آلودگی هوا - آلاینده های صنعتی و شهری

Air pollution

مؤسسه حفاظت از محیط زیست آمریکا EPA، شش آلاینده اصلی هوا را به عنوان معیار انتخاب نموده و این آلاینده ها را به دو دسته آلاینده اولیه و  آلاینده ثانویه تقسیم کرده است. آلاینده‌های اولیه هوا موادی هستند که بر اثر واکنش های شیمیایی و به ویژه احتراق، به محیط وارد می‌شوند و شامل پنج گاز آلاینده منو اکسید کربن (CO)، دی‌ اکسید نیتروژن (NO2)، دی‌ اکسید گوگرد و اکسید گوگرد (SO2)، ذرات معلق با قطر کمتر از 10 میکرون (PM-10) و سرب Pb می‌باشد. آلاینده‌ های ثانویه هوا به موادی اطلاق می‌شود که در اثر فعل و انفعالات موجود در جو زمین بوجود می‌آید و در این گروه می‌توان از ازن (O3) نام برد. با توجه به بروز مشکلات فراوان در زمینه آلودگی هوا در کلان شهر ها و شهر های بزرگ مانند تهران، اصفهان، مشهد، اهواز، تبریز، آبادان و سایر شهر ها، در این بخش به ارائه توضیحات تکمیلی در خصوص گازها و عوامل آلاینده به صورت اجمالی می پردازیم. در ابتدا این بخش توضیحی در خصوص واحد PPM - پی پی ام - که به عنوان واحد اندازه گیری آلاینده ها شناخته می شود، ارائه می کنیم.
 

واحد PPM چیست؟

PPM مخفف Part Per Million به معنی واحد در میلیون می باشد. همانطور که درصد جهت تعریف واحد در صد می باشد. ppmیک کمیت بدون واحد است و جهت مشخص کردن میزان بسیار کمی از مواد استفاده می شود.
قسمت در واحد سنجش یک کمیت بدون بعد است. کمیت بدون بعد (Dimensionless quantity) در تحلیل ابعادی به کمیتی اطلاق می‌شود که فاقد یک واحد فیزیکی مشخص باشد. این نوع کمیت‌ها در فیزیک، ریاضی، علوم اقتصادی و مهندسی به چشم می‌خورد. این کمیت‌ها معمولا از نسبت دو کمیت با واحدهای مشابه یا نسبت دو عبارت جبری با واحدهای یکسان تشکیل می‌شود. برای مثال مفهوم 2 PPM، یعنی 2 میلی گرم از یک ماده حل شونده در 2 کیلوگرم از حلال حل شده است و یا 2 سانتی متر مکعب از یک گاز معین در 2 متر مکعب از هوا وجود دارد. در واقع یکای هر دو جزء مورد نظر (حل شونده و حلال) می‌بایست یکی باشد تا در نهایت ppm یک کمیت بدون بعد باشد. 
 

گاز آلاینده منو اکسید کربن (CO)

گاز آلاینده منوکسید کربن، گازی بی رنگ و بی بو ولی بسیار سمی است. منبع اصلی تولید منوکسید کرین، موتورهای احتراق داخلی مانند خودرو های سواری و سنگین هستند. گاز منواکسید کربن در هوای آزاد و به مقدار کم، زندگی بیماران قلبی و ریوی، کودکان و افراد مسن را به خطر می اندازد و در افراد سالم باعث سردرد، سرگیجه، خستگی زیاد و تحریک اعصاب می شود. استنشاق گاز CO در محیط های در بسته و سقف دار، به خصوص تونلها، سوله ها و کارخانجات در زمان طولانی و با غلظت بالا، حتی می تواند باعث خفگی و مرگ شود.

حد مجاز گاز CO ، بسته به نوع محیط متفاوت می باشد. به عنوان مثال حد مجاز گاز CO - منو اکسید کربن در محیط های شغلی با در نظر گرفتن زمان قرارگرفتن در معرض این گاز متفاوت است که این میزان در کتاب حدود مواجهه استاندارد شغلی درج شده است. 
 

اکسید نیتروژن یا ناکس (NOX)

دی‌اکسید ‌نیتروژن که بیشتر از سایر اکسیدهای نیتروژن در هوا منتشر می‌شود گازی است قهوه‌ای رنگ و بدبو که توسط وسایل نقلیه موتوری و کارخانجاتی که از موتورهای احتراق داخلی استفاده می‌کنند، وارد هوا می‌شود. این گاز باعث تحریک چشمها و قسمتهای عمقی ریه‌ شده و موجب بروز خستگی مفرط و افزایش موارد بیماری می‌گردد. علاوه بر این منوکسید نیتروژن و دی اکسید نیتروژن به گیاهان صدمات زیادی وارد می‌کنند. اکسیدهای نیتروژن نیز بیشتر از خودرو های سنگین مانند اتوبوس، کامیون، مینی بوس و وانت تولید می شود. علاوه بر موارد ذکر شده، اکسید های نیتروژن که شامل دی اکسید نیتروژن و مونو اکسید نیتروژن می شود، توسط لکوموتیو (قطار) و هواپیما نیز تولید می گردد. به همین دلیل مناطقی از شهر که نزدیک ایستگاه راه آهن یا فرودگاه هستند، از آلودگی هوای بیشتری رنج می برند و درصد آلاینده منوکسید نیتروژن و گاز دی اکسید نیتروژن در آنها به شدت بالا است. باید توجه داشت که منوکسید نیتروژن - NO حد مجاز پایین تری نسبت به منو اکسید کربن - CO داشته و خطرات بیشتری ایجاد می کند.
 

اکسید گوگرد (SOx)

گاز آلاینده دی‌ اکسید گوگرد (SO2)که بیشتر از دیگر اکسیدهای گوگرد در هوا منتشر می‌شود، گازی است بی‌رنگ و بدبو که باعث تحریک مجاری تنفسی بخصوص حلق، بینی و حنجره شده و ایجاد برونشیت‌های مزمن، آسم و آمفیزم می‌کند. منبع اصلی تولید این گاز، احتراق گازوئیل و مازوت در منازل، کارخانجات و وسایل نقلیه موتوری است. درعین حال باید توجه داشت که یکی از مهمترین منابع تولید این گاز در ایران، خودروهای سنگین می باشد.
دلیل این مطلب وجود درصد نسبتا بالای گوگرد در سوخت سنگین (گازوئیل، نفت خام و مازوت) است که در ایران بسیار شایع می باشد. همانند اکسید های نیتروژن، گاز آلاینده دی اکسید گوگرد نیز در اطراف نیروگاه، ایستگاه قطار و راه آهن، فرودگاه و محل دپوی اتوبوسها از غلظت بسیار بالایی برخوردار است که برای ساکنین این مناطق می تواند خطر آفرین باشد.

ذرات معلق هوا (PM 10) (PM 2.5)
ذرات معلق با قطر کمتر از 10 میکرومتر به دلیل راهیابی به سیستم تنفسی، به عنوان شاخص اصلی مواد معلق آلاینده در هوا معرفی می‌شوند. بر اساس مطالعات ذرات معلق در مقایسه با گاز های اکسید گوگرد و اکسیدهای ازت برای سلامتی مخاطره آمیزتر است و مقدار بیش از حد مجاز آن در تشدید بیماریهای قلبی ریوی، کاهش مقاومت سیستم ایمنی بدن در مقابل بیماریها، از بین رفتن بافت ریه، آسم کودکان، مرگ و میر زودرس و سرطان نقش عمده‌ای دارد.
منشا تولید ذرات معلق در شهرها خودرو های سنگین است. لیکن در ایران منشا این ذرات به خصوص در شهرهای غربی و جنوبی کشور مانند اهواز، آبادان و ... ریزگرد ها هستند. علاوه بر شهرهای استان خوزستان که در معرض ذرات معلق PM هستند، استان سیستان و بلوچستان و شهر زابل نیست به شدت در اثر نفوذ ریزگردها، دچار آلودگی هوا است.
ذرات معلق در مقایسه با سایر گازهای آلاینده که وارد سیستم متابولیسم بدن می شوند، از جهاتی خطر بیشتری دارند، زیرا به صورت مستقیم وارد ریه شده و جذب نخواهند شد. 
باید توجه داشت که به منظور ارائه راهکار در خصوص کاهش آلودگی هوا و گازهای آلاینده و ریزگرد ها، ابتدا باید مطالعات دقیقی در خصوص شرایط اقلیمی و جغرافیایی موقعیت مورد نظر انجام داد و حتی جهت و شدت متوسط جریان باد غالب را بررسی نمود تا بتوان راهکاری را برای مقابله با ذرات معلق و ریزگرد ها شناسایی نمود که البته این روش در هر منطقه، نتایج متفاوتی خواهد داد که تابع شرایط آن محدوده می باشد.

شبیه سازی جریان هوا در فضاهای شهری
شبیه سازی CFD تهویه
ارائه راهکار کاهش آلودگی هوا در شهر ها
طراحی تهویه صنعتی و تهویه تونل و پارکینگ
شبیه سازی و تحلیل سیالاتی تهویه تونل و تهویه صنعتی
شرکت آراکو- محمد قربانعلی بیک
09124780268 
021-66129745
021-66561974
Info@araco.ir
وبلاگ تخصصی تهویه صنعتی : http://tunnel-industrial-ventilation.blog.ir