Hvordan luftforurensning påvirker biota inkludert mennesket?

Luftforurensning påvirker Biota inkludert Human!

Når de er injisert i atmosfæren, kommer forurensende stoffer inn i de biogeokjemiske syklusene ved forskjellige veier. Luften over mange byer kan assimilere og spre store mengder fine partikler og gassformige forurensninger så lenge luften kan bevege seg og spre seg.

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

Men hvis luftmassene over byer blir stillestående, akkumuleres forurensninger raskt og forverrer luftkvaliteten som forårsaker mange luftveissykdommer hos mennesker og andre dyr. Luftforurensende stoffer akkumuleres også under temperaturinversjoner, når kjøligere overflatelag av luft blir fanget under varme øvre lag.

I disse situasjonene forhindrer de øvre lagene varm luft vertikal oppgang og spredning av forurensninger som holdes nær bakken. Temperaturinversjoner forekommer ofte i byer som er omgitt av fjell eller grenser til fjell på leyardsiden.

Videre når en del luftforurensende stoffer land som tørre fallouter; Det kan da komme inn i ulike næringssykluser og matkjeder gjennom vann og jord. Andre forurensninger av luft reagerer kjemisk eller fotokjemisk med hverandre og produserer slike sekundære forurensende stoffer som svovelsyre, ozon og peroksyacetylnitrat eller PAN.

Aerosoler og andre former for fint partikkelformål virker som kondenskjerner, der vanndampene er tilstede i luften, omgir seg raskt for å danne dråper av tåke eller regn.

I tillegg påvirker ulike luftforurensende stoffer flora, fauna og klima i et gitt område forskjellig, og noen av de vanlige luftforurensningene og deres spesifikke effekter på mennesker, vegetasjon, klima etc. har blitt diskutert som følger:

A. Generelle patologiske effekter av luftforurensning:

Alvorlig luftforurensning påvirker menneskers helse og forårsaker mange dødelige sykdommer i dem. For eksempel skjer det lungesykdommer hos arbeidstakere utsatt for yrkesfare, for eksempel svart lungesykdom blant kullgruvearbeidere som innåndet støv i mange år; eller asbestose blant rørfittere og isolasjonsarbeidere, utsatt for luftbårne asbestfibre.

Som vist i tabell 25T har det blitt funnet en rekke luftforurensende stoffer å forårsake mange menneskelige sykdommer som emfysem, kronisk bronkitt, pollenallergi, lungekreft, særlig i byboere. Mountain et al., (1968) rapporterte at luftforurensning på grunn av partikler og karbonmonoksid i New York City forårsaker åndedrettsproblemer hos barn under 8 år.

Becker et al., (1968) undersøkte at i mange amerikanske byer langs østkysten økte frekvensene av bronkitt, hoste, ondt i halsen, hveser, øyeirritasjoner og generell dårlig helse hos mennesker da luftforurensningsnivået økte.

Noen av de betydelige luftforurensningene som direkte eller indirekte forårsaker økonomisk tap for menn, følger:

1. Svoveldioksid:

Et av de vanligste luftforurensningene som er kjent for å være skadelig for menneskers helse er svoveldioksid eller SO ₂ . Det kommer hovedsakelig fra forbrenningen av kull og petroleum, og generelt irriterer det åndedrettsepitelet og forringer normal pust. S02 forårsaker også økning i hoste, faryngitt, øyeirritasjon og hodepine hos mennesker.

Når det oppstår alvorlig forurensning av SO ₂, er dødshastigheten og bronkialastma funnet å øke, og i det siste forårsaket slike katastrofer som Meuse Valley i Belgia i 1930; Donora, i 1938; London, i 1952; og New York og Tokyo på 1960-tallet (se Southwick, 1976).

Videre forblir SO ₂ i atmosfæren i lang tid, men snart reagerer den med fuktighet for å danne svovelsyre eller H ₂ SO ₄ . Svovelsyre forårsaker mange luftveissykdommer hos mennesker og produserer også surt regn faller over deler av jorden.

I Skandinavia, nedover fra industriområdene i Storbritannia og Ruhrdalen, har nedbørets surhet økt 200 ganger siden 1966, med pH-verdier så lave som 2 8 registreres (Oden og Ahl, 1970).

Dette sure regnvannet har økt surheten i skandinaviske bekker, forstyrrer laksereproduksjonen og ødelegger laksens løp. Det reduserte skogsveksten og økte mengden kalsium og andre næringsstoffer som ble utlakket fra jordbruksjord.

Planter utsatt for atmosfærisk svovel er skadet eller drept utelukkende. Eksponering av planter for lav forurensning av SO ₂ kan produsere både akutt og kronisk skade. Skader på planter skyldes i stor grad sure aeroaoler i perioder med tåket vær, lysregner eller perioder med høy relativ fuktighet og moderate temperaturer. Pines er mer mottakelige enn bredbladetrær og reagerer ved delvis defoliering og redusert vekst.

2. Karbonmonoksid:

Et annet viktig luftforurensende luftforurensende stoff som er skadelig for menneskers helse er karbonmonoksid eller CO. Det er hovedsakelig frigitt fra bensinmotor og brennstoff av kull. Kullmonoksid kombinerer med hemoglobin i humant blod for å danne karboksyhaemoglobin, noe som forringer oksygentransport.

Nervesystemfunksjonen kan påvirkes ved nivåer på 2 prosent til 5 prosent karboksyhemoglobin som oppstår etter pusteluft med kun 30 ppm karbonmonoksid (Bodkin, 1974). Problemet øker vesentlig ved å røyke sigarett.

Symptomene på lavt CO-forgiftning er reduserte reaksjonstider, psykomotorisk svekkelse, hodepine, svimmelhet og lassitude. På mer avanserte stadier kvalme, ringer i ørene, hjertebank, trykk i brystet og pustevansker oppstår.

3. Nitrogenoksider og fotokjemisk smog:

Nitrogenoksider er de viktigste gassformige luftforurensningene som oppstår på grunn av brennstoff av fossile brensler i biler og kraftverk. Den vanligste typen nitrogenoksidforurensning er nitrogenoksid eller NO ₂ . I atmosfæren reduseres nitrogendioxydet med ultrafiolett lys til nitrogenmonoksid og atomoksyre:

NEI ₂ → NEI + O

Atomsyre reagerer med oksygen for å danne ozon:

O2 + O → O3

Ozon reagerer med nitrogenmonoksid for å danne nitrogenoksid og oksygen, og dermed lukke syklusen:

NO + 0 ₃ → NO ₂ + 02

Noen ganger, i nærvær av sollys, reagerer atom oksygen fra den fotokjemiske reduksjonen av NO ₂ også med en rekke reaktive hydrokarboner (som metan, etan, toluen etc., som alle stammer fra brenning av fossile brensel eller direkte fra planter ) for å danne reaktive mellomprodukter kalt radikaler.

Disse radikaler deltar da i en rekke reaksjoner for å danne enda flere radikaler som kombinerer med oksygen, hydrokarboner og NO ₂ . Som et resultat regenereres nitrogendioxyd, nitrogenoksyd forsvinner, ozon akkumuleres og en rekke sekundære forurensninger dannes som formaldehyd, aldehyd og peroksyacetylnitrat eller PAN (C ₂ H ₃ O ₅ N). Alle disse bildes kollektivt fotokjemisk smog.

Nitrogenoksid og sekundære forurensninger er skadelige for både mennesker og planter. NO ₂, en skarp gass som produserer en brunaktig tåke, forårsaker nese- og øyeirritasjoner og lunger ubehag. Lavere konsentrasjoner av ozon irriterer nesen og halsen, mens høyere konsentrasjoner av det forårsaker tørrhet i halsen, hodepine og pusteproblemer.

Ozon, PAN og nitrogen dioksyd skader alvorlig mange former for planteliv, ødelegger bladets celler, ødelegger kloroplastene og forstyrrer plantens metabolske prosesser.

4. bly:

Bly injiseres i atmosfæren, hovedsakelig fra bilutslipp, og det er funnet å forårsake langsiktig miljøforurensning. Bilbensin inneholder tetraetylleder [(CH3CH2) 4Pb] som når brennes, kommer inn i atmosfæren. I nedbør og jordprøver av byområder er store mengder bly blitt rapportert.

Vegveier og engsmus som bor langs store motorveier er funnet å inneholde høye konsentrasjoner av bly i vevet, og dette har en dødelig effekt på dyrets helse og lang levetid.

Trafikk politimenn og andre som er utsatt for lange perioder for tung trafikk har høyere enn gjennomsnittlige nivåer av bly i blodet. Det anslås at 30 til 50% av innåndingsinnsprøytningen absorberes i kroppen, og disse luftbårne blyforbindelsene er funnet å forårsake blyforgiftning.

Videre resulterte bruken av blyforede kar for matlaging og lagring av vin i store blybelastninger i romerske borgers kropper. Noen har tilskrevet nedgangen i det romerske riket til kronisk blyforgiftning. Faktisk har analysen av bein av romerske borgere vist høye blykonsentrasjoner (se Kimball, 1975).

Også visse maling og kitt har hovedkomponenter av bly og det er tilfeller der blyforgiftning oppstår på grunn av yrkesmessig eksponering av malere og også til barn som vanligvis eller ved et uhell nibbled sprekker og peeling av gamle maling. Selv om 90-95% av bly som er inntatt, er uoppløselig og raskt elimineres, kommer resten inn i blodet og vevet, inkludert bein. Blodnivåer på 20-40 μg per 100 g blod (0, 2-0, 4 ppm) regnes som normale og ufarlige for byboere.

Begge 0, 8 ppm blynivåer i voksen humant blod forårsaker åpen symptomer som anemi, nyresykdom og kramper. Men hos barn kan 0, 6 ppm nivå av bly i blod føre til blyforgiftning og endelig død.

For en forekomst, fra 1954 til 1967, ble 2018 barn i New York City behandlet for blyforgiftning. Av denne gruppen døde 128, og mange andre led en viss grad av irreversibel skade på sentralnervesystemet.

Til slutt har akkumuleringen av bly i snølagene på det grønne isarket over 200 år gitt et dramatisk eksempel på økt forurensning med utvikling av industri og transport (Southwick, 1976).

5. Støvforurensning:

Dust er funnet å reise flere tusen kilometer, over ørkener og hav. Luftbårne partikler av Saharasanden krysser arabiskehavet og kommer til India, selv om støvpartikler gir kjerne for dannelse av sky, de kan være plagsomme for enkelte næringer som krever aseptisk og rent miljø som narkotikaprodusenter og næringsmiddelverk. De blir noen ganger helsefarer da de kan føre til sykdommer som allergisk astma, bronkitt, emfysem og selv i lungene (Das et at., 1981).

Imidlertid har støvforurensning av luft blitt kontrollert av visse eviggrønne planter, gress og epifytter som orkideer. Forurensningsforskningslaboratoriet, Landbrukshøgskolen, Universitetet i Calcutta har rapportert at enkelte planter har bemerkelsesverdig støvfiltrering, luftrensing og luftrensende kapasiteter.

I en av studiene er det undersøkt at enkelte planter med enkle blader 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) - etc., er bedre støvsamlere enn plantene med sammensatte blader som gul mohar (Poinclana regia), tamarind (Tamarindus indica). Cassia fistel, neem (Azadirachta indica) (Das etal., 1981).

B. Visse ulike effekter av luftforurensning:

Foruten dets patologiske effekter på mennesker forårsaker luftforurensning følgende typer skader på mennesket:

1. Den økte mengden av grunnvann og luftforurensningskuponger over byer har forårsaket obstruksjon av piloteres syn og har vært de viktigste bidragsyterne til luftfartøyulykker.

2. På mange områder har luftforurensning dramatisk skade både landbruksavlinger og naturlige plantersamfunn. Smog og luftforurensning er spesielt skadet furuskog, lastebordshageavlinger, sitruslunder, løk og sellerifelt og feltavlinger av alfa-alfa og søtt mais. Turk et al., 1974, har anslått et årlig tap på en milliard dollors på grunn av ødeleggelse av vegetasjon ved luftforurensning i USA

3. Det har vært skade på landbruksdyr, særlig fra luftbåret fluor- og arsenforurensning. Overdreven fluorforbindelser som har forurenset fôr ved utfall har noen ganger forårsaket at storfe utvikler fluorose, en unormal forkalkning av bein som fører til lameness (Turk et al., 1974).

4. Luftforurensning tar også sin bytte av bygninger og andre menneskeskapte gjenstander. Når fuktighet akkumuleres i forurenset luft, danner oksyder av svovel, karbon og nitrogen svakt svovel-, karbon- og salpetersyre som er etsende for metaller, stein, maling, gummi, tekstiler og til og med noen plast.

I hele Europa og i store indiske metropolitikker og byer som Agra, Delhi, Lucknow, Calcutta og Bombay, blir mange kjente bygninger, monumenter og kunstskatter forverret i en foruroligende hastighet på grunn av erosjonale effekter av luftforurensning.

C. Effekter av luftforurensning på vær, klima og atmosfæriske prosesser:

På brutto nivå forårsaker luftforurensning to verdensomspennende problemer - forurensning av øvre atmosfære og endring av vær og klima. Faktisk påvirker forurensning og befolkningskonsentrasjoner lokale værmønstre, som i de velkjente fenomenene "varmeøyer" rundt byer. Siden lokal nedbørsmønster endres av fordelingen av en partikkelkjerne i den nedre atmosfæren (Brodine, 1973), er det en betydelig økning i nedbør i og rundt byer som skyldes luftforurensning (Thompson, 1975).

Luftforurensning påvirker også været på kontinentalt eller globalt plan. Mange gassformige forurensninger og fine aerosoler når den øvre atmosfæren, der de har grunnleggende effekter på penetrasjon og absorpsjon av sollys.

Brodine (1973) og visse andre moderne miljøbiologer føler at økende partikkelformig forurensning kan redusere mengden sollysergi som når jordoverflaten, og dermed redusere solstråling på jordoverflaten og produsere en kjøleeffekt på verdens klima som til slutt kan utløse en annen is alder. Faktisk har Thompson (1975) rapportert en nedgang i gjennomsnittlige årlige temperaturer i de nordlige halvkugler og en økning i den nordlige polar iskappen.

Drivhuseffekt:

Kullsyre er en naturlig bestanddel av atmosfæren, men konsentrasjonen øker i luften med en alarmerende hastighet. Et biprodukt av brenning av fossilt brensel, er ikke nødvendigvis et forurensende stoff. Det gir kun negative fysiologiske effekter på svært høye nivåer.

Det anslås at omtrent halvparten av inngangen forblir i atmosfæren, og den andre halvparten av den blir fjernet av havene og plantene. Den økte mengden CO ₂ i atmosfæren er funnet å øke jordens temperatur.

De spektrale egenskapene til CO ₂ i atmosfæren er slik at det har en tendens til å hindre at langbølgen stråling (dvs. infrarød varmestråling) fra jorden kommer ut i rommet og avbøyer den tilbake til jorden. Sistnevnte har økt temperatur på overflaten (Turk et al., 1974). Dette fenomenet kalles atmosfærisk effekt (Lee, 1974) eller drivhuseffekten (se Southwick, 1976, Smith, 1977).

Samtidig kjøling og oppvarming av luftforurensning på jorden har økt variabiliteten i verdensomspennende værmønstre som kan være en alvorlig trussel mot global matproduksjon (Thompson, 1975). Nylig har enkelte økologer forsøkt å korrelere luftforurensning med alvorlig og langvarig tørke, tyngre regner og flom, og mer alvorlige orkaner og tornadoer (se Southwick, 1976).

Peeling av ozonparaply av CFMs:

Visse fluorokarbonforbindelser som kalles klorfluormetaner eller CFM eller "freon" brukes som drivmidler i trykkluftbeholdere. De er inerte i normale kjemiske og fysiske reaksjoner, men de blir akkumulert i større mengder ved høye høyder, og i stratosfæren frigjør disse inerte gassformige forbindelser (dvs. CFM) kloratomer under påvirkning av intens kortvarig ultraviolett stråling.

Hvert atom av klorkjede reagerer deretter med mer enn 1, 000 000 ozonmolekyler, som omdanner ozon til oksygen. Reduksjonen i stratosfærisk ozon tillater større penetrasjon av ultrafiolett lys, noe som forsterker UV-stråling på jordens overflate.

Noen forskere som Ahmed (1975), Brodeur (1975) og Russell (1975) føler at denne intensiverte strålingen vil forårsake en betydelig økning i hudkreft og til slutt ha dødelige effekter på mange organismer, inkludert menneske.

Det beskyttende ozonlaget av stratosfæren vurderes også av mange økologer å bli truet av supersoniske stråler, SST. Jetmotorer av supersonisk fly som flyr i høye høyder frigjør nitrogenoksid (NO _x ) som katalytisk ødelegger ozonmolekyler (se Southiwick, 1976).