Hvordan luftforurening påvirker biota herunder mennesket?

Luftforurening påvirker Biota herunder Human!

Når de er injiceret i atmosfæren, indtræder forurenende stoffer de biogeokemiske cyklusser på forskellige veje. Luften over mange byer kan assimilere og sprede store mængder fine partikler og gasformige forurenende stoffer, så længe luften kan bevæge sig og sprede sig.

Image Courtesy: thestar.com/content/dam/thestar/news/world/2013/10/17/air_pollution.jpg

Men hvis luftmasse over byer bliver stillestående, akkumuleres forurenende stoffer hurtigt og forringes luftkvaliteten, der forårsager mange luftvejssygdomme hos mennesker og andre dyr. Luftforurenende stoffer akkumuleres også under temperaturinversioner, når køligere overfladelag af luft bliver fanget under varme øvre lag.

I disse situationer forhindrer de øvre lag varm luft den vertikale stigning og spredning af forurenende stoffer, som holdes tæt på jorden. Temperaturinversioner forekommer almindeligvis i byer omgivet af bjerge eller omgivet af bjerge på leeward side.

Endvidere når en del luftforurenende stoffer jord som tørre nedfald; det kan derefter indtaste forskellige næringscykler og fødekæder gennem vand og jord. Andre luftforurenende stoffer reagerer kemisk eller fotokemisk med hinanden og producerer sådanne sekundære forurenende stoffer som svovlsyre, ozon og peroxyacetylnitrat eller PAN.

Aerosoler og andre former for fint partikelformigt stof virker som kondenskerner, som vanddampe er til stede i luften, omgiver hurtigt til dråber eller regn.

Derudover påvirker forskellige luftforurenende stoffer flora, fauna og klima i et givet område forskelligt, og nogle af de fælles luftforurenende stoffer og deres specifikke virkninger på mennesker, vegetation, klima osv. Er blevet diskuteret som følger:

A. Generelle patologiske virkninger af luftforurening:

Alvorlig luftforurening påvirker menneskers sundhed og forårsager mange dødelige sygdomme i dem. For eksempel forekommer der lungesygdomme hos arbejdstagere udsat for erhvervsmæssige farer, såsom svær lungesygdom blandt kulminearbejdere, der indåndede mine støv i mange år; eller asbestose blandt rør montører og isoleringsarbejdere, udsat for luftbårne asbestfibre.

Som anført i tabel 25T har en række luftforurenende stoffer vist sig at forårsage mange menneskelige sygdomme som emfysem, kronisk bronkitis, pollenallergi, lungekræft, især i byboere. Mountain et al., (1968) rapporterede, at luftforurening på grund af partikler og carbonmonoxid i New York City forårsager åndedrætsproblemer hos børn under 8 år.

Becker et al., (1968) undersøgte, at i mange amerikanske byer langs det østlige kysten forekom der stigende hyppighed af bronkitis, hoste, ondt i halsen, hvæsesmerter, øjenirritationer og generel sygdom hos mennesker, da luftforureningsniveauet steg.

Nogle af de betydelige luftforurenende stoffer, som direkte eller indirekte forårsager økonomisk tab for mænd, følger:

1. Svovldioxid:

Et af de fælles luftforurenende luftforurenende stoffer, der vides at være skadelige for menneskers sundhed, er svovldioxid eller SO 2 . Det stammer primært fra forbrændingen af ​​kul og råolie, og det irriterer det åndedrætspitel og svækker normal vejrtrækning. SO 2 forårsager også en stigning i hoste, pharyngitis, øjenirritation og hovedpine hos mennesker.

Når der forekommer alvorlig forurening af S02, er dødsfrekvensen og bronchial astma fundet for at stige, og i tidligere tilfælde forårsagede sådanne katastrofer som Meuse Valley i Belgien i 1930; Donora, i 1938; London, i 1952; og New York og Tokyo i 1960'erne (se Southwick, 1976).

I atmosfæren forbliver SO 2 heller ikke i gasformen i lang tid, men det reagerer meget hurtigt med fugt for at danne svovlsyre eller H 2 SO 4 . Svovlsyre forårsager mange åndedrætssygdomme hos manden og producerer også sur regn ned over jordens dele.

I Skandinavien, nedvindende fra industricentrene i Storbritannien og Ruhr-dalen, er nedbørets surhed steget 200 gange siden 1966, hvor pH-værdierne er så lave som 2 8 registreres (Oden og Ahl, 1970).

Dette sure regnvand har øget surhedsgraden i skandinaviske vandløb, der forstyrrer laksereproduktion og ødelægger laksens løb. Det reducerede skovvækst og øgede mængden af ​​calcium og andre næringsstoffer, der blev udvasket fra landbrugsjorden.

Planter udsat for atmosfærisk svovl er skadet eller dræbt direkte. Eksponering af planter for lav forurening af S02 kan forårsage både akut og kronisk skade. Skader på planter skyldes i vid udstrækning sure aeroaoler i perioder med tåget vejr, lysregner eller perioder med høj relativ luftfugtighed og moderate temperaturer. Fyrretræer er mere modtagelige end bredbladede træer og reagerer ved delvis nedbrydning og reduceret vækst.

2. Kulmonoxid:

Et andet vigtigt luftforurenende luftforurenende stof, der er skadeligt for menneskers sundhed, er carbonmonoxid eller CO. Det frigives hovedsageligt fra benzinmotor og brænding af kul. Kulmonoxid kombinerer med hæmoglobin i humant blod for at danne carboxyhaemoglobin, hvilket nedsætter ilttransport.

Nervesystemfunktionen kan påvirkes ved niveauer på 2 procent til 5 procent carboxyhaemoglobin, som forekommer efter åndedrætsluft med kun 30 ppm kulilte (Bodkin, 1974). Problemet øges væsentligt ved cigaretrygning.

Symptomerne på lavt CO-forgiftning er reducerede reaktionstider, psykomotorisk svækkelse, hovedpine, svimmelhed og lethitude. På mere avancerede stadier kvalme, ring i ørerne, hjertebanken, tryk i brystet og åndedrætsbesvær opstår.

3. Kvælstofoxider og fotokemisk smog:

Nitrogenoxiderne er de vigtigste luftforurenende luftarter, der opstår som følge af brænding af fossile brændstoffer i biler og kraftværker. Den mest almindelige type nitrogenforurenende stof er nitrogenoxid eller NO 2 . I atmosfæren reduceres nitrogendioxid med ultraviolet lys til nitrogenmonoxid og atom oxygen:

NEJ 2 → NEJ + O

Atomisk ilt reagerer med ilt for at danne ozon:

O2 + O → O3

Ozon reagerer med nitrogenmonoxid til dannelse af nitrogendioxid og ilt, og dermed lukker cyklussen:

NO + 03 → NO2 + 02

Nogle gange reagerer i nogle tilfælde i nærværelse af sollys atomer fra den fotokemiske reduktion af NO 2 også med en række reaktive carbonhydrider (såsom methan, ethan, toluen etc., som alle stammer fra brænding af fossile brændstoffer eller direkte fra planter ) for at danne reaktive mellemprodukter kaldet radikaler.

Disse radikaler deltager så i en række reaktioner for at danne endnu flere radikaler, der kombinerer med ilt, kulbrinter og NO 2 . Som følge heraf regenereres kvælstofdioxid, nitrogenoxid forsvinder, ozon ophobes, og der dannes en række sekundære forurenende stoffer som formaldehyd, aldehyd og peroxyacetylnitrat eller PAN (C 2 H 3 O 5 N). Alle disse kollektivt danner fotokemisk smog.

Nitrogenoxid og sekundære forurenende stoffer er skadelige for både mennesker og planter. NEJ 2, en skarp gas, der frembringer en brunagtig blødning, forårsager næse- og øjenirritationer og lungesmerter. Lavere koncentrationer af ozon irriterer næse og hals, mens højere koncentrationer forårsager tørhed i halsen, hovedpine og åndedrætsbesvær.

Ozon, PAN og kvælstofdioxid beskadiger mange former for planteliv, ødelægger bladernes celler, beskadiger kloroplasterne og forstyrrer plantens metaboliske processer.

4. bly:

Bly injiceres i atmosfæren hovedsageligt fra biludstødning, og det er fundet at forårsage langsigtet miljøforurening. Automobil benzin indeholder tetraethyl lead [(CH3CH2) 4Pb], som når brændes ind i atmosfæren. I nedbør og jordprøver af byområder er der rapporteret store koncentrationer af bly.

Vejveje og engmus, der lever langs hovedveje, har vist sig at indeholde høje koncentrationer af bly i deres væv, og dette har en dødelig virkning på dyrets helbred og levetid.

Trafikpolitikere og andre, der udsættes for lange perioder for tung trafik, har højere end gennemsnittet af bly i deres blod. Det anslås, at 30-50% af den indåndede bly absorberes i kroppen, og disse luftbårne blyforbindelser er fundet at forårsage blyforgiftning.

Endvidere resulterede brugen af ​​blybeklædte beholdere til madlavning og opbevaring af vin i tunge blybyrder i romerske borgers kroppe. Nogle har tilskrevet det romerske imperiums tilbagegang til kronisk blyforgiftning. Faktisk har analyser af knogler fra romerske borgere afsløret høje blykoncentrationer (se Kimball, 1975).

Endvidere har visse maling og kitt hovedkomponenter af bly, og der er tilfælde, hvor blyforgiftning forekommer på grund af erhvervsmæssig eksponering af malere og også til børn, der sædvanligvis eller ved et uhell nibbled revner og skræller af gamle maling. Selv om 90-95% af den indtagne bly er uopløselig og elimineres hurtigt, kommer resten ind i blodet og vævene, herunder ben. Blyniveauer på 20-40 μg pr. 100 g blod (0, 2-0, 4 ppm) betragtes som normale og harmløse for byboere.

Både 0, 8 ppm blyniveauer i voksent humant blod forårsager åbenlyse symptomer såsom anæmi, nyresygdom og konvulsioner. Hos børn kan 0, 6 ppm blyindhold i blod forårsage blyforgiftning og ultimative dødsfald.

For en instans fra 1954 til 1967 blev 2018 børn i New York City behandlet for blyforgiftning. Af denne gruppe døde 128, og mange andre led en vis irreversibel skade på centralnervesystemet.

Endelig har akkumulering af bly i snelagene på det grønlandske is over 200 år givet et dramatisk eksempel på forøgelse af forurening med udvikling af industri og transport (Southwick, 1976).

5. Støvforurening:

Støv er fundet at rejse flere tusinde kilometer over ørkener og have. Luftbårne partikler af Saharasanden krydser Arabiskehavet og når Indien, selvom støvpartikler tilvejebringer kerner til dannelse af skydevne, de kan være generende for visse industrier, der kræver aseptiske og rene omgivelser som narkotikaindustrien og fødevareforarbejdningsanlæg. De bliver engang sundhedsfarer, da de kan føre til sygdomme som allergisk astma, bronkitis, emfysem og endda ibiser i lungerne (Das et at., 1981).

Støvforurening af luft har imidlertid vist sig at være kontrolleret af visse stedsegrønne planter, græs og epifytter som orkideer. Forurening Research Laboratory, College of Agriculture, University of Calcutta har rapporteret, at visse planter har bemærkelsesværdige støvfiltrering, luftrensning og luftrensende kapacitet.

I et af undersøgelserne er det blevet undersøgt, at visse planter med enkle blade som peepal (Ficus riligiosa), pakur (Ficus infectoria), banyan (Ficus benghalensis), teak (Tectona grandis), sal (Shorea robusta), arjuna Terminalia arjuna), mast (Polyalthia longifolia), mango (Mangifera indica) - osv. Er bedre støvsamlere end planterne med sammensatte blade som gul mohar (Poinclana regia), tamarind (Tamarindus indica). Cassia fistel, neem (Azadirachta indica) (Das etal., 1981).

B. Visse forskellige virkninger af luftforurening:

Ud over dets patologiske virkninger på mennesker forårsager luftforurening følgende former for skader på mennesket:

1. Den øgede mængde af jordenhale og luftforureningskuponer over byer har forårsaget hindring for piloternes syn og har forblevet de største bidragydere i luftfartøjsulykker.

2. På mange områder har luftforurening dramatisk skade både landbrugsafgrøder og naturplanter. Smog og luftforurening er specielt skadet for fyrretræskov, lastbilhaveafgrøder, citruslunde, løg og sellerifelter og markafgrøder af alfa-alfa og sød majs. Turk et al., 1974, har anslået et årligt tab på en milliard dollors på grund af ødelæggelse af vegetation ved luftforurening i USA

3. Der er sket skade på landbrugs husdyr, især fra luftbåret fluor- og arsenforurening. Overdreven fluorforbindelser, der har forurenet foder ved udfald, har nogle gange forårsaget, at kvæg udvikler fluorose, en abnorm forkalkning af knogler, der fører til lameness (Turk et al., 1974).

4. Luftforurening tager også sin vejafgift på bygninger og andre menneskeskabte genstande. Når fugt ophobes i forurenet luft, danner svovl-, carbon- og nitrogenoxiderne svage svovl-, kulsyre- og salpetersyre, der er ætsende for metaller, sten, maling, gummi, tekstiler og endda nogle plastmaterialer.

I hele Europa og i de store indiske metropolitikker og byer som Agra, Delhi, Lucknow, Calcutta og Bombay forringes mange berømte bygninger, monumenter og kunstskatter i en alarmerende hastighed på grund af de erosionelle virkninger af luftforurening.

C. Virkninger af luftforurening på vejr, klima og atmosfæriske processer:

På brutto niveau forårsager luftforurening to verdensomspændende problemer - forurening af den øvre atmosfære og ændring af vejr og klima. Faktisk påvirker forurening og befolkningskoncentrationer lokale vejrmønstre, som i de kendte fænomener "varmeøer" omkring byer. Da lokale nedbørsmønstre ændres af fordelingen af ​​partikelkerner i den nedre atmosfære (Brodine, 1973), er der en markant stigning i nedbør i og omkring byer, der skyldes luftforurening (Thompson, 1975).

Luftforurening påvirker også vejret på kontinentalt eller globalt plan. Mange luftforurenende stoffer og fine aerosoler når den øvre atmosfære, hvor de har grundlæggende virkninger på penetration og absorption af sollys.

Brodine (1973) og visse andre moderne miljøbiologer føler, at stigende partikelforurening kan reducere mængden af ​​sollysergi, der når jordens overflade og derved sænke solstråling på jordens overflade og fremkalde en køleeffekt på verdens klimaer, som i sidste ende kunne udløse en anden is alder. Faktisk har Thompson (1975) rapporteret et fald i gennemsnitlige årlige temperaturer i de nordlige halvkugler og en stigning i den nordlige polar iskappe.

Drivhuseffekt:

Kuldioxid er en naturlig bestanddel af atmosfæren, men koncentrationen er stigende i luften med en alarmerende hastighed. Et biprodukt af brændingen af ​​fossilt brændsel er ikke nødvendigvis et forurenende stof. Det producerer kun negative fysiologiske virkninger på meget høje niveauer.

Det anslås, at ca. halvdelen af ​​indgangen forbliver i atmosfæren, og den anden halvdel af den bliver fjernet af oceanerne og planterne. Den øgede mængde CO 2 i atmosfæren er fundet at øge jordens temperatur.

De spektrale egenskaber af CO 2 i atmosfæren er således, at det har tendens til at forhindre, at de lange bølgelængder (dvs. infrarød varmestråling) fra jorden kommer ud i rummet og afbøjer den tilbage til jorden. Sidstnævnte har en øget temperatur på overfladen (Turk et al., 1974). Dette fænomen kaldes atmosfærisk virkning (Lee, 1974) eller drivhuseffekt (se Southwick, 1976, Smith, 1977).

De samtidige køle- og opvarmningsvirkninger af luftforurening på jorden har øget variabiliteten i verdensomspændende vejrmønstre, der kan være en alvorlig trussel mod global fødevareproduktion (Thompson, 1975). For nylig har visse økologer forsøgt at korrelere luftforurening med alvorlig og langvarig tørke, tungere regn og oversvømmelser og mere alvorlige orkaner og tornadoer (se Southwick, 1976).

Peeling af ozonparaply af CFM'er:

Visse fluorcarbonforbindelser, der kaldes chlorfluormethaner eller CFM'er eller "freon", anvendes som drivmidler i trykluftbeholdere. De er inerte i normale kemiske og fysiske reaktioner, men de ophobes i større mængder ved høje højder, og der i stratosfæren frigives disse inerte gasformige forbindelser (dvs. CFM'er) chloratomer under påvirkning af intens kortvarig ultraviolet stråling.

Hvert klorkædeatom reagerer derefter med mere end 1, 000.000 ozonmolekyler, der omdanner ozon til ilt. Reduktionen i stratosfærenes ozon tillader større penetration af ultraviolet lys, hvilket intensiverer UV-stråling på jordens overflade.

Nogle forskere som Ahmed (1975), Brodeur (1975) og Russell (1975) føler, at denne intensiverede stråling vil medføre en betydelig stigning i hudkræft og til sidst have dødelige virkninger for mange organismer, herunder mennesker.

Det beskyttende ozonlag af stratosfæren betragtes også af mange økologer for at blive truet af supersoniske stråler, SST'erne. Jetmotorer fra supersoniske fly, der flyver ved høje højder, frigiver nitrogenoxid (NO x ), der katalytisk ødelægger ozonmolekyler (se Southiwick, 1976).