گرد و غبار و راهبردهای مطالعاتی

هوا­ از عناصر ضروری برای ادامه حیات انسان است. هر فرد روزانه نزدیک به 22000 بار تنفس می­کند و تقریبا به 15 لیتر هوا در روز نیاز دارد (جدول1-1). طبق گزارش WHO^[1] در سال 2014 سالانه هفت میلیون مرگ و میر ناشی از آلودگی هوا رخ می­دهد. همچنین بر اساس گزارش مؤسسه بین­المللی تحقیقات سرطان^[2] در سازمان جهانی بهداشت در سال 2013، آلودگی هوا و ذرات معلق آن به عنوان ترکیبات سرطان­زا برای انسان در گروه یک (خیلی مهم) طبقه­بندی شده است (آهنگری و همکاران، 1394). این مهم به اثبات رسیده است که آلاینده­های هوا با نرخ بالا مرگ و میر همراه هستند (Mahwar et al., 1997). لذا امروزه آلودگی هوا یکی از مهم­ترین چالش­های زیست محیطی است که عواقب زیانبار متعددی را به دنبال دارد و با توجه به روند رو به رشد آلودگی هوا در بسیاری از شهر­های بزرگ دنیا، این امر یکی از بزرگ­ترین تهدید کننده­های سلامت انسان است. آلاینده­های هوا موجب تشدید بیماری­های تنفسی مانند آمفیزم و برونشیت می­شوند. بر اساس گزارش سازمان جهانی بهداشت در سال 2000 میلادی افزون بر 200 میلیون نفر از مردم جهان در معرض آلودگی ناشی از هوا قرار دارند (باز­گل و جعفری،1387). با وجود مطالب گفته شده پایش آلاینده­ها و تعیین مستمر کیفیت هوای کلان­شهر­­ها در تدوین برنامه­های کنترلی امری ضروری است (ارفعی­نیا و همکاران،1394).

 

1-2- آلودگی هوا^[3]

آلودگی هوا عبارت است از وجود و پخش یک یا چند آلاینده (اعم از جامد، مایع، گاز، تشعشع پرتوزا و غیر پرتوزا) در هوای آزاد به مقدار و مدتی که کیفیت هوا را به طوری که برای انسان و سایر موجودات زنده مانند گیاهان و یا حتی آثار و ابنیه زیان آور باشد، تغییر دهد (آهنگری و همکاران، 1394). افزایش آلاینده­هایی همچون دی­اکسید­کربن، موجب کاهش اکسیژن­رسانی و گلوکز­رسانی به مغز می­شود و نهایتاً باعث بروز عصبانیت و تند خویی در افراد می­گردد (سلحشوری­فرد، 1394).

 

نوع فعالیت	Lit/min	Lit/day	kg/day
در حال استراحت	4/7	106000	12
در شرایط کار سبک	28	404000	45
در شرایط کار سنگین	43	62000	69

جدول 1-1- میزان نیاز بیولوژیکی انسان به هوا (ﻋﺎﺑﺪی، 1395)

 

1-3- اهم تلاش­ها جهت کاهش آلودگی هوای شهرها

آلودگی هوا از مهم­ترین مشکلات بهداشتی در شهر­های در حال توسعه می­باشد (طولابی و همکاران، 1390). که در این میان صنعت و بخش حمل و نقل مهم­ترین عوامل آلوده­کننده هوا در ایران هستند (ظفری و همکاران، 1395). مهم­ترین آلاینده­های هوا به وسیله تعدادی از فرآیند­های طبیعی و فعالیت­های انسانی در جو ذوب می­شود که شامل اکسید نیتروژن، ترکیبات آلی فرار و ذرات جامد می­باشند (Mannucci and Franchini, 2017). برخی از مهم­ترین راهکار­های انجام شده در خصوص کاهش آلودگی هوا به شرح زیر می­باشد (تاران و همکاران، 1392):

• حذف سرب از بنزین؛
• استقرار و ارتقاء استاندارد­های زیست­محیطی در خودروهای سواری؛
• ارتقاء سطح تکنولوژی ساخت و تولید خودرو؛
• گاز سوز شدن تعداد از اتوبوس­های شهری؛
• افزایش ایستگاه­های سنجش آلودگی؛
• مدیریت ترافیک؛

• اصلاح نسبی کیفیت سوخت جهت ارتقاء سیستم تولید و ساخت خودرو­های داخلی و توزیع گازوئیل کم گوگرد.

 

1-4- مهم­ترین حوادث ناگوار آلودگی هوا

1-4-1- واقعه لندن (انگلستان)

توده هوایی پرفشاری که طی بازه زمانی 5 روزه در دسامبر سال 1952 آسمان شهر لندن را فراگرفت، موجب وارونگی حرارتی در سطح پایین آسمان این شهر گردید و دود و دی­اکسید­گوگرد ساکن مانده بر آسمان آن منطقه موجب بستری شدن 4000 نفر از مردم در بیمارستان­ها گردید. این رخداد در دسامبر سال 1962 و نیز ژانویه سال 1965 در شهر لندن تکرار شد و صدها نفر از مردم در اثر این حادثه جان خود را از دست دادند.

 

1-4-2- لس آنجلس (ایالات متحده آمریکا)

شهر لس آنجلس بر روی یک دشت در ساحل رودخانه در قسمت جنوبی ایالت کالیفرنیا قرار گرفته است. در این شهر ارتفاع زمین به تدریج از خط ساحلی به طرف کوه­های شرقی افزایش می­یابد به طوریکه در فاصله 50 کیلومتری دارای ارتفاع 600 متر می­باشد. وضعیت توپوگرافی این شهر موجب شده است که گاز­های مضر خارج شده از هزاران اتومبیل در هوای اتمسفر محبوس شدند و پایدار بمانند. وارونگی حرارتی موجب افزایش پایداری و محبوس ماندن این گاز­ها در اتمسفر گردیده و مه دود فتوشیمیایی و پراکسی استیل نیترات در جو منطقه ایجاد شود. در پی این رخداد، کاهش میزان دید، تحریک و سوزش چشم ها اتفاق می­افتد و گیاهان نیز صدماتی را متحمل می­شوند.

 

1-4-3-توکیو (ژاپن)

در بامداد هجدهم ژوئن سال 1970 مه غلیظی بر فراز شهر توکیو شکل گرفت و منجر به افزایش مقدار اکسید­های اکسیژن اتمسفر گردید. در اثر این پدیده 6000 نفر از مردم دچار سوزش چشم، زخم گلو و مشکلات تنفسی شدند. علت این امر واکنش میان اکسید­های فتوشیمیایی و دی­اکسید گوگرد می­باشد که منجر به تشکیل مه اسیدی گردید. در پی این رخداد، تحریک چشم و سوزش چشم برای افراد مشکل­ساز گردید. برای جلوگیری از وقوع حوادث ناگوار و به حداقل رساندن وقوع آن، مراقبت ویژه مسئولین، در نظر گرفتن توپوگرافی، اوضاع جوی، سلامت انسان و محیط زیست و حفظ جوانب ایمنی مکان­هایی که صنایع واقع می­شوند ضروری است (et al., 2001 Koizumi).

 

1-5- فاکتور خطر^[4]

پدیده گرد و غبار به طور معنی­دار با یک تاخیر سه روزه با بستری شدن بیماران قلبی و تنفسی مردان و زنان، با تاخیر 4 روزه عفونت دستگاه تنفسی فوقانی در مردان، تاخیر 6 روزه مشکلات ذات الریه در مردان و تأخیر 3 روزه فشار خون در مردان، ارتباط دارد. در مدل آنالیز فصلی، ارتباط بین پدیده گرد و غبار، بستری شدن بیماران قلبی و تنفسی به ترتیب در فصل بهار و تابستان بیشتر از سایر فصل­ها است (دل انگیزان و همکاران، 1391). ارتباط معنی­داری بین مرگ و میر ناشی از بیماری­های مورد مطالعه با آلودگی هوا وجود دارد. کودکان و افراد بالای 65 سال از آسیب پذیرترین رده­های سنی در مواجهه با گرد و غبار هستند، زیرا کیسه­های هوایی کودکان به صورت نارس^[5] و تکامل نیافته هستند (عتابی و همکاران، 1396).

 

1-6- آلاینده­های هوا^[6]

آلاینده­های هوا در جو انواع مختلفی دارندکه با تغییر در ترکیب جو، بر محیط زیست تأثیر می­گذارند. غلظت آلاینده­های هوا به مقدار منابع آلوده کننده هوا و همچنین به توانایی جو برای جذب یا انتشار این آلاینده­ها نیز بستگی دارد. غلظت آلودگی هوا در موقعیت­های فضایی مختلف، متفاوت می­باشد و نیز با توجه به تغییر شرایط هواشناسی و توپوگرافی متغیر خواهد بود. منابع آلاینده­های هوا عبارتند از منابع طبیعی و منابع انسان­زاد (Mahwar et al., 1997).

1-6-1- دی­اکسید­گوگرد (SO₂)^[7]

دی اکسید گوگرد گازی بی­رنگ، غیر قابل اشتعال و انفجار است که در غلظت­هایppm  3/0-1  درهوا وجود دارد. در غلظت­های بیشتر از ppm 3 این گاز بوی تند و محرکی را به دنبال دارد. SO₂ به طور متوسط 2 تا 4 روز در هوا باقی می­ماند (آهنگری و همکاران، 1394). منابع  SO₂شامل انتشار از سوخت­های فسیلی، انتشارات صنعتی، وسایل نقلیه دیزلی، سوخت زغال سنگ، گاز­های طبیعی، نفت و سوخت­های مشتق شده از مواد باطله نظیر تایرهای فرسوده می­باشد (غضبان، 1392). تنگ شدن راه­های هوایی تنفس، اسپاسم برونش، سرفه شدید، سوزش چشم و مجاری تنفسی، کاهش کارایی سیستم تنفسی و تنگی نفس، کم شدن عمق تنفس و در نهایت تشدید عوارض قلبی و تنفسی از اثرات بهداشتی منتسب به دی­اکسید­گوگرد به شمار می­رود. تنگ شدن راه­های هوایی تنفس، اسپاسم برونش، سرفه شدید، سوزش چشم و مجاری تنفسی، کاهش کارایی سیستم تنفسی و تنگی نفس، کم شدن عمق تنفس و در نهایت تشدید عوارض قلبی و تنفسی از اثرات بهداشتی منتسب به دی­اکسید­گوگرد به شمار می­رود (Mahwar et al., 1997).

 

1-6-2- دی اکسید نیتروژن^[8] (NO₂)

دی­اکسید­نیتروژن گازی با رنگ قرمز مایل به نارنجی تا قهوه­ای است که نقطه جوش 1/21 درجه سانتیگراد دارد. این گاز محرک مجاری تحتانی تنفسی است و گازی سمی به شمار می­رود (جدول 1-2). دی­اکسید نیتروژن را می­توان مهم­ترین منبع آئروسل­های نیترات معرفی کرد که خود بخش مهمی از PM_2.5 را تشکیل می­دهند. مطالعات متعددی NO₂ را عنوان نشانگر آلاینده­های مرتبط با احتراق، به ویژه آن­هایی که از منابع متحرک (ترافیک جاده­ای) یا منابع ثابت (احتراق خانگی) منتشر می­شوند، معرفی کرده­اند (آهنگری و همکاران، 1394). سطوح بالا NO₂ در نقاطی که مقادیر ازن و هیدروکربن­ها بالا هستند، انتظار می­رود. به طور کلی مناطق با جمعیت زیاد و ترافیک بالا برای اندازه­گیری  NO₂انتخاب می­شوند (Mahwar et al., 1997).

 

 

 

 

 

 

جدول 1-2- اثرات بهداشتی  NO₂بر حسب غلظت و زمان تماس (آهنگری و همکاران، 1394)

NO2 برحسبppm  (زمان تماس)	اثرات مشاهده شده
ppm  2/0 – 3/0  (به مدت 5/0-2 ساعت)	افزایش واکنش مسیر هوایی در افراد آسمی کاهش اندک (4-6 درصد) در PVC در بیماران COPD با فعالیت متوسط
ppm   2/0 (به مدت 2-3 ساعت)	کاهش اندک (5-9 درصد) در FCV در بیماران COPD با فعالیت متوسط
ppm  3- 5/1 (به مدت 2-3 ساعت)	افزایش واکنش مسیرهوایی به عوامل منقبض شدن مجاری تنفسی در افراد بالغ سالم
بیش از ppm2 (به مدت 3-1 ساعت)	اختلال در عملکرد ریه (مثلا افزایش مقاومت مسیر هوایی)
کمتر از 2/0  ppm   متوسط در طی شیفت کاری	افزایش شیوع علائم بیماری­های حاد تنفسی
غلظت 5/1 یا بیشتر NO2 در طی بازه کاری	پیدایش علائم بیماری­های حاد تنفسی (سرفه، درد در قفسه­سینه، تنگی نفس)

 

 

1-6-3- ذرات PM^[9]

ذرات PM معمولاً به صورت طبیعی (به عنوان مثال حاصل از: از افشانه­های دریایی، فعالیت آتشفشانی، فعالیت­های بیولوژیکی) و یا به شکل انسان­زاد (متأثر از فعالیت­های صنعتی و سوزاندن سوخت­های فسیلی) به محیط وارد می­شوند. ذرات PM بر اساس اندازه طبقه بندی می­شوند و شامل ذرات درشت PM₁₀ (ذرات بین 10 و 5/2 میلیمتر)، ذرات PM_2.5 (ذرات بین 5/2 تا 1/0 میلی متر) و ذرات فوق العاده ریز PM₁ (ذرات تا 1/0 میلیمتر) می­باشند (Martinelli., 2013). تغییرات فصلی آلاینده­ها نشان دهنده بیشینه مقدار CO، NO₂ و PM₁₀ در تابستان و زمستان می­باشد (Martinelli, 2013).

 

1-6-4-  ^[10]RSPM

وسایل نقلیه دیزلی یکی از منابع اصلی RSPM است. بهتر است ایستگاه اندازه­گیری RSPM در محل پر ترافیک باشد.

 

1-6-5- SPM^[11]

منابع اصلی SPM شامل گرد و غبار ناشی از فعالیت­های ساختمانی، می­باشد. به طور کلی ایستگاه­های اندازه گیری SPM باید در مناطقی قرار گیرد که تراکم وسیله نقلیه بالا باشد و فعالیت­های ساختمانی و گرد و غبار نیز زیاد باشد (Mahwar et al., 1997).

 

1-6-6- مونوکسید کربن (CO)^[12]

مونو­کسید­کربن گازی بی­رنگ، بی بو و بسیار پایدار است که دارای زمان ماندگاری 2 تا 4 ماه در اتمسفر می­باشد. این گاز از اجزای کمیاب تروپوسفر است و توسط فرآیند­های طبیعی و از منابع مصنوعی به جو آزاد می­شود. غلظت­های متوسط CO به طور فصلی تغییر می­کند، بیشترین و کمترین میزان غلظت به ترتیب مربوط به زمستان و تابستان می­باشد (آهنگری و همکاران، 1395). کلسینه شدن آهک و احتراق سوخت­های فسیلی از عوامل افزایش CO₂ (کربن دی اکسید) و CO (کربن مونو اکسید) می­باشد (غضبان، 1392). اثرات مونوکسید کربن بر کار­کردهای فیزیولوژیک انسان را می­توان به صورت زیر خلاصه نمود؛

• اثرات قلبی و عروقی؛
• اثرات مغزی و ایجاد ناهنجاری در رفتارهای عصبی؛
• اثر فیبریونولیز؛

باتوجه به اینکه میل ترکیبی مونوکسید کربن با هموگلوبین خون 220 برابر بیشتر از اکسیژن است در محیط­های آلوده به مونوکسید و کربوکسی، هموگلوبین خون به سرعت افزایش می­یابد (آهنگری و همکاران، 1394).

وسایل نقلیه از مهم­ترین منابع انتشار مونوکسید­کربن به محیط­زیست هستند به طور کلی مناطق با تراکم جمعیت بالا دارای وسایل نقلیه فراوان و سطح CO بالاتر می­باشد و لازم است پایش مقادیر CO در این مناطق به طور مستمر صورت گیرد. پایین­ترین غلظت گزارش شده (36/0 میلی گرم بر متر مکعب) باعث ایجاد حساسیت در چشم انسان می­شود (جدول 1-3 و 1-4) همچنین افزایش میزان CO موجب فرورفتگی چشم و قرمزی کونژنتیک می­گردد (Kielhorn et al., 2003).

 

جدول 1-3– اثرات بهداشتی مونوکسید­کربن (Kielhorn et al. 2003)

ردیف	مقدار	مدت تماس	اثرات
1	ppm 9	8 ساعت	حد استاندارد ملی
2	ppm 50	6 هفته	تغییر در ساختار قلب و مغز حیوانات
3	ppm 50	50 دقیقه	تغییر در دید و شفافیت
4	ppm 50	12-8 ساعت	اختلالات عصبی

 

جدول 1-4- محاسبه شاخص کیفیت آلودگی هوا برای گاز CO(طولابی و همکاران، 1390)

وضعیت	AQI	CO (برحسب ppm)
خوب	0-50	0/0- 4/4
متوسط	51-100	5/4-4/9
ناسالم برای افراد حساس	101-150	5/9- 4/12
ناسالم	151-200	5/12- 4/15
بسیار ناسالم	201-300	5/15- 4/30
خطرناک	301-400	5/30- 4/40
خیلی خطرناک	401-500	5/40- 4/50

  

  مونواکسید کربن موجب کاهش توانایی خون در انتقال اکسیژن به بافت­ها می­شود، این ماده سمی برای سیستم گردش­خون بسیار مشکل ساز می­باشد (ﻋﺎﺑﺪی، 1395).

 

1-6-7- متان ( (CH₄^[13]

سالانه 1% به میزان متان اتمسفر افزوده می­شود. چنین به نظر می­رسد که 12 تا 20 درصد از آثار گلخانه­ای توسط متان انسان منشأ ناشی شده است. منابع طبیعی متان را می­توان به موریانه­ها و تالاب­های آب شیرین نسبت داد، موریانه­ها طی فرآوری چوب منجر به تولید متان می­شوند. استفاده از زی­توده (مواد آلی نظیر هیزم) برای تولید گرما و انرژی، استفاده از زغال سنگ، گازهای طبیعی حاصل از فعالیت­های کشاورزی نظیر شالی­کاری و دامپروری از جمله عوامل طبیعی افزایش متان زمین می­باشد (شکل 1-1) (علیزاده و همکاران، 1390). عواملی چون اقیانوس­ها، زمین­های مرطوب، آتش­فشان­ها و آتش­سوزی طبیعی از جمله عوامل طبیعی افزایش متان جو می­باشند. فعالیت­های کشاورزی و دامپروری نیز سهم بسزایی در افزایش متان جو دارند (اکبرزاده، 1391).

 

شکل 1-1- سهم عوامل انسانی در پخش متان (اکبرزاده، 1391)

 

1-6-8- ازن (O₃)^[14]

دو نوع ازن (O₃) وجود دارد که شامل ازن مفید (لایه ازن یا ازن موجود در استراتوسفر) و ازن مضر (ازن موجود در تروپوسفر یا سطح زمین) می­باشد. ازن یکی از اجزای اصلی مه­دود فتوشیمیایی و در گروه اکسیدان­های فتوشیمیایی هواست که از واکنش اکسیدهای نیتروژن (NO_X) و ترکیبات آلی فرار (VOC_S) در حضور نور خورشید (واکنش فتوشیمیایی)، تشکیل می­شود. بنابراین بیشترین مقادیر ازن در شرایط آفتابی تشکیل می­گردد. غلظت­های حداکثر ازن در بعد از ظهر رخ می­دهد و به طور کلی یک آلاینده تابستانه^[15] است. غلظت­های حداکثر ازن در سطح زمین به ندرت دو تا سه ساعت دوام دارد. نیمه عمر این آلاینده­ در 20 درجه سانتیگراد حدود سه روز می­باشد (آهنگری و همکاران،1394). ازن گازی متشکل از 3 اتم اکسیژن است. مواد مخرب لایه ازن شامل کلروفلوئروکربن­ها، هالوژن­ها، حلال­ها می­باشد (احمدی و همکاران، 1392). مواجه با ازن سبب مشکلات تنفسی متعددی، نظیر حملات آسمی، کاهش عملکرد ریه و بیماری­های ریوی می­شود. به ازای افزایش هر 10 میکروگرم بر متر مکعب غلظت ازن، میزان مرگ و میر روزانه حدود 3/0 درصد و مرگ بیماران قلبی حدود 4/0 درصد افزایش می­یابد. حدود 40 درصد ازن در بینی و حنجره جذب می­شود و 60 درصد آن به عمق ریه می­رسد (آهنگری و همکاران، 1394). ازن موجب مشکلات تنفسی، کاهش توان شش­ها، آسم و گرفتگی سیستم ایمنی بدن می­گردد (ﻋﺎﺑﺪی، 1395).

از جمله مهم­ترین اثرات ازون بر دستگاه تنفس را می­توان به صورت زیر خلاصه کرد (آهنگری و همکاران، 1394):

• ازن می­تواند در هر قسمت از بافت ریه نفوذ کند و این امر به غلظت اولیه آن بستگی دارد.
• مقدار اندکی از ازون وارد جریان خون می­شود.
• تغییر در عملکرد ریه­ها در تماس با غلظت ppm 3/0 ازن در مدت دو ساعت، با قطع تماس برگشت پذیر است.
• تغییر در ساختمان پروتئین ریه بعد از یک ساعت تماس با غلظت ppm 1 ازون رخ می­دهد.
• تغییرات بیوشیمیایی ریه و دیگر اعضا پس از چهارساعت تماس با غلظت ppm 6-3 ازون اتفاق می­افتد.
• حساسیت در برابر عفونت­های باکتریایی در مواجهه سه ساعت با ppm8/0 ازون رخ می­دهد.
• تأثیر بر حجم هوای خروجی که با فشار بر ریه خارج می­گردد.

ازن ترکیبی ثانویه است و در واکنش­های آلاینده­های دیگر مانند NO، HC تشکیل شده است. ایستگاه­های اندازه­گیری ازن باید به سمت پایین تروپوسفر قرار بگیرند. ورودی پروب نمونه­برداری از تجزیه کننده ازن باید 3 تا 15 متر (10 تا 49 فوت) بالاتر از زمین، حداقل 4 متر (13 فوت) از درختان بزرگ و 120 متر (349 فوت) از ترافیک سنگین خودرو­ها بالاتر باشد.

 

9-6-1- آروماتیک­ها

برخی از هیدروکربن­های آروماتیک چند حلقه­ایPAH_s  سرطان­زا هستند و معمولا ًبه ذرات هوا متصل می­شوند. قرار گرفتن در معرض ابتلا به PAH خطر ابتلا به بیماری­های سرطانی در ارتباط با تنفس ذرات را افزایش می­دهد(رجوع شود به فصل دوم). (Mahwar et al., 1997).

 

1-7- رفتار آلاینده­های هوا

در محیط شهری افزایش جمعیت مهم­ترین عامل افزایش آلاینده­ها محسوب می­شود. جمعیت­های انسانی برای فراهم کردن نیازهای خود سبب ایجاد برخی آلودگی­ها به محیط زیست می­شوند (صفوی، 1396). آلاینده­های هوا نشان دهنده تغییرات کوتاه مدت و یا بلند مدت فصلی می­باشند. شرایط جو زمین پس از آزاد شدن آلاینده­ها به جو، تعیین کننده سرنوشت نهایی آلاینده­ها است. متوسط سرعت حمل و نقل توسط باد، آشفتگی و انتشار توده، سه مکانیزم مهم و غالب در پراکندگی آلودگی هوا هستند. از این رو، هواشناسی یکی از مهم­ترین علوم مطالعه آلودگی هوا در نظر گرفته می­شود (Mahwar et al., 1997). تغییرات اقلیمی به یکی از مهم­ترین چالش­های کره زمین تبدیل شده است. گرد و غبار از جمله پیامد­های تغییرات اقلیمی می­باشد. شناسایی تأثیر پارامتر­های اقلیمی بر پدیده گرد و غبار امری ضروری است (شفیعی­زاده،1390). احتراق سوخت­های فسیلی موجب افزایش گاز کربنیک و کمک به افزایش تغییرات اقلیمی می­گردد (خالصی­دوست و نور­اسماعیلی، 1388). در این راستا، مدل سازی نتیجه انتشار آلاینده­ها در روند تحقق آلاینده­ها، بسیار مفید و مؤثر است. در شهر­های بزرگ و مناطق پرجمعیت، نظارت و پایش مستمر میزان گازهایی چون SO₂، NO₂، SPM بسیار ضروری است، زیرا وجود منابع طبیعی و انسانی تخلیه کننده چنین عواملی در میزان آلودگی­ و خسارات ناشی از آن در یک منطقه تأثیر­گذار است (آهنگری و همکاران، 1394). در ادامه نیز عوامل مؤثر بر آلودگی هوا اشاره گردید.

 

1-7-1- خصوصیات هواشناسی

دما، رطوبت، دید افقی (مه و غیره)، نوع و مقدار بارندگی، فشار هوا، اندازه و جهت باد، میزان افت اتمسفری^[16]، رطوبت نسبی از جمله پارامتر­های جوی هستند که در میزان آلودگی هوای یک منطقه تأثیر­گذار هستند. برای مثال باد قادر است با حرکت افقی آلاینده­ها را حمل و جا به جا کند. غلظت آلاینده­ها در سطح زمین اساساً به اندازه، جهت باد و میزان افت بستگی دارد. همچنین، افزایش ارتفاع درجه حرارت را نیز تغییر می­دهد و بر سرعت حرکت آلاینده­ها مؤثر است (Mahwar et al., 1997). تغییر دما بر اختلاف فشار هوا نیز تأثیر­گذار است. اگر یک توده هوا نسبت به هوای اطراف خود گرم­تر شود منبسط می­گردد و چگالی آن کاهش می­یابد و تمایل به صعود به طرف بالا پیدا می­کند. چنین توده­ای در اثر کاهش چگالی به طرف بالا صعود می­یابد (غلامی­طبسی و همکاران، 1393).

 

1-7-2- سرعت و جهت باد

حرکت افقی باد نسبت به سطح زمین در واحدزمان سرعت باد را نشان می­دهد. سرعت و جهت باد نقش مهمی در پراکندگی آلودگی هوا دارند. توزیع و پراکنده شدن آلاینده­ها در هوا تا حد زیادی متأثر از جهت باد می­باشد. باد در جهت افقی و به صورت طولانی مدت احتمال آلودگی هوا را بیشتر می­کند. آگاهی از جهت باد و سرعت باد در تعیین دقیق پراکندگی آلاینده­های جو کمک کننده است (Mahwar et al., 1997). باد از عوامل مهم تغییر چهره زمین به شمار می­آید. سرعت باد از منطقه­ای به منطقه دیگر متغیر می­باشد و آن را می­توان تابعی از ناهمواری­ها و پوشش خاک می­باشد. فرسایش، حمل و رسوبگذاری، از مهم ترین عملکرد­های باد است. میزان تخریب ایجاد شده در اثر باد به درشتی و سنگینی ذرات، سرعت و انرژی باد وابسته است (داداشی­آرانی، 1388).

 

 

 1-7-3- توپوگرافی

ناهمواری­های موجود در زمین مانند کوه­ها، بر چگونگی انتشار آلاینده­ها اثر می­گذارند. بسته به شرایط محلی و مکانی توپوگرافی، ممکن است مفید یا زیان­آور باشد (Mahwar et al., 1997). ناهمواری­هایی که در مناطق کوهستانی وجود دارند، تلاطمی را در جریان هوا ایجاد می­کنند که چندین هزار متر بالاتر را نیز تحت تأثیر قرار می­دهند، هر چند تلاطم جریان هوا موجب تغییر در سرعت و سمت باد در یک بازه زمانی کوتاه شود، اما جریان هوا در یک منطقه به طور متوسط ماندگار می­باشد (صفوی و علیخانی، 1386).

 

1-7-4- خصوصیات آلاینده­ها

اهمیت آلودگی هوا به نوع و اندازه آلاینده و جامد، مایع یا گاز بودن آن، بستگی دارد. انرژی، صدا، گرما، رادیواکتیویته یا ترکیبی از این عوامل نیز بر خصوصیات آلاینده­ها تأثیر می­گذارد و می­تواند در کاهش یا افزایش میزان آلاینده­ها مؤثر باشد. واکنش بین آلاینده­ها در اتمسفر بسته به خصوصیات آلاینده­ها ممکن است مقدار آلاینده در اتمسفر را افزایش یا کاهش دهد (سلحشوری­فرد، 1394).

 

1-7-5- شکل ماده

1-7-5-1- آلاینده­های ذره­ای معلق^[17]

این آلاینده به دو دسته ذرات مایع یا جامد ریز تقسیم می­شوند. مواد به شدت فعال یا خنثی که دارای اندازه 0002/0 تا 500 میکرون است، ذراتی مانند گرد و غبار و دود غلیظ در این دسته جای دارند (زراسوندی و حیدری، 1394).

 

1-7-5-2- آلاینده­های گازی^[18]

به آلاینده­هائی مانندH₂S  و SO₂ که به شکل گاز در اتمسفر موجودند، آلاینده­های گازی می­گویند.

 

1-7-5-3- آئروسل­ها^[19]

ذرات با وزن کم و معلق در هوا را، آئروسل می­نامند. ذرات معلق ممکن است به صورت غبار، دود، میست (ذرات مایع بزرگ پراکنده در هوا) و یا دود غلیظ (فیوم­ها) باشند. آئروسل اصطلاحی کلی است که به تمام ذرات ریز، اعم از مایعات و جامدات که در اتمسفر پخش و پراکنده­اند اطلاق می­گردد (Mahwar et al., 1997). اگر چه آئروسل­ها بیشتر منشأ طبیعی دارند و حاصل از انفجار آتش فشان­ها یا حاصل از گرد و غبار می­باشند اما منشأ انسان زاد آئروسل­ها را می­توان فعالیت­های صنعتی دانست که این ذرات را به هوا پراکنده می­سازند. آئروسل­ها با ایجاد دو اثر متضاد در تغییرات آب و هوایی مؤثر هستند به این صورت که می­توانند با انعکاس پرتوهای خورشیدی به خارج از جو، باعث سرد شدن زمین شوند و یا ممکن است با جذب انرژی خورشیدی موجب گرم شدن هوای کره زمین گردند (آذر­نیوند، 1394).

 

1-7-5-4- غبار^[20]

غبار، مواد معدنی فاقد شکل منظم هستند که در هوا معلق است. این ذرات دارای قطر 1 تا 200 میکرون می­باشند. رسوب غبار تحت تأثیر نیروی ثقل رخ می­دهد. فرآیند­هایی نظیر خرد شدن، آسیاب شدن، ساییدن و هم چنین متلاشی شدن طبیعی سنگ­ها و خاک موجب ایجاد غبار می­شود. ماندگاری ذرات غبار در اتمسفر از چند ثانیه تا چندین ماه در جو متغیر است. ذراتی با اندازه کمتر از 100 میکرون غبار ریز (Fine Dust) و ذراتی با اندازه بزرگتر از 100 میکرون غبار درشت (Coarse Dust) نامیده می­شوند. ذرات بزرگتر از 50 میکرون با چشم غیر مسلح قابل رویت هستند. اندازه تیپیک غبار­ها عبارتند از (Mahwar et al., 1997):

• ذرات غبار حاصل از خرد و آسیاب شدن با قطر بیش از 20 میکرون؛
• خاکستر فرار حاصل از دودکش با قطر 3-80 میکرون؛
• غبار سیمان 120-10 میکرون؛

• غبار ریخته گری 200-1 میکرون.

 

1-8- کیفیت آلاینده­ها

نوع آلاینده­هایی از مهم­ترین فاکتور­های مهم در بررسی آلودگی هوا می­باشد، هر چند دو وضعیت بسیار مهم هوا که باعث پراکندگی آلاینده­ها می­شوند عبارتند از؛

• شدت هوا^[21]
• پایداری هوا^[22]

در حال حاضر به منظور نظارت بر کیفیت هوا، آلودگی هوا از طریق برنامه­های نظارت بر کیفیت به طور مستمر در نقاط مختلف جهان در حال بررسی می­باشد. به همین منظور مراکزی جهت کنترل آلودگی هوا در نظر گرفته شده است (ندافی و همکاران، 1390). در ادامه به برخی از مهم­ترین اهداف تأسیس این مراکز اشاره شده است.

 

1-9- اهداف مراکز کنترل آلودگی هوا

• توصیه به دولت در مورد تدوین و اجرای یک برنامه ملی جهت پیشگیری، کنترل و کاهش آلودگی هوا؛
• ایجاد یک برنامه ملی برای پیشگیری، کنترل و کاهش آلودگی هوا را اجرا کنید؛
• ارائه کمک­های فنی به هیأت مدیره کنترل آلودگی کشور؛
• انجام و حمایت از تحقیقات مربوط به پیشگیری، کنترل و کاهش آلودگی هوا؛
• جمع آوری، تهیه و انتشار اطلاعات فنی و آماری مربوط به آلودگی هوا؛
• تنظیم استاندارد­های کیفیت هوا؛
• بازرسی مناطق آلوده کننده هوا، ارزیابی کیفیت هوا و اجرای اقدامات پیشگیرانه (Mahwar et al., 1997).

در بسیاری از شهر­های بزرگ کشور ایران، از جمله اهواز، تهران، کرج، اصفهان، مشهد، تبریز، اراک، و شیراز، غلظت برخی آلاینده­های هوا از استاندارد ملی به مراتب بیشتر است و برآورد شده است که با احتساب پدیده ریزگرد­ها، جمعیتی بالغ بر 35 میلیون نفر، یعنی حدود نیمی از جمعیت کل کشور در معرض درجات مختلفی از آلودگی هوا قرار دارند، تأثیر­پذیری از آلاینده­ها در رده­های سنی مختلف با فاکتورهایی متفاوت مشخص می­شود (جدول 1-5) (آهنگری و همکاران، 1394).

 

جدول 1-5- طبقه بندی فاکتور­های تعیین کننده حساسیت کودکان به آلودگی هوا

 (Mahwar et al., 1997)

در ارتباط با رشد و تکامل سیستم تنفسی 1. آسیب­پذیری در تکامل و رشد مجاری تنفسی و آلوئل 2. مکانیسم­های دفاعی میزبان نابالغ

مربوط به الگوی زمانی فعالیت 1. زمان صرف شده در فضای باز 2. افزایش دم و بازدم با بازی و ورزش

مربوط به بیماری­های مزمن 1. شیوع زیاد آسم 2. افزایش شیوع فیبروز کیستیک

مربوط به بیماری حاد 1. نرخ زیاد عفونت حاد تنفسی

 

 

1-10- طوفان­های غباری

طوفان شن و ماسه^[23] (SDS) عمده مشکل زیست­ محیطی در غرب آسیاست. این در حالی است که ویژگی­های اصلی آن­ها مانند شدت، میزان و فرکانس، به خوبی شناخته شده نیستند. نگرانی رو به رشد کشور­های منطقه، در مورد این پدیده منجر به برگزاری جلسات بین المللی متعدد در سال­های اخیر شده است. در جلسات مذکور ایجاد یک سیستم برای نظارت و پیش بینی SDS بارها مطرح شده است. دولت ترکیه نیز در مورد وقوع SDS و تأثیرات آن نگران است و به همین خاطر اجلاسی با حضور وزرای محیط زیست کشورترکیه، جمهوری­اسلامی­ایران، عراق و سوریه در در 28 و 29 آوریل 2010 در آنکارا را، تشکیل داد. در این جلسه یک پروژه­ی گسترده جهت کاهش آلودگی محیط زیست، ناشی از گرد و غبار اندازه­گیری گرد و غبار، بهبود نظارت بر هواشناسی، پیش­بینی و کنترل فرسایش خاک از جمله پروژه­های همکاری منطقه­ای پیشنهاد شده وزیران در این جلسه بوده است. در این اجلاس، وزیران متعهد به، تشکیل یک نیروی کار متشکل از کارشناسان وزارتخانه­ها یا ادارات مربوط به کشورها­ی مرتبط و کارشناسان سازمان­های بین المللی مربوطه، از جمله محیط زیست سازمان ملل متحد UNEP))^[24] و سازمان­جهانی هواشناسی(WMO)^[25] شدند. تفاوت این اجلاس­ در قدیم و جدید، در گستره میزان و نوع آلودگی­ها و نیز کاهش توان طبیعت در رفع این آلودگی­ها، است (قاسمی، 1385). لایه مرزی جو شهری از جمله مهم­ترین عوامل تعیین کننده آلودگی هوا می­باشد (بیدختی و بنی­هاشم، 1388). به همین منظور جلسه­ای دیگر با حضور و مشارکت وزیران قطر در سپتامبر 2010 برگزار شد. همچنین در20 تا 22 نوامبر 2012، کنفرانس منطقه­ای در مورد طوفان­های گرد و غبار در شهر کویت پایتخت کشور کویت برگزار شد که طی آن UNEP و  WMOیک جلسه ویژه­ای را در مورد جنبه­های علمی برنامه منطقه­ای SDS برگزار کردند. توجه به آلودگی هوا و تشکیل پروتکل­ها و اجلاس­های بین المللی قدمتی طولانی داشته و مختص به قرن اخیر نمی­باشد. این کنفرانس­ها موارد زیر را برجسته می­کند:

• تأثیر طوفان­های SDS در غرب آسیا و پیامد­های آن برای حمل و نقل، بهداشت و محیط زیست سایر کشور­ها؛
• تغييرات به وجود آمده در مناطق منبع طوفان شن،گرد و غبار و چگونگي تأثير SDSبر محیط­زیست، اقتصاد و بهداشت؛
• نگرانی در مورد چگونگی تأثیر SDS بر تغییرات آب و هوایی؛

شکاف در مشاهدات، درک، مدل­سازی، پیش­بینی، ارائه­خدمات و هشدار­های مرتبط با فرآیند­های SDS، اهداف مشخص در گزارش­های ارائه شده از این کنفرانس­ها می­باشد، در ادامه به ذکر برخی از این موارد می­پردازیم:

• بررسی اطلاعات منتشر شده در این رابطه با گسترش گرد و غبار در غرب آسیا، از جمله جمهوری­اسلامی­ایران و ترکیه؛
• جمع­آوری اطلاعات موجود در مورد منابع گرد و غبار (فرکانس، شدت طوفان گرد و غبار، اثرات اجتماعی و اقتصادی گرد و غبار بر محیط­زیست)؛
• پیشنهاد استراتژی برای سنجش اعتبار مدل­های گرد و غبار ارائه شده؛
• تهیه نقشه نهادهای منطقه­ای و ملی؛
• ارائه مکانیزم­های همکاری سازمان­های بین­المللی برای نظارت، همچنین ارائه خدمات مربوط به گرد و غبار؛
• اندازه­گیری نوع و تراکم گرد و غبار براساس مشاهدات موجود؛
• پیشنهاد یک استراتژی چند منظوره پیش بینی گرد و غبار بر اساس مدل­سازی عددی؛
• پیشنهاد یک سیاست منطقه­ای مبادله داده­ها؛

• مشاوره در مورد برنامه­های آموزشی و ظرفیت­سازی در مقیاس منطقه­ای (Malone et al., 2010 ).

همچنین کنفرانس بین­المللی مقابله با طوفان­های گرد و غبار به میزبانی سازمان­حفاظت محیط­زیست و وزارت امور­خارجه­ی جمهوری­اسلامی ایران در سوم ژوئن 2017 با همکاری سازمان محیط زیست­ملل­متحد و اداره امور اجتماعی و اقتصادی ملل متحد و همکاری دیگر کار­گزارهای مرتبط سازمان ملل از 34 کشور، برگزار شد. در این جلسه موضوعاتی در خصوص بهبود شرایط گرد و غبار مطرح شد، که در زیر به مواردی از آن اشاره شده است:

• بررسی روند جهانی و منطقه­ای طوفان­های گرد و غبار؛
• تأثیر اجتماعی، اقتصادی و محیطی طوفان­های گرد و غبار و هزینه­های ناشی از آن؛
• مشاهده، نظارت و پیش بینی سیستم­های هشدار­دهنده زود هنگام؛

• سرمایه گذاری و نوآوری در تکنولوژی­های رفع بحران گرد و غبار؛
• همکاری بین­المللی، منطقه­ای و بین­بخشی (www.doe.ir).

 

[1] Word Health Organization

[2] Internatiomal Agency for Research On Caner (IARC)

[3] Air Pollution

[4] Risk Factor

[5] Postnatal

[6] Air Pollutants

[7] Sulfur Dioxide

[8] Nitrogen Dioxide

[9] Particulate Matter

[10] Relation of Suspended Particulate Matter

[11] Suspended Particulate Matter

[12] Carbon monoxide

[13] Methane

[14] Ozone

[15] Summer pollutant

[16] Lapse Rates

[17] Suspended particle pollutants

[18] Gas contaminants

[19]  Aerosols

[20] Dust

[21] Air Intensity

[22] Air Stability

[23] Sand- and Dust Storms

[24]  United Nations Environment Programme

[25] World Meteorological Organization