بررسی و ارزیابی الودگی هوا

بررسی و ارزیابی الودگی هوا

بررسی و ارزیابی الودگی هوا

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 10¹⁴×6/5 تن می باشد. به استثنای بخار آب، نسبت اختلاط گازهای تشکیل دهنده هوا تا ارتفاع 60 کیلومتری نسبتاً ثابت است. حدود 99 درصد حجم هوای زمین را دو گاز ازت و اکسیژن تشکیل می دهد که ازت با 78 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.

جدول1 – تركیبات حجمی و جرمی هوای خشك

ارتفاع و ساختار جو

جو زمین، پوشش عظیم گازی شكل است كه اطراف كره زمین قرار گرفته و حتی در سطح آن نیز نفوذ نموده است. هر مقدار از سطح زمین دور شویم از غلظت هوا كاسته می شود. بطوری كه غلظت هوا در لایه های انتهایی آنقدر كم می شود كه بالاخره بطور غیر محسوسی با جو خورشید در هم می آمیزد. در ابتدا كاهش غلظت هوا بسیار سریع است بطوری كه 50 درصد جرم هوا در ارتفاع كمتر از 5/5كیلومتری سطح زمین قرار دارد و نیمی از آنچه باقی می ماند نیز در 5/5 كیلومتر دوم متمركز است. به عبارت دیگر سه چهارم جرم هوا در ارتفاع كمتر از 11 كیلومتری سطح زمین پراكنده است. افزایش غلظت هوا در نزدیك سطح زمین یكی به دلیل جاذبه و دیگری فشاروارده از سطوح بالاتر جو است.

ساختارجو را میتوان از دیدگاههای مختلف مورد بررسی قرار داد. یكی از معیارهایی كه 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 كه سطوح بالایی هنوز تحت بررسی و تحقیق می باشد هیچ گونه تعریف و مشخصه جامعی از ساختار جو در این قسمت وجود ندارد. در شكل 1 ساختار لایه بندی جو از برخی جنبه های فیزیكی نشان داده شده است. پایینترین لایه جو كه در برگیرنده بیشترین جرم هواست و همچنین بزرگترین ویژگی آن كاهش تدریجی دمای هوا نسبت به ارتفاع می باشد. لایه تروپوسفر نام دارد. بیشترین تغییرات جوی كه كاهش دما نسبت به ارتفاع مهمترین آنهاست، در این لایه اتفاق می افتد. ضخامت متوسط لایه تروپوسفر حدود 11 كیلومتر است.

روی لایه تروپوسفر طبقه استراتوسفر قرار دارد كه ضخامت متوسط آن حدود 23 كیلومتر است. در 3 كیلومتر 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 كه در آن دمای هوا نسبت به افزایش ارتفاع بطور سریع كاهش پیدا می كند. ترموسفر انتهاییترین لایه جو می باشد كه در آن بار دیگر دمای هوا با ارتفاع به سرعت زیاد می شود. این لایه از ارتفاع تقریبی 80 كیلومتری شروع و تا 190 كیلومتری 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 كه 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.