بارانهای اسیدی، نهشت مرطوب و علت افزایش بارندگی در مناطق کوهستان- دکتر موسوی بایگی
تعریف آلودگی هوا:
ترکیب هوای خشک متشکل از ازت، اکسیژن، هلیوم؛ آرگون؛ نئون و.... که 79% آن را ازت،8/19% اکسیژن و تنها حدود 1% را بقیه گازها تشکیل می‌دهند. هر یک از گازهای جو اگر از نسبتی که باید در سهم خود داشته باشند زیادتر یا کم تر داشته باشند، هوا آلوده است.
آلاینده‌های هوا کدامند؟ آلاینده‌های هوا می‌توانند ذرات جامد گردو خاک دود ناشی از سوخت‌های فسیلی، انواع گازهای گلخانه ای و یا خوشه های یونی از قبیل یون‌های سولفور و بنتریت و نیترات و آمونیاک و ... هستند ؟ آیا همه آلاینده‌های جوی مضرند خیر بعضی آلاینده‌ها مفیدند، زیرا بسیاری از آلاینده‌های جوی در فرآیند تشکیل بارندگی از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند. ذرات جامد و ریز گردو غبار و نمک با قطر بین راه تا امیکرون جزء این دسته هستند. ذرات خیلی بزرگ و غول پیکر و ذرات خیلی ریز نمی توانند نقشی در تشکیل هستک‌های باران را داشته باشند. ذرات جامد با قطر اره تا تا امیکرون می‌توانند به ارتفاعات بالاتر بروند و رطوبت جوی آنها متراکم می‌شوند و می‌توانند به صورت قطرات باران برگردند.غلظت آلاینده‌هایی که در جو وارد می‌شوند به طور مستقیم (آلاینده‌های اولیه) و موادی که از آنها شکل می‌گیرند (آلاینده‌های ثانویه) تابعی از شرایط جوی و فرآیندهایی است که در هنگام عبور سیستم‌های جوی اتفاق می‌افتد مهم ترین آلاینده‌ها عبارت‌اند از NH4,NO2,SO2
دی اکسید سولفور SO2: منشا اصلی آن در جو فعالیت‌های انسانی، فعالیت آتشفشانی و سوخت فسیلی است.
اکسید‌های نیتروژن NO2: چشمه اصلی آنها سوخت‌های فسیلی، زغال سنگ، فعالیت باکتری‌ها، رعد و برق، آتش سوزی جنگل‌ها، فعالیت‌های خورشیدی است گازها به دو طریق به زمین بر می‌گردند:
1- نهشت خشک= که در اثر نیروی وزن خود به زمین می‌رسند
2- نهشت مرطوب wet deposition= که در اثر بارش باران و ... به زمین می‌رسند یا مشخص می‌کند که چه مقدار اسید در اثر بارندگی به جو زمین وارد می‌شود
DM(gMm2)=[M] (mgl-1)*Rainfall(mm)*10-3
DM= یون مورد نظر که رسوب می‌کند
g=جرم
M=غلظت یون
Rainfall =مقدار بارندگی برحسب mm
آلاینده‌ها در اثر کمترین وزش باد به بالا می‌روند و در قله کوهها جمع می‌شوند که این نشاندهنده آن است که آلوده ترین بارندگی در قله کوهها صورت می‌گیرد.
بارندگی‌های اسیدی در خاک تولید H+ so4-2, H+ می‌کنند و بعد وارد دریاها می‌شوند و با عناصر درون دریا ترکیب می‌شوند.
در بسیاری کشورها حد بحرانی مقدار اسید خاک را محاسبه کردند و اختلاف باران و خاک را پیدا کردند و راه حلی برای آن در نظر گرفتند. از مدلی استفاده کردند که میزان نهشت آن را در محیط بدست آوردند. برای این کار منطقه ای 25*25km در نظر گرفتند. این منطقه را به 46*46 قسمت درجه بندی و میزان باران اسیدی را که به این منطقه وارد می‌شود را برآورد کردند میزان اسید این منطقه را با ساحل اقیانوس اطلس مقایسه شد. بارندگی در ارتفاعات به مراتب بیشتر از مناطق دشت است آب استحصالی از ابر و مه 3 برابر بیشتر از اولین بارندگی است. ما از این اطلاعات نتیجه می‌گیریم که در قله کوه بارندگی 3 برابر بیشتر از دشت بود.
در قله کوهها، ابرهای قله ای وجود دارند که قدرت بارش ندارند ولی باعث بارندگی ابرهای بالایی می‌شوند لذا به آنها seeder-feeder می‌گوییم. ابرهای قله ای در هر ساعتی متر مربع 300-250 قطره آب دارند. افزایش تعداد قطرات آب در ابر موجب کاهش قطر قطرات آب در ا بر شده و لذا از مقدار بارندگی ماکزیمم می‌کاهد. همچنین افزایش قطر قطرات موجب شکافتن هوای اطراف آن شده و لذا خطوط جریان در اطراف آن شکل می‌گیرند. ما در جو شرایط invertion داریم. لایه نزدیک زمین سرد و بالا گرم می‌شود و برعکس شرایط معمول است و هوا به سمت بالا نمی تواند حرکت کند و یک علت آلودگی میباشد.
آلودگی خاک Soil pollution - دکتر فتوت
آلودگی خاک
به آلودگی آبهای سطحی و آلودگی آبهای زیر زمینی تقسیم می‌شوند. البته آلودگی هوا وجود دارد که مورد بحث ما نیست .اثر آلودگی بر روی رفتار گیاه استinteraction with plant و اینکه این آلاینده‌ها چگونه از چرخه‌های مختلف وارد زنجیره غذایی شده و به بدن انسان می‌رسند تعریف آلودگی (از دیدگاه خاک): تجمع بیش از حد یک عنصر و ساده را که منجر به ضرر در انسان می‌شود. طبیعت هیچ جا را به عنوان آلودگی نمی شناسد مثلا معدن مس به نظر طبیعت آلودگی نیست.
در اتمسفر حرکت Diffution دارد. و طبیعت تلاش می‌کند که توضیح یکنواخت و همگن ایجاد می‌کند سپس co2 در یک جامع نمی شود و محکوم به حرکت است که ترمودینامیک نیز آن را اثبات می‌کند. وجود یک معدن به این صورت است که مثلا 10000 سال گذشته عناصر در مکانهای مختلف Difution می‌کند و این حرکت امکان دارد در چندین مرتبه به یک جا ختم شود و تولید معدن کند.آلودگی به این صورت است که ما طول عمرمان کم بود. و اگر عمرمان را می‌توانستیم با زمان مطابق کنیم دیگر موضوع آلودگی را نداشتیم.
آلودگی Pollution=1-soft pollution 2-Hard pollution
Soft pollution= یعنی وقتی آلاینده وارد بدن انسان می‌شود، این اثر سمی می‌تواند به نوعی دفاع تبدیل شود مثلا فاضلاب بیمارستانی اگر وارد کاهو شود، این پاتوژن وارد بدن انسان می‌شود و با عمل پوشاندن، شستن، خرد کردن و پوست کردن می‌توان آلودگی را کم کردن و یا با داروهایی درمان شود. اگر سموم زیاد علفکش وارد گیاه و بعد وارد بدن انسان شود، امیدواریم که این آلاینده بشکند (degree) و تجزیه سوزی شود و اثر سوء خودش را از دست بدهد .
Hard pullotion=یک اتم جیوه یا یون سرب و فلزات سنگین وقتی وارد خاک شود قابل تغییر نسبت و شکستن و پختن فرقی نمی کند و وارد گیاه می‌شود و بعد وارد بدن و اثر خودش را می‌گذارد در بافتهای چربی عناصر تجمع می‌یابد، فلز سنگین که وارد بافت چربی می‌شود با استرس و بیماری وارد جریان خون می‌شود
Bioaccumulation بسته به شغل، استرس، سن فرق می‌کند.
فلزات سنگین در تمام زندگی ما است، در شامپو، دستمال کاغذی، با طراحی ساعت.
EDTA یک کمپلکس کننده است chelate اغلب فلزات سنگین کمپلکس می‌کند. اگر ما جسمی داشته باشیم که در آن فلز سنگین باشد می‌تواند به راحتی آن را حل کند و بکشد. هر عنصری که بخواهد توسط گیاه جذب شود باید به صورت قابل حل در بیاید مثلا ZnCO3 که بسیار نامحلول است و چیزی عاید گیاه نمی شود و EDTA می‌تواندآن را به راحتی کمپلکس کند و وارد گیاه شود.
EDTA یکی از ترکیبات تشکیل دهنده مواد بهداشتی است. این EDTA وارد فاضلاب شده. هر ماده آلی که وارد خاک می‌شود از این فاضلاب برای آبیاری زمین استفاده می‌شود و باعث کاهش pH خاک و در یک کلمه باعث افزایش حلالیت فلزات سنگین می‌شود عکاسی‌ها، آبکاری، بازار طلا، بسیاری از صنایع جزء آلاینده مطرح می‌شود.
تنها منشاء کود فسفاته، سنگهای فسفاته است کاملا معدنی است هر کشوری سنگ فسفات بیشتری داشته باشد، کود فسفات زیادی دارد مثلا مراکش ما وارد کننده سنگ فسفات و کود فسفات هستیم.
هر فلزی که چگالی آن از 5-6gr/cm3 یا بیشتر باشد جزء فلزات سنگین مطرح می‌شود خاکهای ما خاک آهکی است و حلالیت فلزات سنگین کاهش می‌یابد. نکته مهم دیگر کربنات کلسیم در خاک ما زیاد است که باعث رسوب یکسری عناصر سنگین و نامحلول کردن آن می‌شود این دو نکته برای خاکهای ما اهمیت زیادی دارد و ما به شدت کشورهای دیگر مشکل نداریم.
به علت رشد جمعیت در کره خاکی به انبوهی از سطح مصرف مواجه هستیم که رابطه خطی با افزایش جمعیت دارد. اگر جمعیت 5/1 برابر می‌شود مصرف بیشتر تولید و ضایعات بیشتری را به همراه خواهد داشت. با افزایش جمعیت میزان مصرف به مراتب بیشتر از نظرات کمی به جامعه اضافه خواهد شد نمونه آن برق، تلفن اما در جهان سوم مصرف بیشتر به صورت صعودی قیمت و هزینه زیادی می‌شود
انواع آلاینده‌ها
1-organic = آلی
2-inorganic= غیر آلی - معدنی
با بررسی اجمالی در آلایندهای آلی organic چندین گروه مطرح می‌شوند انواع آنیونها: نیترات No3 فسفاتها H2po4، سولفاتها so4، کلراتها cl- وفلورایت F- اگر غلظت نیترات بیش از 45pmm در آب آشامیدنی باشد. منجر به ناراحتی گوارش خواهد شد. در پستانداران باعث (MJethemogloglpbinemia) خواهد شد.
در اثر افزایش No3 در سیستم گردش خون تبدیل به نیتریت می‌شود و برای تامین اکسیژن خود به سراغ گلوبول قرمز می‌رود و اکسیژن هموگلوبین را می‌گیرد و گلبول‌های قرمز قادر به انتقال اکسیژن نخواهد بود و اگر غلظت این نوع گلوبول‌ها بیشتر از 70% شود، فرد خواهد مرد.
فسفاتها
افزایش بیش از حد غلظت فسفردر آبهای سطحی را اوترو فیکاسیون گویند که سبب افزایش جلبک‌های و کاهش اکسیژن می‌شود. و در اثر مرگ جلبک‌ها باعث تجمع مواد آلی در آبهای سطحی می‌شود که باید لاشه جلبک‌ها تجزیه شود. و برای تجزیه مواد آلی نیاز به اکسیژن است که سیستم آبزی از شرایط اکسید به شرایط احیا تبدیل خواهد شد
فلوراید: فلورین یا گاز فلوئور F2 یا گاز کلر cl2 تصفیه کننده هستند فلئور باعث استحکام استخوان و دندان‌ها می‌شود و در خمیر دندان فلوراید وجود دارد و حتی فلوئور را در حد مجاز در آب آشامیدنی وارد می‌کنند. و دامهای که از علوفه ای که فلوراید زیادی دارد تغذیه می‌کنند دچار بیماری فلورسیس می‌شوند که باعث نرمی استخوان دام می‌شود. در خاکهای شور، سدیم کلراید و منیزیم کلراید که افزایش بیش از حد کلر باعث شوری می‌شود که نوعی آلودگی است.
2-کاتیون‌ها: مثل سدیم، منیزیم، کلسیم، فلزات سنگین که بیش از 90 درصد آنها کاتیون دو ظرفیتی هستند مثل نیکل، سرب، جیوه، و روی و مس، کادمیم. این دسته از فلزات به علت اهمیت زیادی که دارند جزء یک گروه جداگانه از آلاینده‌ها تقسیم می‌شوند.
3-مواد رادیو اکتیو= این گروه در حال زوال و فرسوده شدن هستند و جرم آنها در حال کاهش است. عنصر رادیواکتیوی که نیمه عمر کمی دارد را به نوعی می‌توان کنترل کرد ولی اگر نیمه عمر بالایی داشته باشد یعنی همیشه و به مدت طولانی تشعشع ساطع خواهد کرد. برای اصلاح خاکهای آلوده به ایزوتوپ‌های رادیواکتیو هیچ راهی وجود ندارد تنها راه این است که بین این مواد و قربانی‌ها فاصله ای بگذاریم
4-مواد جامد معلق= این نوع آلاینده گاهی توسط بعضی گیاهان جذب می‌شودد مثل ذرات سرب و هم در سطح برگ مایع تبادل اکسیژن و CO2 می‌شوند. همه این آلاینده‌ها توسط گیاه جذب می‌شوند و جزء hard pollutant
آلاینده‌های آلی
این گروه ترکیبی هستند اغلب از ملکول‌های درشت و بر اساس فرمول شیمیایی و یا کاربرد تقسیم بندی‌های مختلفی دارند. سمومی که در کشاورزی مصرف می‌شود شامل pesticide، herbicide, Nematocide ,Fungicide ,insecticide میباشد از مهمترین ترین این گروه می‌توان حشره کش ددت را نام برد که در جنگ جهانی دوم استفاده شد و در بدن ماهی‌های اقیانوس اطلس جنوبی دیده شد PAH ,PCBها ترکیبات آلی هستند که مقاومت بسیار بالایی در برابر حرارت دارند و حلال‌های بسیار خوبی هم هستند وقتی روی گیاه اسپری می‌کنیم. 50% به هوا متصاعد می‌شود. 30-25ّ% وارد خاک می‌شود و 10 درصد صرف هدف می‌شود سپس 99% سم وارد محیط زیست می‌شود نیمه عمر ددت 20 سال است.
هر چه PH خاک پایین تر باشد جذب علف کش‌ها توسط کلوئیدهای خاک بیشتر صورت می‌گیرد.
منابع آلوده کننده محیط
1-فعالیت‌های معدنی
2-سوخت‌های فسیلی از جمله نفت و بنزین و گازوئیل که در آنها سرب وجود دارد.
3-فعالیت‌های کشاورزی
4- فاضلاب‌ها: استفاده مجدد از فاضلاب‌ها ما را به چندین هدف می‌رساند.
الف)فاضلاب‌ها دارای مقدار زیادی نیتروژن و فسفر هستند و نیز دارای مواد آلی خوبی هستند و مقدار اصلی زیادی آب صرفه جویی می‌شود و از تجمع فاضلاب جلوگیری می‌کند اما فاضلاب 2 تا مشکل دارد. 1-اغلب EC بالایی دارند و مشکل pollutant که در راس آنها فلزات سنگین هستند. خاک یک فیلتر فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی بسیار خوب است و عمل تصفیه را به خوبی انجام می‌دهد.
گیاهان و فلزات سنگین
عنصری که توسط گیاه جذب نشود عملکرد به شدت تحت تاثیر آن قرار گیرد و کاهش یابد را عنصر ضروری گویند
دامنه ای که عنصر خاصی توکسیک می‌شود برای بدن ما قبل از رنج سمیت برای گیاه است و این از مشکلات فلزات سنگین است.
گیاهان عنصرها را به صورت یکسان درخود ذخیره نمی کنند.، بیشترین در ریشه‌ها و بعد ساقه برگ و از همه کمتر در میوه و دانه‌هاست و گیاهانی همانند گندم و جو که از بذر آنها استفاده می‌کنند کمترین نسبت را دارند.
با دستگاه Atomic adsorption نمی توانیم در حدppb آنالیز کنیم.
روشهای اصلاح آلودگی فلزات سنگین
1-انتقال یا جابه جایی خاک آلوده
2-0تثبیت فلزات
3-شستن خاک با انواع ترکیبات شیمیایی مثل اسیدها
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 34 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
دانلودمقاله مباحث نوین کشاورزی
