موضوع: آشنایی با آلودگی هوا و صوت

- منواکسیدکربن منواکسیدکربن گازی بی رنگ و بی*بوست. این گاز بسیار پایدار و در جو داراي نیمه عمری از 2 تا 4 ماه است. جزء کوچکی از تروپوسفر را تشکیل می*دهد و از فرآیندهای طبیعی و منابع انسانی تولید می*شود. اطلاعات به دست آمده نشان می*دهند که در چند دهه اخیر میزان CO به طور سالیانه 1 تا 2 درصد افزایش یافته ، در حالی که غلظت اولیه آن در آتمسفر ppb 120-50 بوده است [31]. میانگین غلظت آن به صورت فصلی تغییر می*کند به طوری که بالاترین غلظت در فصل زمستان و پایین*ترین غلظت در ماه*های تابستان دیده می*شود. براساس اطلاعات خلاصه شده در جدول 1-9، تقریباً 70 درصد CO منتشره از منابع انسانی در ایالات متحده در طول دوره 1970 تا1980 از خودروهای در حال تردد در بزرگراهها بوده است. این درصد در سال 1991 با نصب سیستم*های کنترل در خودروهای جدید به 58 درصد کاهش یافت. با وجود آنكه CO منتشره از خودروهای شخصی کاهش یافته است، بخشی از میزان کاهش مربوط به ازدیاد مسافت طی شده توسط خودروها بوده است. قارچ*های خاک [2] می*توانند بخش قابل توجهی از CO آزاد شده را حذف کنند، همچنین در جو عموماً CO به2CO اکسید می*شود، اما سرعت تبدیل کاملاً آهسته است. منواکسید کربن مشارکت ناچیزی نيز در واکنش*های فتوشیمیایی دارد که منجر به تشکیل ازون می*شود. 1-6- الف- اثرات منواکسید کربن روی مواد و گیاهان منواکسید کربن اثر زیانباری روی سطح اشیاء ندارد. نتایج حاصل از تجربیات متعدد نشان می*دهد که CO در غلظت های زیر ppm 100 برای دوره*های مجاورت یک تا سه هفته باگیاهان، اثرات مخربی بر طول عمر گیاهان ندارد [32]. غلظت محیطی CO به ندرت از این مقدار، حتی برای کوتاه مدت، تجاوز می*کند. 1-6- ب- اثرات منواکسید کربن روی سلامت انسان مطالعات بسیاری انجام شده است که نشان می*دهد غلظت های بالای منواکسیدکربن می*تواند سبب تغییرات فیزیولوژیکی و پاتوبیولوژیکی و نهایتاً مرگ شود. منواکسیدکربن یک سم قابل تنفس است که بافت*های بدن را از اکسیژن ضروری محروم می*سازد. منواکسیدکربن از دیرباز به عنوان گازی که مجاورت با غلظت*های زیاد آن ppm)750> ( می*تواند موجب مرگ شود، شناخته شده است. ترکیب منواکسید کربن با هموگلوبین خون ایجاد کربوکسی هموگلوبین COHb و ترکیب اکسیژن با هموگلوبین منجر به تشکیل اکسی هموگلوبین Hb2 O می*شود. تمایل هموگلوبین برای ترکیب با CO ، 240 برابر بیش از تمایل آن به ترکیب با اکسیژن است [31]. این بدان معنی است که فشار جزئی CO مورد نیاز برای اشباع هموگلوبین تنها فشار جزئی اکسیژن مورد نیاز برای اشباع کامل با اکسیژن است. مجاورت با مخلوطی از دو گاز برای رسیدن به غلظت تعادل COHb و Hb2 O توسط رابطه زیر داده می*شود: (1-11) که PCO و2PO فشارهای جزئی CO و 2O در گازهای تنفسی هستند و M ثابتی است که برای خون انسان برابر 240 می باشد . از اینرو مقدار COHb در خون تابعی از غلظت CO در هوای تنفس شده می*باشد. خوشبختانه، تشکیل COHb در جریان خون یک فرآیند برگشت پذیر است. هنگامی که مجاورت شخص با این گاز متوقف می*شود، CO ترکیب شده با هموگلوبین آزاد شده و خون طي 2 تا 6 ساعت از نیمی از منواکسیدکربن خود پاک می*شود [3]. 4/0 درصد COHb در خون به دلیل تولید آن در داخل بدن که مربوط به منابع داخلی است، باقی می*ماند.

): اثرات بهداشتي منواكسيد كربن و COHb منواكسيدكربن شرايط محيطي اثرات ppm 9 مجاورت 8 ساعته استاندارد كيفيت هواي تنفسي ppm50 مجاورت 6 هفته*اي تغييرات ساختماني در قبل و مغز حيوانات ppm 50 مجاورت 50 دقیقه ای تغييرات در شفافيت نسبي آستانه و هوش بصري ppm 50 ، 8 تا 12 ساعت مجاورت براي افراد غيرسيگاري اجراي ضعيف تست*هاي روان جنبشي كربوكسي هموگلوبين ميزان COHb (درصد) اثرات 1 < بدون ظاهر شدن اثر 2-1 برخي مدارك تأثير آن را در اجراي حركات نشان داده*اند 3/2 كاهش اجراي عمليات در طول دوره به دليل افزايش درد سينه (آنژين) به طور اختصاصي با بيماريهاي قلبي 6-3 افت دوره تمرین به دلیل درد قفسه سینه در مورد بیماران قلبی با کم خونی 5 اثر روي استنباط بصري، شنوايي، اجراي عمليات، هوشياري و ساير سنجش*هاي رفتارهاي زيستي 10 نشانه*هاي زيست عصبي از جمله سردرد، سرگيجه، بيحالي، تهوع، آشفتگي و حركت به سمت بيهوشي و مرگ با ادامه مجاورت با مقادير بالا

- اكسيدهاي گوگرد دي و تري اكسيد گوگرد دو اكسيد اصلي گوگرد در جو هستند. دي اكسيد گوگرد، گازي غيرقابل اشتعال، غيرقابل انفجار و بدون رنگ است كه مزه آن در غلظت*هاي ppm 1-3/0 در هوا حس مي*شود. در غلظت*هاي بالاتر از ppm 3/0 بوي تند و تحريك كننده*اي دارد. بخشي از دي اكسيد گوگرد به تري اكسيدگوگرد يا اسيدسولفوريك تبديل شده و توسط واكنش*هاي فتوشيميايي يا فرآيندهاي كاتاليستي در جو، نمك*هاي سولفات به وجود مي*آورد. دي اكسيد گوگرد و رطوبت تشكيل اسيدسولفوريك مي*دهند. اكسيدهاي گوگرد همراه با ذرات معلق و رطوبت، به عنوان آلودگی هوا بيشترين اثرات تخريبي را در جو دارند. متأسفانه تفكيك اثرات دي*اكسيدگوگرد به تنهايي بسيار مشكل است. شرح مختصر اثر تركيبات گوگرد در بخش بعدي آمده است. اثر تركيبات گوگرد روي قابليت ديد و مواد همانطور كه در بخش 1-5- الف شرح داده شد، ذرات بسيار ريز در آتمسفر محدوده ديد را به دليل پراكندگي و جذب نور، كاهش مي*دهند. از آنجايي كه آئروسل*هاي اسيد سولفوريك و ساير سولفات*ها، 5 تا20 درصد ذرات معلق هواي شهرها را تشكيل مي*دهند، در كاهش ديد سهم قابل توجهي دارند. تحقيقات [36] نشان مي*دهد كه بسياري از تيرگي* جوي نتيجه واكنش*هاي فتوشيميايي بين2SO ، ذرات معلق، اكسيدهاي نيتروژن و هيدروكربن*ها در هوا مي*باشد. در اندازه*گيري*هاي آزمايشگاهي، مخلوط NOX و بسياري از هيدروكربن*هاي معمولي هنگامي كه تحت تابش نور قرار مي*گيرند، يا آئروسل* ايجاد نمي*شود ياتولید آن کم است. با اين وجود هنگامي كه مخلوط تركيبات آلي اولفيني، 2NO و 2SO تحت اثر تابش خورشيد قرار مي*گيرند، آئروسل*ها به طور قابل ملاحظه*اي تشكيل مي*شوند. يكي از تركيبات عمده*اي كه چنين واكنش*هاي فتوشيميايي پيچيده*اي را بوجود مي*آورد، ميست اسيد سولفوريك است كه پراكنده كننده نور مي*باشد. شكل (1-9): محاسبه قابليت رويت برحسب مايل در غلظت*هاي مختلف دي*اكسيدگوگرد و در رطوبت*هاي نسبي مختلف در شهر نيويورك اندازه*گيري*ها نشان مي*دهد كه بخش عمده سولفات در هواي شهرها داراي اندازه مؤثر كمتر از m2 ودارای حداكثر توزيع در دامنه m 9/0-2/0 مي*باشند. از آنجايي كه محدوده طول موج قابل رويت طيف الكترومگنتيك تقريباً m 8/0-4/0 است، حضور آئروسل*ها در اين محدوده مي*تواند قابليت ديد را كاهش دهد. شكل 1-9 تأثير 2SO و رطوبت نسبي را روي محدوده قابل رويت نشان مي*دهد. گرچه به صورت اختصاصي نشان داده نشده، اما همراه شدن افزايش غلظت 2SO و افزايش رطوبت نسبي منجر به افزايش غلظت آئروسل*ها مي*شود. همین امر علت كاهش دامنه ديد نشان*داده شده در شكل مي*باشد. غلظتSO2 در هواي شهرها، نوعاً ppm 2/0-01/0 است كه ناحيه هاشور زده در شكل 1-9 مي*باشد. براي SO2 در غلظت*هاي بالاتر از ppm1/0 ، حد قابل رويت جالب توجه مي*شود. پيش*بيني*ها نشان مي*دهند كه غلظت ppm 1/0 دي*اكسيدگوگرد با رطوبت نسبي 50 درصد قابليت رويت را تا حدودmi 5 كاهش مي*دهد [36]، كه در شكل 9-1نيز نشان داده شده است. در سال 1993، U.S.EPA گزارش داد كه كاهش قابليت ديد در جنوب غربي ايالات متحده 20 تا 40 درصد مربوط به عوامل طبيعي و60 تا80 درصد مربوط به گازها و ذرات ناشي از فعاليت*هاي انساني است. در جنوب غربي آمريكا منابع انساني نزديك به 70 تا 90 درصد عامل كاهش قابليت دید شناخته شده*اند[37]. در مناطق واقع در جنوب شرقي آمريكا نظير كوه*هاي اسموكي پارك ملي، علت كاهش ديد مربوط به پراكندگي رايلي (10%)، سولفات*ها (70%)، نيترات*ها (7%)، آئروسل*هاي آلي (17%)، خاك (4%) و كربن 4%) مي*باشد و باعث شده است كه ميانگين ساليانه قابليت ديد به km35 (mi22) برسد. كاهش انتشار دي*اكسيدگوگرد و اكسيدهاي نيتروژن براساس مصوبه هوای پاك در سال 1990، پروژه*اي در زمينه افزايش ميانگين ساليانه قابليت ديد در نواحي جنوب غربي به ميزان km 9 (mi6) تا سال 2010 مي*باشد. مقررات موثر در میزان اين انتشارات در فصل دوم شرح داده شده است. بايد توجه داشت كه وقتي قابليت ديد به كمتر از mi 5 برسد، ميزان نشست و برخاست هواپيماها در فرودگاه*هاي بزرگ بايد كاهش يابد. تركيبات گوگرد مسئول تخريب عمده اشياء هستند. متأسفانه تعيين سهم نسبي هر يك از آلاينده*ها به تنهايي براي ارزيابي دقيق آنها، مشكل است. مشاهدات نشان مي*دهد كه غلظت*هاي ppm 2-1 از 2SO در آتمسفر سبب افزايش 50 تا 100 درصدي زمان خشك شدن لايه*هاي رنگ*هايی خاص مي*شود و غلظت*هاي بالاتر 2SO ، مثلاً ppm 10-7 زمان خشك شدن را به دو تا سه روز مي*رساند. هنگامي كه سطوح رنگ شده در مجاورت 2SO خشك مي*شوند، سطح نهايي اغلب دوام كمتري خواهد داشت. به نظر مي*رسد اكسيدهاي گوگرد روي رنگ*هاي سخت و خشك بي*اثر يا داراي اثر كمي باشند. رنگ*هايي كه داراي نمك*هاي فلزي هستند با S2H واكنش مي*دهند. انواع جديد رنگها مقاومت بيشتری در مقابل S2H دارند. اكسيد هاي گوگرد عموماً خوردگي فلزي را به وسيله تشكيل اسيدسولفوريك يا در جو و يا روي سطوح فلزي، تشديد مي*كنند. بسته به نوع فلزي كه در معرض آلودگي قرار مي*گيرد و طول مدت مجاورت، ميزان خوردگي در هواي شهري از 5/1 تا 5 برابر محيط زيست روستايي است [36]. كاهش دي*اكسيد گوگرد در پيتسبورگ به ميزان يك سوم يعني از 15/0 به ppm05/0 در يك دوره زماني از 1926 تا 1960 باعث كاهش خوردگي فلز روي تا ميزان يك چهارم شد. مهمترين آلاينده مخربي كه باعث خوردگي فلزات مي*شود، دي اكسيد گوگرد است. اغلب، دما و رطوبت نسبي به طور قابل توجهي در ميزان خوردگي موثر هستند. آلومينيوم در مقابل 2SO تا اندازه*اي مقاوم است. در هر حال، در رطوبت*هاي نسبي بيش از 70 درصد، ميزان خوردگي تا حد زيادي افزايش مي*يابد [38]. انجمن آمريكايي سنجش مواد(ASTM) براساس نتایج مطالعات طولاني مدت ،اثرات آتمسفري بر روي قدرت كشش*پذيري آلومينيوم را گزارش كرده است [39]. در مناطق روستايي قدرت كشش*پذيري ظرف مدت 20 سال 1 درصد كاهش داشته اما در هواي مناطق صنعتي 14 تا 17 درصد طي همان مدت كاهش نشان داده است. اطلاعات گسترده كتابخانه*اي در مورد خوردگي فلزات بر اثر شرايط مختلف آتمسفري در اوايل دهه 1960، وجود دارد [40]. اسيدهاي سولفورو و سولفوريك قادر به حمله به مواد مختلف ساختماني نظير سنگ آهك، مرمر، سفال*هاي سقف و ساروج هستند. بدين معني كه سولفات*هاي نسبتاً محلول تشكيل شده و سپس توسط باران شسته مي*شوند. منسوجاتي كه از نايلون ساخته* شده*اند خصوصاً شيلنگ*هاي نايلوني در برابر آلاينده*هاي جوي حساس هستند. ضعيف بودن اين مواد در برابر 2SO يا آئروسل*هاي اسيدسولفوريك كاملاً آشكار است.

- اثر بر سلامت انسان اگرچه دي اكسيد گوگرد و ساير اكسيدهاي گوگرد به طور دقيق مورد مطالعه قرار گرفته*ا*ند، اما هنوز سوالات زيادي در مورد اثر دي*اكسيدگوگرد بر سلامت انسان وجود دارد كه بي*پاسخ مانده است. چون امكان وجود دي*اكسيدگوگرد در هواي آلوده همانند ذرات معلق و رطوبت ،بالا مي*باشد، تفكيك كامل اثرات آلاينده*ها به طور خاص احتياج به چندين بررسي اپيدميولوژيكي دارد. گونه*هاي مختلف جانوري از جمله انسان، به دي*اكسيدگوگرد با علائمي كه در برونش*ها به وجود مي*آيد و با افزايش مقاومت در مسير جريان هوا ارزيابي می شود، پاسخ می دهند [36]. بسياري از افراد به غلظت*هايي بالاتر از ppm 5 پاسخ مي*دهند و برخي افراد حساس*تر در مقادير پايين*تر، يعني هنگام مجاورت با ppm 2-1 آلودگي، متأثر مي*شوند. اسيد سولفوريك محركي قوي*تر از دي*اكسيدگوگرد است، بنابراين مطالعات بيشتري در مورد مجموعه مواد گوگردي به جاي 2SO تنها بايد انجام شود. تجزيه و تحليل مطالعات اپيدميولوژيكي متعدد، يك پيوستگي بين آلودگي هوا با اندازه*گيري غلظت 2SO همراه با ذرات معلق و رطوبت، و اثرات بهداشتي ناشي از تغييرات جدي در كيفيت هوا را به روشني نشان مي*دهد [36]. اين نتايج خصوصاً براي مجاورت كوتاه مدت با آلاينده*ها، صحت دارد. همبستگي بين مجاورت دراز مدت و بيماري*هاي حاد و مرگ*آور به خوبي روشن نيست. نمونه*هايي ازداده*هاي غلظت و اثرات بهداشتي مربوط به آن در جدول 1-6 نشان داده شده است. همانطور كه از اين داده*ها مي*توان دريافت، دي*اكسيدگوگرد همراه با ذرات معلق و رطوبت، توان بالقوه*اي در ايجاد خطرات عمده بهداشتي دارد. (همينطور جدول 1-4 ملاحظه شود). بازنگري جامعي از اثرات فيزيولوژيكي 2SO و 3SO روي انسان و ساير حيوانات در سال 1954 توسط گرين والد [41] انجام شده است. گزارش ارائه شده نشان مي*دهد كه دي*اكسيدگوگرد به عنوان يك گاز محرك قوي، خفه كننده و التهاب*آور است كه اثر آن تحت شرایط عادی ،روي مجاري فوقاني تنفسي مي*باشد. در غلظت*هاي كمتر از حدود ppm 20 ، 2SO تنها اثرات زودگذر ايجاد مي*كند، تا اين تاريخ هيچ اثر مزمن يا تجمعي، هنگامي كه مجاورت معمولی و غير دائم باشد، جدول (1-6): اثرات SO2 در غلظت*هاي مختلف غلظت اثرات ppm 03/0 ميانگين ساليانه استاندارد ملي كيفيت هواي تنفسي براي آسيب مزمن به گياهان ppm 092/0-037/0 ميانگين ساليانه همراه با دود با غلظت g/m3 185، افزایش عوارض تنفسي و بيماري های ريوي ppm 19/0-11/0ميانگين 24 ساعته با وجود كمي ذرات، افزایش مراجعات بيمارستاني افراد مسن به دليل بيماري*ها ی تنفسي افزایش خوردگي ppm19/0 0ميانگين 24 ساعته افزایش مرگ ومیر بر اثر وجود کمی ذرات معلق ppm 25/00ميانگين 24 ساعته همراه با دود با غلظت g/m3 750 ، افزایش ميزان مرگ و مير روزانه سير صعودي ميزان بيماري ppm 3/0 ميانگين 8 ساعته مشاهده آسيب به درختان ppm 52/0 ميانگين 24 ساعته همراه با ذرات معلق، افزایش مرگ و مير مرجع: خلاصه اطلاعات ارائه شده در اداره ملي كنترل آلودگي هوا، معيارهاي كيفيت هوا براي دي*اكسيدگوگرد، AP-50.Washington.D.C:HEW, 1970 در مورد حيوانات، گزارش نشده است. نتايج ساير آزمايش*هاي تجربي [1] نشان مي*دهد كه بايد غلظت*هاي خالص 2SO بالاتر از ppm 1 باشد تا اثرات جدي يا حتي قابل توجه بهداشتي روي افراد سالم داشته باشد. براي ارزيابي پيچيدگي تعيين يك همبستگي قانع كننده بين سلامت انسان و غلظت دي*اكسيدگوگرد در آتمسفر، به نتايج حاصل از دو تحقيق استناد مي*كنيم. در يك تحقيق،شیمل و همکارانش ارتباط افزايش مرگ و مير در شهر نيويورك در طول سال*هاي 1963 تا 1972 با آلودگي هوا كه شاخص آن غلظت 2SO و ميزان دود بوده است، را بررسی کرده اند .آنها دريافته*اندكه وقتي غلظت*هاي 2SO از بالاتر از ppm 22/0 به ppm 03/0 كاهش مي*يابد، مطابق آن میزان مرگ ومیر کاهش نشان نمی*دهد(مقدار دود تقريباً در تمام مدت ثابت است). طبق مطالعات انجام شده در انگلستان شيمل و همكارانش [42] نشان دادند كه مرگ*آوري و بيماري* زایی با كم شدن ميزان ذرات معلق سريع*تر كاهش مي*يابد، در حالي كه ميزان 2SO خيلي تغيير نكرده است. در بررسی*های انجام شده در مورد مراجعه بيماران آسمي به اورژانس طي يك دوره چهارماهه، گلدشتاين و بلوك [43]، هيچ رابطه*اي بين مراجعات روزانه افراد به اورژانس و غلظت روزانه دود يا 2SO براي ساكنين هارلم به دست نیاوردند. در بروكلين آنها مشاهده كردند كه همبستگي شديدي بين مراجعه به پزشك براي بيماري آسم و غلظت روزانه 2SO و نه براي دود، وجود دارد. در بررسی ديگر [44] مداركي ارائه شد كه ارتباط بين دي*اكسيدگوگرد و ذرات معلق را با بيماري*هاي حاد تنفسي در كودكان نشان مي*داد. براساس تحقيقات انجام شده در سال 1972 بر روي كودكان در چهار گروه اجتماعي در نيويورك، دريافتند كه كودكاني كه در گروه سني 1 تا 12 سال هستند و در معرض آلودگي قرار دارند، 20 درصد بيش از كودكان مشابه خودكه در معرض آلودگي قرار ندارند، دچار برونشيت مزمن مي*شوند. افزايش قابل توجه در اين مورد را نمي*توانستند با ساير پارامترها توجيه كنند. اگرچه مطالعات بيشتری انجام شده و مدارك مربوط به معيارهاي كيفي هوا آماده شده است، USEPA بعد از ماه مه 1996 كه هنوز استانداردهاي بهداشتي (مصوب 1970) اعتبار داشتند، ميزان دي*اكسيدگوگرد، در حدي كه حفاظت كافي در مقابل اثرات بهداشتي نامطلوب ناشي از مجاورت با مقادير كم يا شديد آلودگي در سطح ملي تأمين شود را تعيين نمود. با این حال، برخي مناطقي شناخته شده*اند (در ابتدا آنهايي كه هنوز به استانداردهاي كيفي هوا دست نيافته*اند) كه مبتلايان به بيماري*هاي تنگي نفس مكرراً در معرض غلظت*هاي زياد 2SO در كوتاه مدت قرار مي*گيرند. بدين منظور، در دسامبر سال 1996 برنامه*اي پيشنهاد گرديد تا برنامه*هاي ميانجي گرايانه محلي را ايالت به ايالت توسعه دهند. در برنامه ميانجي*گرايانه*، حد نگران کننده برابر ppm 6/0 و حد مخاطره*آميز ppm 2 به مدت 5 دقيقه* در آتمسفر، پيشنهاد شد. در مناطقي كه غلظت از اين مقدار فراتر مي*رود، برنامه پيشنهادي نياز به عمليات اصلاحي دارد.

- اثر روي گياهان قبل از شرح اثرات دي*اكسيدگوگرد روي گياهان، ارائه چند توصيه مقدماتي مناسب خواهد بود. به طور كلي، تخريب گياهان بر اثر آلودگي هوا معمولاً در ساختمان برگ رخ مي*دهد، زيرا برگ حاوي مكانيسم*هاي ساختماني براي كل گياه است. يك برگ نوعاً به سه ناحيه تقسيم مي شود. اپيدرمي كه يك لايه بيروني محافظ است. مزوفيل بخش مركزي بزرگ و شامل دو لايه سلولي پارانشيم جداره*اي و اسفنجي است. به علاوه رگبرگ*ها به عنوان شبكه*اي انبوه، از مبداً يا ابتدا برگ در سرتاسر آن پخش مي*شوند. رگبرگ*ها سيستم انتقال آب و ساير مواد شيميايي به بقيه قسمت*هاي گياه هستند. آنچه كه در مطالعه آلودگي هوا جالب توجه است، منافذ بين اپيدرمي و مزوفيل است كه به نام روزنه ناميده مي*شود. گازها و بخارات از طريق روزنه*ها به ساختمان برگ وارد يا از آن خارج مي*شوند. هر يك از روزنه*ها توسط سلول*هاي محافظ خاصي كه مي*تواند آنها را باز يا بسته نگه* دارد، محاصره شده*اند. از فراوان*ترين گازهاي سمي براي گياهان مي*توان به دي*اكسيدگوگرد، ازون، PAN (پراكسي استيل نيترات)، فلوريدهيدروژن، اتيلن، كلريدهيدروژن، كلر، سولفيد هيدروژن و آمونياك اشاره كرد. اطلاعات موجود در زمينه صدمات وارد شده به گياهان براثر آلاينده*هاي گازي هوا را مي*توان در نشريات فدرال در خصوص معيارهاي كيفي هوا، جستجو نمود. منبع جالب توجه ديگر، اطلاعات موجود در عكس*هاي رنگي تخريب گياهان مختلف است كه مي*توان آنها را در شناخت آسيب*هاي گياهي بر اثر آلودگي هوا كه توسط انجمن كنترل آلودگي هوا (هم اكنون به نام انجمن مديريت هوا و زائدات ) به چاپ رسيده، پیدا نمود [53]. از آنجايي كه اين مرجع هم اكنون خارج از چاپ است مي*توان آن را در كتابخانه*ها جستجو کرد. اثر مقدار زياد SO2 در آتمسفر بر روي برگ*ها ابتدا به صورت تخريب سلولي و اسفنجي شدن ناحيه پارانشيم در مزوفيل و به دنبال آن صدمه به ناحيه جداره است. در حمله اوليه به نظر مي*رسد برگ از آب خيس شده است. بعد از خشك شدن، بي*رنگ شدن يا ايجاد رنگ سفيد در نواحي اثرگذار ظاهر مي*شود. به طور آشكار حد آستانه*اي وجود دارد كه در زير آن حد ، برگ قادر است گاز را بدون اينكه صدمه*اي ببيند به مصرف برساند، حد آستانه براي گياهان حساس ppm 3/0 (3g/m 785) براي مدت 8 ساعت است. غلظت ppm5/0-3/0 به مدت چند روز، صدمات دائمي به گياهان حساس می زند. 2SO مستقيماً وارد روزنه*ها شده و سلول*هاي گياهي در مزوفيل آن را به سولفيت و سپس سولفات تبديل مي*كنند. مشخصأ، هنگامي كه مقادير زيادي 2SO وجود داشته باشد، سلول*ها قادر به اكسيد كردن سريع سولفيت به سولفات نيستند و مختل شدن ساختمان سلولي برگ آغاز مي*شود. اسفناج، كاهو و ساير سبزيجات پربرگ، همينطور پنبه و يونجه جزء*حساس*ترين سبزيجات هستند. سوزني برگ ها نيز تحت تأثير اين آلاينده يا از ناحيه نوك برگها يا تمام برگ*ها قهوه*اي و شكننده مي*شوند. بخش قابل توجهي از مراجعي كه به تخريب گياهان پرداخته است (بيش از 40 مقاله در مرجع 22) اختصاص به اثرات تركيبات گوگردي بر روی گیاهان دارد. 1-7- د- باران اسيدي

باران اسيدي واژه*اي آشناست كه براي توضیح در مورد رسوب*گذاري تركيبات اسيدي آتمسفر به صورت مرطوب و خشك به كار مي*رود. اين تركيبات مي*توانند در تشكيل ريزش*هاي اسيدي از طريق باران، برف و قطرات آب موجود در ابر يا ذرات جامدي كه خصوصيات اسيدي دارند، شركت نمايند. اسيديته قطرات آب برحسب pH گزارش مي*شود كه pH هم برابر است با لگاريتم (در پايه 10) غلظت مولي يون*هاي هيدروژن. يعني: در واقع آب خالص حاوي يون هيدروژن با غلظت تقريباً برابر 7-10 مول يا 7 pH= است، كه به عنوان pH خنثي خوانده مي*شود. با این حال قطرات آب كه با متراكم شدن بخار آب در آتمسفر تشكيل مي*شوند، به طور طبيعي داراي pH تقريباً 6/5 می باشند. اين به دليل انحلال 2CO آتمسفري در آب باران و تشكيل اسيدكربونيك است كه pH آن نزول مي*كند. در اوايل دهه 1970 مقادير pH اندازه*گيري شده در نقاط مختلف دنيا بين 2 تا 6 يا ميانگين ساليانه بين 4 تا 5 واحد، بوده است [45]. از اينرو غلظت يون*هاي هيدروژن از 10 تا 1000 برابر بيشتر از مقدار مورد انتظار از منابع طبيعي، بوده است. اندازه*گيري*هاي انجام شده در گرندر ، نيوفاندلند از سال 1975 نشان داد كه مقادير ساليانه pH باران در آن منطقه بين 4 تا 5/4 بوده است [46]. مقاديري مشابه نیز براي ميانگين pH باران در نيمه شرقي ايالات متحده به دست آمده است. كاهش pH باران بر اثر جذب 2SO و NOx در آب موجود در ابر و قطرات باران و تبدیل شدن آنها به اسید، است. براي مثال، 2SO مي*تواند با ورود از فاز گازي به قطره در فاز مايع ايجاد شرايط اسيدي نمايد. 2SO جذب شده قادر است با اضافه شدن يك ملكول آب و شكند يافتن ، بي*سولفيت تشكيل*دهدوبه نوبه*خود با شكند مجدد به يون*سولفيت تبديل*شود مطابق روابط زير[59]: يون سولفيت در فاز مايع عمدتاً با جذب دي*اكسيد گوگرد شكل مي*گيرد. همچنين گوگرد در فاز مايع مي*تواند به صورت يون سولفات وجود داشته باشد. يون سولفات توسط اكسيداسيون بيشتر يون سولفيت و به وسيله ذرات سولفاتي كه از قبل وجود داشته*اند، تشكيل مي*شود. نسبت يون*هاي مختلف سولفيت و سولفات بستگي به جزئيات شيمي تعادلي در فاز مايع دارد. NO و2NO نيز در واكنش*هاي شيمي آتمسفر شركت دارند و اين مي*تواند منجر به تشكيل يون و در فاز مايع (اسيد نيتريك) شود. سينتيك تشكيل3HNO مانند تشكيل اسيد سولفوريك، به خوبي شناخته شده نيست. اين آئروسل*هاي اسيد، يكباره تشكيل شده و به ميزان قابل توجهي رسوب مي*كنند و پديده*اي تحت نام باران اسيدي به وجود مي*آورند. افزايش حضور چنين اسيدهايي به افزايش انتشار2SO و NOX كه از دهه 1940 بر اثر افزايش استفاده از سوخت*هاي فسيلي در کشورهای صنعتي رخ داد، نسبت داده مي*شود. اطلاعات به دست آمده از شرق ايالات متحده نشان مي*دهد كه تقريباً 70-60 درصد اسيديته آب باران ، مربوط به وجود اسيد سولفوريك و 40-30 درصد مربوط به اسيدنيتريك است[47]. از آنجايي كه غلظت*هاي سولفات و نيترات تشكيل شده در آتمسفر اصولاً پايين است، اثر ته*نشيني، تجمعي است. چنين آلاينده*هايي در پايين*تر از 2 كيلومتري آتمسفر نسبت به سطح زمین هستند و اغلب تا صدها كيلومتر از منبع توليد حمل مي*شوند. حضور آنها به طور كيفي، توسط افزايش قابل توجه تيرگي در تابستان، در تعدادي از نواحي صنعتي، مشخص مي*شود. باران اسيدي مناطقي از سوئيس، قسمت*هاي جنوبي كشورهاي اسكانديناوي، اروپا و بخصوص نيمه شمال شرقي آمريكاي شمالي را تحت تأثير قرار داده است. در آخرين مورد، اندازه*گيري*هاي انجام شده حاكي ازمشكلات عمده*اي است كه باران*هاي اسيدي در سرزمين*هاي آتلانتيك كانادا و نواحي كوههاي آديرونداك در ايالات متحده، به وجود آورده*ند. باران اسيدي همچنين در قسمت*هايي از ميانه غربي و جنوب شرقي آمريكا ديده شده است. حتي مناطق شهري بزرگي در سواحل غربي تحت تأثير باران*هاي اسيدي هستند. اين پديده از اوايل دهه 1950 در اروپا به صورت فعال مورد بررسي قرار گرفت. مسائل موجود در اروپاي شمالي چون بخش عمده آلودگي هواي قاره اروپا در آنجا ايجاد مي*شود، در جهت شمال شرقي به سمت اسكانديناوي حركت مي*كند. همچنين، آلودگي بوجود آمده در ايالات مركزي كانادا و در مركز و ايالات شرقي آمريكا در تابستان و پاييز در جهت شمال شرقي انتقال مي*يابند. اطلاعات كسب شده در تنگه مارگارتزباي نشان مي*دهد كه بيش از 25 درصد ذرات معلق به فرم سولفات هستند [46]. مقادير بالاتر از 70 درصد هم در مناطق ديگر اندازه*گيري شده*اند. گرچه غلظت ذرات در بسياري از ممالك صنعتي به دليل استفاده از فناوري*هاي موثركنترل بر روي منابع ايجاد ذرات معلق، كاهش يافته است، اما بخشي از ذرات باقي مانده كه به شكل آئروسل*هاي اسيد هستند، افزايش يافته*اند زيرا حذف دي*اكسيدگوگرد و اكسيدهاي نيتروژن به موازات حذف ذرات معلق پيش نرفته است. شرايط آتمسفري مطلوب براي تشكيل آئروسل سولفات را مي توان پخش ضعيف آلاينده*ها در آتمسفر و وجود نور خورشيد به طور گسترده دانست. چنين شرايطي براي تشكيل ازون هم مناسب است. باران*هاي اسيدي تأثيرات متعددي دارند. اولين اثر، اسيدي كردن منابع آبهاي طبيعي است. اين امر مي*تواند موجب نابودي حيات ماهي*ها شود. ماهي*هاي قزل*آلا و آزاد خصوصاً نسبت به پايين بودن pH حساس هستند. توليد مثل بسياري از ماهي*ها در pH هاي پايين*تر از 5/5 متوقف مي*شود. پلانگتون*ها و جانوران كف*زي با پايين رفتن pH آب كاهش مي*يابند و اين باعث نابودي منابع غذايي ماهي*ها مي*شود. دومين اثر، شستشوي مواد مغذي خاك است. اين تهي*سازي خاك از مواد مغذي منجر به كاهش توليد محصولات زراعي و از بين رفتن جنگل*ها مي*شود و يا تغييراتي در رويش گياهان طبيعي به وجود مي*آورد. گياهان*مي*توانند مستقيماً تخريب شوند.كاهش pH خوردگي مواد را تسریع می*كند. آسيب جدي به خاك*ها و بسترهاي آبي در يك ناحيه مشخص، با سنجش مواد معدني در خاك، تعيين مي*شود. مناطق تشكيل شده از سنگ*هاي كربنات كلسيم يا مواد معدني مشابه، در مقابل تأثيرات باران*هاي اسيدي حالت بافري دارند، در چنين مناطقي،pH آب درياچه*ها در حدود 5 تا 6 حفظ می شود . با وجود آنكه آب درياچه*ها پس از كاهش pH بايد خنثي گردند، اما راه حل سريعي برای عملیات خنثی*سازی بعد از اسيدي شدن ناحيه وجود ندارد. راه حل دراز مدت، كنترل مواد منتشره از منبع آلودگي است. از زمانهای گذشته ،گوگرد زدايي از سوخت*هاي فسيلي براي جلوگيري از آلودگي هواي یک منطقه* حائز اهميت بوده است. اكنون آشكار شده است كه بايد با كنترل مناسب 2SO و NOX، از پخش آلودگي در محدوده وسيع جلوگيري به عمل آيد. از اينرو كنترل انتشارآلودگی ، ابعاد بين*المللي دارد زيرا آلاينده*هاي منتشره در يك كشور مي*تواند ماهيت طبيعي باران را در كشوری ديگر تحت تأثير قراردهد. قانون هواي پاك مصوب سال 1990 كه در فصل دوم شرح داده شده است، هر دو آلاينده را مورد توجه قرار مي*دهد و تمايل به كاهش قابل توجه هر دو آلاينده نسبت به آنچه تا سال 1990 در ایالات متحده رعایت می شده است ،به چشم می خورد.

اثر هيدروكربن*ها، اكسيدهاي نيتروژن، اكسيدان*هاي فتوشيميايي 1-8- الف- هيدروكربن*ها گرچه استانداردهاي ملي كيفيت هوا اصولاً در سال 1971 براي هيدروكربن*هاي غيرمتاني تصويب شد، اما تا سال 1983 كه بازنگري گسترده*اي روي آن انجام گرفت، عملاً مورد استفاده قرار نگرفت. هيدروكربن*ها همراه با اكسيدهاي نيتروژن در حضور نور آفتاب موجب تشكيل اكسيدان*هاي فتوشيميايي، از جمله ازون مي*شوند كه اثرات مخربي روي سلامت انسان و روي گياهان دارند. بدين دليل اعتقاد بر این بود كه تدوين استاندارد براي ازون مناسب*تر از استاندارد براي هيدروكربن*هاست. مطالعات انجام شده بر روي تاثیر بسياري از هيدروكربن*هاي گازي با غلظت*هاي موجود در آتمسفر اثر تخريبي و مستقيم آنها را بر سلامت انسان ثابت نمي*كند [43]. بررسي*ها در مورد سرطانزايي گروه*هاي هيدروكربنه معين نشان مي*دهد كه برخي سرطان*ها به علت مجاورت با هيدروكربن*هاي آروماتيك موجود در دوده و قير، ظاهر شده*اند. برخي ذرات سرطانزا، از جمله هيدروكربن*هاي آروماتيك چند هسته*اي در هوای آزاد قابل تشخيص هستند. گروه گسترده هيدروكربن*هاي گازي اغلب از نظر خورندگي اثر قابل سنجشي روي مواد باقي نمي*گذارند. از بين تمام هيدروكربن*ها، تنها اتيلن در غلظت*هاي شناخته شده در هواي تنفسي، اثرات نامطلوبي روي گياهان دارد. اثر اصلي اتيلن، بازدارندگي در رشد گياهان است [48]. اتيلن با غلظت*هاي ppm5/0-001/0 سبب تحريك گياهان حساس از جمله افتادگي گل*ها و عدم بازشدن درست برگ*ها مي*شود. ايجاد صدمه به گل*هاي اركيده و پنبه به اثبات رسيده است. با وجود آنكه در حال حاضر هيدروكربن*ها در يك گروه كلي از آلاينده*ها جزء فهرست آلاينده*هاي اصلي قرار نگرفته اند ، تعداد زيادي از تركيبات هيدروكربنه خاص در بين 189 آلاينده خطرناكي هستند كه تحت نام تبصره مواد سمي هوا در قانون هواي پاك مصوب 1990 قرار دارند. آلاينده*هاي خطرناك هوا با جزئيات بيشتر در فصل دوم شرح داده شده است. 1-8- ب- اكسيدهاي نيتروژن هفت اكسيد نيتروژن در هواي تنفسي وجود دارند. اينها عبارتند از : اكسيد نيتريك (NO)، دي اكسيدنيتروژن )2 (NO، اكسيد نيترو (O2N)، 3NO ،3O2N، 4O2N و 5O2N [49]. اكسيد نيتريك و دي اكسیدي نيتروژن مجموعاً به نام NOX معروف هستند و جزء تركيبات قابل تبديل در واكنش*هاي اسماگ فتوشيميايي محسوب مي*شوند. واژه NOy اغلب براي نشان دادن مجموع اكسيدهاي واكنش*پذير و تمام تركيبات ديگری است كه جزء محصولات آتمسفري NOX به حساب می آیند. NOy شامل تركيباتي نظير اسيدنيتريك)3 (HNO، اسيدنيترو )2 (HNO، راديكال نيترات (3NO) ، پنتا اكسيددي*نيتروژن (5O2N)و پراكسي*استيل*نيترات (PAN) مي*شود. واژه (NOy ) شامل اكسيدنيترو (O2N)و آمونياك (3HN)نمي*شود. با وجود آنكه دو تركيب آخر اغلب جزء منابع توليد NOX در آتمسفر هستند، اما به طور عادي از محصولات واكنش*هاي NOX محسوب نمي*شوند. در بين اكسيدهاي نيتروژن،2NO بالاترين غلظت را در هواي آزاد دارد. اگرچه 2NO به طور معمول در آتمسفر پايين وجود دارد (به دليل فعاليت بيولوژيكي سطح زمين تشكيل مي*شود) ولي معمولا به عنوان يك آلاينده هوا در تروپوسفر مورد توجه قرار نمي*گيرد. با این وجود اين تركيب در واكنش*هاي آتمسفر فوقاني در لايه ازون، شركت مي*كند. هر دو گروه ترکیبات اصلی NOX (NO2 ، NO) و NOy (براي مثال3HNO) نشان داده*اند كه در هواي تنفسي، تخريب مواد را تسريع مي*كنند. NOX بر روي رنگ*ها و پارچه*ها اثر گذاشته و آنها را كم رنگ مي*کند، كالاهاي هنري و انبار شده و اليافت پارچه*ها را بي*رنگ کرده و استحكام الياف پارچه را كم مي*نمايد. در نتيجه، صدمات ناشي از NOX در محيط*هاي بسته بيشتر از فضاي آزاد و بيروني است كه اين مي*تواند به دليل وجود سيستم*هاي احتراقي بدون تهويه (اجاق گاز و غيرو...) باشد كه غلظت*هاي كمي از NOX را منتشر مي*نمايند. به علاوه 2NO در هواي آزاد همراه با رطوبت اسيد نيتريك به وجود می آورد كه مي*تواند سبب خوردگي قابل توجه در سطوح فلزي شود. دي*اكسيدنيتروژن اغلب نور مرئي را جذب مي*كند و در غلظت ppm25/0 همانطور كه در بخش 1-5- ب شرح داده شد، باعث كاهش قابل توجه در ميزان ديد مي*شود. دي*اكسيدنيتروژن در غلظت ppm5/0 طي يك دوره 10 تا 12 روزه از رشد برخي گياهان نظير لوبيا چيتي و گوجه*فرنگي جلوگيري مي*نمايد. تجربيات به دست آمده بر روي درخت پرتقال نشان داده است كه مجاورت مداوم در مقابل 2NO در غلظت ppm 1-25/0 باعث كاهش محصول آن مي*شود. دي*اكسيدنيتروژن به صورت يك محرك قوي عمل مي*كند و در غلظت*هاي مساوي ، زيان*آورتر از منواکسید نیتروژن است. با این حال در غلظت*هاي موجود در آتمسفر، تنها تحريك*كننده بوده و توان بالقوه در ايجاد بيماري بازداري ريوي حاد (COPD) دارد. جدول 1-7 خلاصه*اي از اثرات بهداشتي مجاورت با 2NO براساس مطالعات كلينيكي و اپيدميولوژيكي را نشان مي*دهد [49]. هيدروكربن*هاي نسوخته در مجاورت اكسيدهاي نيتروژن در حضور نور خورشيد واكنش داده و ايجاد اسماگ فتوشيميايي مي*كنند. واكنش*هاي شيميايي مربوطه در بخش 9-5 شرح داده خواهد شد. به علت فعاليت شيميايي اين آلاينده است كه در استاندارد اوليه كيفيت هوا، ميانگين جدول 1-7: اثرات بهداشتی مجاورت با دی اکسید نیتروژن (2NO ) بر روی انسان مطالعات بالینی NO2 بر حسب ppm (طول مجاورت) اثرات مشاهده شده 3/0-2/0 (hr2-5/0) محققین، ارتباط قابل توجهی بین روند رو به رشد بیماری آسم در مجاری تنفسی و میزان تا ppm 4 را پیدا نکرده اند . یا در بیماران آسمی بالغ یا نوجوان ، بر اثر تنها ،6-4 درصد کاهش می یابد . 3/0(hr 75/3) کاهش مختصر (%9-5) در FVC و FEV1 در بیماران COPD با تمرین سبک دیده می شود . اثری در مورد بیماران COPD توسط سایر محققین هنگام مجاورت با NO2 باغلظت ppm 2-5/0 دیده نشده است. 2-5/1 (hr3-2) افزایش پذیرش تورم ریوی در افراد بالغ سالم دیده شده با این حال سایر محققین در غلظت ppm4-2 اثراتی مشاهده نکرده*اند 2 (hr 3-1) تغییراتی در عملکرد ریه (افزایش مقاومت در مجاری هوا) در افراد سالم مشاهده شده ، در غلظت ppm4-2 اثری توسط سایر محققین دیده نشده است. مطالعات اپیدمیولوژیکی افزایش ppm015/0 که متوسط غلظت هفتگی در اتاق خواب مورد مطالعه قرار گرفته و به طور بارز 065/0-008/0( میانگین غلظت NO2 * در 1 یا 2 هفته جداگانه برای تعیین میانگین دراز مدت غیر مشخص) بوده است. یک سنجش اولیه نشان داد که ناراحتی*ها یا بیماری*های تنفسی در کودکان 5 تا 12 ساله که در مجاورت میزان NO2 پیش*بینی شده قرار داشته*اند افزایش یافته است. این امر در مورد خانه*هایی که از اجاق گاز استفاده می*کنند بیش از خانه*هایی است که در آنها اجاق*های برقی قرار دارد. ppm015/0 افزایش در میانگین سالیانه میزان NO2 دو هفته ای، که میانگین غلظت هفتگی در اتاق خواب به طور مشخص ppm 05/0-005/0 باشد. مطالعات اختصاصی در داخل اماکن برای کودکان دوساله و کوچکتر نشان داد که هیچ همبستگی بین مجاورت با NO2 و علایم یا بیماری*های تنفسی یافت نشده است. از نظر آماری مدارک به دست آمده در مورد نوزادان در مقایسه با آنچه در کودکان بزرگتر دیده شده، قابل توجه نیست . ppm < 3/0 (میانگین مجاورت در طول مدت کاری) افزایش نشانه*های حاد تنفسی مجاورت ضمنی با NO2با غلظت ppm 5/1 یا بالاتر در طول بازی*هاكي وقوع نشانه*های ناراحتی های تنفسی حاد (انقباض) در قفسه سینه تنگی نفس. ppm 100-25 (مجاورت بر اثر حادثه حرفه*ای) ذات*الریه برونشیتی، برونشیت و برونشیولیتی، تحت شرایط استثنایی مجاورت با مقادیر زیاد NO2 ppm< 200 (منابع حادثه*ای شدید ) مجاورت شدید باعث می*شود سلامتی از محدوده کمبود اکسیژن یا گرفتگی مجاری عبور هوا به طور گذرا تامرگ، مورد مخاطره قرار گیرد. FEV1 = حجم هواي بازدم، در یک ثانیه FVC = ظرفیت حیاتی اضطراری COPD= بیماری بازدارندگی ریوی حاد برطبق معیاهای کیفی هوا برای اکسیدهای نیتروژن جلد اول USEPA، اداره ارزیابی و معیارهای زیست محیطی EPA600/8-91/04aF، آگوست 1993 ساليانه دي*اكسيدنيتروژن را g/m3100(ppm05/0) تعيين كرده*اند. تركيبات اسماگ فتوشيميايي كه بيشترين صدمات را به گياهان و سلامت انسان وارد مي*كنند، اكسيدان*های فتوشيميايي نام دارند که در بخش بعدي شرح داده شده است.

ترکیب شیمیایی هوای آتمسفری خشک

ماده	حجم (درصد)	غلظتI(ppm)
نیتروژن اکسیژن آرگون دی اکسید کربن نئون هلیوم متان کریپتون هیدروژن گزنون دی اکسید نیتروژن ازون	004/0 ± 084/78 002/0 ± 946/20 001/0 ± 934/0 001/0 ±033/0	780840 209460 9340 330 18 2/5 2/1 5/0 5/0 08/0 02/0 04/0- 01/0

طبقه*بندی کلی آلاینده*های هوای تنفسی چنین است:
1- ذرات معلق
2- ترکیبات گوگرد دار
3- ترکیبات آلی
4- ترکیبات نیتروژن دار
5- منواکسید کربن
6- ترکیبات هالوژنه
7- ترکیبات رادیواکتیو
8- اکسیدان*های فتوشیمیایی
9- سایر ترکیبات معدنی

طبقه بندی کلی آلاینده های گازی هوا

گروه	آلاینده های اولیه	آلاینده های ثانویه
ترکیبات گوگرددار	SO2, H2S	SO3, H2SO4, MSO4I
ترکیبات آلی	ترکیبات H- C	کتونها، آلدئیدها، O3، اسیدها، آئروسلهاي آلي
ترکیبات نیتروژن دار	NO, NH3	I MNO3, O3 , NO2
اکسیدهای کربن	CO(CO2)	(هیچکدام)
ترکیبات هالوژنه	HCl, HF	(هیچکدام)
اکسیدان*های فتوشیمیایی	-	H2O2, NO2, O3 پراکسی استیل نیترات