1. به نام خدا

2. مقدمه از زمان برپايي آتش، آلودگي هوا با انسان بوده است ولي در دوران ه اي مختلف به جنبه هاي متفاوتي از آلودگي اهميت داده شده است . در مقياس كوچك آلودگي هاي محلي كه اثراتي از مزاحمت هاي ساده تا بيماري هاي خطرناك و ديرعلاج را باعث مي شوند مورد توجه مي باشند و در حد جهاني مسائلي مثل تخريب لايه اوزن، باران هاي اسيدي و گرمايش زمين مورد توجه و بحث است . منشاء آلودگي هاي هوا در اوايل انقلاب صنعتي عمدتا صنايع و سوخت زغال سنگ بوده است و در قرن بيستم و بيست و يك م مسئوليت آلودگي هوا در شهرها با حمل و نقل درون شهري مي باش د. سوخت هاي فسيلي در حمل و نقل صنعت از يك طرف و فرآيندهاي صنعتي بامصرف مواد خام و محصولات تولیدی از عوامل الودگدهای دست ساز میباشد

3. تاريخچه و حوادث تاريخي آلودگي هوا در گزارشي از وضعيت رم مي گويد : "وقتي (Seneca) در قرن 61 ميلادي فيلسوف رومي به نام سِنِكا من از هواي سنگين رم و بوهاي بد دودك ش ها كه مي چرخيدند و بخارات بيماري زا و دوده را به هوا مي ريختند در (Tutbury Castle) خارج شدم احساس تغيير در حالت خود نمودم " وقتي كه آلودگي هوا در كاخ تاتبري ناكينگ هام براي الينور همسر هِنري دوم غيرقابل تحمل بود، تغيير مكان داد س ال بعد سوخت زغال سنگ در لندن ممنوع شد بطوري كه در سال 1300 ميلادي ادوارد اول فرماني صادر كرد كه در آن گفته شده است : "تمام كساني كه صداي مرا مي شنوند آگاه باشند كه اگر به علت سوزاندن زغال مقصر شناخته شوند سر خود را از (Famifugium) در بروشوري با عنوان فومي فوجيوم (John Evelyn) دست خواهند داد " در سال 1661 جان ا وِّلين كه در سال 1772 منتشر شد راه حل هايي را براي كاهش آلودگي هاي هوا پيشنهاد كرد كه بسياري از آن ه ا هنوز كاربرد دارند . مسائل و مشكلات آلودگي در دوران هاي انقلاب صنعتي، شروع قرن بيستم تا 1925 و از 1925 به بعد متفاوت بوده است.

4. 1) حادثه دره ميوز بلژيك در روز اول دسامبر 1930 به علّت وجود وارونگي هوا و تراكم آلاينده هاي خروجي از صنايع، اسيد سولفوريك، شيشه سازي و تهيه روي، 60 نفر انسان و تعداد زيادي گاو و گوسفند تلف شدند . البته حالت وارونگي حدود 5 روز طول كشيده و بيشتر م رگ و ميرها در روزهاي چهارم و پنجم دسامبر گزارش شده است . غلظت هوا طي روز هاي فوق، تا 38 قسمت در ميليون بوده است. SO2 2) دونورا پنسيلوانيا آمريكا از 31 اكتبر 1948 حالت پايدار برفراز شهر دونورا مستقر گرديد و تراكم آلاينده ها كه عمدتا از صنايع فولاد ناشي مي شوند باعث بيماري 6000 نفر از جمعيت 12 هزار نفري شهر شد كه تعدادي هم بستري شدند . مرگ و مير ها در اين حادثه مشخص نشده است.

5. 3) لندن مه دود (اسماگ) 5 تا 9 دسامبر 1952 لندن از معروفترين حوادث ناگوار آلودگي هوا است كه طي آن روز ها حدود 4000 نفر اضافه مرگ و م ير به علّت آلودگي هوا گزارش شده است . در اين حادثه نيز كه تراكم ذراتو انيدريد سولفورو به علت پديده وارونگي هوا افزايش يافته بود، مسئول مرگ و ميرها شناخته شده است . در كليه موارد فوق و ساير حوادث مشابه بيشتر قربانيان افراد مسن، بيماران ريوي و اطفال خردسال ب وده اند.

6. طبقه بندي آلاينده هاي هوا
آلاينده هاي هوا را به چند طريق تقسيم كرده اند كه از آن جمله مي توان به تقسيم از نظر منشاء آلودگي
كه اوليه و ثانويه مي باشد و تقسيم از نظر اثرات فيزيولوژيكي نام برد.
از نظر منشاء
آلاينده هاي اوليه آنهايي هستند كه به همان شكل و تركيبي كه از منبع توليد خارج شده اند در هوا وجود
دارند و آلاينده هاي ثانويه معمولا از تركيب آلاينده هاي اوليه تحت تاثير اشعه خورشيد توليد مي شوند . اوليه مانند
. NO و ثانويه مثل اسماگ فوتوشيميايي، اوزن و قسمت عمده 2 HC ، CO ، SO2

7. از نظر اثرات فيزيولوژيكي به 5 گروه عمده تقسيم مي شوند كه عبارتند از : متان و ساير گاز هاي خنثي كه با رقيق كردن ،CO 1) خفه كننده ها شامل خفه كننده هاي ساده مانند 2 اكسيژن محيط (محيط هاي بسته ) باعث خفگي مي شوند و خفه كننده هاي تركيبي كه به علت تركيب با آنزيم ها و CO ارگان هاي بدن ايجاد خفگي مي كنند مانند و مجاري تحتاني تنفسي (SO 2) تحريك كننده ها شامل تحريك كننده هاي مجاري فوقاني تنفسي ( 2 مي شوند (NO2) 3) سموم سيستميك كه ب ا حمله به ارگان ها باعث بيماري عضوي از بدن مي گ ردند مثل تركيبات جيوه، سرب، هيدروكربن هاي آروماتيك 4) تركيبات مخدر و بيهوش كننده كه روي اعصاب اثر مي گذارند مثل هيدروكربن هاي اليفاتيك كلره 5) مواد سرطان زا بنزاپيرن، بنزن، هيدروكربن هاي عطري چند هسته اي

8. منابع آلودگي هوا منابع انتشار آلاينده هاي هوا را به دو گروه ثابت و متحرّك تقسيم كرده اند . گروه ثابت همانطور كه از اسم آن ها پيداست شامل صنايع، نيروگاه ها و مراكز تجاري و مسكوني مي شود و منابع متحرّك انواع وسايل نقليه از موتور سيكلت تا هواپيما و كشتي را شامل مي گردد. آلودگي هوا در صنايع هم به علّت مصرف سوخت است و هم نوع فرآيند، در حاليكه در منابع متحرّك عمدتا حاصل احتراق سوخت بوده و به صورت گاز هاي آلاينده و يا ذرات، وارد هوا مي شود . مقدار آلودگي توليد شده از منبع را با وزن آلودگي به واحد وزن مواد خام مصرف ي يا محصول توليدي بيان مي كنند و به آن ضريب انتشار مي گويند. ضريب انتشار براي آلاينده هاي مهم بعضي منابع بدون وسيله كنترل به شرح جدول هاي شماره 1 و 2 ميباشد

9. درصد گوگرد در سوخت=s VOC Nox co so3 so2 ذرات ديگ بخار 0.09 8 0.6 0.43
1.255
سوخت مازوت براي نيروگاه ها
0.034
6.6
0.24
مازوت صنعتي
0.024
2.4
17s
گازوئيل صنعتي
0.14 6
مازوت تجاري
0.04
گازوئيل تجاري
0.085
2.2
0.3
درصد گوگرد در سوخت=s

10. در صنايع، علاوه بر آلاينده هاي نا شي از سوخت و مواد خام، توليدات مياني و محصول نهايي هم وارد هوا مي شود مثلا در صنعت آلومينيوم، فلورايد و ذرات هي دروكربن چند هسته اي عطري توليد مي شوند . در صنايع فلزي، سرب وارد هوا مي شود و از زباله سوز ها ، فلزات سنگين مثل كادميوم و تركيبات خطرناك دي ا كسين و فورين منتشر مي شوند . نوع آلاينده و ضرايب انتشار براي صنايع با شناخت و بررسي فرآيند و در نهايت اندازه گيري امكان پذير مي باشد.

11. نمونه برداري و اندازه گيري آلودگي هوا
نمونه برداري آلودگي هوا هم از منابع و هم هواي آزاد صورت مي گيرد و براي اين كار روش استاندارد
Text و كتاب هاي Standard Method, ASTM وجود دارد كه در صورت نياز توصيه مي شود به كتاب هاي
آلودگي هوا مراجعه ش ود. براي آناليز شيميايي نيز روش هاي الكترونيك، نورسنجي و كاملا اتوماتيك و دقيق وهمچنین روش های ساده ی دستی که میباشد نیز استفاده میشودASTM مورد تایید

12. اثرات آلودگي هوا

13. مقدمه اثرات مضرّ آلودگي هوا بر سلامت انسان، حيوان و گياهان و همچنين تخريب مواد و آثار فرهنگي موضوع بررسي و مطالعات زيادي بوده است . طي چند دهة اخير مساله باران هاي اسيدي لايه اوزن و گرمايش زمين و پيامد هاي آن بر اكوسيستم و در نهايت انسان، نيز مورد مطالعه و بحث دانشمندان قرار گرفته است. در خصوص آلودگي هوا، تقريبا در همان وضعي هستيم كه ماه ي ها در آب آلود ه، از A.V. Kneese به قول آنجا كه عوامل زيادي در ارتباط بين آلودگي هوا و سلامت انسان موثرند اثبات اثرات آلودگي هوا بر سلامت انسان مشكل خواهد بود . با اين حال اطلاعات زيادي وجود دارد كه مي توان به آن ها استن اد كرد . مطالعات اپيدميولوژي در جريان حوادث ناگوار لندن، دون ورا و غيره، مطالعات انجام شده در محيط هاي كار و مطالعات روي حيوانات آزمايشگاهي بسياري از اثرات نامساعد آلودگي هوا بر سلامت انسان را به خوبي نشان داده است . البته در اين موارد عمدتا غلظت هاي غير معمول آلودگي مطرح بوده اند . در سال هاي اخير نيز مطالعاتي در بع ضي از شهر هاي بزرگ وآلوده انجام گرفته و به روابطي بين غلظت آلودگي به خصوص در مورد ذرا ت معلّق و ميزان مرگ و مير دست يافته اند كه در ادامه به آن ها اشاره خواهد شد.

14. مونوكسيد كربن و اثرات آن 28 نقطه ذوب 207 درجه سانتي گراد و نقطه جوش 192 / و زن مولكولي 01 CO مونوكسيد كربن با فرمول درجه سانتيگراد، گازي است بي رنگ و بي بو كه حاصل احتراق ناقص زغال و س وخت هاي فسيلي است . 0 قسمت در ميليون (حجمي) است. در مناطق شهري معمولا زير 17 قسمت در / 0 تا 2 / حد طبيعي آن در هوا 01 و حتي بيشتر PPM ميليون است ولي در شهر تهران در ساعات ترافيك و بع ضي مناطق براي كوتاه مدت تا 50هم گزارش شده است . در محيط هاي بسته و كارگاه ها غالبا از 100 پي پي ام هم تجاوز مي نمايد . مونوكسيد كربن چهار نوع اثر مهم بر اعمال فيزيولوژيكي انسان دارد

15. 1) اثرات قلب و عروق 2) رفتار هاي عصبي Fibrinolysis(3 4) اثر بر جنين هيپوكسي كه بوسيله مونوكسيد كربن ايجاد مي شود منج ر به نارسايي در اعمال حسي و عضلات مثل مغز، قلب، جدار داخلي عروق خوني و پلاكت ها مي شود. با توجه به اينكه ميل تركيبي مونوكسيد كربن با هموگلوبين خون حدود 220 برابر بيشتر از اكسيژن است، در م حيط هاي آلوده كربوكسي هموگلوبين خون به سرعت افزايش مي يابد . در جوانان با رسيدن كربوكسي هموگلوبين خون به 5% ظرفيت اكسيژن گيري بدن پايين آمده و اثرات آن رو ي قلب به وضوح نشان داده شده و افزايش كربوكسي CO است. در جدول 3 و 4 اثر روي سلامت انسان كه در اثر تماس با غلظت هاي مختلف هموگلوبين بوجود مي آيد، مشاهده مي شود.

16. اكسيد هاي ازت ا ز نظر سلامت انسان و NO و 2 NO از بين 7 اكسيد مختلف ازت، آنچه در آلودگي هوا اهميت دارد به عنوان گاز گلخانه در گرمايش زمين مي باشند. N2O گ ازيست قرمز متمايل به نارنجي نزديك به قهوه اي NO گ ازيست بي رنگ و بي بو در حاليكه 2 NO 21 درجه سلسيوس و فشار جزئي كم كه آن را در حالت گازي نگه مي دارد . اين گاز خورنده / داراي نقطه جوش 2 مي باشد. NO اكسيدان قوي و از نظر فيزيولوژيكي محرك مجاري تنفسي و سمي است، سميت آن چندين برابر

17. اثرات افزايش مت هموگلوبين ميزان مت هموگلوبين در خون بطور طبيعي بي ن صفر تا 8 درصد هموگلوبين است وقتي در اثر تماس در محيط آلوده غلظت آن در خون به 10 تا 15 درصد هموگلوبين برسد (اين غلظت در ك ه به نارسايي اكسيژن و (exertional dyspnea) هواي آزاد بدست نمي آيد ) علائمي مانند تنگي نفس كوششي البته غلظت بالاتر كه .(NO 1200 پي پي ام، 2 - يا هيپوكسي با افزايش مت هموگلوبين منجر مي شود ( 1500 منجر به سيانوز و مرگ در حيوانات بوده، مشاهده شده است.

18. بازدارندگي فعاليت آنزيم باعث توقف فعاليت هيدروژناز باكتري پروتئوس ولگاريس شده است. NO غلظت 20 پي پي ام اثرات مجاري تنفسي (PPM 0/ تغييرات در فعاليت ريه ه ا تماس با غلظت تا 50 پي پي ام دركوتاه مدت يا غلظت هاي كم ( 8 در مدت طولاني تر با افزايش تعداد تنفس و كاهش ظرفيت ريه ها همراه بوده است.

19. اثرات عمومي پاتولوژيك مطالعه روي حيوانات نشان داده است كه تغييرات پاتولوژيكي مشابه در اكثر حيوانات مورد بررسي بو جود مي آيد. عكس العمل هاي التهابي با هجوم ماكروفاژها دژنراسيون سلول هاي اپيتليال، ادم ريه ها كه اين تغييرات در خرگوش هايي كه با غلظت 100 پي پي ام مدت 24 ساعت تماس داشته اند مشاهده شده است ساير عوارض 0 تا 25 پي پي ام ازجمله اثرات / شامل تغييرات سلولي هيپرپلازي و جراحات آمفيزمي با غلظت هاي 5پاتولوژيكي هستند. PPM اثرات سيستميك شامل تغييرات بافت هاي كليه و كبد و قلب پس از 2 ساعت تماس با غلظت 15 ، كاهش وزن، كاهش مصونيت در برابر بيماري هاي عفوني و حساسيت در برابر باكتري ها و احتمالا عفونت هاي ويروسي نيز از عوار ض آلودگي هوا به دي اكسيد ازت مي باشد . بطور خلاصه اثرات حاد كوتاه مدت (يك ساعته ) با غلظت هاي كم در حيوانات ديده نشده است.

20. چرخه اوزن و اسماگ فوتو شيميايي اثر غير مستقيم اكسيد هاي ازت را مي توان توليد تركيبات فوتوشيميايي اوزن و اسماگ دانست: O + O O و 3 NO اشعه ماوراء بنفش 2 NO+O و هيدروكربور ها وا رد يك سري OH و اين اوزن علاوه بر اثرات بهداشتي كه دارد در حضور راديكال هاي مي باشد. (PAN) واكنش هاي زنجيره اي مي شود كه حاصل آن توليد آلاينده جديدي بنام پراكسي استيل نيترات منبع ه مانطور كه اشاره شد عمدتا با تركيب ازت و اكسيژن هوا در شرايط دماي بالا (حدود NOx منبع توليد 1700 درجه فارنهايت ) انجام مي گيرد . در شهر ها مهمت رين منبع انتشار آن حمل و نقل شهري است و در صنايع عمدتا نيروگاه ها، اعم از نفت سوز يا گازسوز و صنايعي كه به نحوي با تركيبات ازت س روكار دارند مثل توليد اسيد نيتريك مي باشد . علاوه بر منابع انسان ساخت اكسيدهاي ازت توسط باكتريها،آتشفشان ها، رعد و برق نيز توليد میشود

21. اوزن و ساير اكسيدان هاي فوتوشيميايي اوزن يك اكسيدان بسيار قوي است كه به عنوان آلودگي ثانويه تحت تاثير اشعه خورشيد بر دي اكسيد ازت و توليد اكسيژن اتمي راديكال د ر هوا بوجود مي آيد . اين اوزن كه آنرا اوزن ترپوسفر مي نامند حداكثر غلظت 0 پي پي ام است كه در فراز اقيانوس اط لس و در ارتفاع 3000 متري اندازه گيري / 24 ساعته آن بطور طبيعي 06 0 پي پي ام بوده است . غلظت اوزن در شهر / شده است . در بعضي شهر هاي اروپايي غلظت يك ساعته بالاتر از 18 1 پي / 21 پي پي بي در مهر ماه 7 / مي باشد. حداكثر 4 NO تهران بسيار متغير وابسته به اشعه خورشيد و غلظت 2 پي بي در آبان ماه و بطور متوسط حدود 4 پي پي بي گزارش شده است . اين اوزن به غير از اوزن استراتوسفر است كه جاذب اشعه ماوراء بنفش خورشيد بوده و در واقع محافظ زندگي در كره زمين مي باشد.

22. راه ورود اوزن به بدن عمدتا از طريق تنفس است و به غير از اين انتظار برداشت به وسيله انسان برداشت اوزن به شرح زير است : (Miller) نمي شود. بطور كلي طبق نظر ميلر 1) اوزن مي تواند در هر قسمت از بافت ريه نفوذ كند كه خود، بستگي به غلظت اوليه آن دارد 2) حداكثر دوز در سطوح بافت در منطقه بين برونشيول و آلوئول ها مي باشد 3) جزء مختصري از اوزن وارد خون مي شود 4) افزايش كمي در مقدار برداشت روي ناي و نايژه ها (تراكئوبرونشيال) اثر كمي دارد ولي اثر محسوسي روي قسمت اصلي ريه دارد.

23. تركيب آلي فرار اين تركيبات از دو نقطه نظر حائز اهميت مي باشند، اولا پيش نياز تشكيل اكسيدان هاي فوتو شيميايي هستند و ثانيا گونه هايي ا ز اين تركيبات سرطان زاهاي شناخته شده اي مي باشند . در اين گروه چندصد تركيب وجود دارد كه سمي ترين آن ها بنزن است معمولا غلظت اين گروه را بدون متان ذكر مي كنند زيرا با آنكه متان با غلظت بيشتري در هوا وجود دارد ولي در حد موجود در هوا سمي نميباشد اما در تشكيل ا كسيدان هاي فوتوشيميايي موثر است. اثرات بهداشتي بيشتر بر بنزن متمركز مي باشد كه استاندارد آن را 5 قسمت در بيليون تعيين كرده اند كه در نظر است در آينده به 1 قسمت در بيليون كاهش داده شود .

24. دي اكسيد گوگرد دي اكسيد گوگرد كه عمدتا از مصرف سوخت هاي فسيلي وارد جو مي شود در بسياري از شهرهاي بزرگ عمده ترين آلاينده به حساب مي آيد . مسئوليت حوادث ناگوار آلودگي هوا در شهر هاي ميوز بلژيك، دونورا لندن و غيره به علّت غلظت بالاي دي اكسيد گوگرد همراه با ذرات معلق بوده است. دي اكسيد گوگرد، گازي است بي رنگ كه بر روي سطوح بسياري از مواد جامد و ذرا ت هوا واكنش انجام مي دهد. در آب و نيز قطرات باران حل مي شود و به تري اكسيد گوگرد و نهايتا اسيد سولفوريك تبديل مي گردد.

25. ذرات معلّق به هر نوع ماده پراكنده اعم از جامد يا مايع كه از يك مولكول بزرگتر و از 500 ميكرون كوچكتر باشد، ذره گفته مي شود . براي ذرات با توجه به نوع و منشاء آن نام هاي مختلف مثل دود، دوده، مسيت فيوم و غيره داده 2/ 2 ميكرون را 5 / و كوچكتر از 5 PM و ذرات كوچكتر از 10 م يكرون را 10 TSP شده است . مجموع ذرات را مي گويند. با توجه به اينكه ذرات كوچ كتر از 10 ميكرون به قسمت هاي تحتاني ريه وارد مي شوند و عمده PM10 2 ميكرون / ذرات راسب در الوئول ها يا آن ها كه از جدار ريه عبور كرده وارد جريان خون مي شوند كوچكتر از 5 هستند، از نظر بهداشتي اين دو گروه از ذرات داراي اهميت خاصي مي باشند.

26. 1 درصد اضافه - طبق بررسي هاي سازمان جهاني بهداشت هر 10 ميكروگرم افزايش ذرات معلق باعث 3 مرگ و م يرها خواهد شد . حال با توجه به اين امر وضعيت آلودگي هوا به ذرات معلق در شهر تهران در 5 ايستگاه مختلف بطور متوسط 96 ميكروگرم در متر مكع ب ذرات زير 10 ميكرون مي باشد يعني اگر بطور متوسط براي هر 10 ميكروگرم اضافه غلظت 2 نفر به تعداد مرگ و مير اضافه شود ما در تهران براي هر صد هزار نفر 63 موردمرگ و مير و براي 8 ميليون نفر جمعيت فعلي تهران حدود 5000 مورد فوت در اثر ذرات معلق هوا وجود دارد .

27. الودگی هوا و سرطان
برآورد ميزان رابطه آلودگي هوا با سرطان بسيار مشكل است زيرا بسياري از تركيبات، شناخته شده نيستند و ضمنا عوامل زياد ديگري نيز در ابتلاء به سرطان موثرند . به هرحال تحقيق ات اپيدميولوژيك، خطر بروز سرطان را در افرادي كه در معرض آلودگي هوا بوده اند نشان داده است . شايد م وثق ترين شواهد از مطالعات مواجهه شغلي به دست آمده باشد كه در آن يك آلاينده مشخص مورد بررسي قرار گرفته است . بيشترين بروز سرطان در ريه بوده است ولي ساير اعضاء مث ل مثانه، معده و كبد نيز مورد حمله سرطان ناشي از آلودگي هوا 1 برابر افراد سيگاري مناطق / بوده اند. همچنين مرگ و مير ناشي از سرطان ريه در افراد سيگاري مقيم شهر 5 روستايي مي باشد و اين دلالت بر اين دارد كه يك سوم از سرطان ها در افراد سيگاري مربوط به آلودگي هوا مي باشد.