فایل کامل و عالی مقاله در مورد گاز های موجود در جو

---

بخشی از متن فایل کامل و عالی مقاله در مورد گاز های موجود در جو :

گاز های موجود در جو

مقدمه:
ترکیبات جو
هوا مخلوطی از گازهای مختلف است. گرچه جو زمین ظاهراً به دلیل ماهیت گازی شکل خود بی وزن به نظر می رسد، اما دارای جرمی به مقدار ۱۰۱۴×۶/۵ تن می باشد. به استثنای بخار آب، نسبت اختلاط گازهای تشکیل دهنده هوا تا ارتفاع ۶۰ کیلومتری نسبتاً ثابت است. حدود ۹۹ درصد حجم هوای زمین را دو گاز ازت و اکسیژن تشکیل می دهد که ازت با ۷۸ درصد، پیکره اصلی جو

زمین است، بعد از آن اکسیژن قرار دارد، و سایر گازها فقط یک درصد را شامل می شوندو جدول گازهای تشکیل دهنده جو را در یک هوای خشک (بدون بخار آب و آلاینده ها) به صورتهای حجمی و جرمی نشان می دهد که معمولاً تقسیم بندی حجمی آن متداولتر است. اگر سهم بخار آب موجود در جو را نیز در این تقسیم بندی دخالت دهیم، این نسبتها ثابت نخواهد بود زیرا دمای طبقات پایین جو همیشه در حال تغییر است و با رسیدن دما به نقطه میعان و تبدیل بخار به مایع، درصد حجمی بخارآب در جو تغییر خواهد کرد. گرچه وزن مولکولی بخار آب از وزن سایر عناصر تشکیل دهنده جو

کمتر است، با این وجود بخار آب عمده در لایه های پایین جو متمرکز می باشد. بیشترین مقدار بخار آب در لایه مجاور سطح زمین است و با افزایش ارتفاع، به سرعت از میزان آن کاسته می شود. وجود بخار آب در نزدیکی سطح زمین: اولاً به دلیل وجود اقیانوسهاست که منبع اصلی تأمین آن است؛ و ثانیاً سرد بودن لایه های فوقانی جو که مانع از نفوذ بخار آب می شوند.
جالب است بدانیم که مقدار دی اکسید کربن موجود در جو زمین در طول قرن گذشته افزایش پیدا کرده است. بخشی از این افزایش به دلیل مصرف زیاد سوختهای فسیلی است که نتیجه آن آزاد شدن گاز CO2 است.
علاوه بر ترکیبات دائمی جو که اشاره شد، جو زمین حاوی مواد معلق گوناگون مانند ذرات نمک، گرد و غبار و قطرات بسیار کوچک آب نیز می باشد که نباید آنها را جزء ترکیبات گازی جو به حساب آورد. اما نقش این مواد، بخصوص قطرات کوچک آب را نیز نمی توان نایده گرفت.

جدول۱ – ترکیبات حجمی و جرمی هوای خشک
نوع گاز درصد حجمی درصد جرمی
ازت
اکسیژن
آرگون
دی اکسید کربن ۰۸۴/۷۸
۹۴۶/۴۰
۹۳۴/۰
۰۳۳/۰ ۵۱/۷۵
۱۵/۲۳
۲۸/۱
۰۴۶/۰

ارتفاع و ساختار جو
جو زمین، پوشش عظیم گازی شکل است که اطراف کره زمین قرار گرفته و حتی در سطح آن نیز نفوذ نموده است. هر مقدار از سطح زمین دور شویم از غلظت هوا کاسته می شود. بطوری که غلظت هوا در لایه های انتهایی آنقدر کم می شود که بالاخره بطور غیر محسوسی با جو خورشید در هم می آمیزد. در ابتدا کاهش غلظت هوا بسیار سریع است بطوری که ۵۰ درصد جرم هوا در ارتفاع کمتر از ۵/۵کیلومتری سطح زمین قرار دارد و نیمی از آنچه باقی می ماند نیز در ۵/۵ کیلومتر دوم متمرکز است. به عبارت دیگر سه چهارم جرم هوا در ارتفاع کمتر از ۱۱ کیلومتری سطح زمین پراکنده است. افزایش غلظت هوا در نزدیک سطح زمین یکی به دلیل جاذبه و دیگری فشاروارده از سطوح بالاتر جو است.
ساختارجو را میتوان از دیدگاههای مختلف مورد بررسی قرار داد. یکی از معیارهایی که بر اساس آن لایه های جو طبقه بندی می شوند دمای هوا است. طبقه بندی حرارتی از نظر تغییرات هوا و اثرات مستقیم گرما بسیار با اهمیت می باشد.
با توجه به محدود بودن اطلاعات ما از خصوصیات جو در لایه های فوقانی و به این دلیل که سطوح بالایی هنوز تحت بررسی و تحقیق می باشد هیچ گونه تعریف و مشخصه جامعی از ساختار جو در این قسمت وجود ندارد. در شکل ۱ ساختار لایه بندی جو از برخی جنبه های فیزیکی نشان داده شده است. پایینترین لایه جو که در برگیرنده بیشترین جرم هواست و همچنین بزرگترین ویژگی آن کاهش تدریجی دمای هوا نسبت به ارتفاع می باشد. لایه تروپوسفر نام دارد. بیشترین تغییرات جوی که کاهش دما نسبت به ارتفاع مهمترین آنهاست، در این لایه اتفاق می افتد. ضخامت متوسط لایه تروپوسفر حدود ۱۱ کیلومتر است.
روی لایه تروپوسفر طبقه استراتوسفر قرار دارد که ضخامت متوسط آن حدود ۲۳ کیلومتر است. در ۳ کیلومتر اول استراتوسفر، دمای هوا ثابت است اما در قسمتهایی بالاتر دمای هوا با ارتفاع افزایش می یابد لایه مزوسفر در بالای طبقه استراتوسفر واقع شده و به صورتی است که در آن دمای هوا

نسبت به افزایش ارتفاع بطور سریع کاهش پیدا می کند. ترموسفر انتهاییترین لایه جو می باشد که در آن بار دیگر دمای هوا با ارتفاع به سرعت زیاد می شود. این لایه از ارتفاع تقریبی ۸۰ کیلومتری شروع و تا ۱۹۰ کیلومتری سطح زمین ادامه دارد. بدین ترتیب جو زمین از نظر حرارتی به چهار لایه متمایز: تروپوسفر، استراتوسفر، مزوسفر، و ترموسفر تقسیم می شود. مرز بین لایه های اول و دوم، تروپوپاز،مرز لایه های دوم و سوم استراتوپاز و مرز لایه های سوم و چهارم مزوپاز نام گرفته

است. مزوپاز محلی است که پایینترین دما را دارا می باشد.

تأثیر فعالیتهای انسان بر وضعیت جو
وقتی می شنویم که مثلاً مردم شهر لوس آنجلس در وضعیت مه دود (Smong) هوا با ماسک ضد گاز در خیابانها ظاهر می شوند، باید به خود آئیم که واقعاً چه بلایی بر سر جو زمین آورده ایم.
مواد زایدی که در یک جامعه غیر صنعتی دور ریخته می شود نه تنها آلوده کننده به حساب نمی آیند بلکه این مواد در اصل بخشی از چرخه عناصر در طبیعت است. اما در جوامع صنعتی، توسعه فرایندهای انرژی، بیش از نیاز شخصی افراد آن جامعه بوده و به دو صورت بر جو زمین تأثیر می گذارد: یکی تغییر در ترکیب گازهای جو؛ و دیگری تغییردمای جو. از زمان انقلاب صنعتی تاکنون بشر همیشه بیش از توان طبیعت درپاک سازی جو، مواد آلاینده وارد آن کرده است. اثرات آلودگی هوا از چند نظر حائزاهمیت است: تأثیر اول آن، تغییراتی است که در ترکیب گازهای جوی ایجاد می شود و برای سلامتی انسان مضر است؛ دومین تأثیر، افزوده شدن ذرات معلق در هوا (Aerosols)؛ و سومین اثر، تغییر دمای جو زمین است.

آلاینده های گازی شکل
بطوری که در جدول نشان داده شد، دی اکسید کربن فقط بخش بسیار کوچکی از گازهای جو را تشکیل می دهد؛ اما این مقدار ناچیز، همان طور که مشروحاً خواهیم دید، اهمیت زیادی دارد. CO2 و بخار آب، جذب کننده اصلی انواع طول موجهای تابشهای حرارتی هستند که باعث گرم شدن هوا می شوند. هر چه میزان CO2 در جو اضافه شود بر دمای هوای کره زمین افزوده می گردد. کارشناسان هواشناسی بر این عقیده اند که اگر افزایش CO2 موجب افزایش دمای هوا می گردد؛ برعکس، افزایش ذرات معلق در هوا با انعکاس و پراکنده کردن تابش خورشیدی باعث سرد شدن جو می شوند، و لذا تأثیر گاز CO2 از این طریق خنثی می گردد.
گاز دی اکسید کربن در اثر سوخت کامل کربن و مواد فسیلی، حاصل می گردد. گرچه CO2 به مقدار بسیار زیادی توسط وسایل نقلیه، صنایع و سوختهای خانگی تولید می شود، اما تنفس آن مستقیماً بر سلامتی انسان اثر ندارد، و تنها تأثیر آن، گرم شدن جو زمین می باشد. در شکل ۲ تغییرات گاز کربنیک هوا از سال ۱۸۶۰ تا ۱۹۷۰ و پیش بینی روند افزایشی آن تا سال ۲۰۰۰ نشان داده شده است.
مونوکسیدکربن یا گاز CO2 که در اثر سوخت ناقص مواد کربن دار حاصل می شود بسیار خطرناک و سمی است. با تراکم این گاز به مقدار ۱۰۰ قسمت در میلیون به فاصله چند ساعت سلامتی

انسان به خطر می افتد. گازهای CO2 و اسید سولفوریک نیز به مقدار کمتری تولید می شوند، اما اثرات آنها بیشتر و کشنده تر است. هنگام تنفس، وقتی گاز اسیدسولفوریک وارد ریه ها می شود سلولها به طور دایم از بین می روند. گاز SH2 که بوی تخم مرغ گندیده می دهد از ضایعات کارخانجات حاصل شده و سمی بودن آن به مراتب خطرناکتر از دیگر گازها می باشد. این گاز

موجب اغلب مرگ و میرها و بیماریهای ناشی از آلودگی هواست. در فرایندهای شیمیایی جو چندین نوع اکسید ازت تولید می شود که خطرناکترین آن اکسید نیتریک (NO2) است. تابش خورشید، اکسید ازت را به ازن که نوعی اکسیژن فعال و سمی است تجزیه می کند. بعضی از فرایندهای صنعتی موادی از جمله فلورید هیدروژن (HF) تولید می کند. این ماده شیمیایی بسیار خورنده است و با تراکمی کمتر از یک قسمت در بیلیون می تواند خسارات زیادی به گیاهان وارد

آورد. دی سولفید کربن نوع دیگری از گازهای سمی است که در صنایع کاغذسازی به مقدار زیاد تولید می شود.
علاوه بر گازهای معدنی مذکور، ترکیباتی از نوع گازهای آلی و فرار که بسیار سمی هستند نیز وارد جو می گردد. این گازها عبارتنداز: اتیلین، فورمالدئید و تعدادی گازهای حلال. اتیلین، هیدروکربن مهمی است که در دود اتومبیلها، اتوبوسها و کامیونها وجود دارد. تراکم این گازها به مقدار یک قسمت در بیلیون به اغلب گیاهان زراعتی صدمه می زند. فورمالدئید، ماده شیمیایی از انواع گازهای آلوده کننده است. این ماده ترکیبی تحریک کننده دودی شکل بوده که در محل سوزانیدن زباله ها تولید می شود. حلالهای آلی در هوای نواحی صنعتی به وفور یافته می شود که اثرات آنها، از تحریکات ساده تا مسمومیتهای شدید می باشد.
هنوز به خوبی اثرات واقعی گازهای رادیواکتیو روشن نشده و خطرات حاصله چه به لحاظ توارثی و چه به لحاظ پزشکی قابل توجه و تحت بررسی است.

آئروسلها
هر چند بیشتر آئروسلها و ذرات معلق در هوا منشا طبیعی داشته و حاصل انفجارهای آتشفشانها ، گردو خاک حاصل از باد و یا ذرات نمک می باشند، با وجود این مقدار زیادی از مواد معلق همان طور که گفته شد، توسط انسان و فعالیتهای صنعتی وارد جو می شود. صرف نظر از این که ذرات مزبور چگونه تولید و در فضا پراکنده شده باشند. نقش مهمی در تغییر اب و هوای کره زمین دارند از حالت کلی دواثر متضاد مواد ملق در هوا ، این است که با انعکاس پرتوهای خورشیدی به خارج از جو باعث سرد شدن زمین می شوند، و یا ممکن است با جذب انرژی خورشید، موجب گرم

شدن هوای کره زمین گردند.
در حال حاضر ما شاهد افزایش مقدار آئروسلها در مناطق شهری هستیم ، ولی هنوز دلایلی که نشان دهد ذرات فوق در مقیاس جهانی تاثیر دارند به دست نیامده است. با این وجود بااطمینان می توان انظار داشت که با گسترش شهرها باز هم به مقدار ذرات معلق در هوا اضافه شود و اثرات جدی آن در زندگی بشر و تغییر آب و هوای زمین مشهود گردد.
هر چند نقش انسان در آلوده کرده جو موثر است، اما طبیعت نیز گاهی اوقات با وارونگی دما نسبت به ارتفاع در تشدید موضوع دخالت دارد. زیرا هنگامی که این حالت اتفاق می افتد، هوای

سرد و آلوده به دلیل سنگینی بیشتر در سطوح پایین، و هوای گرم در ارتفاع بالا قرار می گیرد ولذا جو حالت پایدار به خود گرفته و امکان مخلوط شدن و تهویه هوا وجود ندارد.

آیا هوا با کمبود اکسیژن مواجه خواهد شد؟
مصرف سوختهای فسیلی بطور جدی و قابل ملاحظه ای اکسیژن موجود در هوا را از بین می

برد. از طرف دیگر به دلیل آلودی دریاها و دریاچه ها و وارد شدن مواد سمی به داخل آنها رشد جلبکهای سبز-آبی را که یکی از منابع اصلی تامین اکسیژن هستند به مخاطره افکنده است. نظر به این که اکسیژن محصول جانبی فرایند فتوسنتز می باشد، کاهش گیاهان دریایی می باید تعادل تولید و مصرف اکسیژن را در هوا و اقیانوسها مختل سازد.
مساله کم شدن اکسیژن در طبیعت مورد بررسی دقیق بسیاری از محققین قرار گرفته و تا به حال نتیجه این بوده است که خوشبختانه هیچ گونه کاهش جدی در مقدار اکسیژن دیده نمی شود و اکنون مقدار سالانه مصرف اکسیژن به صورت سوخت معادل مقدار تولید آن در فر؟آیندهای فتوسنتز می باشد. اگر انسان می توانست با فعالیت های صنعتی تمام سوخت های آلی را مصرف کند فقط کمتراز ۳ درصد اکسیژن موجود در هوا مورد استفاده قرار می گرفت، در حالی که اکسیژن ذخیره در اقیانوسها به مراتب، بیشتر از این مقدار بوده و می تواند کمبود آن را جبران نماید.
آیا دمای کره زمین افزایش خواهد یافت؟
در حال حاضر متوسط دمای کره زمین ۱۵ درجه سانتی گراد تخمین زده شده است.
در محاسبه این دما بیلان کل انرژی دریافتی از خورشید، مقدار انرژی ذخیره شده در جو و مقدار واتابی که به خارج از جو برگشت داده می شود، در نظر گرفته شده است. هر گونه تغییری که در اجزای بیلان انرژی کره زمین داده شود می تواند دمای فعلی زمین را تغییر دهد.
همان طور که قبلا توضیح داده شد بخار آب و گاز دی اکسید کربن مهمترین جذب کننده های انرژی تابشی در جو می باشند که از این دو بخار آب از اهمیت بیشتری برخوردار است. هر نوع فرایندی که موجب افزایش مقدار co2 و بخار آب بشود در افزایش دمای هوا موثر خواهد بود. در یکصد سال گذشته مقدار دی اکسید کربن هوا به میزان ۱۵% افزایش یافته است.

یکی از مسائل غیر قابل پیش بینی در مورد آلودگی هوا پرواز هواپیماهای با سرعت مافوق صوت در سطوح فوقانی جو می باشد که با پراکنده کردن بخار آب و گاز co2 در لایه استراتوسفر مشکلاتی را ایجاد کرده است.
هنوز معلوم نیست که آیا رها شدن این ذرات در قسمت تحتانی استراتوسفر باعث گرم تر شدن لایه های پایینی جو می شود و یا این که با تشکیل ابر وانعکاس تابش خورشید توسط این ابرها، جو زمین سردتر خواهد شد. نهایتا مشکل حرارتی جو زمین با تداخل اثرات گوناگون آلودگی هوا مساله ای پیچیده به نظر می رسد که محققین هنوز به نظریه ثابتی نرسیده اند. ذخیره حرارتی جو که با تابش مستقیم خورشید و بازتاب حرارتی زمین تنظیم می شود، تحت تاثیر حرارت مستقیم ایج

اد شده توسط انسان قرار میگیرد. منابع حرارتی و سوخت مواد در کارخانجات و فعالیتهای صنعتی انسان، مستقیما حرارت را به جو منتقل می سازد.
گرچه ما با دید مختصر و کوتاه به مساله دخالت انسان در آلوده کردن جو نگاه کردیم، اما همین نگاه مختصر نشان می دهد که تاثیر فعالیتهای انسانی به آلوده کردن جو تا چه اندازه حائز اهمیت است.

آلودگی هوا

معنای اصطلاح آلودگی هوا چیست؟ یک مقایسه کلی ما بین آلودگی و عدم آلودگی هوا به این سوال پاسخ خواهد داد. این نقطه شروعی منطقی برای هر مطالعه ای در مورد آلودگی هوا می باشد.
هوای غیر آلوده:
هوا، بعنوان یک تعریف مصطلح برای توصیف مخلوطی از گازها که هر یک قشر نسبتا نازکی را در اطراف زمین به وجود می آورند به کار برده می شود. ترکیب این مخلوط از زمین به طرف بالا تا حدود ۵۰ مایل به طور قابل ملاحظاه ای ثابت است.
جدول ۲ چگونگی ترکیب آلودگی هوای خشک را طبقه ای از طبقات پیرامون کره زمین به صورت درصد حجمی ارائه می دهد، در ضمن مجموع جرم نسبی هر جز در تمام اتمسفر نیز داده شده است.
در جدول ۲ مشخص شده نیتروژن واکسیژن از گازهای بسیار فراگیر اتمسفر و رویهم رفته ۹۹% حجم را تشکیل می دهند.
تقریبا مابقی اتمسفر از آرگون و کربن دی اکسید، درصد حجمی کل مجموع این چهار جز در هوای خشک تمیز ۹۹/۹۹ درصد است. جدول ۲ شامل اجزا هوای خشک است بنابر این آب از قلم افتاده شده که یک جز اصلی پنجم از هوای تمیز می باشد. در جدول ۲ آب وارد نشده زیرا بر خلاف سایر اجزا بخار اب به مقادیر متفاوتی در هوای تمیز یافت می شود. آب موجود در اتمسفر وابسته به دما

و سرعت تبخیر آب از منابع موجود از ۰۱/۰ تا ۵ درصد تغییر می کند و عموما مقدار آن ما بین ۱ تا ۳ درصد است. مشخص است که وجود بخار آب غلظت سایر اجزا اتمسفری را به زیر مقادیر داده شده در جدول ۲ تغییر خواهد بود. هر چند تناسب نسبی سایر اجزاء اساسا ثابت باقی می ماند و وقتی که میزان رطوبت مشخص شود درصد سایر گازها می توانند از این ثابت تناسب محاسبه شوند. اجاز جزئی هوا بسیار متعددند و تعدادی از آنها از روندهای طبیعی متنوعی حاصل می شوند. هیدروژن سولفیدH2S سولفوردی اکسید so2 و کربن منوکسید co همگی توسط عمل

آتشفشانها حاصل شده و در اتمسفر موجود هستند.
پوسیدگی گیاهان و جانداران تحت شرایط فاقد اکسیژن (پوسیدگی غیر هوازی)

جدول ۲
غلظت جرم کلی
درصد حجمی میلیون در تن

اجزا اصلی
نیتروژن N2 09/78 4220000000
اکسیژنO2 95/20 1290000000
ارگون Ar 93/0 72000000
کربن دی اکسید CO2 032/0 2700000
اجزا فرعی
نئون Ne 0018/0 70000
هلیوم He 00052/0 4000
متان CH4 00015/0 4600
کریپتون Kr 0001/0 16200
هیدروژن H2 00005/0 190
نیتروس اکسید N2O 00002/0 1700
کربن منواکسید CO 000001/0 540
گزنون Xe 000008/0 2000
ازون O3 000002/0 190
آمونیاک NH3 0000006/0 21
نیتروژن دی اکسید NO2 0000001/0 9
نیتریک اکسید NO 00000006/0 3
سولفوردی اکسید SO2 00000002/0 2
هیدروژن سولفید H2S 00000002/0 1

منشا و ماهیت آلاینده های هوا
به طور کلی، آلاینده چیست؟ هر گاه ماده ای با تراکمی بیشتر از تراکم متداولش در فضا- که غالبا مقدار بسیار ناچیزی است- یافت شود، به آن آلاینده گویند. موارد گاز کربونیک، اکسیدهای نیتروژن، اوزون، و امونیاک که از سازاهای عادی فضای غیر آلوده اند استثنا هستند. اما به متان، آمونیاک و هیدروژن سولفید را تولید می کند. اکسیدهای نیتروژن(N20,NO,NO2) توسط تخلیه بارالکتریکی در طی رعد و برق تولید می شوند. و نیز چندین تن کربن منوکسید توسط آتش سوزی جنگلها به وجود می آید.

هوای آلوده:
اضافه شدن هر ماده ای تا حدی خواص فیزیکی و شیمیایی هوای تمیز را تغییر می دهد. بنابر این چنین موادی به عنوان آلوده کننده هوا در نظر گرفته می شوند.
آلوده کننده ها معمولا به عنوان موادی که باعث تاثیرات قابل توجهی برای بشر، حیوانات، نباتات یامواد بشوند طبقه بندی میگردند. بر این اساس تقریبا هر ماده طبیعی یامصنوعی که بتواند از هوا بدست آید به عنوان آلوده کننده طبقه بندی می شود. چنین موادی به صورت ذرات جامد قطرات مایع، گازها و یا مخلوطی از این اشکال هستند. اکثر مشکلات آلودگی هوا به تنوع انواع مختلف آلوده کنند ه ها در شکلهای گوناگون مربوط می گردد.

آلودگی هوا
محض آنکه مثلا تراکم گاز کربونیک بیش از تراکم متداول آن که از لحاظ حجمی در حدود ۳۰۰ قسمت در میلیون است، برسد می توان ان را به عنوان یک ماده آلوده تلقی کرد. آلاینده ها دارای سه منبع اصلی هستند که عبارتند از اجاقهای خانگی، کوره های صنعتی و مواد نشر یافته از آنها، و بالاخره گازهای خارج شده از لوله اگزوز وسایل نقلیه موتوری.
تمام این منابع مواد متعددی پخش می کنند که از بین آنها تاکنون بالغ برصد ماده شناسایی شده و شامل مواد زیر است:

-گازها و بخارات ترکیبات بسیار متنوع معدنی و آلی، مانند اکسید های گوگرد، نیتروژن، و غیره یا ئیدروکربورهای چرب (آلیفاتیک) و معطر(آروماتیک) اسیدها، بازها، فنول ها و غیره.
ذرات جامد یا حبابهای مایع تشکیل شده از ائروسول هایی که ریزترین ذره آن دارای ابعاد حداقل ۳% میکرو میلی متر است و می تواند به صورت ائروسول باقی بماند و به ۲۰ میکرومیلی متر یا بیشتر هم (برای ذراتی که فورا روی زمین قرار می گیرند) برسد.
پنج نوع از مواد که به عنوان آلوده کننده های عمده هوا شناخته شده اند و باعث بوجود آمدن بیش از ۹۰% از عوامل آلودگی هوا می شوند عبارتند از:
۱- کربن منواکسیدco

۲- اکسیدهای نیتروژن Nox
۳- هیدروکربن ها HC
۴- اکسیدهای سولفور Sox
۵- ذرات معلق )

کربن منوکسید carbon MoNoxide
کربن منوکسید یکی از فراوانترین و گسترده ترین آلوده کننده ها است که در اتمسفر پایین یافت می شود کربن منوکسید گازی است که در تمام دماهای بالاتر از نقطه جوشش (۱۹۲- درجه سانتیگراد) بی رنگ بی بو و بی مزه است. چگالی آن ۵/۹۶ درصد هوا است و به طور قابل ملاحظه ای غیر قابل حل در آب می باشد. این گاز قابل اشتعال است و با شعله آبی می سوزد.
۱-۲ منابع co
منابع طبیعی و مصنوعی (انسانی) هر دو در تشکیل co اتمسفر سهیم هستند. وجود co در اگزوز اتومبیلها و سایر مواد زائد که نتیجه سوخت ضعیف و ناقص می باشد، کاملا شناخته شده است، اثرات محیطی co از این منابع و سایر منابع مصنوعی مورد مطالعه قرار گرفته است. تشخیص اهمیت نقشی که به وسیله منابع طبیعی co ایفا می گردد اخیرا صورت گرفته است. اولن بار در سال ۱۹۴۹ مشخص گردید که co سازنده بخش بسیار کوچکی از اتمسفر است. این تشخیص

زمانی بود که خطوط جذبی در سیستم طیف خورشیدی کشف شد. در نهایت این مشاهدات به تحقیقات مختصری در مورد منابع طبیعی co قبل از ۱۹۷۲ انجامید، ابتدا تصور می شد که سهم این منابع در مقایسه با نتایجی که از فعالیتهای انسان (مصنوعی) به دست آمده بسیارجزئی است. ولی مطالعات بعد از ۱۹۷۲ خلاف این مسئله رانشان داد. منابع طبیعی درتولید co نسبت به منابع مصنوعی سهم بیشتری دارند، همانطور که در شکل ۳ نشان داده شده است.

تقریبا ۱۰ برابر co وارد اتمسفر می شود از منابع طبیعی است. متان منبع بیش از ۷۷ درصد co اتمسفری طبیعی است و معلوم شده است که در نتیجه تجزیه مواد آلی فرورفته در باتلاق ها کشترازهای برنج و مناطق گرمسیری جهان تجزیه مواد آلی فرورفته در باتلاق ها، کشترازهای برنج و مناطق گرمسیری جهان حاصل می شود. انتشار جهانی متان به مقدار حداقل ۱۶ بیلیون تن در سال تخمین زده شده است. مسلم است که متان اتمسفری با رادیکالهای هیدروکسیل(OH) یا اکسیژن اتمی(O) برای تشکیل رادیکال های متیل(CH3) عمل می کند. واکنش های عبارتند از:
CH4+OHH2O+CH3
CH4+OOH+CH3
رابطه بالا بیشتر انجام می شود، اما هر دو وظیفه یکسانی بعهده دارند که عبارتند از ویرانی دائمی CH4 اتمسفری.
CH3 رادیکالی تولید شده بیشتر برای تولید CO نهائی عمل می کند.
رادیکال های هیدروکسیل و اکسیژن محتاج اکسایش اولیه CH4 هستند و طبق واکنش های زیرحاصل می شوند:
نورخورشید
O3O2+O
O+H20OH+OH
بنابر این منبع اصلی co اتمسفری مرحله ای است که CO در اتمسفر تولید می گردد نسبت به مرحله ایکه در اتمسفر پخش می شود.
اقیانوسها دومین منبع تولید co اتمسفری می باشند از انجا که سطح آبها در تماس با اتمسفر می باشند انتظار می رود که شامل co حل شده و جذب شده از اتمسفر باشند. هر چند که عملا مقدار co حل شده دراقیانوس ها از ۱۰ تا ۴۰ برابر بیش از مقداری است که ازچنین جذبی انتظار می رود. گیاهان پست دریائی و سایر منابع بیولوژیکی سهم قابل ملاحظه ای در تولید co موجود در آبها را دارند این co متعاقبا در اتمسفر آزاد می شود. این یک باور غلط عمومی است که تقریبا هر چیز موجود در اتمسفر زمین به جز نیتروژن، اکسیژن و مقدار کمی از گازهای نادر در نتیجه فعالیت های بشری به وجود می آید.

اهمیت CO ناشی از فعالیهای انسان (منابع مصنوعی)

علیرغم سهم کوچک این منابع در مقام مقایسه با انتشار جهانی CO (9.4 درصد از کل) تاثیر منابع مصنوعی نیز نباید نادیده گرفته شود. اطلاعات قبلی نمی توانند توجیه کننده این واقعیت مهم باشند که منابع طبیعی CO در سراسر جهان پخش شده اند در حالی که منابع مصنوعی در مناطق بسیار کوچک متمرکز شده اند. برای مثال ۹۵ تا ۹۸ درصد از CO اتمسفری در یک منطقه شهری ناشی از فعالیتهای انسانی حاصل می شود. این مقادیر CO بطور معمول ۵۰ تا ۱۰۰ برابر از مقادیر مشخص جهانی( ۰۱ تا ۰۵ PPM) بالاتر است. اثر نابع مصنوعی در مشکلات آلودگی هوا به طور مقدماتی محصول دو خاصیت موقعیت و سرعت بالای انتشار هستند بنابر این باقیمانده بحث آلودگی CO روی منابع مصنوعی متمرکز خواهد بود.

شیمی تشکیل CO
تشکیل CO از منابع مصنوعی در فضا از یکی از فرایندهای شیمیائی زیر ناشی می گردد.

۱- سوخت ناقص کربن یا محصولات حاوی کربن- زمانی که اکسیژن کافی جهت سوخت وجود نداشته باشد به وقوع می پیوندد و به جای کربن دی اکسید(co2) تولید می گردد.
۲- یک واکنش در حرارت بالا، بین CO2 و مواد حاوی کربن صورت می پذیرد.
۳- در حرارت بالا CO2 به co و o تجزیه می گردد.
مطالعات جزئیات این فرایندها نقش آلودگی کربن منواکسید را مشخص می نماید.
فرایند۱- تشکیل اکسیدهای کربن، وقتی که کربن و اکسیژن خالص با هم ترکیب می گردند‏ ، فرایند ساده ایست. نظیر سوختن مواد حاوی کربن در هوا که شامل یک سری فعل و انفعالات می گردد. علیرغم پیچیدگی پاره ای اصول کلی در خصوص این واکنش ها شناخته شده، به عبارت ساده سوختن کربن در مواد سوختی به شکل مراحل زیر انجام می گیرد.
۲c+o22co
۲co+o22co2
واکنش اول تقریبا ده بار سریعتی از دومی انجام می شود. بنابر این co در فعل وانفعال سوختن یک واسطه است و اگر O2 به اندازه کافی موجود نباشد به صورت محصول نهائی ظاهر خواهد شد. Co همچنین می تواند در به عنوان محصول نهائی ظاهر گردد. اگر مواد سوختی و هوا به خوبی مخلوط نشده باشند مخلوط ناقص موجب می گردد که در مناطقی از اختلاط هوا و مواد سوختی اکسیژن کافی وجود نداشته باشد. رابطه تولید co و وجود اکسیژن در شکل ۴ نشان داده شده که در آن تولید co در سه موتور احتراق داخلی در مقابل نسبت هوا به مواد سوختی ترسیم گردیده است. تاثیر کمبود اکسیژن در تولید co کاملا مشهود است.

فرآیند۲: واکنش مورد نظر در این فرآیند به صورت زیر می باشد.
Co2+c2co
این واکنش به آسانی در حرارتهای بالا، که معمولا در بسیاری از تجهیزات صنعتی ماند کوره ها وجود دارند انجام می گیرد.

Co تولید شده از این طریق در پاره ای موارد لازم و سودمند می باشد مثل کوره ها که به عنوان احیا کننده در تولید آهن از سنگ اکسید آهن عمل می کند. ولی بخشی از co ممکن است وارد اتمسفر شود و موجب آلودگی گردد.
فرآیند ۳: تحت شرائط خاصی واکنشی که در آن اکسیژن کافی برای سوختن کامل نیز وجود دا

شته باشد هنوز ممکن است به عنوان منبعی برای تولید co عمل کند. این به علت حرارت بالای ناشی از تجزیه co2 به o و co می باشد.
در این وضعیت در حرارت بالا کربن دی اکسید و co درحال تعادل وجود خواهند داشت. طبق فرمول:

حرارت بالاتر به تولید co و o کمک می کند. برای مثال در حرارت ۱۷۴۵ درجه سانتیگراد یک درصد co2 به o و co تجزیه خواهد شد و در حرارت ۱۹۴۰ درجه سانتیگراد ۵% آن تجزیه می گردد. اگر یک مخلوط در حال تعادل در حرارت بالا به طور ناگهانی سرد شود، co موجود در مخلوط سرد شده باقی می ماند.

غلظت و توزیع co:
از آنجا که اتومبیل به تنهایی تولید کننده بزرگترین منبع آلودگی co می باشد(۶/۶۵%) مناطق پرجمعیت شهری غلظت بالایی از co را نشان می دهند. در چنین مناطقی غلظت co بستگی به وضعیت فعالیتهای روزانه جمعیت دارد.
غلظت روزانه co بستگی کامل به میزان ترافیک دارد.
بالاترین میزان تراکم در محلهایی دیده می شود که بار سنگین ترافیک دارند و وضعیت روزانه جز در آخر هفته ها تفاوت چندانی با هم ندارند. تراکم در زوهای هفته بالاتر از روز جمعه می باشد.
غلظت هوا از co در هر منطقه با سرعت ورود آن به اتمسفر سرعت پراکندگی و از بین رفتن آن مشخص می گردد. در مناطق شهری سرعت از بین رفتن خیلی پائین تر است لذا سرعت پراکندگی مستقیما به جهت سرعت باد تلاطم هوا و پایداری اتمسفر مربوط می گردد. شهرهای بزرگ اگر چه تلاطم به وسیله حرکت اتومبیلها و جریان هوا در بالا و اطراف ساختمانها ایجاد می گردد. ولی به طور موضعی دوره های طولانی از سکون هوا پیش می آید. که منجر به پراکندگی ناکافی و نتیجتا افزایش تراکم coدر هوای خواهد شد.

اثرات co روی انسان:
مسلم است که اگر شخص در معرض co با غلظت زیاد قرار بگیرد خواهد مرد ولی تاثیر co بامیزان کم (۱۰۰ppm و یا کمتر) اخیرا کشف شده است. این حد غلظت از آن نظر اهیمت دارد که معمولا میزان co در هوای آلوده از ۱۰۰ppm کمتر می باشد. کربن منوکسید از آن نظر خطرناک است که قادر است با هموگلوبین خون ترکیب گردد. هموگلوبین معمولا به عنوان انتقال دهنده در خون عمل می کند و اکسیژن را به شکل o2Hb اکسی هموگلوبین از ششها به سلولهای بدن و co2 را از سلولها به ششها می رساند (به شکل co2Hb) علاوه بر این هموگلوبین می تواند ترکیبی با co به شکل (coHb) به وجود آورد. هنگامی که چنین ترکیبی ایجاد می شود قدرت خون جهت انتقال

اکسیژن کم می شود. میل ترکیبی co با هموگلوبین ۲۰۰ بار بیشتراز o2 است. در نتیجه اگر هر دو امکان وجود داشته باشد coHb بیشتر از Hb o2 تشکیل خواهد شد. اثرات co بر روی سلامتی موجودات عموما از نسبت در صد coHb در خون تعیین می شود. هنگامیکه غلظت coHb پایین تر از دو درصد باشد اثر چندانی بر روی سلامتی ندارد.
پاره ای از شواهد گواه بر آنست که غلظت coHb به میزان دو تا پنج درصد تاثیر مخربی بر سلامتی دارد. شواهد مسلمی وجود دارد دال بر آنکه اشخاصی که مبتلا به امراض قلبی کرونرو آسم هستند مخصوصا در مقابل coHb بامیزان بیشتر از ۵% آسیب پذیر می باشند.
سطح coHb خون ۱% توضیح اثرات

کمتر از ۱ اثر مخصوصی مشاهده نشده
۱ تا ۲ اثرات رفتاری کمی مشاهده می شود
۲ تا ۵ اثر بر روی سیستم مرکزی عصبی، بینایی،‌علائم روانی
بیشتراز ۵ اختلال بر روی اندامهای بدن ظاهر می گردد.
۱۰ تا ۸۰ سردرد، خستگی، خواب آلودگی، اختلال تنفسی، کوما و مرگ

اکسیدهای نیتروژن
هشت نوع متفاوت اکسید ازت شناخته شده اند. ولی معمولا فقط سه نوع آنهادر اتمسفر یافت می شوند. این سه نوع عبارت از: نیتروس اکسید N2o نیتریک اکسید NO نیتروژن دی اکسید NO2 است.
نیتروس اکسید، گازی بیرنگ، غیر قابل اشتعال وغیر سمی بامزه و بوی نسبتا خوب است.
نتریک اکسید نیز، بی رنگ و غیر قابل اشتعال ولی بی بو و سمی است.
نیتروژن دی اکسید، گازی است با رنگ قرمز- قهوه ای غیر قابل اشتعال وبی بوی شدیدا خفقان زا مشخص می شود.
منابع اکسیدهای نیتروژن
منابع طبیعی و مصنوعی هر دو مسئول تولید آنها هستند. انتشار این منابع طبق اصول و برآوردهای جهانی همان الگوئی را که قبلا برای کربن منواکسیدذکر شد دنبال می کند. عمدتا منابع طبیعی از منابع مصنوعی در این مورد سهم بیشتری دارند. درصد انتشار از منابع طبیعی و منابع مصنوعی مشخصا در این سه نوع اکسید متفاوت است. NO اتمسفری به وسیله هر دو منبع طبیعی (۸۰%) و مصنوعی (۲۰%) تولید می شود در حالی که تقریبا تمام N2O منتشر شده در اتمسفر از یک منبع مصنوعی به وجود می آید. عمل تخمیر به وسیله باکتریها در خاک به منظور تجزیه ترکیبات تشکیل دهنده ازت منبع عمده N2O را تشکیل می دهد. مکانیسم دقیق شیمیائی این فرآیند هنوز قطعا مشخص نشده است. ولی تاثیر زیادی در انتشار سالانه که ۵۹۲ میلیون تن N2O برآورد شده است دارد. عمل تخمیر باکتریها همچنین مسئول یک تولید تخمینی سالانه ۴۳۰ میلیون تن NO می باشد. اشعه های نوری باعث می شوند که ازت و اکسیژن اتمسفر به روشهای گوناگونی ترکیب شوند. NO.N2o,No2 مقدار کلی اکسیدهای ازت تولید شده ناچیز است. احتراق منبع اصلی تولید مصنوعی اکسید نیتروژن است در طی احتراق با دمای بالا ازت و اکسیژن هوا واکنش نشان می دهند که هم NO و NO2 را تشکیل می دهند. مقدار نسبی NO و NO2 تولید شده به دمای احتراق و به نسبت ازت به اکسیژن موجود بستگی دارد. به هر حال NO2 اغلب به کمترین مقدار تشکیل می شود. بر طبق اصول جهانی فرآیندهای احتراق ۱۰۶ میلیون تن در سال اکسید نیتروژن برآورد شده را که مانند NO محاسبه گردیده است منتشر می سازد. این مقدار در حدود ۳۵ درصد پایین تر از ۱۶۳ میلیون تن به دست آمده بر اساس NO2 است. غالبا به صورت NO2 مورد استفاده قرار می گیرند زیرا که NO هنگامی که در اتمسفر است به NO2¬ تبدیل می شود. شکل ۵ مقدار نسبی انتشار اکسید نیتروژن را از منابع مختلف نشان می دهد. درصدهای استفاده شده بر

اساس حجم کل اکسیدهای نیتروژن انتشار یافته هستند. بنابر این ۴۳% NO2¬ یعنی که هر ۱۰۰ حجم از اکسیدهای نیتروژن تولید شده بر اساس مقیاس های جهانی ۴۳ حجم از NO2¬ را در بر دارند.
فرض بر این بود که تمام اکسیدهای نیتروژن از منابع سوختی، احتراق به شکل NO دارند. از قراین موجود چنین بر می آید که تقریبا ۹ برابر اکسید ازت از منابع طبیعی و نه از منابع مصنوعی وارد اتمسفر می شود. یک چنین موقعیت مشابهی در موردی که قبلا برای CO ذکر کردیم وجود دا

رد. منابع طبیعی در کل دنیا گسترده هستند. در حالی که منابع مصنوعی در فضاهای کوچکی متمرکز می شوند.

اکسیدهای نیتروژن به عنوان آلوده کننده ها:
آلودگی اکسید نیتروژن هوا علیرغم حضور مقادیر N2o در اتمسفر معمولا برحسب No2 , NO در نظر گرفته می شود. دلایل چنین عملی عبارتند از:
۱- NO و NO2 سمی هستند، در حالیکه N2O چنین نیست.
۲- NO و NO2 در واکنش های فتوشیمیائی اتمسفر سهیم هستند ولی N2O نیست.
۳- NO و NO2 ¬ منابع عمده مصنوعی دارند در حالی که N2O ندارد. علامت Nox اغلب مجموعه ای برای NO و NO2 دخیل در آلودگی هوا به کار می رود.
شیمی تشکیل Nox
تقریبا تمام NO و NO2 ناشی از منابع مصنوعی توسط اکسایش اتمسفری ازت در طی احتراق در دمای بالا تولید می شوند. ازت و اکسیژن هوا NO را به وجود می آورند. واکنتش های بعدی NO با اکسیژن بیشتر NO2 می دهد. رابطه هایی که این واکنش ها را نشان می دهند عبارتند از:
۲NO+O2NO2
N2+O22NO
هوا تقریبا از ۷۸% ازت و ۲۱ % حجمی اکسیژن تشکیل شده است. در دمای معمولی این دو گاز تمایل خیلی کمی به واکنش با یکدیگر دارند زیرا واکنش دومی بی نهایت گرماگیر است. انرژی مطلوب فقط دردماهای بالا مثل حرارتهایی که توسط فرآیندهای احتراق تولید می شوند قابل دسترس است. حتی در این دماها فقط مقدار کمی No تولید می شود ولی این مقدار از لحاظ تغلیظ آلودگی هوا دارای اهمیت است. جدول پایین حاوی داده هائی است که دمای وابسته به واکنش اولی و سرعتی را که برحسب آن واکنش دنبال می شود نشان می دهد. این داده ها برای مخلطو گازهائی است که حاوی ۷۵% N2 و ۳% O2 می باشد که می توانند در دمای مشخص شده به تعادل برسند. این مخلوط ازت –اکسیژن شرایط واکنش را در فرآیند احتراق آماده می سازد زیرا عمده اکسیژن موجود در هوا با مواد تحت واکنش احتراق در یکجا قرار می گیرد.
در طی احتراق گازهای در حال واکنش برای یک مدت خیلی کوتاهی در دمای شعله هستند. از این رو اگر قرار است مقادیر زیادی No تولید شود سرعت واکنش باید زیاد باشد. بر طبق جدول پایین سرعت واکنش انطورکه توسط زمان لازم برای تشکیل ۵۰۰PPM NO اندازه گیری شده است در دماهای پایین ۱۷۰۰ درجه سانتیگراد بطور نسبی پائین است ولی در دماهای بالاتر به سرعت افزایش می یابد. بنابر این زمان اقامت گازها در منطقه احتراق و همچنین دمای شعله مقدار NO را که عملا تشکیل می گردند مشخص می سازد.
اگر مایعات دفعی احتراق همین که خارج می شوند به آرامی سرد شوند NO به O2 ,N2 بر میگردد. در هر حال در اغلب وسایل احتراقی بخش عمده ای از انرژی حرارتی تولیدات گاز سریعا بکار مفید بر گردانده می شوند و گازها سریعا سرد میگردند. تحت چین شرایطی NO در دمای پایین تر خروجی باقی می ماند چرا که فرصت تجزیه شدن را ندارد. واکنش NO با اکسیژن برای تشکیل تحت شرایط احتراق صورت نمی گیرد.

درجه حرارت (سانتیگراد) غلظت No در معادله ppm زمان برای تشکیل ۵۰۰PPM از NO
۲۷
۵۲۷
۱۳۱۶
۱۵۳۸
۱۷۶۰
۱۹۸۰ ۱۰-۱۰*۱/۱

۷۷/۰
۵۵۰
۱۳۸۰
۲۶۰۰
۴۱۵۰ –
–
+۱۳۷۰
۱۶۲
۱/۱
۱۱۷/۰

جائی که CO فورا واکنش می دهد تا co2 را تشکیل دهد. دلیل این موضوع پایداری NO2 در دماهای بالاست. در دمای ۱۵۰ درجه سانتیگراد NO2 شروع به تجزیه شدن به NO و O2 و در دمای ۶۰۰ درجه سانتیگراد به طور کامل تجزیه می شود. نتیجتا مقدار بسیار کمی NO2 در مخلوط گازی در دمای احتراق یافت می شود. هنگام ترک منطقه احتراق NO شامل مایعات دفعی در مخلوط شدن با هوا به سرعت سرد می گردد. هنگامی که دما به زیر ۶۰۰ درجه سانتیگراد می رسد NO2 تشکیل می شود که مقدارآن بسیار اندک است زیرا که سرعت واکنش در دماهای پایین تر خیلی آهسته است. بنابر این عمده NOX منتشر شده بیشتر به شکل NO است تا ۲NO درست مخالف موقعیت اکسید کربن جائی که CO2 در بیشترین مقدار تولید می شود. در حدود ۱۰% از NOX از کارخانجات تولید نیرو و فقط ۲ تا ۳ درصد NOX از اتومبیل ها به شکل NO تولید می شوند. جدول زمان مطلوب برای اکسایش NO به NO2 از طریق واکنش ۲ در دمای ۲۰۰ درجه سانتیگراد را نشان می دهد. زمان برای دست یافتن به تبدیلات ۲۵% و ۹۰% داده شده است. به وابستگی سرعت واکنش به غلظت NO توجه کنید. گرچه غلظت NO ممکن است از ۳۰۰۰PPM بالاتر در منطقه احتراق باشد این غلظت دراثر رقیق شدن گازهای احتراقی توسط هوا به سرعت کاهش می یابد.
غلظت NO
PPM زمان اکسایش
۲۵% ۵۰% ۹۰%
۱۰۰۰۰
۱۰۰۰
۱۰۰
۱۰
۱ ۴/۸ثانیه
۴/۱ دقیقه
۱۴ دقیقه

۳/۲ ساعت
۲۴ ساعت ۲۴ ثانیه
۴ دقیقه
۴۰دقیقه
۷ ساعت
۷۲ ساعت ۶/۳ دقیقه

۳۶ دقیقه
۶ ساعت
۶۳ ساعت
۶۴۸ ساعت
بنابر این آخرین خط جدول سرعت حقیقی واکنشها را به طور تقریبی نشان می دهد.

چرخه نوری NO2
در اتمسفر NO2 , NO هر دو درگیر یکسری واکنشهای فتوشیمیائی که به طور طبیعی اتفاق می افتد و منجر به افزایش در غلظت NO2 و کاهش در غلظت NO می شود. این واکنشها که مجتما به عنوان چرخه نوری NO2 شناخته شده اند یک نتیجه مستقیم از یک عمل متقابل بین نور خورشید و NO2 می باشند. مراحل این چرخه که در شکل نشان داده شده اند عبارتند از:
۱- NO2 انرژی را به شکل نور ماورای بنفش از خورشید جذب می کند.
۲- انرژی جذب شده مولکولهای NO2 را به مولکول های NO و اتم های اکسیژن می شکند. اکسیژن اتمی تولید شده بسیار فعال است.
۳- اتم های اکسیژن اتمی با اکسیژن اتمسفری واکنش نشان می دهند تا ازون یک آلوده کننده فرعی را تولید کنند.
۴- ازون با NO واکنش می دهد تا NO2 و O2 بدهد و چرخه کامل می شود.
اثر ویژه این چرخه گردش سریع NO2 است واگر برای واکنش دهندگان رقابت کننده در اتمسفر این چنین نبود، این چرخه هیچ اثر ویژه ای نداشت.
غلظتهای محدود NO2 و No تا زمانی که O3 , NO در کمیت های مساوی تشکیل و نابود شوند تغییر نخواند یافت.

واکنش های رقابتی ئیدروکربن ها را غالبا از همان منابع NOX منتشر می شوند درگیر می سازد

. ئیدروکربن ها طوری با یکدیگر واکنش می دهند که چرخه نامتعادل می شوند و تبدیل NO به NO2 سریعتر از تفکیک NO2 به O,NO است. این اثر همچنین منجر به ساخته شدن مواد دیگری که مجموعا به عنوان اکسیدانها شناخته شده اند می گردد.

۸-۳- اثرات NOx بر روی اجسام:

زمینه مطالعه و تحقیقات آزمایشگاهی اکسیدهای نیتروژن (NOx) و محصولات واکنش آنها (نیترات) را به طور موفقیت آمیزی به مشکلات مربوط به رنگهای نساجی، تارهای نساجی و آلیاژهای نیکل – برنج مربوط ساخته است. بعضی از رنگهای نساجی وقتی که در معرض NOx قرار بگیرند رنگ می بازند. این رنگ های شامل آنهایی که در استات ریون، پنبه و ویسکوزریون استفاده می شوند، می گردد. مشکل رنگ زدایی پنبه، در نیمه سال ۱۹۵۰ روشن گردید. هنگامی که خانم های خانه دار از رنگ زدایی پارچه های ابریشمی زمانی که آن پارچه ها با خشک کن های گازسوز خانگی خشک می شدند، شکایت کردند. این رنگ زدایی به اکسیدهای نیتروژنی که در طی احتراق گاز طبیعی که برای گرم کردن خشک کن ها استفاده می شد، مربوط دانسته شد. سطح NOx در چنین خشک کن هایی بین ppm 6/0 تا ۲/۰ تشخیص داده شد. سطوح بالای نیترات های ذره ای باعث ایجاد عارضه فشردگی در فنرهای سیمی نیکل – برنجی در دستگاههای تقویت کننده ای که توسط شرکتهای تلفن استفاده می شوند گردیده است. معلوم شد که غلظت های بالای نیتراتی در گرد و غبار هوائی که در مجاورت محل های ترک برداشته جمع شده، این عوارض را تولید کردند.

۹-۳- کنترل آلودگی NOx:
پیشرفت روش های کنترل اکسیدهای نیتروژن نسبت به سایر آلوده کننده های عمده اتمسفری کمتر بوده است. بسیاری از مشکلات به متغیرهای مربوط به فرایندهای احتراق بستگی دارند. فرایندهایی که مسئول بیشتر انتشارات NOx هستند. این متغیرها شامل این موارد می شوند:
۱- تنوع انواع گوناگون سوخت مصرف شده.
۲- تنوع در تدابیر مختلف احتراق استفاده شده.
۳- دماهای شعله ای متفاوتی که بدست می آید.
۴- آلوده کننده های متفاوت دیگری که در تولیدات احتراقی به وجود می آیند.
به علت فعل و انفعالات بین این متغیرها، محتمل به نظر نمی رسد که یک روش ساده تنها برای کنترل عمومی NOx کافی باشد. برای مثال روشی که هم اکنون برای استعمال در کنترل NOx در حال پیشرفت است استفاده از دیگ های بخار با سوخت نفت می باشد که به نظر امید بخش می رسد. همین روش وقتی که برای دیگ های بخار با سوخت زغال سنگ مورد استفاده قرار می گیرد، نقص های زیادی را نشان می دهد. روش دیگری که برای رفع NOx از گازهای دفعی استفاده می شود، در صورتی که SO2 نیز وجود داشته باشد عملی است ولی در عدم حضورآن عملی نمی گردد. زغال سنگ در حال سوختن so2 تولید می کند. در صورتی که گازوئیل در حال سوختن آن را تولید نمی کند. دو روش عمومی برای کنترل انتشارات NOx وجود دارد:
۱- اصلاحات منابع برای کاهش مقدار NOx تولید شده،
۲- رفع NOx از گازهای دفعی قبل از آزادسازی آنها در اتمسفر.
اغلب روشهای کنترل مورد استفاده که در اصلاحات منابع استفاده می شوند، به ویژه شرایط احتراقی هستند. غلظت NOx در گازهای دفعی به شدت به دمای احتراق و غیر قابل دسترسی به اکسیژن در ماکزیمم بستگی دارد. کاهش در هر دو عامل باعث کاهش در سطوح NOx می گردد، و این تأثیرات فزاینده هستند. برای کنترل انتشارات NOx از ۱۹۷۵ به بعد اتومبیل های متحده با چرخش مجدد گازهای دفعی (EGR) کامل گردیدند.
در این روش یک گاز بی اثر (غیر قابل احتراق) برای رقیق کردن مخلوط هوای سوخت در حال سوختن در موتور استفاده قرار می گیرد. این رقیق کردن ماکزیمم دمای احتراق را پایین می آورد و غلظت اکسیژن را در مخلوط در حال سوختن کاهش می دهد. قسمتی از گاز دفعی برگردانیده

شده به وسیله یک سرپوش تنظیم می شود و معمولاً در حد دامنه ۱۵ تا ۲۲ درصد از حجم مخلوط هوای سوختی پایین می آید. استفاده از احتراق دو مرحله ای محقق گردیده که یک روش موثر

جدید برای کاهش تولید NO در ماشین های جدید الکتریکی مولد نیرو می باشد. در مرحله اول احتراق، سوخت در دمای نسبتاً بالا با حضور مقدار زیر استوکیومتری هوا سوخته می شود. فقط ۹۵ تا ۹۰ درصد از مقدار لازم برای احتراق کامل مورد نیاز است. تشکیل NO توسط فقدان هوای اضافه محدود می گردد.در مرحله دوم، احتراق سوخت در یک دمای نسبتاً پایین صورت می گیرد که همچنین تشکیل NO را محدود می سازد. کنترل کاتالتیک انتشارات NOx از اتومبیل ها روشی اس

ت که فعالانه تحت بررسی است. رفع NO مستلزم کاهش O2 و N2 است در حالی که رفع CO و ئیدروکربن ها مستلزم اکسایش CO2 و H2O است. بنابراین یک سیستم کاتالیزور دو گانه لازم است. در سیستم هایی که هم اکنون تحت مطالعه هستند گازهای دفعی ابتدا از یک کاتالیزور

کاهنده عبور داده می شوند. جائی که NO با ئیدروکربنها واکنش نشان می دهند تا N2 و H2O تشکیل گردند. (هم چنین در اگزوز) مقداری آمونیاک (NH3) نیز در این مرحله از عمل تشکیل می شود.
هوا بعداً تزریق می گردد و مخلوط از یک کاتالیزور اکسیدی عبور داده می شود جایی که آلوده کننده های باقی مانده به H2O و CO2 اکسید می شوند. مقدار اضافی هوا قبل از مرحله آخر اکسایش باعث مشکلاتی چند می گردد. زیرا که هر آمونیاک تشکیل شده در مرحله کاهش به وسیله کاتالیزور اکسیدی مجدداً به NO2 اکسید می شود. کاتالیزورهای کاهنده، شامل فلز روتانیم یا نمک های مربوطه، تحت بررسی قرار دارند چرا که آنها NOx را به میزان بسیار کمی به NH3 تبدیل می کنند. کاتالیزور مسی – نیکلی که به عنوان کاتالیزورهای کاهنده موثر شناخته شده اند.

۱۰-۳- اندازه گیری NOx
برای تعیین غلظت گاز NO2 از روش کالریمتری استفاده می شود، (روش رنگ سنجی) گاز NO2 را با محلول اسیدی سولفانیلیک اسید و محلول یک نرمال N – (۱- نفتیل) – اتیلن دی آمین هیدروکلرید مخلوط می کنند. رنگ صورتی تولید می شود که دارای جذب ماکزیممی در nm-550 نانومتر است. با استفاده از روش اسپکروسکپی می توان غلظت گاز NO2 را تعیین نمود. در صورت وجود NO ماده می باشد ولی غلظت گاز NO به دست آمده دقیق نمی باشد. در این روش گاز ازن NO می توانند نا مطلوب داشته باشند با این روش می توان غلظت گاز NO2 را از ppm5 تا چند ppb (قسمت در بیلیون) تعیین نمود.

هیدروکربن ها و اکسیدان های فتوشیمیایی
هیدروکربن ها و اکسیدهای فتوشیمیایی دو مقوله جدا، ولی مربوط به هم از ترکیبات آلوده کننده هستند. هیدروکربن ها آلوده کننده های عمده، هستند. چون که آنها مستقیماً به داخل هوا فرستاده می شوند. اکسیدان های فتوشیمیایی آلوده کننده های فرعی می باشند که منشاء آنها در اتمسفر از واکنش هایی است که به آلودکننده های عمده مربوط می شود.. هر دو گروه با همدیگر مورد بحث قرار می گیرند. چرا که اغلب اکسیدان های فتوشیمیایی از واکنش هایی که در آن هیدروکربن ها مستقیماً یا غیر مستقیم دخالت دارند، منشا می گیرند. هر تخمینی از اثرات آلودگی هیدروکربن اتمسفری باید عوامل مهم بوجود آمده توسط اکسیدانهای فتوشیمیایی را شامل شود. در حقیقت تصور می شود که اغلب اثرات اصل آلودگی هیدروکربن به وسیله ترکیبات ناشی شده از واکنش اتمسفری هیدروکربن ها به وجود می آیند.

۱-۴- هیدروکربن ها:
این ترکیبات از عناصر هیدروژن و کربن تشکیل یافته اند. دقیقاً وجود دهها هزار ترکیب از چنین ترکیباتی شناخته شده اند. آنها در هر سه حالت فیزیکی (گاز، مایع، جامد) در دمای معمولی یافت می شوند. خصوصیات حالت فیزیکی هر یک از آنها به ساختمان مولکولی و به خصوص به تعداد اتم های کربنی که این مولکول ها را می سازند بستگی دارد. این مولکول ها که شامل یک تا چهار اتم کربن می شوند و در دمای معمولی به صورت گاز هستند در حالی که آنهائی که پنج یا بیشتر اتم کربن دارند مایع یا جامد هستند. به طور کلی تمایل به حالت جامد یا افزایش تعداد اتم های کربن افزایش می یابد.
هیدروکربن هایی که مهمترین عامل آلودگی هوا هستند در دمای معمولی اتمسفری به حالت گازند یا آنهائی که در چنین دماهائی بسیار فرازند (به راحتی به گاز تبدیل می شود)
اغلب ساختمان نسبتاً ساده ای متشکل از دوازده یا کمتر اتم کربن در هر مولکول دارند. هیدروکربن ها می توانند بر اساس ساختمان مولکول هایشان به خطی و حلقوی تقسیم بندی می شوند.
یک هیدروکربن آروماتیک به عنوان یک واحد ساختمانی حاوی یک یا بیشتر حلقه های شش عضو

ی کربن که به شکل بنزن آشکار می شود می باشد. (به شکل ۷ مراجعه شود) هیدروکربن های آلیفاتیک (خطی) فاقد این ساختمان حلقوی می باشند. هیدروکربن ها در تقسیم بندی های بعدی خود به اشباع و غیر اشباع تقسیم می شوند. یک هیدروکربن اشباع هیدروکربنی است که در آن تمام اتم های کربن با چهار اتم کربن دیگر یا اتم های هیدروژن پیوند ساده تشکیل می دهد. ی

ک هیدروکربن غیراشباع حاوی دو یا بیشتر اتم کربن دیگر یا اتم های هیدروژن پیوند ساده تشکیل می دهد. یک هیدروکربن غیراشباع حاوی دو یا بیشتر اتم کربن است که با کمتر از چهار اتم دیگر پیوند تشکیل می دهد از آنجائی که تمام اتمهای کربن درهیدروکربن ها چهار پیوند دارند مولکول ها غیر اشباع باید حداقل دارای یک پیوند چندگانه (دو گانه یا سه گانه) در بین اتم های کربن باشند. ساختمان مولکولی و تقسیم بندی برخی از هیدروکربن هائی که معمولاً در اتمسفر شهری یافت می شوند در شکل۷ داده شده است. اهمیت این طبقات متفاوت ترکیبات هنگامی آشکار می شود که فعالیت و سمی بودن آنها در نظر گرفته شود. هر دو این خاصیت ها نسبت به طبقه ترکیب فرق می کنند.
تعداد هیدروکربنهائی که در آلودگی هوا دخیل هستند نسبتاً زیاد است. تجزیه هوای شهری به وسیله کروماتوگرافی گازی پنجاه و شش ترکیب متفاوت هیدروکربن را مشخص نموده است. این تعداد موجود، احتمالا زیاد است ولی حساسیت روش تجزیه از شناخته شدن بقیه ترکیبات در غلظت بسیار کم جلوگیری می نماید. در سال ۱۹۶۵ یک سری ۲۰۰ تائی از نمونه های هوا در ناحیه لوس آنجلس گرفته شد و هر یک از نمونه ها برای هیدروکربن ها مورد تجزیه قرار گرفت. غلظت های متوسط فراوان ترین آنهائی که شناخته شدند در جدول داده شده است.
نام هیدروکربن ها فرمول هیدروکربن غلظت هیدروکربن
متان CH4 22/3
تولوئن C7H8 05/0
– n بوتان C4H10 06/0
ایزوپنتان C5H12 04/0
اتان C2H6 10/0
بنزن C6H6 03/0
– n پنتان C5H12 03/0
پروپان C3H8 05/0
اتیلن C2H4 06/0

۲-۴- منابع هیدروکربن ها:
اغلب هیدروکربن ها از منابع طبیعی وارد اتمسفر می شوند. همان طور که در مورد NOx و CO هم صدق می کند. تقریباً تمام این منابع درگیر فرایند های زیستی هستند اگر چه تعداد کمی از آنها

فعالیتهای مربوط به حرارت مرکزی زمین و فرایندهائی را که درمناطق دارای زغال سنگ، گاز طبیعی و نفت خام روی می دهد شامل می شوند. متان (CH4) ساده ترین هیدروکربن ها در کمیت هائی بیش از هر هیدروکربن دیگری در اتمسفر منتشر می گردد. طبق برآورد جهانی سالانه مقدار ۳۱۰ میلیون تن تخمین زده شده است.
نام علامت اختصاری ساختمان
ازن O3
پروکسی استیل نیترات PAN

پروکسی پروپیونیل نیترات PPN
پراکسی بنزوئیل نیترات PBzN
فعل و انفعالات تجزیه باکتریایی، منبع اصلی را تشکیل می دهند و مقادیر بسیار فراوانی در باتلاق ها و مرداب ها و سایر آبهای راکد تولید می شوند. گیاهان به خصوص درختان، نیز منابع طبیعی هیدروکربن های اتمسفری هستند. اکثر هیدروکربن های منتشر شده از وزن مولکولی بیشتری برخوردار هستند و به ترپن ها و هم ترپن ها تقسیم می شوند. ساختمان دو ماده مشترک در این مقوله ها – پنین و ایزوپرن در شکل۷ نشان داده شده است. ۱۷۰ میلیون تن ترپن نوع هیدروکربنی، سالانه وارد جو زمین می گردد. انتشارات جهانی هیدروکربنها از منابع مصنوعی به ۸۸ میلیون تن بالغ می گردد. بخش عظیمی از این مقدار از فعالیتهای که در آنها نفت خام، (که ترکیب پیچیده ای از هیدروکربنها است) شکل ۸ شرکتدارد ناشی می گردد. فعالیت های این مقدمه مشخصا تصفیه و حمل و نقل نفت خام و احتراق تولیدات تصفیه شده است. شکل۹ مقایسه ای را بین انتشارات طبیعی و مصنوعی هیدروکربن ها نشان می دهد. غلظت های هیدروکربن ها غیرهوای شهری بین pmm5/1 تا ۱ متان و کمتر از pmm1 سایر هیدروکربن های برآورد شده است. غلظت های زیاد متان نتیجه فعل و انفعالات شیمیایی است. متان به اندازه بقیه هیدروکربن ها مثل ترین ها وارد فعل و انفعالات فتوشیمیایی اتمسفری نمی گردد.
هیدروکربن های اشباع شده مثل متان، کمتر از ترکیبات غیر اشباع شده، نظیر ترپن ها، فعال هستند. مقداری از متان اتمسفری در نتیجه فرایندی که قبلا شرح داده شد به CO تبدیل می شود.

۳-۴ تشکیل اکسیدانهای فتوشیمیایی:
عمده اثرات مضر آلودگی هیدروکربن به وسیله خود هیدروکربن ها به وجود نمی آید بلکه به وسیله محصولات تشکیل شده در حین تحت تاثیر واقع شدن هیدروکربن ها در فعل و انفعالات شیمیایی در اتمسفر به وجود می آیند این محصولات قبلا به عنوان اکسیدان های فتو شیمیایی توصیف شده اند. فعل و انفعالات اتمسفری مسئول تولید اکسیدان های فتوشیمیایی بسیار پیچیده و به طور ناقص شناخته شده اند. به هر حال برخی جنبه های عمومی شناخته شده و شامل موارد ذیل می شوند.
۱- چرخه نوری NO2 بخش مهمی از این مرحله است. به خاطر داشته باشید این چرخه از سه واکنش تشکیل شده است:
(رابطه ۱-۱) NO+OنورخورشیدNO2+HV
(رابطه ۲-۱) O+O2O3
(رابطه۳-۱) O3+NONO2+O2
هیدروکربن ها با O و O3 تولید شده در رابطه ۱-۱ و ۲-۱ رقابت می کنند و بنابراین چرخه را بر می گردانند. این واکنش های رقابتی رادیکالهای آزاد هیدروکربن تولید می کنند که به علت الکترون های جفت نشده بسیار فعالند.
۲- رادیکالهای آزاد هیدروکربن یک مخلوط کمپلکس با مواد دیگر، رادیکال های آزاد و آلوده کننده های اصلی و تشکیلات طبیعی هوا را تولید می کند. این ترکیب معمولا به مقوله مه دود فتوشیمیایی

موسوم می باشد.
یک تنوع وسیع در تمایل هیدروکربن ها برای وارد شدن در مرحله آلودگی فتوشیمیایی هوا وجود دارد. به عنوان یک نتیجه، غیرممکن است که بر اساس غلظت کلی هیدروکربن، سهم یک ترکیب هیدروکربنی را در آلودگی فتوشیمیایی هوا دقیقاً پیش بینی کنیم. اجزا‌ دقیق این ترکیب باید شناخته شوند. برای مثال متان غالبا بیش از همه هیدروکربنهای دیگر، در هوا فراوان است. معهذا سهم ناچیزی در تشکیل اکسیدان های فتوشیمیایی دارد. بنابراین سطوح بالای هیدروکربن ها عمدتا متشکل از متان، مشکلاتی کمتر از سطوح پایینی که عمدتا مواد دیگری را شامل می شود ایجاد می کند. ترکیبات آلی غیراشباع شده فعالترین مواد هستند .این توالی یک مکانیزم پیشنهادی را برای تشکیل پروکسی آسیل نیترات های موجود در مه دود نشان می دهد. شکل خلاصه

نموداری از قطع چرخه نوری NO2 را توسط هیدروکربنها نشان می دهد.

۴-۴- غلظت هیدروکربن ها و اکسیدان ها فتوشیمیایی:
سطوح اتمسفری موادی که در تشکیل مه دود فتوشیمیایی درگیر هستند طبق یک الگوی منظم با اوقات روز تغییر می کند، همانطور که در شکل ۱۱نشان داده شده است. این تغییرات از آنجائی که مقدار فعالیت انسانی (منبع مصنوعی) سبب آلوده کننده عمده ضروری (NO، هیدروکربن ها) و شدت تابش خورشیدی لازم برای تبدیل آلوده کننده های عمده به آلوده کننده های فرعی (O3، PAN) با اوقات روزی تغییر می کند منطقی می باشد. این نوسان غلظت، حاکی از تصدیق مکانیزم پیشنهاد شده برای تشکیل مه دود همان طور که در جدول نشان داده شده است. تابع زیر تغییرات روزانه غلظت را نشان می دهد.
۱- سطوح محدود NO و هیدروکربن به هنگام صبح به نسبت تعداد افراد افزایش می یابد.
۲- هنگام طلوع خورشید NO2 که از قبل در اتمسفر بود، شروع به تجزیه شیمیایی می کند.NO2NO+O واکنش اکسیژن اتمی ایجاد می کند و سطح NO را افزایش می دهد. اکسیژن اتمی تولید شده برای تشکیل ازن و بنیان آزاد هیدروکربن قابل دسترس است.
۳- غلظت ازن همان طور که توسط منحنی (اکسیدان) در شکل۱۱ نشان داده شده، با غلظت فزاینده، NO همگام می شود.
۴- تا ساعت ۷ صبح تاثیر رادیکال های آزاد هیدروکربن ها آشکار می گردد. آنها با مقدار قابل توجهی NO ترکیب و موجب NO2 بیشتر و یک کاهش در سطح NO می شوند.
۵- غلظت های بالاتر NO2 و نور خورشید شدیدتر، اکسیژن اتمی بیشتر تولید می کند تا ساعت ۸ صبح به غلظت زیاد ازن منتهی می گردد.
۶- تا ساعت ۱۰ صبح سطح NO به طور قابل توجهی کاهش می یابد. این فرایند از رخ داد NO+O3NO2+O2 جلوگیری می کند، در نتیجه غلظت O3 به سرعت افزایش می یابد.
۷- در طی ساعات بعدازظهر اتمسفر مملو از اکسیدان، هیدروکربن ها را به دیگر انواع مولکول های آلی تبدیل کرده لذا در سطح اتمسفری کاهش می یابد.
۸- غلظت ازن همان طور که ساعات روز سپری می شود توسط واکنش با سایر آلوده کننده های زمین و گیاهان بیشتر، کاهش می یابد.

اکسید کننده های دیگری نیز در هوای آلوده وجود دارند که عبارتنداز:
پراستیک اسید ، استیک پر اکسید ، اتیل هیدرو پراکسید ، ترشلی ، بوتیل هیدرو پراکسید ، n- بوتیل هیرو پراکسید
به استثنای متان غلظت متوسط هیدروکربن ها در هوای شهر در حدود ppm10/0 تا ۰۳/۰ قرار می گیرند. این مقدار فقط دامنه غلظت غلیظ ترین گروه ها را نشان می دهد. متان به علت فقدان واکنش پذیری در واکنش فتوشیمیایی مستثنی گردیده است.
ازن به عنوان غلیظ ترین جزء هوای آلوده با سطوح بالای اکسیدان های فتوشیمیایی شناخته شده است. تغییرات غلظت O3 با اوقات روز به طور وضوح در شکل ۱۱ نشان داده شده اس

ت. غلظت پراکسی آسیل نیترات ها و دیگر اعضای سنگین وزن تر خانواده، PAN مرتبا اندازه گیری و در اتمسفر آلوده شهرهای متعددی مشاهده شده اند. تشکیل آنها مستقیماً به تولید ازن اتمسفری مربوط می باشد، بنابراین مفروض است که آنها در اتمسفر در سطوح بالا موجود باشند.
اکسیدها سولفور
سولفور اکسیدی که به بیشترین مقدار در اتمسفر انتشار می یابد سولفور دی اکسید SO2 می باشد. معمولا مقدار کمی از سولفور تری اکسید SO3 همراه سولفور دی اکسید است. ولی مقادیری بیشتر از حدود ۱ تا ۲ درصد SO2 نمی باشد. مجموعه این دو نوع اکسید با SOx نشان داده می شود. سولفور دی اکسید گازی بی رنگ و غیرقابل اشتعال، با نقطه ذوب و جوش به ترتیب C 5/75- و C0/10- است. در غلظت های نزدیک به ppm3 بوی زننده و سوزش آوری دارد. سولفور تری اکسید گازی فوق العاده فعال و بی رنگ و به آسانی به صورت مایع متراکم می گردد. (C8/44=b.p). تحت شرایط معمولی SO3 در اتمسفر یافت نمی شود. چون که سریعا با رطوبت واکنش می دهد و سولفوریک اسید به وجود می آورد. (H2SO4)
در این روند معمولی را که توسط شیمیدانان محیط زیست دنبال می شود پی گرفته و SO3 را به عنوان بخشی از انتشارات SO2 در نظر می گیریم.

منابع سولفور اکسیدها:
طبق اصول جهانی برآورد شده که سالانه ۱۴۶ میلیون تن SO2 مستقیماً وارد اتمسفر می گردد. به علاوه سالانه نزدیک به ۱۹۴ میلیون تن SO2 در نتجه اکسایش هیدروژن سولفید (H2S) در اتمسفر تولید می شود. بنابراین یک فرایند فرعی (اکسایش H2S) بیش از انتشارات مستقیم SO2 اتمسفری می باشد. این شبیه به موقعیتی است که پیش از این آلودگی برای کربن منوکسید مورد بحث قرار گرفت.
منشا H2S اتمسفری، فساد مواد آلی است. باتلاقها، لجن زارها و جلگه ها علی الخصوص مولد آن هستند. اقیانوس ها منشا سالانه ۳۰ میلیون تن می باشند، در حالی که منابع بیولوژیکی ۷۰ میلیون تن تولید می کنند. فعالیت های آتشفشانی کمی H2S تولید می کند ولی بر طبق اصول جهانی این مقدار در مقایسه با مقدار تولید شده از فرایند های بیولوژیکی قابل چشم پوشی است.
مقدار کمی H2S 3 میلیون تن در سال، در نتیجه فعالیتهای صنعتی وارد اتمسفر می گردد و کل انتشارات جهانی را تا ۱۰۳ میلیون تن در هر سال می رساند. سرنوشت این مقدار عظیم H2S آزاد شده در اتمسفر زمین از اهمیت قابل توجهی برخوردار است. تا اواخر نیمه دوم ۱۹۶۰ در مورد چگونگی حذف H2S جز این که این ماده نهایتاً به سولفات اکسیده می شود، اطلاعات دیگری وجود نداشت.
اکنون معتقد شده اند که واکنش:
H2S+O3H20+SO2
گام مهمی در این فرایند می باشد. آزمایشات نشان می دهند که رابطه وقتی که غلظت های مواد ترکیب شونده به آنهائی که در اتمسفر هستند باشد خیلی سریع انجام می گیرد.

ازن (O3) جزء ناچیز طبیعی اتمسفر است و مقادیر اضافی آن از چرخه نوری NO2 به وجود می آید. اکسایش کامل ۱۰۳ میلیون تن باعث تولید سالانه ۱۹۴ میلیون تن SO4 می شود انتشارات سولفور اکسید غیرطبیعی (مصنوعی) (۱۴۶ میلیون تن سالانه) عمدتاً از احتراق زغال سنگ به وجود می آید. احتراق سوخت نفتی و ذوب سنگ معدن سولفید سهم کوچک ولی مهمی در انتشار سولفور دی اکسید در اتمسفر دارد. هیچ منبع عمده طبیعی SO2 شناخته نشده است اگر چه مقدار کمی احتمالا در گازهای منتشر شده در اثر فعالیتهای آتشفشانی وجود دارد. شکل۱۲ درصد انتشارات جهانی SO2 منتشر شد از هر یک منابع فوق الذکر را نشان می دهد. مقایسه این نمودارها با می سازد. درصد خیلی بیشتری از کل انتشارات SO2 ناشی از فعالیتهای انسان (مصنوعی) به وجود می آید تا از سایر آلوده کننده ها .
گوگرد در تمام زغال سنگ ها به مقادیری در دامنه بین ۲/۰ تا ۷ درصد از وزن زغال سنگ را تشکیل می دهد. این گوگرد در پروتئین هیا موادی نظیر گیاهان و موجودات دریایی که زمانی زنده بوده اند، وجود داشت. گوگرد پروتئینی در فرایند کربنه شدن باقی می ماند و بخشی از زغال سنگ به وجود آمده می شود.
سایر سوخت های فسیلی (نفت خام و گاز طبیعی) که از راههای شبیه به این به وجود می آیند. همان طور که انتظار می رود حاوی گوگرد می باشند. معهذا این سوخت ها همان مشکلات انتشار SOx را که زغال سنگ تولید می کند، تولید نمی کند. زیرا بیشتر گوگرد آزار رساننده طی مراحل مختلف گاز طبیعی و تصفیه نفت خام از بین می رود. بنابراین متوجه می شویم که چرا حمل و نقل با سوخت نفت خام تصفیه شده یک منبع جدی آلودگی SOx نیست. تکنولوژی موجود برای حذف گوگرد، به حالت گازی یا مایع بودن سوخت بستگی دارد و به سادگی به جامد تبدیل نمی شود. هم اکنون تحقیقات فراوانی با هدف کشف راههای اقتصادی موثر برای حذف گوگرد از زغال سنگ در دست اقدام است.
نگاهی دقیق تر به زواید فرایندهای صنعتی دومین منشا بزرگ SOx این موضوع را آشکار می کند که سه چهارم انتشارات در این زمینه به عملیات ذوب کننده مربوط می شود. آلودگی سولفور اکسید غالبا از فعالیتهای ذوب کننده به وجود می آید زیرا که خیلی از عوامل مفید طبیعتاً در غالب سولفید ها وجود دارند. برای مثال کانیهای سولفید منبع مهمی از مس (CuFeS2، CuS2) روی (ZnS) جیوه (HgS) و سرب (PbS) می باشند. اغلب کانیهای سولفید تغلیظ شده و در هوا برشته می شوند تا سولفید ها به آسانی کاهش یافته و به اکسیدها تبدیل گردند.
برخی واکنش های شاخص این نمونه ها عبارتنداز:
۲ZNS+3O22ZNO+2SO2
۲CU2S+3O22CU2O+2SO2
بنابراین عملیات ذوب کننده معمولی به طور مرتب So2 را به عنوان یک محصول فرعی تولید می کند و مقداری از آن به طور غیرقابل تغییری وارد اتمسفر می گردد.
شیمی تشکیل SOx:
احتراق هر ماده حاوی گوگرد هم SO2 و هم SO3 تولید می کند. مقدار نسبی اکسید تشکیل شده بستگی به مقدار حضور اکسیژن ندارد. دی اکسید تحت هر گونه شرایط احتراقی در بیشترین مقدار تشکیل می شود. کمیت So3 تولید شده به شرایط واکنش علی الخصوص به دما بستگی دارد و بین ۱ تا ۱۰ درصد کل Sox تولید شده نوسان دارد. چگونگی تشکیل Sox را می توان با یک فرایند دو مرحله ای نشان داد:

S+O2SO2
۲SO2+O22SO3
در نتیجه دو عامل، SO3 خیلی کمی تولید می شود: ۱- ناپایداری SO3 در دمای بالا و ۲- سرعت واکنش در دماهای پایین است. در دمای c1200 SO3 سریعاً به SO2 و O2 تجزیه می شود (عکس واکنش بالا) با حضور کاتالیزور تجزیه دردماهای خیلی پایین تر صورت می گیرد. برای مثال در مورد پلاتینوم تجزیه در C4300 آغاز می شود. بعضی از ذرات فلزی که در تمام زغال سنگ ها پیدا می شوند تاثیر کاتالیتیکی نیز اعمال می کنند و از جمع شدن SO3 در گازهای دفعی احتراقی جلوگیری به عمل می آورند. به هنگام ترک منطقه احتراق گازهای دفعی وقتی که با هوا مخلوط می شو

ند به سرعت سرد می گردند. معهذا علیرغم پایداری فزاینده ای در دماهای پایین تر هیچ SO3 تشکیل نمی گردد. این بار سرعت واکنش از چنین تشکیلی جلوگیری به عمل نمی آورد.
واکنش بالا در دمای اتمسفری خیلی آرام صورت می گیرد. نتیجه نهایی این دو عامل انتشار Sox عمدتاً به شکل SO2 می باشد. باید متذکر شد که واکنش های در محتوی آلودگی هوا نامطلوب هستند ولی دو نمونه از مهمترین واکنش های تکنولوژی جدید شیمی می باشند و گام های اساسی را در تولید سولفوریک اسید نشان می دهند. بیشتر این اسید تا دیگر مواد شیمیایی به خاطر اهمیتش در تولید مواد حیاتی مانند کودها و در صنعت در ایالات متحده تولید می شود. دومین واکنش بالا با حضور کاتالیزور وانادیوم پنتواکسید (V2O5) در دماهای ۴۵۰ تا ۴۰۰ درجه (به طور چشمگیری زیر دماهای احتراق) صورت می گیرد.

ذرات معلق:
آلوده کننده های هوا که مورد بحث قرار گرفتند، همگی گاز بودند نباید تصور کرد که تمامی ذرات آلوده کننده هوا در حالت گازی هستند. به طور کلی به ذرات جامد کوچک و قطرات مایع، ذرات معلق می گویند که در حال حاضر به شدت در آلودگیها و مسائل و مشکلات مربوط به آن سهیم می باشند. آب خالص به صورت قطره ای، تنها مایعی است که از این طبقه بندی مجزاست.
اصطلاحات ذرات معلق و ائروسل (ذرات پراکنده) اغلب به جای یکدیگر به کار می روند. ائروسل به ذراتی اطلاق می شود که به صورت پراکنده (جامد یا مایع) در واسطه گازی قرار گرفته باشند. مه دود، غبار، دود سیگار، دود اتومبیل و گرد و خاک به عنوان منابع اصلی ذرات معلق تلقی می شوند. مه دود یا غبار ترکیبی از قطرات معلق مایع، دودها معمولا شامل ذرات دوده حاصل از احتراق، دوده حاصل از اتومبیل و کارخانجات بخارات متراکم شده فلزی و یا ترکیباتی آلی، گرد و غبار های منتج از تجزیه مکانیکی ترکیبات موجود در خاک می باشند.
ذرات معلق بعضی مواقع به صورت ذرات قابل زیست (زنده) نظیر باکتری ها، جلبک ها، کپک ها و اسپورها (هاگها) هستند و یا به صورت ذرات غیرقابل زیست (غیرزنده) شامل موادی از قبیل ترکیبات آلی، فلزات، گرد و غبار و نمک های دریایی، طبقه بندی می شوند.
ذرات معلق آلوده کننده هوا به دلایل زیر مورد توجه خاصی قرار می گیرند:
۱) بسیاری از ذرات معلق در مقایسه با آلوده کننده های گازی دیگر موجب اختلال مجاری تنفسی می شوند.

۲) بعضی از ذرات معلق با همکاری هم اثرات سمی آلوده کننده ها را افزایش می دهند.
۳) ذرات معلق، آلوده کنندگی اتمسفر را افزایش داده و باعث کاهش بینایی می شوند.
۴) ذرات معلق از بعضی از آلوده کننده های گازی موجود در اتمسفر بوجود می آیند.

منابع ذرات معلق:
ذرات معلق به دو طریق، ۱) از تجزیه و هم پاشی تکه های بزرگ مواد و یا ۲) از تراکم و تجمع ذرات کوچکتر شامل مولکول تشکیل می شوند. در طی عمل تجزیه و تقسیم نمکهای دریایی ائروسل

به وجود می آیند، ذرات معلق اتمسفری با بیشترین کمیت شکل می گیرند (بیش از دو برابر هر ماده منفرد دیگری). با تخمین می توان گفت که سالانه در حدود ۱۰۰۰ میلیون تن از این ائروسل ها (ذرات پراکنده) وارد اتمسفر می شوند. چگونگی تشکیل آنها در شکل۱۳ نشان داده شده است. (شکل ۱۳- مراحل تشکیل نمک دریای آئروسل)
مکانیسم به صورت شکستگی لایه نازکی از مایع که در سطوح فوقانی تشکیل و شامل حبابهای هوا و آب دریا می باشد، متمرکز است، هر دفعه که حباب می ترکد، لایه نازک فوقانی به حدود ۲۰۰ ذره معلق کوچک و ریز شکسته میشود. به علاوه این شکستگی باعث تشکیل جریان سریع آب در قسمت تحتانی حباب میشود. این جریان فواره ای اب موجب به وجود آمدن تعداد بیشتر ذرات معلق می گردد. آب به سرعت از لابه لای ذرات تبخیر شده و ذرات را به صورت نمکهای دریایی در می آورد. مراحل طبیعی دیگری که مستقیما ذرات معلق را وارد اتمسفر می کنند عبارت است از: پراکنده شدن گردو غبار، فعالیت های آتشفشانی و آتش سوزی در جنگل ها
ذرات معلقی که بدین طریق مستقیما وارد اتمسفر میشوند، خواه از منابع طبیعی و یا از منابع مصنوعی حاصل شده باشند، ذرات معلق اصلی نامیده می شوند. همان طور که داده های جدول نشان می دهد، گرد و غبار حاصل از وزش باد، یکی از سه عاملی است که سهم زیادی در تشکیل ذرات معلق آلوده کننده دارد. بعضی از مواد گازی که به طور طبیعی آزاد می شوند، در اتمسفر واکنش داده تا ذرات معلق ثانویه (فرعی) را تشکیل دهند. این مراحل به طور عمده منبع عظیم ذرات معلق موجود در اتمسفر می باشند. فرایندهایی که تولید، NH3، H2S، NOx و ترپن ها را به همراه دارند، مسئول تولید سالیانه ۱۱۰۵ میلیون تن از ذرات معلق می باشند.
مکانیسم تشکیل ذرات معلق مثالی از مراحل پراکنده شدن ذرات است.
منبع تولید (میلیون تن / سال)
منابع مصنوعی
مواد معلق آلوده ۹۲
سولفات از SO2 147

نیترات از NOx 30
واکنش های فتوشیمیایی هیدروکربن ها ۲۷
منابع طبیعی
گرد و غبار جامد ۲۰۰
سولفات از H2S 204
نیترات از NOx 432
آمونیوم از NH3 269

واکنش های فتوشیمیایی از ترپن ها ۲۰۰
آتشفشانها (ذرات کوچک) ۴
آتش سوزی جنگل ها ۳
نمک دریا ۱۰۰۰

منبع اصلی ذرات معلق توسط منابع مصنوعی آلوده کننده شامل تولید و تشکیل ائروسل های (ذرات پراکنده) فرعی از آلوده کننده های گازی اصلی می باشندو تقریباً ۲۰۴ میلیون تن ذرات معلق از چنین تغییر و تبدیل بدست می آیند. این میزان حدود ۲۰ درصد از ذرات معلق طبیعی است که طی فرایند مشابهی تولید می گردند. ورود مستقیم ذرات معلق (اصلی) حاصل از منابع مصنوعی به اتمسفر در حدود ۹۲ میلیون تن در سال می باشد. کل ذرات معلق منتشره تقریباً شامل ۲/۵۰ درصد ذرات معلق ثانویه (فرعی و ۸/۴۹ درصد ذرات معلق اولیه (اصلی) می باشند. بنابراین منابع طبیعی به طور عمده بر منابع مصنوعی غالب هستند (۶/۸۸% در مقال ۴/۱۱%).

۲-۶ ترکیب شیمیایی ذرات معلق
ترکیب شیمیایی ذرات معلق آلوده کننده در محدوده وسیعی متغیر می باشند. عملا اگر حجم های زیادی از هوا را نمونه برداری کرده و از روش های تجزیه ای کاملاً حساس استفاده کنیم، ترکیبات معدنی را به خوبی ترکیبات آلی می توانیم در ذرات معلق بیابیم. ترکیب واقعی ذرات معلق کاملاً وابسته به منبع آن می باشد. ذرات خاکی و آلوده که شامل کلسیم، آلومینیم و سیلیس هستند در بین خاک ها و مواد معدنی مشترک می باشند. دود حاصل از سوختن ذغال سنگ، روغن چوب و زباله شامل ترکیبات آلی زیادی می باشد . ترکیبات آلی همچنین در گرد حشره کش ها و بعضی از محصولاتی که در صنایع غذایی و کارخانجات شیمیایی نیز حاصل می شود یافت می گردد. ذرات معلق فرعی (ثانویه) موجود در اتمسفر که شامل اجزای گازی شکل، اغلب حاوی نمک های معدنی آمونیوم، سولفات و یا نیترات هستند.
اختلاف ترکیبات ذرات معلق بخوبی توسط اطلاعات جمع آوری شده در رابطه با ذرات معلق آلوده کننده ای که از یک منبع بوجود می آیند نظیر احتراق ذغال سنگ نشان داده می شود. هنگامی که توده وسیعی از ذغال سنگ سوزانده شود، بیشتر مواد معدنی که بعد از احتراق باقی می مانند به شکل خاکستر می باشند. ترکیب پایه و اصلی این خاکستر آلومینیوم سیلیکات است که در خا

ک چینی هم مشترک می باشد. در کارخانجات موتوریزه بیشتر از تکه های نرم و خرد شده ذغال سنگ استفاده می شود تا توده های حجیم آن. تحت شرایطی، به اندازه ۸۰ درصد از خاکسترهای به همراه گازهای وارد شده به اتمسفر تحت عنوان خاکسترهای پراکنده حمل می گردند. ترکیبات خاکسترهای پراکنده جمع آوری شده از گازهای سوختی در جدول فهرست بندی شده است. به نظر منطقی می رسد که در نظر بگیریم ترکیب خاکستر های پراکنده شده مشابه ترکیبات حاصل از گازهای سوختی باشد.

ذغال سنگ علاوه بر اجزای اصلی (ترکیبات اصلی)، حاوی مقدار کمی عناصر نادر (کمیاب) می باشد. عناصر نادر به طور کلی به موادی اطلاق می شود که در محدوده ما بین ۱/۰ درصد (ppm1000) یا کمتر در پوسته زمین یافت می شوند. در طی تشکیل ذغال سنگ، این عناصر تمایل دارند تا یک حدی در ذغال تغلیظ شوند. در اثر احتراق عناصر نادر (کمیاب) از ذغال آزاد شده و به صورت ذرات معلق گازی شکل منتج می گردند. به طور کلی عناصر کمیاب به شکل اکسیده خود در آمده و به خاکسترهای پراکنده ای در هوا معلق هستند. با وجود غلظت کم عناصر کمیاب در ذغال، مقادیر نسبتاَ زیادی از آنها در ذرات معلق یافت می شوند. بسیاری از این عناصر کمیاب سمی می باشند و اگر غلظت آنها در اتمسفر افزایش یابد، خطرات زیان بخشی بر سلامت انسان خواهند داشت.

۳-۶- اندازه ذرات معلق:
اندازه ذرات معلق بر حسب میکرومتر (۱NM) بیان می شود که این واحد یک میلیونیوم متر است. دامنه تغییرات اندازه معلق بین ۰۰۰۲/۰ میکرومتر (کمی بزرگتر از مولکولهای کوچک) تا ۵۰۰۰m می باشد . اندازه تعدادی از ذرات معلق همچنین دامنه تغییرات اندازه ذراتی که بر سلامت انسان تاثیر می گذارند آورده شده است. رابطه ی بین اندازه ذرات معلق آلوده کننده و منابع آن ها وجود دارد ذراتی با قطر بیشتر از m10 در نتیجه فرایندهای مکانیکی از قبیل فرسایش بادی، اسپری کردن و خرد نمودن مواد و نرم کردن یا خرد شدن مواد توسط وسایل نقلیه موتوری و عابرین پیاده ایجاد می شود.
ذراتی با قطر بین m10 تا ۱ حاصل از خاک مناطق، محصولات حاصل از احتراق مواد در صنایع و گرد و غبار و خاک حاصله در محل مودر نظر و همچنین در بعضی از مناطق نمکهای دریا می باشند. ذراتی با قطر بین m1/0 تا ۱ به طور عمده محصولات حاصل از احتراق و یا ذرات پراکنده فتوشیمیایی می باشند. ماهیت ذرات با قطر کمتر از m1/0 کاملاَ از نظر شیمیایی مشخص نشده است. به نظر می رسد که از منابع سوختی منشا گرفته باشند. ذرات کوچکتر از m1/0 در اتمسفر رفتاری مشابه رفتار مولکول از خود نشان می دهند. حرکت آنها در اثر برخورد دائمی با مولکول های گاز به صورت تصادفی و اتفاقی در می آید. علاوه بر این، آنها اغلب با یکدیگر برخورد کرده، بهم دیگر چسبیده و تشکیل مجموعه بزرگتری را در طی عمل انعقاد می دهند. ذراتی بزرگتر از m1 رفتار کاملاً متفاوتی را از خود نشان می دهد. زیرا ذرات بزرگ بوده و به دلیل جاذبه زیاد ته نشین می شوند. میزان انعقاد (لخته شدن) چنین ذراتی پایین (کم) است.
ذرات بزرگتر از m10 به دلیل جاذبه شدید بین ذرات مدت کوتاهی در هوا معلق می مانند. عم

ل تحریک و جابجایی ذرات در اثر جاذبه زیاد مابین آنها، رسوبی شدن نام دارد. در نتییجه فرایند لخته شدن و رسوب کردن، ذراتی که به صورت معلق برای مدت زیادی در اتمسفر باقی می مانند. اغلب اندازه مابین m10 تا ۱/۰ دارند. اندازه ذرات معلق عامل مهمی در تشخیص اثرات آلوده کننده ذرات مذکور است

اثرات ذرات معلق بر روی مقدار کل اشعه خورشیدی
آلودگی توسط ذرات معلق تقریباً مقدار تابش نور خورشید را به سطح زمین کاهش می دهد. موا

د آلوده کننده بعضی از پرتوهای فرعی (ساطع شده از خورشید) را جذب و برخی را به فضا بر می گردانند و دو نتیجه این امر عبارت است از: ۱- کاهش بینایی در اثر کاهش نور مرئی در دسترس ۲- کاهش دمای زمین
نواحی شهری به علت دارا بودن مقدار بیشتری از ذرات معلق در اتمسفر به مقدار ۱۵ تا ۲۰ درصد کمتر از نواحی روستایی، اشعه خورشید را دریافت می کنند. در طول دوره هایی با آلودگی هوای زیاد، میزان اشعه ای که به سطح زمین می رسد تا ۳۰ درصد نیز می تواند کاهش یابد.
در نیتجه این کمبود نور، نزا به نور مصنوعی در ادارات، کارخانجات و منازل به وجود می آید که یک فشار اقتصادی محسوب می گردد. بعلاوه، تولید نور نیازمند مصرف انرژی که خود موجب افزایش ذرات معلق در اتمسفر می شود.
در ارتباط با رابطه ممکن میان کاهش اشعه خورشیدی و تعادل حرارتی زمین نگرانیهایی وجود دارد. علیرغم افزایش CO2 اتمسفر در طی چند دهه گذشته که می بایست موجب افزایش دمای زمین شود ملاحظه می گردد به دمای متوسط زمین از دهه ۱۹۴۰ به طور نامحسوس کاهش یافته است افزایش انعکاس اشعه خورشید توسط ذرات معلق بیش از آن حدی است که توسط اثر آب و هوایی CO2 اتمسفر جبران می شود.

کنترل انتشار ذرات معلق
تکنیک های که برای کنترل انتشار ذرات معلق وجود دارندهمگی بر تسخیر آنها قبل از وارد شدن به اتمسفر استوارست . روشهای برای انجام این کار مهم وجود دارد که به اندازه ذرات بستگی دارند. چهار نوع از وسایلی که امروزه استفاده میشوند عبارتند از:
۱- اطاقک تصفیه بر اساس وزن ذرات، گازهای جاری وارد اطاقکی که به اندازه کافی برای کاهش دادن سرعت آنها بزرگ است میشوند و یک چهارچوب زمانی کافی برای ته نشین شدن ذرات یا قطرات تدارک دیده شده است اطاقک معمولا به شکل یک مخزن مستطیل شکل افقی است. ذرات با قطربیش از ۵۰ میکرومتر عموما از این راه جدا می شوند. زمان ته نشینی طولانی که برای ذرات کوچکتر لازم است، موجب شده تا این نوع دستگاه برای جداسازی آنها غیر عملی باشد.
۲- جمع کننده های گردبادی، جریان گاز در یک مارپیچ چرخشی موجب ایجاد یک نیروی گریز از مرکز بر روی ذرات معلق شده و آنها را به بیرون از جریان گاز یعنی به طرف دیواره ها که محل جمع آوری آنهاست، می راند چنین دستگاههایی با کارآیی ۹۵ درصد برای ذراتی با قطر ۵ تا ۲۰ میکرومتر مورد استفاده قرار میگیرد.
شکل۱۴ دیاگرام شماتیک از یک نمونه جمع کننده گردبادی است.
۳- تصفیه کننده های مرطوب، شیوه های تصفیه از یک مایع (معمولا آب ) در کمک به جداسازی

آلودگی های جامد، مایع و گازی استفاده می شود.
کارآیی این نوع وسایل بستگی به درجه و تاثیر متقابل میان فاز مایع و آلودگی های مورد جداسازی دارد. میزان تماس و تاثیر متقابل با استفاده از اطاقک های اسپری با برج هایی که مایع را به صورت اسپری در می آوردند افزایش می یابد.
راه دیگری که غالبا مورداستفاده قرار میگیرد عبور از بالا به پایین مایع از بین یک بستر فشرده از مواد

است. در زمانی که جریان گاز از پایین به بالا صورت میگیرد. مایع دارای جریان عکس است.
۴- رسوب دهنده های الکترواستاتیکی، حرکت ذرات در ناحیه ای که دارای پناسیل الکترواستاتیکی بالا است منجر به باردار شدن آنها شده و سپس به ناحیه ای بار مخالف جایی که بتوانند جمع آوری شوند، جذب می گردند.
دو طرح اولیه از این وسایل، لوله و صفحه می باشند. نوع صفحه ای شامل یک سری از صفحات فلزی موازی با پناسیل الکتریکی بالا می باشد، به طوریکه صفحات با بار مخالف در کنار هم هستند. (شکل۱۵). در نوع لوله ای یک سیم تخلیه بار از مرکز لوله می گذرد که یا به زمین متصل است و یا به وسیله سیم دیگری شدیداً باردار می شود. شکل۱۶ یک طرح شماتیک از این دستگاه است.

۱۲-۶ ذرات معلق آلی
موادی آلی که به صورت ذرات معلق در اتمسفر قرار دارند به دو دسته آلیفاتیک و آروماتیک تقسیم می شوند. آلیفاتیک ها، ترکیباتی هستند که بین ۲۸-۱۶ کربن دارند و چنین به نظر می رسد که برای سلامتی انسان مضر نیستند و در واکنشهای اتمسفری هم شرکت نمی کنند. دسته آروماتیک ها که معمولاَ دارای چند حلقه آروماتیکی بوده و بسیار خطرناک و سرطان زا می باشند. چند نمونه از این مواد عبارتنداز: بنزوپیرن – اکریدین – بنزوفلورانتین -کریستن
از مواد آلی اکسیژندار که در هوای آلوده یافت می شوند می توان آلدهیدها، کتونها، اپوکسیدها، استرها، کتونها و لاکتون ها را نام برد که تعدادی از آنها سرطان زا هستند. در بین اسیدهای آلی استئاریک اسید CH3(CH2)16CO2H پالمتیک اسید CH3(CH2)14CO2H لینوئیک اسید و میرسدC18H34O2 اولئیک اسید اسید لوریک و بهنیک اسید در اتمسفر یافت شده اند. از مواد قلیایی موجود در اتمسفر اکریدین را توان نام برد.
ازن : ازن یکی از سازاهای طبیعی جو است و درارتفاع زیاد دارای تراکمبسیار بالایی است . اما در نزدیکی سطح زمین تراکم آن متغیر است. مقادیر مشاهده شده بدون آلودگی و در سواحل غیر مسکونی بین ۴۰ تا ۶۰ میکروگرم در متر مکعب است.
در شهرهایی که آلودگی ناشی از گازهای اگزوز وسایل نقلیه نسبتاَ کم است، ازن با تیدروکربورها به طور دقیقتر با اولفین ها ترکیب می شود و از بین می رود. سازوکار این واکنش که در مرحله گازی انجام می گیرد، با تشکیل موقتی یک یون مضاعف توجیه می شود که به سرعت تفکیک می شود و تولید یک ترکیب کربونیلی و یک یون مضاعف جدید می کند؛ این سازوکار با ساز و کار تشکیل اوزونید در مرحله مایع متفاوت است:
این یون سپس بر حسب سه روند متمایز، که تابع ساختمان اولفین اولیه است، تفکیک می شود:
برعکس، هنگامی که مجموعه ای از مقتضیات خاص ایجاد شود آلودگی زیاد و آفتابگیری شدید که شرایط ایجاد مهدود اکسید اند نسبت ازن موجود در جو افزایش پیدا می کند و به ۱۰۰۰ تا ۱۲۰۰ میکروگرم در متر مکعب می رسد. این ویژگی در مورد تشکیل نیترات پراسیل نیز مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
آلاینده های معدنی مختلف
۱- فلوئور و مشتقات آن. فلوئور در طبیعت به صورت فلوئور و بسیار فراوان و تقریبا همیشه در کانه

های فوسفور با این عنصر همراه است. این کانها ماده اولیه صنایع تبدیلی بسیاری هستند که اساساَ تولید اصلی آنها انواع کودهاست (اسید فوسفوریک، فوسفات امونیوم، سوپر فسفاتها، و غیره) در این صنایع با وجود آنکه در انتهای زنجیره تولید دستگاههای شستشو نصب شده است و حتی کار آیی آن ها می تواندفراتر از ۹۹ درصد نیز باشد، مجموعه عملیات تکلیس و تاثیر اسید سولفوریک موجب انتشار کمابیش فراوان ترکیبات فلوئوردار می شود.

صنایع تولید آلومینیوم بوکسیت مذاب را الکترولیز می کنند؛ در این مورد از کربولیت به عنوان مایه گداز استفاده می شود. این ماده هگزا فلوئور و آلومینات سودیوم [AlF6]Na3 است. تولید آلومینیوم در دماهای بالا صورت می گیرد، وایجاد محصولات فلوئوردار غیرقابل اجتناب است. متداولترین نوع آلودگی فلوئوری در دره های آلپ است، چه در این منطقه، به دلیل نزدیکی کانه ها و منابع انرژی الکتریکی، صنعت آلومینیوم متمرکز شده است.
۲- سرب و مشتقات آن. سرب و مشتقاتش که اساسا اکسیدهای آنند، دو منشاء احتمالی دارند: از جنبه موضعی، در نزدیکی کارخانه هایی که سرب تولید می کنند یا در حالت مذاب آن را به مصرف می رسانند مشاهده می شود. اساسا این نوع، صنایع، کارخانه های بازیابی ضایعات وسایل سربی (لوله های کهنه، صفحات انباره ها، و غیره) هستند، اما وجود آنها در هوای شهرها به علت اضافه کردن ترکیبات آلی سرب مانند تتراآلکیل سرب (تترامتیل، تترااتیل، وغیره) در سوخت مایع خودروهای موتوری است. این مواد به علت قدرت ضد انفجاری که به بنزین می بخشد مشهورند. در خلال احتراق مخلوط ئیدروکربورهای سوختنی در سیلندرها، این ترکیبات به نحو کمابیش شدیدی تخریب می شوند و سرب در گاز حاصل از سوخت، خواه به صورت فلز، اکسید خواه مجدداَ به شکل ترکیبات مختلف در می آید که از واکنش با دیگر سازاهای کمکی بنزین به وجود آمده اند به عنوان مثال مشتقات هالوژن. بخش کمی از سرب به صورت ترکیبات آلی در فضا یافت می شود. در پاریس، محتوای سرب معدنی، در حوالی چهارراههای بسیار آلوده کمتر از ۱۰ میکروگرم در متر مکعب هواست.
۳- اکسیدهای آهن. منبع اصلی نشر اکسید آهن در فضا ، صنعت ذوب آهن است زیرا: در مبدلها، هوا، و در حال حاضر به طور روزافزون اکسیژن، را بر روی فلز مذاب می دمند تا کربون بسوزد، اما اثر مستقیم اکسیژن بر فلز غیرقابل اجتناب است و مقدار بسیار زیادی Fe2O3 به وجود می آید که در محیط زیست پراکنده می شود.
۴- سیلیکانها. هر یک از ما با عبور از نزدیکی یک کارخانه سیمان می تواند ملاحظه کند که چشم انداز حول و حوش آن رنگهای زیبای خود را از دست داده و با غبار سفیدی پوشیده شده است؛ سقف منازل، درختان، زمین، همگی در قشر کمابیش ضخیم گرد و غبار سیمان که از کوره خارج شده فرو رفته اند. با مشاهده چنین نمود واضحی از یک ألودگی موضعی، نباید فراموش کرد که ای

ن فقط مربوط به ذرات سنگینتری است که قابلیت نشت دارند و بخش دیگری از ذرات که نمی توان از أنها صرف نظر کرد با ابعادی کوچکترند که به مناطق کمابیش دور کشانده می شوند. این امر خود دلیل اصلی حضور سیلیکاتها در فضاست و دلیل دیگر انتشار أنها وسایل سنگ شکن ابتدای است که در نزدیکی معادن سنگ مشغول به کارند.

بوها :

در خاتمه باید انتشار مواد بد بو را ، که ماهیتشان اغلب اوقا ت ناشناخته است ، ذکر کرد. این مواد برای اشخاصی که در معرض آنها قرار دارندگاه ، اگر واقعاً مضرنباشد ،عذاب غیر قابل تحملی خواهد بو ددر محلها ی تخلیه عمومی زباله ، فرایندهای میکروبی اتفاق می افتد و در آنجا گرمای آزاد شده از پدیدهای اکسایش خود به خودی مواد آلی ممکن است موجب آتش سوزی بی دلیل شود . این عمل همیشه با پیرولیز (آتشکافت ) گسترده همراه است که غالباً‌ منبع غیر قابل تحمل بوهای بد است . برخی از صنایع نیز به خاطر هوای نامطبوعی که در محیط پیرامونشا ن به وجود می آورند شهرت دارند ، از آن جمله کارخانه هایی که با استخوان و باقیمانده های کشتار گاهها کار می کنند، صنایع بسته بندی مواد گوشتی ،دباغیها ، کاغذ سازیها ، و غیره .
تمام آنچه که برشمرده شد ، نمودی از آلودگی هواست : آلودگی ، هم ازنظر تنوع آلاینده ها
و هم به علت عظمت وزنی مواد نشر یافته درکل دنیا ، مشخص می شود و محاسبه آن بسیار دشوار است .
اثر کلی آلاینده های جوی بر اعضای مختلف و عملکرد بدن انسان ؛
در مطالبی که در پی خواهد آمد ، ظواهر کلی اثرات آلاینده های فضایی را – بدون آنکه در میزان سهم و مسئولیت هر یک تمایزی قائل شویم – مورد بررسی قرار خواهیم داد .

۱- تأثیر روی نایژه های و ریه ها :
نظر به حساسیت دستگاه ریوی – تنفسی در برابرزیان آلاینده های جوی ،‌ طبیعتاً‌ مطالعات انجام شده در مدتی بیش از پانزده سال در کشورهایی که آلودگی هوا در آنها به صورت مسئله نگران کننده در آمده ، معطوف به همین موضوع مهم بوده است .
به طورکلی می توان گفت که آلودگی متداول جو که دارای عیار متوسطی از آلاینده هاست برای انسان سالم جای ترس ندارد برعکس، اشخاصی که آمادگی قبلی داشته وبه بیماریهای
مختلف ریوی – تنفسی مبتلا شده باشند ، حق دارند که ازآن بیمناک باشند ازمیان این بیماران
بایستی بویژه دسته ای را مورد بررسی قرارداد که به برونشیت مزمن و نارسایی انسدادی تنفسی مبتلا بوده اند .
ابتدا به تعریف برونشیت مزمن می پردازیم از میان ظواهر مختلف این بیماری می توان با استفاده از نظریات فرئور وکودری ،موارد زیر را تمیز داد .
– برونشیت های مزمن شدید به تمام بیماریهایی گفته می شود که با سرفه خلط دار یا بدون خلط مشخص می شود : این عارضه در طی سه سال و در بخش عمده ای از هر سال به طور روزانه در ساعات معینی از روز همراه است ؛
– برونشیت حاد عود کننده به برونشیت های سختی اطلاق می شود که بیش از سه هفته به طول می انجامد و هرساله ظاهر می شود این عنوان هنگامی به بیماری اطلاق می شود که سه سال پیاپی تکرار شود ؛
– برونشیت های مزمن خفیف بیماریهایی هستند که با سرفه های صبحگاهی یا عوارض نزدیک به آنچه که برای برونشیت شدید گفته شد مشخص می شوند و مدت عارضه آنها کمتر از سه سال است .
علائم مشهود برونشیت عبارت است از ؛ سرفه های خشک گاه و بیگاه که بسرعت با خلط کما بیش زیاد همراه می شود ؛ این خلط در ابتدا روشن است، سپس چرگ آلوده می نماید همراه با آن ، ناراحتی تنفسی به وجود می آید که در ابتدا گهگاه بوده و در هنگام تلاش کردن رخ می دهد ، سپس بتدریج افزایش می یابد به طوری که باعث کاهش نیروی کاری می شود یا کارگر را مجبور می سازد شغل خود را عوض کند با توجه به این چهار چوب اختلاف مزمن ، حوادث وخیمی نیز افزوده می شود که عبارتند از ناراحتی تنفسی شدید به طوری که بیمار مجبور به ترک تمامی فعالیتها می شود ، ناراحتی ناشی از عفونت شدید مجاری تنفسی که با تب و چرک آلودگی خلط

مشخص می شود و بیمار را مجبور به بستری شدن و مداوا با آنتی بیوتیک می سازد در این حالت گاهی بستری شد ن در بیمارستان اجباری است بنا بر برآورد انگلیسیها ، حداقل ۱۰در صد مرگ و میر کلی ناشی از برونشیت مزمن است از مدتها پیش ، پزشکان خاطر نشان ساخته اند که برونشیت مزمن با دخانیات و بویژه سیگار ارتباط مستقیم دارد نویسندگان انگلیسی موفق شده اند نقش آلاینده های جو را در دخالت حال مبتلایان به برونشیت مزمن ثابت کنند احتمالاً‌ نتیجه بدی کیفیت هوای استنشاق شده در مورد مبتلایان به تنگی نقس (آسم ) و ورم شش ( آمفیزم )

بسیار بارزتر است .
بیماران نارسایی انسدادی تنفسی با ناراحتی دراز مدت عمل تنفس مشخص می شود این ناراحتی به علت آن است که عمل نفوذ هوا در شبکه درخت تنفسی با یک افزایش مقاومتی مواجه می شود این عارضه نشانه یک بیماری خاص نیست ، بلکه همیشه در مواردی که آلودگی فضا تنها عامل ایجاد ناراحتی باشد مشاهده شده است ، از جمله نزد کارگرانی که در تونلهای جاده سازی کار می کنند یا ساکنان شهری بسیاز آلوده در غرب پنسیلوانیا البته در مقام مقایسه با ساکنان شهری بسیار آلودگی کمتری است .