1. اکسید های سولفور سولفور اکسیدی که به بیشترین مقدار در اتمسفر انتشار می یابد سولفور در اکسید SO2 می باشد. معمولاً مقدار کمی از سولفور تری اکسید SO 3 همراه سولفور در اکسید است. ولی مقادیر بیشتر از حدود 1 تا 2 درصد SO2 نمی باشد. مجموعه این دو نوع اکسید با SO X نشان داده می شود. سولفور دی اکسید گازی بیرنگ و غیر قابل استعال، با نقطه ذوب وجوش به ترتیب -75.5°C و -10.10°C است. در غلظت های نزدیک به 3ppm بوی زننده و سوزش آوری دارد. سولفور تری اکسید گازی فوق العاده فعال و بی رنگ و به آسانی به صورت مایع تراکم می گردد (b.p = 44.8°C) تحت شرایط معمولی هیچ SO 3 در اتمسفر یافت نمی شود. چون که سریعاً با رطوبت واکنش میدهد و سولفوریک اسید به وجود می آورد. (H 2 SO 4 )

2. منابع سولفور اکسید ها : طبق اصول جهانی برآورد شده که سالانه 146 میلیون تن SO 2 مستقیماً وارد اتمسفر می گردد. به علاوه سالانه نزدیک به 194 میلیون تن SO2 در نتیجه اکسایش هیدروژن سولفید (H 2 S) در اتمسفر تولید می شود. بنابراین یک فرآیند فرعی ( اکسایش H 2 S) بیش از انتشارات مستقیم SO 2 اتمسفری می باشد. منشا H 2 S اتمسفری، فساد مواد آلی است. باتلاقها، لجن زارها و جلگه ها علی الخصوص مولد آن هستند. اقیانوس ها منشا سالانه 30 میلیون تن می باشند، در حالی که منابع بیولوژیکی 70 میلیون تن تولید می کنند.

3. فعالیت های آتشفشانی کمی H 2 S تولید می کند ولی بر طبق اصول جهانی این مقدار در مقایسه با مقدار تولید شده از فرآیند های بیولوژیکی قابل چشم پوشی است. مقدار کمی H 2 S ، 3 میلیون تن در سال، در نتیجه فعالیتهای صنعتی وارد اتمسفر می گردد و کل انتشارات جهانی را تا 103 میلیون تن در هر سال می رساند سرنوشت این مقدار عظیم H 2 S آزاد شده در اتمسفر زمین از اهمیت قابل توجهی برخوردار است.

4. اکنون معتقدند که واکنش : SO 2 H 2 S + O 3 --------> H 2 O + که گام مهمی در این فرآیند می باشد. آزمایشات نشان می دهند که رابطه فوق وقتی که غلظت های مواد ترکیب شونده شبیه به آنهایی که در اتمسفر هستند باشد خیلی سریع انجام می گیرد.

5. ازون O 3 جزء ناچیز طبیعی اتمسفر است و مقادیر اضافی آن از چرخه نوری NO 2 به وجود می آید. اکسایش کامل 103 میلیون تن باعث تولید سالانه 194 میلیون تن SO 4 می شود انتشارات سولفور اکسید غیر طبیعی ( مصنوعی ) (146 میلیون تن سالانه ) عمدتاً از احتراق زغال سنگ به وجود می آید. احتراق سوخت نفتی و ذوب سنگ معدن سولفید سهم کوچک ولی مهمی در انتشار سولفور دی اکسید در اتمسفر دارد. هیچ منبع عمده طبیعی SO 2 شناخته نشده است اگر چه مقدار کمی احتمالاً در گازهای منتشر شده در اثر فعالیت های آتشفشانی وجود دارد.

6. گوکرد در تمام زغال سنگ ها به مقادیری در دامنه بین 2/0 تا 7 درصد از وزن زغال سنگ را تشکیل می دهد. این گوگرد در پروتئین های موادی نظیر گیاهان و موجودات دریایی که زمانی زنده بوده اند، وجود داشت. گوگرد می باشند. معهذا این سوختها همان مشکلات انتشار SO X را که زغال سنگ تولید می کند، تولید نمی کند. زیرا بیشتر گوگرد آزار رساننده طی مراحل مختلف گاز طبیعی و تصفیه نفت از بین می رود. بنابراین متوجه می شویم که چرا حمل و نقل با سوخت نفت خام تصفیه شده یک منبع جدی آلودگی SOx نیست. تکنولوژی موجود برای حذف گوگرد، به حالت گازی یا مایع بودن سوخت بستگی دارد و به سادگی به جامد تبدیل نمی شود.

7. آلودگی سولفور اکسید غالباً از فعالیت های ذوب کننده به وجود می آید زیرا که خیلی از عوامل مفید طبیعتاً در غالب سولفیدها وجود دارند. برای مثال کانیهای سولفید منبع مهمی از مس (CUS2, CUFES2) روی (Zn S) جیوه (HgS) و سرب (PbS) می باشند. اغلب کانیهای سولفید تغلیظ شده و در هوا برشته می شوند تا سولفیدها به آسانی کاهش یافته و به اکسید ها تبدیل گردند.

8. برخی واکنش های شاخص این نمونه ها عبارتند از : 2ZnS + 3O 2 --------> 2ZnO + 2SO 2 2Cu 2 S + 3O 2 -----------> 2 Cu 2 O + 2SO 2 بنابراین عملیات ذوب کننده معمولی به طور مرتب SO 2 را به عنوان یک محصول فرعی تولید می کند و مقداری از آن به طور غیر قابل تغییری وارد اتمسفر می گردد.

9. بخش عظیمی از SO 2 اتمسفری به صورت SO 3 اکسید می شود که بعداً با بخار آب واکنش داده و سولفوریک اسید H 2 SO 4 را تشکیل می دهد. سولفوریک اسید با سایر مواد موجود واکنش داده و سولفات را به وجود می آورند. برای مثال آمونیوم سولفات (NH 4 ) 2 SO 4 وقتی به وجود می آید که این اسید با آمونیک واکنش دهد. نمک های سولفات سرانجام در اتمسفر مستقر می شوند یا این که باران آنها را می شوید. طرق از بین رفتن SO 2 اتمسفری

10. تاثیرات SOx از یک یا دو راه، بسته به غلظت های SO 2 و طول مدتی که گیاهان در معرض آن قرار می گیرند ، آسیب می بینند. آسیب شدید در نتیجه در معرض غلظت های بالای SO 2 به مدت کوتاهی قرا رگرفتن، یا نواحی مرده برگهایی که خشک می شوند یا به رنگ روشن یا عاجی در می آیند، مشخص می گردد. در معرض غلظت های پایین تر به مدت طولانی تری قرار دادند باعث آسیب هایی نظیر زرد شدن تدریجی برگها که مانعی در چگونگی کلروفیل سازی به وجود می آید، مشخص می گردد. مقدار زیادی سولفات در برگها، با علائم مریضی مزمن ظاهر می گردد. گیاهان در حساسیتشان نسبت به آسیب با SO2 به مقدار زیادی تغییر می کنند. تاثیرات بر روی گیاهان Sox بر روی

11. تاثیرات SOx بر روی انسانها اغلب تاثیرات SO2 بر روی سلامتی انسان به ناراحتی های مستقیم تنفسی مربوط می شوند. سطوح SO2 لازم برای تولید عکس العملهای قابل مشاهده در انسانها خیلی بیشتر از سطوحی است که باعث صدمه به گیاهان می شود. غلظت پایین تر از 25ppm تاثیر شدید و آزار دهنده SOx عمدتاً به سطح فوقانی تنفسی و چشم ها محدود می شود. تاثیرات تنفسی به سطح فوقانی از قابلیت انحلال SO2 در آب است. بیشتر گازها در پوشش مخاطی مرطوب سطح فوقانی قابل حل اند و مقدار بسیار کمی عمیقاً در ششها نفوذ می کند.

12. غلظت های بالای SO 2 استنشاق 95% از SO 2 در حفره بینی جذب می شود. این مقدار در غلظت های پایین مثل 0.1ppm به 50% تقلیل می یابد. به هر حال در چنین غلظت های پایینی مقدار قطعی که به شش ها می رسد کمتر از آن است که که واکنش ایجاد کند. تاثیرات طولانی که در معرض سطح پایین SO2 به مدت طولانی قرار گرفتن به وجود می آیند، کشف شده اند. مطالعات انجام شده تحت برنامه های سلامت اجتماع و سیستم حفاظت از محیط زیست (CHESS) مربوط به EPA همبستگی قطعی را بین شیوع عفونت تنفسی در کودکان و سطح آلودگی SO2 در محیط زندگی آنهانشان می دهد.

13. کنترل آلودگی SOx: زمانی راه حل، مشکل آلودگی سولفور مربوط به زغال سنگ روی آوردن به سوخت فسلی یا یک شکل متناوب انرژی همچون نیروی هیدروالکتریکی یا نیروی الکتریکی هسته ای، مشکل را حل ننموده، مقادیر محدود منابع انرژی کنون چنین راه حل هایی را غیر عملی می سازد. در حقیقت به نظر می رسد که در آینده به جای اینکه از زغال سنگ کمتری مصرف شود زغال سنگ بیشتری باید مصرف گردد. نتیجتاً مشکل انتشارات Sox از احتراق زغال سنگ اجتناب ناپذیر است، ولی باید حل شود.

14. دیدگاههای متفاوتی، برای کنترل آلودگی منابع زغال سنگ وجود دارند : 1- کنترل ( به حداقل رساندن ) میزان سولفور زغال سنگ پیش از سوزاندن آن 2- حذف Sox از گازهای دفعی، پیش از آزاد شدن آنها در اتمسفر

15. اندازه گیری :SO 2 گاز SO 2 به طریق کالیمتری تعیین می شود با این روش برای تعیین غلظت گاز SO 2 استانداردی بین 0.05 تا 5 ppm تعیین شده است گاز SO 2 در محلول یونی مرکوریک تتراکلرید جمع آوری می شود.

16. ذرات معلق : آلوده کننده های هوا که تا حالا مورد بررسی قرار گرفتند همگی گاز بودند اما نباید تصور کرد که تمامی ذرات آلوده کننده هوا در حالت گازی هستند. به طور کلی به ذرات جامد کوچک و قطرات مایع، ذرات معلق می گویند که در حال حاضر به شدت در آلودگیها و مسائل و مشکلات مربوط به آن سهیم می باشند. آب خالص به صورت قطره ای، تنها مایعی است که از این طبقه بندی مجزاست. اصطلاحات ذرات معلق و ائروسل ( ذرات پراکنده ) اغلب به جای یکدیگر به کار می روند. ائروسل به ذراتی اطلاق می شود که به صورت پراکنده ( جامد یا مایع ) در واسطه گازی قرار گرفته باشند اما مه، دود سیگار، دود اتومبیل و گرد و خاک به عنوان منابع اصلی ذرات معلق تلقی می شوند.

17. « مه دود » یا غبار ترکیبی از قطرات معلق مایع، دودها معمولاً شامل ذرات دوده حاصل از احتراق، دوده حاصل از اتومبیل و کارخانجات، بخارات متراکم شده فلزی و یا ترکیبات آلی، گرد و غبار های منتج از تجزیه مکانیکی و ترکیبات موجود در خاک می باشند. ذرات معلق بعضی مواقع به صورت ذرات قابل زیست ( زنده ) نظیر باکتری ها، جلبک ها کپک ها و اسپورها ( هاگها ) هستند و یا به صورت ذرات غیر قابل زیست ( غیر زنده ) شامل موادی از قبیل ترکیبات آلی، فلزات، گرد و غبار و نمکهای دریایی، طبقه بندی می شوند.

18. ذرات معلق آلوده کننده هوا به دلایل زیر مورد توجه خاصی قرار می گیرند : 1) بسیاری از ذرات معلق در مقایسه با آلوده کننده های گازی دیگر موجب اختلال مجاری تنفسی می شوند. 2) بعضی از ذرات معلق با همکاری هم اثرات سمی آلوده کننده ها را افزایش می دهند. 3) ذرات، معلق، آلوده کنندگی اتمسفر را افزایش داده و باعث کاهش بینایی می شوند. 4) ذرات معلق از بعضی از آلوده کننده های گازی موجود در اتمسفر بوجود می آیند.

19. منابع ذرات معلق : ذرات معلق به دو طریق : 1) تجزیه و هم پاشی تکه های بزرگ مواد 2) از تراکم و تجمع ذرات کوچکتر شامل ملکول تشکیل می شوند. در طی عمل تجزیه و تقسیم نمکهای دریایی ائروسل به وجود می آیند، ذرات معلق اتمسفری با بیشترین کمیت شکل می گیرند ( بیش از دو برابر هر ماده منفرد دیگری ). با تخمین می توان گفت که سالانه در حدود 1000 میلیون تن از این ائروسل ( ذرات پراکنده ) وارد اتمسفر می شوند.

20. مکانیسم به صورت شکستگی لایه نازکی از مایع که در سطوح فوقانی تشکیل میشود و شامل حبابهای هوا و آب دریا می باشد، متمرکز است. هر دفعه که حباب می ترکد، لایه نازک فوقانی به حدود 200 ذره معلق کوچک و ریز شکسته می شود. به علاوه این شکستگی باعث تشکیل جریان سریع آب در قسمت تحتانی حباب می شود. این جریان فواره ای آب موجب به وجود آمدن تعداد بیشتر ذرات معلق می گردد. آب به سرعت از لا به لای ذرات تبخیر شده، و ذرات را به صورت نمکهای دریایی در می آورد. مراحل طبیعی دیگری که مستقیماً ذرات معلق را وارد اتمسفر می کنند عبارت است از : پراکنده شدن گرد و غبار، فعالیت های آتشفشانی و آتش سوزی در جنگل ها.

21. ذرات معلقی که بدین طریق مستقیماً وارد اتمسفر می شوند، چه از منابع طبیعی و یا از منابع مصنوعی حاصل شده باشند، ذرات معلق اصلی نامیده می شوند. گرد و غبار حاصل از وزش باد، یکی از سه عاملی است که سهم زیادی در تشکیل ذرات معلق آلوده کننده دارد. بعضی از مواد گازی که به طور طبیعی آزاد می شوند، در اتمسفر واکنش داده تا ذرات معلق ثانویه ( فرعی ) را تشکیل دهند. این مراحل به طور عمده منبع عظیم ذرات معلق موجود در اتمسفر می باشند. فرآیند هایی که تولید، NH 3 ، H 2 S ، NOx و ترپن ها را به همراه دارند، مسئول تولید سالیانه 1105 میلیون تن از ذرات معلق می باشند. مکانیسم تشکیل ذرات معلق مثالی از مراحل پراکنده شدن ذرات است.

22. اندازه ذرات معلق : اندازه ذرات معلق بر حسب میکرومتر بیان می شود ( این واحد یک میلیونیوم متر است ). دامنه تغییرات اندازه معلق بین 0.0002 میکرومتر ( کمی بزرگتر از مولکولهای کوچک ) تا 5000 میکرومتر می باشد. ذراتی با قطر بیشتر از 10 میکرومتر در نتیجه فرآیندهای مکانیکی از قبیل فرسایش بادی، اسپری کردن و خرد نمودن مواد و نرم کردن یا خرد شدن مواد توسط وسایل نقلیه موتوری و عابرین پیاده ایجاد می شود.

23. ذراتی با قطر بین 10-1 میکرومتر حاصل از خاک مناطق، محصولات حاصل از احتراق مواد در صنایع و گرد و غبار و خاک حاصله در محل مورد نظر و همچنین در بعضی از مناطق با وجود نمکهای دریا می باشند. ذراتی با قطر بین 0.2-1 میکرومتر به طور عمده محصولات حاصل از احتراق و یا ذرات پراکنده فتو شیمیایی می باشند. ماهیت ذرات با قطر کمتر از 0.1 میکرومتر کاملاً از نظر شیمیایی مشخص نشده است. به نظر می رسد که از منابع سوختی منشا گرفته باشند. ذرات کوچکتر از 0.1 میکرومتر در اتمسفر رفتاری مشابه رفتار ملکولها از خود نشان می دهند. حرکت آنها در اثر برخورد دائمی با مولکول های گازی به صورت تصادفی و اتفاقی در می آید. علاوه بر این، آنها اغلب با یکدیگر برخورد کرده، به یکدیگر چسبیده و تشکیل مجموعه بزرگتری را در طی عمل انعقاد می دهند. ذراتی بزرگتر از یک میکرومتر رفتار کاملاً متفاوتی را از خود نشان می دهد. زیرا ذرات بزرگ بوده و به دلیل جاذبه زیاد ته نشین می شوند. میزان انعقاد ( لخته شدن ) چنین ذراتی پایین ( کم ) است.

24. ذرات بزرگتر از 10 میکرومتر به دلیل جاذبه شدید بین ذرات مدت کوتاهی در هوا معلق می مانند. عمل تحریک و جا به جایی ذرات در اثر جاذبه زیاد ما بین آنها، رسوبی شدن نام دارد. در نتیجه فرآیند لخته شدن و رسوب کردن، ذراتی که به صورت معلق برای مدت زیادی در اتمسفر باقی می مانند اغلب اندازه ای ما بین 10 میکرومتر تا 0.1 دارند. اندازه ذرات معلق عامل مهمی در تشخیص اثرات آلوده کننده ذرات مذکور است.

25. طرق بین از بین رفتن ( سرنوشت ) ذرات معلق اتمسفری : تمامی ذرات معلق موجود در اتمسفر بر روی زمین ته نشین می شوند. ته نشینی خشک در نتیجه عمل ته نشینی با تراکم و انتشار رخ دهد. تراکم هنگامی رخ می دهد که ذرات معلق حاصل از وزش باد به مانعی برخورد کرده و ته نشین شوند. در طی عمل انتشار، ذرات به سطوح برخورد کرده یا به طرف سطوح مهاجرت نموده و همانجا باقی می مانند و به طور تقریبی می توان گفت که حدود 20 درصد تنظیف ذرات معلق اتمسفری از طریق ته نشینی خشک صورت می گیرد.

26. مهمترین فرآیند تنظیفی، رسوبی شدن رطوبتی که به دو دسته : ( الف ) با کمک باران ( خروجی بارانی ) ( ب ) شسته شدن الف ) شامل مرحله ای است که ذرات به عنوان مراکز و محل های تجمع در ابرها عمل کرده، که در آنجا آب سرد شده و یا در طی این عمل به شکل یخ درمی آیند. ب ) شسته شده، ریزش باران یا برف، باعث میشود که ذرات را از اتمسفر جمع کرده و به سطح زمین حمل کند. این عمل بیشتر در تحرک و جابجایی ذرات بزرگتر از یک میکرومتر موثر است.

27. ذرات کوچکتر در اثر جابجایی توده ای از هوا از سر راه ذرات برف برداشته می شوند. هر چند « خروج بارانی » تحرک و جابجایی ذرات کوچکتر را تسریع میکند ذرات معلق، توسط رسوب دادن رطوبتی در حال افزایش است. مشاهدات اخیر در مناطق مختلف به ویژه در سوئد و شمال شرقی ایالات متحده آمریکا نشان می دهد که رسوبی شدن بیشتر به صورت اسیدی دیده می شود. ذراتی که توسط این آلوده کننده ها در اتمسفر جا به جا می شوند. غالباً از جنس سولفوریک اسید و نیتریک اسید هستند.

28. غلظت های ذرات معلق : غلظت های ذرات معلق بر حسب میکروگرم در هر مترمکعب هوا بیان می شود. از آنجاییکه طبق تعریف ذرات معلق غیر گازی هستند، کاربرد واحدها حجمی مناسب نمی باشد. غلظت ها بر حسب g/m 3 μ در شرایط خشک گزارش شده اند و بنابراین شامل ذرات و قطرات آب، برف و بخارهای ترکیبات آلی و معدنی که در حین عمل خشک کردن خارج می شوند، نمی باشد. مقادیر کمتر از ذرات معلق برای حفظ آسایش و رفاه عمومی لازم است. استانداردهای ملی رایج در مورد کیفیت هوا برای ذرات معلق منحصراً وابسته به وزن هستند. وزن ذرات 10 میکرومتر ( بزرگترین اندازه ) و 0/1 میکرومتر ( کمترین اندازه ) به عنوان اساس این عمل به کار می روند. اگر دانسیته های ذرات نزدیک بهم فرض شوند، ذرات کوچکتر تنها به اندازه یک میلیونیوم ذرات بزرگتر وزن خواهند داشت.

29. اثرات ذرات معلق بر روی گیاهان : تحقیقات اندکی بر روی اثرات ذرات معلق آلوده کننده روی نباتات به عمل آمده است. گرد و غبارحاصل از کوره های سیمان پزی نشانگر مسایل و مشکلات در رابطه با اثرات ذرات معلق بر روی گیاهان می باشد. گرد و غبار هنگامی که با نم باران و با رطوبت ترکیب شود، تشکیل یک لایه ضخیمی را در طبقات فوقانی سطوح برگ ها می دهد که به سادگی پاک نمی شود. و تنها نیروی خارجی لازم است تا آن را جا به جا کند، گرد و غبار موجود در این لایه ضخیم از ورود نور لازم جهت فتوسنتز گیاه جلوگیری کرده و عمل تبادل CO2 با اتمسفر را دچار اختلال می کند. رشد چنین گیاهانی محدود می شود. اثری که به طور مستقیم ذرات معلق بر روی گیاهان و جانوران دارد این است که، گیاهان آلوده به ذرات معلق توسط جانوران خورده و لایه ضخیم آلوده بر روی سطح گیاه که عمدتاً حاوی ترکیبات شیمیایی مضر است وارد بدن جانور می شود و موجب آلوده شدن جاندارن می گردد.

30. اثرات ذرات معلق بر روی انسان : ورود ذرات معلق آلوده کننده به بدن انسان تقریباً منحصراً از راه مجاری تنفسی می باشد و اثرات آنها فوراً کار این قسمت را مختل می کند. شدت این اثرات به قدرت نفوذ ذرات معلق به داخل دستگاه تنفسی و درجه سمی بودن آنها بستگی دارد. دامنه نفوذ ذرات معلق به دستگاه تنفسی مربوط به اندازه و بزرگی آنهاست. این امر کاملا وابسته به خصوصیات ویژه آناتومی دستگاه تنفسی انسان می باشد. دستگاه تنفسی به دو بخش فوقانی و تحتانی تقسیم بندی می گردد. بخش فوقانی شامل ( حفره بینی، حلق و نای ) و بخش تحتانی شامل برونشیت ها و شش ها می باشد.

31. مجاری فوقانی ذراتی را با قطر بیشتر از 5 میکرومتر از هوای دم گرفته و صاف ( فیلتر ) می کند. اولین سد دفاعی موهای درون حفره بینی است. ذراتی که از آن می توانند عبور کنند، در داخل موکوسی که جدار حفره بینی و نای را پوشانیده، به دام می افتند. آلوده کننده های گازی محلول در آب مثل SO 2 تقریباً به طور کامل توسط این ماده مرطوب موجود در حفرات فوقانی سیستم تنفسی از بین می روند. امکان اینکه ذراتی با قطر کمتر از 5 میکرمتر از سد دفاعی حفرات مجاری فوقانی تنفسی عبور کنند و وارد ریه ها شوند، وجود دارد و ذراتی با قطر بین 5μm – 0.5 در طول نایژه ها ته نشین شده، بنابراین فقط تعداد کمی از ذرات وارد کیسه های هوایی می شوند.

32. چنین ذراتی معمولاً توسط حرکت مژکها و زایده های مو مانند دیواره نایژکها و نایژه ها به بیرون رانده می شوند. حرکت مداوم موجی شکل مژکها سهم عمده ای را در جابجایی موکوس و ذرات به دام افتاده دارد و آنها را تا جلوی حلق، جایی که بوسیله بلع یا سرفه خلط آور به بیرون رانده شوند، حرکت می دهد. ذراتی با به قطر کمتر از 0.5μm به کیسه های هوایی رسیده و درآنجا جایگزین می شوند. از آنجاییکه دیواره کیسه های هوایی مژک یا پوشش موکوسی ندارد، خروج چنین ذراتی از این نواحی در مقایسه با مجاری بزرگتر با سرعت کمتر و به صورت ناقص صورت می گیرد.

33. ذرات معلقی که وارد شش ها شده و در آنجا باقی می مانند، به سه طریق اثرات سمی خود را اعمل می کنند : 1) ذراتی که خود ساکن و بی حرکت هستند، در مکانیسم دفاعی مجاری تنفسی دخالت کرده و حرکت و جابجایی ذرات مضر دیگر را کندتر کرده و یا از حرکت آنها جلوگیری می کنند. مشاهده عکس العملهای فیزیولوژیکی در رابطه با این اثر شامل کند کردن حرکت مژکها و جریان حرکت موکوس در انشعابات نایژه ها می باشد. 2) بعضی از ذرات معلق ممکن است حاوی ملکول های گازی تحریک کننده سوزش آور باشند که وارد نواحی حساس ریه ها شده ودر آنجا جایگزین شوند. عمل جذب این گازها هنگامی اتفاق می افتد که یک مولکول منفرد به سطوح یک ذره معلق برخورد کرده وبه حالت اولیه خود برنگردد، یا اینکه به ذره معلق بچسبد ویا جذب آن شود.

34. عمل جذب به سه صورت مختلف انجام می گیرد : الف : هنگامی که مولکول برخورد کرده و به صورت فیزیکی جذب سطوح ذره معلق شود که عمل جذب سطحی رخ داده است. ب : جذب شیمیایی هنگامی رخ می دهد که عمل جذب توام با تاثیرات متقابل شیمیایی بین سطوح ذره معلق و ملکول گاز باشد. ج : اگر مولکول گازی به ذره معلق برخورد کرده ودر آن حل شود این عمل را جذب گویند. اثرات گاز SO 2 و تبدیل آن به H 2 SO 4 مثال های مهمی از عمل جذب هستند.

35. 3) ذرات معلقی که ذاتاً سمی بوده و بنابراین مستقیماً روی بدن اثر سوء دارند. چنین ذراتی به ندرت با غلظت بالا در هوا یافت می شوند. با این وجود بسیاری از مواد سمی به مقدار جزئی در هوا موجود باشند. بیشتر نگرانی در مورد این مواد مربوط به قابلیت افزایش غلظت تا بیش از حد طبیعی است. حقیقتاً تعداد زیادی از فلزات در بین ذرات موجود در هوا یافت می شوند که خود حاصل از احتراق منابع سوختنی در دمای بالا، مثل دستگاههایی که از سوختهای فسیلی استفاده می کنند، گدازه های متالوژیکی و کوره های بخار، کوره های آشغال سوزی و اتومبیل ها هستند.

36. کنترل انتشار ذرات معلق : تکنیک هایی که برای کنترل انتشار ذرات معلق وجود دارند همگی بر اساس کن ترل آنها قبل از وارد شدنشان به اتمسفر است. روش هایی برای انجام این کار مهم وجود دارد که به اندازه ذرات بستگی دارند. چهار نوع از وسایلی که امروزه استفاده می شوند عبارتند از : 1) اطاقک تصفیه براساس وزن ذرات، گازهای جاری وارد اطاقکی که به اندازه کافی برای کاهش دادن سرعت آنها بزرگ است می شوند و یک چهار چوب زمانی کافی برای ته نشین شدن ذرات با قطرات در نظر گرفته شده است. اطاقک معمولاً به شکلل یک مخزن مستطیل شکل افقی است. ذرات با قطر بیش از 50 میکرومتر عموماً از این راه جدا می شوند. زمان ته نشینی طولانی که برای ذرات کوچکتر لازم است، موجب شده تا این نوع دستگاه برای جدا سازی آنها غیر عملی باشد. 2) جمع کننده های گردبادی، جریان گاز در یک مارپیچ چرخشی موجب ایجاد یک نیروی گریز از مرکز بر روی ذرات معلق شده و آنها را به بیرون از جریان گاز یعنی به طرف دیوارها که محل جمع آوری آنهاست، می راند. چنین دستگاههایی با کارآیی 95% برای ذراتی با قطر 5 تا 20 میکرومتر مورد استفاده قرار می گیرند. 3) تصفیه کننده های مرطوب، در این روش تصفیه ذرات معلق ،از یک مایع ( معمولاً آب ) در کمک به جداسازی آلودگی های جامد، مایع و گازی استفاده می شود.

37. کارآیی این نوع وسایل بستگی به درجه و تاثیر متقابل میان فاز مایع و آلودگی های مورد جداسازی دارد. میزان تماس و تاثیر متقابل با استفاده از اطاقک های اسپری با برج هایی که مایع را به صورت اسپری در می آورند افزایش می یابد. راه دیگری که غالباً مورد استفاده قرار می گیرد عبور از بالا به پایین مایع از بین یک بستر فشرده از مواد است. در زمانی که جریان گاز از پایین به بالا صورت می گیرد، مایع دارای جریان عکس است. رسوب دهنده های الکترواستاتیکی حرکت ذرات، در ناحیه ای که دارای پتانسیل بالا است منجر به باردار شدن آنها شده و سپس به ناحیه ای با بار مخالف، جایی که بتوانند جمع آوری شوند، جذب می گردند. دو طرح اولیه از این وسایل، لوله و صفحه می باشند. نوع صفحه ای شامل یک سری از صفحات فلزی موازی با پتانسیل الکتریکی بالا می باشد، به طوریکه صفحات با بار مخالف در کنار هم قرار می گیرند.

38. وارونگی حرارتی : وارونگی حرارتی یک عمل جدی ایجاد کننده آلودگی می باشد زیرا موجب جمع شدن مواد آلوده کننده در اتمسفر پایین می شود ( به جای آنکه آنها را در فضا پراکنده سازد ). تعدادی از جدی ترین آلودگی های هوای بر اثر وارونگی حرارتی صورت می گیرد. حرکت هوا در تروپوسفر می تواند به صورت افقی یا عمودی انجام شود.

39. Thermal Stratification of the Atmosphere Troposphere is heated by the ground Stratosphere and mesosphere are directly heated by ozone chemistry (solar energy) Tropopause varies in height (6–18 km) depending on latitude and season Vertical mixing in troposphere is rapid, but stratosphere is fairly stagnant. Lower 1 – 3 km called the planetary boundary layer (PBL), which is rapidly mixed and often topped by a local inversion

40. Inversion

44. 44 Fig 3.3

45. حرکت افقی در اثر بادها بطور متداول صورت می گیرد. اگر این بادها دارای نیروی لازم باشند مواد آلوده کننده به جای آن که در یک جا مسدود شوند، پخش می گردند. کوههای اطراف و تپه ها و یا حتی ساختمان ها در شهرهای بزرگ باعث کاهش سرعت بادها و کاهش حرکت افقی هوا می شوند. در این حالت پخش شدن مواد آلوده کننده، به حرکت عمودی هوا وابسته می گردد. حرکت عمودی هوا توسط برش عمودی درجه حرارت در تروپسفر صورت می گیرد. طبیعتاً درجه حرارت با ارتفاع کاهش می یابد. هوای نزدیک سطح زمین توسط خود زمین گرم و منبسط می شود بنابراین نسبت به هوای سردتر بالای آن دارای دانسیته کمتری می باشد. سپس هوای گرم با دانسیته کم از میان هوای سرد بالا می رود و جایگزین آن می شود. حال این لایه جدید پایینی گرم و منبسط گشته و به نوبت بالا می رود. جریان های هوایی از این طریق به وجود می آیند، و مواد آلوده کننده را پخش می نمایند.

46. شرایط جوی موجب یک واژگونی عادی درجه حرارت تروپوسفر می شود که درنتیجه شامل تشکیل یک لایه واژگون است. اثر این تغییر، قرار گرفتن یک لایه سردتر در زیر لایه گرمتر هوا می باشد. وجود لایه واژگون موجب اختلال و جلوگیری از حرکت عمودی اتمسفر می شود زیرا لایه سردتر هوا قادر به بالا رفتن از میان لایه گرم نخواهد بود. در نتیجه مواد آلوده کننده در هوا درون لایه پایینی به دام می افتد و چنین شرایطی تا چند روز بدون هیچ گونه تغییر باقی می ماند مگر اینکه شرایط جوی تغییر کرده و لایه واژگون از بین برود. یک شکل دیگر آلودگی زمانی اتفاق می افتد که لایه واژگون دارای فعالیت فتوشیمیایی زیاد باشد. لایه واژگون عموماً گرم، خشک و بدون ابراست و بیشترین مقدار اشعه خورشید را از خود عبورمی دهد و این موجب واکنش شیمیایی با مواد آلوده کننده ای که در این لایه به دام افتادند می شود و تولید مقدار بسیار زیادی مه دود می کند. بنابراین لایه های بالایی مه دود معمولاً با قسمتهایی از هوای آلوده که درگیر در واژگونی حرارتی هستند در ارتباط می باشد. واژگونی حرارتی در اثر عواملی از قبیل فرکانس بادها، سرعت آنها، بی نظمی سطح زمین ( تپه ها و دره ها و ساختمان ها ) ، موجب افزایش میزان مشکلات آلودگی هوا می شود.

47. پديده گلخانه اي واژه گلخانه به معني سوله اي است كه از شيشه ساخته شده و براي رشد و حفاظت گياهان به كار مي رود. اثري كه توسط جمع شدن كريستالهاي دي اكسيد كربن و بخار آب در اتمسفر ايجاد مي شود. و باعث بالا رفتن درجه حرارت زمين مي شود پديده گلخانه اي نام دارد ( نوري, جعفر, 1378 ).

49. اثر گلخا نه ای : احتمالات زیادی برای مشکلی به نام اثر گلخانه ای وجود دارد. این پدیده مستلزم افزایش غلظت کربن دی اکسید CO2 در اتمسفر می باشد. افزایش کربن دی اکسید در اثر فعالیت های انسانی موجب تغییرات آب و هوایی می شود، به عبارتی درجه حرارت سطح زمین را تحت تاثیر قرار می دهد. کربن دی اکسید یک آلوده کننده هوا به شمار نمی آید زیرا CO 2 به طور طبیعی از اجزاء تشکیل دهنده هوا می باشد. کربن دی اکسید در اثر فعالیت گیاهان و جانوران وارد اتمسفر می گردد. در این چرخه، گیاهان به وسیله عمل فتوسنتز از انرژی نورانی استفاده نموده و CO 2 هوا با آب واکنش داده، تولید کربو هیدرات و اکسیژن می نمایند. + O 2 کربوهیدرات CO 2 + H 2 O -------->

50. کربوهیدارت ها ترکیبات پیچیده ای از کربن، هیدروژن و اکسیژن نظیر ساکاروز ( شکر خوراکی ) ، نشاسته و سلولز می باشند. کربوهیدارت در گیاهان ذخیره شده و اکسیژن تولیدی بوسیله آنها در اتمسفر آزاد می گردد. گیاهان به وسیله تجزیه طبیعی، سوختن و با مصرف شدن توسط جانوران، همچنین اکسیده شدن، اکسیژن را از هوا جذب و CO 2 را به اتمسفر باز می گردد +O 2 ---------> CO 2 + H 2 O کربوهیدارت این روابط نشان دهنده چرخه کربن در طبیعت است که باعث ثابت ماندن مقدار CO 2 در اتمسفر می شود، در صورتی که توسط فعالیت های انسان بهم نخورد.

51. انسان با قطع درختان باعث کاهش گیاهان و با سوزاندن سوختهای فسیلی و همچنین با تبدیل سنگ آهک به سیمان موجب بر هم زدن چرخه کربن می شود. که فعالیت اول موجب کاهش توانایی طبیعت دراز بین بردن CO 2 می شود، و در مراحل بعدی مقدار CO 2 را در اتمسفر افزایش می دهند. یادآوری می گردد که در اثر سوختن مواد کربن دار نیز CO 2 ایجاد می شود. تغییرات دوره ای در اثر کاهش سالیانه تولید CO 2 از طریق فتوسنتز در طی فصول مختلف به وجود می آید. اثر گلخانه ای در نتیجه تاثیر متقابل بین افزایش مقدار CO 2 اتمسفر و تشعشعاتی است که زمین را ترک می کنند. بیشتر تشعشعات خورشیدی تابیده شده شامل بسیاری از طول موجها است که به سطح زمین نمی رسند.

52. ازون در لایه استراتوسفر، بیشتر نور فرا بنفش ( با طول موجهای کوتاهتر از مرئی ) را عبور، و بخار آب اتمسفری، CO 2 و نیز مقدار زیادی از نور مادون قرمز ( طول موجهای بلندتر از مرئی ) تابیده شده را، که ما به صورت گرما بر روی پوست خود احساس می کنیم، جذب می کند. بنابراین بیشترین مقدار نورهایی که به سطح زمین می رسند، در محدوده نور مرئی هستند. تقریباً یک سوم از نوری که به سطح زمین می رسد، دوباره به فضا منعکس می شود. بیشتراز دو سوم باقیمانده، نور خورشید توسط موادی مثل صخره ها، روکش های سیمانی ساختمان ها و غیره جذب می شود. این نور جذب شده به شکل تشعشعات مادن قرمز با طول موج بلند یا گرما ( وقتی که زمین سرد می شود ) به اتمسفر منتشر می شوند. نور با این طول موجهای بلند توسط CO 2 اتمسفر جذب، و موجب گرم شدن و آزاد کردن گرما و در نتیجه افزایش دمای اتمسفر می گردد. CO 2 به طور موثر به عنوان یک صافی یک طرفه عمل می کند و به نور مرئی اجازه ورود از یک جهت را می دهد اما از عبور نورهایی با طول موج بلند در جهت مخالف جلوگیری می نماید.

53.  گرم شدن تدریجی زمین (Global Warming)  اثر گلخانه ای (Green House Effect) خورشید زمین جو زمین ماوراء بنفش گرما در اثر تابش خورشید حین روز مادون قرمز

54. بخار آب اتمسفری نیز به عنوان یک صافی مشابه CO 2 عمل می کند، اما غلظت آب به طور قابل ملاحظه ای در اثر فعالیت انسان تغییر نمی نماید بنابراین سهم آن در دمای اتمسفر ثابت می ماند. به طور صافی عمل کردن یک طرفه CO 2 منجر به افزایش دمای اتمسفر و زمین می شود، و این به علت اثر گلخانه ای است، زمانی تصورمی شد، دمای زیاد درون گلخانه، در اثر صافی عمل نمودن یک طرفه شیشه است. اما امروزه دریافته اند که درون یک گلخانه، عامل اصلی جلوگیری از سرد شدن همان همرفتی ( انتقال جریان هوا به طرف بالا یا پایین در اثر حرارت ) است.

55. 65432106543210 65432106543210 Year 1990201020302050 United Nations Environmental Program UNEP / EPA (1994) Scenario for HFCs IPCC (IS92a) Scenario for all other gases Carbon Dioxide Nitrous Oxide Methane CFCs & HCFCs HFCs Direct Environmental Impact Indirect Environmental Impact

56. Global Warming Levels of green house gases have been increasing for 150 years- since the Ind. Rev It causes: Acidification- oceans absorbing more CO 2, hurts plankton  Weather changes  Displacement of people  Forrest fires  Glacier Melting  Increase in Disease  Loss of Biodiversity  Rise in Sea Level

57. کاهش در دمای متوسط زمین متناقض با غلظت فزاینده CO2 اتمسفر می باشد زیرا : 1- افزایش پوشش ابرها باعث سرد شدن زمین می شود. محاسبه شده که افزایش 1 درصد دانسیته ابرها توسط 0.5C دما، که در اثر افزایش CO2 اتمسفر ایجاد شده خنثی و بی اثر می شود. افزایش مقدار بخار آب که توسط درجه حرارتهای کمی بالاتر، تولید شده اند منجر به افزایش پوشش ابرها می گردند. 2- افزایش غلظت ذرات معلق اتمسفر باعث سرد شدن زمین شده است. ذرات معلق تشعشعات را به فضا باز می گردانند و این اثر باعث کاهش تشعشعات رسیده به زمین می شود. به دلیل اینکه آلودگی ذرات معلق در اتمسفر افزایش یافته است. تخمین شده شده است که یک افزایش 50 درصدی در غلظت ذرات معلق، باید باعث کاهش دمای متوسط سطح زمین از 0/5 تا 1 درجه سانتیگراد گردد.