن بیشتر کاغذ در اروپا نسبت به آمریکا PCDD بیشتر در اتمسفر اروپا به وجود آورده است.

آنچه در رابطه با PCDD برای ما از اهمیت ویژه برخوردار است موارد ذیل می باشد .

۱) این ترکیب سمی ترین و خطرناکترین آلاینده شناخته شده زیست محیطی می باشد.

۲) ترکیب ۲,۳,۷,۸ TCDD در میان ترکیبات سمی PCDD از همه خطرناک تر است.

۳) در جهت کاهش PCDD در طبیعت باید اکیدا از سوخت ناقص زباله در حرارت کمتر از ۱۳۰۰درجه فارنهایت جلوگیری کرد. 

آلاینده های شیمیائی هوا

آلاینده‌ها بر حسب ترکیب شیمیایی‌شان ، به دو گروه آلی و معدنی تقسیم می‌شوند.

ترکیبات آلی حاوی کربن و هیدروژن هستند. برخی از ذرات آلی که بیش از سایر ذرات آلی در اتمسفر یافت می‌شوند، عبارتند از: فنلها ، اسیدهای آلی و الکلها.

معروفترین ذرات معدنی موجود در اتمسفر عبارتند از نیتراتها ، سولفاتها و فلزاتی مانند آهن ، سرب ، روی و وانادیم.

 

 

منابع آلاینده‌ها هوا دارای آلاینده‌های طبیعی نظیر هاگهای قارچها ، تخم گیاهان ، ذرات معلق نمک و دود و ذرات غبار حاصل از آتش جنگلها و فوران آتشفشانهاست. همچنین هوا حاوی گاز منوکسید کربن تولید شده به شکل طبیعی (CO) حاصل از تجزیه متان (CH4) و هیدروکربنها به شکل ترپنهای ناشی از درختان کاج ، سولفید هیدروژن (H2S) و متان (CH4) حاصل از تجزیه بی‌هوازی مواد آلی می‌باشد.

منابع آلاینده‌ها را بطور کلی می‌توان در چهار گروه اصلی طبقه بندی کرد: شامل وسائط نقلیه موتوری ، وسائط نقلیه هوایی ، ترنها ، کشتی‌ها و هر نوع استفاده و یا تبخیر بنزین ، در بر گیرنده تامین انرژی و حرارت لازم برای مقاصد مسکونی ، تجاری و صنعتی ، نیروگاههای مولد برق که با نیروی بخار کار می‌کنند، مانند صنایع شیمیایی ، متالوژی ، تولید کاغذ و پالایشگاههای تصفیه نفت ، شامل زایدات ناشی از مصارف خانگی و تجاری ، زایدات زغال سنگ و خاکستر باقیمانده از سوزاندن بقایای کشاورزی.

هیدروکربنها

ترکیبات آلی که تنها دارای هیدروژن و کربن هستند، به نام هیدروکربن نام می‌گیرند که بطور کلی به دو گروه آلیفاتیک و آروماتیک تقسیم می‌شوند.

هیدروکربنهای آلیفاتیک

گروه هیدروکربنهای آلیفاتیک شامل آلکانها ، آلکنها و آلکینها هستند. آلکانها عبارتند از: هیدروکربنهای اشباع شده که در واکنشهای فتوشیمیایی اتمسفر نقش ندارند. آلکنها که معمولا به نام اولفین‌ها خوانده می‌شوند، اشباع نشده هستند و در اتمسفر از لحاظ فتوشیمیایی تا حدودی فعال‌اند. این گروه در حضور نور خورشید با اکسید نیتروژن در غلظتهای زیاد واکنش نشان می‌دهند و آلاینده‌های ثانوی مانند پراکسی استیل نیترات (PAN) و ازن (O3) را بوجود می‌آورند. هیدروکربنهای آلیفاتیک تولید شده تا حدود (326mg/m3) برای سلامت انسان و جانوران خطرساز نیست.

هیدروکربنهای آروماتیک

 هیدروکربنهای آروماتیک که از لحاظ بیوشیمیایی و بیولوژیکی فعال و برخی از آنها بالقوه سرطانزا هستند، یا از بنزن مشتق شده‌اند و یا به آن مربوط می‌شوند. افزایش میزان ابتلا به سرطان ریه در نواحی شهری به هیدروکربنهای چند هسته‌ای خارج شده از اگزوز اتومبیل‌ها نسبت داده شده است. بنزوپیرین ، سرطانزاترین هیدروکربنهاست. بنزاسفنانتریلین ، بنزوانتراسین و کریزین هم مواد سرطانزای ضعیف‌اند.

منابع هیدروکربنها

میل‌لنگها و کاربراتورها ، بیشترین درصد آزادسازی هیدروکربنها را به خود اختصاص داده‌اند. تجهیزات سوزاننده مکمل که با کاتالیست کار می‌کنند، هیدروکربنها را آزاد کرده و منوکسید کربن را سوزانده و تولید CO2 و آب می‌نمایند.

تکنولوژی کنترل هیدروکربنهای متصاعد شده از منابع ساکن تکنولوژی کنترل هیدروکربنهای متصاعد شده از منابع ساکن عبارتند از: خاکستر سازی ، جذب ، تراکم و جایگزین نمودن سایر مواد.

فرآیند خاکسترسازی با دستگاههای سوزاننده مکمل و دستگاههای سوزاننده مکمل کاتالیستی صورت می‌گیرد. جذب سطحی توسط کربن فعال صورت می‌گیرد و جذب هیدروکربنها بوسیله یک محلول شوینده در برجهای سینی‌دار ، شوینده‌های جت و برجهای آکنه ، برجهای پاشنده و شوینده‌های ونتوری صورت می‌گیرد.

منوکسید کربن

گاز منوکسید کربن ، بیرنگ ، بی‌مزه و بی‌بو است و در شرایط عادی از لحاظ شیمیایی بی‌اثر و طول عمر متوسط آن در اتمسفر حدود 2.5 ماه است. در حال حاضر مقدار منو اکسید کربن در اتمسفر بر روی اموال انسانی ، گیاهان و اشیا بی‌اثر یا کم‌اثر است. در غلظتهای زیاد منو کسید کربن ، به علت تمایل زیاد به جذب هموگلوبین می‌تواند در متابولیسم تنفسی انسان بطور جدی اختلال ایجاد نما‌ید.

غلظت منوکسید کربن در نواحی متراکم شهری که ترافیک سنگین و حرکت خودروها کند است، به میزان قابل توجهی افزایش می‌یابد. منابع کربن ، منوکسید کربن طبیعی و انسانی هستند. طبق گزارش آزمایشگاه ملی آرگون ، در اثر اکسیداسیون گاز متان حاصل از مرگ گیاهان سالانه 13.2 میلیون تن CO وارد طبیعت می‌شود. منبع دیگر تولید این ماده ، متابولیسم انسانی است بازدم شخصی که در حال استراحت است بطور تقریبی حاوی CO ، 1ppm است.
 [font=B Nazanin]اثرات اکسید‌کننده‌ها
[/font]

اثرات اکسید‌کننده‌ها بر سلامتی انسان می‌تواند موجب سرفه ، کوتاهی نفس ، گرفتگی راه عبور هوا ، گرفنگی و درد قفسه سینه ، عملکرد نامناسب ششها ، تغییر سلولهای قرمز خون ، آماس خشک و سوزش چشم ، بینی و گلو شوند. اکسید ‌کننده‌های اصلی که به گیاهان آسیب می‌رسانند، عبارتند از PAN , O3 که از خلال روزنه‌های موجود در برگ وارد گیاه شده و در متابولیسم سلول گیاهی دخالت می‌کنند. علائم بوجود آمده از تماس گیاه با PAN عبارتند از: برونزه شدن ، براق شدن و نقره‌ای شده سطح زیرین برگها.

تماس متناوب اکسید ‌کننده‌ها با گیاهان موجب کاهش محصولات می‌شود. اکسید‌ کننده‌ها به سرعت با رنگها ، الاستومرها (اکسید ‌کننده‌ها) الیاف پارچه‌ای و رنگهای نساجی واکنش نشان داده ، آنها را اکسید می‌کند.

استانداردهای کنترل اکسید ‌کننده‌ها

این نکته روشن شده است که حتی اگر هیچ هیدروکربنی در اتمسفر وجود نداشته باشد، تا زمانی که CO و NO2 حضور دارند، مقادیر قابل ملاحظه‌ای از ازن می‌تواند تولید شود. در حال حاضر علیرغم کوششهای منظم بر روی کنترل CO ، هیدروکربنها و NO2 مقادیری از این آلاینده‌ها که برای ایجاد ازن فتوشیمیایی کافی هستند، همچنان در اتمسفر وجود دارد.