كيف يؤثر تلوث الهواء على الكائنات الحية بما في ذلك الإنسان؟
تلوث الهواء يؤثر على الكائنات الحية بما في ذلك الإنسان!
بمجرد إدخالها في الغلاف الجوي ، تدخل الملوثات الدورات الكيميائية الحيوية بطرق مختلفة. يمكن للهواء فوق العديد من المدن استيعاب وتفريق كميات كبيرة من الملوثات الدقيقة والجسيمات الملوثة طالما أن الهواء يمكن أن ينتشر ويتفرق.
الصورة مجاملة: thestar.com/content/dam/thestar/news/world/2013/10/17/air_pollution.jpg
ولكن إذا أصبحت الجماهير الهوائية على المدن راكدة ، تتراكم الملوثات بسرعة وتتدهور جودة الهواء التي تسبب العديد من الأمراض التنفسية في الإنسان والحيوانات الأخرى. تتراكم ملوثات الهواء أيضًا أثناء انحرافات درجات الحرارة ، عندما تصبح طبقات الهواء السطحية محصورة تحت الطبقات العليا الدافئة.
في هذه الحالات ، تمنع الطبقات العليا من الهواء الدافئ من الارتفاع العمودي وتشتيت الملوثات التي تقام بالقرب من الأرض. تحدث الانقلابات في درجات الحرارة عادة في المدن التي تحيط بها الجبال أو تحدها الجبال على جانب المضيفة.
مزيد من جزء من ملوثات الهواء يصل الأرض كما تداعيات الجفاف. قد يدخل بعد ذلك العديد من الدورات الغذائية والسلاسل الغذائية عبر الماء والتربة. وتتفاعل الملوثات الأخرى للهواء كيميائياً أو ضوئياً كيميائياً مع بعضها البعض وتنتج ملوثات ثانوية مثل حمض الكبريتيك والأوزون ونترات البيروكسي أسيتيل أو PAN.
تعمل الهباء الجوي والأشكال الأخرى من الجسيمات الدقيقة كنواة تكثيف ، والتي تُحيط بها أبخرة الماء الموجودة في الهواء بسرعة لتشكل قطرات من الضباب أو المطر.
وعلاوة على ذلك ، تؤثر ملوثات الهواء المختلفة سلباً على النباتات والحيوانات والمناخ في منطقة معينة بشكل مختلف ، وقد نوقشت بعض ملوثات الهواء الشائعة وآثارها الخاصة على الإنسان والغطاء النباتي والمناخ وما إلى ذلك على النحو التالي:
التأثيرات المرضية العامة لتلوث الهواء:
يؤثر تلوث الهواء الشديد على صحة الإنسان ويسبب العديد من الأمراض الفتاكة فيها. على سبيل المثال ، تحدث أمراض الرئة لدى العمال المعرضين للأخطار المهنية ، مثل أمراض الرئة السوداء بين عمال مناجم الفحم الذين يستنشقون غبار المنجم لسنوات عديدة ؛ أو الأسبست بين مائتي الأنابيب وعمال العزل المعرضين لألياف الأسبستوس المحمولة جواً.
كما هو مذكور في الجدول 25T ، وجد أن مجموعة متنوعة من ملوثات الهواء تسبب العديد من الأمراض البشرية مثل انتفاخ الرئة والتهاب الشعب الهوائية المزمن وحساسية حبوب اللقاح وسرطان الرئة ، خاصة في سكان المدن. أبلغ Mountain et al. (1968) أن تلوث الهواء بسبب الجسيمات وأول أكسيد الكربون في مدينة نيويورك يسبب مشاكل في الجهاز التنفسي لدى الأطفال الذين تقل أعمارهم عن 8 سنوات.
وحقق بيكر وزملاؤه (1968) في العديد من المدن الأمريكية على طول الساحل الشرقي تزايدًا في ترددات الالتهاب الشعبي والسعال والتهاب الحلق والأزيز وتهيج العين وصحة عامة في الناس مع زيادة مستوى تلوث الهواء.
بعض ملوثات الهواء الهامة التي تسبب بشكل مباشر أو غير مباشر خسائر اقتصادية للرجال:
1. ثاني أكسيد الكبريت:
واحدة من ملوثات الهواء الغازية الشائعة المعروفة بأنها ضارة بصحة الإنسان هي ثاني أكسيد الكبريت أو ثاني أكسيد الكبريت. هو نشأ في المقام الأول من احتراق الفحم والنفط وعموما ، فإنه يزعج ظهارة الجهاز التنفسي ويضعف التنفس الطبيعي. كما يسبب SO 2 في زيادة السعال والتهاب البلعوم وتهيج العين والصداع في البشر.
عندما يحدث تلوث شديد من ثاني أكسيد الكبريت ، وجد أن معدل الوفيات والربو القصبي يزدادان وفي الماضي تسببا في كوارث مثل ميوز فالي في بلجيكا في عام 1930 ؛ دونورا ، في عام 1938 ؛ لندن ، في عام 1952 ؛ ونيويورك وطوكيو في الستينات (انظر ساوثويك ، 1976).
علاوة على ذلك ، في الغلاف الجوي ، لا تبقى ثاني أكسيد الكبريت في الحالة الغازية لفترة طويلة ، ولكن في وقت قريب جدا يتفاعل مع الرطوبة لتشكيل حامض الكبريتيك أو H 2 SO 4 . يسبب حامض الكبريتيك العديد من أمراض الجهاز التنفسي في الإنسان ، كما ينتج أمطاراً حمضية تسقط على أجزاء من الأرض.
في الدول الاسكندنافية ، وفي اتجاه الريح من المراكز الصناعية في بريطانيا ووادي الرور ، ازدادت حموضة الأمطار 200 مرة منذ عام 1966 ، مع تسجيل قيم أس هيدروجيني منخفضة تصل إلى 2 8 (Oden و Ahl، 1970).
وقد زادت مياه الأمطار الحمضية هذه من حموضة الجداول الاسكندنافية ، مما أدى إلى تكاثر السالمون وتدمير أشجار السلمون. وخفض نمو الغابات وزاد من كمية الكالسيوم والمغذيات الأخرى التي تسربت من التربة الزراعية.
تتعرض النباتات التي تتعرض للكبريت في الغلاف الجوي للجرحى أو القتل مباشرة. يمكن أن ينتج عن تعرض النباتات للتلوث المنخفض لثاني أكسيد الكبريت إصابة حادة ومزمنة. تحدث الإصابة بالنباتات بشكل كبير عن طريق الأيروآول الحمضية خلال فترات الطقس الضبابي والأمطار الخفيفة أو فترات الرطوبة النسبية المرتفعة ودرجات الحرارة المعتدلة. الصنوبر هي أكثر عرضة من أشجار عريضة الأوراق وتتفاعل عن طريق تساقط الأوراق الجزئي وانخفاض النمو.
2. أول أكسيد الكربون:
ملوث الهواء الغازي المهم الآخر الذي يضر بصحة الإنسان هو أول أكسيد الكربون أو أول أكسيد الكربون. وهو يطلق أساسا من محرك البنزين وحرق الفحم. أول أكسيد الكربون يجمع مع الهيموجلوبين في الدم البشري لتشكيل carboxyhaogogins ، مما يعوق نقل الأوكسجين.
يمكن أن تتأثر وظيفة الجهاز العصبي عند مستويات 2٪ إلى 5٪ كاربوكسي هيموجلوبين الذي يحدث بعد تنفس الهواء مع 30 جزء في المليون فقط من أول أكسيد الكربون (Bodkin ، 1974). المشكلة تزداد بشكل كبير عن طريق تدخين السجائر.
تقلل أعراض تسمم أول أكسيد الكربون منخفض المستوى من مرات رد الفعل والضعف النفسي الحركي والصداع والدوار والتعب. في مراحل أكثر تقدمًا ، يحدث الغثيان والرنين في الأذنين وخفقان القلب والضغط في الصدر وصعوبة التنفس.
3. أكاسيد النيتروجين والضباب الدخاني الكيميائي الضوئي:
أكاسيد النيتروجين هي أهم ملوثات الهواء الغازية التي تنشأ بسبب حرق الوقود الأحفوري في السيارات ومحطات توليد الطاقة. النوع الأكثر شيوعًا من ملوثات الهواء النيتروجينية هو أكسيد النيتروجين أو NO2. في الغلاف الجوي يتم تخفيض ثاني أكسيد النيتروجين عن طريق الأشعة فوق البنفسجية إلى أول أكسيد النيتروجين والأكسجين الذري:
NO 2 → NO + O
يتفاعل الأكسجين الذري مع الأكسجين لتشكيل الأوزون:
O 2 + O → O 3
يتفاعل الأوزون مع أول أكسيد النيتروجين لتشكيل ثاني أكسيد النيتروجين والأكسجين ، وبالتالي إغلاق الدورة:
NO + O 3 → NO 2 + O 2
في بعض الأحيان ، في وجود ضوء الشمس ، يتفاعل الأكسجين الذري الناتج عن الحد الضوئي الكيميائي الضوئي لـ NO 2 أيضًا مع عدد من الهيدروكربونات التفاعلية (مثل الميثان والإيثان والتولوين وما إلى ذلك ، وكلها تنشأ عن حرق الوقود الأحفوري أو مباشرة من النباتات ) لتشكيل وسيطة تفاعلية تسمى الراديكاليين.
ثم تشارك هذه الجذور في سلسلة من التفاعلات لتشكيل المزيد من الجذور التي تتحد مع الأكسجين والهيدروكربونات و NO 2 . ونتيجة لذلك ، يتم تجديد ثاني أكسيد النيتروجين ، ويختفي أكسيد النيتريك ، ويتراكم الأوزون ويتشكل عدد من الملوثات الثانوية مثل الفورمالديهايد ، والألدهيد ونترات البيروكسي أسيتيل أو PAN (C 2 H 3 O 5 N). كل هذه تشكل جماعيا الضباب الدخاني الكيميائي.
أكسيد النيتروجين والملوثات الثانوية ضار لكل من الرجل والنبات. كما أن غاز NO 2 ، وهو غاز لاذع ينتج ضبابًا بنيًا ، يسبب تهيجًا في الأنف والعين وإزعاجًا رئويًا. إن التركيزات المنخفضة من الأوزون تهيّج الأنف والحلق ، في حين أن تركيزات أعلى منه تسبب جفاف الحلق والصداع وصعوبة في التنفس.
يؤثر الأوزون و PAN وثنائي أكسيد النيتروجين بشكل كبير على العديد من أشكال الحياة النباتية ، مما يؤدي إلى تدمير خلايا الأوراق ، وإلحاق الضرر بالبلاستيدات الخضراء ، والتدخل في العمليات الاستقلابية للنبات.
4. الرصاص:
يتم حقن الرصاص في الغلاف الجوي بشكل رئيسي من عوادم السيارات ويتسبب في تلوث البيئة على المدى الطويل. يحتوي جازولين السيارات على رباعي إيثيل الرصاص [(CH 3 CH 2 ) 4 Pb] والذي عندما يتم حرقه يدخل إلى الغلاف الجوي. في عينات هطول الأمطار والتربة في المناطق الحضرية تم الإبلاغ عن تركيزات كبيرة من الرصاص.
تم العثور على النباتات على جانب الطريق والفئران التي تعيش على طول الطرق السريعة الرئيسية تحتوي على تركيزات عالية من الرصاص في أنسجتها ، وهذا له تأثير مميت الفرعي على صحة وطول عمر الحيوان.
إن رجال شرطة المرور وغيرهم ممن يتعرضون لفترات طويلة لحركة المرور الكثيفة لديهم مستويات أعلى من متوسط الرصاص في دمائهم. وتشير التقديرات إلى أن 30 إلى 50٪ من الرصاص الذي يتم استنشاقه يتم امتصاصه في الجسم وأن مركبات الرصاص المحمولة جواً تؤدي إلى التسمم بالرصاص.
وعلاوة على ذلك ، أدى استخدام السفن المبطنة بالرصاص في الطهي وتخزين النبيذ إلى أعباء ثقيلة في أجساد المواطنين الرومان. وقد عزا البعض تراجع الإمبراطورية الرومانية إلى التسمم بالرصاص المزمن. في الواقع ، كشف تحليل عظام المواطنين الرومان عن وجود تركيزات عالية من الرصاص (انظر كيمبال ، 1975).
أيضا ، بعض الدهانات والمعجون تحتوي على مكونات رئيسية للرصاص ، وهناك حالات يحدث فيها التسمم بالرصاص نتيجة للتعرض المهني للرسامين وكذلك للأطفال الذين يعترضون أو يقذفون قشور الطلاء القديمة. على الرغم من أن 90-95 ٪ من الرصاص المبتلع غير قابل للذوبان ويتم التخلص منه بسرعة ، فإن الباقي يدخل الدم والأنسجة ، بما في ذلك العظام. تعتبر مستويات الرصاص من 20-40 ميكروغرام لكل 100 غرام من الدم (0.2-0.4 جزء في المليون) عادية وغير ضارة لسكان المدن.
ويؤدي كل من مستويات الرصاص البالغة 0.8 جزء في المليون في الدم البشري البالغ إلى أعراض علنية مثل فقر الدم وأمراض الكلى والتشنجات. ومع ذلك ، في الأطفال قد يؤدي مستوى 0.6 جزء في المليون من الرصاص في الدم التسمم بالرصاص والموت النهائي.
على سبيل المثال ، من 1954 إلى 1967 ، تم علاج 2018 طفل في مدينة نيويورك للتسمم بالرصاص. من هذه المجموعة ، توفي 128 وأصيب كثيرون آخرون بدرجة ما من الضرر الذي لا يمكن إصلاحه في الجهاز العصبي المركزي.
وأخيرا ، فإن تراكم الرصاص في الطبقات الجليدية للصفائح الجليدية في غرينلاند على مدى 200 عام قد أتاح مثالا دراماتيكيا على زيادة التلوث بتطور الصناعة والنقل (ساوثويك ، 1976).
5. تلوث الغبار:
تم العثور على الغبار للسفر عدة آلاف من الكيلومترات ، عبر الصحارى والبحار. الجسيمات التي تنقلها الهواء من الرمال الصحراوية تعبر بحر العرب وتصل إلى الهند على الرغم من أن جزيئات الغبار توفر نواة لتكوين السحب ، يمكن أن تكون مصدر إزعاج لبعض الصناعات التي تتطلب بيئة معقمة ونظيفة مثل الصناعات الدوائية ومصانع تجهيز الأغذية. أنها في بعض الأحيان تصبح المخاطر الصحية لأنها قد تؤدي إلى أمراض مثل الحساسية الربو والتهاب الشعب الهوائية وانتفاخ الرئة وحتى ibises في الرئتين (داس وآخرون ، 1981).
ومع ذلك ، تم العثور على تلوث الغبار من الهواء التي تسيطر عليها بعض النباتات دائمة الخضرة والأعشاب والمشويات مثل السحالب. أفاد مختبر أبحاث التلوث ، كلية الزراعة ، جامعة كلكتا أن بعض النباتات لديها قدرات رائعة لتنقية الغبار ، وتنقية الهواء ، وتنقية الهواء.
في إحدى الدراسات ، تم دراسة أن بعض النباتات ذات الأوراق البسيطة مثل peepal (Ficus riligiosa) ، pakur (Ficus infectoria) ، banyan (Ficus benghalensis) ، خشب الساج (Tectona grandis) ، sal (Shorea robusta) ، أرجونا ( تيرميناليا أرجونا) ، الصاري (Polyalthia longifolia) ، المانجو (Mangifera إنديكا) - ، وما إلى ذلك ، هي أفضل جامعات الغبار من النباتات مع أوراق مركب مثل جول mohar (Poinclana regia) ، التمر الهندي (Tamarindus indica). Cassia fistula، neem (Azadirachta indica) (Das etal.، 1981).
باء - بعض التأثيرات المتنوعة لتلوث الهواء:
إلى جانب آثاره المرضية على الإنسان ، يسبب تلوث الهواء أنواعًا من الأضرار التالية للإنسان:
1 - أدت الزيادة في عدد الضباب الأرضي وتلوث الهواء في المدن إلى عرقلة الرؤية عن الطيارين وظلت المساهمين الرئيسيين في حوادث الطائرات.
2 - في العديد من المناطق ، يلحق تلوث الهواء ضررا مثيرا بالمحاصيل الزراعية ومجتمعات النباتات الطبيعية على السواء. تم العثور على الضباب الدخاني وتلوث الهواء على وجه التحديد لتلف غابات الصنوبر ومحاصيل حديقة الشاحنة وبساتين الحمضيات والبصل والكرفس والمحاصيل الحقلية من ألفا ألفا والذرة الحلوة. قد قدّر [تورك] وأخرى ، 1974 ، خسارة سنويّة من بليون [بلكتور] واجبة إلى يدمّر غطاء نباتيّة ب [أير تلّور] في [أوسا]
3 - وحدثت ضرر للثروة الحيوانية الزراعية ، ولا سيما التلوث الناجم عن الفلوريد والتلوث بالزرنيخ الناجم عن الهواء. تسببت مركبات الفلور المفرطة التي تلوثت العلف بالتسرب في بعض الأحيان في إصابة الأبقار بالفلور ، وهو التكلس غير الطبيعي للعظام مما يؤدي إلى العرج (Turk et al. ، 1974).
4. تلوث الهواء يأخذ أيضا حصيلة المباني وغيرها من الأشياء التي يصنعها الإنسان. عندما تتراكم الرطوبة في الهواء الملوث ، فإن أكاسيد الكبريت والكربون والنيتروجين تشكل حامض الكبريت والكربونيك وحمض النيتريك الضعيف ، والتي تفسد المعادن والحجر والطلاء والمطاط والمنسوجات وحتى بعض اللدائن.
في جميع أنحاء أوروبا وفي المدن الحضرية الكبرى والمدن مثل آجرا ودلهي ولوكناو وكلكتا وبومباي ، العديد من المباني الشهيرة والآثار والكنوز الفنية تتدهور بمعدل ينذر بالخطر بسبب الآثار التآكلية لتلوث الهواء.
جيم - آثار تلوث الهواء على الطقس والمناخ والعمليات الجوية:
على المستوى الإجمالي ، يسبب تلوث الهواء مشكلتين عالميتين - تلوث الغلاف الجوي العلوي وتغير الطقس والمناخ. في الواقع ، يؤثر التلوث وتركيزات السكان على أنماط الطقس المحلية ، كما هو الحال في الظواهر المعروفة "للجزر الحارة" حول المدن. بما أن أنماط هطول الأمطار المحلية تتغير من خلال توزيع وفرة من نوى الجسيمات في الطبقة السفلى من الغلاف الجوي (Brodine ، 1973) ، هناك زيادة ملحوظة في هطول الأمطار في المدن وحولها بسبب تلوث الهواء (Thompson، 1975).
يؤثر تلوث الهواء أيضًا على الطقس على أساس قاري أو عالمي. يصل العديد من الملوثات الغازية والهباء الناعم إلى الغلاف الجوي العلوي ، حيث يكون لها تأثيرات أساسية على اختراق وامتصاص ضوء الشمس.
يشعر برودين (1973) وبعض البيولوجيين البيئيين المعاصرين الآخرين بأن زيادة تلوث الجسيمات قد تقلل من كمية طاقة أشعة الشمس التي تصل إلى سطح الأرض ، وبالتالي تخفض الإشعاع الشمسي على سطح الأرض وتنتج تأثيرًا تبريدًا على المناخات العالمية مما قد يؤدي في النهاية إلى حدوث ثلج آخر. عمر. في الواقع ، أبلغ طومسون (1975) عن انخفاض في متوسط درجات الحرارة السنوية في نصفي الكرة الأرضية الشمالي وزيادة في الغطاء الجليدي القطبي الشمالي.
تأثير البيت الاخضر:
ثاني أكسيد الكربون هو مكون طبيعي من الغلاف الجوي ، ولكن التركيز يتزايد في الهواء بمعدل ينذر بالخطر. منتج ثانوي لحرق الوقود الأحفوري ، ليس بالضرورة ملوثًا. إنها تنتج تأثيرات فسيولوجية ضارة فقط عند مستويات عالية جدًا.
وتشير التقديرات إلى أن ما يقرب من نصف المدخلات يبقى في الغلاف الجوي ويتم إزالة نصفه الآخر بواسطة المحيطات والنباتات. تم العثور على زيادة كمية ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لزيادة درجة حرارة الأرض.
إن الخصائص الطيفية لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي تجعله يميل إلى منع الإشعاعات الطويلة الموجة (أي الإشعاع الحراري بالأشعة تحت الحمراء) من الأرض من الهروب إلى الفضاء الخارجي وتحويله إلى الأرض. هذا الأخير لديه درجة حرارة متزايدة على السطح (ترك وآخرون ، 1974). تسمى هذه الظاهرة التأثير الجوي (Lee، 1974) أو تأثير الاحتباس الحراري (انظر Southwick، 1976، Smith، 1977).
زادت تأثيرات التبريد والتسخين المتزامنة لتلوث الهواء على الأرض من التباين في أنماط الطقس في جميع أنحاء العالم والتي قد تشكل تهديدًا خطيرًا للإنتاج الغذائي العالمي (Thompson، 1975). في الآونة الأخيرة ، حاول بعض علماء البيئة ربط تلوث الهواء بجفاف خطير وطويل ، والأمطار الغزيرة والفيضانات ، والأعاصير والأعاصير الأكثر خطورة (انظر ساوثويك ، 1976).
تقشير مظلة الأوزون من قبل CFMs:
يتم استخدام مركبات فلوروكربون معينة والتي يطلق عليها اسم مركبات الكلوروفلورومان أو CFM أو "الفريون" كوقود دفع في علب الأيروسول المضغوطة. فهي خاملة في التفاعلات الكيميائية والفيزيائية الطبيعية ، ولكنها تتراكم بكميات أكبر عند الارتفاعات العالية وهناك في الستراتوسفير ، تقوم هذه المركبات الغازية الخاملة (أي CFMs) بإطلاق ذرات الكلور تحت تأثير الإشعاع فوق البنفسجي المكثف المكثف.
ثم تتفاعل كل ذرة من سلسلة الكلور مع أكثر من 000 1 جزيء من الأوزون ، وتحويل الأوزون إلى الأكسجين. ويسمح انخفاض الأوزون الستراتوسفيري بتغلغل أكبر للأشعة فوق البنفسجية ، مما يزيد من حدة الأشعة فوق البنفسجية على سطح الأرض.
ويشعر بعض العلماء مثل أحمد (1975) وبرودور (1975) ورسل (1975) أن هذا الإشعاع المكثف سيسبب زيادة كبيرة في سرطان الجلد وفي نهاية المطاف يكون له آثار مميتة على العديد من الكائنات الحية ، بما في ذلك الإنسان.
كما أن طبقة الأوزون الواقية من الستراتوسفير يعتبرها العديد من علماء البيئة مهددين بالانقراض بواسطة الطائرات النفاثة الأسرع من الصوت. المحركات النفاثة للطائرات الأسرع من الصوت التي تطير على ارتفاعات عالية تطلق أكسيد النيتروجين (NOx) الذي يدمر جزيئات الأوزون بطريقة تحفيزية (انظر Southiwick، 1976).
