مقدمه
اتمسفر مانند نهر یا رودخانه دارای فرآیندهای طبیعی است که در تمیز کردن آن نقش دارند. بدون چنین فرآیندهایی
تروپوسفر سریعا به محیطی نامناسب برای زیست بشر تبدیل خواهد شد. پراکندگی ، ته‌نشینی گرانشی ، لخته سازی ، جذب (همراه با شستشو و واشویی) ، شستشو توسط باران و جذب سطحی از جمله مهمترین مکانیسمهای طبیعی
آلایندهها در اتمسفر به شمار می‌روند.
فرآیندهای پاکسازی اتمسفر
پراکندگی
پراکندگی آلایندهها توسط
جریانهای باد ، غلظت آلایندهها را در هر جایی کاهش می‌دهد.
ته‌نشینی گرانشی
یکی از مهترین مکانیسمهای طبیعی در جداسازی ذرات از اتمسفر بویژه ذراتی که بزرگتر از 20µm هستند شمرده می‌شوند.
لخته سازی
ته‌نشینی گرانشی در چندین فرآیند دیگر پاکسازی طبیعی اتمسفر نیز نقش مهمی دارد به عنوان مثال ذرات کوچکتر از 0.1µm به کمک
لخته‌سازی قابل ته‌نشین هستند. در این پدیده ذرات بزرگتر بصورت گیرنده‌های ذرات کوچکتر عمل می‌کنند. دو ذره با یکدیگر برخورد و اتصال پیدا کرده تشکیل یک واحد می‌دهند. این فرآیند تا تشکیل یک ذره لخته‌ای کوچک ادامه می‌یابد، تا آنجا که این لخته برای ته‌نشین شدن به اندازه کافی بزرگ و سنگین شود.
جذب ذرات
در فرآیند طبیعی جذب ذرات یا آلاینده‌های گازی در باران یا
مه تجمع حاصل کرده همراه رطوبت ته‌نشین می‌شوند، این پدیده که به نام
شستشو نامیده می‌شود در قسمت پایینتر از سطح ابرها رخ می‌دهد پتانسیل لازم برای شستشوی ذرات و گازها بستگی به تحقیقات اخیر نشان داده‌اند که برای ذرات دارای قطر کوچکتر از 1µm فرآیند شستشو موثر نخواهد بود.
گازها ممکن است بدون تغییر شیمیایی حل شوند و یا اتصال دارد در برخی مواقع با آب باران وارد واکنش شیمیایی شوند مانند گاز SO
2 که به سهولت در باران حل می‌شود و همراه با قطرات باران پایین می‌آید با این وجود
SO2 ممکن است با آب باران واکنش نشان داده ایجاد غبارهای
H2SO3 (
اسید سولفورو) یا
H2SO4 (
اسید سولفوریک) نماید که به نام
بارانهای اسیدی شهرت دارند و بالقوه نسبت به
SO2 اولیه دارای اثرات زیانبار بیشتری هستند.
شستشو در اثر بارش
در این حالت شستشو در سطح پایینتر از ابرها اتفاق می‌افتد و هنگامی که قطرات سقوط کننده باران آلایندهها را جذب می‌کنند در داخل ابرها پدیده شستشو صورت می‌گیرد. بدین ترتیب که ذرات کوچکتر از ابعاد میکرون بصورت هسته‌های میعان که در اطراف آنها قطرات آب تشکیل می‌شوند، عمل می‌کنند. این پدیده در نواحی شهری موجب افزایش بارندگی و تشکیل مه می‌شود.
جذب سطحی
عمدتا در
لایه اصطکاکی اتمسفر یعنی در نزدیکترین لایه به سطح زمین انجام می‌گیرد. در این پدیده آلاینده‌های گازی ، مایع یا جامد جذب
یک سطح شده پس از غلیظ شدن در همان سطح باقی می‌مانند. سطوح طبیعی از قبیل
خاکها ،
صخره‌ها ،
برگها و
علفها قادر به جذب و نگهداری آلایندهها هستند. ذرات ممکن است با سطوح جذب توسط ته‌نشینی گرانشی یا اثر اینرسی که در طی آن ذرات آلاینده‌های گازی در اثر جریانهای باد به سطوح منتقل می‌شوند تماس یابند. اثر اینرسی برای ذراتی در دامنه ابعادی بین 10 تا 15µm سطوح کوچک به تعدد مانند علفها و برگهای درختان نسبت به سطوح بزرگتر به منظور جداسازی ذرات بیشتر است.
دستیابی به کنترل آلایندهها
برای دستیابی به کنترل آلاینده‌های گازی و ذرات دامنه‌ای گسترده ، دو راه وجود دارد:
- کاهش غلظت آلاینده در اتمسفر
- کنترل آلایندهها در منبع تولید آنها
رقیق سازی
رقیق ساختن در اتمسفر با استفاده از
دودکشهای بلند امکانپذیر است. دودکشهای بلند می‌توانند در
لایه وارونگی نفوذ کرده ، آلایندهها را به گونه‌ای پراکنده سازند که غلظت آلایندهها در سطح زمین تا مقدار زیادی کاهش یابد. رقیق سازی در بهترین حالت خود عبارتست از یک وسیله کوتاه مدت به منظور
کنترل آلودگی و در بدترین حالت خود وسیله‌ای است برای انتقال آثار ناخواسته آلایندهها به مناطق دور دست.
کنترل در منبع مولد آلایندهها
به منظور کنترل آلودگی هوا در دامنه‌های بسیار وسیع تا نقاط دوردست ، کنترل این مواد در منبع تولیدشان مطلوبتر و موثرتر از رقیق سازی است. در وهله اول چنین به نظر می‌رسد که اولین و موثرترین روش جلوگیری از تولید آلایندهها باشد در مورد آلاینده‌های تولید شده در اثر فرآیندهای احتراقی ، جایگزین کردن یک
منبع انرژی می‌تواند از تولید آلایندهها جلوگیری کند. روشهای باقیمانده برای کنترل آلایندهها در منبع می‌تواند موجب کاهش انتشار آلایندهها شود، اما نمی‌تواند سبب حذف کامل موجود به عنوان مثال اتومبیلی که دارای یک فیلتر کثیف هوا ، به یک سیستم نامناسب برای تهویه
موتور ، عملکرد نادرست تنظیم دور موتور و ... نسبت به اتومبیلی که با بهترین بازده کار می‌کند، آلاینده‌های بیشتری را از خود منتشر می‌سازد.
تغییر فرآیند مورد استفاده همچنان روش دیگر برای کنترل انتشار آلایندهها در منبع تولیدشان بکار می‌رود. به عنوان مثال جایگزین کردن کوره‌های باز با کوره‌های اکسیژنی کنترل شده یا
کوره‌های الکتریکی و یکی دیگر از روشهایی که در کنترل آلاینده‌های هوا در منبع تولید آنها دارای وسیعترین کاربرد است، عبارت است از نصب تجهیزات کنترلی طراحی شده بر طبق برخی از اصول اساسی که توسط آنها مکانیسمهای طبیعی حذف آلایندهها عمل می‌کنند.
مباحث مرتبط با عنوان
