Transcript Document
آلودگی هوا و روشهای کنترل آن 1 The Atmosphere • • • • • 78 percent nitrogen 21 percent oxygen 0.09 percent Argon Carbon Dioxide 0.03 percent Trace elements 0.07 percent – Methane, ozone, hydrogen sulfide, carbon monoxide, etc... • Water vapor can range from 0 to 4% تعریف آلودگی هوا وجود ترکیبات گازی ،جامد ،مایع و یا مخلوطی از آنها در هوا که بسته به ماهیت ،غلظت ،محل قرار گرفتن و همچنین مدت زمان حضور آنها در اتمسفر برای زندگی انسان ،گیاه و یا حیوانات خطرناک بوده و برای اشیاء و متعلقات زندگی مضر باشد و یا بطور آسایش عمومی و تعادل محیط زیست و اتمسفر را مختل کند. تقسیم بندی آلودگی هوا .1منشا آلودگی .2ماهیت آلودگی .1آلی :هیدرو کربنها .2معدنی SOx ،CO2 ،CO :و NOx .3حالت فیزیکی (جامد ،مایع و گاز) .4ویژگی منشا تولیدی آلودگی .1نقطه ای :منشا به راحتی قابل شناسایی است بار حقوقی دارد مانند کارخانه ها .2غیر نقطه ای :منبع مشخص ی ندارد وسایل نقلیه و کشاورزی طبقه بندی آالینده های هوا :مبدا تولید آلودگی .1طبیعی گازهای آتشفشانی گرده گیاهان تخمیر بی هوازی -متان .2مصنوعی صنایع کارخانجات نیروگاه وسائل نقلیه سوختها سوزاندن زباله طبقه بندی آالینده های هوا :براساس منشا آالینده ها . 1آالینده های اولیه :آالینده های اولیه ،آن دسته از آالینده هائی می باشند که مستقیما از منابع وارد اتمسفر می شوند مثل آزاد شدن دی اکسید گوگرد توسط احتراق ذغال. . 2آالینده های ثانویه :آالینده هائی هستند که در اثر واکنش دو یا چند آالینده با یکدیگر یا در اثر واکنش آالینده های اولیه با اجزاء طبیعی اتمسفر همراه با واکنش یا بدون واکنش های نوری تشکیل می شوند ،مثل ازن: اکسید نیتروژنO2 + 6 O3 آالینده های اولیه اصلی شامل:ذرات ریز ،دی اکسید سولفور ، دی اکسید نیتروژن ،ترکیبات آلی فرار وسبک (، )vocدی اکسید کربن و سرب می باشند. اسید سولفوریک اتمسفر یکی از نمونه های آالینده های ثانویه می باشد. مه دود فتوشیمیائی: ترکیب مهلک و مضر گازها در اثر تابش های زیاد خورشید در اتمسفر را گویند. طبقه بندی آالینده های هوا :بر اساس حالت ماده . 1آالینده های ذره ای معلق :آالینده هائی می باشند که به دو دسته ذرات مایع یا جامدریز تقسیم می شوند. ذرات می توانند موادی بشدت فعال یا خنثی دارای اندازه از 0.0002تا 500میکرون باشند مثل گردو غبار،دود ،دود غلیظ . 2آالینده های گازی :آن دسته از آالینده هائی می باشند که به شکل گاز در اتمسفر موجودند مثل H2Sو SO2 8 طبقه بندی آالینده های هوا :بر اساس اندازه شان آئروسل ) (Aerosolsذراتی کم وزن و در هوا به حالت معلق می باشند .ذرات معلق ممکن است به صورت غبار ،دود ،میست (پراکندگی ذرات بزرگ مایع در هوا ) و دود غلیظ ( فیوم ها ) باشند. آئروسل یک اصطالح کلی است که به تمام ذرات ریز اعم از مایعات و جامدات که در اتمسفر پخش و پراکنده اند اطالق می شود. پراکندگی ذرات جامد یا مایع در محیط گازی همچون مه ،میست، دود و... 9 آلودگي ناش ي از آئروسل ها • منابع طبيعي خشکي (گرد و غبار ناش ي از طوفان ،آتشفشان و)... • منابع طبيعي اقيانوس ي (توليد ذرات نمک ناش ي از اسپري آب اقيانوسها) • منابع مصنوعي (ذرات حاصل از احتراق) 10 نقش آئروسل ها در اتمسفر • پراکندن و جذب اشعه هاي خورشيدي. • جذب اشعه مادون قرمز بازتابي از زمین. • موثر بر تعادل حرارتي کره زمین از طريق ايجاد هسته هاي تراکم جهت ايجاد ابر و يخ در هوا. 11 قطر ذرات در آلودگي هوا قطر ذراتي که در آلودگي هوا موثر هستند 0.01تا 100ميکرون است ذرات بزرگتر از 10ميکرون در هوا را ذرات ذرات قابل ته نشيني يا Dustfall گويند 12 خواص سطحي ذرات از عوامل موثر در ته نشيني خواص سطحي ذرات عبارتند از: • • • • جذب بر جامدات جذب بر مايعات جذب شيميايي چسبندگي 13 انواع ذرات معلق در هوا • ذرات معدني • ذرات آلي • ذرات بيولوژيکي 14 غبار()Dust غبار به مواد معدنی دارای اشکال نامنظم معلق در هوا یا به ذراتی که دارای 1تا 200میکرون قطر می باشند اطالق می گردد. غبار تحت تاثیر نیروی ثقل رسوب می نمایند . • • غبار در اثر فرآیندهائی نظیر خرد کردن ،آسیاب کردن ،سائیدن و هم چنین توسط خردشدن و متالشی شدن طبیعی سنگ ها و خاک ایجاد می گردد. غبار از چند ثانیه تا چندین ماه به حال معلق در اتمسفر باقی • خواهند ماند. • ذراتی با اندازه کمتر از 100میکرون غبار ریز ( ) Fine Dustو ذراتی با اندازه بزرگتر از 100میکرون غبار درشت ( Coarse )Dustنامیده می شوند. • ذرات بزرگتر از 50میکرون با چشم غیر مسلح قابل رویت 15هستند. اندازه غبار • اندازه تیپیک غبارها عبارتست از: ذرات غبار حاصل از خرد کردن و آسیاب کردن میکرون< خاکستر فرار از دودکش میکرون غبار سیمان میکرون غبار ریخته گری میکرون 16 20 3- 80 10- 120 1-200 مشخصات غبار • غبار تمایلی به چسبندگی ندارد مگر اینکه تحت تاثیر نیروی الکتریسیته ساکن قرار گیرد. ا • ذرات تشکیل دهنده غبار معموال پخش نمی شوند ولی تحت تاثیر نیروی جاذبه رسوب می نمایند. • ذرات غبار در اثر نیروهای فیزیکی از ذرات بزرگتر حاصل می شوند. 17 دود ( :) Smokeدود ،آئروسلی از ذرات خیلی ریز کربن با اندازه 0.5تا 1میکرون اطالق می شود که در اثر احتراق ناقص ذرات آلی ذغال سنگ ،چوب و غیره تولید می شود. ا ذرات کوچک حاصل از احتراق ناقص است که عمدتا متشکل از کربن و سایر مواد قابل احتراق هستند. دوده ( :)Sootدوده به اجتماع ذرات کربن دارای اندازه 1تا 10 میکرون که با مواد قیری آغشته شده اند و به علت احتراق ناقص مواد کربن دار تشکیل شده اند ،اطالق می گردد. دود غلیظ ( :) Fumeدود غلیظ به ذرات ریز جامد که در اثر تراکم یا کنداکسیون حالت گازی بعد از تبخیر مواد تشکیل شده اند ،اطالق می گردد .اندازه ذرات دود غلیظ از 0.03تا 1میکرون متغیر می باشد .فرایند جوشکاری یکی از منابع تولید فیوم است میست ( :)Mistآئروسلی از قطرات مایع است که در اثر مایع شدن بخارات حاصل می شود .اندازه میست های طبیعی بخار آب از 40تا 500میکرون متغیر می باشد .معموال اندازه میست کمتر از 10میکرون می باشد. ذرات بزرگ مایع با پراکندگی کم غلظت مه ( :)Fogمه میستی است که حالت مایع آن آب می باشد (به اندازه کافی متراکم گردیده تا میزان دید را کاهش دهند ) مه آئروسلی است که قابل رویت می باشد. مه دود ( :)Smogدود که به مه افزوده شود ،مه دود نامیده می شود. تاری ( :)Hazeتاری یک حالت آلودگی هوا است ( میزان دید در اتمسفر کاهش می یابد) که بعلت حضور میست در غبارهای خیلی ریز و غیره در اتمسفر به وجود می آید. خاکستر فرار )(Fly Ash ذرات بسیار کوچک خاکستر که در اثر احتراق مواد سوختی وارد جریان گاز دودکش شده و این ذرات ممکن است حاوی ذرات ناقص سوخته باشد. 20 اتمسفر زمین • به عنوان پوشش ی برای زمین از سرد و گرم شدن بیش از حد آن جلوگیری می نماید. • موجودات زنده را از اشعه سوزان خورشید ،اشعه ماوراء بنفش و اشعه کیهانی محافظت می نماید و انشار صوت را سبب می گردد. 21 الیه های تشکیل دهنده اتمسفر 22 تغییرات دمایی اتمسفر با افزایش ارتفاع 23 نقش ریزش های جوی در پاک سازی محیط باران ،برف و ...نقش موثری در شستشوی هوا و انتقال آلودگی از هوا به زمین دارد. 24 مه به عنوان ماده سینرژیسم در آلودگی هوا ایجاد مه در هنگام اوج آلودگی هوا به دلیل ایجاد هسته های تراکم مواد آالینده منجر به افزایش شدید آلودگی می گردد. در بسیاری از حوادث مهم آلودگی هوا مه نقش سینرژیسم داشته است. 25 دما در جو در الیه تروپوسفر با افزایش ارتفاع بایستی دما کاهش یابد در شرایط طبیعی این کاهش به ازاء هر 100متر یک درجه سانتیگراد است .این تغییر دما را Lapse Rateمی نامند. 26 وارونگی دما (اینورژن) اگر به هر دلیلی با افزایش ارتفاع افزایش دما نیز به وجود آید وارونگی دمایی اتفاق افتاده است. در شرایط اینورژن حرکت عمودی هوا وجود نداشته و آلودگی ها محبوس می گردند .در نتیجه غلظت آالینده ها در هوا افزایش می یابد. 27 نمایی از وارونگی دما در این تصویر می بینید که دود از ارتفاعی خواص باالتر نمی رود اثرات جهاني آلودگي هوا • • • • گرمايش جهاني افت ازن استراتوسفري باران هاي اسيدي آئروسل 29 گرمايش جهاني گرم شدن زمین به دليل توليد گازهايي با ظرفيت زياد جذب حرارت ايجاد مي گردد .اين گازها را گازهاي گلخانه اي مي نامند. اين گازها عبارتند از: دي اکسيد کربن ،فريون ها ،هالوژن ها ،متان ،اکسيد نيتروس و کلروفلوروکربن ها 30 توانايي گازهاي گلخانه اي در گرمايش زمین • طبقه بندي از لحاظ پتانسيل گرمايش زمین: کلروفلوروکربن ها ،اکسيد نيتروس ،متان و دي اکسيد کربن • طبقه بندي از لحاظ کمي: اکسيد کربن ،متان ،اکسيد نيتروس و کلروفلوروکربن ها 31 تاثیرات گرم شدن زمین • ذوب يخهاي قطبي • افزايش ارتفاع آب اقيانوسها • تغيیرات آب و هوايي 32 افت ازن استراتوسفري ازن طي يک چرخه با کمک جذب اشعه ماوراء بنفش خورشيد توليد و در واکنشهاي مختلف مصرف مي گردد. ترکيباتي همچون کلروفلوروکربنها باعث تشديد مصرف ازن و به هم خوردن تعادل چرخه ازن مي گردد. 33 خطرات کاهش غلظت اليه ازن کاهش غلظت ازن در استراتوسفر منجر به نفوز بيشتر اشعه هايي همچون اشعه ماوراء بنفش مي گردد که سرطانزا است و به چشم آسيب مي رساند. واحد اندازه گیري غلظت ازن دابسون است .يک دابسون معادل يک قسمت در يک بيليون قسمت ) (ppbازن است. 34 باران اسيدي وجود ترکيباتي همچون NOxو SOxدر هوا منجر به توليد اسيد سولفوريک و اسيد نيتريک در هنگام بارندگي و کاهش pHآب باران مي شود. در توليد باران اسيدي SOxمهمتر از NOxاست. 35 چرخه باران اسیدی 36 نمونه ای از اثرات بارانهای اسیدی 37