اثرات مه‌دود فتوشیمیایی بر سلامت انسان‌

انقلاب صنعتی دلیل اصلی پیدایش آلودگی هوا در سه دهه اخیر به شمار می‌آید. قبل از دهه ۱۹۵۰ آلودگی هوا ناشی از سوخت ذغال سنگ (برای تولید انرژی) بود. لندن یکی از مشهورترین شهرهایی بود که به‌شدت با مه صنعتی آلوده می‌شد . در دسامبر  ۱۹۵۲ طی ۵ روز هوای سرد مه‌آلود سمی لندن ، جان ۴۰۰۰ انسان را گرفت. این اتفاق به «مه‌دود بزرگ» معروف شد که یکی از نمونه‌های کلاسیک مه‌دود فتوشیمیایی است.

مه‌دود بزرگ لندن و مرگ چهار هزار انسان در طول تنها پنج روز، عامل محرکی قوی برای مبارزه‌ای سخت و جدی با آلودگی هوا شد.

امروزه استفاده از سایر سوخت‌های فسیلی به جای ذغال سنگ همچون سوخت‌های بنزینی، نوع آلودگی را به  تولید مه‌دود فتوشیمیایی تغییر داده است.

اما مه‌دود فتوشيميايي  (Photochemical smog) چگونه تولید می‌شود؟

در اثر فعالیت‌های صنعتی بشر ترکیبات سمی جدیدی به عناصر سازنده هوا افزوده شده است. این ترکیبات شیمیایی جدید منجر به تولید ابر گازی‌شکل زرد متمایل به قهوه‌ای در سطح شهرها می‌شود که ما آن را مه‌دود فتوشیمیایی می‌نامیم.

سولفور دی‌اکسید SO2 یکی از عناصر تشکیل‌دهندۀ مه‌دود فتوشیمیایی است که در نتیجۀ اکسیداسیون سوخت‌های فسیلی (مثل ذغال سنگ  و بنزین) که ترکیبات سولفوری دارند ایجاد می‌شود.

مونوکسیدکربن CO ماده دیگری از ترکیبات مه‌دود فتوشیمیایی است که از سوخت‌های ناقص فسیلی ایجاد به وجود می‌آید.

انواع هیدروکربن‌های فرار شامل PAHs نیز موادی هستند که از سوخت ناقص بنزین به‌وجود مي‌آيند و در ایجاد مه‌دود فتوشیمیایی نقش دارند.

اکسیدهای نیتروژن NOx هم که از احتراق عناصر O2  و N2 در سیلندرهای موتور ماشین حاصل می‌شوند به تشکیل مه‌دود فتوشیمیایی کمک می‌کنند.

از ترکیب اکسیدهای نیتروژن و هیدروکربن‌ها و اکسیژن در زیر نور خورشید، واکنشهای شیمیایی‌ای آزاد می‌شود که منجر به تولید اکسیدان‌های بسیار قوی مانند ازن O3 و پیروکسی استیل نیترات  PAN می‌شود.

چه عواملی مه‌دود فتوشیمیایی را افزایش می‌دهند؟

یکی از مهم‌ترین عوامل افزایش این نوع آلودگی در هوا، ترافیک صبحگاهی است.

ترافیک صبحگاهی منبع اصلی تولید اکسیدهای نیتروژن(NOx) و ترکیبات آلی فرار است. پس از کاهش حجم ترافیک در اواسط روز با افزایش تراکم این مواد در اثر تابش آفتاب، این ترکیبات شروع به انجام واکنش‌های  تولید و انتشار مواد سمی Peroxyacetyl Nitrates PAN و ازن می‌کنند. با غروب آفتاب تولید ازن متوقف می‌شود و ازن باقیمانده در اتمسفر به مصرف واکنش‌های متفاوت دیگری می‌رسد .

عامل مهم دیگری که بر تولید و افزایش مه‌دود فتوشیمیایی مؤثر است، مسأله آب‌وهوا است.

هرچه‌قدر میزان بارندگی بیشتر باشد می‌تواند از مقدار مه‌دود بکاهد و آن را از سطح اتمسفر بشوید. همچنین وزش باد سبب جایگزینی هوای تمیز با مه‌دود فتوشیمیایی می‌شود، اما مشکل آلودگی را به مناطق دورتر می‌برد.

از طرفی دیگر وارونگی و افزایش دمای هوا به‌شدت میزان مه‌دود را افزایش می‌دهد. معمولاً در طول روز مناطق نزدیک به سطح زمین گرمتر می‌شوند و هوای گرم با خود ذرات آلاینده را به ارتفاعات بالاتر می‌برد. اگر هوای سرد فوقانی مانع متصاعد شدن هوای گرم شود، وارونگی هوا ایجاد می‌شود و آلاینده‌ها در سطح پایین زمین به دام می‌افتند. وارونگی هوا سبب کاهش انتشار عمودی آلاينده‌ها در سطح اتمسفر می‌شود و ممکن است از چند روز تا چند هفته ادامه یابد.

شکل زمین نیز یکی دیگر از عوامل مؤثر بر تشکیل و ازدیاد مه‌دود فتوشیمیایی است.

ساکنین دره‌ها به‌شدت از این امر آسیب می‌پذیرند، زیرا تپه‌ها و کوه‌های اطراف دره‌ها موجب کاهش جریان هوا و افزایش غلظت آلودگی می‌شوند. به‌علاوه با افزایش دما، وارونگی در این مناطق شدیدتر خواهد شد.

راه‌حل‌های موجود در برابر این نوع از آلودگی هوا کدامند؟

یکي از راه‌حل‌ها این است که سازمان‌های بین‌المللی کشورها را به رعایت قوانین عدم تولید گازهای گلخانه‌ای در جهان مجبور کنند.

راه‌حل بعدی می‌تواند قرار دادن یک مبدل در سیستم اگزوز خودروها باشد که اکسیدهای نیتروژن را به نیتروژن و اکسیژن تبدیل کند و از این طریق آلودگی هوا را کاهش دهد.

راه‌حل دیگر پیداکردن سوخت‌های پاکيزه‌تر مثل سوخت‌های هیدروژنی یا انرژی خورشیدی برای ماشین‌ها است.

و اما اثرات مه‌دود فتوشیمیایی بر سلامت انسان‌ها چه می‌تواند باشد؟

ذرات معلقی که در مناطق صنعتی و مکان‌هایی که ترافیک شدید ماشین در آن‌ها وجود دارد ایجاد می‌شود، دربرگیرندۀ ذرات کربن و هیدروکربن‌هایی است که از سوخت ناقص سوخت‌های فسیلی ایجاد می‌شوند. هیدروکربن‌ها شامل انواعی از (PAH) هستند که مشخص شده افزایش چشمگیری در فراوانی جهش نطفه  اسپرم موش‌ها (که در معرض عوامل طبیعی قرار گرفته‌اند) ایجاد می‌کند.

استنشاق ذرات کوچکتر از ۵/۲میکرومتر (۶-۱۰*۵/۲) سبب رسوب این ذرات در اعماق شش‌ها می‌شود. قرارگرفتن مداوم در معرض این ذرات کوچک، از انبساط و عملکرد شش‌ها در بزرگسالان می‌کاهد.

این مواد سرطانزا همچنین می‌توانند علاوه بر ایجاد حساسیت‌های تنفسی، سبب افزایش شیوع بیماری‌های قلبی و سرطان ریه در افراد شوند.