کدام‌ یک در کاهش آلودگی هوا مؤثرترند "باد یا باران"؟

به گزارش تابناک به نقل از تسنیم، آلودگی هوای کلان‌شهر تهران یکی از معضلات اساسی زیست‌محیطی است که به‌ویژه در فصول سرد سال به اوج خود می‌رسد و بر سلامت عمومی و کیفیت زندگی شهروندان تأثیرات جدی می‌گذارد و بر اساس آمار وزارت بهداشت، فقط در شهر تهران سالانه بیش از ۳۷۰۰ نفر به‌علت آلودگی هوا جان خود را از دست می‌دهند و خسارت این پدیده در تهران بالغ بر ۲.۳ میلیارد دلار است.

تهران با بیش از ۸ میلیون نفر جمعیت و حجم بالای تردد وسایل نقلیه، به یکی از آلوده‌ترین شهر‌های ایران تبدیل شده است و بنابر گزارش سازمان حفاظت محیط زیست، در پاییز و زمستان به‌دلیل افزایش استفاده از سوخت‌های فسیلی، صنایع و خودرو‌ها و همچنین پدیده وارونگی دما، میزان آلاینده‌ها در هوای تهران به‌شدت افزایش می‌یابد.

۳۳ درصد سال ۱۴۰۲ در آلودگی سر شد

این وضعیت باعث می‌شود در بسیاری از روز‌های سرد سال، شاخص کیفیت هوا (AQI) به سطح‌های ناسالم و حتی بسیار ناسالم برای گروه‌های حساس برسد، به‌عنوان مثال، در سال ۱۴۰۲، شهر تهران مجموعاً ۱۱۹ روز هوای آلوده را تجربه کرد که معادل حدود ۳۳ درصد روز‌های سال بود. آلاینده اصلی در این دوره، ذرات معلق کوچکتر از ۲.۵ میکرون (PM۲.۵) بود که باعث ۹۸ روز کیفیت هوای نامطلوب شد.

همچنین، اُزُن به‌عنوان دومین آلاینده با 26 روز آلوده و ذرات معلق کوچکتر از 10 میکرون با 17 روز هوای ناسالم، سهم قابل‌توجهی داشتند. این داده‌ها نشان می‌دهد که کیفیت هوا به‌خصوص در فصول سرد و روزهای با پایداری جوی کاهش پیدا می‌کند، زیرا تهویه طبیعی کاهش می‌یابد و آلاینده‌ها بیشتر در جو محبوس می‌شوند.

سهم 70درصدی وسایل نقلیه در آلودگی هوای تهران

یکی از دلایل اصلی آلودگی هوا در تهران استفاده گسترده از وسایل نقلیه شخصی است، برآوردها نشان می‌دهد که خودروها سهمی بالغ بر 70 درصد در تولید آلاینده‌ها در این کلان‌شهر دارند. وسایل نقلیه قدیمی، که مصرف سوخت بالاتری دارند و فاقد سیستم‌های کنترل آلایندگی مناسب هستند، در ترکیب با ترافیک سنگین تهران، به‌میزان قابل‌توجهی به آلودگی هوا می‌افزایند.

همچنین، موتورسیکلت‌ها نیز سهم عمده‌ای در این آلودگی دارند؛ بر اساس آمارها، حدود 2.5 میلیون موتورسیکلت در تهران تردد می‌کنند که بیش از نیمی از آن‌ها استانداردهای لازم را ندارند و بدون سیستم‌های کاتالیستی، آلاینده‌های خطرناکی را تولید می‌کنند. موتورسیکلت‌های کاربراتوری به‌تنهایی می‌توانند تا پنج برابر یک خودروی بنزینی آلودگی تولید کنند و با توجه به تعداد بالای آن‌ها، سهم قابل‌توجهی در افزایش ذرات معلق (PM2.5) و سایر آلاینده‌ها دارند.

در فصول سرد سال، پدیده وارونگی دما (اینورژن) باعث تشدید وضعیت آلودگی هوا می‌شود. وارونگی دما زمانی رخ می‌دهد که لایه‌ای از هوای گرم در بالای لایه‌ای از هوای سرد قرار می‌گیرد و آلاینده‌های ناشی از تردد خودروها و فعالیت‌های صنعتی در نزدیکی سطح زمین به دام می‌افتند، این پدیده به‌خصوص در تهران به‌دلیل قرارگرفتن در یک دره و احاطه شدن توسط کوه‌های البرز، تأثیر زیادی روی تجمع آلاینده‌ها دارد. در شرایط وارونگی، لایه‌ای از هوای سرد و سنگین آلاینده‌ها را در سطح پایین نگه می‌دارد و از پراکندگی آن‌ها جلوگیری می‌کند.

این وضعیت به‌ویژه در ماه‌های آذر و دی که سرمای هوا شدیدتر است، به‌دفعات رخ می‌دهد و باعث افزایش غلظت آلاینده‌ها مانند دی‌اکسید نیتروژن (NO₂)، دی‌اکسید گوگرد (SO₂)، ذرات معلق (PM2.5 و PM10)، و ازن (O₃) می‌شود.

ذرات PM2.5 آلاینده اصلی هوای تهران

آمارهای سازمان هواشناسی و محیط زیست نشان می‌دهند که ذرات معلق (PM2.5) یکی از خطرناک‌ترین آلاینده‌های هوای تهران در فصل سرما هستند. این ذرات به‌دلیل اندازه کوچک خود (کمتر از 2.5 میکرون) می‌توانند به عمق دستگاه تنفسی نفوذ کنند و باعث ایجاد مشکلاتی مانند آسم، بیماری‌های قلبی و عروقی، و حتی سرطان شوند.

در برخی از روزهای پاییزی و زمستانی، غلظت PM2.5 در هوای تهران به بالاتر از 150 میکروگرم در مترمکعب می‌رسد که به‌شدت از سطح مجاز توصیه‌شده توسط سازمان بهداشت جهانی فراتر است (25 میکروگرم در مترمکعب). این شرایط بحرانی، مدیریت شهری را مجبور به اتخاذ تدابیری مانند تعطیلی مدارس، اجرای طرح‌های محدودیت ترافیکی و کاهش فعالیت‌های صنعتی در برخی روزها می‌کند.

کنار اقداماتی که باید توسط دستگاه‌ها انجام شود، رفتار طبیعت نیز نقش بسزایی در کاهش آلودگی هوا دارد و معمولاً در روزهایی که باران ببارد و یا سرعت باد زیاد باشد، کاهش آلاینده‌های پایتخت را شاهد هستیم.

در رابطه با اثر این دو پدیده طبیعی بر کاهش آلودگی هوا، الهه موحدی؛ کارشناس محیط زیست به تسنیم می‌گوید: مکانیسم کاهش آلودگی هوا توسط باد و باران بسته به نوع آلاینده متفاوت است و نوع آلاینده تأثیر مستقیمی بر قدرت و کارایی این دو عامل دارد.

"باد" آلاینده‌ها را از بین نمی‌برد

وی توضیح داد: باد آلاینده‌ها را از طریق پراکنده‌سازی جابه‌جا می‌کند اما این پراکنده‌سازی بیشتر در مورد آلاینده‌های گازی و ذرات بسیار ریز (مانند PM2.5) مؤثر است، به‌ویژه، آلاینده‌هایی مثل ازن و دی‌اکسید گوگرد (SO₂) که به‌راحتی در هوا جابه‌جا می‌شوند، توسط باد از مناطق آلوده دور می‌شوند و پخش می‌شوند.

این کارشناس گفت: با این حال، باد به خودی خود نمی‌تواند آلاینده‌ها را از بین ببرد؛ بلکه آن‌ها را به نواحی دیگر منتقل می‌کند، مثلاً در شرایط وارونگی دما (inversion)، باد با سرعت کم هم ممکن است تأثیر چندانی در کاهش آلودگی نداشته باشد، زیرا لایه‌ای از هوا آلاینده‌ها را در نزدیکی سطح زمین نگه می‌دارد. برای ذرات بزرگتر از 2.5 میکرون، باد نیاز به سرعت بیشتری برای جابه‌جایی آن‌ها دارد و پراکنده‌سازی این ذرات در مقایسه با ذرات ریزتر کمتر خواهد بود.

باران آلاینده‌ها را می‌شوید

موحدی ادامه داد: باران از طریق فرایندهای شست‌وشو و ته‌نشینی، آلاینده‌ها را به زمین می‌نشاند. مکانیسم‌های باران در کاهش آلودگی به دو بخش "باران قبل از برخورد به زمین" (ته‌نشینی تر) و "شست‌وشو پس از برخورد به زمین" تقسیم می‌شوند. در حالت اول قطرات باران در حین سقوط با ذرات معلق در هوا مانند ذرات معلق (PM2.5 و PM10) و برخی گازهای محلول مانند دی‌اکسید گوگرد و آمونیاک برخورد می‌کند و آن‌ها را به سطح زمین می‌نشاند، این مکانیسم به‌ویژه در مورد ذرات معلق بسیار مؤثر است.

وی افزود: در حالت دوم (شست‌وشو پس از برخورد به زمین) نیز پس از بارش، آلاینده‌ها که به سطوح رسیده‌اند، ممکن است به سیستم‌های آبی وارد شوند و از محیط شهری دور شوند.

به‌گفته وی، در مورد آلاینده‌های گازی مانند ازن، باران تأثیر کمتری دارد، زیرا ازن به‌راحتی در آب حل نمی‌شودو نیاز به شرایط خاصی برای کاهش آن در هوا وجود دارد. دی‌اکسید گوگرد به‌دلیل قابلیت حل شدن در آب، توسط باران به‌طور مؤثرتری کاهش می‌یابد، چرا که در تماس با آب باران، اسید سولفوریک تولید می‌کند و به‌صورت اسیدی بارش می‌کند.

تفاوت در نوع آلاینده

کارشناس محیط زیست ادامه داد: ذرات کمتر از 2.5 میکرون (PM2.5) به‌دلیل اندازه بسیار کوچک خود به‌راحتی در هوا جابه‌جا می‌شوند و باد می‌تواند آن‌ها را پراکنده کند، همچنین باران می‌تواند آن‌ها را بشوید و از هوا خارج کند. درخصوص ذرات بزرگتر از 2.5 میکرون، این ذرات هنگام بارش باران به‌سرعت به زمین می‌نشینند، اما باد ممکن است تأثیر کمتری در جابه‌جایی آن‌ها داشته باشد.

موحدی بیان کرد: در مواجهه با دی‌اکسید گوگرد (SO₂) هم باد و هم باران در کاهش این آلاینده مؤثرند اما باران به‌دلیل حل‌پذیری SO₂ در آب، مؤثرتر است. درباره ازن (O₃) نیز باد می‌تواند به پراکندگی ازن کمک کند، اما باران تأثیر کمتری بر آن دارد.

باران اسیدی و افزایش آلاینده‌ها

موحدی در پاسخ به اینکه آیا باران می‌تواند باعث افزایش آلایندگی نیز باشد، توضیح داد: بله، باران می‌تواند در شرایط خاص باعث افزایش آلودگی هوا شود، به‌ویژه زمانی که با پدیده‌ای به‌نام باران اسیدی مواجه شویم، این حالت زمانی رخ می‌دهد که آلاینده‌های گازی مانند دی‌اکسید گوگرد (SO₂) و اکسیدهای نیتروژن (NOx) در حضور رطوبت به اسید سولفوریک و اسید نیتریک تبدیل می‌شوند. بارش باران اسیدی می‌تواند این ترکیبات را وارد خاک و آب‌ها کند و منجر به آلودگی منابع طبیعی و آسیب به اکوسیستم‌ها شود، همچنین، این باران می‌تواند باعث تشدید اثرات مخرب آلودگی بر سطوح شهری و بناها شود.

وی اضافه کرد: علاوه بر این، در مواردی که آلاینده‌های موجود در سطح زمین با باران ترکیب می‌شوند، به‌جای از بین رفتن، این آلاینده‌ها ممکن است به هواپخش‌های مضر تبدیل شوند و بر کیفیت هوای نزدیک به سطح زمین تأثیر منفی بگذارند. به‌طورکلی، در هوای بسیار آلوده یا صنعتی، باران گاهی آلاینده‌ها را به‌شکل مؤثری از بین نمی‌برد و در مواردی حتی به‌شکل ذرات معلق آلاینده‌ها را به دیگر مناطق منتقل می‌کند.

این کارشناس در پایان خاطرنشان کرد: این اثرات در شرایط آب‌وهوایی خاص و با آلاینده‌های مشخص بیشتر دیده می‌شود، بنابراین معمولاً باران تنها در شرایط خاص می‌تواند باعث افزایش یا تغییر در نوع آلودگی هوا شود.