[عدل] الجهود المبذولة للحد من خطر التلوث
هناك العديد من التقنيات الحديثة التي تستخدم للتحكم في تلوث الهواء بالإضافة إلى الاستراتيجيات المتاحة لتخطيط استخدام الأراضي من أجل خفض نسبة تلوث الهواء. وتخطيط استخدام الأراضي في مستواه الأساسي يتضمن تقسيم المناطق وتخطيط نقل البنية التحتية. وفي معظم الدول المتقدمة، يعد تخطيط استخدام الأراضي أحد الأجزاء المهمة للغاية في السياسة الاجتماعية، الأمر الذي يؤكد على أن الأراضي يتم استخدامها بشكل فعال للغاية من أجل تحقيق المنفعة للاقتصاد الكلي ومصلحة الأشخاص، بالإضافة إلى حماية البيئة. إن الجهود المبذولة للحد من التلوث الناتج من المصادر المتحركة تتضمن وضع القوانين الأساسية (العديد من الدول النامية لديها قوانين متساهلة فيما يخص هذا الشأن)[ادعاء غير موثق منذ 196 يوماً] وتوسيع نطاق هذه القوانين لتشمل المصادر الجديدة للتلوث (مثل السفن السياحية وسفن النقل ومعدات الزراعة والمعدات الصغيرة التي تعمل بالوقود مثل آلة تهذيب الحدائق والمنشار السلسلي ومزلجات الجليد)، بالإضافة إلى زيادة كفاءة الوقود (وذلك مثل استخدام السيارات الهجينة) والتحول إلى استخدام الوقود الأكثر نظافة (مثل البيوإيثانول والبيوديزلأو التحول إلى استخدام السيارات الكهربية).
[عدل] الوسائل المسخدمة للسيطرة على تلوث الهواء
إن الوسائل الوارد ذكرها فيما يلي يتم استخدامها بشكل شائع للسيطرة على التلوث عن طريق الصناعة ووسائل النقل. وهذه الوسائل إما يمكنها أن تقضي تمامًا على المواد الملوثة (مادة ملوثة) أو تعمل على فصل هذه المواد عن العادم المنطلق قبل أن ينبعث في الغلاف الجوي.
السيطرة على الجسيمات المادية
المجمعات الميكانيكية (مثل الفرازات المخروطية لتنقية الهواء من الغبار، الفرازات المخروطية متعددة الأغراض)
المرسبات الكهروستاتيكية (المرسب الكهروستاتيكي) - المرسب الكهروستاتيكي (ESP)، أو منقي الهواء الكهروستاتيكي وهو عبارة عن وسيلة لجمع الجسيمات تقوم بإزالة أي جسيمات توجد في أي نوع من أنواع الغازات المنطلقة (مثل الهواء) وذلك باستخدام قوة الشحنات الكهربية المستحثة. وتعد المرسبات الكهروستاتيكية من أكثر وسائل التنقية فاعلية؛ حيث تقوم على الأقل بإعاقة مجموعة الغازات المنطلقة، كما أنها تستطيع بسهولة إزالة الجسيمات المادية الناعمة مثل ذرات الغبار والدخان من تيار الهواء.
أكياس مرشحات (فلاتر) مصممة للتعامل مع الأتربة الثقيلة، وهي عبارة عن مجمع غبار يتكون من مروحة وفلتر خاص بتنقية الهواء من الغبار ونظام تنظيف وتنقية ووعاء لجمع الغبار أو نظام لإزالة الغبار (وهذا هو ما يميزه عن منقيات الهواء الأخرى التي تعتمد على الفلاتر القابلة للتخلص منها في إزالة الغبار).
أجهزة غسيل (تنقية) الغاز من الجسيمات المادية (جهاز غسيل الغاز)، يعد جهاز غسيل الغاز الرطب أحد أنواع التكنولوجيا المستخدمة في السيطرة على تلوث الهواء. ويصف هذا المصطلح مجموعة متنوعة من الأجهزة التي تتعامل مع الملوثات المنبعثة مع الغاز المنطلق من مداخن الأفران أو أي غازات أخرى. وفي حالة جهاز غسيل الغاز الرطب، فإن تيار الغاز الملوث يختلط بسائل غسيل الغاز، وذلك إما عن طريق رش الغاز بالسائل أو عن طريق ضغط الغاز داخل وعاء به كمية من السائل أو من خلال أية طريقة أخرى للخلط بين الاثنين؛ وذلك لكي يتم التخلص من الملوثات.
أجهزة غسيل الغاز (جهاز غسيل الغاز)
Baffle spray scrubber
Cyclonic spray scrubber
Ejector venturi scrubber
Mechanically aided scrubber
Spray tower (برج الرش)
Wet scrubber (أجهزة غسيل الغاز الرطبة)
السيطرة على أكاسيد النيتروجين NOx
حوارق أكاسيد النيتروجين NOx المنخفضة
التقليل الانتقائي الحفاز (SCR)
التقليل الانتقائي غير الحفاز(SNCR)
أجهزة غسيل أكاسيد النيتروجين
إعادة تدوير (استخدام) غاز العادم
استخدام المحول الحفاز (وذلك من أجل السيطرة أيضًا على المركبات العضوية المتطايرة)
الحد من تأثير المركبات العضوية المتطايرة
استخدام أنظمة الامتزاز مثل الكربون النشط
أنابيب اللهب (أنبوب اللهب) (flares)، وهي عبارة عن أنابيب توجد داخل المداخن من أجل التخلص عن طريق الحرق من الغازات الضارة المنبعثة. وفي نهاية هذه الأنابيب تنبعث ألسنة من اللهب.
المؤكسدات الحراراية
المؤكسدات الحفازة
الفلاتر البيولوجية
الامتصاص (أجهزة غسيل الغاز)
Cryogenic condensers مكثفات تبريد
أنظمة استرجاع البخار
Acid Gas/SO2 controlالسيطرة على الغازات الحمضية (غاز حمضي) وغاز ثاني أكسيد الكبريت
Wet scrubbers أجهزة غسيل الغاز الرطبة
Dry scrubbers أجهزة غسيل الغاز الجافة
إزالة مادة الكبريت من الوقود
السيطرة على تلوث الهواء بمادة الزئبق
Sorbent Injection Technology (عند استخدام هذه التقنية والتي تعني حقن المواد الماصة في غاز المداخن المختلط بالزئبق، فإن تلك المواد تختلط بالغاز وتهبط لأسفل، ومن ثم يتم التخلص من الزئبق)
Electro-Catalytic Oxidation (ECO)
استخدام منتجات K-fuel
السيطرة على نسبة الديوكسين والفوران
نظم متنوعة ومرتبطة بالحد من التلوث
نظم تنقية الهواء من الملوثات والشوائب ـ Source capturing systems
أنظمة الرصد المستمرة للملوثات المنبعثة ـ Continuous emissions monitoring systems (CEMS)
[عدل] التشريعات والضوابط القانونية
الضباب الدخاني في القاهرةبشكل عام، يوجد نوعان من معايير نوعية الهواء. والنوع الأول من هذه المعايير (مثل المعايير القومية لنوعية الهواء المحيط في الولايات المتحدة الأمريكية) يحدد أعلى نسب تركيز لنوع معين من الملوثات في الغلاف الجوي. وتعمل الوكالات البيئية على تفعيل القوانين المعدة من أجل الوصول إلى هذه المستويات المستهدفة. أما النوع الثاني (مثل مؤشر نوعية الهواء في أمريكا الشمالية) فيأخذ شكل الميزان المكون من مستويات متعددة ويستخدم هذا الميزان في توضيح المخاطر المرتبطة بالأنشطة التي تتم ممارستها في البيئة للأفراد المحيطين. ومن الممكن أن يكون الميزان قادرًا على التمييز بين المواد الملوثة المختلفة ومن الممكن ألا يكون قادرًا على ذلك.
[عدل] كندا
يتم تقييم نوعية الهواء في كندا وفقًا للمعايير التي تم وضعها بواسطة Canadian Council of Ministers of the Environment (CCME) وهو عبارة عن جهاز حكومي يجمع بين عدد من وزراء الأقاليم أو المحافظات أو الاتحادات المسئولين عن البيئة. ولقد وضع Canadian Council of Ministers of the Environment المعايير الكندية الشاملة (CWS). ويمكن تمثيل [1][15] للجسيمات المادية (PM) وغاز الأوزون كما يلي:
المعايير الكندية الشاملة الخاصة بالجسيمات المادية الناعمة البالغ قطرها 2.5 ميكروجرام= 30 ميكروجرام/متر مكعب (ويتم الوصول إلى هذا المعدل بحلول عام 2010 إذا كان معدل التعرض لهذه الملوثات على مدار 24 ساعة يوميًا؛ وذلك اعتمادًا على مقياس 1/98 في المائة سنويًا على مدار ثلاث سنوات متتالية في المتوسط).
المعايير الكندية الشاملة لغاز الأوزون = 65 جزء لكل مليون (ويتم الوصول إلى هذا المعدل بحلول عام 2010 إذا كان معدل التعرض لهذه الملوثات كل ثمان ساعات، وذلك اعتمادًا على رابع أعلى نسبة قياس سنوية، على مدار ثلاث سنوات متتالية في المتوسط).
وجدير بالذكر، أن عدم وصول كندا إلى مثل هذه المعايير لن يدعو للدهشة، فهذه المعايير لا تنطبق سوى على مناطق معينة تزيد فيها نسبة السكان عن 100,000 نسمة. علاوة على ذلك، قد تقوم بعض المناطق والقطاعات بوضع معايير أشد من تلك التي تم وضعها بواسطة CCME.
[عدل] الاتحاد الأوروبي
قالب:Splitsection لقد أشار أحد التقارير الصادرة عن وكالة البيئة الأوروبية أن طرق النقل لا تزال هي أكبر مصدر لتلوث الهواء في أوروبا [16]. ولقد تم تنظيم الحدود القومية القصوى لانبعاث الملوثات (NEC) الخاصة بأنواع معينة من المواد التي تلوث الغلاف الجوي من خلال القانون 2001/81/ EC. انظر موقع Directive 2001/81/EC of the European Parliament and of the Council of 23 October 2001 on national emission ceilings for certain atmospheric pollutants, وكجزء من العمل التمهيدي المرتبط بمراجعة قانون الحدود القصوى لانبعاث الملوثات NECD، تمت معاونة المفوضية الأوروبية من قبل مجموعة عمل (National Emission Ceilings – Policy Instruments) NECPI Terms of Reference, Working Group on the Revision of National Emissions Ceilings and Policy Instruments بي دي إف (24.4 KiB) ولقد بدأ تفعيل قانون 50/2008/EC، الصادر عن البرلمان الأوروبي والمجلس بتاريخ 21 مايو 2008 فيما يخص نوعية الهواء المحيط وتوفير هواء أنظف لدول أوروبا (قانون نوعية الهواء الجديد)، في 11-06-2008. [17]. ومن الممكن أن يجبر المواطنون الأفراد المجالس المحلية في بلدتهم على معالجة مشاكل التلوث، وذلك بعد صدور أحد القوانين المهمة في يوليو 2008 بواسطة محكمة العدل الأوروبية. فلقد تم تقديم طلب للمحكمة الأوروبية لإصدار حكم في قضية المواطن ديتر يانسك القاطن في مدينة ميونيخ، والذي ادعى أنه وفقًا لقانون نوعية الهواء الأوروبي الصادر عام 1996 (قانون المجلس الاوروبي 96/62/EC الصادر في 27 سبتمبر 1996 فيما يخص إدارة وتقييم نوعية الهواء المحيط [18])، فإن السلطات في ميونيخ ملزمة بفعل ما يجب لوقف التلوث الذي تجاوز المعايير المحددة له. وجدير بالذكر أن المواطن يانسك قد قام بعد ذلك بعرض قضيته على محكمة العدل الأوروبية والتي أعلن قضاتها أن المواطنين الأوروبيين لديهم الحق في طلب الخطط التي تم وضعها للحفاظ على نوعية الهواء من السلطات المحلية في حالة ما إذا كانت هناك خطورة من تخطي الحدود التي وضعها الاتحاد الأوروبي.
[عدل] المملكة المتحدة
إن مستويات نوعية الهواء المطلوبة والتي تم وضعها بواسطة إدارة البيئة والغذاء والشئون الريفية هي تقريبًا ما يهدف إليه ممثلو الحكومة المحلية المسئولون عن إدارة نوعية الهواء في المدن التي يعد فيها إدارة نوعية الهواء من أكثر القضايا الملحة. ولقد قامت المملكة المتحدة بتأسيس شبكة خاصة بنوعية الهواء يتم فيها نشر مستويات ملوثات الهواء الأساسية [19] عن طريق مراكز مراقبة. وجدير بالذكر أن نوعية الهواء في كل من أوكسفورد وباث و[20] بشكل خاص رديئة للغاية. فلقد قامت إحدى الدراسات المثيرة للجدل [21] والتي أجرتها شركة كالور للغاز وتم نشرها في جريدة الجارديان الإنجليزية، بمقارنة المشي في مدينة أوكسفورد في اليوم العادي بتدخين ما يزيد عن ستين سيجارة. وهناك مقارنات أخرى أكثر دقة يمكن الحصول عليها من أرشيف المملكة المتحدة الخاص بنوعية الهواء [22] والذي يعطي الفرصة للمستخدم لمقارنة إدارة المدن وكيفية تعاملها مع الملوثات بالأهداف القومية لنوعية الهواء [23] والتي تم وضعها بواسطة إدارة البيئة والغذاء والشئون الريفية في عام 2000. وغالبًا ما يتم ذكر أعلى القيم على المستوى المحلي، إلا أن القيم المتوسطة أيضًا تكون ذات أهمية بالنسبة لصحة الإنسان. إن الأرشيف القومي للمعلومات الخاصة بنوعية الهواء في المملكة المتحدة يوفر تقريبًا نوعًا من المراقبة الحالية لأعلى قياسات حالية لنسب تلوث الهواء في العديد من مدن المملكة المتحدة.[2] كما يوفر هذا المصدر نطاقًا واسعًا من البيانات المحدثة بشكل دائم والتي تضم ما يلي:
متوسط معدل الأوزون لكل ساعة (ميكروجرام/مكعب)
متوسط معدل ثاني أكسيد النيتروجين لكل ساعة (ميكروجرام/متر مكعب)
متوسط معدل ثاني أكسيد الكبريت بحد أقصى كل 15 دقيقة (ميكروجرام/متر مكعب).
متوسط معدل أول أكسيد الكربون لكل ثمان ساعات (مليجرام/متر مكعب)
متوسط معدل الجسيمات المادية الخشنة البالغ قطرها 10 ميكروجرام (PM10) (ميكروجرام/متر مكعب ـ تكافؤ الجاذبية)
ولقد اعترفت إدارة البيئة والغذاء والشئون الريفية أن تلوث الهواء صار له تأثير خطير على الصحة كما قامت بوضع نظام تصنيفي بسيط يستخدم لإحداث نظام تحذير يومي وتقوم ببث هذا النظام قناة الـبي بي سي الإخبارية عن طريق خدمة الطقس التي تقدمها. [24] كما قامت إدارة البيئة والغذاء والشئون الريفية بنشر مجموعة من الإرشادات للأشخاص الذين يعانون من أمراض القلب والجهاز التنفسي.[25]
[عدل] الولايات المتحدة الأمريكية
إن النظر إلى أسفل تلال هوليود من نقطة رصد جريفيث الموجودة على التل الواقع في المقابل، يجعل من تلوث الهواء الموجود في مدينة لوس أنجلوس أمرًا واضحًا للعيان في آخر فترات الظهيرة.قام الكونجرس الأمريكي في الستينات والسبعينات والتسعينات بتفعيل مجموعة من قوانين الهواء النظيف (قانون الهواء النظيف) التي ساعدت بشكل كبير في دعم قوانين تلوث الهواء. ولقد قامت كل ولاية من الولايات الأمريكية وبعض الدول الأوروبية، بالإضافة إلى الاتحاد الأوروبي باتباع مثل هذه المبادرات. ويضع قانون الهواء النظيف مجموعة من الحدود العددية على نسب تركيز مجموعة معينة من ملوثات الهواء بالإضافة إلى توفير التقارير وآليات التنفيذ.
وفي عام 1990 قامت وكالة حماية البيئة الأمريكية باستبدال مؤشر نوعية الهواء (AQI) Pollution Standards Index بمؤشر معايير التلوث (PSI) Pollution Standards Index، وذلك لدمج المعايير الجديدة الخاصة بكل من الجسيمات المادية الناعمة التي يبلغ قطرها 2.5 ميكروجرام وغاز الأوزون. ولقد كان لهذه القوانين تأثير شديد الإيجابية. ففي الولايات المتحدة الأمريكية فيما بين 1970 و2006، استمتع المواطنون الأمريكيون بانخفاض نسبة انبعاث ملوثات الهواء التي يتم رصدها سنويًا، وذلك كما يلي:
انخفاض انبعاثات أول أكسيد الكربون من 197 مليون طن إلى 89 مليون طن
انخفاض انبعاثات أكسيد النيتروجين من 27 مليون طن إلى 19 مليون طن
انخفاض انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت من 31 مليون طن إلى 15 مليون طن
انخفاض انبعاثات الجسيمات المادية بنسبة 80 في المائة
انخفاض انبعاثات الرصاص بنسبة تزيد على 98 في المائة
وفي خطاب تم توجيهه إلى وكالة حماية البيئة في أكتوبر عام 2006، حذر المستشارون العلميون المستقلون في الوكالة من أن المعايير الخاصة بالضباب الدخاني المحتوي على غاز الأوزون في حاجة ماسة إلى الانخفاض كما أنه لا يوجد أي تفسير علمي للإبقاء على المعيار الضعيف الذي يتم استخدامه حاليًا. ولقد أوصى العلماء بالإجماع على ضرورة أن يكون مستوى الضباب الدخاني يتراوح ما بين 60 و70 جزء لكل مليون، وذلك بعد أن أجروا مراجعة شاملة للدليل على ذلك. [26] بينما قدمت وكالة حماية البيئة في يونيو عام 2007 اقتراحًا بتغيير المعيار الذي يجب أن يكون عليه هذا النوع من الملوثات وجعله 75 جزءًا لكل مليون. ولقد كان هذا المعيار أقل شدة مما أوصى به العلماء إلا أنه كان أكثر شدة من المعيار الذي يتم استخدلمه حاليًا. ويحاول بعض أصحاب الصناعات عدم تغيير المعايير المنخفضة الحالية. أما علماء البيئة والمدافعون عن الصحة العامة فهم يحاولون دعم التوصيات العلمية.[ادعاء غير موثق منذ 196 يوماً] إن المعايير القومية لنوعية الهواء المحيط هي عبارة عن مستويات التلوث التي تستدعي وضع خطط لمواجهة التلوث عن طريق الدولة والحكومات المحلية، وتقوم بتنفيذها وكالة حماية البيئة. هناك كميات هائلة من الغبار المحمل بالملوثات الناتجة عن الأنشطة البشرية مثل السلفات والضباب الدخاني والأدخنة الصناعية وحبيبات الكربون والنترات، حيث تنتقل هذه الملوثات عبر المحيط الهادي من خلال الرياح القادمة من الدول الصناعية الكبرى في آسيا وتكون هذه الملوثات في شكل سحب ريشية تعمل على تغيير المناخ في سرعة كبيرة. فما يقرب من ثلث الهواء الذي يحيط بمدينتي لوس أنجلوس وسان فرانسيسكو يمكن أن يعزو مباشرة إلى الهواء القادم من قارة آسيا. وعلاوة على ذلك، قد يتكون الهواء من ثلاثة أرباع جسيمات الكربون السوداء التي تصل إلى الساحل الغربي. [27] / [28] أما الليبراليون فيقترحون مجموعة من الطرق المناسبة التي تساعد في وقف انتشار التلوث. وهم يدافعون بشدة عن مبدأ المسئولية المطلقة الذي يجعل أي شخص يلوث الهواء المحيط بشخص آخر مسئولاً عما تسبب فيه. فهذا السلوك الخاطئ من الممكن اعتباره اعتداءً، كما أن الأضرار التي تنتج عن ذلك من الممكن النظر فيها بموجب القانون العام، وذلك من خلال رفع دعوى جماعية.Rothbard, Murray."Conservation, Ecology, and Growth", For a New Liberty: The Libertarian Manifesto، 256–257. ونظرًا لأن الطرق السريعة في المجتمع الذي يؤمن بالحرية يتم خصخصتها تحت نظام طرق السوق الحرة، فإن أصحاب هذه الطرق السريعة يجب أن يكونوا أيضًا في موضع المسئولية بسبب التلوث الناتج من السيارات التي تعبر من هذه الطرق التي يمتلكونها. وهذا الأمر سيجعل لديهم حافزًا ماديًا يجبرهم على التخلص من المواد الملوثة الأكثر سوءًا بعيدًا عن المرور في الطرق التي يمتلكونها.
[عدل] إحصائيات
[عدل] المدن الأكثر تلوثًا
عادة ما يتركز تلوث الهواء في المناطق الكبيرة التي بها كثافة سكانية عالية خاصة في الدول النامية التي تكون فيها القوانين التي تحافظ على البيئة غير صارمة أو غير موجودة على الإطلاق. ولكن حتى المناطق الآهلة بالسكان في الدول المتقدمة تنالها المستويات التي عندما يصل إليها التلوث تكون ضارة بالصحة.
[عدل] انبعاثات ثاني أكسيد الكربون
المجموع الكلي لانبعاثات ثاني أكسيد الكربون
يتم انبعاث 106 طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا:[29]
الولايات المتحدة: 2.795
الصين: 2.680
روسيا: 661
الهند: 583
اليابان: 415
ألمانيا: 356
أستراليا: 300
جنوب أفريقيا: 232
المملكة المتحدة: 212
كوريا الجنوبية: 185
نسبة كل شخص من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون
الأطنان المنبعثة سنويًا من ثاني أكسيد الكربون CO2 بالنسبة للفرد:
أستراليا: 10
الولايات المتحدة: 8.2
المملكة المتحدة: 3.2
الصين: 1.8
الهند: 0.5
[عدل] تشتيت الهواء
مقال تفصيلي :Atmospheric dispersion modeling
إن التقنية الأساسية المستخدمة في تحليل تلوث الهواء تتمثل في استخدام مجموعة متنوعة من النماذج الرياضية (نموذج حسابي) من أجل التنبؤ بكيفية انتقال ملوثات الهواء في طبقة الغلاف الجوي السفلى. والمناهج الأساسية المستخدمة في ذلك يمكن توضيحها كما يلي:
تشتيت المصدر النقطي، وتستخدم هذه الطريقة مع مصادر التلوث الصناعية.
تشتيت المصدر الخطي، وتستخدم هذه الطريقة في نموذج تشتيت الهواء في المطارات وطرق السيارات.
تشتيت المصدر المساحي، وتستخدم هذه الطريقة مع حرائق الغابات وعواصف الغبار.
النماذج الكيميائية الضوئية، وتستخدم هذه النماذج من أجل تحليل المواد الملوثة المتفاعلة التي تؤدي إلى تكون الضباب الدخاني.
شكل توضيحي لنموذج جاوسيان المستخدم في تشتيت الهواء في المناطق التي بها مواد ملوثة عالقة، حيث يتم استخدامه في العديد من نماذج تشتيت الهواءوتعد مشكلة المصدر النقطي أكثر المشاكل التي تم استيعابها بشكل جيد؛ ويرجع ذلك إلى أنها تقوم على مجموعة بسيطة من العمليات الرياضية، بالإضافة إلى أن دراستها قد بدأت منذ فترة طويلة يعود تاريخها إلى عام 1900. وتعتمد هذه الطريقة على استخدام نموذج التشتيت جاوسيان الخاص بالملوثات العالقة بالهواء، والذي يستخدم للتنبؤ بخطوط التساوي لتلوث الهواء، مع الأخذ في الاعتبار سرعة الرياح ونسبة الانبعاثات، بالإضافة إلى درجة الاستقرار (وحدة لقياس اضطرابالغلاف الجوي). Turner, D.B.(1994). Workbook of atmospheric dispersion estimates: an introduction to dispersion modeling، 2nd Edition،CRC Press. ISBN 1-56670-023-X. Beychok, M.R.(2005). Fundamentals Of Stack Gas Dispersion، 4th Edition،author-published. ISBN 0-9644588-0-2. ولقد تم فحص هذا النموذج والتصديق عليه بشكل واسع من خلال البيانات التجريبية الخاصة بجميع أنواع الظروف الجوية المختلفة. أما نموذج تشتيت الهواء الخاص بطرق السيارات فقد ظهر بداية من أواخر الخمسينات وأوائل الستينات وذلك كاستجابة لمتطلبات قانون السياسة البيئية القومية ووزارة النقل الأمريكية (التي عرفت بعد ذلك باسم الإدارة الفيدرالية للطرق السريعة) وذلك بهدف فهم التأثيرات التي يمكن أن تنجم على نوعية الهواء نتيجة لمشاريع الطرق السريعة الجديدة التي تم اقتراحها، وخاصة في المدن. ولقد ساهمت مجموعات بحث عديدة في وضع هذا النموذج، ومن هذه المجموعات: مجموعةthe Environmental Research and Technology (ERT) والتي توجد في ليكسنجتون بماساتشوستس ومجموعة the ESL Inc. في صانيفيل بكاليفورنيا ومجموعة the California Air Resources Board في ساكرامنتو بكاليفورنيا. ولقد نال البحث الذي قامت به مجموعة ESL دعمًا من خلال الحصول على عقد مع وكالة حماية البيئة الأمريكية للتصديق على نموذج المصدر الخطي باستخدام سداسي فلورايد الكبريت كعنصر استشفافي. ولقد كان هذا البرنامج ناجحًا في التصديق على نموذج المصدر الخطي الذي قامت بوضعة مجموعة ESL inc. ولقد تمت الاستعانة بهذا النموذج في بداية ظهوره في بعض القضايا المتعلقة بتلوث الهواء في الطرق السريعة مثل طريق أرلينجتون بفيرجينيا والطريق السريع 66 وخط تيرنبايك نيوجيرسي السريع، بالإضافة إلى مشروع توسيع الطرق من خلال منطقة إيست برانسويك في نيوجيرسي. أما نماذج المصدر المساحي فقد تم وضعها في 1971 وحتى نهاية 1974 بواسطة مجموعات البحث the ERT and ESL، إلا أن هذه النماذج كانت مخصصة لجزء أصغر من الانبعاثات الكلية لتلوث الهواء. لذا، نجد أن استخدام هذه النوعية من النماذج لم يكون واسع النطاق كما كان الحال بالنسبة لنموذج المصدر الخطي والذي تم استخدامه في المئات من التطبيقات المختلفة في بداية السبعينات. وبالمثل تمامًا، تم وضع النماذج الضوئية الكيميائية في الستينات والسبعينات، ولكن استخدامها كان أكثر تخصصًا كما أنها كانت مقتصرة على بعض احتياجات مناطق معينة مثل استيعاب تكوين الضباب الدخاني الذي ساد لوس أنجلوس في كاليفورنيا.
[عدل] الآثار البيئية الناتجة عن الغازات الدفيئة الملوثة للهواء
مقالات تفصيلية :Ocean acidification و Greenhouse effect
إن تأثير الصوبة الزجاجية هو ظاهرة تقوم بواسطتها الغازات الدفيئة ـ غازات توجد في الغلاف الجوي تتميز بقدرتها على امتصاص الاشعة التي تفقدها الأرض ـ بتهيئة حالة معينة في الغلاف الجوي العلوي يتسبب عنها ارتفاع درجة الحراراة كما تؤدي إلى زيادة درجات الحرارة في السطح وطبقة التروبوسفير السفلية. ويعد ثاني أكسيد الكربون الناتج من احتراق الوقود الحفري هو المشكلة الأساسية. وتوجد أنواع أخرى من الغازات الدفيئة تتضمن الميثان ومركبات الهيدروفلوروكربون والبرفلوروكربون والكلوروفلوروكربون وأكاسيد النيتروجين وغاز الأوزون. ولقد تعرف العلماء على تأثير هذه الغازات منذ ما يقرب من القرن. وفي هذه الفترة ساعد التقدم التكنولوجي في زيادة اتساع وعمق البيانات المتعلقة بهذه الظاهرة. وحاليًا، يقوم العلماء بدراسة التغيرات الطارئة على تركيب الغازات الدفيئة الناتجة عن المصادر الطبيعية أو النشاط البشري من أجل معرفة تأثير ذلك على تغير المناخ. وهناك أيضًا عدد من الدراسات الأخرى التي تقوم بالبحث في احتمالية ارتفاع درجة حموضة مياه المحيطات نتيجة لارتفاع مستويات غاز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي على المدى الطويل، بالإضافة إلى التأثيرات المحتملة على النظم الإيكولوجية المائية.
[عدل] انظر
هناك العديد من التقنيات الحديثة التي تستخدم للتحكم في تلوث الهواء بالإضافة إلى الاستراتيجيات المتاحة لتخطيط استخدام الأراضي من أجل خفض نسبة تلوث الهواء. وتخطيط استخدام الأراضي في مستواه الأساسي يتضمن تقسيم المناطق وتخطيط نقل البنية التحتية. وفي معظم الدول المتقدمة، يعد تخطيط استخدام الأراضي أحد الأجزاء المهمة للغاية في السياسة الاجتماعية، الأمر الذي يؤكد على أن الأراضي يتم استخدامها بشكل فعال للغاية من أجل تحقيق المنفعة للاقتصاد الكلي ومصلحة الأشخاص، بالإضافة إلى حماية البيئة. إن الجهود المبذولة للحد من التلوث الناتج من المصادر المتحركة تتضمن وضع القوانين الأساسية (العديد من الدول النامية لديها قوانين متساهلة فيما يخص هذا الشأن)[ادعاء غير موثق منذ 196 يوماً] وتوسيع نطاق هذه القوانين لتشمل المصادر الجديدة للتلوث (مثل السفن السياحية وسفن النقل ومعدات الزراعة والمعدات الصغيرة التي تعمل بالوقود مثل آلة تهذيب الحدائق والمنشار السلسلي ومزلجات الجليد)، بالإضافة إلى زيادة كفاءة الوقود (وذلك مثل استخدام السيارات الهجينة) والتحول إلى استخدام الوقود الأكثر نظافة (مثل البيوإيثانول والبيوديزلأو التحول إلى استخدام السيارات الكهربية).
[عدل] الوسائل المسخدمة للسيطرة على تلوث الهواء
إن الوسائل الوارد ذكرها فيما يلي يتم استخدامها بشكل شائع للسيطرة على التلوث عن طريق الصناعة ووسائل النقل. وهذه الوسائل إما يمكنها أن تقضي تمامًا على المواد الملوثة (مادة ملوثة) أو تعمل على فصل هذه المواد عن العادم المنطلق قبل أن ينبعث في الغلاف الجوي.
السيطرة على الجسيمات المادية
المجمعات الميكانيكية (مثل الفرازات المخروطية لتنقية الهواء من الغبار، الفرازات المخروطية متعددة الأغراض)
المرسبات الكهروستاتيكية (المرسب الكهروستاتيكي) - المرسب الكهروستاتيكي (ESP)، أو منقي الهواء الكهروستاتيكي وهو عبارة عن وسيلة لجمع الجسيمات تقوم بإزالة أي جسيمات توجد في أي نوع من أنواع الغازات المنطلقة (مثل الهواء) وذلك باستخدام قوة الشحنات الكهربية المستحثة. وتعد المرسبات الكهروستاتيكية من أكثر وسائل التنقية فاعلية؛ حيث تقوم على الأقل بإعاقة مجموعة الغازات المنطلقة، كما أنها تستطيع بسهولة إزالة الجسيمات المادية الناعمة مثل ذرات الغبار والدخان من تيار الهواء.
أكياس مرشحات (فلاتر) مصممة للتعامل مع الأتربة الثقيلة، وهي عبارة عن مجمع غبار يتكون من مروحة وفلتر خاص بتنقية الهواء من الغبار ونظام تنظيف وتنقية ووعاء لجمع الغبار أو نظام لإزالة الغبار (وهذا هو ما يميزه عن منقيات الهواء الأخرى التي تعتمد على الفلاتر القابلة للتخلص منها في إزالة الغبار).
أجهزة غسيل (تنقية) الغاز من الجسيمات المادية (جهاز غسيل الغاز)، يعد جهاز غسيل الغاز الرطب أحد أنواع التكنولوجيا المستخدمة في السيطرة على تلوث الهواء. ويصف هذا المصطلح مجموعة متنوعة من الأجهزة التي تتعامل مع الملوثات المنبعثة مع الغاز المنطلق من مداخن الأفران أو أي غازات أخرى. وفي حالة جهاز غسيل الغاز الرطب، فإن تيار الغاز الملوث يختلط بسائل غسيل الغاز، وذلك إما عن طريق رش الغاز بالسائل أو عن طريق ضغط الغاز داخل وعاء به كمية من السائل أو من خلال أية طريقة أخرى للخلط بين الاثنين؛ وذلك لكي يتم التخلص من الملوثات.
أجهزة غسيل الغاز (جهاز غسيل الغاز)
Baffle spray scrubber
Cyclonic spray scrubber
Ejector venturi scrubber
Mechanically aided scrubber
Spray tower (برج الرش)
Wet scrubber (أجهزة غسيل الغاز الرطبة)
السيطرة على أكاسيد النيتروجين NOx
حوارق أكاسيد النيتروجين NOx المنخفضة
التقليل الانتقائي الحفاز (SCR)
التقليل الانتقائي غير الحفاز(SNCR)
أجهزة غسيل أكاسيد النيتروجين
إعادة تدوير (استخدام) غاز العادم
استخدام المحول الحفاز (وذلك من أجل السيطرة أيضًا على المركبات العضوية المتطايرة)
الحد من تأثير المركبات العضوية المتطايرة
استخدام أنظمة الامتزاز مثل الكربون النشط
أنابيب اللهب (أنبوب اللهب) (flares)، وهي عبارة عن أنابيب توجد داخل المداخن من أجل التخلص عن طريق الحرق من الغازات الضارة المنبعثة. وفي نهاية هذه الأنابيب تنبعث ألسنة من اللهب.
المؤكسدات الحراراية
المؤكسدات الحفازة
الفلاتر البيولوجية
الامتصاص (أجهزة غسيل الغاز)
Cryogenic condensers مكثفات تبريد
أنظمة استرجاع البخار
Acid Gas/SO2 controlالسيطرة على الغازات الحمضية (غاز حمضي) وغاز ثاني أكسيد الكبريت
Wet scrubbers أجهزة غسيل الغاز الرطبة
Dry scrubbers أجهزة غسيل الغاز الجافة
إزالة مادة الكبريت من الوقود
السيطرة على تلوث الهواء بمادة الزئبق
Sorbent Injection Technology (عند استخدام هذه التقنية والتي تعني حقن المواد الماصة في غاز المداخن المختلط بالزئبق، فإن تلك المواد تختلط بالغاز وتهبط لأسفل، ومن ثم يتم التخلص من الزئبق)
Electro-Catalytic Oxidation (ECO)
استخدام منتجات K-fuel
السيطرة على نسبة الديوكسين والفوران
نظم متنوعة ومرتبطة بالحد من التلوث
نظم تنقية الهواء من الملوثات والشوائب ـ Source capturing systems
أنظمة الرصد المستمرة للملوثات المنبعثة ـ Continuous emissions monitoring systems (CEMS)
[عدل] التشريعات والضوابط القانونية
الضباب الدخاني في القاهرةبشكل عام، يوجد نوعان من معايير نوعية الهواء. والنوع الأول من هذه المعايير (مثل المعايير القومية لنوعية الهواء المحيط في الولايات المتحدة الأمريكية) يحدد أعلى نسب تركيز لنوع معين من الملوثات في الغلاف الجوي. وتعمل الوكالات البيئية على تفعيل القوانين المعدة من أجل الوصول إلى هذه المستويات المستهدفة. أما النوع الثاني (مثل مؤشر نوعية الهواء في أمريكا الشمالية) فيأخذ شكل الميزان المكون من مستويات متعددة ويستخدم هذا الميزان في توضيح المخاطر المرتبطة بالأنشطة التي تتم ممارستها في البيئة للأفراد المحيطين. ومن الممكن أن يكون الميزان قادرًا على التمييز بين المواد الملوثة المختلفة ومن الممكن ألا يكون قادرًا على ذلك.
[عدل] كندا
يتم تقييم نوعية الهواء في كندا وفقًا للمعايير التي تم وضعها بواسطة Canadian Council of Ministers of the Environment (CCME) وهو عبارة عن جهاز حكومي يجمع بين عدد من وزراء الأقاليم أو المحافظات أو الاتحادات المسئولين عن البيئة. ولقد وضع Canadian Council of Ministers of the Environment المعايير الكندية الشاملة (CWS). ويمكن تمثيل [1][15] للجسيمات المادية (PM) وغاز الأوزون كما يلي:
المعايير الكندية الشاملة الخاصة بالجسيمات المادية الناعمة البالغ قطرها 2.5 ميكروجرام= 30 ميكروجرام/متر مكعب (ويتم الوصول إلى هذا المعدل بحلول عام 2010 إذا كان معدل التعرض لهذه الملوثات على مدار 24 ساعة يوميًا؛ وذلك اعتمادًا على مقياس 1/98 في المائة سنويًا على مدار ثلاث سنوات متتالية في المتوسط).
المعايير الكندية الشاملة لغاز الأوزون = 65 جزء لكل مليون (ويتم الوصول إلى هذا المعدل بحلول عام 2010 إذا كان معدل التعرض لهذه الملوثات كل ثمان ساعات، وذلك اعتمادًا على رابع أعلى نسبة قياس سنوية، على مدار ثلاث سنوات متتالية في المتوسط).
وجدير بالذكر، أن عدم وصول كندا إلى مثل هذه المعايير لن يدعو للدهشة، فهذه المعايير لا تنطبق سوى على مناطق معينة تزيد فيها نسبة السكان عن 100,000 نسمة. علاوة على ذلك، قد تقوم بعض المناطق والقطاعات بوضع معايير أشد من تلك التي تم وضعها بواسطة CCME.
[عدل] الاتحاد الأوروبي
قالب:Splitsection لقد أشار أحد التقارير الصادرة عن وكالة البيئة الأوروبية أن طرق النقل لا تزال هي أكبر مصدر لتلوث الهواء في أوروبا [16]. ولقد تم تنظيم الحدود القومية القصوى لانبعاث الملوثات (NEC) الخاصة بأنواع معينة من المواد التي تلوث الغلاف الجوي من خلال القانون 2001/81/ EC. انظر موقع Directive 2001/81/EC of the European Parliament and of the Council of 23 October 2001 on national emission ceilings for certain atmospheric pollutants, وكجزء من العمل التمهيدي المرتبط بمراجعة قانون الحدود القصوى لانبعاث الملوثات NECD، تمت معاونة المفوضية الأوروبية من قبل مجموعة عمل (National Emission Ceilings – Policy Instruments) NECPI Terms of Reference, Working Group on the Revision of National Emissions Ceilings and Policy Instruments بي دي إف (24.4 KiB) ولقد بدأ تفعيل قانون 50/2008/EC، الصادر عن البرلمان الأوروبي والمجلس بتاريخ 21 مايو 2008 فيما يخص نوعية الهواء المحيط وتوفير هواء أنظف لدول أوروبا (قانون نوعية الهواء الجديد)، في 11-06-2008. [17]. ومن الممكن أن يجبر المواطنون الأفراد المجالس المحلية في بلدتهم على معالجة مشاكل التلوث، وذلك بعد صدور أحد القوانين المهمة في يوليو 2008 بواسطة محكمة العدل الأوروبية. فلقد تم تقديم طلب للمحكمة الأوروبية لإصدار حكم في قضية المواطن ديتر يانسك القاطن في مدينة ميونيخ، والذي ادعى أنه وفقًا لقانون نوعية الهواء الأوروبي الصادر عام 1996 (قانون المجلس الاوروبي 96/62/EC الصادر في 27 سبتمبر 1996 فيما يخص إدارة وتقييم نوعية الهواء المحيط [18])، فإن السلطات في ميونيخ ملزمة بفعل ما يجب لوقف التلوث الذي تجاوز المعايير المحددة له. وجدير بالذكر أن المواطن يانسك قد قام بعد ذلك بعرض قضيته على محكمة العدل الأوروبية والتي أعلن قضاتها أن المواطنين الأوروبيين لديهم الحق في طلب الخطط التي تم وضعها للحفاظ على نوعية الهواء من السلطات المحلية في حالة ما إذا كانت هناك خطورة من تخطي الحدود التي وضعها الاتحاد الأوروبي.
[عدل] المملكة المتحدة
إن مستويات نوعية الهواء المطلوبة والتي تم وضعها بواسطة إدارة البيئة والغذاء والشئون الريفية هي تقريبًا ما يهدف إليه ممثلو الحكومة المحلية المسئولون عن إدارة نوعية الهواء في المدن التي يعد فيها إدارة نوعية الهواء من أكثر القضايا الملحة. ولقد قامت المملكة المتحدة بتأسيس شبكة خاصة بنوعية الهواء يتم فيها نشر مستويات ملوثات الهواء الأساسية [19] عن طريق مراكز مراقبة. وجدير بالذكر أن نوعية الهواء في كل من أوكسفورد وباث و[20] بشكل خاص رديئة للغاية. فلقد قامت إحدى الدراسات المثيرة للجدل [21] والتي أجرتها شركة كالور للغاز وتم نشرها في جريدة الجارديان الإنجليزية، بمقارنة المشي في مدينة أوكسفورد في اليوم العادي بتدخين ما يزيد عن ستين سيجارة. وهناك مقارنات أخرى أكثر دقة يمكن الحصول عليها من أرشيف المملكة المتحدة الخاص بنوعية الهواء [22] والذي يعطي الفرصة للمستخدم لمقارنة إدارة المدن وكيفية تعاملها مع الملوثات بالأهداف القومية لنوعية الهواء [23] والتي تم وضعها بواسطة إدارة البيئة والغذاء والشئون الريفية في عام 2000. وغالبًا ما يتم ذكر أعلى القيم على المستوى المحلي، إلا أن القيم المتوسطة أيضًا تكون ذات أهمية بالنسبة لصحة الإنسان. إن الأرشيف القومي للمعلومات الخاصة بنوعية الهواء في المملكة المتحدة يوفر تقريبًا نوعًا من المراقبة الحالية لأعلى قياسات حالية لنسب تلوث الهواء في العديد من مدن المملكة المتحدة.[2] كما يوفر هذا المصدر نطاقًا واسعًا من البيانات المحدثة بشكل دائم والتي تضم ما يلي:
متوسط معدل الأوزون لكل ساعة (ميكروجرام/مكعب)
متوسط معدل ثاني أكسيد النيتروجين لكل ساعة (ميكروجرام/متر مكعب)
متوسط معدل ثاني أكسيد الكبريت بحد أقصى كل 15 دقيقة (ميكروجرام/متر مكعب).
متوسط معدل أول أكسيد الكربون لكل ثمان ساعات (مليجرام/متر مكعب)
متوسط معدل الجسيمات المادية الخشنة البالغ قطرها 10 ميكروجرام (PM10) (ميكروجرام/متر مكعب ـ تكافؤ الجاذبية)
ولقد اعترفت إدارة البيئة والغذاء والشئون الريفية أن تلوث الهواء صار له تأثير خطير على الصحة كما قامت بوضع نظام تصنيفي بسيط يستخدم لإحداث نظام تحذير يومي وتقوم ببث هذا النظام قناة الـبي بي سي الإخبارية عن طريق خدمة الطقس التي تقدمها. [24] كما قامت إدارة البيئة والغذاء والشئون الريفية بنشر مجموعة من الإرشادات للأشخاص الذين يعانون من أمراض القلب والجهاز التنفسي.[25]
[عدل] الولايات المتحدة الأمريكية
إن النظر إلى أسفل تلال هوليود من نقطة رصد جريفيث الموجودة على التل الواقع في المقابل، يجعل من تلوث الهواء الموجود في مدينة لوس أنجلوس أمرًا واضحًا للعيان في آخر فترات الظهيرة.قام الكونجرس الأمريكي في الستينات والسبعينات والتسعينات بتفعيل مجموعة من قوانين الهواء النظيف (قانون الهواء النظيف) التي ساعدت بشكل كبير في دعم قوانين تلوث الهواء. ولقد قامت كل ولاية من الولايات الأمريكية وبعض الدول الأوروبية، بالإضافة إلى الاتحاد الأوروبي باتباع مثل هذه المبادرات. ويضع قانون الهواء النظيف مجموعة من الحدود العددية على نسب تركيز مجموعة معينة من ملوثات الهواء بالإضافة إلى توفير التقارير وآليات التنفيذ.
وفي عام 1990 قامت وكالة حماية البيئة الأمريكية باستبدال مؤشر نوعية الهواء (AQI) Pollution Standards Index بمؤشر معايير التلوث (PSI) Pollution Standards Index، وذلك لدمج المعايير الجديدة الخاصة بكل من الجسيمات المادية الناعمة التي يبلغ قطرها 2.5 ميكروجرام وغاز الأوزون. ولقد كان لهذه القوانين تأثير شديد الإيجابية. ففي الولايات المتحدة الأمريكية فيما بين 1970 و2006، استمتع المواطنون الأمريكيون بانخفاض نسبة انبعاث ملوثات الهواء التي يتم رصدها سنويًا، وذلك كما يلي:
انخفاض انبعاثات أول أكسيد الكربون من 197 مليون طن إلى 89 مليون طن
انخفاض انبعاثات أكسيد النيتروجين من 27 مليون طن إلى 19 مليون طن
انخفاض انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت من 31 مليون طن إلى 15 مليون طن
انخفاض انبعاثات الجسيمات المادية بنسبة 80 في المائة
انخفاض انبعاثات الرصاص بنسبة تزيد على 98 في المائة
وفي خطاب تم توجيهه إلى وكالة حماية البيئة في أكتوبر عام 2006، حذر المستشارون العلميون المستقلون في الوكالة من أن المعايير الخاصة بالضباب الدخاني المحتوي على غاز الأوزون في حاجة ماسة إلى الانخفاض كما أنه لا يوجد أي تفسير علمي للإبقاء على المعيار الضعيف الذي يتم استخدامه حاليًا. ولقد أوصى العلماء بالإجماع على ضرورة أن يكون مستوى الضباب الدخاني يتراوح ما بين 60 و70 جزء لكل مليون، وذلك بعد أن أجروا مراجعة شاملة للدليل على ذلك. [26] بينما قدمت وكالة حماية البيئة في يونيو عام 2007 اقتراحًا بتغيير المعيار الذي يجب أن يكون عليه هذا النوع من الملوثات وجعله 75 جزءًا لكل مليون. ولقد كان هذا المعيار أقل شدة مما أوصى به العلماء إلا أنه كان أكثر شدة من المعيار الذي يتم استخدلمه حاليًا. ويحاول بعض أصحاب الصناعات عدم تغيير المعايير المنخفضة الحالية. أما علماء البيئة والمدافعون عن الصحة العامة فهم يحاولون دعم التوصيات العلمية.[ادعاء غير موثق منذ 196 يوماً] إن المعايير القومية لنوعية الهواء المحيط هي عبارة عن مستويات التلوث التي تستدعي وضع خطط لمواجهة التلوث عن طريق الدولة والحكومات المحلية، وتقوم بتنفيذها وكالة حماية البيئة. هناك كميات هائلة من الغبار المحمل بالملوثات الناتجة عن الأنشطة البشرية مثل السلفات والضباب الدخاني والأدخنة الصناعية وحبيبات الكربون والنترات، حيث تنتقل هذه الملوثات عبر المحيط الهادي من خلال الرياح القادمة من الدول الصناعية الكبرى في آسيا وتكون هذه الملوثات في شكل سحب ريشية تعمل على تغيير المناخ في سرعة كبيرة. فما يقرب من ثلث الهواء الذي يحيط بمدينتي لوس أنجلوس وسان فرانسيسكو يمكن أن يعزو مباشرة إلى الهواء القادم من قارة آسيا. وعلاوة على ذلك، قد يتكون الهواء من ثلاثة أرباع جسيمات الكربون السوداء التي تصل إلى الساحل الغربي. [27] / [28] أما الليبراليون فيقترحون مجموعة من الطرق المناسبة التي تساعد في وقف انتشار التلوث. وهم يدافعون بشدة عن مبدأ المسئولية المطلقة الذي يجعل أي شخص يلوث الهواء المحيط بشخص آخر مسئولاً عما تسبب فيه. فهذا السلوك الخاطئ من الممكن اعتباره اعتداءً، كما أن الأضرار التي تنتج عن ذلك من الممكن النظر فيها بموجب القانون العام، وذلك من خلال رفع دعوى جماعية.Rothbard, Murray."Conservation, Ecology, and Growth", For a New Liberty: The Libertarian Manifesto، 256–257. ونظرًا لأن الطرق السريعة في المجتمع الذي يؤمن بالحرية يتم خصخصتها تحت نظام طرق السوق الحرة، فإن أصحاب هذه الطرق السريعة يجب أن يكونوا أيضًا في موضع المسئولية بسبب التلوث الناتج من السيارات التي تعبر من هذه الطرق التي يمتلكونها. وهذا الأمر سيجعل لديهم حافزًا ماديًا يجبرهم على التخلص من المواد الملوثة الأكثر سوءًا بعيدًا عن المرور في الطرق التي يمتلكونها.
[عدل] إحصائيات
[عدل] المدن الأكثر تلوثًا
عادة ما يتركز تلوث الهواء في المناطق الكبيرة التي بها كثافة سكانية عالية خاصة في الدول النامية التي تكون فيها القوانين التي تحافظ على البيئة غير صارمة أو غير موجودة على الإطلاق. ولكن حتى المناطق الآهلة بالسكان في الدول المتقدمة تنالها المستويات التي عندما يصل إليها التلوث تكون ضارة بالصحة.
[عدل] انبعاثات ثاني أكسيد الكربون
المجموع الكلي لانبعاثات ثاني أكسيد الكربون
يتم انبعاث 106 طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا:[29]
الولايات المتحدة: 2.795
الصين: 2.680
روسيا: 661
الهند: 583
اليابان: 415
ألمانيا: 356
أستراليا: 300
جنوب أفريقيا: 232
المملكة المتحدة: 212
كوريا الجنوبية: 185
نسبة كل شخص من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون
الأطنان المنبعثة سنويًا من ثاني أكسيد الكربون CO2 بالنسبة للفرد:
أستراليا: 10
الولايات المتحدة: 8.2
المملكة المتحدة: 3.2
الصين: 1.8
الهند: 0.5
[عدل] تشتيت الهواء
مقال تفصيلي :Atmospheric dispersion modeling
إن التقنية الأساسية المستخدمة في تحليل تلوث الهواء تتمثل في استخدام مجموعة متنوعة من النماذج الرياضية (نموذج حسابي) من أجل التنبؤ بكيفية انتقال ملوثات الهواء في طبقة الغلاف الجوي السفلى. والمناهج الأساسية المستخدمة في ذلك يمكن توضيحها كما يلي:
تشتيت المصدر النقطي، وتستخدم هذه الطريقة مع مصادر التلوث الصناعية.
تشتيت المصدر الخطي، وتستخدم هذه الطريقة في نموذج تشتيت الهواء في المطارات وطرق السيارات.
تشتيت المصدر المساحي، وتستخدم هذه الطريقة مع حرائق الغابات وعواصف الغبار.
النماذج الكيميائية الضوئية، وتستخدم هذه النماذج من أجل تحليل المواد الملوثة المتفاعلة التي تؤدي إلى تكون الضباب الدخاني.
شكل توضيحي لنموذج جاوسيان المستخدم في تشتيت الهواء في المناطق التي بها مواد ملوثة عالقة، حيث يتم استخدامه في العديد من نماذج تشتيت الهواءوتعد مشكلة المصدر النقطي أكثر المشاكل التي تم استيعابها بشكل جيد؛ ويرجع ذلك إلى أنها تقوم على مجموعة بسيطة من العمليات الرياضية، بالإضافة إلى أن دراستها قد بدأت منذ فترة طويلة يعود تاريخها إلى عام 1900. وتعتمد هذه الطريقة على استخدام نموذج التشتيت جاوسيان الخاص بالملوثات العالقة بالهواء، والذي يستخدم للتنبؤ بخطوط التساوي لتلوث الهواء، مع الأخذ في الاعتبار سرعة الرياح ونسبة الانبعاثات، بالإضافة إلى درجة الاستقرار (وحدة لقياس اضطرابالغلاف الجوي). Turner, D.B.(1994). Workbook of atmospheric dispersion estimates: an introduction to dispersion modeling، 2nd Edition،CRC Press. ISBN 1-56670-023-X. Beychok, M.R.(2005). Fundamentals Of Stack Gas Dispersion، 4th Edition،author-published. ISBN 0-9644588-0-2. ولقد تم فحص هذا النموذج والتصديق عليه بشكل واسع من خلال البيانات التجريبية الخاصة بجميع أنواع الظروف الجوية المختلفة. أما نموذج تشتيت الهواء الخاص بطرق السيارات فقد ظهر بداية من أواخر الخمسينات وأوائل الستينات وذلك كاستجابة لمتطلبات قانون السياسة البيئية القومية ووزارة النقل الأمريكية (التي عرفت بعد ذلك باسم الإدارة الفيدرالية للطرق السريعة) وذلك بهدف فهم التأثيرات التي يمكن أن تنجم على نوعية الهواء نتيجة لمشاريع الطرق السريعة الجديدة التي تم اقتراحها، وخاصة في المدن. ولقد ساهمت مجموعات بحث عديدة في وضع هذا النموذج، ومن هذه المجموعات: مجموعةthe Environmental Research and Technology (ERT) والتي توجد في ليكسنجتون بماساتشوستس ومجموعة the ESL Inc. في صانيفيل بكاليفورنيا ومجموعة the California Air Resources Board في ساكرامنتو بكاليفورنيا. ولقد نال البحث الذي قامت به مجموعة ESL دعمًا من خلال الحصول على عقد مع وكالة حماية البيئة الأمريكية للتصديق على نموذج المصدر الخطي باستخدام سداسي فلورايد الكبريت كعنصر استشفافي. ولقد كان هذا البرنامج ناجحًا في التصديق على نموذج المصدر الخطي الذي قامت بوضعة مجموعة ESL inc. ولقد تمت الاستعانة بهذا النموذج في بداية ظهوره في بعض القضايا المتعلقة بتلوث الهواء في الطرق السريعة مثل طريق أرلينجتون بفيرجينيا والطريق السريع 66 وخط تيرنبايك نيوجيرسي السريع، بالإضافة إلى مشروع توسيع الطرق من خلال منطقة إيست برانسويك في نيوجيرسي. أما نماذج المصدر المساحي فقد تم وضعها في 1971 وحتى نهاية 1974 بواسطة مجموعات البحث the ERT and ESL، إلا أن هذه النماذج كانت مخصصة لجزء أصغر من الانبعاثات الكلية لتلوث الهواء. لذا، نجد أن استخدام هذه النوعية من النماذج لم يكون واسع النطاق كما كان الحال بالنسبة لنموذج المصدر الخطي والذي تم استخدامه في المئات من التطبيقات المختلفة في بداية السبعينات. وبالمثل تمامًا، تم وضع النماذج الضوئية الكيميائية في الستينات والسبعينات، ولكن استخدامها كان أكثر تخصصًا كما أنها كانت مقتصرة على بعض احتياجات مناطق معينة مثل استيعاب تكوين الضباب الدخاني الذي ساد لوس أنجلوس في كاليفورنيا.
[عدل] الآثار البيئية الناتجة عن الغازات الدفيئة الملوثة للهواء
مقالات تفصيلية :Ocean acidification و Greenhouse effect
إن تأثير الصوبة الزجاجية هو ظاهرة تقوم بواسطتها الغازات الدفيئة ـ غازات توجد في الغلاف الجوي تتميز بقدرتها على امتصاص الاشعة التي تفقدها الأرض ـ بتهيئة حالة معينة في الغلاف الجوي العلوي يتسبب عنها ارتفاع درجة الحراراة كما تؤدي إلى زيادة درجات الحرارة في السطح وطبقة التروبوسفير السفلية. ويعد ثاني أكسيد الكربون الناتج من احتراق الوقود الحفري هو المشكلة الأساسية. وتوجد أنواع أخرى من الغازات الدفيئة تتضمن الميثان ومركبات الهيدروفلوروكربون والبرفلوروكربون والكلوروفلوروكربون وأكاسيد النيتروجين وغاز الأوزون. ولقد تعرف العلماء على تأثير هذه الغازات منذ ما يقرب من القرن. وفي هذه الفترة ساعد التقدم التكنولوجي في زيادة اتساع وعمق البيانات المتعلقة بهذه الظاهرة. وحاليًا، يقوم العلماء بدراسة التغيرات الطارئة على تركيب الغازات الدفيئة الناتجة عن المصادر الطبيعية أو النشاط البشري من أجل معرفة تأثير ذلك على تغير المناخ. وهناك أيضًا عدد من الدراسات الأخرى التي تقوم بالبحث في احتمالية ارتفاع درجة حموضة مياه المحيطات نتيجة لارتفاع مستويات غاز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي على المدى الطويل، بالإضافة إلى التأثيرات المحتملة على النظم الإيكولوجية المائية.
[عدل] انظر