طالما أن البشر يسيطرون على النار فإنهم يطلقون ملوثات الهواء في الغلاف الجوي، ولكن قبل الثورة الصناعية لم يكن هناك ما يكفي من الغاز من النشاط البشري ليكون له تأثير كبير على الكوكب بأكمله، أما اليوم فإن المصانع ومحطات الطاقة والمركبات والآلات الأخرى تحرق الوقود الأحفوري في جميع أنحاء العالم والتي تطلق كميات هائلة من المواد الضارة في الهواء، في المناطق التي يتركز فيها التلوث تم تدمير الغابات بسبب الأمطار الحمضية ويعاني العديد من السكان من مشاكل تنفسية مزمنة ويموت الناس قبل الأوان بسبب تلوث الهواء.
ما هي الغازات التي تلوث الكوكب؟
- أكاسيد الكبريت: يتم إنتاج أكاسيد الكبريت خلال العديد من العمليات الصناعية بما في ذلك تلك التي تنطوي على احتراق الوقود المحتوي على الكبريت مثل وقود الديزل، تساهم محطات الطاقة في إنتاج ثاني أكسيد الكبريت، يحتوي وقود الديزل الذي يشغل معظم شحنات الشحن في العالم أيضًا على كميات كبيرة من الكبريت الذي يتم إطلاقه أثناء استهلاك الوقود، في محاولة للحد من انبعاثات الكبريت تم تصنيف معظم وقود الديزل المنتج اليوم كديزل منخفض الكبريت. في الغلاف الجوي تساهم أكاسيد الكبريت في الأمطار الحمضية وبكميات كبيرة يمكن أن تسبب مشاكل في الجهاز التنفسي.
- أكاسيد النيتروجين: مثل أكاسيد الكبريت يتم إنتاج أكاسيد النيتروجين في المقام الأول عن طريق عمليات الاحتراق سواء في المصانع أو في كثير من الأحيان بواسطة المركبات، تخلق تركيزات عالية من أكاسيد النيتروجين ضبابًا بنيًا محمرًا من الضباب الدخاني الذي يمكن رؤيته فوق المناطق الحضرية الكبيرة، تتفاعل أكاسيد النيتروجين أيضًا مع المركبات العضوية المتطايرة عند تعرضها لضوء الشمس والحرارة لتكوين الأوزون وهو غاز ضار آخر بتركيزات كبيرة، في المناطق التي تحتوي على مستويات عالية من أكسيد النيتروجين قد تتطور مشاكل في الجهاز التنفسي مثل الربو وقد تحدث الوفاة نتيجة لذلك.
- أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون: أول أكسيد الكربون هو غاز سام عديم الرائحة ينتج عن الاحتراق، نظرًا لأنه يمكن أن يقتل بصمت غالبًا ما تحتوي المنازل على كاشفات أول أكسيد الكربون، يمكن أن يؤدي التنفس في أول أكسيد الكربون إلى الموت ويمكن أن يحدث بسبب تشغيل محرك السيارة في مرآب مغلق، على سبيل المثال يمكن أن يدخل أول أكسيد الكربون مجرى الدم البشري ويؤثر على توصيل الأكسجين في جميع أنحاء الجسم، ثاني أكسيد الكربون هو أيضًا غاز ولكنه ليس له نفس أنواع تأثيرات أول أكسيد الكربون، يُعرف ثاني أكسيد الكربون على نطاق واسع بأنه يعمل كغاز دفيئة ويمكن أن يساهم أيضًا في المطر الحمضي.
- الأوزون: تم العثور على الأوزون المكون من ثلاث ذرات أكسجين مرتبطة ببعضها البعض في مكانين على الأرض، الأول مرتفع في الغلاف الجوي حيث يحمي السطح من أشعة الشمس فوق البنفسجية، والثاني هو حرق على مستوى الأرض، حيث يشكل خطرا على الصحة، يتكون الأوزون من أكاسيد النيتروجين وهو مكون رئيسي من الضباب الدخاني الذي يبقى عادة حول المدن بشكل رئيسي خلال أشهر الصيف الدافئة، على غرار الملوثات الأخرى يؤثر الأوزون على الجهاز التنفسي للإنسان ولكنه يمكن أن يمنع نمو النباتات الحساسة مما يؤثر بدوره على بقية السلسلة الغذائية ودورة الكربون.
ما هي أسباب تلوث الهواء؟
- الجسيمات الدقيقة: الجسيمات الدقيقة هي نتاج تفاعلات كيميائية في الغلاف الجوي تتكون من خليط من الجسيمات الصلبة وقطرات سائلة، غالبًا ما يطلق عليها اسم (PM) للجسيمات، يشار إلى حجم نوع معين من PM بواسطة منخفض والذي يعطي قطر الجسيم في أجزاء من المليون من المتر أو ميكرون، يمكن استنشاق PM مما يؤدي إلى عواقب جسدية ضارة.
يتم إطلاق بعض PM مباشرة في الغلاف الجوي من الحرائق والمداخن ومواقع البناء بينما في حالات أخرى تتفاعل المواد المنبعثة مثل عوادم السيارات وإخراج محطات الطاقة مع العناصر الموجودة بالفعل في الهواء لخلق PM. - الأوزون: الأوزون على مستوى الأرض هو أوزون “سيء” يتشكل عندما يتفاعل مكونان مختلفان ينبعثان في الهواء تحت تأثير ضوء الشمس، هذان المتفاعلان هما نترات الأكسجين أو NOx (حيث يمثل x عددًا صحيحًا) ومركبات عضوية متطايرة أو VOC، وكلاهما ينبعث في عوادم السيارات والمصانع والكهرباء وبخار البنزين والمواد الكيميائية المستخدمة كمذيبات.
- ثاني أكسيد الكبريت: هو أحد أنواع أكسيد الكبريت (SOx) وهو أكثر وفرة في الغلاف الجوي من أكسيد آخر مثل SO3، يدخل معظم هذا في الهواء نتيجة لحرق الوقود الأحفوري مثل البنزين ووقود الديزل، في حين أن كميات أقل تساهم بها الآلات التي تحرق الوقود مع محتوى كبريت كبير (على سبيل المثال القاطرات والسفن) وحتى الانفجارات البركانية (إنها خرافة أن تلوث الهواء ناجم فقط عن النشاط البشري حتى لو كانت المساهمة الطبيعية قليلة نسبيًا).
- ثاني أكسيد النيتروجين: لقد تم ذكر ثاني أكسيد النيتروجين بالفعل كمكون للأوزون على مستوى الأرض، في العلوم البيئية يتم استخدام “ثاني أكسيد النيتروجين” كحامل لأي أكسيد نترات (NOx)، مثل ثاني أكسيد الكبريت يخلق معظم ثاني أكسيد النيتروجين تلوث الهواء عندما يتم إطلاقه أثناء احتراق الوقود، حيث يُعد خطر تنفسي في حد ذاته ويخلق مشاكل أخرى عندما يتفاعل مع PM لتشكيل مركبات ملوثة مشتقة.
- الرصاص: غالبًا ما يُنظر إلى الرصاص على أنه ملوث للمياه وغيرها من الكائنات غير الجوية، على سبيل المثال جعل الكثير من إمدادات المياه العامة في فلينت ميشيغان غير صالحة للشرب بشكل خطير، ولكنها أيضًا تدخل الهواء بشكل رئيسي من خلال معالجة المعادن والخام وأيضًا من خلال انبعاثات الطائرات، ليس من المستغرب أن توجد أعلى تركيزات في الهواء بالقرب من مراكز صهر الرصاص حيث يذوب العنصر المعدني الثقيل.
- أول أكسيد الكربون: يتم إطلاق أول أكسيد الكربون أو CO في الهواء بكميات كبيرة من السيارات والشاحنات والمركبات الأخرى، لكن هذا الجزيء البسيط والحاضر ينبعث أيضًا من الأجهزة المنزلية مثل مواقد الغاز والمدافئ والأفران، يحتوي دخان السجائر على أول أكسيد الكربون على الرغم من أن هذا ليس سوى أحد مخاطر هذا النوع من الدخان.
لاحظ أن هذه القائمة لا تتضمن ثاني أكسيد الكربون لغازات الدفيئة التي تعتبرها بعض المصادر أنها أسوأ ملوثات للهواء على الإطلاق بسبب مساهمتها في الاحترار العالمي والذي يشار إليه عمومًا باسم تغير المناخ، كما أن المستويات المفرطة لثاني أكسيد الكربون تتسبب في قدر كبير من الضرر للأرض وليس سكانها محل نزاع، تشمل غازات الدفيئة الأخرى غاز الميثان (CH4) الذي ينشأ من المستنقعات والغازات الهضمية المنبعثة من حيوانات المزرعة ومركبات الكربون الكلورية فلورية (CFCs) التي كانت تستخدم سابقًا في الهباء الجوي والمبردات حتى تم حظرها بسبب دورها في تدهور الأرض.
