بالتعريف ، يشير التلوث إلى أي مادة 'في غير محلها'. بمعنى آخر ، هذا ما يحدث عندما يتم إدخال السموم والملوثات والمنتجات الضارة الأخرى في البيئة ، مما يؤدي إلى تعطيل أنماطها ووظائفها الطبيعية. عندما يتعلق الأمر بغلافنا الجوي ، يشير التلوث إلى إدخال المواد الكيميائية والجسيمات والمواد البيولوجية التي يمكن أن تكون ضارة بالبشر والنباتات والحيوانات وتسبب أضرارًا للبيئة الطبيعية.
في حين أن بعض أسباب التلوث طبيعية تمامًا - نتيجة للتغيرات المفاجئة في درجة الحرارة ، أو التغيرات الموسمية ، أو الدورات المنتظمة - فإن البعض الآخر ناتج عن تأثير الإنسان (أي من صنع الإنسان أو من صنع الإنسان). المزيد والمزيد ، آثار تلوث الهواء على كوكبنا ، وخاصة تلك الناتجة عن النشاط البشري ، تشكل مصدر قلق كبير للمطورين والمخططين والمنظمات البيئية ، نظرًا للتأثير طويل المدى الذي يمكن أن تحدثه.
حسب التركيب ، يتكون الغلاف الجوي للأرض من غاز النيتروجين (78٪) وغاز الأكسجين (21٪) والغازات النزرة الأخرى (مثل الأرجون وثاني أكسيد الكربون). هذا التوازن ضروري لجميع أشكال الحياة هنا على الأرض ، لذا فإن إدخال الملوثات يمكن أن يكون له تأثير عميق وضار. أخيرًا ، يمكن أن يتخذ التلوث أشكالًا عديدة ، مثل مركبات الكربون مثل أول أكسيد الكربون (CO) وثاني أكسيد الكربون (CO2). مركبات الكبريت مثل ثاني أكسيد الكبريت (SO²) ، الميثان ، الاضمحلال الإشعاعي ، أو المواد الكيميائية السامة.
النشاط البشري هو سبب رئيسي لتلوث الهواء ، وينتج الكثير منه عن العمليات الصناعية. الائتمان: cherwell.org
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تقسيم تلوث الهواء إلى أنواع أولية وثانوية من الملوثات. في حين أن الملوثات الأولية ناتجة عن مصادر أولية - أي النتيجة المباشرة للعمليات (مثل الانبعاثات الصناعية أو الانفجارات البركانية) - فإن الملوثات الثانوية هي نتائج الاختلاط والتفاعلات بواسطة الملوثات الأولية (مثل انبعاثات الكربون وبخار الماء ، مما يؤدي إلى الضباب الدخاني) .
أسباب طبيعية:
الأشكال الطبيعية للتلوث هي تلك التي تنتج عن ظواهر طبيعية. هذا يعني أنها ناتجة عن أنشطة دورية ليست من صنع الإنسان أو نتيجة نشاط بشري. علاوة على ذلك ، تخضع مصادر التلوث هذه لدورات طبيعية ، وتكون أكثر شيوعًا في ظل ظروف معينة وأقل شيوعًا في ظل ظروف أخرى. أن تكون جزءًا من التغيرات المناخية الطبيعية للأرض يعني أيضًا أنها مستدامة على مدى فترات طويلة من الزمن.
الغبار وحرائق الغابات:
في مناطق واسعة من الأراضي المفتوحة التي لا تحتوي على نباتات قليلة أو معدومة ، وجافة بشكل خاص بسبب نقص هطول الأمطار ، يمكن للرياح أن تخلق عواصف ترابية بشكل طبيعي. يمكن أن يكون لهذه الجسيمات ، عند إضافتها إلى الهواء ، تأثير احترار طبيعي ويمكن أن تشكل أيضًا خطراً على صحة الكائنات الحية. يمكن أيضًا أن تكون الجسيمات ، عند انتشارها في مناطق بها نباتات طبيعية ، عائقًا طبيعيًا لعملية التمثيل الضوئي.
تعتبر حرائق الغابات حدثًا طبيعيًا في المناطق الحرجية عند حدوث فترات جفاف طويلة ، وذلك بشكل عام نتيجة لتغيرات الموسم وقلة هطول الأمطار. يساهم الدخان وأول أكسيد الكربون الناجمين عن هذه الحرائق في زيادة مستويات الكربون في الغلاف الجوي ، مما يسمح بزيادة الاحترار من خلال التسبب في ظاهرة الاحتباس الحراري.
حريق شيووكوم في ولاية واشنطن عام 2014. Credit: Washington DNR / flickr
الحيوان والنبات:
يعد هضم الحيوانات (خاصة عن طريق الماشية) سببًا آخر لتلوث الهواء الطبيعي ، مما يؤدي إلى إطلاق غاز الميثان ، وهو غاز آخر من غازات الدفيئة. في بعض مناطق العالم ، ينبعث الغطاء النباتي - مثل أشجار الصمغ الأسود والحور والبلوط والصفصاف - كميات كبيرة من المركبات العضوية المتطايرة (VOCs) في الأيام الأكثر دفئًا. تتفاعل هذه مع الملوثات الأولية البشرية المنشأ - خاصة أكاسيد النيتروجين وثاني أكسيد الكبريت ومركبات الكربون - لإنتاج ضباب موسمي منخفض وغني بالأوزون.
النشاط البركاني:
الانفجارات البركانية هي مصدر رئيسي لتلوث الهواء الطبيعي. عندما يحدث ثوران بركاني ، فإنه ينتج كميات هائلة من منتجات الكبريت والكلور والرماد ، والتي يتم إطلاقها في الغلاف الجوي ويمكن أن تلتقطها الرياح لتنتشر على مساحات واسعة. بالإضافة إلى ذلك ، من المعروف أن مركبات مثل ثاني أكسيد الكبريت والرماد البركاني لها تأثير تبريد طبيعي ، نظرًا لقدرتها على عكس الإشعاع الشمسي.
الأسباب البشرية:
ولكن أكبر مساهمة في تلوث الهواء اليوم هي تلك التي تنتج عن التأثير البشري - أي الأسباب التي من صنع الإنسان. هذه هي إلى حد كبير نتيجة لاعتماد الإنسان على الوقود الأحفوري والصناعات الثقيلة ، ولكن يمكن أن يكون أيضًا بسبب تراكم النفايات والزراعة الحديثة والعمليات الأخرى التي من صنع الإنسان.
تعد الانبعاثات الصادرة عن المركبات سببًا رئيسيًا لتلوث الهواء الناتج عن الأنشطة البشرية. الائتمان: ucsusa.org
انبعاثات الوقود الأحفوري:
يعد احتراق الوقود الأحفوري مثل الفحم والنفط والمواد القابلة للاحتراق الأخرى من الأسباب الرئيسية لتلوث الهواء. تستخدم هذه بشكل عام في محطات الطاقة ومرافق التصنيع (المصانع) ومحارق النفايات ، وكذلك الأفران وأنواع أخرى من أجهزة التدفئة التي تعمل بحرق الوقود. يتطلب توفير تكييف الهواء والخدمات الأخرى أيضًا كميات كبيرة من الكهرباء ، مما يؤدي بدوره إلى المزيد من الانبعاثات.
وفقا ل اتحاد العلماء المعنيين ، تمثل الصناعة 21٪ من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في الولايات المتحدة ، بينما يمثل توليد الكهرباء 31٪ أخرى. وفي الوقت نفسه ، تعد الانبعاثات الناتجة عن المركبات التي تعمل بالبنزين - مثل ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون وأكاسيد النيتروجين والجسيمات وبخار الماء - مصدرًا مهمًا لتلوث الهواء.
إلى دراسة أجرتها UCS أظهر في عام 2013 أن النقل يمثل أكثر من نصف أول أكسيد الكربون وأكاسيد النيتروجين ، وما يقرب من ربع الهيدروكربونات المنبعثة في الهواء في الولايات المتحدة. على الصعيد العالمي ، فإن الوضع مشابه ، مع وجود اختلافات طفيفة حسب القطاع. وفقا ل تقرير التقييم الخامس للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (2014) ، شكلت الصناعة 21٪ من إجمالي انبعاثات غازات الاحتباس الحراري ، وإنتاج الكهرباء والحرارة بنسبة 25٪ أخرى ، وشكل النقل 14٪.
يمثل النشاط الزراعي 24٪ من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري السنوية على مستوى العالم. الائتمان: دينيس جارفيس / فليكر
الزراعة وتربية الحيوان:
تنشأ انبعاثات غازات الاحتباس الحراري من الزراعة (المعروفة أيضًا باسم زراعة المحاصيل والماشية) من خلال مجموعة من العوامل ، أحدها إنتاج الميثان من الماشية. سبب آخر هو إزالة الغابات ، حيث تتطلب الحاجة إلى المراعي وحقول النمو إزالة الأشجار التي من شأنها أن تحبس الكربون وتنظف الهواء.
وفقًا لتقرير التقييم الخامس للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) ، فإن الزراعة تمثل 24٪ من الانبعاثات السنوية . ومع ذلك ، لا يشمل هذا التقدير ثاني أكسيد الكربون الذي تزيله النظم البيئية من الغلاف الجوي عن طريق عزل الكربون في الكتلة الحيوية والمواد العضوية الميتة والتربة ، والتي تعوض ما يقرب من 20٪ من الانبعاثات من هذا القطاع.
قمامة:
من المعروف أيضًا أن مدافن النفايات تولد غاز الميثان ، وهو ليس غازًا رئيسيًا للاحتباس الحراري فحسب ، ولكنه أيضًا مادة خانقة وقابلة للاشتعال بدرجة كبيرة ومن المحتمل أن تكون خطرة إذا نمت مدافن النفايات دون رادع. يرتبط النمو السكاني والتحضر بعلاقة تناسبية مع إنتاج النفايات ، الأمر الذي يؤدي بدوره إلى زيادة الطلب على مواقع الإغراق البعيدة عن البيئات الحضرية. وبالتالي أصبحت هذه المواقع مصدرًا مهمًا لإنتاج الميثان.
لبعض الوقت ، كان علماء البيئة على دراية بأن الأرض لديها العديد من آليات التنظيم الذاتي. عندما يتعلق الأمر بالغلاف الجوي للأرض ، تسمح هذه الآليات بحبس الكربون والملوثات الأخرى ، مما يضمن عدم تأثر توازن نظامه البيئي. لسوء الحظ ، فإن التأثير المتزايد للبشرية على هذا الكوكب يهدد بتغيير هذا التوازن بشكل دائم.
في الأساس ، نضيف الملوثات إلى الهواء (وكذلك المحيطات وكتل اليابسة) أسرع مما تستطيع الآليات الطبيعية للأرض إزالتها. يتم الشعور بنتائج ذلك من حيث المطر الحمضي والضباب الدخاني والاحتباس الحراري وعدد من المشاكل الصحية التي يمكن أن تعزى مباشرة إلى التعرض لهذه الملوثات الضارة. إذا كنا نعتزم الاستمرار في العيش على كوكب الأرض ، فإن الاستدامة وتقليل التلوث يجب أن تكون أهدافنا!
لقد كتبنا العديد من المقالات حول تلوث الهواء في موقع Universe Today. هنا تلوث الهواء مرتبط بنمو الحياة في المحيطات و هل يمكن أن يؤدي تلوث النيتروجين إلى تعزيز النباتات الاستوائية التي تشتد الحاجة إليها؟ ، و كيف يعمل احتجاز الكربون؟
لمزيد من المعلومات ، تحقق من الصفحة الرئيسية المرئية لـ Earth . وهنا رابط مرصد الأرض التابع لوكالة ناسا .
يحتوي Astronomy Cast أيضًا على حلقات حول كوكب الأرض وتأثير البشرية على البيئة - الحلقة 51: الأرض ، و الحلقة 308 .