مدرسة الجليل الثانوية- الناصرة��مورد الهواء�الموضوع: بيئة��معلم الموضوع: مفيد يوسف��السنة الدراسية: 2016-2017�

الهواء

الهواء هو كل المخلوط الغازي الذي يملأ جو الأرض بما في ذلك بخار الماء.

الهواء ”النقي“ الخالي من الملوثات يتكون من:

78 % نيتروجين

21% أكسجين

وحوالي 0.9% غاز أرجون

0.03 % ثاني أكسيد الكربون

والبقية والتي تعادل 0.97% عبارة عن كميات قليلة من النيون والهليوم والهيدروجين بالإضافة إلى بخار الماء .

طبقات الغلاف الجوي

الغلاف الجوي האטמוספרה أو ما يسمى بالهواء والذي يحيط بالكرة الارضية ويمتد إلى عدة مئات من الكيلومترات فوق سطح الأرض والذي يفصل بينها وبين الفضاء الخارجي. يتكون من اربعة طبقات:

• التربوسفير Troposphere
• الاستراتوسفير Stratosphere
• الميزوسفير Mesosphere
• الثيرموسفير Thermosphere

طبقات الغلاف الجوي

https://www.youtube.com/watch?v=4ZYfQ9UNUps

�تلوث الهواء�

• تعريف تلوث الهواء: هو وجود أي مواد صلبه أو سائلة أو غازية بالهواء بكميات تؤدي إلى أضرار فسيولوجية واقتصادية وحيوية بالانسان,الحيوان,النباتات والبيئة.

​

• يعتبر الهواء ملوثاً اذا حدث تغيير كبير في تركيبه, او اذا اختلطت به بعض الشوائب او الغازات بقدر يضر بحياة الكائنات الحيه والبيئة.

مصادر تلوث الهواء

• مصادر طبيعية- وهي المصادر التي لا دخل للإنسان فيها, هذه المصادر يصعب التحكم فيها او منع انبعاث الملوثات منها.

​

​

• مصادر غير طبيعية- وهي التي تنشأ بفعل الانسان, ومن الممكن ان يتحكم فيها ويمنع او يخفض كميات الملوثات المنبعثة منها.

مصادر التلوث الطبيعية

• الغبار المنبعث من الاراضي التي تحتوي على القليل من النباتات او تنعدم فيها, تشكل المناطق الجافة والأراضي القاحلة مصدر الغبار وألاتربة والرمال التي تثيرها الرياح على شكل عواصف رملية أو ترابية أو بهيئة أتربة متصاعدة أو غبار مُعلق.
• الميثان الذي ينبعث من عملية الهضم عند الحيوانات (المجترة) كالأغنام والأبقار.
• غازات ثاني أكسيد الكبريت، فلوريد الهيدروجين وكلوريد الهيدروجين المتصاعدة من البراكين المضطربة.
• أكاسيد النيتروجين الناتجة عن التفريغ الكهربائي في السحب الرعدية.

​

​

مصادر التلوث الطبيعية- تكملة

• الامونيا وكبريتيد الهيدروجين الناتج عن انتزاع الغاز الطبيعي من جوف الأرض أو بسبب البراكين أو تواجد البكتيريا الكبريتية.
• غاز الأوزون المتخلق ضوئياً في الهواء الجوي أو بسبب التفريغ الكهربائي في السحب (ينتج بسبب أشعة الشمس والبرق .(
• تساقط الأتربة المتخلفة عن الشهب والنيازك إلى طبقات الجو السطحية.
• حبيبات لقاح النباتات. وهذا يجعل المناطق الشجرية والنباتية غنية بحبيبات اللقاح التي تساعد على تشكل جو يعرف بعبوق الشجر.
• الفطريات والبكتيريا والميكروبات المختلفة التي تنتشر في الهواء سواء كان مصدرها التربة أو نتيجة لتعفن الحيوانات والطيور الميتة والفضلات الآدمية.
• المواد ذات النشاط الإشعاعي كتلك الموجودة في بعض تربات وصخور القشرة الأرضية وكذلك الناتجة عن تأين بعض الغازات الجوية بفعل الأشعة الكونية.مثل غاز الرادون (مسبب لمرض سرطان الرئة).

​

​

​

​

مصادر التلوث غير الطبيعية

• إحتراق الوقود- استخدام الفحم والغاز الطبيعي والمشتقات النفطية كوسيلة للوقود.
• محطات توليد الطاقة الكهربائية
• التدفئة البيتية- أفران النفط والغاز, التدفئة المركزية (تعتمد على السولار), أفران حرق الحطب.
• وسائل النقل البري والبحري والجوي.
• الصناعة- احتراق الوقود المستعمل في عمليات الانتاج.
• محارق القمامة.

​

​

مصادر التلوث غير الطبيعية- تكملة

• النشاط السكاني ويتعلق بمخلفات المنازل من المواد الصلبة والسائلة وكذلك بسبب كثرة استخدام المبيدات الحشرية والمذيبات الصناعية.
• النشاط الزراعي وكثرة استخدام المواد الكيماوية المختلفة في أغراض التسميد والزراعة.
• النشاط الإشعاعي بسبب التفجيرات الذرية واستخدامات الطاقة النووية في الأغراض السلمية. وينتج عن كل هذه المصادر الطبيعية أو غير الطبيعية عدد من الملوثات.

​

محطات توليد الطاقة

• تقسم الى ثلاثة انواع حسب مصدر الطاقة الذي يشغلها:
• محطات تعمل على الفحم الحجري.(محطاتان واحدة في اشكلون والاخرى في الخضيرة تعمل على الفحم الحجري)
• محطات تعمل على حرق المازوت.(معظم المحطات في اسرائيل تعمل على المازوت)
• محطات تعمل على الطاقة النووية.

​

يؤدي احتراق الفحم الحجري والمازوت الى تلويث الهواء بكميات كبيرة من الجسيمات وثاني اكسيد الكبريت.

عملية احتراق الوقود

• الاحتراق للوقود قد يكون تام وقد يكون جزئي:

احتراق تام

فحم (يتكون من الكربون)

ثاني اكسيد الكربون

نفط/ غاز

(يتكون بالاساس من هيدروكربونات)

احتراق تام

CO2+H2O

مواد وقود

تحتوي على نيتروجين/ كبريت

احتراق تام

NO2 (NOX)/ SO2

عملية احتراق الوقود

• احتراق جزئي للوقود:

​

​

​

مواد وقود

تحتوي على نيتروجين/ كبريت

احتراق جزئي

​

اكاسيد احادية الاوكسجين مثل CO + جسيمات صغيرة تؤدي الى تكون سناج اسود (تعبير عام يشير إلى جسيمات الكربون الناتجة عن الاحتراق غير الكامل للهيدروكربونات).

عملية احتراق الوقود- الفحم

• من احتراق الفحم ينتج جسيمات صغيرة وكبيرة مصدرها الاحجار والفحم الذي لم يحترق وتقسم الى:
• رماد راسب: وهي جسيمات كبيرة نسبيا من الاحجار المطحونة والسناج التي تترسب ويتم تجميعها. نسبة ذلك 15%-40%.
• رماد حائم: وهي جسيمات صغيرة جدا تحوم في الهواء ويمكن ان تصل الى المسالك التنفسية بسهولة, لهذا فهي خطرة, ويشكل هذا الرماد 85%.

يتم ترطيب نفايات الغبار والجسيمات لتقليل انطلاقها الى الهواء.

تلوث الهواء من التدفئة البيتية

• افران النفط والغاز- ينطلق من الافران التي تعمل بواسطة النفط والغاز غاز CO لهذا الغاز خطورة بالغة, خاصة في ظروف تهوئة غير جيدة.
• التدفئة المركزية- تعتمد على السولار الذي يحتوي على مركبات الكبريت لهذا يتم اطلاق ثاني اكسيد الكبريت SO2 وجسيمات اخرى صلبة ويتم ابعادها بشكل عام بواسطة مداخن.
• افران حرق الحطب- ينتج من حرق الحطب مركبات كربون مختلفة وجسيمات اخرى مثل الرماد, ويتم ابعادها بشكل عام بواسطة مداخن.

تلوث الهواء من المركبات

• يحتوي وقود المركبات على هيدروكربونات, ومركبات عضوية اخرى تحتوي على الكبريت والنيتروجين.
• احتراق كامل يؤدي الى تكون CO2+ H2O
• احتراق جزئي يؤدي الى انتاج هيدروكربونات وأول اوكسيد الكربون وجسيمات صلبة.

كمية الملوثات تتعلق بالعوامل التالية: مبنى المحرك, نوعية الوقود, طريقة السياقة (سرعة ثابتة احتراق ناجع تقليل CO, تباطؤ وتسارع احتراق غير فعال ملوثات اكثر)

ايهما اكثر تلوثاً: محركات الديزل ام محركات البنزين

• البنزين اكثر تلوث للغازات المسببة لارتفاع درجة حرارة الجو- غازات الدفيئة (زيادة 35% عن محرك الديزل), والهيدروكربونات (زيادة 170% عن محرك الديزل), واول اوكسيد الكربون (زيادة 415% عن محرك الديزل), وتزداد تلك النسب بمقدار 50% مع المقارنة بمحرك يعمل بالديزل الحيوي- Biodiesel.
• السولار اكثر تلوث بالنسبة للأجسام الصلبة (زيادة 70% عن محرك البنزين) وهي جسيمات الكربون الناتجة عن الاحتراق غير الكامل للهيدروكربونات وتبقى معلقة في الهواء, ويمكن مشاهدة سحب سوداء من الدخان عند الضغط على دواسة الوقود في السيارة التي تعمل بالديزل (مواد تسبب امراض السرطان).

ايهما اكثر تلوثاً: محركات الديزل ام محركات البنزين

• السولار اكثر تلوث بالنسبة لأكاسيد الكبريت (زيادة 70% عن محرك البنزين).
• السولار اكثر تلوث بالنسبة لأكاسيد النيتروجين (زيادة 55% عن محرك البنزين).
• تقل تلك النسب مع استخدام الديزل الحيوي- Biodiesel.
• مركبات الرصاص منعدمة في الديزل.
• يصدر من محركات الديزل رائحة ودخان بصورة شديدة.
• كفاءة الحرق في الديزل افضل من البنزين, كما انه تكون محركات الديزل اقل تلويثاً عند بداية التشغيل او في المسافات الصغيرة, بشرط ان تكون في حالة جيدة.

تلوث الهواء من الصناعة

• يتم احتراق الوقود المستعمل في عمليات الانتاج وينطلق غازات سامة الى الهواء منها: SO2, NOX, CO وهيدروكربونات كما وينطلق من بعض الصناعات جسيمات صلبة وغبار.

​

مجموعة الغازات CFC- كلوروفلوروكربون- تتفاعل هذه المواد مع الاوزون وتؤدي الى انحلاله او ما يسمى بثقوب في طبقة الاوزون.

تلوث الهواء من الحرائق والنفايات

• الحرائق المتعمدة- الحرائق الموجهة او المقصودة هي احدى الوسائل التي تستخدم في بعض الاحيان في ادارة الغابات (تساعد في تحفيز عملية انبات بعض الانواع المرغوب فيها من اشجار الغابات, ومن ثم تجدد الغابات).

​

• التحلل البيولوجي للنفايات العضوية- يصدر عن ذلك غاز الميثان وهو سريع الاشتعال ولهذا قد يؤدي الى تكوين بعض المواد المتفجرة في الهواء. ويعد الميثان من المواد المسببة للاختناق.

​

تلوث الهواء من المحاجر

• المحاجر- الغبار الناتج ويتكون بشكل اساسي من كربونات الكالسيوم بالاضافة الى اكسيد السيلكون(مادة مسرطنة). (الحد الاقصى المسموح به لتركيز الغبار في الجو هو 15 ملغم/م3 فقط).
• وايضا ينتج من ذلك الغازات الصادرة من الاليات ووسائل النقل مثل اول اكسيد الكربون واكسيد الكبريت واكسيد النيتروجين والهيدروكربونات ومركبات الرصاص.

تلوث الهواء من المبيدات

• المبيدات- اكثر من 98% من المبيدات الحشرية المرشوشة تنتشر بالهواء.
• المبيدات تؤدي الى تلوث الهواء, تلوث المياة, تلوث التربة وتلوث الاغذية.
• يحدث تلوث الهواء بسبب حركة المبيدات مع الرياح, عند رش المبيدات في الهواء تتطاير مع الرياح لتصل الى مناطق اخرى.
• التلوث الهوائي بالمبيدات يؤدي الى مرض باركنسون.
• معدلات المرضى مرتفعة في المجتمعات القريبة من الاراضي الزراعية.

تلوث الهواء من التدخين

• يعد دخان التبغ من اكثر عوامل تلوث البيئة, حيث يحتوي على اكثر من اربعة آلاف مادة معظمها سام, وتحتوي الغازات الناتجة منه على 500 مادة ضارة.
• يستنشق غير المدخنين من البيئة كمية من هذه المواد الضارة (التدخين السلبي).
• يسبب التدخين الامراض, التلوث الهوائي, النفايات والقاذورات.

​

• هنالك ملوثات اخرى: من الانشطة العسكرية والحروب, من المواد المنبعثة من مواد الطلاء ومثبتات الشعر.

ملوثات الهواء

ملوثات الهواء تقسم إلى قسمين :

• ملوثات أساسية او اولية- وهي المواد التي تصدر بشكل مباشر من مصدر التلوث, مثل: الرماد المتناثر من البراكين, غاز اول اكسيد الكربون المنبعث من عوادم السيارات او ثاني اكسيد الكربون المنبعث من مداخن المصانع.

​

• ملوثات ثانوية- وهي ناتجة من تفاعل الملوثات الأساسية للهواء مع بعضها بعضاً أو مع ملوثات أخرى أو مع الماء أو مع أشعة الشمس . مثل: الضبخان (خليط من الدخان والضباب), الأوزون والمطر الحامضي.

​

ملوثات الهواء- الملوثات الأساسية- الاولية �

1. الأكاسيد: وهي الناتجة عن حرق الوقود مثل الفحم الحجري والنفط والغاز الطبيعي حرقاً كاملاً . وينتج عن ذلك : ثاني أكسيد الكربون, بخار الماء, ثاني أكسيد الكبريت, اكاسيد النيتروجين (NO2 , NO ) إضافة إلى العناصر الثقيلة التي تكون بحالة غازية أو صلبة دقيقة مثل : الزرنيخ (As) والكادميوم (Cd) والرصاص (Pb) والزئبق (Hg) .
2. وعندما يكون الاحتراق غير كامل ينتج أول أكسيد الكربون بالإضافة الى ذلك ينطلق الى الجو ذرات فحم صغيرة التي تكون الدخان الأسود.
3. مواد مصدرها العمليات الصناعية- فلوريد الهيدروجين HF , كلوريد الهيدروجين HCL , امونيا NH3 ,وكبريتيد الهيدروجين H2S .

​

​

​

​

​

ملوثات الهواء- الملوثات الأساسية- الاولية

2. المركبات العضوية المتطايرة : وهي الناتجة عن عوادم السيارات وحرق الفحم الحجري مثل: المركبات الهيدروكربونية كالميثان والبنزين والكلوروفورم .

​

.3 المركبات العالقة والقطيرات : وهي مواد صلبة توجد عالقة في الهواء مثل: الغبار والجراثيم والرصاص وأملاح الكبريت وأملاح النيترات. أما القطيرات مثل: النفط والمبيدات الحشرية.

​

​

​

​

ملوثات الهواء- الملوثات الأولية

• أكاسيد الكبريت ((SOX- ينبعث ثاني اكسيد الكبريت من البراكين والعمليات الصناعية المختلفة.
• الفحم والبترول يحتويان على مركبات الكبريت فان احتراقها ينتج عنه أكاسيد الكبريت.
• ثاني اكسيد الكبريت يتفاعل مع الرطوبة الموجودة في الهواء (بخار الماء) ويتكون حامض الكبريتيك وهذا يشكل المطر الحامضي.
• يزيد تلوث SO2 كملوث عندما تتواجد ملوثات اخرى في الجو, هذه الظاهرة تسمى التأثير التضافري او ”تعاون“

مضار ثاني اكسيد الكبريت

• الضرر للانسان- الجهاز التنفسي مبنياً من انسجة رطبة والتي تعتبر متفاعلاً مثالياً لاكاسيد الكبريت. عندما يكون تركيز ثاني اكسيد الكبريت PPm1(حجم وحدة واحدة من الغاز من مليون وحدة هواء) تشعر برائحة المادة, بتركيز PPm5 تتهيج العيون وبتركيز 10 PPm تكون صعوبات في التنفس.

​

• عندما يتكون المطر الحامضي فانه يضر بالنباتات والمحاصيل الزراعية والتربة والمباني والمجمعات المائية.

ثاني اكسيد الكبريت

• مصدر ثاني اكسيد الكبريت-

ناتج عن حرق الوقود المحتوي على الكبريت وبصفة رئيسية الفحم والبترول.

التأثير على صحة الانسان:

1. تأثيرات على التنفس.

2. امراض الجهاز التنفسي.

3. تغير مقاومة الرئتين.

4. زيادة حدة امراض الجهاز التنفسي والدوري.

مرضى الربو والمصابين بمرض مزمن بالرئة يكونون اكثر تعرضاً.

​

ملوثات الهواء- الملوثات الأولية

• اكاسيد النيتروجين- NOX))- هي ناتج تفاعل كيميائي بين الاوكسجين والنيتروجين الموجودين في الهواء, اذ ترافق عملية حرق الوقود في وسائل النقل او في محطة توليد الطاقة, درجة حرارة مرتفعة نسبياً والتي هي مناسبة لتفاعل الاوكسجين والنيتروجين وينتج من ذلك اكاسيد النيتروجين NO,NO2 ,نعبرعنها .(NOX)
• ثاني اكسيد النيتروجين غاز سام ذو لون بني يميل الى الحمرة وله رائحة قوية ونفاذة لذا يعد من اكثر ملوثات الهواء وضوحاً.

اكاسيد النيتروجين- NOX))

• اكاسيد النيتروجين سهلة الذوبان بالماء, وهي تمتزج ببخار الماء المنتشر في الجو لتعطي حامضاً قوياً وهو حامض النيتريك ولهذا من الممكن ان تشترك اكاسيد النيتروجين بالمطر الحامضي.
• عندما تصل اكاسيد النيتروجين الى طبقة الاوزون فانها تحدث كثيراً من الضرر في هذه الطبقة وتؤدي الى تفكك الاوزون.
• نتيجةً لحرق الوقود ينتج ايضاً هيدروكربونات (مركبات مكونة من كربون وهيدروجين) خاصةً عندما تكون عملية الحرق غير تامة. بتأثير اشعة الشمس يحصل تفاعل بين الهيدروكربونات واكاسيد النيتروجين لانتاج الضبخن الفوتوكيميائي (عبارة عن خليط من المواد المؤكسدة حيث ان المكون الرئيسي فيها هو الاوزون).

ملوثات الهواء- الملوثات الأولية

• ثاني اكسيد الكربون- وهو من الغازات الطبيعية الموجودة في الغلاف الجوي وهو ضروري لعملية التركيب الضوئي.
• ينبعث هذا الغاز من عملية الاحتراق- احتراق اية مادة عضوية ولا فرق في ذلك بين الخشب, الورق, والفحم او زيت البترول.
• يعد احد غازات الدفيئة.
• عملية الاحتراق للوقود والتي ينتج منها ثاني اكسيد الكربون:

​

​

• كما انه ينطلق ثاني اكسيد الكربون من انفجار البراكين ومن تآكل الصخور ( الجيرية التي تحتوي على كربون).

وقود متحجر (فحم ونفط)

+

اوكسجين

ثاني اكسيد الكربون + ماء

ملوثات الهواء- الملوثات الأولية

• اول اوكسيد الكربون- ينطلق اول اوكسيد الكربون من خلال عملية الاحتراق غير التام للوقود, مثل الغاز الطبيعي او الفحم او الخشب.
• تعد عوادم السيارات احد المصادر الرئيسية لتكون اول اوكسيد الكربون.
• يعتبر من اخطر الغازات على صحة الانسان حيث يكون مع الدم مركباً صلباً يقلل من كفاءة الدم في نقل الاوكسجين. وعندما تزيد كميته قليلاً فقد يتسبب في انسداد الاوعية الدموية محدثاً الوفاة.

ملوثات الهواء- الملوثات الأولية

• الجسيمات المادية او الدقائق المادية او الجسيمات المادية الناعمة- وهي عبارة عن جسيمات بالغة الصغر قد تكون صلبة او سائلة او عالقة في الغاز.
• مصطلح الايروسول يشير الى الجسيمات المادية والغاز معاً (دقائق فوق مجهرية من سائل او صلب معلقة في الغاز).
• مصادر الجسيمات قد تكون ناتجة عن النشاط البشري او طبيعية.

طبيعية- تنشأ من البراكين, العواصف الترابية, حرائق الغابات والمراعي, الحياة النباتية او رذاذ البحر.

الانشطة البشرية- حرق الوقود الاحفوري في السيارات ومحطات توليد الطاقة والعمليات الصناعية المختلفة.

المخاطر الصحية- الاصابة بامراض القلب, تعطيل وظائف الرئة بالاضافة الى سرطان الرئة.

ملوثات الهواء- الملوثات الأولية

• المعادن السامة- مثل الرصاص والكادميوم والنحاس.
• عندما يحترق الوقود المحتوي على الرصاص في محركات الاحتراق ينتج اوكسيد الرصاص.
• اوكسيد الرصاص مادة جامدة لا تقبل التطاير, فهي تترسب ببطء على الجدران الداخلية للمحرك وباستمرار استعمال البنزين المسمى الجازولين المرصص يزداد ترسب اوكسيد الرصاص.
• للتخلص من عملية الترسب يضاف مركب هالوجيني مثل بروميد الأثيلين حيث يتفاعل مع الرصاص الموجود في البنزين اثناء احتراقه ويتحول الرصاص الى مادة بروميد الرصاص المتطايرة والتي بدورها تلوث الهواء.

تأثير الرصاص على صحة الانسان

​

• يتجمع الرصاص في الدم والعظام والانسجة الرخوة ولأنه لا يفرز من الجسم بسهولة فانه يؤثر على الكليتين والكبد والجهاز العصبي والاعضاء المكونة للدم.
• تعرض زائد للرصاص يسبب تلف الاعصاب وقد يؤدي للتخلف العقلي واضطرابات بالسلوك.
• الأجنة والرضع والاطفال الصغار هم الاكثر حساسية.

ملوثات الهواء- الملوثات الأولية

​

• مركبات الكلوروفلوركربونات CFCs- وهي من المركبات الضارة جداً بطبقة الاوزون.

​

• الاسم التجاري فريونات.

​

• تنبعث من بعض المنتجات التي منع استخدامها في الوقت الحالي مثل الغازات المضغوطة, (تستعمل بأوعية الرش كغاز دافع يؤدي الى اندفاع المادة الموجودة داخل وعاء الرش الى الخارج).

ملوثات الهواء- الملوثات الأولية

• الأمونيا ( -(NH3تنبعث من العمليات الزراعية.
• لها رائحة قوية ونفاذة.
• تساهم في تكوين المواد الغذائية والاسمدة.
• تعد الاساس الذي تقوم علية عملية تصنيع العديد من المستحضرات الطبية.
• تعد من المواد الكاوية والخطيرة.

ملوثات الهواء- الملوثات الأولية

​

• الملوثات المشعة- وهي التي تنتج عن التفجيرات النووية والمواد المتفجرة في الحروب.

​

• تنتج من بعض العمليات الطبيعية مثل الانحلال الاشعاعي لغاز الرادون.

ملوثات الهواء- الملوثات الثانوية

• الضباب الدخاني- وهو عبارة عن الجسيمات المادية التي تتكون من الملوثات الأولية الغازية, بالإضافة الى المركبات الموجودة في الضباب الدخاني (الكيميائي الضوئي).
• قديماً كان ينتج من حرق كميات كبيرة من الفحم في منطقة معينة نتيجة لاختلاط الدخان وثاني اوكسيد الكبريت.
• في العصر الحديث ينتج من المواد الضارة المنبعثة من محركات السيارات والعمليات الصناعية.
• تتفاعل تلك المواد في الغلاف الجوي عن طريق ضوء الشمس لتكون مجموعة من الملوثات الثانوية التي تتحد بدورها مع الملوثات الأولية مما يؤدي لتكون الضباب الكيميائي الضوئي.

الضبخان

• هنالك نوعان من الضبخان:
• الضبخان الكيميائي الضوئي-ערפיח פוטוכימי وينتج من تفاعل كيميائي الذي يحدث بواسطة اشعة الشمس بوجود ملوثات اولية مثل اكاسيد النيتروجين والهيدروكربونات, يتكون هذا النوع في فصل الصيف. مثال: ضبخان لوس انجلوس.
• أي يمكن ان يحدث في البلدان الحامية والتي فيها اشعة الشمس قوية مثلا في كاليفورنيا وايضاً في البلاد.

2. الضبخان الكيماوي- ערפיח תעשייתי عبارة عن اختلاط ضباب طبيعي مع الملوثات التي انطلقت من المصانع او محطات توليد الطاقة مثل الجسيمات= اكاسيد الكبريت (التي تتكون من حرق الفحم), يظهر هذا الضبخان في دول اوروبا في اشهر الشتاء, فيها يكثر حرق الفحم لغرض التدفئة. مثال لذلك: ضبخان لندن.

ملوثات الهواء- الملوثات الثانوية

• الأوزون السيئ (O3)- ينتج من اكاسيد النيتروجين والمركبات العضوية المتطايرة.
• يسمى بالأوزون السيئ بسبب وجوده بطبقة الغلاف الجوي المنخفضة.
• يمثل احد مكونات الضباب الدخاني.
• يعتبر من المواد المؤكسدة التي تسبب اضراراً للأنسجة الحية ويكون له تأثير سيئ على جهاز التنفس.

تأثير الاوزون السيئ على صحة الانسان

• التعرض من 6-7 ساعات لتركيزات منخفضة نسبياً من الأوزون يؤثر على الاصحاء البالغين والاطفال المصابين بالربو. كما انه يقلل من فاعلية وظائف الرئة ويسبب الآم الصدر والحكة والغثيان.
• اظهرت الدراسات على حيوانات التجارب ان التعرض الطويل الأجل قد يسبب تلفاً تركيبياً دائماً في الرئتين او فقدان في وظائف الرئة.

ملوثات الهواء- الملوثات الثانوية

​

• نترات البروكسي اسيتيل (PAN)- تتكون من اكاسيد النيتروجين والمركبات العضوية المتطايرة.

​

• تعتبر من الملوثات الهوائية الخطرة التي تسبب الأمراض للإنسان وبضمنها كما يعتقد مرض السرطان.

العوامل التي تؤثر على تلوث الهواء

يتأثر تلوث الهواء الجوي من عدة عوامل:

• كمية الملوثات المنبعثة: تتعلق بنوعية الوقود, وسائل النقل المستخدمة, المنشآت الصناعية ونوعية النشاط الصناعي.
• حجم التفاعلات الحادثة وما ينتج عنها من مخلفات غازية تنطلق للجو.
• مدن صناعية, ومدن تعج بالسيارات والشاحنات وغيرها من وسائل النقل والمواصلات هي التي تحتوي على كميات كبيرة من الملوثات الجوية المتنوعة.

​

العوامل التي تؤثر على تلوث الهواء

• شكل وموقع مصدر انبعاث الملوثات: يكون حجم تلوث الهواء في المواقع المنخفضة اكبر منه في المواقع المرتفعة.

​

• كلما كانت مداخن المصانع اعلى كان توزيع وانتشار الملوثات افضل.

العوامل التي تؤثر على تلوث الهواء

• مدى القرب من مصدر التلوث: كلما ازداد البعد عن مصدر التلويث فان كثافة الملوثات في الجو تقل والعكس صحيح.

​

العوامل التي تؤثر على تلوث الهواء

• الحالة الجوية-
• درجة الحرارة- في ساعات النهار تزداد درجات الحرارة مما يؤدي الى تسخين الهواء الجوي القريب من سطح الارض مما يسبب الى حدوث تيارات هوائية صاعدة نشطة تعمل على نشر الملوثات على اكبر مدى ممكن.

في ساعات الليل تنخفض درجات الحرارة ويحدث تبريد للهواء القريب من سطح الارض مما يؤدي الى حالة من الركود الجوي ينتج عنها تمركزمعظم الملوثات الجوية قريباً من السطح ويكون انتشارها محدوداً مما يسبب في زيادة كثافة الملوثات بالقرب من السطح.

​

الانقلاب الحراري- الأنفرسيا

• انقلاب حراري- אינוורסיה- ظاهرة فيها طبقة من الهواء الحار موجودة فوق سطح الارض على ارتفاع عدة مئات من الامتار واسفلها تنحصر طبقة هواء باردة, (أي كلما ارتفعنا الى اعلى ارتفعت درجة الحرارة أي على عكس الوضع الطبيعي كلما ارتفعنا الى اعلى تقل درجة الحرارة) هذا وضع لا يسمح بانتشار ملوثات موجودة في طبقة الهواء الباردة الى الجو. أي ان الهواء القريب من سطح الارض كثافته اكثر واثقل من الذي فوقه, لهذا اذا تواجدت ملوثات فيه لن تتوزع في الجو, لان الهواء البارد لن يصعد الى اعلى بسبب انه اثقل من الهواء الذي فوقه, وستبقى الملوثات قريبة من سطح الارض.

اسئلة

1. ما هو الانقلاب الحراري (الانفرسيا)؟
2. كيف تؤثر حالة الانقلاب الحراري على تلوث الهواء؟ اشرح اجابتك.

العوامل التي تؤثر على تلوث الهواء

• الرياح: ويتعلق باتجاه الرياح وسرعتها. حيث تنطلق الملوثات من سطح الارض مع اتجاه الرياح, المناطق الواقعة بمهب الرياح ستكون اكثر تلويثاً من مناطق واقعة عكس مهب الرياح.
• كلما ازدادت سرعة الرياح ازدادت حركة الملوثات الهوائية واتسع مدى انتشارها مما يعمل على تقليل تركيزها.
• المطر: يقوم المطر بالعمل على تنقية الجو من الجزيئات الصلبة العالقة به.
• الامطار تطهر الجو من جزء من الملوثات الكيميائية لتفاعلها معها. مثل الامطار الحامضية.

المشاكل العالمية المتعلقة بتلوث الهواء

الاحتباس الحراري- في الوضع الطبيعي تصل اشعة الشمس الى الارض, قسم منها يستوعب (بواسطة النباتات, الصخور, التربة والمباني...) اما الاشعة الفائضة فتعود الى الفضاء بعيداً عن سطح الارض. لكن هناك غازات في الغلاف الجوي- غازات الدفيئة التي تمتص الاشعة العائدة (الاشعة تحت الحمراء IR) وتحبسها بمحاذاة الكرة الارضية. نتيجةً لذلك تميزت الكرة الارضية بدرجات حرارة مرتفعة نسبياً اذا ما قيست لدرجات الحرارة على سطح الارض فيما لو لم تكن هناك غازات دفيئة. وغازات الدفيئة تلعب دورا حيويا ورئيسيا في تدفئة سطح الأرض للمستوى الذي تجعل الحياة ممكنة على سطح الأرض (هذه ظاهرة طبيعية). ولولا هذه الغازات لوصلت درجة حرارة سطح الأرض إلى 18° تحت الصفر.

​

​

الاحتباس الحراري

• بسبب فعل الانسان ازدادت وتيرة انبعاث الغازات الى الجو مما ادى الى زيادة في امتصاص الحرارة العائدة من الارض وبالتالي زيادة في درجة حرارة الكرة الارضيه مما ادى الى تفاقم ظاهرة الاحتباس الحراري.
• من الغازات التي تساهم في ظاهرة الاحتباس الحراري- بخار الماء, الميثان, اكاسيد النيتروجين وثاني اوكسيد الكربون.
• حسب الابحاث فانه من المتوقع ان ترتفع درجة حرارة الجو بمقدار درجتين او ثلاث درجات حتى عام 2050 وبمقدار خمس درجات حتى عام 2100.

غازات الدفيئه

​

1- بخار الماء 2- ثاني أكسيد الكربون(CO₂) 3- أكسيد النيتروز (N₂O)

4-الميثان (CH₄) 5- الأوزون (O₃) 6- الكلوروفلوركاربون (CFCs)

تركيز CO₂ في الغلاف الجوي

تركيز CO₂ ppm

السنوات

تركيز CO2 في الغلاف الجوي

أثار الاحتباس الحراري

• بسبب ارتفاع درجة الحرارة فان ذلك سوف يؤدي الى انصهار الجليد في الاقطاب وقمم الجبال مما يزيد من ارتفاع منسوب المياة في البحار والمحيطات والى اغراق كثير من حواف القارات بما عليها من مدن ومنشآت.

​

• المياة الجوفية سوف تتلوث نتيجة زحف مياة البحار.

​

• الاراضي الزراعية ستفقد مساحات شاسعة منها صلاحيتها الزراعية نتيجة زيادة الملوحة.

ثقب او نضوب الأوزون

• نضوب الأوزون أي انخفاض تركيزه في طبقة الستراتوسفيرا.
• الأوزون بشكل طبيعي يتكون من ثلاث ذرات اوكسجين تتحد بمساعدة الاشعة فوق البنفسجية.

O2

O+O

UV

O+ O2

O3

الاوزون الستراتوسفيري- بعيدا عن الأرض - جيد

الاوزون التروبوسفيري – قريبا من الأرض - ضار

​

​

الأوزون السيئ

في هذه العمليات هناك حالة اتزان ديناميكي بين انتاج وتفكك الأوزون، في حالة كهذه لا يتراكم الأوزون في الجو .

ولكن عند تواجد مركبات عضوية متطايره في الجو

( VOC) تتفاعل هذه المركبات مع جزء من مركبات النيتروجين ( NO) وتمنعها من التفاعل مع الأوزون ( O3) وتفكيكه وبذلك يتراكم الأوزون ولا يتفكك.

​

​

ما هو ثقب الأوزون؟

• ظهر انخفاض كبير في مستوى الأوزون فوق منطقة القطب الجنوبي نتيجة استنزاف هذا الغاز بشكل اكبر من غيرها من المناطق اطلق العلماء على هذه الظاهرة تعبير ثقب الأوزون.

​

• يستنزف العالم حوالي 4% من الأوزون كل 10 سنوات.
• بلغت مساحة هذه الفجوة 28.3 مليون كلم² عام 2000

​

في المنطقة القطبية تصل درجة الحرارة إلى – 80م0 خلال الشتاء البارد, فتكون الغيوم الممطرة حبيبات صغيرة (رذاذ)، حيث تأخذ التفاعلات الكيميائية مجراها على تلك الحبيبات فيتحول الهالوجين غير النشط إلى هالوجين نشط، وتأخذ عملية تفكك الأوزون مجراها بسرعة عالية في الوقت الذي تعود فيه أشعة الشمس للظهور.

في عام 1987 تم قياس كمية كبيرة من أول أكسيد الكلور في منطقة ثقب الأوزون فوق المنطقة القطبية الجنوبية.

بينت الدراسات لقياس طبقة الأوزون أن هناك كمية قليلة من الأوزون في المناطق التي ظهر فيها تركيز عالي من أكسيد الكلور. و هذه تدل على أن الكلورين و البرومين هي المتسببة في ظاهرة ثقب الأوزون في المنطقة القطبية الجنوبية وخاصة في الفترة 1989 وخلال عام 1991- 1992.

كما أن لسرعة انتقال أو حركة الأوزون من منطقة لأخرى أثر على تركيزه في الستراتوسفير.

• بعد عام 1992 تم الانطلاق لدراسة ظاهرة تآكل الأوزون في منطقة القطب الشمالي.
• بما أن موسم الشتاء مختلف جداً بمنطقة القطبين، فمنطقة القطب الشمالي ذات برد قوي (عواصف) ودرجة الحرارة أقل مقارنة بالقطب الجنوبي، و هذا هو السبب في تآكل طبقة الأوزون حول القطب الشمالي والجنوبي.
• خلال السنوات الحديثة أصبح شتاء القطب الشمالي أكثر برودة مما هو عليه عادةً وقد يكون هذا هو السبب في ظهور تآكل طبقة الأوزون في منطقة القطب الشمالي حديثاً.

خلال فصل الشتاء في القطب الجنوبي تتكون في طبقة الستراتوسفير غيوم جليدية تحبس بداخلها كمية كبيرة من جزيئات الكلور, ومع بداية الربيع القطبي (أيلول وتشرين الاول) وارتفاع درجة الحرارة تذوب الغيوم وتنطلق جزيئات الكلور بشكل كثيف مما يؤدي الى تسريع عملية إستنفاد الاوزون.

أسباب نضوب طبقة الأوزون

1. مركبات الكلورفلوركربون: وهي مواد عضوية يدخل في تركيبها الكلور, الفلوروالكربون.

الفريونات قادرة على تحويل الأوزون الى أوكسجين.

تستخدم مركبات CFCs بشكل واسع في العديد من الصناعات مثل..

• البخاخات التي تستخدم بكثرة في الاستعمالات المنزلية.
• تكييف الهواء والتبريد والثلاجات
• صناعة العوازل والبلاستيك والاسفنج الصناعي
• المذيبات الكيماوية
• طفايات الحريق

​

ما الذي يؤذي طبقة الأوزون؟

• الفريونات او الكلوروفلوروكربون ( (CFCs
• تحتوي هذه المركبات على الكلوريد والفلوريد التي تستطيع مهاجمة الأوزون وتفكيكه عند تحررها.
• الهالونات: وهي مركبات تحتوي على البروميد.
• المبيد الحشري بروميد المثيل. CH₃Br

​

مكيفات الهواء

البرادات

المرشات

طفايات الحريق

صناعة الإسفنج

حسنات وسيئات مركبات CFC's

• حسنات ال- CFC's بالصناعة : رخيصة الانتاج، مريحة أكثر للتخزين، غير سامة وثبت انها ناجعة جدا لعدد من المواد الصناعية.��سيئات استخدام ال- CFC's - هذه المواد تتحلل ببطء وتبقى صامدة بالغلاف الجوي لوقت طويل.�عندما تصل الى الغلاف الجوي، تنطلق ذرات الكلور أو البروم من هذه المركبات، بفعل أشعة الشمس الفوق بنفسجية. ذرات الكلور والبروم تهاجم وتدمر طبقة الأوزون الحامية والنتيجة: يهدم اوزون أكثر من الذي ينتج وهكذا يحصل اضمحلال بطبقة الأوزون.

متى وأين يحصل الخطر من مركبات CFCs

عندما تنتقل مركبات CFCs إلى طبقة الستراتوسفير وتتعرض للأشعة فوق البنفسجية من الشمس، حيث يتحرر الكلور الذي يعمل كعامل مساعد حيث يتحد مع الأوزون ويكون أكسيد الكلور ClO وذرة أكسجين O2 .

Cl + O₃ ClO + O₂

1. اشعة ال uv تسبب فصل ذرة من الكلور من جزيئ ال CFC

2. ذرة الكلورالحره تصيب جزيئ الاوزون

3. ذرة الكلور تبعد ذرة اكسجين

4. ذرة الاكسجين الحرة تصيب جزيء اول اوكسيد الكلور

5. النتيجة ذرة كلور حرة

​

كيف يتفكك الاوزون الجيد؟

• ليست جميع مركباتCFCs تضر بطبقة الأوزون بنفس المقدار، فمثلاً الكلوروفورم ورباعي كلوريد الميثان تعتبر من أكثر المذيبات الصناعية خطراً على الأوزون وتعمل بنفس درجة الكلور.
• البروم أكثر فعالية من الكلور في تحلل الأوزون.

أسباب نضوب طبقة الأوزون

2. اكاسيد النيتروجين: نتيجة تركيزها في الطبقات السفلى يحدث اختزال ضوئي لثاني اكسيد النيتروجين بواسطة الاشعة فوق البنفسجية الى اوكسيد النيتروجين واوكسجين ذري, وقد يتفاعل الأوكسجين الذري مع جزيء آخر. وقد يتفاعل الأوكسجين الذري وثاني اوكسيد النيتروجين والمركبات الهيدروكربونية مثل: الميثان والايثان وغيرهما وتتكون مجموعات نشطة تدخل هي الاخرى في سلسلة من التفاعلات لتكون مجموعة كثيرة مثل: الفورم الدهيد والأوزون.

3. التجارب النووية: تتلف الأوزون بنسبة 20-70% وخاصةً التفجيرات الهوائية.

أسباب نضوب طبقة الأوزون

4. الانفجارات البركانية: وهي مسؤولة عن تآكل طبقة الأوزون حين ينبعث منها كلوريد الهيدروجين وكبريتيد الهيدروجين, مما يؤدي الى تفاعل الكلور وحامض الكبريت مع الأوزون بطبقة الستراتوسفيرا.

5. العوامل الجيوفيزيائية: يرجح العلماء ان سبب نضوب طبقة الأوزون في الجزء الشمالي من الكرة الارضية الى عوامل جيوفيزيائية تتعلق بالأعاصير والنشاط الشمسي.

من المسؤول عن الثقب في الاوزون

براكين

مصادر طبيعية

فعاليات الأنسان

الكيماويات التي تسبب تآكل طبقة الأوزون

أهم الاضرار التي تنتج عن الاشعة فوق البنفسجية

• زيادة حالات الإصابة بسرطان الجلد
• خلل في الجهاز المناعي للجسم وبالتالي زيادة واشتداد حالات الإصابة بالامراض المعدية.
• زيادة الأضرار التي تصيب العيون ، خاصة إعتام عدسة العين (المياه البيضاء)
• الإصابة بالحروق الشمسية والعمى الجليدي
• الشيخوخة المبكرة
• تدمير جزئيات الحامض النووي الوراثي (DNA)

كما ينتج عن نقص الأوزون

• نقص المحاصيل الزراعية- الاشعة فوق البنفسجية تلحق الضرر بمادة الكلوروفيل.
• التأثير السلبي على الكائنات الحية المائية (وخاصةً الطافية على سطح البحر) وإنتاجية مصائد الأسماك.
• التلف السريع للمواد البلاستيكية والمطاط.
• تغير الوان الطلاء في الاماكن المعرضة لاشعة الشمس لفترات طويلة.
• إحداث تغيرات كبيرة في مناخ الأرض وارتفاع درجة حرارة العالم. ( وهذا يتسبب في العديد من المخاطر)

​

استنزاف الأوزون

• من الممكن استنزاف طبقة الأوزون بواسطة غازات مثل: هيدروكسيل (OH), غاز الكلور (CL) وغاز البروم (Br).
• تعمل الأشعة فوق البنفسجية على تفكيك كل من الكلور والفلور من مركبات الكلوروفلوروكربون ويبدأ كل منهما بتحفيز سلسلة من التفاعل القادرة على تفكيك اكثر من 100,000 جزئ اوزون.

يؤدي استنزاف طبقة الاوزون إلى انخفاض قدرتها على امتصاص الأشعة فوق البنفسجية الضارة وبالتالي السماح لهذه الاشعة بالنفاذ الى سطح الارض وتهديد الحياة عليها. ويقدر العلماء أن نقص سمك طبقة الاوزون بنسبة 1% سيؤدي الى زيادة تقارب 1.3% من الأشعة فوق البنفسجية التي تصل إلى الأرض. وهي زيادة تمثل خطراً أكيداً على الانسان والحيوان والنبات والمواد.

مخاطر استنزاف طبقة الأوزون

الحلول المقترحة للتقليل من استنزاف الأوزون

• منع استخدام المواد التي تحتوي على الكلوروفلوروكربون.

تعتبر السويد اول دولة تمنع استخدام الرشاشات (مثل المبيدات الحشرية).

• منذ عام 1996 وبعد محادثات ومعاهدة دولية (بروتوكول مونتريال) تم وقف انتاج الكلوروفلوروكربون.
• حالياً يتم تركيب مكونات تحتوي على (C-H) لتحل كبديل لاستخدام (CFC) مثل هايدروكلوروفلوروكربون (HCFC) حيث انها اكثر نشاطاً ولا تبقى فترة كافية في الغلاف الجوي لتصل الى طبقة الاوزون.

ماذا فعلت الدول لتخفيف الخطر؟

• اتفاقية فيينا لحماية طبقة الأوزون 1985
• بروتوكول مونتريال 1987:

تخفيف إنتاج CFCs من قبل البلدان الصناعية حتى توقفها تماماً.

• مؤتمر هلسنكي مايو 1989 عدم استخدام CFCs بحلول عام 2000
• مؤتمر لاهاي 1989 أوصى بإنشاء هيئة خاصة لها سلطات واسعة ومهمتها الأساسية مواجهة تلوث الجو والمحافظة على طبقة الأوزون.

المطر الحامضي

• المطر الحامضي هو المطر الذي يكتسب الصفة الحامضية.
• مصطلح المطر الحامضي يستخدم ليصف فقط المطر الذي يحتوي على PH=5 واقل من ذلك.
• درجة حموضة ماء المطر النقي 6-5.5 أي تميل الى الحموضة قليلاً.

الأسباب التي تؤدي الى تكون المطر الحامضي

• يتكون بفعل الغازات التي تتفاعل مع ماء المطر مكوناً انواعاً مختلفة من الأحماض.

الغازات هي:

• غاز ثاني اوكسيد الكبريت.
• اكاسيد النيتروجين.

(هذان النوعان لهما الدور الاكبر في تكوين المطر الحامضي).

• ثاني اوكسيد الكربون.

الغازات الملوثة تنتقل مع التيارات الهوائية ولهذا قد تهطل امطار حامضية على مناطق هي بعيده عن مصدر التلوث.

الآثار السلبية للمطر الحامضي

• على البيئة البحرية- بعد هطول الامطار الحامضية تصل مياة السيول والانهار الى البحيرات وتجرف معها عناصر مختلفة بشكل مركبات من الرصاص, الزئبق, النحاس والالمنيوم فتقتل الاحياء في البحيرات.
• على الغابات والنباتات- تؤثر الامطار الحامضية في النباتات الاقتصادية ذات المحاصيل الموسمية, وفي الغابات الصنوبرية, فهي تجرد الاشجار من اوراقها كما وتغير مستوى الحامضية بالتربة مما يؤثر على نمو النباتات.
• على التربة- الحموضة تؤثر على البكتيريا المثبتة للنيتروجين وانخفاض تفكك المادة العضوية مما ادى الى سماكة طبقة البقايا النباتية وصعوبة نفاذ الماء الى داخل التربة.

الآثار السلبية للمطر الحامضي

• على الحيوانات- تأثُر النباتات بالامطار الحامضية يؤدي الى تأثير على الكائنات آكلة النبات كما يؤثر على المأوى.
• يؤدي موت الغابات الى موت الكثير من الحيوانات الصغيرة وهجرة الكبيرة منها.
• على الانسان- الضبخان الذي يتشكل في المدن الكبيرة يحتوي على حموضة وهذا كله يؤثر على الانسان ويسبب مشاكل في الأغشية المخاطية, تهيجاً وسعال, الاختناق وتلف الانسجة.
• آثار اخرى- اضرار بالآثار التاريخية والتماثيل.

علاج مشكلة المطر الحامضي

بدأت بعض الدول المتقدمة بتطبيق حلول للتخفيف من مخاطر الأمطار الحامضية:

• استخدام الفحم الفقير بالكبريت.
• ازالة كبريت غاز المداخن بطريقة الامتصاص الفعال.
• طلاء المنشآت بأنواع مستحدثة من الطلاء لحمايتها من الآثار الضارة لسقوط الامطار الحامضية

​

قياس التلوث

معايير لتركيز ملوثات الهواء

1. معايير تلوث الهواء(معايير بيئية תקן סביבה)- وهي معايير وضعت لتحديد التركيز الاقصى للملوثات الهوائية المسموح به خلال فترة زمنية محدودة.

يحدد التركيز الاقصى للملوثات الهوائية المسموح به بواسطة فهم العلاقة بين تركيز الملوثات الهوائية والامراض المتسببة للبشر.

2. معايير انبعاث ملوثات الهواء(معايير اطلاق תקן פליטה)- وهي معايير وضعت لرصد التركيز الأقصى لملوثات الهواء المنبعثة من المصدر (مدخنة المصنع) المسموح بانبعاثها. ويتم تحديدها بحسب نوع المصنع, نوع الملوثات الناتجة منه, ومدى مساهمة المصنع في التلوث الهوائي الموجود بالقرب منه.

طرق لمواجهة تلوث الهواء

الجهود المبذولة للحد من خطر التلوث تشمل ما يلي:

1. اجهزة تكنولوجية وتقنيات حديثة التي تستخدم للتحكم في تلوث الهواء.

2. وضع القوانين الأساسية وتوسيع نطاق هذه القوانين لتشمل المصادر الجديدة للتلوث (مثل السفن السياحية, سفن النقل, ومعدات الزراعة والصغيرة منها التي تعمل على الوقود ومزلجات الجليد.

3. توعية المواطن- والاقتراح بالتحول الى استخدام الوقود الأكثر نظافة (مثل البيوايثانول والبيوديزل, او التحول الى استخدام السيارات الكهربائية), استخدام وسائل النقل العامة.

الوسائل المستخدمة للسيطرة على تلوث الهواء

تستخدم وسائل للسيطرة على التلوث عن طريق الصناعة ووسائل النقل. وهذه الوسائل اما يمكنها ان تقضي تماماً على المواد الملوثة او تعمل على فصل الملوثات قبل ان تنبعث للغلاف الجوي.

الوسائل المستخدمة هي:

1. تركيب المداخن التي تساعد في انتشار الملوثات بعيداً عن سطح

الأرض, تبعد التلوث عن الانسان لكنها لا تمنع التلوث الجوي.(المدخنة مبنية من طبقتين: طبقة داخلية مصنوعة من الفولاذ تتدفق بداخلها الغازات المنطلقة وطبقة خارجية سميكة تعطي ثباتاً وحماية للطبقة الداخلية).

2. المجمعات الميكانيكية (مثل الفرازات المخروطية لتنقية الهواء من الغبار).

3. المرسبات الكهروستاتيكية (المرسب الكهروستاتيكي) ( (ESP

الوسائل المستخدمة للسيطرة على تلوث الهواء من الجسيمات

• حوالي 12% من الجسيمات التي تنطلق الى الغلاف الجوي من محطات توليد الطاقة هي جسيمات أكبر من 0.1 ميكرون وبسبب كبرها ووزنها من الممكن ابعادها بسهولة نسبية.

​

• وحوالي 88% من الجسيمات حجمها أقل من 0.1 ميكرون ومن الصعب تجميعها وإبعادها وهي الاكثر خطورة لصحة الانسان.

الوسائل المستخدمة للسيطرة على تلوث الهواء من الجسيمات

منقي الهواء الكهروستاتيكي وهو عبارة عن وسيلة لجمع الجسيمات وذلك باستخدام قوة الشحنات الكهربائية. وتعد المرسبات الكهروستاتيكية من اكثر وسائل التنقية فاعلية, حيث تقوم على الاقل باعاقة مجموعة الغازات المنطلقة كما انها تستطيع بسهولة ازالة الجسيمات المادية الناعمة مثل: ذرات الغبار, والدخان من تيار الهواء.

3.اجهزة غسيل (تنقية) الغاز من الجسيمات المادية (جهاز غسيل الغاز) يعد جهاز غسيل الغاز الرطب احد انواع التكنولوجيا المستخدمة في السيطرة على تلوث الهواء. ويصف هذا المصطلح مجموعة متنوعة من الانظمة التي تتعامل مع الملوثات المنبعثة مع الغاز المنطلق من مداخن الأفران او أي غازات اخرى.

الوسائل المستخدمة للسيطرة على تلوث الهواء

كمالة 3- في حالة جهاز غسيل الغاز الرطب فان تيار الغاز الملوث يختلط بسائل غسيل الغاز وذلك اما عن طريق رش الغاز بالسائل او عن طريق ضغط الغاز داخل وعاء به كمية من السائل.

​

اجهزة لمنع تلوث الهواء من الجسيمات

1. بيت اكياس- يعمل كممتص للغبار ويحتوي أكياساً مصنوعة من الاقمشة والتي يجب ان تكون قوية والتي تصمد في درجات حرارة عالية. الهواء الذي يجعل الجسيمات تمر من خلال بيت الأكياس فيتم تعلق الجسيمات في الأقمشة. يجب تنظيفها بواسطة التحريك او تدفق هواء باتجاه مضاد.

الجهاز رخيص نسبياً وتشغيله بسيط لكنه ناجح للجسيمات الكبيرة (15-20 ميكرون) فقط.

أكياس مرشحات (فلاتر)- مصممة للتعامل مع الاتربة الثقيلة, وهي عبارة عن مجمع غبار يتكون من مروحة وفلتر خاص بتنقية الهواء من الغبار, ونظام تنظيف وتنقية ووعاء لجمع الغبار او نظام لإزالة الغبار.

2. جهاز السيلكون- يشبه المحقان يدخل الهواء الى الجهاز ويتحرك بحركة دائرية. يتم القاء الجسيمات الكبيرة (اكبر من 5 ميكرون) والثقيلة لجوانب السيلكون حيث ترسب للأسفل وهناك تتجمع وتبعد من خلال الأنبوب المثبت في اعلى السيلكون يخرج الهواء منقى.

​

جهاز السيلكون- كمالة

الهواء المنقى ليس نقياً تماماً ويحوي غازات ملوثة وجسيمات صغيرة (اقل من 5 ميكرون). لزيادة نجاعة ابعاد الجسيمات فمن الممكن رش السيلكون بالماء حيث تغسل الجسيمات الاصغر من 1 ميكرون.

يعتبر الجهاز رخيص وبسيط نسبياً للتشغيل ومن الممكن رؤيته على سطوح المصانع.

3. مرسب كهربائي ساكن- ينتقل تيار هواء من خلال وعاء فيه ألواح مشحونة كهربائياً. الجهاز ذو ضغط كهربائي عالٍ جداً ونتيجة ذلك تشحن الجسيمات التي في الهواء بشحنة كهربائية وتلتصق بالألواح المشحونة بشحنة مضادة. يعتبر ناجعاً لتجميع جزيئات صغيرة الحجم قطرها اقل من 0.1 ميكرون. ثمين جدا وصيانته مكلفة وباهظة.

​

حلول تكنولوجية لتلوث الهواء من الغازات

لإبعاد ملوثات غازيه من الهواء الملوث المنطلق من المدخنة يمكن استعمال احدى الطرق التالية او دمج البعض منها:

1. تكثيف- تعتمد على ادخال بخار هواء ملوث ساخن الى داخل جهاز. في الجهاز أنابيب مع سائل بارد (عادةً ماء) تبرد أبخرة الغازات التي في الهواء وتتكاثف على الأنابيب, تتحول الى قطرات وتتجمع في اسفل الجهاز ثم تبعد. (طريقة مناسبة في ابعاد غازات لمواد عضوية متطايرة).
2. تكثيف جزيئات الغاز وإلصاقها بسطح صلب- تعتمد على تدفق الهواء الملوث الى داخل انابيب تحتوي على فحم فعال. جزئيات الملوث الغازي تلتصق على سطح ذي مسامات من الفحم.

حلول تكنولوجية لتلوث الهواء من الغازات

3. حرق- تعتمد على حرق مراقب للهواء الملوث.

• الطريقة غالية جداً.
• ناجعة جداً وملائمة بالأساس للتخلص من الروائح والمواد المسرطنة.

4. امتصاص- تستعمل في محطات توليد الطاقة وبالمصانع حيث يكون الملوث الاساسي فيها غازات حامضية.

تعتمد على كون ملوثات تذوب في سائل معين افضل من ذوبانها في الهواء. اكاسيد الكبريت تذوب جيداً بالماء وتنتج حوامض.

الجهاز الذي يعمل على هذا المبدأ يسمى مستقبل. يتم تدفق الهواء الملوث من اسفل الجهاز, يتم امتصاص هذا الهواء من الماء المرشوش من الاعلى ويتم ابعاد الماء مع الحوامض الناتجة من اسفل الجهاز. اما بقية الهواء النقي فيخرج من الأعلى. (المشكلة في الجهاز هي ضرورة ابعاد النفايات الحامضية الناتجة في اسفله).

المحول المحفز

4. المحول الحفاز او المحفز- احدى الطرق للتخلص من الغازات الناتجة عن وسائل النقل. هذا الجهاز يوضع في عادم المركبة ويقوم بأكسدة الغازات السامة وابطال مفعولها السام قبل انبعاثها الى الجو.

أي ان وظيفته اتمام عملية احتراق الغازات المنطلقة. معنى محفز هي معجل أي انه يعجل عملية اكسدة اول اوكسيد الكربون والهيدروكربونات لإنتاج ثاني اوكسيد الكربون وماء وهو يعجل ايضاً عملية اختزال اكاسيد النيتروجين.

ثاني اوكسيد النيتروجين يختزل ويعطي نيتروجين وهو غاز غير ملوث وموجود اصلاً في الغلاف الجوي.

​

​

المحول المحفز- كمالة

تحدث التفاعلات على سطح المادة المحفزة (وهي غالباً ما تكون معدناً مثل البلاتين) والتي لا تتأثر من جراء التفاعلات ولذلك يمكن استعمالها لفترة زمنية طويلة. تنتشر المادة المحفزة بطبقة دقيقة على الجهاز المصنوع من السيراميك والمقسم لخلايا متعددة وبهذه الطريقة نحصل على سطح تلامس كبير بين المادة المحفزة والغازات الملوثة التي تمر من خلاله.

المحول معد للاستعمال لفترة لا تتجاوز خمس سنوات او 80,000 كيلومترات.

يجب استعمال وقود خالٍ من الرصاص, لان خليط المعادن الموجود بالمحول يمكن ان يتضرر من الرصاص.

الوسائل المستخدمة للسيطرة على تلوث الهواء

• اقامة محطات لرصد تلوث الهواء- وهي عبارة عن مراكز تنتشر في مناطق مختلفة من الدولة, ووظيفتها قياس التلوث الهوائي في هذه المناطق ( قياس متواصل لتركيز ملوثات في الهواء), ومقارنتها مع المعايير المتبعة في التلوث الهوائي. عندها يتم الاعلان عن وجود تلوث في منطقة معينة وارسال تعليمات للحذر والوقاية للمواطنين, كما انه يرسل انذار للجهات المسؤولة من اجل حل المشاكل المعلن عنها.
• هنالك محطات مراقبة متحركه (سيارات مجهزة بأجهزة لفحص تركيز تلوث الهواء) وتصل الى الاماكن المشكوك فيها بانها تنتج ملوثات.
• طريقة مراقبة تلوث الهواء عن طريق كاشف بيولوجي אינדיקטור ביולוגי- وهي استعمال كائن حي حساس للتغيرات التي تطرأ على البيئة, مثل الأشنات او ما تسمى الحزازيات (فطر+ طحلب بينهما علاقة تكافل) كائن حي عند تعرضه لتركيز عالٍ من تلوث الهواء يتغير لونه وشكله.

القوانين التي تهتم بجودة الهواء

• في سنة 1961 صدر قانون في الكنيست لمنع الكوارث المعروف باسم قانون كانوفيتش, بنود منه تهتم بجودة الهواء والتي تنص على انه: "لا يسبب انساناً تلوث كبيراً او غير مقبول للهواء من أي مصدر كان. اذا كان هذا التلوث يسبب أذى او قد يزعج الانسان الموجود بمنطقة قريبة او للمارين من تلك المنطقة".
• كل من يخالف القانون يعاقب ووزارة جودة البيئة هي المسؤولة عن تطبيقه.
• حتى يتم تطبيق قانون كانوفيتش وضعت انظمة والتي هي:
• أنظمة جودة الهواء.
• مقاييس لإطلاق الغازات.

القوانين التي تهتم بجودة الهواء

• أنظمة جودة الهواء: تحدد هذه الانظمة التركيز الاعلى المسموح به لملوث في الهواء. هذا التركيز متعلق بنوع الملوث وبمدى التعرض للملوث. مثال بالنسبة لغاز ثاني اوكسيد الكبريت المعيار المسموح به للتعرض لنصف ساعة هو ppm0.3 والمعيار المسموح به للتعرض ل- 24 ساعة هو ppm 0.1 . ويتم قياس هذه التراكيز بواسطة محطات مراقبة لجودة الهواء والتي اعدت للإنذار فقط.(هنالك صعوبة بتطبيق هذه الانظمة لانه لا يمكن تحديد المصنع الرئيسي المسبب للتلوث)
• مقاييس لإطلاق الغازات: تحدد وتيرة اطلاق الملوث (في الكيلوغرام للساعة) من مدخنة مصنع معين.(من الممكن تطبيق ذلك لان المصنع المسبب للتلوث معروف)

محطة رقابة جودة الهواء

• في اسرائيل يستعمل غالباً وقود والذي يحتوي على 2%-2.5% كبريت, حيث ان الكبريت ينطلق للهواء بشكل ثاني اوكسيد الكبريت اثناء حرق الوقود.
• اليوم يوجد وقود المحتوي على 1% كبريت ويسمى وقود فقير بالكبريت, ووقود يحتوي على 0.5% كبريت ويسمى وقود فقير جداً بالكبريت.
• في اسرائيل يوجد محطة رقابة والتي تحدد لمحطات توليد الطاقة متى يجب استعمال وقود فقير بالكبريت ومتى تستعمل وقود فقير جداً بالكبريت, وهذا متعلق بالحالة الجوية والتي من الممكن ان تزيد من خطورة تلوث الهواء. وعند ارتفاع نسبة التلوث بالهواء تعطي وحدة جودة البيئة اوامر باي نوع وقود يجب ان يستعمل.

لماذا لا يستعمل الوقود الفقير بالكبريت بشكل دائم

• سعر الوقود الفقير بالكبريت (דלק דל גופרית) اعلى ب- 20% من سعر الوقود العادي. وسعر الوقود الفقير جداً بالكبريت (דלק דל- דל גופרית) هو اعلى ب- 36% من سعر الوقود العادي.

القوانين التي تهتم بجودة الهواء

• قانون الهواء النظيف 2008 وقد سري مفعوله بتاريخ 1.1.2011 يهدف القانون الى تحسين جودة الهواء والمنع والتخفيض لتلويث الهواء من خلال الحظر والواجبات بناءً على مبدأ الحذر المانع وذلك لحماية الانسان وصحته وجودة حياته ومن اجل حماية البيئة وموارد الطبيعة والنظم الايكولوجية والتنوع البيولوجي خدمةً لاحتياجات الجمهور في الحاضر والاجيال المقبلة في المستقبل.

قانون الهواء النظيف 2008

• يضع القانون المعايير الجديدة حول صلاحيات الرقابة وفرض القانون في ايدي الوزارة لحماية البيئة منها ايقاف السيارات الملوثة للهواء والدخول الى أي موقع قد يلوث الهواء والقيام بالتحقيق حول تلويث مصنع او منشأة ما للهواء وحظر استعمال منشأة ما لا تلبي شروط القانون.
• يمنح القانون الوزارة لحماية البيئة بصلاحية فرض الغرامة المالية على من يخالف القانون او السجن حتى 3 سنوات.

​

معايير الوزارة لحماية البيئة

• المعايير الجديدة من سنة 1992 المتعلقة بغاز ثاني اوكسيد الكبريت تنص على انه يمنع ان يزيد معدل تركيز الغاز عن مقدار المعايير التالية:

60 ميكروغرام/م3 (0.06 ملغم/م3) هواء بالمعدل السنوي.

280 ميكروغرام/م3 ( 0.28 ملغم/م3) هواء بالمعدل اليومي.

500 ميكروغرام/م3 (0.50 ملغم/م3) هواء بمعدل كل نصف ساعة.

القوانين التي تهتم بجودة الهواء

• الملوث يدفع- המזהם משלם- هذه وسيلة اقتصادية اتخذت لتقليص الضرر للبيئة. حيث انه يفرض غرامات وضرائب على الجهات المتسببة بالتلوث.
• هذه الطريقة تمكن اصحاب المصانع على الاختيار ما بين دفع الضرائب والغرامات او الاستثمار لتقليص التلوث.
• هكذا تستطيع الحكومة تشجيع استعمال منتجات ودية للبيئة.

مثال: وضع غرامه على الوقود المحتوي على الرصاص هذا يشجع استعمال الوقود الخالي من الرصاص.

القوانين التي تهتم بجودة الهواء

• مراسيم شخصية- لوزارة جودة البيئة الصلاحية القانونية لإصدار مراسيم شخصية ضد مديري المصانع المسؤولين لمنع حوادث تلوث هواء شاذة من مصانعهم.

مثال: مديرو محطات توليد الطاقة المختلفة مسؤولون بشكل شخصي عن منع تلوث هواء شاذ من محطة توليد الطاقة. وفي حال وقوع حدث شاذ يتم اصدار مرسوم شخصي للمدير وعلية دفع غرامة او قضاء فترة في السجن.

تجارة برخصة التلوث

• هذه طريقة جديدة نسبياً وحسبها يتم اعطاء رخص للمصانع لاطلاق كمية ملوثات حسب أنظمة الاطلاق, كل رخصة تمكن اطلاق كميه معينه من الملوثات. اذا وجد مصنع يطلق ملوثات اقل من المسموح حسب الرخصة التي لديه فهو يستطيع بيع رخص من التي لديه لمصانع اخرى. فمن المجدي للمصنع تقليل التلويث والربح من بيع الرخص لمصانع اخرى والتي تكاليف تقليل التلوث بالنسبة لها مرتفعة فهي تفضل شراء الرخص.

مواثيق ومعاهدات دولية للحد من تلوث الهواء

• اتفاقية فيينا لحماية طبقة الأوزون 1985
• في سنة 1987 تم توقيع بروتوكول مونتريال (امتداداً لوثيقة فينا) اشترك فيه 166 دولة التي وقعت عليه وتعهدت بوقف استعمال الفريونات تماما حتى سنة 2000.
• مؤتمر هلسنكي مايو 1989 واتفق فيه على عدم استخدام CFCs حتى عام 2000.
• مؤتمر لاهاي 1989

أوصى بإنشاء هيئة خاصة لها سلطات واسعة ومهمتها الأساسية مواجهة تلوث الجو والمحافظة على طبقة الأوزون.

مواثيق ومعاهدات دولية للحد من تلوث الهواء

• عقد في كانون الاول سنة 1997 في كيوتو في اليابان المؤتمر العالمي الثالث الذي تناول التغيرات المناخية على سطح الكرة الارضية. اشترك في المؤتمر ممثلون عن 161 دولة ومن بينها اسرائيل وفي نهاية المؤتمر تم الاعلان عن بروتوكول كيوتو.
• حسب البروتوكول- على الدول المتطورة ان تلتزم حتى سنة 2012 بتقليص كمية غازات الدفيئة التي تنبعث منها بنسبة 6%- 8%, بينما الدول النامية غير ملزمة باتخاذ خطوات لتقليص كمية غازات الدفيئة التي تنبعث منها.
• مؤتمر كوبنهاجن للتغيرات المناخية عقد سنة 2009 وشاركت فيه 192 دولة وياتي المؤتمر كتكامل لاتفاقية كيوتو.

مواثيق ومعاهدات دولية للحد من تلوث الهواء

• 2009 مؤتمر كوبنهاجن لبحث التغيرات المناخية حيث تم خلاله الموافقة على الهدف المشترك للحد من الاحتباس الحراري لأقل من درجتين مئويتين والتزمت الدول المتقدمة ايضاً بتعبئة 100 مليار دولار سنوياً بحلول 2020 لصالح الدول النامية للتعامل مع تغير المناخ.
• 2011 مؤتمر ديربان- مؤتمر الاطراف «cop-كوب 17» وفيه اكدت الدول المشتركة بضرورة خفض الانبعاثات بحيث لا تتجاوز الزيادة في درجات الحرارة العالمية درجتين مئوتين. كما تم خلاله انشاء صندوق المناخ الاخضر ابتداء من 2010.

مواثيق ومعاهدات دولية للحد من تلوث الهواء

• 2014- مؤتمر ليما- مؤتمر الامم المتحدة للتغير المناخي نظم في ليما وهدف الى بدء الاعلان عن تبرعات من دول المساهمات المقررة على الصعيد الوطني (INDC) للحد من غازات الاحتباس الحراري قبل عقد كوب 21 واختتم باعلان ليما للعمل من اجل المناخ.
• 2015 مؤتمر باريس تم التوقيع عليه في 22.4.2016 وكان يتعلق بخفض احتواء الاحترار العالمي لأقل من درجتين.
• مؤتمر الاطراف COP22 في مراكش- المتعلق بشأن تغير المناخ ينعقد في مراكش (في المغرب) ما بين 7-18 تشرين الثاني- نوفمبر 2016. ويقوم المؤتمر بالترجمة الى ارض الواقع لاهم قرارات مؤتمر باريس في نهاية 2015.(مراكش استضافت مؤتمر الأمم المتحدة للتغير المناخي 2001).

توعية بيئية للحد من تلوث الهواء

• تربية واعلام- يساهمان في اتخاذ القرارات التي تحسن من جودة البيئة. والتربية والاعلام يتركز في اطارين:
• التعليم الرسمي- التعليم الذي يحصل عليه الطلاب من المدرسة, في السنوات الاخيرة طورت عدة برامج تعليمية لها علاقة بالبيئة في جميع الاجيال.
• التعليم غير الرسمي- كل فعالية تربوية ليست في اطار المدرسة, تلك الفعاليات موجهة للجميع, والتي تقوم فيها جهات معينه والتي تسمى المنظمات الخضراء في البلاد.
• توعية المواطن- بالتحول الى استخدام الوقود الأكثر نظافة (مثل البيوايثانول والبيوديزل, او التحول الى استخدام السيارات الكهربائية), استخدام وسائل النقل العامة, التقليل من استعمال الطاقة واستعمال المواد التي لا تضر بالبيئة كالمرشات التي لا تضر بالاوزون.

​

توعية بيئية للحد من تلوث الهواء

• التخطيط العمراني والبيئي السليم للمدن والقرى, بما في ذلك شق الطرق الواسعة لتفادي الاختناقات المرورية, وتخصيص مناطق صناعية بعيدة عن المناطق السكنية.
• التوسع في زراعة الحدائق والمتنزهات والاشجار والشجيرات والمسطحات الخضراء داخل المدن وخارجها لما لها من دور هام في تنقية الهواء من الملوثات العالقة به, وفي تحسين وتجميل البيئة والوسط المحيط.