1- آلاینده های اوّلیه آنهایی هستند که به همان شکل و ترکیبی که از منبع تولید خارج شده اند در هوا وجود دارند. مانند SO2، CO، HC.
2- آلاینده های ثانویه معمولا از ترکیب آلاینده های اوّلیه تحت تاثیر اشعه خورشید تولید می‌شوند. مانند ازن و قسمت عمده NO2 .
آلاینده های هوا از نظر اثرات فیزیولوژیکی:
1) خفه کننده ها شامل خفه کننده های ساده مانند CO2، متان و سایر گاز‌های خنثی که با رقیق کردن اکسیژن محیط (محیط‌‌های بسته) باعث خفگی می‌شوند و خفه کننده های ترکیبی که به علت ترکیب با آنزیمها و ارگان‌های بدن ایجاد خفگی می‌کنند مانند.CO
2) تحریک کننده ها شامل تحریک کننده های مجاری فوقانی تنفسی (SO2) و مجاری تحتانی تنفسی (NO2) می‌شوند.
3) سموم که با حمله به ارگان‌ها باعث بیماری عضوی از بدن می‌گردند مثل ترکیبات جیوه، سرب، هیدروکربن‌های آروماتیک
4) ترکیبات مخدّر و بیهوش کننده که روی اعصاب اثر می‌گذارند مثل هیدروکربن‌های الیفاتیک کلره
5) مواد سرطان‌زا ـ بنزاپیرن، بنزن، هیدروکربن‌های عطری چند هسته ای.
منابع آلودگی هوا:
منابع انتشار آلاینده های هوا را به دو گروه ثابت و متحرّک تقسیم کرده اند. گروه ثابت همانطور که از اسم آن‌ها پیداست شامل صنایع، نیروگاه ها و مراکز تجاری و مسکونی میشود و منابع متحرّک انواع وسایل نقلیه از موتور سیکلت تا هواپیما و کشتی را شامل می‌گردد.
آلودگی هوا در صنایع هم به علّت مصرف سوخت است و هم نوع فرآیند، در حالیکه در منابع متحرک عمدتا حاصل احتراق سوخت بوده و به صورت گاز‌های آلاینده و یا ذرات، وارد هوا میشود. در صنایع، علاوه بر آلاینده های ناشی از سوخت و مواد خام، تولیدات میانی و محصول نهایی هم وارد هوا میشود مثلا در صنعت آلومینیوم، فلوراید و ذرات هیدروکربن چند هسته ای عطری تولید می‌شوند. در صنایع فلزی، سرب وارد هوا میشود و از زباله سوز‌ها، فلزات سنگین مثل کادمیوم و ترکیبات خطرناک دی اکسین و فورین منتشر می‌شوند. نوع آلاینده و ضرایب انتشار برای صنایع با شناخت و بررسی فرآیند و در نهایت اندازه گیری امکان پذیر می‌باشد.
اثرات آلودگی هوا:
به قول A.V. Kneese در خصوص آلودگی هوا، تقریبا در همان وضعی هستیم که ماهی‌ها در آب آلوده، از آنجا که عوامل زیادی در ارتباط بین آلودگی هوا و سلامت انسان موثرند اثبات اثرات آلودگی هوا بر سلامت انسان مشکل خواهد بود. با این حال اطلاعات زیادی وجود دارد که می‌توان به آن‌ها استناد کرد. در سال‌های اخیر نیز مطالعاتی در بعضی از شهرهای بزرگ و آلوده انجام گرفته و به روابطی بین غلظت آلودگی به خصوص در مورد ذرات معلّق و میزان مرگ و میر دست یافته اند که در ادامه به آن‌ها اشاره خواهد شد.
مونوکسید کربن و اثرات آن:
مونوکسید کربن با فرمول CO وزن مولکولی 01/28 نقطه ذوب 207 درجه سانتیگراد و نقطه جوش 192 درجه سانتیگراد، گازی اسـت بـی رنگ و بـی بـو که حاصل احتراق ناقص زغال و سوخت‌هـــای فسیلی است. حد طبیعی آن در هوا 01/0 تا 2/0 قسمت در میلیون (حجمی) است. در مناطق شهری معمولا زیر 17 قسمت در میلیون است ولی در شهر تهران در ساعات ترافیک و بعضی مناطق تا 50 PPM و حتی بیشتر هم گزارش شده است. در محیط‌‌های بسته و کارگاه ها غالبا از 100 پی پی ام هم تجاوز می‌نماید. مونوکسید کربن چهار نوع اثر مهم بر اعمال فیزیولوژیکی انسان دارد:
1) اثرات قلب و عروق
2) رفتار‌های عصبی
3) اثرFibrinolysis
4) اثر بر جنین
در مورد رابطه بین غلظت مونوکسید کربن هوا و کربوکسی هموگلوبین خون مدل‌های زیادی ارائه شده است. در مدل‌های فوق زمان تماس 8 ساعت در نظر گرفته شده است. ضمنا Peterson و Stewart مطالعه ای روی تعداد جوان داوطلب با غلظت‌های متفاوت CO (> 1، 25، 50، 100، 500 و 1000 پی پی ام) برای مدت زمانی از 30 دقیقه تا 24 ساعت (کمتر از زمان لازم برای رسیدن به تعادل) انجام دادند و COHb خون افراد را مرتبا اندازه گیری نمودند
ملاحظه میشود زمان تماس به عنوان عامل موثر در جذب CO و تشکیل کربوکسی هموگلوبین مورد توجه قرار گرفته است.
اکسیدهای ازت NOx:
از بین 7 اکسید مختلف ازت، آنچه در آلودگی هوا اهمیت دارد NO و NO2 می‌باشند.
NO گازیست بی رنگ و بی بو در حالیکه NO2 گازیست به رنگ قهوه ای مایل به قرمز دارای نقطه جوش 2/21 درجه سلسیوس. این گاز محرک مجاری تنفسی و سمی است، سمیت آن چندین برابر NO می‌باشد.
NOx ابتدا به صورت NO در جریان احتراق از ترکیب ازت و اکسیژن هوا در درجه حرارت بالا و بخصوص در موتور‌های احتراق داخلی تشکیل می‌گردد و پس از ورود به هوا به سرعت تبدیل به NO2 میشود.
اثرات:
افزایش مت هموگلوبین ـ علائمی مانند تنگ نفس کوششی (exertional dyspnea) که به نارسایی اکسیژن منجر می شود (1500-1200 پی پی ام، NO2). البته غلظت بالاتر که منجر به سیانوز و مرگ در حیوانات بوده، مشاهده شده است.
بازدارندگی فعالیت آنزیم:
غلظت 20 پی پی ام NO باعث توقف فعالیت برخی آنزیمها در بدن میشود.
اثرات مجاری تنفسی:
تغییرات در فعالیت ریه ها ـ تماس با غلظت تا 50 پی پی ام در کوتاه مدت یا غلظت‌های کم (8/0 PPM) در مدت طولانی تر با افزایش تعداد تنفس و کاهش ظرفیت ریه ها همراه بوده است.
اثرات:
مطالعه روی حیوانات نشان داده است که تغییرات پاتولوژیکی مشابه در اکثر حیوانات مورد بررسی بوجود می‌آید. عکس العمل‌های التهابی، ادم ریه ها، تغییرات سلولی ـ جراحات آمفیزمی، تغییرات بافت‌های کلیه و کبد و قلب، کاهش وزن، کاهش مصونیت در برابر بیماری‌های عفونی و حساسیت در برابر باکتریها و احتمالا عفونت‌های ویروسی نیز از عوارض آلودگی هوا به دی اکسید ازت می‌باشد.
چرخه ازن:
اثر غیر مستقیم اکسیدهای ازت را می‌توان تولید ترکیبات فوتوشیمیایی ازن دانست:
NO+O اشعه ماوراء بنفش NO2 و O + O2 ---------- O3
و این ازن علاوه بر اثرات بهداشتی که دارد در حضور رادیکال‌های OH و هیدروکربور‌ها وارد یک سری واکنش‌های زنجیره ای میشود که حاصل آن تولید آلاینده جدیدی می‌باشد.
منبع:
منبع تولید NOx همانطور که اشاره شد عمدتا با ترکیب ازت و اکسیژن هوا در شرایط دمای بالا (حدود 1700 درجه فارنهایت) انجام می‌گیرد. در شهر‌ها مهمترین منبع انتشار آن حمل و نقل شهری است و در صنایع عمدتا نیروگاه ها، اعم از نفت سوز یا گازسوز و صنایعی که به نحوی با ترکیبات ازت سروکار دارند مثل تولید اسید نیتریک می‌باشد. علاوه بر منابع انسان ساخت اکسیدهای ازت توسط باکتریها، آتش فشان‌ها، رعد و برق نیز تولید می‌گردد.
ازن و سایر اکسیدان‌های فوتوشیمیایی:
ازن یک اکسیدان بسیار قوی است که به عنوان آلودگی ثانویه تحت تاثیر اشعه خورشید بر دی اکسید ازت و تولید اکسیژن اتمی رادیکال در هوا بوجود می‌آید. در بعضی شهرهای اروپایی غلظت یک ساعته بالاتر از 18/0 پی پی ام بوده است. غلظت ازن در شهر تهران بسیار متغیر وابسته به اشعه خورشید و غلظت 2NO می‌باشد. حداکثر 4/21 پی پی بی در مهر ماه 7/1 پی پی بی در آبان ماه و بطور متوسط حدود 4 پی پی بی گزارش شده است.
راه ورود ازن به بدن عمدتا از طریق تنفس است. بطور کلی طبق نظر میلر (Miller):
1) ازن می‌تواند در هر قسمت از بافت ریه نفوذ کند که خود، بستگی به غلظت اولیه آن دارد
2) حداکثر دوز در سطوح بافت در منطقه بین برونشیول و آلوئول‌ها می‌باشد
3) جزء مختصری از ازن وارد خون میشود
4) افزایش کمّی در مقدار برداشت روی نای و نایژه ها (تراکئوبرونشیال) اثر کمی دارد ولی اثر محسوسی روی قسمت اصلی ریه دارد.
اثرات بهداشتی:
علاوه بر آزمایش‌های انجام شده روی حیوانات، مطالعات انجام شده روی تعداد زیادی انسان عوارض و نارسایی‌های مشخص ریوی به علت در معرض ازن بودن مشاهده شده است. مطالعات انجام شده روی بچه ها کاهش عملکرد ریه ها، تغییرات عملکرد ریه و حالت‌های آسمی را نشان داده است. این تغییرات با حرارت و وجود سایر آلاینده ها تشدید می‌شده است. سایر علائم عمده در بچه ها شامل سرفه، سردرد بوده است. تنفس ازن نیز باعث بروز ناراحتی‌های ریوی حتی در غلظت‌های پایین بوده است. بعلاوه خستگی زودرس و کاهش رکوردهای ورزشی در مناطق با ازن بالا (لوس آنجلس) گزارش شده است.
مطالعات زیادی روی حیواناتی که از چند ساعت تا چند روز با ازن تماس داده شده بودند انجام شد و مشخص گردید که کمترین اثاری که بروز نموده است شامل عفونت‌های باکتریایی ریه ـ افزایش مصرف اکسیژن سیتوکنوزیایی در موش‌های دارای کمبود ویتامین E، تغییرات مرفولوژیک ریه و افزایش کلاژن‌ها بوده است.
ترکیب آلی فرار (Volatile Organic Compounds) (VOC):
گونه هایی از این ترکیبات سرطان زاهای شناخته شده ای می‌باشند. در این گروه چندصد ترکیب وجود دارد که سمی ترین آن‌ها بنزن است. طبق گزارش‌های موجود حدود 5 درصد بنزن در بنزین وجود دارد. ده درصد از موارد لوسمی را در انگلیس به علت بنزن هوا می‌دانند.
بنزن با فرمول C6H6 مایعی است شفاف بدون رنگ و نقطه جوش 80 درجه سانتیگراد، در گذشته این ماده به عنوان حلال مصرف زیادی داشته است که به علّت خطرات آن، در حال حاضر ممنوع می‌باشد. برداشت روزانه انسان از منابع مختلف در جدول آمده است. بطور کلّی در انگلیس 78% بنزن هوا از اگزوز اتومبیل‌های بنزینی و 9 درصد از اتومبیل‌های دیزلی، 7 درصد از طریق تبخیر و بقیه از منابعی مثل پالایشگاه های نفت و غیره منتشر میشود.
برآورد برداشت روزانه بنزن از منابع عمده بر حسب میکروگرم
- a با فرض جذب کامل
- b فرض 20 متر مکعب تنفس در روز و 50% جذب
- c هر پاکت محتوی 20 سیگار
سایر هیدروکربن‌های سمّی و خطرناک شامل پلی کلرپنتیدهیدروکربن(Poly Chlorinated Biphenyl : PCB) دی اکسین‌هاPoly Chlorinated Dibenzodioxin : PCDD))، فورین‌ها (Ploy chlorinated dibenzofuran: PCDF) و هیدروکربن‌های چند هسته آروماتیک‌ها (PAJ) می‌باشد که PCB ها با نام اسکارل در ترانسفورماتورها مصرف دارد و دیوکسین و فورین از سوزاندن زباله های شهری وارد هوا میشود.
دی اکسید گوگرد:
دی اکسید گوگرد که عمدتا از مصرف سوخت‌های فسیلی وارد جوّ میشود در بسیاری از شهرهای بزرگ عمده ترین آلاینده به حساب می‌آید. دی اکسید گوگرد، گازی است بی‌رنگ که بر روی سطوح بسیاری از مواد جامد و ذرات هوا واکنش انجام می‌دهد. در آب و نیز قطرات باران حل میشود و به تری اکسید گوگرد و نهایتا اسید سولفوریک تبدیل می‌گردد.
اثرات بهداشتی:
مدت 10 دقیقه در غلظت‌هـای 1 تا 5 پی پی ام در بعضـی از افراد آسمـی علائـم مشخـص تنگ نفس (Dyspnea) بروز می‌کند. با غلظت 1 تا 5/0 پی پی ام در 10 دقیقه فرد دچار خِس خِس و اشکال در تنفس میشود. در مطالعات انجام شده در هلند چنین نتیجه گیری شده است که عملکرد کمتر ریه در مناطق شهری در مقایسه با مناطق روستایی می‌تواند به علت اثرات دراز مدت تماس با آلودگی‌های شهری باشد. در یک مطالعه دیگر که در سوئد انجام شده است عکس العمل‌های دلهره و کج خلقی در مناطق شهری آلوده یک پدیده معمولی است. مطالعاتی که در دانشگاه اریزونا انجام شده در بررسی خون میزان DNA بوسیله SO2 کاهش یافته و در کروموزوم‌ها تغییراتی بوجود آمده است. همچنین دیده شده است که لنفوسیت‌ها از بین می‌روند و مقاومت بدن در برابر بیماری‌های عفونی کاهش می‌یابد. دی اکسید گوگرد همراه با ذرّات معلّق اثر تشدیدکنندگی دارد زیرا با میزان حلالیتی که دی اکسید گوگرد با آب و در نتیجه مایعات مخاط حلق و حنجره دارد اثر آن بیشتر بر دستگاه فوقانی تنفسی است ولی در حضور ذرات به خصوص حدود 180 میکروگرم در متر مکعب ذره به علت جذب سطحی و یا واکنش‌هایی که با ذرات می‌دهد تا اعماق ریه نفوذ می‌نماید و ضایعات ریوی و سایر اثرات مورد اشاره را تشدید می‌نماید. بطور کلی بررسی‌ها نشان داده است که با 1000 میکروگرم در مدت 10 دقیقه اولین اثر ظاهر میشود و با توجه به ضریب ایمنی بیش از 500 میکروگرم، تماس در مدت 10 دقیقه توصیه نشده است.
ذرات معلّق:
به هر نوع ماده پراکنده اعم از جامد یا مایع که از یک مولکول بزرگتر و از 500 میکرون کوچکتر باشد، ذرّه گفته میشود. با توجه به اینکه ذرات کوچکتر از 10 میکرون به قسمت‌های تحتانی ریه وارد می‌شوند و عمده ذرات که از جدار ریه عبور کرده وارد جریان خون می‌شوند کوچکتر از 5/2 میکرون هستند، از نظر بهداشتی این دو گروه از ذرات دارای اهمیت خاصی می‌باشند.
اثرات ذرات:
در مورد اثرات ذرّات بررسی‌های زیادی انجام گرفته است و به این نتیجه رسیدند که عفونت دستگاه های فوقانی و تحتانی ریه هر دو با افزایش غلظت آلودگی هوا با ذرات معلق و SO2 رابطه دارند.
طبق بررسی‌های سازمان جهانی بهداشت هر 10 میکروگرم 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 بطور متوسط 96 میکروگرم در متر مکعب ذرات زیر 10 میکرون می‌باشد یعنی اگر بطور متوسط برای هر 10 میکروگرم 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 حود 5 هزار مورد فوت گزارش شده است.
آلودگی هوا و سرطان:
بعضی مواد سمی در هوای تهران
این مواد حاصل احتراق سوخت‌های فسیلی هستند که از طریق مصرف بنزین یا گازوئیل در خودروها وارد هوا می‌شوند البته هزاران ترکیب پیچیده وجود دارد که سرطان‌زاهای شناخته شده هستند و یا سلامت انسان را با ابتلا به بیماری‌های مزمن مثل آسم و یا حساسیت‌ها به خطر می‌اندازند.
برآورد میزان رابطه آلودگی هوا با سرطان بسیار مشکل است زیرا بسیاری از ترکیبات، شناخته شده نیستند و ضمنا عوامل زیاد دیگری نیز در ابتلاء به سرطان موثرند. به هرحال تحقیقات اپیدمیولوژیک، خطر بروز سرطان را در افرادی که در معرض آلودگی هوا بوده اند نشان داده است. شاید موثق ترین شواهد از مطالعات مواجهه شغلی به دست آمده باشد که در آن یک آلاینده مشخص مورد بررسی قرار گرفته است. بیشترین بروز سرطان در ریه بوده است ولی سایر اعضاء مثل مثانه، معده و کبد نیز مورد حمله سرطان ناشی از آلودگی هوا بوده اند. همچنین مرگ و میر ناشی از سرطان ریه در افراد سیگاری مقیم شهر 5/1 برابر افراد سیگاری مناطق روستایی می‌باشد و این دلالت بر این دارد که یک سوم از سرطان‌ها در افراد سیگاری مربوط به آلودگی هوا می‌باشد. طبق این برآورد 70 درصد از موارد سرطان ریه در افراد غیر سیگاری به آلودگی هوا مربوط میشود. ضمنا باید متذکر شد که در این برآورد‌ها عدم اطمینان هم وجود دارد زیرا خطر ابتلا به سرطان تابع تجمع مواد سرطان‌زا در طول زندگی می‌باشد لذا نمی‌توان کاملا به دریافت روزانه نسبت داد.
با این برآورد سالانه 51 نفر از هر 100 هزار شهروند تهرانی در معرض خطر سرطان قرار دارند که برای حدود 8 میلیون جمعیت تهران متجاوز از 4000 مورد احتمال وقوع سرطان وجود دارد.
خطر ابتلاء به سرطان ریه ناشی از ترکیبات مختلف حاصل احتراق
ایزی ول
تصفیه آب ایزی ول
دستگاه تصفیه آب ایزی ول
اوسه واتر
تصفیه آب اوسه واتر
دستگاه تصفیه آب اوسه واتر
فیلتر مینرال ایزی ول
فیلتر پست کربن ایزی ول
