الغلاف الجوي

الغلافالجوي

الغلافالجوي :
يحيط بالكرة الارضيه غلاف جوي ( او ما يسمى بالهواء)يتكون اساسا من غازي النيتروجين والاكسجين. ويمتد هذا الغلاف الجوي الى عدة مئاتمن الكيلو مترات فوق سطح الارض وتقل كثافته بالارتفاع الى درجه كبيره. ويتكونالغلاف الجوي من ثلاثة طبقات رئيسيه تتداخل في بعضها مما يجعل الفصل بينها تقريباوهذه الطبقات هي :
1 - التروبوسفير او الطبقه تحدث معظم التغيرات الجويهالتي نلمسها يوميا وتقل فيها درجات الحراره مع الارتفاع وهي الطبقه التي تحتوي علىمعظم بخار الماء والاكسجين وثاني اكسيد الكربون وتتركز فيها انشطة الانسان.
2 - الاستراتوسفير وهي الطبقه التي تعلوالتربوسفير وتمتد من ارتفاع 21 الى 80 كيلو متر تقريبا فوق سطح الارض.
وتتميز هذهالطبقه بخلوها من التقلبات المختلفه او العواصف . و يوجد بها حزام يعرف بطبقةالاوزون التي تحمي سطح الارض من مخاطرالاشعه فوق البنفسجيه (انظر فيمابعد)
3 - الايونوسفير وهي الطبقه التي تعلوالاستراتوسفير من ارتفاع 80 كيلومترتقريبا وحتى 360 كيلومتراو اكثر وتتميز تلك الطبقه بخفة غازاتهاويسود فيها غازالهيدروجين والهيليوم
يتكون الهواء في طبقته السفليه من عدة غازات بالاضافهالى بخار الماء وبعض الجسيمات الدقيقه (الاتربه و الرذاذ ) . والهواء الجاف غيرالملوث يتكون من78% غاز نيتروجين و 21% اكسجين وحوالي 0.9% غاز ارجون والبقيه عباره عن تركيزات شحيحه من غازاتثاني اكسيد الكربون والنيون و الهيليوم والهيدروجين و الميثان وغيرها . بالاضافهالى هذا يحتوي الهواء على نسب مختلفه من بخار الماء نتيجة التبخر من السطوحالمائيه و من التربه ومن النباتات ، تكونمرتفعه في المناطق الرطبه الاستوائيه وايضا في المناطق الساحليه ) وتقل كلمااتجهنا الى المناطق القطبيه كذلك تتعلق في الهواء كميات هائله من الغبار (الاتربه)التي قد توجد بصوره مرئيه للعين ، ويختلف وجودها من منطقه الى اخرى ، فتزدادبالقرب من المناطق الصحراويه ، خاصه في مواسم معينه (مثل الخماسين )، كما يكثرالغبار في الطبقات السفلى من الهواء عنه في الطبقات العليا.
ولقد احتفظ الهواء المحيط بالكره الارضيه بتركيبه ثابتابالرغم من النشاطات الحيويه التي تجري على سطح الارض. فالانسان ، و كذلكالحيوان ، يستهلك الاكسجين بعملياتهالحيويه ، ويعطي ثاني اكسيد الكربون . ولكن النبات يستعمل ثاني اكسيد الكربون في عملياتالتمثيل ( او البناء ) الضوئي فيحتفظ لنفسه بالكربون ويعيد الى الهواء غازالاكسجين ، فاذا زادت نسبة ثاني اكسيد
الكربون في الهواء فان الفائض يذوب في المسطحات المائيه - البحار والمحيطات ، ويتفاعل مع املاحالكالسيوم الذائبه فيها ، ومن ثم يترسب في صورة كربونات كالسيوم ( التي تكونالاحجار الجيرية ) . هذه التفاعلات الطبيعيه - التي تعرف بالدورات الجيوكيمايئيه -ادت الى وجود حالة من التوازن احتفظ معها الهواء بتركيبه ثابتا على مر الازمان ،ولكن منذ ان عرف الانسان النار واستخدم مصادر الطاقه المختلفه ومع الثوره الصناعيه بدأت كميات هائله من الغازات والمواد المختلفه تنبعث فيالهواء محدثه معها خللا متزايدا في هذا التوازن .
















تلوث الهواء :
تلوث الهواء هو الحاله التي يكون فيها الهواء محتوياعلى مواد بتركيزات تعتبر ضاره بصحة الانسان او بمكونات بيئته . وتنقسم مصادر تلوثالهواء الى قسمين : الاول ، المصادر الطبيعيه ( مثل الغازات والاتربه الناتجه منثورات البراكين ومن حرائق الغابات والاتربهالناتجه من العواصف ) وهذه المصادر عاده ما تكون محدوده في مناطق معينه تحكمهاالعوامل الجغرافيه والجيولوجيه ، ويعد التلوث من هذه المصادر متقطعاً او موسمياً . اما المصدر الثاني من مصادر


تلوث الهواء فهو نتيجة لأنشطه الانسان على سطح الارضفاستخدام الوقود في الصناعه ووسائل النقل وتوليد الكهرباء وغيرها من الأنشطه يؤديالى انبعاث غازات مختلفه وجسيمات دقيقه الى الهواء . وهذا النوع من التلوث مستمرباستمرار انشطة الانسان ومنتشر بانتشارها على سطح الارض في التجمعات السكانيه .وهو التلوث الذي يثير الاهتمام والقلق حيثان مكوناته وكمياته اصبحت متنوعه وكبيره بدرجه احدثت خللا ملحوظا في التركيب الطبيعي للهواء .
ــ اهم ملوثات الهواء :
اهم ملوثات الهواء الشائعه هي اكاسيد الكبريتوالنيتروجين و الجسيمات العالقه ( مثل الاتربه و الدخان ورذاذ المركبات الكيميائيهالمختلفه ) واول اكسيد الكربون والهيدروكربونات وجيمع هذه الملوثات تنتج اساسا من احتراق الوقود الحفري (الفحم والبترول والغاز الطبيعي ) وكذلك من حرق الخشب و المخلفات الزراعيه ( مثلحطب القطن والذره وغيرها ) . وتختلف كميات الملوثات المنبعثه طبقا لنوع الوقود وظروف حرقه . ولقد اوضحتدراسات متعدده ان الدول الصناعيه ( دول امريكا الشماليه وغرب اوروبا واليابان مجموعه دول منظمة التعاونالاقتصادي و الانمائي ) تنتج اكبر كميات من ملوثات الهواء تليها دول شرق اوروبا و روسيا . ويعتبر قطاع الصناعه ( بما في ذلك توليد الكهرباء ) القطاع الرئيسي المسبب لتلوثالهواء . يليه قطاع النقل ثم قطاع الزراعه ( جدول 1 و 2 ).
جدول (1) : توزيع ملوثاتالهواء في العالم ( 1992) ( بالمليون طن )
جدول (2) : توزيع ملوثات الهواء طبقاللقطاعات المختلفه ( 1992) ( بالمليون طن)
وبالاضافه الى ملوثات الهواء الشائعه كشفت البحوثالعلميه خلال العقدين الماضيين عن انبعاث مئات من المركبات الكيميائيه غير العضويهوالعضويه في تركيزات شحيحه في الهواء نتيجة انشطة الانسان المختلفه . فقد وجدت 261ماده في الهواء في امريكا وغيرها من الدول الصناعيه بعضها شديد التفاعل مع مركباتاخرى. كذلك لوحظت زيادة تركيزات بعض المركبات في مناطق معينه نتيجة اسخدامها . فمثلا وجدت تركيزاتعاليه من المبيدات في الهواء في المناطقالمجاوره للحقول الزراعيه التي يجري رشها بالمبيدات كذلك وجدت تركيزات عاليه منالنحاس و الزئبق بجوار مناطق تعدين هذه المواد. ومن القضايا التي حظيت باهتمامكبير زيادة تركيزات الرصاص في الهواء نتيجة لاستخدام بعض مركباته كإضافاتللبنزين لتحسين اداء موتورات السيارات . وقد وجد ان 80-90 % من الرصاص الموجود في الهواء نتج مناحتراق البنزين المحتوى على الرصاص .

ــ آثار تلوث الهواء :
يختلف مصير ملوثات الهواء المنبعثه من مكان الى اخرطبقا للظروف الجويه السائده حول مصادر التلوث . ففي بعض الاماكن قد تساعد سرعةالرياح على حمل الملوثات الى مسافات بعيده - وبالتالي الى تخفيف تركيزاتها - وفي اماكن اخرى قد لا يحدث هذا . ولذافان التركيزات النهائيه للملوثات المختلفه في الهواء لا تتوقف فقط على الكمياتالمنبعثه ولكن ايضا على الظروف الجويه
المحليه . بالاضافه الى ذلك غالبا ما تحدث عدة تفاعلاتطبيعيه وكيميائيه بين هذه الملوثات . مما قد يزيد او يخفف من حدة اثاره فمثلا تتفاعل اكاسيد النيتروجين معالهيدروكربونات في وجود ضوء الشمس تحت ظروف جويه خاصه ، غالبا ما تحدث في فصل الصيفلتنتج عددا من المركبات الكيميائيه السامه مثل نترات البيروكسي استيل وغاز الاوزون. وتؤدي هذه المواد مختلطه بالجسيمات العالقه والملوثات الاخرى الى تكوين ما يعرف بالضباب الدخاني ( غالبا ما يكون لونه مائلا الى اللون البني ) وتحدث فترات الضبابالدخاني بصوره عارضه في بعض المدنالمزدحمه بالسيارات مثل لوس انجلوس ونيويورك ولندن ومدينه المكسيك واثينا وغيرها .ومن اشهر هذه الفترات العارضه تلك التي حدثت في لندن عامي 1952 و 1962 وفي نيويورك في اعوام 1953 و 1963 و 1966 وفي غرباوروبا عام 1985 .وتكون الآثارالصحيهلتلوث الهواء واضحه للغايه عندما يكونتلوث الهواء شديد ففي ضباب لندن الدخاني الذي حدث عام 1952 مات حوالي 4000 شحصنتيجة التعرض لتركيزات عاليه من اكاسيد الكبريت والجسيمات العالقه في الهواء . وفييناير 1985 حدثت نوبة تلوث هواء كثيف في اوروبا الغربيه كان من نتائجها اصابة عدد كبيرمن الاطفال بانخفاض في قدرة وظائف الرئتين ، استمر حوالي اسبوعين بعد زوال نوبةتلوث الهواء التي استمرت خمسة ايام .
ولحماية صحة الانسان وضعت منظمة الصحه العالميه حدودا"ارشاديه " لملوثات الهواء الرئيسيه لا يجب تعديها ( جدول 3 ) . وهذهالحدود " ارشاديه " لاننا ما زلنا لا نعرف الكثير عن آثاربعض الملوثات .فبالرغم من ان معلوماتنا عن مخاطر الجرعات العاليه من الملوثات التقليديه قد تقدمتكثيرا خلال العقدين الماضيين ما زالت معلوماتنا عن مخاطر الجرعات المنخفضه من هذهالملوثات محدوده للغايه ، خاصه آثارالجرعات الصغيره التي يتعرض لها الانسان لفتراتطويله ( 20 او 30 سنه مثلا ) بما في ذلك الآثارالسرطانيه واحتمال حدوث تشوهات فيالاجنه وغيرها من الامراض. وتجري منظمة الصحه العالميه - وكذلك الدول المتقدمه :مراجعات دوريه لهذه الحدود الارشاديه كلما توفرت معلومات ادق عن الآثارالصحيهللملوثات المختلفه .
لا يجب التعرض لاكثر من50 ميكروجرام / متر مكعبلمدة عام.
- اكسيد النيتريك :لا يجب التعرض لاكثر من 150 ميكروجرام/متر مكعب لمدة 24ساعه.
- الاوزون : لا يجب التعرض لاكثر من120 ميكروجرام/متر مكعب لمدة 8 ساعات.
- الرصاص : لا يجب التعرض لاكثر من 1 ميكروجرام/مترمكعب لمدة عام .
- اول اكسيد الكربون:لا يجبالتعرض لاكثر من 30 مليجرام / متر مكعب لمدة ساعه . لا يجب التعرض لاكثر من 10 مليجرام/ متر مكعب لمدة 8 ساعات.
- الجسيمات العالقه :لا يجب التعرض لاكثر من 120ميكروجرام/مترمكعب لمدة 24 ساعه.
لا يجب التعرض لاكثر من 75ميكروجرام/متر مكعب لمدة عام.
(الميكروجرام = 0.000001 من الجرام والمليجرام = 0.001 من الجرام )
وتجدر الاشاره هنا الى ان عملية تقييم الآثارالصحيه لتلوث الهواء هي عمليه تقريبيه اذ من النادر ان يتعرض الانسان لملوث واحد على حده ( قد يحدث هذا في بيئه العمل اذا ما تعرض الانسانلفترات قصيره لابخرة احدى الغازات مثلا ) . انما يتعرض الانسان في الهواء الخارجيلجيمع الملوثات في نفس الوقت . وكما سبق ان ذكرنا فان هذه الملوثات يتفاعل بعضهامع البعض الاخر مما قد يزيد او يقلل مناثارها الصحيه ، ويوضح جدول
(4) اهم الآثارالصحيه لملوثات الهواء.
- ولقد بين رصد وتعيين ملوثات الهواء في المدن الكبرى في العالم الحقائق التاليه :
1- تحسنت نوعية الهواء في معظم مدن الدول المتقدمه خلالالعقدين الماضيين لانخفاض متوسط تركيزات ثاني اكسيد الكبريت والجسيمات العالقه فيالهواء نتيجة لتنفيذ عدة اجراءات مثل الاجراءات التشريعيه وتنويع مصادر الطاقه ورفع كفاءة استخدامها واستخدام تكنولوجياتمختلفه للحد من انبعاث الملوثات . وتعتبر مدن طوكيو ، فرنكفورت ، ولندن من المدنالتي تحسنت فيها حالة الهواء .
2- انخفض متوسط تركيز الرصاص في الهواء في معظم مدن امريكا الشماليه واوروبا الغربيهواليابان واستراليا نتيجة منع او الحد من استخدام البنزين المحتوى على الرصاص .
وتعتبر الولايات المتحده الامريكيه رائده في هذا المجال ، ففي الفتره من 1976 الى1987 انخفض محتوى الرصاص في عادم السياراتبنسبة 87% . ولقد تحققت نتائج مشابهه في بعض دول غرب اوروبا مؤخرا.
3- ازدادات حدة تلوث الهواء في معظم مدن الدولالناميه منذ بداية السبعينيات نتيجة لزياده استخدام الوقود ونتيجة لعدم اتخاذالاجراءات المناسبه للحد من هذا التلوث .
ويقدر انه يوجد اكثر من1000 مليون شخص في المناطقالحضريه يتعرضون لمستويات غير صحيه من ملوثات الهواء ، حوالي 90% منهم في الدول الناميه وتعتبر بايجنج ( بكين)ومدينة المكسيك وسيول و القاهره وبانجوك و بومباي وكراتشي وجاكرتا ومانيلا من اكثرالمناطق الحضريه تلوثا في العالم طبقا لمسح حالة الهواء فيها عام 1990 .