ما هي ملوثات الغلاف الجوي

تعتبر تلوث الغلاف الجوي واحدة من أكبر المشكلات المعاصرة التي تواجه العالم بأسره. إنها حالة عدم توازن في تراكيب المواد والغازات المتواجدة في الهواء، حيث يتم استبدالها بمواد سامة وضارة للكائنات الحية، مثل الدخان والضباب الدخاني، فضلا عن الغازات مثل أول أكسيد الكربون والنيتروجين وأكاسيد الكبريت والهيدروكربونات المتبخرة. ومن بين أشكال التلوث والأكثر ضررا هو تفاعل أكاسيد الكبريت والنيتروجين مع الرطوبة الجوية لإنتاج حمض النيتريك والكبريتيك، ويتساقط هذا الحمض على الأرض على شكل مطر حمضي ويتسرب إلى الأنهار والبحيرات والمباني والنباتات. يحدث تلوث الهواء بأشكال متعددة ويمكن اعتبارها كلها ملوثات غازية متواجدة في الغلاف الجوي، وتطلق على هذه المواد الكيميائية التي تلوث الهواء اسم `الملوثات الأولية`، والتي تتفاعل مع مواد كيميائية أخرى لتكوين ملوثات ثانوية.

انواع تلوث الهواء

ويتم تقسيم تلوث الهواء عادة إلى قسمين: يشمل التلوث الهوائي عادة نوعين من التلوث، وهما التلوث الهوائي الخارجي الذي يحدث خارج المباني مثل الجسيمات الدقيقة التي تتطاير في الهواء، والتلوث الهوائي الداخلي الذي يحدث داخل المباني

اشتعال الفحم والغازات الضارة مثل ثاني أكسيد الكبريت وأول أكسيد الكربون وأكسيدات النيتروجين والأوزون الأرضي ودخان التبغ، أما تلوث الهواء الداخلي فيتضمن التعرض للجسيمات وأكسيد الكربون وملوثات أخرى محمولة في الغبار، بما في ذلك المواد الكيميائية ومنتجات المنزل وغازات البناء وحبوب اللقاح وغيرها، والغلاف الجوي هو طبقة غير مرئية من الغازات تحيط بالأرض

أضرار تلوث الغلاف الجوي

يؤدي تلوث الغلاف الجوي إلى تغيرات كبيرة في درجات الحرارة. نعاني الآن من زيادة كبيرة في درجات الحرارة، ويعود ذلك بالكامل إلى الثورة الصناعية التي أدت إلى زيادة استخدام الوقود الحفري وزيادة عدد المصانع ووسائل التكنولوجيا الحديثة ووسائل النقل. يلعب كل منهما دورا في هذا التلوث، بالإضافة إلى الغازات الضارة المتولدة من أنظمة التبريد القديمة.

وجراء هذا كله ظهر ثقب الأوزون، والأوزون هو الطبقة الخارجية التي تحمي الأرض من أشعة الشمس الضارة مثل الأشعة فوق البنفسجية، ومن أضرار تلوث الغلاف الجوي أيضا ظاهرة الاحتباس الحراري، وهي تتمثل في السماح بمرور الحرارة إلى الأرض بشكل كبير ومنعها من الخروج إلى الغلاف الجوي مرة أخرى، وهذا بالطبع أدى إلى ارتفاع درجات الحرارة، وكل ذلك سوف يؤدي إلى حدوث كارثة عالمية، ألا وهي ذوبان الجليد في القطب الشمالي والجنوبي، والذي بدوره سيتسبب في ارتفاع منسوب مياه البحار.

والضباب الدخاني الكيميائي الضوئي يعد من أكثر أشكال ملوثات الهواء ضررا، وقد تم معرفة خطورته لأول مرة في لوس أنجلوس في أواخر الأربعينيات، ويأتي من الهيدروكربونات غير المحترقة والمتبخرة من السيارات، ومنتجات التفاعلات الكيميائية الضوئية الأوزون والألدهيدات والكيتونات ونترات البيروكسي أسيتيل والأحماض العضوية، ويتسبب الضباب الدخاني في تهيج العين والرئة وغيرهم من المشاكل الصحية، وقد تم تصنيف كلا من السخام، الغبار، الدخان، الأبخرة، والضباب من قبل وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) كملوثات “معايير” – تعني المعايير أن تركيزات هذه الملوثات في الغلاف الجوي مفيدة كمؤشرات لجودة الهواء بشكل عام. يلخص الجدول المصادر والتركيزات المقبولة وتأثيرات معايير الملوثات.

مصادر تلوث الغلاف الجوي

في دراسة حول الغلاف الجوي، تبين وجود نوعين من مصادر التلوث، وهما

• مصادر تلوث طبيعية: تشمل الملوثات التي تنتج بسبب الطبيعة، مثل الدخان الناتج عن رماد البراكين وحرائق الغابات، وغيرها من العوامل التي لا يتدخل فيها الإنسان.
• مصادر بشرية: التلوث العرضي هو التلوث الذي يسببه الإنسان، ويمثل أكبر نسبة من مصادر التلوث مثل السيارات والمصانع وأنظمة التدفئة والسجائر وغيرها الكثير.

طبقات الغلاف الجوي

1. التروبوسفير: الطبقة التي تعيش فيها الكائنات الحية، تشكل 75% من وزن الهواء في الغلاف الجوي، وتتضمن عناصر طبيعية عديدة.
2. الأيونوسفير: تعمل هذه الأجهزة على انعكاس الموجات اللاسلكية القصيرة.
3. الستراتوسفير: لا تحتوي هذه الطبقة على أي تقلبات جوية، وذلك يعود إلى عدم وجود بخار الماء بها، وتتكون من طبقة صغيرة من الأوزون.
4. الأكزوسفير: وتمتد هذه الطبقة حتى نهاية الغلاف الجوي بالكامل.

وعلى الرغم من التقدم الذي وصلت إليه البلاد، إلا أن جودة الهواء بدأت تقل خلال السنوات الماضية، وذلك طبقا لما قالته وكالة حماية البيئة، وذكرت الوكالة أيضا أن أسباب التراجع الأخير في جودة الهواء غير واضحة، ولكنها من الممكن أن تكون بسبب حرائق الغابات، وزيادة أنماط الاستهلاك البشري التي يتحكم بها النمو السكاني والاقتصادي القوي.

ومن المهم أن نذكر أن سوء جودة الهواء يؤدي إلى وفاة الناس في جميع أنحاء العالم، حيث أدى التلوث في الهواء الخارجي إلى وفاة حوالي 4.2 مليون شخص في عام 2016، ومعظمهم من الدول ذات الدخل المتوسط والمنخفض. ووفقا لمنظمة الصحة العالمية، يشكل التدخين في الأماكن المغلقة تهديدا صحيا لحوالي ثلاثة ملايين شخص. تم ربط ارتفاع معدلات الإصابة بأمراض مثل السرطان وأمراض القلب والسكتة الدماغية وأمراض الجهاز التنفسي مثل الربو بتلوث الهواء. وفقا لتقديرات الجمعية الأمريكية للرئة، يعرض أكثر من 40% من السكان لخطر الإصابة بالأمراض والوفاة بسبب تلوث الهواء.

التأثيرات البيئية لتلوث الغلاف الجوي

على الرغم من أن معظم الكائنات الحية تنتج ثاني أكسيد الكربون عند التنفس، إلا أنه يعتبر ملوثا عندما يترتبط بالسيارات والطائرات ومحطات الطاقة والأنشطة البشرية الأخرى التي تنطوي على احتراق الوقود الحفري مثل البنزين والغاز الطبيعي. يعتبر ثاني أكسيد الكربون أحد أكثر غازات الاحتباس الحراري شيوعا، حيث يحجز الحرارة في الغلاف الجوي ويسبب تغيرات في المناخ. وقد أنتج البشر كمية كافية من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي خلال الـ 150 عاما الماضية لرفع مستوياته إلى مستويات أعلى مما كانت عليه منذ مئات الآلاف من السنين.

وهناك غازات دفيئة أخرى مثل الميثان الذي يأتي من مصادر مثل دفن النفايات ، وصناعة الغاز الطبيعي ، والغاز المنبعث من مركبات الكلوروفلوروكربون (CFCs) ، التي استخدمت سابقا في المبردات ودوافع الأيروسول حتى تم حظرها في أواخر الثمانينيات لهذا السبب ولما لها من تأثير ضار على طبقة الأوزون.

من بين الملوثات الأخرى التي ترتبط ارتباطا وثيقا بتغير المناخ هو غاز ثاني أكسيد الكبريت، والذي يمثل مكونا من مكونات الضباب الدخاني. ومن المعروف أن ثاني أكسيد الكبريت والمواد الكيميائية المرتبطة به تسبب الأمطار الحمضية، ولكنها تعمل على انعكاس الضوء عندما يتم إطلاقها في الغلاف الجوي، وهذا يؤدي بدوره إلى تبريد الجو وخلق تأثير مبرد. ومن الممكن أن تنتج الانفجارات البركانية كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكبريت في الغلاف الجوي، مما يؤدي إلى تبريد يستمر لسنوات في بعض الأحيان. وفي الواقع، كانت البراكين هي المصدر الرئيسي لثاني أكسيد الكبريت في الغلاف الجوي، لكن اليوم أصبح الإنسان هو المصدر الأساسي.

التصدي لمشكلة تلوث الغلاف الجوي 

تتصدى البلدان في جميع أنحاء العالم لأشكال مختلفة من تلوث الهواء، على سبيل المثال الصين، والتي تتخذ خطوات كبيرة في تنظيف الأجواء المليئة بالضباب الدخاني من سنوات التوسع الصناعي السريع بشكل جزئي من خلال عن إغلاق أو إلغاء محطات الطاقة التي تعمل بالفحم، أما الولايات المتحدة، فإن كاليفورنيا رائدة في وضع معايير الانبعاثات التي من شأنها أن تحسن جودة الهواء ، وعلى وجه الخصوص في أماكن مثل ضباب لوس أنجلوس الشهير، وهناك مجهودات أخرى تستهدف توفير خيارات طهي أنظف في الأماكن التي يوجد فيها مواقد الطهي الخطيرة.

وفي المنزل ، يمكن لأي فرد حماية نفسه من تلوث الهواء الداخلي من خلال تزويد التهوية واستخدام أجهزة تنقية الهواء وتشغيل مراوح  المطبخ والحمام وتجنب التدخين، وعند العمل في الدهانات المنزلية ، اختر منتجات طلاء منخفضة المركبات العضوية المتطايرة، وتستطيع مؤسسات مثل Green Seal و UL GREENGUARD المساعدة في ذلك.

للحد من ظاهرة الاحتباس الحراري، يجب اتباع مجموعة متنوعة من الإجراءات، مثل استخدام الطاقة المتجددة واستبدال السيارات التي تعمل بالبنزين بالسيارات الكهربائية، وعلى نطاق أوسع، تسعى الحكومات إلى تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وغازات الاحتباس الحراري الأخرى