يمكن أن يتسبب إطلاق المواد الكيميائية والجسيمات الناتجة عن التفاعلات الكيميائية لحدوث آثار مدمرة على البيئة ، حيث تؤدي إلى أضرار مباشرة بطبقة التروبوسفير و تغيير تكوين ووظيفة طبقات الغلاف الجوي والعديد من الأضرار غير المباشرة على الانسان والحيوان والتي سنتحدث عنها في مقالنا هذا.
ماهي ملوثات الهواء
يمكن تصنيف الملوثات على أنها أولية أو ثانوية. عادةً ما تنبعث الملوثات الأولية مباشرة من عملية أو تفاعل ما ، مثل الرماد الناتج عن انفجار بركاني ، أو غاز أول أكسيد الكربون من عادم السيارات أو ثاني أكسيد الكبريت المنبعث من المصانع.
أصبح قطاع النقل أحد أهم بواعث المركبات الملوثة في العالم وأحد الأسباب الرئيسية لتأثير الاحتباس الحراري. من خلال حرق الوقود ، تنبعث من المركبات والسيارات والشاحنات مجموعة من الملوثات الضارة بالصحة ، مثل الجسيمات وأكاسيد النيتروجين وثاني أكسيد الكبريت وأول أكسيد الكربون والمركبات العضوية المتطايرة . بعض المواد الموجودة في عوادم السيارات تسبب أيضًا “ملوثات ثانوية” مثل الأوزون ، والتي تتشكل من خلال التفاعلات الكيميائية في الهواء.
يعد تلوث الهواء مشكلة خاصة في المناطق الحضرية ، حيث يوجد الكثير من حركة المرور. ومع ذلك ، يمكن لبعض الملوثات السفر لمسافات طويلة وقد تتراكم في الضواحي أو المناطق الريفية بسبب الظروف الجوية مثل الرياح أو الضغط المنخفض.
بالمقارنة مع حركة المرور ، فإن الأنشطة الصناعية مسؤولة عن إجمالي انبعاثات أكبر سنويًا.
ملوثات الهواء الرئيسية
- أكاسيد الكبريت (SOx). إنه أحد أسباب القلق بشأن التأثير البيئي لاستخدام الوقود كمصادر للطاقة.
- أكاسيد النيتروجين (NOx). مركبات النيتروجين (N) ، المنبعثة على شكل NOX و NH3 ، هي الآن المكونات الرئيسية المحمضة في الهواء وتسبب التخثث في النظم البيئية.
- الجسيمات : التي يشار إليها بدلاً من ذلك باسم الجسيمات (PM) أو الجسيمات الدقيقة ، هي جسيمات صغيرة صلبة أو سائلة معلقة في الغاز. كما أن الأنشطة البشرية ، مثل حرق الوقود الأحفوري في المركبات ومحطات الطاقة والعمليات الصناعية المختلفة ، تولد أيضًا كميات كبيرة من الهباء الجوي.
- الأوزون (O3) – لا ينبعث الأوزون مباشرة في الغلاف الجوي ولكنه يتكون من سلسلة من التفاعلات الكيميائية الضوئية عقب انبعاثات الغازات التالية: أكاسيد النيتروجين (NOx) وأول أكسيد الكربون (CO) والمركبات العضوية المتطايرة (VOC).
- أول أكسيد الكربون (CO) – منتج عن طريق الاحتراق غير الكامل للوقود مثل الغاز الطبيعي أو الفحم أو الخشب. عوادم المركبات هي مصدر رئيسي لأول أكسيد الكربون.
- ثاني أكسيد الكربون (CO2) – المنبعث من مصادر مثل الاحتراق وإنتاج الأسمنت والتنفس.
- المعادن الثقيلة ، مثل الزرنيخ (As) والكادميوم (Cd) والرصاص (Pb) والنيكل (Ni).
- البنزين والبنزو (أ) البيرين.
- الأمونيا (NH3) – المنبعثة من العمليات الزراعية.
ملوثات الهواء الأخرى
- المركبات العضوية المتطايرة – المركبات العضوية المتطايرة هي ملوثات هواء خارجية مهمة
- مركبات الكلوروفلوروكربون (CFCs) – ضارة بطبقة الأوزون
آثار التفاعلات الكيميائية على البيئة
1. التأثيرات الصحية
يعد تلوث الهواء من المخاطر البيئية الرئيسية على الصحة. ربطت العديد من الدراسات العلمية تلوث الهواء بالتأثيرات الصحية بما في ذلك:
- ضرر للجهاز التنفسي ، مما يؤدي إلى تطور أو تفاقم أمراض الجهاز التنفسي ، وانخفاض وظائف الرئة ، وزيادة وتيرة وشدة أعراض الجهاز التنفسي مثل السعال وصعوبة التنفس ، أو زيادة التعرض لالتهابات الجهاز التنفسي ؛
- ضرر على نظام القلب والأوعية الدموية.
- الإضرار بالجهاز العصبي ، مما يؤثر على التعلم والذاكرة والسلوك ؛
- ضرر على الجهاز التناسلي.
- السرطانات
قد تؤدي بعض هذه التأثيرات إلى الوفاة المبكرة. يبدو أن الأفراد الحساسين ، مثل كبار السن والأطفال والأشخاص المصابين بأمراض القلب والرئة الموجودة مسبقًا أو مرض السكري ، معرضون بشكل أكبر لخطر الآثار الصحية المرتبطة بتلوث الهواء.
يعتبر الربو وأمراض الجهاز التنفسي من أكثر الآثار شيوعًا على صحة الإنسان وتثير قلقًا خاصًا في حالة الأطفال. يعاني 10٪ من الأطفال الأوروبيين من الربو والحساسية وأمراض الجهاز التنفسي المصاحبة لتلوث الهواء (الجزيئات).
2. تأثيرات النظام البيئي
- يضر تلوث الهواء بالبيئة. على سبيل المثال ، يمكن أن يتسبب الأوزون في إتلاف المحاصيل والنباتات الأخرى ، مما يؤدي إلى إعاقة النمو.
- كما يمكن أن تقلل هذه التأثيرات من قدرة النباتات على امتصاص ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي وتؤثر بشكل غير مباشر على النظم الإيكولوجية بأكملها ومناخ الكوكب.
- ويؤدي ترسب مركبات الكبريت والنيتروجين في الغلاف الجوي إلى تأثيرات حامضية على التربة والمياه العذبة.
- ويسبب التحمض اضطرابات في الوظيفة و بنية النظم الإيكولوجية ذات الآثار البيئية الضارة ، بما في ذلك فقدان التنوع البيولوجي.
- وبالمثل ، يمكن أن يؤدي ترسب مركبات النيتروجين إلى زيادة المغذيات ، مما يشكل زيادة في المعروض من النيتروجين المغذي في النظم الإيكولوجية الأرضية والمائية. وتشمل النتائج التغييرات في تنوع الأنواع ، وغزو أنواع جديدة ، وترشيح نترات المياه الجوفية.
3. المواد المستنفدة للأوزون
الستراتوسفير ، طبقة عالية من الغلاف الجوي تحتوي على تركيز عالٍ من الأوزون. يسمح استنفاد طبقة الأوزون بوصول كمية أكبر من الأشعة فوق البنفسجية (UV) إلى سطح الأرض. تؤدي زيادة مستويات الأشعة فوق البنفسجية إلى إلحاق ضرر كبير بصحة الإنسان والنظم البيئية والحياة البرية والزراعة.
4. غازات الاحتباس الحراري
قد يؤثر تلوث الهواء أيضًا على مناخ الأرض ، حيث تتداخل بعض ملوثات الهواء مع توازن طاقة الأرض ومن ثم تُعرف باسم “العوامل المؤثرة على المناخ”.
يمكن أن تكون هذه الغازات (مثل الأوزون) أو الجسيمات المحمولة جوا (الهباء الجوي). تعكس بعض المؤثرات المناخية الإشعاع الشمسي (مثل هباء الكبريتات) مما يؤدي إلى التبريد الصافي ، بينما يمتص البعض الآخر (مثل رذاذ الكربون الأسود) الإشعاع الشمسي ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الغلاف الجوي. بالإضافة إلى ذلك ، يؤثر الهباء الجوي على التكوين والفيزياء الدقيقة والخصائص البصرية للسحب ، مما يؤدي إلى تأثيرات مناخية غير مباشرة.
قد يؤدي ترسب بعض الهباء الجوي (مثل الكربون الأسود) إلى تغيير انعكاس سطح الأرض (البياض) ، خاصة على الأسطح المغطاة بالجليد والثلج ، وبالتالي تسريع الذوبان.
“تأثير الاحتباس الحراري” هو زيادة في متوسط درجة الحرارة العالمية نتيجة لتراكم الغازات الملوثة في المستويات العالية للغلاف الجوي التي تسبب تغير المناخ الإقليمي والعالمي.
تأثيرات الاحتباس الحراري
- زيادة تواتر الظواهر الجوية المتطرفة (الفيضانات ، تراجع الأنهار الجليدية)
- ارتفاع مستوى سطح البحر
- الاختلافات الشديدة في درجات الحرارة في الشتاء / الصيف
- خفض الإنتاج الزراعي في مناطق معينة
- تغيير النظم الطبيعية
إقرأ أيضًا: مزايا الطاقة الكهرومائية واستخداماتها
