آلودگی هوا - جلسه ششم

اهداف: آشنایی با ذرات آلاینده معلق هوا، روشی ساده برای اندازه گیری ذرات جامد معلق هوا

وسایل مورد نیاز: مقوای رنگی و سفید،  چسب نواری پهن بی رنگ، قیچی، طناب یا کاموا، سوراخ کن، میکروسکوپ یا ذره بین

ذرات معلق

- آیا آلودگی هوا قابل رویت است؟

- کدامیک ازآلاینده ها را می توان دید؟ نام ببرید.

- به نظر شما هوای کدام‌ یک از مکان‌هایی که امروز تردد كردید بیش‌ترین آلاینده قابل رۆیت را دارد؟

آلاینده های محیط زیست

منابع تولید ذرات معلق

ذرات معلق یا PM) particulate matter) واژه‌ای است که برای ذرات موجود در هوا مثل دود، گرد و غبار، دوده و قطرات مایع استفاده می شود. این ذرات گاهی در هوا برای مدت‌های طولانی باقی می مانند. بعضی از این ذرات بزرگ و تیره بوده و قابل دیدن هستند مثل دود و گرد و غبار. بعضی از آن ها بسیار ریز هستند که فقط با میکروسکوپ های الکترونی قابل رۆیت هستند.

این ذرات به طور مستقیم توسط منابع طبیعی و یا صنایع ساخت بشر وارد هوا کره می شوند و یا در هوا کره در اثر ترکیب با مولکول‌های موجود در هوا بوجود می آیند. این ذرات مایع یا جامداتی هستند که اندازه های بسیار گوناگونی دارند. ذارتی که قطر آن ها کمتر از 10 میکرومتر (PM10) باشد، تهدیدی برای سلامت بشر هستند. چرا که به راحتی وارد سیستم تنفسی شده و در ریه ها تجمع می یابند. با این حال، ذراتی که قطر آن ها کم‌تر از 2.5 میکرومتر (PM2.5) باشد، به "ذرات بسیار ریز" معروف اند و به مراتب خطرناک‌تر از ذرات pM10 هستند. این ذارت به دلیل قطر بسیار کوچکی که دارند ( حدود یک سی ام 1/30 قطر موی انسان)، به راحتی می توانند در اعماق قسمت‌های ریه نفوذ کنند.

دوده یا کربن سیاه که در اثر احتراق سوخت های فسیلی ایجاد می شود یکی از ذرات معلقی است که می تواند حتی اثرات زیان باری بر آب و هوای کره زمین بگذارد. نمودار زیر دو میزان افزایش تولید دوده را در دو دهه آخر قرن بیستم نشان می دهد.

میزان دوده تولید شده در ایران در در طی بیست سال

ذرات معلق هوا از کجا می آیند؟

هرگونه واکنشی که از نوع سوختن باشد، می تواند منبع تولید این گونه ذرات باشد. این گونه واکنش های احتراق معمولاً در وسایل نقلیه، نیروگاه‌ها، سوختن چوب و در بعضی از فرآیندهای صنعتی اتفاق می افتد. ذراتی که قطر آن ها بین 2.5 و 10 میکرومتر باشند، به ذرات "درشت" معروفند. منابع این گونه ذرات گرد و غبار موجود در جاده های خاکی و غیر خاکی می باشد. فعالیت‌های صنعتی که شامل مراحل خرد کردن، له کردن می باشند نیز منبعی برای تولید این‌گونه ذارت هستند. مابقی ذرات معلق ممکن است در اثر واکنش شیمیایی بین اجزای هوا کره تولید شوند. این ذرات در اثر واکنش بین گازهای ناشی از احتراق سوخت‌های فسیلی، بخار آب و نور خورشید ایجاد می شوند.

ذرات معلق بسیا ریز (PM2.5) چه تأثیری بر سلامت انسان ها دارند؟

تحقیقات بسیاری نشان داده است که تماس دائم با ذرات معلق بسیار ریز ارتباط مستقیم با مرگ زود گذر دارد. این ذرات باعث ناراحتی های سیستم تنفسی و رگ‌های خونی ، بیماری های ریوی، حمله آسم، حمله قلبی و نامنظم شدن ضربان قلبی می شود. به طوری‌که امروزه به دلیل افزایش آلودگی هوا، تعداد بیمارانی که به دلایل فوق به بیمارستان ها و مراکز اوراژنس درمانی رجوع می‌کنند رو به افزایش است. این ذرات بسیار ریز بیشتر برای افراد کهنسال، کودکان و بیماران ریوی و قلبی بیشتر از بقیه افراد جامعه مشکل ساز هستند.

چه کسانی بیشتر از همه در معرض خطر هستند؟

به طور تقریبی از هر سه نفر یک نفر در معرض بیماری های ناشی از ذرات معلق بسیار ریز هستند. کودکان بیشتر از بقیه افراد در معرض هستند، چرا که کودکان اولاً در حال رشد هستند و بدن آن ها در حال ساخت و ساز می باشد و ثانیاً آن ها بیش‌تر از بقیه افراد در محیط‌های باز در حال بازی و فعالیت می باشند. در مجموع کلیه افرادی که محیط کاری آن ها در هوای آزاد باشد بیشتر از بقیه افراد ذرات ریز معلق در هوا را تنفس می کنند و در بافت‌های ریه خود ته نشین می سازنند. کهنسالان نیز به دلیل کاهش مقاومت بدنشان بسیار به این گونه آلاینده ها حساس هستند.

طبق بررسی‌های سازمان جهانی بهداشت هر 10 میكروگرم افزایش ذرات معلق باعث 3-1 درصد اضافه مرگ و میرها خواهد شد. حال با توجه به این امر وضعیت آلودگی هوا به ذرات معلق در شهر تهران در 5 ایستگاه مختلف به طور متوسط 96 میكروگرم در متر مكعب ذرات زیر 10 میكرون می‌باشد یعنی اگر به طور متوسط برای هر 10 میكروگرم اضافه غلظت 2 نفر به تعداد مرگ و میر اضافه شود ما در تهران برای هر صد هزار نفر 63 مورد مرگ و میر و برای 8 میلیون نفر جمعیت فعلی تهران حدود 5000 مورد فوت در اثر ذرات معلق هوا وجود دارد. بسیاری از مطالعات نشان داده است كه وقتی غلظت ذرات معلق 10 میكرون و كمتر از 20 میكروگرم در متر مكعب تجاوز می‌كند افزایش مرگ و میر، معنی دار می‌شود.

جستجو و تحقیق:

 محاسبه میزان ذرات معلق جامد هوا

وسایل مورد نیاز: مقوای رنگی و سفید، چسب نواری پهن بی رنگ، قیچی، طناب یا کاموا، سوراخ کن، میکروسکوپ یا ذره بین

روش کار:

- کارت‌هایی به ابعاد 10 در 10 سانتی‌متر از مقواهای رنگی ببرید. وسط آن ها را به ابعاد 6 در 6 سانتی متر خالی کنید، مانند شكل زیر.

- کارت‌هایی به ابعاد 10 در 10 سانتی‌متر از مقواهای سفید ببرید. مکان‌های مورد نظر که می خواهید ذرات معلق را در آن ها اندازه گیری کنید را در نظر بگیرید. نام این مکان‌ها را روی این کارت‌ها بنویسید.

-  قسمت خالی کارت ( فضای 6 در 6 خالی) را با چسب نواری پهن پر کنید. به طوری‌که سمت چسبناک آن به طرف روی کارت باشد. قسمت بالای کارت را سوراخ کرده و به اندازه ارتفاعی که برای مکان نصب لازم است، طناب یا نخ کاموا از آن رد کنید.

نمونه ای از کارت‌های سنجش ذرات جامد معلق هوا

- این کارت‌ها را در مکان‌های داخل یا خارج ساختمان می توانید نصب کنید. مکان‌های مورد نظر می تواند اتاق خواب، بالکن منزل، آشپزخانه، کلاس درس، راهروها، حیاط مدرسه، خیابان، یک چهار راه شلوغ، ایستگاه اتوبوس، کنار درب خشکشویی یا حمام عمومی، نزدیک کارخانه یا محل تعمیر اتومبیل و یا هر مکان عمومی دیگری باشد.

- دقت کنید که کارت‌هایی که در فضاهای بیرون از ساختمان قرار می گیرند، باید در مکانی باشند که آب باران آن ها را خیس نکند و در معرض مستقیم نور خورشید قرار نگیرند. تاریخی که کارت را در هر مکانی نصب کردید روی کارت یادداشت کنید.

- بعد از چهار روز کارت ها را جمع آوری کنید. شرایط آب و هوایی هر روز هر کارت را در جدول شماره چهار یادداشت کنید.

- زیر هر کارت رنگی، یک کارت سفید قرار دهید و ذرات چسبیده به آن را بررسی کنید. بهتر است از یک میکروسکوپ استفاده کنید.

فعالیت:

بعد از تکمیل جدول بالا و اتمام مشاهدات به سئوالات زیر پاسخ دهید.

سوالات:

1. نوع ذراتی که به کارت‌های چسبیده اند را شرح دهید.

2. آیا به نظر شما تمام ذرات معلق موجود در هوا می توانند بدین وسیله به تله افتاده و محاسبه شوند؟

3. کدام مکان‌ها بیش‌ترین و کدام کم‌ترین ذرات آلاینده را دارد؟ به نظر شما علت این امر چیست؟ برای هریک جداگانه توضیح دهید.

4. برای هر نوع ذره که مشاهده می کنید، آیا می توانید منبع پیدایش آن را نیز ذکر کنید؟

5. به نظر شما آیا وزش باد یا ریزش باران تاثیری در میزان آلاینده های چسبیده به کارت‌ها می تواند داشته باشد؟

تکلیف: جدول را کامل کنید، سوالات را پاسخ دهید.

منابع مطالعه: منابع زیر شما را با موضوع ذرات معلق موجود در هوای آلوده بیشتر آشنا می سازد.

- کتاب آلودگی هوا از مجموعه کتاب‌های مهندسی محیط زیست گردآورنده: ولی علی پور - لیلا رضایی؟ نشر: هنرهای زیبا

- فصل اول تا هفتم کتاب آلودگی محیط زیست-آب -خاک-صوت نویسنده: دکتر دبیری شما را با هوای غیر آلوده، انواع آلوده کننده های هوا و ذرات معلق موجود در هوا آشنا می‌سازد.

مطالب مرتبط:

آلودگی هوا - جلسه اول

آلودگی هوا - جلسه دوم

آلودگی هوا - جلسه سوم

آلودگی هوا - جلسه چهارم

آلودگی هوا - جلسه پنجم

آلودگی هوا - جلسه هفتم

آلودگی هوا - جلسه هشتم

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان - تنظیم: فاطمه گودرزی