بررسی جامع آلودگی هوا

پایان نامه بررسی جامع آلودگی هوا در 130 صفحه ورد قابل ویرایش

بررسی جامع آلودگی 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.

ابزارها جمع‌آوری اطلاعات، ویژگی‌‌های تراكم:

 یك رادیومتر اسكنر خورشیدی در ماه جولای 1988 در ایران در مركز Aerasal Robotic را‌ه ‌اندازی شده‌است.

وسایل و ابزارهای پیشرفته‌ای در این مركز بكار گرفته شده است كه متعلق به پروژه مطالعات اقیانوسی است شامل تعدادی از تغییرات برای تقویت رادیومترهای خورشیدی برای بكارگیری در نواحی دریایی است. این ابزارها بر روی زمین، مناطق دریایی ایران، در حدود هفت كیلومتری فردوگاه بین‌المللی ایران نصب شده است.

رادیومتر‌ خورشیدی بر روی یك تریلر استاندارد در حدود m 2/3 مرتفع‌تر از سطح زمین سوار شده است و هیچ نوع مانعی در زوایه 10 خورشید وجود ندارد.

رادیومتر CIML اندازه مستیم خورشیدی و پرتوافكن در زاویه nm 1020-340 و nm1020-440 به ترتیب قرار دارد.

اندازه‌گیری مستقیم خورشید در هشت كانال مه‌آلود 940، 870،675،500، 440،380، 340 و nm 1020 (طول موج ظاهری) صورت می‌گیرد.

هفت عدد از این كانال‌ها برای آشنایی با اطلاعات مربوط به عمق ذرات‌ریز قابل دید معلق در هوا استفاده می‌شود. هشتمین كانال در nm 940 برای تخمین میزان نهایی بارندگی استفاده می‌شود.

شعاع انتقال در مركز كانال بیش از  است. بنابراین تراوش بیشتر در خارج از كانال صورت می‌گیرد. سیلیكون یا (عنصر غیرفلزی كه در ساخت نیمه رساناها بكار می‌رود) كه به عنوان یك نمایان‌گر بكار می‌رود، دمای ثابتی ندارد ولی درجه حرارت آن به طول یكنواخت مورد بررسی قرار می‌گیرد و به طور سیستمیك اصلاح می‌شود و توسط آزمایش‌های درجه حرارت آزمایشگاهی Eck , molben مطالعات دقیق و گسترده‌ای را در فاصله سالهای 1999 -1998 بر روی محاسبات غیرمشخص بر اساس كیفیت و كمبود اطلاعات انجام شده و ازن انجام داده‌اند. در سال 1999 schmid نشان داد كه تفاوت‌های مابین عمق‌های مختلف ذرات ریز قابل‌دید معلق در هوا به وسیله CIMEL رادیومتر و چهار نوع رادیومتر دیگر صورت می‌گیرد. جزئیات محتویات بخار آب (WVC) بازیافتی به وجود می‌آید و نوع اشتباهات صورت گرفته می‌تواند در Schmid در سال 2001 یافت می‌شود در ستون نهایی اتمسفریك محتویات بخار آب استخراج شده از آب آزمایش شده معمولا چیزی در حدود 10% از طول موج رادیومتر است اندازه‌گیری‌های آلموكانتر رادیانس هوای در چهار كانال چهارصد و چهل، ششصدو هفتاد و ده بیست N و m انجام می‌شود برای هر زاویه خورشیدی نقطه اوج، رادیانس آسمانی در حدود بیست‌وهشت زاویه گرفته می‌شود. یك الگورتیم وارونه برای ویژگی‌های ذرات‌ریز قابل‌دید بازیافتی معلق در هوا در یك رنج پنج صدم تا پانزده um بكار می‌رود این روش به‌طور كلی از مطالعات قبیل در مسئله شباهت ذرات بازیافتی پراكندگی آنها متفاوت است.

یك الگوریتم وارونه بهینه‌سازی شده بر اساس اصول تخمین ایستاتیك ساخته شده است:

رادیانس‌های مه‌آلود، و مختلف به عنوان اطلاعات چند منبعی كه به دقت از قبل تعیین شده‌اند تصور می‌شوند، وارونگی به عنوان تحقیقی برای مناسب بودن بهترین نوع اطلاعات است. یك راه كاروارونه، جزئیات یك الگورتیم پیشرفته و گونه‌های متورولوژیكالی در مبحث عمق ذرات توسط king و dubovik آمده است.

فهرست

مقدمه................................................................................................................................................................... 1

ترکیبات جو........................................................................................................................................................ 1

ارتفاع و ساختار جو.......................................................................................................................................... 2

تاثیر فعالیت های انسان بر وضعیت جو..................................................................................................... 5

آلاینده های گازی شکل................................................................................................................................. 5

آئروسلها............................................................................................................................................................... 8

آیا هوا با کمبود اکسیژن مواجه خواهد شد؟........................................................................................... 9

آیا دمای کره زمین افزایش خواهد یافت................................................................................................... 9

آلودگی هوا......................................................................................................................................................... 11

هوای غیر آلوده................................................................................................................................................. 11

منشاء و ماهیت آلاینده های هوا.................................................................................................................. 14

هوای آلوده.......................................................................................................................................................... 14

آلودگی هوا......................................................................................................................................................... 15

کربن منوکسید.................................................................................................................................................. 16

اهمیت co ناشی از فعالیت های انسان..................................................................................................... 18

شیمی تشکیل co............................................................................................................................................ 19

غلظت و توزیع co............................................................................................................................................ 21

اثرات co روی انسان....................................................................................................................................... 22

اکسید های نیتروژن......................................................................................................................................... 23

منابع اکسید های نیتروژن............................................................................................................................. 24

اکسید های نیتروژن به عنوان آلوده کننده ها......................................................................................... 26

شیمی تشکیل NO_{X.........................................................................................................................................................................................................} 26

چرخه نوری NO₂........................................................................................................................................... 29

اثرات NO_X....................................................................................................................................................... 30

کنترل آلودگی NO_X..................................................................................................................................... 31

اندازه گیری NO_X.......................................................................................................................................... 34

هیدروکربن ها و اکسیدان های فتو شیمیایی.......................................................................................... 34

هیدروکربن ها.................................................................................................................................................... 35

منابع هیدروکربن ها........................................................................................................................................ 38

تشکیل اکسیدانهای فتوشیمیایی................................................................................................................. 40

غلظت هیدروکربن ها و اکسیدان ها فتوشیمیایی.................................................................................. 42

اکسیدهای سولفور............................................................................................................................................ 46

منابع سولفور اکسیدها..................................................................................................................................... 46

شیمی تشکیل so_X......................................................................................................................................... 49

ذرات معلق.......................................................................................................................................................... 51

ترکیب شیمیایی ذرات معلق......................................................................................................................... 54

اثرات ذرات معلق بر روی مقدار کل اشعه خورشیدی........................................................................... 58

کنترل انتشار ذرات معلق............................................................................................................................... 59

ذرات معلق آلی................................................................................................................................................. 62

آلاینده های معدنی مختلف........................................................................................................................... 63

بوها....................................................................................................................................................................... 66

تاثیر روی انسانها............................................................................................................................................... 67

تاثیر روی حیوانات............................................................................................................................................ 72

ثمر بخشی درختان در تقلیل میزان سرب................................................................................................ 77

اثر درختان روی سایر عوامل آلاینده........................................................................................................... 78

آلودگی هوا بوسیله ایروسل ها...................................................................................................................... 79

استفاده از گیاهان به عنوان بیواندیکاتور.................................................................................................... 83

اثر آلاینده های شیمیایی هوا روی گیاه.................................................................................................... 89

آلاینده های هوا................................................................................................................................................ 91

علائم قابل رویت............................................................................................................................................... 95

تیپ های کلی صدمات.................................................................................................................................... 99

مرگ سلول ها  و نکروتیک شدن برگها...................................................................................................... 100

کلروز و سایر تغییر رنگها100

رشد غیرطبیعی گیاهان102

شناخت اثرات مواد آلاینده103

اثرات غیر قابل رویت105

1-رشد محصول105

2- اثرات الاینده ها بر روی پروسه های بیوشیمیائی و فیزیولوژیکی107

بازدهی محصول111

اثرات آلاینده های هوا روی جمعیت های گیاهی وجوامع112

بخش ترجمه114

برچسب ها : بررسی جامع آلودگی هوا , پایان نامه بررسی جامع آلودگی هوا , مقاله بررسی جامع آلودگی هوا , پروژه بررسی جامع آلودگی هوا , تحقیق بررسی جامع آلودگی هوا , دانلود پایان نامه بررسی جامع آلودگی هوا , جامع , آلودگی , هوا , پروژه , پژوهش , مقاله , جزوه , تحقیق , دانلود پروژه , دانلود پژوهش , دانلود مقاله , دانلودجزوه , دانلود تحقیق