تصفیه فاضلاب - دانشگاه آزاد اسلامی واحد فردوس
Download
Report
Transcript تصفیه فاضلاب - دانشگاه آزاد اسلامی واحد فردوس
مهندس ي محيط زيست
گروه عمران واحد فردوس
مدرس :مهندس کفیلی
-1تعریف مهندس ی محیط زیست و کاربرد های آن وآشنایی با چالش های
موجود محیط زیست در دنیای امروز
:
تعریف مهندس ی محیط زیست )(Environmental
مهندسی محیط زیست شاخه ای از مهندسی است که ضمن حفظ
محیط زیست از خطرات ناشی از تاثیرات زیانبار فعالیت های انسانی،
جمعیت های انسانی را از تاثیرات نامطلوب عوامل محیطی مصئون
می دارد .و کیفیت محیط زیست را برای تندرستی و بهزیستی بشر
بهبود می بخشد.
شناخت طبیعت محیط و اثرات متقابل محیط و انسان ،مقدمه ای برای
شناخت وظیفه مهندسی محیط زیست است.
.
محیط جهانی شامل اتمسفر ،هیدروسفر و لیتوسفر(هوا،آب و خاک) است.
که در برگیرنده منابع حیات بخش زمین است.
بیوسفر :الیه نازکی است که دور زمین را پوشانده و از اتمسفرو
لیتوسفرمجاور سطح زمین همراه با هیدروسفر تشکیل شده است.
بیوسفر به قسمتی از زمین که دارای خاک ،آب و هواست و موجودات
روی ان زندگی می کنندگفته می شود.
مواد حیات بخش در فرم های گاز،مایع و جامد در بیوسفر گردش کرده و
حیات را برای همه جانداران ممکن می سازند.
در حالت طبیعی انواع مختلف
حیات با محیط اطراف خود در
حالت تعادل است.اما مواد زاید
طبیعی و مصنوعی که به واسطه
ازدیاد جمعیت در بیوسفر ریخته
می شوند ،ثبات نسبی محیط را
برهم زده است.
از جمله آلودگی های محیط زیست جهانی:
آلودگی آب و هوا
گرم شدن کره زمین
باال آمدن سطح آب دریاها
انهدام گونه های گیاهی و جانوری
تخریب الیه ازن
تخریب جنگلها
باران های اسیدی
الودگی های صوتی و آزمایش های هسته ای می باشد.
مدیریت زیست محیطی چیست؟
تدوین استراتژی های توسعه،متناسب با محیط زیست.
روند تخصیص منابع طبیعی و مصنوعی است،به نحوی که با استفاده بهینه از
محیط زیست بتوان ،حداقل نیاز های بشری را به صوت پایدار محقق نمود.
یافتن بهترین انتخاب های ممکن جهت ترویج واشاعه توسعه پایدار.
فرآیند تصمیم گیری در راستای تنظیم اندسته از فعالیتهای بشری است که بر
محیط زیست تاثیر دارند به گونه ای که ظرفیت های قابل تحمل محیط زیست
برای توسعه بشری مختل نگردد.
توسعه پایدار:
عبارت از توسعه ای است که در آن نیازهای فعلی نسل امروز پاسخ داده
می شود،بدون اینکه بر قابلیت و توانائی نسل های بعدی در برخورداری
از منابع به منظور بر آرورده کردن نیاز هایشان اثری داشته باشد.
تعریف آلودگی زیست محیطی:
عبارت است از پخش یا آمیختن مواد خارجی به آب،هوا،خاک یا زمین،به
میزانی که کیفیت فیزیکی،شیمیایی یا بیولوژیک آن را به طوری که زیان
آور به حال انسان یا سایر موجودات زنده یا گیاهان و یا آثار و ابنیه
باشد،تغییر دهد.
ازجمله این آلودگی ها:
آلودگی خاک
افزایش جمعیت
آلودگی هوا
آلودگی منابع آب
امنیت غذایی
فقر
چالش های موجود محیط زیست در دنیای امروز
تغییرات آب و هوا
نگرانی های بهداشتی
-2آشنایی با مبانی زیست بوم(اکولوژی)و اجزای آن
اکولوژی))Ecology
که یکی از شاخههای زیست شناسی است،
مجموعه شناختهایی است که انسان درباره
اثرات محیط بر روی موجود زنده و اثرات
موجود زنده بر روی محیط و اثرات متقابل
موجودات زنده باهم ،دارند .کلمه اکولوژی از
لغت Oikosبه معنی مسکن و
پسوند Logosبه معنای شناخت ،اشتقاق یافته
است.
تقسیمات اکولوژی بر مبنای مطالعه
اتواکولوژی
سین اکولوژی
Autoecology
Synecology
به سمت اتمسفر
تثبیت
به سمت باران رایزوبیومها تثبیت توسط
باران
منابع دیگر
اتمسفر
تثبیت
بقایاي
گیاهي
مخلوط علوفه اي
شبدر -علف چمني
آبشویي
به سمت اتمسفر علوفه
چرایي
نگهداري دام
دام
علوفه
خریداري شده
آبشویي در محلهاي
جمع اوري كود
مدفوع و
اادرار
محصوالت
زراعي
آبشویي
مدفوع و تعلیف با
ادرار دانه و كاه
فروش
محصول
دام
فروش شیرو محصوالت دامي
بذر و كود آلي
خریداري شده
مطالعات اکولوژیکی بر چگونگی جریان انرژی در اکوسیستم،از جذب
نور خورشید توسط گیاهان و تبدیل آن به انرژی شیمیایی(تولید قند)،تا
جریان آن در سطوح پیوسته غذایی و باز گشت آن به محیط زیست استوار
است.
تعریف اکوسیستم:
واحد طبیعی است که در برگیرنده همه گیاهان،جانوران و موجودات زنده
ریز(عوامل زنده)و عوامل غیر زنده در یک ناحیه است که با یکدیگر در
تقابلند.
اجزای اصلی یک اکوسیستم
انواع اکوسیستم براساس پراکندگی خاص گونه ها و زیستگاه ها
الف -اکوسیستم خشکی
ب -اکوسیستم آبی
Terrestrial Ecosystems
Aquatic Ecosystems
دید گاه اکوسیستمی:
مدیریت بهم پیوسته خشکی،آب و منابع زنده
استفاده از روشهای اکوتکنولوژی
استفاده از اکوسیستم مشابه طبیعی در ساخت اکوسیستم انسان ساخت
ويژگيها
اكوسيستم زراعي
اكوسيستم طبيعي
تولید خالص
زیاد
متوسط
زنجیره غذایي
ساده
پیچیده
تنوع گونه اي
كم
زیاد
تنوع ژنتیكي
كم
زیاد
چرخه بیوژئوشیمیایي
باز
بسته
پایداري
كم
زیاد
دخالت انسان
نیاز حتمي
لزومي ندارد
آنتروپي
زیاد
كم
تداوم در زمان
محدود
درازمدت
ساختار
ساده
پیچیده
طول عمر گونه
كوتاهتر
بلندتر
تعداد آشیان اكولوژیك
كمتر
زیادتر
وسعت آشیان اكولوژیك
بیشتر
كمتر
G/R
زیاد)(G/R >1
كم ))G/R =1
P/B
بیشتر
كمتر
ويژگيها
اكوسيستم زراعي
اكوسيستم طبيعي
(B/P)Turn
زمان over
كمتر
بیشتر
بلوغ
نابالغ
بالغ
كنترل سیستم
عوامل محیطي
عوامل بیولوژیكي
ارتباط گونه ها
رقابت
همزیستي
كل تنفس
كم
زیاد
طرز تفكر
جزء نگري
كلي نگري
Resilience
انجام مي شود
انجام نمي شود
-3آشنایی با منابع آب وآلودگی های مربوط به آن
آب ،ماده ای است که در شرایط معمول در سطح کره زمین به هر
سه شکل جامد ،مایع و گاز مشاهده می شود.
ویژگیها:
حاللیت باال
کشش سطحی باال
گرمای ویژه باال
گرمای نهان تبخیر باال
جرم حجمی غیر معمول
آب درجهان
70/9 درصد در سطح زمین
3/4 درصد در اتمسفر عطارد
/002 درصد اتمسفر ناهید
/03 درصد اتمسفر مریخ
/0004 درصد اتمسفر مشتری
مشاهده آب در اتمسفر زحل
اگر کسی از فضا به زمین نگاه کند ،زمین را سیارهای آبی رنگ و
پر از آب خواهد دید .حجم کل آبهای موجود در کره زمین ،رقمی
در حدود ۱،۴۰۰،۰۰۰،۰۰۰کیلومتر مکعب تخمین زده شدهاست.
اگر چه حجم کلی آبهای موجود بر روی زمین نسبتا ً زیاد مینماید
اما متجاوز از ۹۷٪این آبها در دریاها و اقیانوسها متمرکز هستند
و حدود ۲٪نیز به صورت یخ و یخچالها در مناطق قطبی تجمع
یافتهاست .از یک درصد آب باقی مانده نیز بخش زیادی در اعماق
زمین بوده که استخراج آن مشکل و از دسترس انسان به دور است.
بعضی بر این باورند که جنگ بعدی یا همان جنگ جهانی سوم بر
سر آب میباشد که بعضی از کشورها با کمبود آب مواجه شده و به
کشورهای پرآبتر حمله وآنها را تصرف مینماید در این جنگ همیشه
قویترها پیروزاند
تقسیم آب در جهان
تعریف آلودگی آب
وجود هر نوع ناخالصی در آب های سطحی که برای موجودات زنده مضر
باشد.
)1969( آلودگی آب عبارت است از افزایش مقدار هر معرف اعم از شیمیایی،فیزیکی یا
بیولوژیکی که موجب تغییر خواص و نقش اساس ی آن در مصارف ویژه اش شود.
عوامل آلوده کننده آبها:
عوامل آلودگی آبهای زير زمينی:
کانی های موجود در معادن سطحی
( معادن زغال سنگ)
فاضالب های شهری
(حوزه آهکی و شنی در معرض باکتری ها)
ضایعات رادیو اکتیو
(تکنولوژی هسته ای)
منابع آلودهساز آبهای زيرزمينی را به صورت زير
طبقهبندی کرد:
فاضالبهای شهری و مناطق مسکونی که يا مستقيما وارد زمين
شده يا پس از تخليه در مخازن فاضالب به زمين وارد میشوند.
فاضالبها و پسماندههای صنايع که در گودالهايی انباشته شده يا به
داخل چاههايی تزريق میشوند و قسمتی از آنها به سفره آب وارد
میشود.
فاضالبهای آلودهای که بطور ناخواسته از کارخانهها و تاسيسات
صنعتی نشت مینمايند ،يا بطور غير قانونی در زمين رها
میشوند.
زبالههای جامد شهری که معموال در نقاطی انباشته شده و ممکن
است توسط آب سطحی يا زيرزمينی ،قسمتهايی از آنها شسته
شده و به سفره آب وارد شوند.
زبالههای جامد صنعتی که شسته شدنشان آلودگی شيميايی ايجاد
میکند.
عوامل آلودگی آبهای سطحی
فاضالب و آب کثیف
زباله های دریایی
زباله های صنعتی
زباله های رادیو اکتیو
آلودگی نفتی
آلودگی جوی
گرمای کره زمین
Eutrophicationاتورافیک( :مواد مغزی دریایی)
این ساحل سالها پیش از تپه های آشغال
انباشته شده بود ،تپه های بطری های
پالستیکی،شیشه و ..طوری که با وجود
ساحل زیبای آن مردم کمتر به آن مکان می
.آمدند
بعد از گذشت چندین سال این ساحل تبدیل به
مکان بسیار زیبا و پر از شیشه های رنگی
و شفاف شد که در کنار دریا و در زیر نور
خورشید جلوه ی بسیار زیبا تری پیدا می
!کردند
از آن زمان به بعد گردشگران بیشتری به
این مکان می آیند و حتی سنگ های این
ساحل را برای فروش یا سوغاتی با خود می
.برند
این شگفتی بزرگ حاصل دخالت انسان در
!پروسه های طبیعی است
-4ویژگی های فیزیکی ،شیمیایی و بیولو ِژیکی آب و
فاضالب
خصوصیات ظاهری و فیزیکی آب
-1بو و طعم (غیر فرارها مثل کلرو سدیوم -جلبکها-تجزیه گیاهان آبزی-کلرینه
کردن آب -آبهای راکد انتهایسیستم توزیع)
-2کدورت
-3رنگ
(PH)-4
-5قدرت اسیدی و قدرت قلیایی
-6قابلیت هدایت الکتریکی
پارامترهای شیمیایی کیفیت آب
-1غلظت امالح محلول
-2سختی کل .
-3مواد معدنی
-4مواد آلی
-5عناصر سمی
Total Dissolved Solids
Total Hardness
ناخالص ی های آب
ناخالصی های معلق
الف – ذرات معلق زنده بیماری زا
ب – ذرات معلق زنده غیر بیماری زا
ج – ذرات معلق غیر زنده
ناخالصی های محلول
الف – امالح محلول معدنی
ب – گازهای محلول
-5آشنایی با فرایند تصفیه آب
آشنایی با فرایند تصفیه آب
کیفیت آبهای مورد نیاز برای مصارف خاص بندرت با اختصاصات آب های طبیعی
مطابقت می کند.آب آشامیدنی آبی است زالل،خنک،بی رنگ،بی بو و بدون مزه خاص
و عاری از عوامل بیماری زا و سمی.
چنین آبی در طبیعت نادر است یا اگر چشمه هایی هم وجود داشته باشد کفاف
شرب مردم را نمی کند.
از این رو آبهای خام را در اثر یک رشته اعمال تصفیه می نمایند تا آبی با کیفیت
مورد نظر بدست آید.
آبهای سطحی تصفیه بیشتری از آبهای زیر زمینی الزم دارند.
بطور کلی آبهای زير زمينی برای حفظ سالمتی جامعه حداقل باید ضد عفونی
شوند یا تصفیه بیشتری روی آنها صورت گیرد تا سختی آنها کاهش یافته یا آهن
و سایر ترکیبات که باعث ایجاد لکه،رنگ،مزه،وبو می شوند از اب خارج
گردند.
ابهای سطحی را هرگز نبايد بدون تصفيه کامل برای شرب مصرف نمود .آبهای
سطحی عالوه بر ارگانيسم های بيماری زا حاوی کدورت،موجودات آبزی،مانند آلگ
ها ،و فاضالب های منازل هستند که باروش صحيح و مناسب تصفيه از آنها بايد
خارج شوند.
روش های تصفیه آب
-1 آشغالگیری
-4 صافی های مشبک
-2تصفیه شیمیایی مقدماتی
-5اندازه گیری جریان آب
-3ته نشینی مقدماتی
تصفیه های اصلی
-8ته نشینی
-7انعقاد – تجمع ذرات
-6هوا دهی
گیری -10صاف کردن (فیلتراسیون) -11جذب -12تثبیت
-13افزایش فلوئور
-14گند زدایی
-9سختی
-5آشنایی با فرایند تصفیه فاضالب
(تصفیه اولیه،ثانویه و پیشرفته)
تعريف فاضالب :
هر آبی که برای مصارف بخصوصی تهیه شده است به هر علتی کیفیت
خود را برای آن مصرف از دست بدهد،تبدیل به فاضالب می شود.
انواع فاضالب ها :
-1فاضالب خانگی یا بهداشتی(.مسکونی ،تجاری شامل موادآلی پروتئین دار،ازت دار ،
کلسیم دار و فسفر دار)
-2فاضالب صنعتی( :شامل مواد سمی ،فلزات سنگین،مواداسیدی،روغن ،چربی
رنگ و نفت و)...
-3فاضالب های کشاورزی( :کودها وسموم کشاورزی)
-4سیالب ها( :آب حاصل از بارش که بصوت مرکب باسایر فاضالب ها به تصفیه
خانه منتقل شود).
ویژگی فاضالب:
-1رنگ فاضالب (خاکستری،سیاه)
-2بو (تازه فاقد بو ولی کهنه به علت تصاعد گاز ها مختلف بد بو)
-3حرارت (تازه هم دما و کهنه 10درجه باالتر از دمای اطراف خود)
-4موجودات زنده (میکروارگانیزم ها در تازه کم ولی در کهنه در هر سانتی متر مربع میلیون ها)
-5شرایط اسیدی (تازه خنثی و کهنه به شدت اسیدی بعلت ترشیدگی و گندیدگی مواد آلی)
شاخص آلودگی فاضالب
BOD5 -1
(عبارت است از تعیین مقدار اکسیژن الزمی که باید به فاضالب داده شود تا باکتری های
هوازی مواد آلی موجود در فاضالب را اکسید نموده و به موادی پایدار نظیر نمک های معدنی
تبدیل سازند.لذا مقدار بی ا -او –دی در زمان های مختلف تغییر می کند .که بسته به
غلظت مواد آلی – میزان فعالیت باکتری ها -دما و شدت درهمی دارد).
معموال بیشترین اکسیداسیون در پنج روز نخست رخ می دهد و بعد از 20روز تقریبا به
اتمام می رسد.
COD -2
TOC -3
تصفیه فاضالب
تصفیه به معنای جداسازی مواد آالینده جامد،محلول و گاز از فاضالب
میباشد.تصفیه فاضالب در طبیعت به خودی خود انجام می گیرد ولی این کار ممکن
است زمان طوالنی بالغ بر چندین روز ادامه یابد به همین دلیل هدف از ساختن
تاسیسات تصفیه خانه فاضالب از یک سو سرعت بخشیدن به اعمال مورد نظر و
کوتاه نمودن مدت زمان پاالیش تاحدود چند ساعت واز سوی دیگر جلوگیری از آلوده
شدن منابع طبیعی آب و محیط زیست می باشد.
تصفیه فاضالب چه بصورت طبیعی و چه به صورت مصنوعی به سه گونه
ممکن است انجام شود.
ا -تصفیه مکانیکی یا فیزیکی
الف-روش تصفیه ته نشینی است که برای حذف مواد جامد با وزن مخصوص
بیشتر از آب کارایی دارد.
ب -شناور کردن مواد معلق و گرفتن انها از سطح فاضالب
ج -گذراندن فاضالب از صافی ها و گرفتن مواد معلق
باید توجه داشت در هریک از روش های فوق تصفیه زیستی نیز به صورت خود به
خودی وتوام با تصفیه مکانیکی انجام می گیرد
-2تصفیه زیستی یا تصفیه بیولوژیکی
روش ی که در آن حذف مواد آالینده توسط فعالیت های بیولوژیکی موجودات زنده
انجام می گیرد.
نور
خورشيد
گياهان
(آلگها)
O2
CO2
NH3
PO4-
باکتری
ها(مواد
آلی )
درطبیعت بین نمک های معدنی نظیر نیترات ها،فسفات هاو سو لفات ها و اترکیبات
آلی مانند پروتئین .انواع اسیدهی آلی ،الکل و غیره سیکل بسته ای وجود دارد .مواد
معدنی برابر شکل فوق با گرفتن گرمای ناش ی از تابش خورشید توسط موجودات
گیاهی جذب و تبدیل به مواد آلی می گردند ،در این کنش و واکنش معموال گیاهان
اکسیژن آزاد می سازند(فتوسنتز).در مقابل حیوانات و از جمله باکتری ها با جذب
اکسیژن مواد آلی ناپایدار را تبدیل به مواد پایدار معدنی نموده و دو باره به طبیعت
باز می گردنند .در ضمن این اکسیداسیون گرما نیز تولید می گردد .همچنین قسمتی
از مود آلی جذب شده از طرف حیوانات (باکتری ها) و همچنین قسمتی از مواد معدنی
جذب شده توسط گیاهان صرف خود سازی و تکثیر مثل آنها می گردد.
-3تصفیه شیمیایی
در این روش ،به منظورحذف و تبدیل عوامل آلوده کننده از مواد شیمیایی استفاده
می گردد .از مهمترین موارد این روش کلرزنی،آهک زنی و ...قابل ذکر است.
معایب :
در بیشتر موارد هزینه بهره برداری باالست . با محیط زیست سازگاری مناسبی ندارد . -امکان ایجاد آلودگی از نوع دیگر وجود دارد(محصوالت یا مواد شیمیایی باقیمانده) .
مراحل تصفیه
تصفیه اولیه :
حذف مواد جامد بسیار ریزی است که معلق می باشد برا جداکردن آنها،فاضالب به
یک حوضچه بزرگ قیفی شکل به نام حوض ته نشینی اولیه وارد شده ..فاضالب در
این بخش به مدت 2ساعت باقی می ماند،دراین مدت قسمت عمده ای از جامدات
معلق موجود در فاضالب در کف حوضچه جمع شده که به آنها لجن اولیه می گویند
و دفع می شود مایع روی لجن که پساب اولیه نام دارد وارد مرحله ثانویه می شود.
.
تصفیه ثانویه :
دراین مرحله با کمک باکتری های موجود در فاضالب ،مواد آلی محلول را به
موادمعدنی قابل ته نشین تبدیل می کنند برای اینکار باکتری ها به هوای زیادی نیاز
دارند که توسط هوادهی تامین می گردد.
تصفیه پیشرفته :
در این مرحله ،فاضالب خروجی از تصفیه ثانویه به حوضچه ته نشینی نهایی وارد
شده تا لخته های متراکم مواد معدنی قابل ته نشین جدا شوند .پساب زالل از
روی حوضچه به واحد گند زدایی (ضد عفونی) منتقل می شود ،این لخته ها که در
کف حوض ته نشین شده اند .همان لجن فعال می باشند که یا دفع شده و یا به
قسمت ورودی فاضالب برای کمک به عمل تصفیه برمی گردد.
در واحد گند زدایی از کلر ،ازن،و اشعه ماورای بنفش استفاده می شود.بعد از این
عمل پساب تصفیه شده در آبیاری – فضای سبز و پرورش آبزیان استفاده می
گردد.
-7مواد زائد جامد
Solid Wastes
-7مواد زائد جامد
Solid Wastes
-عبارت مواد زائد جامد به مجموعه مواد ناشی از فعالیت های انسان و
حیوان که معموال جامد بوده وبه صورت ناخواسته و غیر قابل استفاده
دور ریخته می شود اطالق می گردد.
-به هرگونه مواد دور ریز و بدون استفاده از نظر تولید کننده که
بصورت جامد و نیمه جامد باشد،زباله گفته می شود.
طبقه بندی از نظر منشا تولید:
-1زباله های شهری
Food Waste
Rubbish
Ashes
Demolition
Special Wastes
زائدات ناش ی از عملیات تصفیه آب و فاضالب
-2زباله های صنعتی
فلزات -مواد شیمیایی و پالستیکی
-3زباله های خطرناک
مواد رادیو اکتیو -موادشیمیایی -مواد قابل احتراق -مواد قابل انفجار
طبقه بندی از نظر خصوصیات زباله
-1زائدات تجزیه پذیر
-2زائدات غیر قابل تجزیه
در سیستم دفع زباله 6عنصر اساس ی دخالت دارد:
-1تولید زباله
-2نگهداری موقت زباله
-3جمع آوری زباله
-4حمل و نقل زباله
-5بازیابی و بازیافت
-6دفع نهایی زباله
روش های دفع زباله
تلنبار کردن(دفع سطحی) . سوزاندن در زباله سوز -دفن بهداشتی زباله
احیائ زمین و فروش قراضه ها تهیه کود از زباله دفن در اعماق دریا -فشردن
مهمترین روش های بهداشتی دفع زباله
.
Area Method
Ramp Method
Trench Method
-8آشنایی با آلودگی هوا و روش های کنترل آن
-8آشنایی با آلودگی هوا و روش های کنترل آن
آلودگی هوا ،عبارت است از وجود یک یا چند آلوده کننده در هوای آزاد
به مقدار و مدتی که کیفیت آن را به طوری که مضر به حال انسان و یا
سایر موجودات زنده ویا گیاهان باشد،تغییر دهد..
آالینده ها در اشکال گازی ،مايع ،جامد ویا مخلوطی از اینها ظاهر می
شود.
-1فاز گازي مانند O3 ، SOX ، NOX ،CO:و CH2-CH4مي باشد كه بصورت
گاز استنشاق مي گردند و مي توانند از گروه خفه كننده (مانند )COتحريك كننده
مجاري فوقاني (مانند ) SO2تحريك كننده ريه و سيستم تنفس ي )مانند NOXو ازن (
باشد .
-2ميست ( :)Mistتمام ذرات ريز مايع اعم از بخار آب يا تركيبات معدني يا الي را مي
گويند .
-3گردو غبار (:)Dustمواد جامدي هستند كه داراي محدوده وسيعي از ذرات معلق
و تا حدودي ذرات ته نشین شونده بوده كه مي توانند مدت زمان قابل توجهي در هوا
باقي بمانند .
-4هواويز ( :)Aerosolمخلوطي از مايع و جامد هستند كه اندازه آنها زیر 10
ميكرون بوده و حالت كدورت به هوا داده و نور را متفرق مي كنند( .اشعه كوتاه را
جذب كرده ماوراي بنفش و اشعه با طول موج بلند را در هنگام برگشت از زمین جذب
مي كند).
داشته باشيم .كليه گازها و تركيبات
-5فيوم ( :)Fumeحالتي است كه گاز و جامد ً
ريز (معلق) ناش ي از فرآيندها و عمليات فلزي كه عمدتا به صورت اكسيدهاي فلزي در
هوا انتشار پيدا مي كنند و به صورت دمه يا دود فلزي استنشاق مي گردند.
-6مه ( :)Fogذرات ريز مايع كه به دليل اندازه مي توانند مدت زياد (بيش از چند
ساعت) در هوا باقي بمانند.
-7دود (:)Smokeذرات ريز كربن نسوخته از فرآيند احتراق را گويند كه به صورت
ذرات تنفس مي گردد.
-8اسماگ ( :)Smogمخلوطي از جامد و مايع است كه مايع آن قطرات ريز آب بوده
و به آن دود -مه گفته مي شود .اسماگ در گروه آئروسل قرار گرفته و به اين فرم
تنفس مي شود.
-9خاكستر فرار و سبك ( :)Fly ashفاز جامد است و پس مانده تركيبات حاصل از
فرآيند احتراق مي باشد.
-10اسپري ( :)Sprayذرات ريز مايع كه بستگي به منبع توليد و هدف از توليد ،مي
توانند در هوا معلق بمانند.
-11گرده گياهان ( :)Pollenفاز جامد است كه در اثر باد و جريانهاي هوا انتقال مي
يابد.
:Bioaerosols -12باكتري ها و ويروسهاي موجود در هوا كه مي توانند باعث
حساسيت و بيماري بخصوص بيماريهاي دستگاه تنفس ي گردند.
-13غلظت زمينه يا طبيعي ( :)Background Concentrationغلظتي از
تركيبات موجود در هوا كه به صورت طبيعي و در نقاط دور از فعاليتهاي صنعتي و
بشري و يا فعاليتهاي غیر معمول طبيعي وجود دارد.
آلوده کننده های هوا براساس منابع تولید به دو دسته تقسیم می شوند :
* منابع طبیعی :طوفان ها و گرد وغبار،فعالیت آتشفشانی،دود و خاکسترآتش سوزی
های جنگلی،منابع گیاهی و جانوری و چشمه های اب گرم معدنی
* منابع مصنوعی :یکی از مهمترین دالیل آلودگی هوا،سوزاندن سوخت های گوناگون
است .بعنوان مثال مصرف سوخت در نیروگاه ها برای تولید انرژی الکتریکی و
همچنین مصرف سوخت در خودروها،اصلی ترین عوامل آلودگی هوا است.
آالينده های هوا از نظر منشاء آلودگی به شکل زير تقسيم می شوند :
* آالينده های اوليه :آنهایی هستند که مستقیما وارد اتمسفر شده و به
همان شکل اولیه در اتمسفر می مانند.مانند منوکسید کربن و دی اکسید
کربن.
* آالينده های ثانويه :آالینده های هستند که در اثر واکنش دو یا چند
آالینده با همدیگر یا در اثر واکنش آالینده های اولیه با اجزاء طبیعی
اتمسفر همراه باواکنش یا بودن واکنش های نوری تشکیل می شوند .مثال
O3ازن
منابع انتشار آالينده های هوا :
* منابع ثابت :صنایع ،نیرو گاه ها ،مراکز تجاری و غیره
* منابع متحرک :انواع وسایل نقلیه از موتور سیکلت تا هواپیما و کشتی
را شامل می گردد.
هوای سالم از 21درصد اکسیژن78،در صد نیتروژن ،یک درصد گازهای بی اثر و
بخار آب تشکیل شده است.
موادآلوده کننده هوا به شکل گاز،بخارات وذرات سبب آلودگی هوا می شوند.این
مواد اثر سوء بر روی انسان،گیاه ،مواد ،مصالح و محیط زیست گذاشته و می
توانند حیات موجودات زنده را تهدید نمایند.
انواع آلوده کننده های هوا عبارتند از
گازها :
-1دی اکسید گوگرد( :میتواند در آب حل شده و تولید اسید سولفوریک نماید که
خاصیت خورندگی برای بافت های گیاهان وجانوران.دارد.همچنین بیماری تنفس ی
بسیاری را به وجود می آورد).
-2اکسیدهای نیتروژن( :از مهمترین آن دی اکسید نیتروژن و گاز های گلخانه ای می
باشد که باعث بوجود آورنده مه دود فتوشیمیایی است)
-3منوکسید کربن( :بی رنگ و بی بو گازی خفه کننده حدود یک یا دو ماه در هوا
باقی مانده و بعد اکسید شده به دی اکسید کربن تبدیل شده توسط گیاهان جذب
و یا توسط باران شسته شده و دفع می شوند)
-4ازن.( :گازی است بر رنگ که آالینده نوع دوم به شمار میرود ،اکسید کننده ای
قوی است که باعث سوزش چشم ها و ناراحتی های تنفس ی می شود و همچنین
باعث نابودی گیاهان می گردد).
ذرات
-1ذرات معلق( :ذرات غبار،هاگ گیاهان،باکتری ها و نمک اشاره کرد ).از جمله فعالیت
هایی که منجر به تشکیل ذرات می شود معدن کاری،سوزاندن سوخت های فسیلی،حمل و
نقل،کشاورزی و استفادها از سوخت های جامدبرای پخت و پز وتولید گرما اشاره کرد.
-2سرب :سرچشمه اصلی این آالینده بنزین سرب دار خودرو هاست.این فلز سنگین بر روی
کارکرد مغز اثر سوء دارد..
بخارات و مايعات :
ترکیباتی که بصورت -1بخارات اسيدی در هوا پراکنده هستند.اسید سولفوریک و
اسید نیتریک
-2باران های اسیدی
:
اتمسفر زمين را بر حسب دما ،تغييرات فشار،وگازهای موجود به اليه
های متفاوتی تقسيم می کنند.
-1تروپوسفر -2استراتوسفر -3مزوسفر -4ترموسفر -5اگزوسفر
تروپوسفر
تاارتفاع 11کیلومتری از سطح زمین است.پایین ترین الیه اتمسفر و تمامی بخارات آب
از قبیل ابر باران برف مه رعد وبرق در این الیه رخ می دهد.
استراتوسفر
اثرات آب و هوایی تروپوسفر تحت تاثیر این الیه قرار دارد.از مهمترین ویژگی آن وجود
ازن می باشدکه از رسیدن اشعه ماورای بنفش خورشید به سطح زمین جلوگیری می
کند..
مزوسفر
در باالی الیه گرم ازن است،این الیه سردترین الیه اتمسفر است و دمایی تا -160
درجه سانتی گراد دارد.نتیجه این دمای پایین انجماد بخار آب ناچیز موجود در این
الیه است که باعث بوجود آمدن ابرهای شب تاب می شود که در تابستان در
عرضهای باال دیده می شود.
ترموسفر
دمادر این الیه افزایش یافته تارتفاع 480کیلومتر از سطح زمین کشیده شده است به
علت جذب مستقیم اشعه ماورای بنفش دمای هوادر این الیه افزایش می یابد.
اگزوسفر
الیه گذار جو به فضای کیهانی به شمار می آید که بخش فوقانی آن را در ارتفاع
3000کیلومتری از سطح زمین براورد کرده اند.
روش های کنترل خروج ذرات جامد از هوا
-1اطاقک های ته نشینی
-2عبور از لوله های مارپیچ
-3باران مصنوعی
-4باردار کردن ذرات
وارونگی دما (اينورژن) چيست ؟
در حالت عادی و از لحاظ فيزيکی ،هوای گرم به سمت باال و هوای سرد
به دليل سنگينی به سمت پايين حرکت می کند .در اوايل روز و هنگام
طلوع خورشيد اليه های زمين به دليل برخورد اشعه های نور خورشيد
گرمتر از اليه های زيرين می شود .با شروع روز و آغاز فعاليت های
انسانی و مصرف سوخت دمای هوای سطح زمين زياد می شود .اين
هوای گرم هنگام صعود و حرکت به سمت باال يا هنگام جا به جايی به
وسيله باد با اليه ای هم دما از هوا که توسط تابش خورشيد در طبقات
فوقانی جو تشکيل شده برخورد کرده و اين مانع صعود و تبادل هوا می
شود .نتيجه آن تشکيل يک سطح پوششی باالی شهر است که با گذشت
زمان و افزايش فعاليت های انسانی و به دليل حبس هوادر زير اين اليه
مواد آالينده توليدشده در سطح زمين باقی مانده و باال نمی روند .هيچ
کدام از آالينده ها در به وجودآمدن چنين پديده ای دخيل نيستند و فقط
وضعيت جوی است که آن را بوجود می آورد.
بعبارتی دمای هوای محيط در اليه تروپسفر معموال با ارتفاع کاهش می
يابد .با وجود اين گاهی اوقات دراليه مزبوردرجه حرارت با ارتفاع
افزايش نشان می دهد که به اين وضعيت اينورژن يا وارونگی دما گفته
می شود .وارونگی دما گاهی از سطح زمين به طرف باال ديده می شود
که آن را اينورژن سطح زمين می گويند و گاهی در اليه ای باالتر از
سطح زمين ديده می شود که آن را وارونگی سطوح فوقانی می خوانند .
هرچند نقش انسان در آلوده کردن جو موثر است ‘ اما طبيعت نيز گاهی
اوقات با پديده اينورژن در تشديد موضوع دخالت دارد .زيرا هنگامی که
اين پديده اتفاق می افتد هوای سرد و آلوده به دليل سنگينی بيشتر در
سطح پايين و هوای گرم در ارتفاع باال قرارمی گيرد و لذا جو حالت
پايدار به خود گرفته و امکان مخلوط شدن و تهويه هوا ميسر نمی .
گردد .
نواع وارونگی دما ( اينورژن )
پديده طبيعی اينورژن به شکل مختلفی بوجود می آيد .معمولی ترين نوع
آن تشعشعی است که نزديک سطح زمين و در ارتفاع 50تا 100متری
در ابتدای روز و برای مدت کوتاهی اتفاق می افتد .اين پديده زمانی
است که اليه های هوای باال به دليل تابش نور خورشيد ‘ گرم تر از
هوای نزديک سطح زمين می شوند .اين نوع اينورژن ( وارونگی دما )
اغلب در فصول سرد و زمستانها اتفاق می افتد و پديده ای عمومی است
.
عامل ديگر تشکيل وارونگی دما فشار هوا می باشد .اين نوع در اثر
قرار گرفتن جبهه های پرفشار هوا روی يک منطقه و در ارتفاع چند صد
( )100متری رخ می دهد .مدت آن نسبت به نوع اول طوالنی تر است
گاهی تا چند روز يا هفته هم طول می کشد ( مانند وارونگی دما آذر ماه
سال 84شهر تهران ) .
اينورژن جبهه ای نوع ديگری است که هنگام عبور جبهه ای از هوای
گرم از منطقه ای با دمای کمتر اتفاق می افتد در اين نوع اينورژن (
وارونگی دما ) اختالف هوای دو اليه هوا بسيار مهم است .
اينورژن تشعشعي
در اينورژن تشعشعي اغلب وارونگي دما درسطح زمين ايجاد ميگردد.
بدين معني كه در هنگام شب سطح زمين در اثر تشعشع سرد مي شود و
چناچه فرايند سرد شدن براي مدت كافي ادامه يابد هواي نزديك سطح
زمين سردتر از جو باالي آن مي شود و وارونگي دما در نزديكي زمين
گسترش مي يابد .
قابل توجه دانشجويان :
دانشجویانی که به هر دلیل موفق به دادن امتحان میان ترم نشده اند ویا
نمره الزم را كسب نكرده اند می توانند در امتحان فاینال به سئواالت
بخش اول نیز پاسخ دهند.الزم به ذکر است نمره بخش دوم از 10نمره
محاسبه می گردد.
همچنین دانشجویان باید قبل از امتحان تحقیق خود را بشکل فایل پاور
پونت تحویل دهند.
موفق باشيد .