In che modo l'inquinamento atmosferico influisce sul biota incluso l'uomo?
L'inquinamento atmosferico riguarda il biota compreso l'essere umano!
Una volta iniettati nell'atmosfera, gli inquinanti entrano nei cicli biogeochimici per vie diverse. L'aria sopra molte città può assimilare e disperdere grandi quantità di particolato fine e inquinanti gassosi purché l'aria possa muoversi e disperdersi.
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Ma se le masse d'aria sulle città diventano stagnanti, gli inquinanti si accumulano rapidamente e deteriorano la qualità dell'aria che causa molte malattie respiratorie nell'uomo e in altri animali. Gli inquinanti atmosferici si accumulano anche durante le inversioni di temperatura, quando gli strati superficiali più freddi dell'aria vengono intrappolati sotto gli strati superiori di warmar.
In queste situazioni, gli strati superiori di aria calda impediscono l'aumento verticale e la dispersione di inquinanti che si trovano vicino al suolo. Le inversioni di temperatura si verificano comunemente in città circondate da montagne o bordate da montagne sul lato sottovento.
Inoltre una parte degli inquinanti atmosferici raggiunge la terra come ricadute secche; può quindi entrare in vari cicli di nutrienti e catene alimentari attraverso l'acqua e il suolo. Altri contaminanti dell'aria reagiscono chimicamente o chimicamente tra loro e producono tali inquinanti secondari come acido solforico, ozono e perossiacetil nitrato o PAN.
Gli aerosol e altre forme di particolato fine agiscono come nuclei di condensazione, a cui i vapori d'acqua presenti nell'aria, vengono rapidamente circondati per formare gocce di nebbia o pioggia.
Inoltre, diversi inquinanti atmosferici influenzano negativamente la flora, la fauna e il clima di una determinata area variamente e alcuni degli inquinanti atmosferici comuni e i loro effetti specifici sull'uomo, sulla vegetazione, sul clima, ecc. Sono stati discussi come segue:
A. Effetti patologici generali dell'inquinamento atmosferico:
Grave inquinamento atmosferico colpisce la salute umana e causa molte malattie mortali in loro. Ad esempio, si verificano malattie polmonari in lavoratori esposti a rischi professionali, come la malattia del polmone nero tra i minatori di carbone che hanno inalato la polvere per molti anni; o asbestosi tra installatori di tubi e addetti all'isolamento, esposti a fibre di amianto disperse nell'aria.
Come elencato nella tabella 25T, è stato scoperto che una varietà di inquinanti atmosferici causano molte malattie umane come l'enfisema, la bronchite cronica, le allergie ai pollini, il cancro ai polmoni, specialmente negli abitanti delle città. Mountain et al. (1968) hanno riportato che l'inquinamento atmosferico dovuto a particolato e monossido di carbonio nella città di New York causa problemi respiratori nei bambini di età inferiore agli 8 anni.
Becker et al. (1968) hanno studiato che in molte città americane lungo la costa orientale le crescenti frequenze di bronchite, tosse, mal di gola, sibili, irritazioni agli occhi e malattie generali nelle persone si sono verificate con l'aumentare del livello di inquinamento atmosferico.
Alcuni degli importanti inquinanti atmosferici che direttamente o indirettamente causano perdite economiche per gli uomini stanno seguendo:
1. Anidride solforosa:
Uno degli inquinanti atmosferici gassosi comuni che sono noti per essere dannosi per la salute umana è il diossido di zolfo o SO 2 . È originato principalmente dalla combustione di carbone e petrolio e, in generale, irrita l'epitelio respiratorio e altera la normale respirazione. SO 2 causa anche un aumento di tosse, faringite, irritazione agli occhi e mal di testa negli esseri umani.
Quando si verifica un grave inquinamento di SO 2, il tasso di mortalità e l'asma bronchiale aumentano e in passato ha provocato disastri come la Valle di Meuse in Belgio nel 1930; Donora, nel 1938; Londra, nel 1952; e New York e Tokyo negli anni '60 (vedi Southwick, 1976).
Inoltre, nell'atmosfera, SO 2 non rimane nello stato gassoso per lungo tempo, ma molto presto reagisce con l'umidità per formare acido solforico o H 2 SO 4 . L'acido solforico causa molte malattie respiratorie nell'uomo e produce anche piogge acide su parti della terra.
In Scandinavia, sottovento rispetto ai centri industriali della Gran Bretagna e della Valle della Ruhr, l'acidità delle precipitazioni è aumentata di 200 volte dal 1966, con valori di pH fino a 2 8 registrati (Oden e Ahl, 1970).
Questa acqua piovana acida ha aumentato l'acidità dei flussi scandinavi, interferendo con la riproduzione del salmone e distruggendo le piste del salmone. Riduce la crescita delle foreste e aumenta la quantità di calcio e di altri nutrienti lisciviati dal suolo agricolo.
Le piante esposte allo zolfo atmosferico sono ferite o uccise a titolo definitivo. L'esposizione di piante a basso inquinamento di SO 2 può produrre sia lesioni acute che croniche. La ferita alle piante è causata in gran parte da aeroaoli acidi durante i periodi di nebbia, piogge leggere o periodi di elevata umidità relativa e temperature moderate. I pini sono più sensibili degli alberi a foglia larga e reagiscono mediante defogliazione parziale e crescita ridotta.
2. Monossido di carbonio:
Un altro importante inquinante atmosferico gassoso che è dannoso per la salute umana è il monossido di carbonio o CO. Viene rilasciato principalmente dal motore a benzina e dalla combustione del carbone. Il monossido di carbonio si combina con l'emoglobina nel sangue umano per formare carbossiemoglobina, che ostacola il trasporto di ossigeno.
La funzionalità del sistema nervoso può essere alterata a livelli di carbossiemoglobina dal 2% al 5% che si verificano dopo aver respirato aria con solo monossido di carbonio a 30 ppm (Bodkin, 1974). Il problema è notevolmente aumentato dal fumo di sigaretta.
I sintomi dell'avvelenamento da CO di basso livello sono tempi di reazione ridotti, menomazione psicomotoria, mal di testa, vertigini e stanchezza. Nelle fasi più avanzate si verificano nausea, ronzio alle orecchie, palpitazioni cardiache, pressione al petto e difficoltà di respirazione.
3. Ossidi di azoto e smog fotochimico:
Gli ossidi di azoto sono i più importanti inquinanti atmosferici gassosi che sorgono a causa della combustione di combustibili fossili nelle automobili e nelle centrali elettriche. Il tipo più comune di inquinante atmosferico azotato è l'ossido di azoto o NO 2 . Nell'atmosfera il biossido di azoto viene ridotto dalla luce ultravioletta al monossido di azoto e all'ossigeno atomico:
NO 2 → NO + O
L'ossigeno atomico reagisce con l'ossigeno per formare l'ozono:
O 2 + O → O 3
L'ozono reagisce con il monossido di azoto per formare biossido di azoto e ossigeno, chiudendo così il ciclo:
NO + O 3 → NO 2 + O 2
A volte, in presenza di luce solare, l'ossigeno atomico dalla riduzione fotochimica di NO 2 reagisce anche con un numero di idrocarburi reattivi (come metano, etano, toluene ecc., Tutti originati dalla combustione di combustibili fossili o direttamente dalle piante ) per formare intermedi reattivi chiamati radicali.
Questi radicali quindi prendono parte a una serie di reazioni per formare ancora più radicali che si combinano con ossigeno, idrocarburi e NO 2 . Di conseguenza, il biossido di azoto viene rigenerato, l'ossido di azoto scompare, l'ozono si accumula e un certo numero di inquinanti secondari si formano come formaldeide, aldeide e perossiacetil nitrato o PAN (C 2 H 3 O 5 N). Tutti questi formano collettivamente lo smog fotochimico.
L'ossido di azoto e gli inquinanti secondari sono dannosi per l'uomo e le piante. NO 2, un gas pungente che produce una foschia brunastra, provoca irritazioni al naso e agli occhi e disagio polmonare. Concentrazioni più basse di ozono irritano il naso e la gola, mentre concentrazioni più elevate causano secchezza della gola, mal di testa e difficoltà di respirazione.
Ozono, PAN e biossido di azoto danneggiano gravemente molte forme di vita vegetale, distruggendo le cellule delle foglie, danneggiando i cloroplasti e interferendo con i processi metabolici della pianta.
4. Piombo:
Il piombo viene iniettato nell'atmosfera principalmente dai gas di scarico delle automobili e si ritiene che provochi un inquinamento ambientale a lungo termine. La benzina per autoveicoli contiene piombo tetraetilico [(CH 3 CH 2 ) 4 Pb] che quando viene bruciato entra nell'atmosfera. Nelle precipitazioni e nei campioni di suolo delle aree urbane sono state segnalate grandi concentrazioni di piombo.
Le piante lungo la strada e i topi che vivono lungo le principali autostrade hanno elevate concentrazioni di piombo nei loro tessuti e questo ha un effetto sub-letale sulla salute e sulla longevità dell'animale.
I vigili urbani e gli altri che sono esposti per lunghi periodi al traffico pesante hanno livelli di piombo nel sangue superiori alla media. Si stima che il 30-50% del piombo inalato sia assorbito nel corpo e questi composti di piombo presenti nell'aria provochino avvelenamento da piombo.
Inoltre, l'uso di recipienti rivestiti di piombo per cucinare e conservare il vino comportava pesanti carichi di piombo nei corpi dei cittadini romani. Alcuni hanno attribuito il declino dell'Impero Romano a avvelenamento da piombo cronico. Infatti, l'analisi delle ossa dei cittadini romani ha rivelato alte concentrazioni di piombo (vedi Kimball, 1975).
Inoltre, alcune pitture e mastici hanno componenti principali di piombo e ci sono casi in cui si verifica avvelenamento da piombo a causa dell'esposizione professionale dei pittori e anche a bambini che hanno bucato e bucato le vecchie pitture, in modo abituale o accidentalmente. Sebbene il 90-95% del piombo ingerito sia insolubile e venga rapidamente eliminato, il resto entra nel sangue e nei tessuti, incluso l'osso. Livelli di piombo di 20-40 μg per 100 g di sangue (0, 2-0, 4 ppm) sono considerati normali e innocui per gli abitanti delle città.
Entrambi i livelli di piombo di 0, 8 ppm nel sangue umano adulto causano sintomi evidenti come anemia, malattie renali e convulsioni. Tuttavia, nei bambini 0, 6 ppm il livello di piombo nel sangue può causare avvelenamento da piombo e morte definitiva.
Per un esempio, dal 1954 al 1967, i bambini del 2018 a New York furono trattati per avvelenamento da piombo. Di questo gruppo, 128 morirono e molti altri subirono un certo grado di danno irreversibile al sistema nervoso centrale.
Infine, l'accumulo di piombo negli strati nevosi della calotta glaciale della Groenlandia in un periodo di 200 anni ha fornito un drammatico esempio di aumento dell'inquinamento con lo sviluppo dell'industria e dei trasporti (Southwick, 1976).
5. Inquinamento da polvere:
Si scopre che la polvere percorre diverse migliaia di chilometri, attraversando deserti e mari. Le particelle trasportate dall'aria della sabbia sahariana attraversano il Mar Arabico e raggiungono l'India anche se le particelle di polvere forniscono nuclei per la formazione di nuvole, possono essere fastidiose per certe industrie che richiedono un ambiente asettico e pulito come industrie farmaceutiche e impianti di trasformazione alimentare. A volte diventano rischi per la salute in quanto possono portare a malattie come l'asma allergica, la bronchite, l'enfisema e persino l'ibiza dei polmoni (Das et al., 1981).
Tuttavia, l'inquinamento da polvere dell'aria è stato controllato da certe piante sempreverdi, erbe ed epifite come le orchidee. Il Laboratorio di ricerca sull'inquinamento, College of Agriculture, Università di Calcutta ha riferito che alcune piante hanno notevoli capacità di filtraggio delle polveri, di depurazione dell'aria e di purificazione dell'aria.
In uno degli studi, è stato studiato che alcune piante con foglie semplici come Peepal (Ficus riligiosa), Pakur (Ficus infectoria), banyan (Ficus benghalensis), teak (Tectona grandis), sal (Shorea robusta), arjuna ( Terminalia arjuna), albero (Polialthia longifolia), mango (Mangifera indica) -, ecc., Sono migliori collettori di polveri rispetto alle piante con foglie composte come gul mohar (Poinclana regia), tamarindo (Tamarindus indica). Cassia fistula, neem (Azadirachta indica) (Das etal., 1981).
B. Alcuni effetti vari dell'inquinamento atmosferico:
Oltre ai suoi effetti patologici sull'uomo, l'inquinamento atmosferico causa i seguenti tipi di danni all'uomo:
1. La maggiore quantità di foschia di terra e di cupole di inquinamento atmosferico sulle città ha causato l'ostruzione alla visione dei piloti e sono rimasti i maggiori contributori degli incidenti delle imbarcazioni aeree.
2. In molte aree, l'inquinamento atmosferico ha gravi danni alle colture agricole e alle comunità di piante naturali. Lo smog e l'inquinamento atmosferico sono stati trovati a danneggiare in modo specifico la pineta, le colture da giardinaggio di autocarri, gli agrumeti, i campi di cipolle e sedano e le colture da campo di alfa-alfa e mais dolce. Turk e altri, nel 1974, hanno stimato una perdita annuale di un miliardo di dollari a causa della distruzione della vegetazione dovuta all'inquinamento atmosferico negli Stati Uniti
3. Vi è stato un danno agli animali agricoli, in particolare dal fluoruro trasmesso per via aerea e dall'inquinamento da arsenico. Eccessivi composti di fluoro che hanno contaminato il foraggio a causa di fall-out hanno a volte indotto il bestiame a sviluppare fluorosi, una calcificazione anormale delle ossa che porta alla zoppia (Turk et al., 1974).
4. L'inquinamento atmosferico ha anche il suo pedaggio di edifici e altri oggetti artificiali. Quando l'umidità si accumula nell'aria inquinata, gli ossidi di zolfo, carbonio e azoto formano acido solforico, carbonico e nitrico debole, che sono corrosivi per metalli, pietra, vernice, gomma, tessuti e persino alcune materie plastiche.
In tutta Europa e nelle maggiori metropoli e città indiane come Agra, Delhi, Lucknow, Calcutta e Bombay, molti edifici famosi, monumenti e tesori d'arte si stanno deteriorando ad un ritmo allarmante a causa degli effetti erosivi dell'inquinamento atmosferico.
C. Effetti dell'inquinamento atmosferico su clima, clima e processi atmosferici:
A livello generale, l'inquinamento atmosferico causa due problemi a livello mondiale: la contaminazione dell'alta atmosfera e l'alterazione del clima e del clima. Infatti, l'inquinamento e le concentrazioni della popolazione influenzano i modelli meteorologici locali, come nei ben noti fenomeni delle "isole di calore" attorno alle città. Poiché i modelli di precipitazioni locali sono alterati dalla distribuzione e dall'abbondanza di nuclei di particelle nell'atmosfera inferiore (Brodine, 1973), vi è un aumento significativo delle precipitazioni nelle città e attorno a causa dell'inquinamento atmosferico (Thompson, 1975).
L'inquinamento atmosferico influisce anche sul tempo su base continentale o globale. Molti inquinanti gassosi e aerosol fini raggiungono l'atmosfera superiore, dove hanno effetti di base sulla penetrazione e l'assorbimento della luce solare.
Brodine (1973) e alcuni altri moderni biologi ambientali ritengono che l'aumento dell'inquinamento da particolato possa ridurre la quantità di energia solare che raggiunge la superficie terrestre, riducendo in tal modo la radiazione solare sulla superficie terrestre e producendo un effetto di raffreddamento sui climi del mondo che potrebbe in definitiva innescare un altro ghiaccio età. Infatti, Thompson (1975) ha riportato una diminuzione delle temperature medie annuali negli emisferi settentrionali e un aumento della calotta polare nord.
Effetto serra:
Il biossido di carbonio è un costituente naturale dell'atmosfera, ma la concentrazione aumenta nell'aria con una velocità allarmante. Un sottoprodotto della combustione di combustibili fossili, non è necessariamente un inquinante. Produce effetti fisiologici avversi solo a livelli molto alti.
Si stima che circa la metà dell'input rimane nell'atmosfera e l'altra metà viene rimossa dagli oceani e dalle piante. La maggiore quantità di CO 2 nell'atmosfera si trova ad aumentare la temperatura della terra.
Le proprietà spettrali della CO 2 nell'atmosfera sono tali da impedire che le radiazioni a onde lunghe (cioè le radiazioni di calore a infrarossi) dalla terra escano nello spazio esterno e lo deflaggino nuovamente sulla terra. Quest'ultimo ha una temperatura aumentata in superficie (Turk et al., 1974). Questo fenomeno è chiamato effetto atmosferico (Lee, 1974) o effetto serra (si veda Southwick, 1976, Smith, 1977).
Gli effetti simultanei di raffreddamento e riscaldamento dell'inquinamento atmosferico sulla terra hanno aumentato la variabilità dei modelli meteorologici mondiali che potrebbero costituire una seria minaccia per la produzione alimentare globale (Thompson, 1975). Recentemente, alcuni ecologisti hanno cercato di correlare l'inquinamento atmosferico con siccità gravi e prolungate, piogge più pesanti e inondazioni, e più gravi uragani e tornado (vedi Southwick, 1976).
Peeling dell'ombrellone con CFM:
Alcuni composti di fluorocarburo che sono chiamati clorofluorometani o CFM o "freon" sono usati come propellenti in bombole aerosol pressurizzate. Sono inerti nelle normali reazioni chimiche e fisiche, ma si accumulano in quantità maggiori ad alta quota e nella stratosfera questi composti gassosi inerti (cioè le CFM) rilasciano atomi di cloro sotto l'influenza di intense radiazioni ultraviolette a onde corte.
Ogni atomo di catena di cloro reagisce quindi con oltre 1, 00.000 molecole di ozono, convertendo l'ozono in ossigeno. La riduzione dell'ozono stratosferico consente una maggiore penetrazione della luce ultravioletta, che intensifica le radiazioni UV sulla superficie terrestre.
Alcuni scienziati come Ahmed (1975), Brodeur (1975) e Russell (1975) sentono che questa radiazione intensificata causerà un aumento significativo del cancro della pelle e alla fine avrà effetti letali su molti organismi, incluso l'uomo.
Anche lo strato protettivo di ozono della stratosfera viene considerato da molti ecologisti come minacciato dai jet supersonici, gli SST. I motori a reazione degli aerei supersonici che volano ad alta quota rilasciano ossido di azoto (NO x ) che distruggono cataliticamente le molecole di ozono (vedi Southiwick, 1976).
