مفهوم آلودگي هوا بسيار گسترده است و به عوامل شيميايي، فيزيكي يا زيست‌شناختي تغيير دهنده‌ي ويژگي‌هاي طبيعي جو گفته مي‌شود، جو زمين يك سامانه‌ي طبيعي پيچيده و فعال است كه موجبات تشكيل حيات را در زمين فراهم آورده است و با تغيير در جو، حيات در زمين نيز با خطر مي‌افتد . براي مثال از سال‌ها پيش بشر متوجه كاهش ازن استراتوسفري شده است كه يكي از پي‌آمدهاي آلودگي هواست كه اثرهاي زيانباري هم بر زيست‌بوم زمين دارد و هم تهديدي براي سلامت جامعه‌ي بشري به شمار مي‌آيد.

  عوامل آلودگي هوا

  آلودگي هوا به دلايل بسيار به وجود مي‌آيد، يكي از مهم‌ترين آن‌ها سوزاندن سوخت‌هاي گوناگون است. براي مثال، مصرف سوخت در نيروگاه‌ها براي توليد انرژي الكتريكي و همچنين مصرف سوخت در خودروها اصلي‌ترين عوامل آلودگي هوا است. اما طبيعت نيز در بعضي موارد باعث آلودگي هوا مي شود، از جمله گرد و غبار ناشي از توفان‌هاي صحرايي، گاز متان كه در نتيجه گوارش غذا از دام‌ها آزاد مي‌شود، آزاد شدن گاز رادون از زمين، آزاد شدن تركيب‌هاي آلي فرار از درختان به ويژه درخت كاج، دود و منوكسيدكربن كه از آتش سوزي طبيعي جنگل‌ها به وجود مي‌آيد و دود و خاكسترهايي كه در نتيجه‌ي فعاليت‌هاي آتشفشاني در هوا پراكنده مي‌شود.

  آلاينده‌هاي هوا را در دو دسته نوع اول و نوع دوم تقسيم مي كنند. آلاينده نوع اول آلاينده‌اي است كه از يكي از منابع آلاينده انساني يا طبيعي آزاد مي‌شود و به هوا مي‌رود. منوكسيد كربن و دي اكسيد كربن از جمله‌ي اين دسته آلاينده‌ها است كه در نتيجه سوختن به وجود مي آيد، اما آلاينده‌ي نوع دوم آلاينده‌اي است كه از واكنش شيميايي آلاينده‌ي نوع اول با ديگر اجزاي هوا به وجود مي‌آيد. تشكيل ازن در مه‌دود نورشيميايي از مهم‌ترين انواع آلاينده‌هاي نوع دوم است.

  1. دي اكسيد گوگرد

  دي اكسيد گوگرد هم از فرآيندهاي طبيعي وارد هوا مي‌شود و هم از فعاليت‌هاي انسان. از جمله موارد طبيعي كه دي اكسيد گوگرد آزاد مي‌كند مي‌توان به تجزيه و سوختن مواد آلي، آزاد شدن از سطح دريا و فوران‌هاي آتشفشاني اشاره كرد. انسان نيز با سوزاندن سوخت‌هاي فسيلي مقدار زيادي از اين آلاينده را وارد هوا مي‌كند. دي اكسيد گوگرد در آب حل مي‌شود و اسيد سولفوريك به وجود مي‌آورد كه ماده‌اي خورنده است و بافت‌هاي گياهان و جانوران را در خود حل مي‌كند. دي اكسيد گوگرد مي‌تواند بيماري‌هاي تنفسي بسياري را به وجود آورد.

  2. ذرات معلق

  بسياري از ما فكر مي‌كنيم كه همه آلاينده‌ها گازي هستند، اما ذرات ريز جامد يا مايع معلق در هوا نيز مي‌توانند باعث آلودگي شوند. ذرات غبار، هاگ گياهان، باكتري‌ها و نمك از اين دسته‌اند. از جمله فعاليت‌هاي انسان كه به انتشار ذرات معلق منجر مي‌شود مي‌توان به معدن‌كاوي، سوزاندن سوخت‌هاي فسيلي، حمل و نقل، كشاورزي و استفاده از سوخت‌هاي جامد براي پخت و پز و توليد گرما اشاره كرد. ذرات معلق را مي‌توان بر پايه‌ي اندازه آن‌ا تقسيم‌بندي كرد. ذرات بزرگ‌تر به طور معمول خيلي زود ته‌نشين و از هوا جدا مي‌شوند، اما ذرات كوچك‌تر ممكن است روزها و ماه‌هاي متوالي در هوا باقي بمانند. مهم‌ترين راه براي حذف اين ذرات معلق بارش باران است. ذرات بزرگ‌تر هنگام تنفس در بيني به دام مي‌افتند، اما ممكن است ذرات كوچك‌تر به ريه‌ها برسند و بيماري‌هاي تنفسي را به وجود آورند.

  3. اكسيدهاي نيتروژن

  از جمله مهمترين اكسيدهاي نيتروژن كه در هوا وجود دارد مي‌توان به اكسيد نيتريك(NO) ، دي اكسيد نيتروژن(NO2) و اكسيد نيترو (N2O) اشاره كرد كه در اين ميان مقدار اكسيد نيترو از دو آلاينده ديگر كمتر است، اما گاز گلخانه‌اي مهمي است كه در پديده‌ي گرمايش جهاني نقش بسياري دارد. از جمله مهم‌ترين منابع توليدي اين آلاينده، احتراق سوخت در خودروها است. اين اكسيدهاي نيتروژن ممكن است روزهاي متوالي در هوا باقي بمانند و طي اين مدت با انجام واكنش‌هاي شيميايي اسيد نيتريك، نيترات‌ها يا نيتريت‌ها را به وجود آورند. اكسيدهاي نيتروژن يكي از عوامل به وجود آورنده‌ي مه‌دود نورشيميايي است.

  4. منوكسيد كربن

  گازي بي‌رنگ و بي‌بو است كه از سوختن ناقص به وجود مي‌آيد. از عوامل طبيعي توليد اين آلاينده مي‌توان به اكسيد شدن متان حاصل از تجزيه‌ي تركيب‌هاي آلي گوناگون اشاره كرد. هر چند كه ممكن است همه نوع سوختن به توليد منوكسيد كربن منجر شود، اما خودرو مهم‌ترين منبع اين آلاينده در شهرهاي بزرگ است. اين آلاينده بين يك تا دو ماه در هوا مي‌ماند. اكسيدشدن و تبديل آن به دي اكسيد كربن، جذب شدن به برخي از گياهان و جانداران ريز و شسته شدن با باران، راه‌هاي حذف آن از هواي اطراف است. هنگامي كه اين گاز را تنفس كنيم، به جاي اكسيژن به هموگلوبين خون متصل مي‌شود و ظرفيت حمل اكسيژن خون را كاهش مي‌دهد. غلظت زياد اين گاز بسيار خطرناك است و حتي ممكن است به مرگ منجر شود.

  5. ازن

  گازي است بي‌رنگ كه آلاينده‌ي نوع دوم به شمار مي‌رود و از واكنش‌هاي شيميايي بين گازهاي آلي فعال و اكسيدهاي نيتروژن در روزهاي آفتابي به وجود مي‌آيد. ازن اكسيدكننده قوي است كه باعث سوزش چشم‌ها و ناراحتي‌هاي تنفسي و همچنين نابودي گياهان مي‌شود. البته بايد توجه داشت ازن موجود در لايه تروپوسفر (لايه‌هاي نزديك به سطح زمين) آلاينده به شمار مي‌رود ، ولي ازن لايه استراتوسفر (لايه‌هاي بالاتر جو) نه تنها آلاينده نيست، بلكه به طور طبيعي در جو توليد مي‌شود و مي‌تواند جلوي پرتوهاي بسيار زيان‌بار فرابنفش خورشيد را بگيرد. اين همان لايه ازني است كه كارشناسان بسيار نگران سوراخ شدن آن هستند. به علت همين ويژگي دوگانه ازن است كه به آن «مولكول دوچهره» مي‌گويند. متخصصان شيمي جو به ازن تروپوسفري «مولكولي خوب در جايي بد» لقب داده‌اند.

  6.سرب

 اگر وارد بدن شود، كاركرد مغز را به ويژه در كودكان مختل مي‌كند. از سال 1985 كه بنزين بدون سرب به بازار آمد، از ميزان سرب در هواي شهرها كاسته شده است. در ايران نيز چندسالي است كه ديگر بنزين با سرب عرضه نمي‌شود.

  مه‌دود نورشيميايي

  مه‌دود نورشيميايي از اثر نور خورشيد بر آلاينده‌هايي كه ناشي از فعاليت‌هاي صنعتي انسان است، به وجود مي‌آيد. ديرزماني تصور مي‌شد كه مه‌دود فقط از سوختن زغال سنگ يا ديگر سوخت‌هاي فسيلي مخلوطي از دود و دي اكسيد گوگرد به وجود مي‌آيد. اما دانشمندان از سال 1950 نوع ديگري از مه‌دود را شناختند كه به آن مه‌دود نور شيميايي مي‌گويند و مخلوطي سمي از آلاينده‌هاي گوناگون مانند اكسيدهاي نيتروژن، ازن تروپوسفري و تركيب‌هاي آلي فرار است. همه‌ي اين مواد، اكسيدكننده هستند و به شدت واكنش مي‌دهند و به همين دليل يكي از مهمترين مشكل‌هاي جوامع صنعتي است.

  هرچند كه امكان تشكيل مه‌دود در همه‌ي شرايط آب و هوايي وجود دارد، اما زماني كه هوا گرم‌تر يا آفتابي‌تر مي شود، مقدار آن بيشتر مي‌شود. همچنين در شهرهايي كه در محاصره كوه‌ها هستند و در نتيجه جريان باد وجود ندارد يا ضعيف است، اين پديده شديدتر است. در سال‌هاي اخير در نتيجه‌ي كاهش گاز دي اكسيد گوگرد، از مقدار مه‌دود كاسته شده است، اما آلودگي‌هاي ناشي از خودروها هنوز هم باعث ايجاد اين پديده مي‌شود.

  هرچند مه‌دود براي سلامتي همه‌ي انسان‌ها زيانبار است، اما كساني كه داراي بيماري‌هاي قلبي و تنفسي باشند در برابر آن آسيب‌پذيرترند. مه‌دود باعث مي‌شود عمل تنفس و به ويژه نفس‌هاي عميق براي ريه‌ها دردآور شود و سوزش چشم‌ها و بيني را در پي دارد. همچنين غشاي محافظ مجراهاي بيني را از بين مي‌برد و در فرآيند بهبود زخم‌ها اختلال ايجاد مي‌كند و در نتيجه آسيب‌پذيري فرد در برابر بيماري‌ها بيشتر مي‌شود. كارشناسان بهداشتي مدعي هستند در زمان‌هايي كه ميزان مه‌دود بيشتر مي‌شود، ميزان مرگ ناشي از ناراحتي‌هاي تنفسي نيز افزايش مي‌يابد.

  8. باران اسيدي

  هنگامي به وجود مي آيد كه pH باران بر اثر حل‌شدن گازهايي مثل دي اكسيد گوگرد و اكسيدهاي نيتروژن كم شود و به مقدار 6/5 تا 5/4 برسد (pH آب معمولي 7 است و هرچه pH آب از 7 كمتر شود، آب اسيدي‌تر مي‌شود). اين گازها از سوختن تركيب‌هاي داراي گوگرد و نيتروژن به وجود مي‌آيد، هرچند ممكن است، خاستگاه طبيعي هم داشته باشند. باران اسيدي باعث اسيدي شدن آب رودخانه‌ها و درياچه‌ها مي‌شود كه براي ماهي‌ها و ديگر آبزيان بسيار زيان آور است. باران اسيدي مي‌تواند باعث اسيدي شدن خاك و كاهش محصولات كشاورزي نيز شود. باران اسيدي همچنين باعث تسريع هوازدگي و فرسودگي ساختمان‌ها نيز مي‌شود.

  نخستين باران اسيدي از منچستر ، يكي از شهرهاي مهم انگلستان در سال‌هاي انقلاب صنعتي، گزارش كردند. دانشمندان در سال 1851 به وجود رابطه‌ي بين آلودگي هوا و باران اسيدي پي‌بردند، اما در بيست سال اخير توجه افكار عمومي به اين مساله بيشتر شده است. دانشمندان براي بررسي ميزان باران اسيدي و رابطه‌ي آن با انقلاب صنعتي لايه‌هاي مختلف يخچال‌ها را بررسي مي‌كنند. در اين بررسي‌ها مشخص شده است كه pH باران از آغاز انقلاب صنعتي به يك‌باره كاهش يافته و از 6 به 5/4 تا 4 رسيده است. دانشمندان با بررسي جانداران ريز آبزي، به نام دياتوم‌ها، نيز به نتيجه‌ي مشابهي رسيدند. هنگامي كه دياتوم‌ها مي‌ميرند، در رسوب‌هاي كف آبگيرها ته‌نشين مي‌شوند. دياتوم‌ها در pH ويژه‌اي رشد مي‌كنند و تعداد دياتوم‌هايي كه در اعماق گوناگون يافت مي‌شود، نشان دهنده‌ي تغيير pH طي سال‌هاي مختلف است.

  پس از انقلاب صنعتي انتشار اكسيدهاي گوگرد و نيتروژن به شدت افزايش يافت. كارخانه‌هاي صنعتي و نيروگاه‌هايي كه از سوخت فسيلي و به ويژه زغال سنگ استفاده مي‌كنند، از مهمترين عامل‌هاي انتشار اين گازها هستند. بخش حمل و نقل نيز يكي ديگر از عوامل افزايش اكسيدهاي نيتروژن در هوا و توليد باران‌هاي اسيدي است. از آنجايي كه دود حاصل از كارخانه‌ها باعث آلودگي هواست، بسياري از كارخانه‌ها با ساخت دودكش‌هاي بلند توانستند از آلودگي هواي اطراف بكاهند. هرچند اين دودكش‌ها از شدت آلودگي در مناطق اطراف كاست، اما وسعت محيط‌هاي آلوده را گسترش داد. هم اكنون حتي در مناطق دور از كارخانه‌هاي صنعتي نيز باران‌هاي اسيدي مي‌بارد، براي مثال خاستگاه باران‌هاي اسيدي كه در اسكانديناوي مي‌بارد، دودهاي كارخانه‌هاي ديگر مناطق اروپاست. هم اكنون باران اسيدي يكي از مشكلات كشورهاي چين، شرق اروپا و روسيه است، باران اسيدي در امريكا به شدت به جنگل‌ها آسيب رسانده است. در اين مناطق از زغال سنگ داراي گوگرد براي توليد گرما و انرژي برق استفاده مي‌شود.

  زيان‌ها آلودگي هوا

  برنامه‌ي محيط زيست سازمان ملل متحد در گزارشي كه بر اساس شاخص‌هاي زيست محيطي و به ويژه آلودگي هوا تنظيم كرده بود، ايران را در سال 2006 در ميان 133 كشور جهان در رتبه 117 جاي داد. در ايران سالانه بيش از 43 هزار نفر بر اثر آلودگي هوا مي‌ميرند كه علت مرگ بيشتر آن‌ها حمله‌ي قلبي و نارسايي‌هاي تنفسي است. خسارت ساليانه آلودگي هوا در ايران نيز 14 هزار و 420 ميليارد ريال، برابر 6/1 درصد توليد ناخالص ملي، است. در تهران نيز سالانه ده هزار نفر مي‌ميرند و خسارت ناشي از آلودگي هواي تهران 5 هزار و يكصد ميليارد ريال، برابر 57/0 درصد توليد ناخالص ملي، است. بيماري‌هاي ناشي از آلودگي هواي شهري نيز ساليانه 2 هزار و 100 ميليارد ريال، برابر 23/0 درصد توليد ناخالص ملي، به اقتصاد ايران زيان وارد مي كند.