بحث حول تلوث الغلاف الجوي

المقدمة
* لم يدرك الانسان مقدار خطره على تغيير مكونات غازات الغلاف الجوي,وتلوثه الا منذ ظهور النهضة الصناعية في الدول الأوروبية و الولايات المتحدة الامريكية .منذ ذلك الحين تميزت مدنها الصناعية بكثرة تعرضها للضباب الأسود القاتل,وزيادة هوائها بالغبار ,الدخان,غازات ثنائي أكسيد الكربون ,أول أكسيد الكبريت الناتجة عن النشاط الصناعي فيها,ومن بين الكوارث,التي حدثت بسبب تلوث الهواء في المدن الصناعية.
* تتمثل خطورة التلوث الهوائي في صعوبة التحكم فيه اذ يستطيع الانسان أن يتحكم في المياه التي يشربها و الغذاء الذي يأكله لكنه لايستطيع على اختيار الهواء الذي يتنفسه ففي كل يوم تنشر ملايين الأمتار المكعبة من الغازات الناتجة عن احتراق الفحم و الغازات الناتجة عن احتراق الفحم و الغازات و بترول المصانع و بنزين السيارات وتسمم الكائنات الحية كما أن النشاط الاشعاعي المميت للانسان يزداد زيادة خطيرة بسبب الانفجارات الذرية والمراكز النووية وهذا كله يشكل خطرا على الانسان والحيوان و النبات اذا تلوث الغلاف الجوي خطير جدا لذا نقدم بحثنا هذا بشكل أكثر وضوحا حيث نبين مصادرة و الآثار التي تنجم عنه طبعا آثاره السلبية لأن لا ايجابيات له.








الفهرس

*المقدمة..................................................................................
*مفهوم الغلاف الجوي...................................................................
*أغلفة الكرة الأرضية(غلاف مائي,صخري, حيوي,جوي).................................
*ملوثات الغلاف الجوي و مصادره.......................................................
*أهمية الغلاف الجوي+مكوناته...........................................................
* الأقسام الرئيسة للغلاف الجوي..........................................................
*الاحتباس الحراري+مصادر صناعية.....................................................
*الاحتراقات المتسببة لانطلاق بعض الغازات.............................................
* الغازات والأدخنة الملوثة للجو والاحتراقات التي تنجم عنها........................................
*



















• مفهوم الغلاف الجوي
الغلاف الجوي ( أو ما يسمى بالهواء) هو طبقة من مزيج غازي تحيط بالكرة الأرضية مجذوبة إليها بفعل الجاذبية الأرضية، ويتكون أساسا هذا الغلاف من 78% من غاز النيتروجين و21% أكسجين و % 0.9 من الأرغون و البقية غازات أخرى مثل(أكسيد الكربون غاز النيون،الهليوم،الهيدروجين.. ) يحمي هذا الغلاف الأرض من امتصاص الأشعة فوق البنفسجية و يعمل على اعتدال درجات الحرارة على سطح الأرض ، ويمتد هذا الغلاف الجوي إلى حوالي 1000كيلومتلر فوق سطح الأرض وتصل كثافته إلى 99بالمئة والتي تتواجد في 30كيلومتر الأولى من الغلاف، وتقل كثافته بالارتفاع إلى درجه كبيره. الغلاف الجوي بالنسبة للأرض كالرحم بالنسبة للطفل، فلولا الرحم المكون من طبقات عدة، لما استطاع الجنين أن يرى النور، وكذلك الحال بالنسبة للغلاف الجوي، فلولاه لما استطعنا التنفس والحصول على ماء عذب سائغ للشراب ولما تمكنا من التمتع بحرارة معتدلة صالحة للحياة، وبكلمة مختصرة، الغلاف الجوي هو وعاء الحياة الواقي الذي يتوجب علينا المحافظة عليه
• أغلفة الكرة الأرضية:

• أ- الغلاف الصخري:
ويتمثل في القارات والجزر ويمثل الأجزاء الصلبة (منجمات،معادن، كبريت...)
والتربة من سطح الكرة الأرضية أي ما يعادل %جزء من هذا الغلاف، يمثل نسبة
29 148746000كلم2.

ب- الغلاف المائي:
*ويتمثل في المحيطات والبحار والبحيرات والأنهار والمياه الجوفية وعلى شكل
جليد (يشكل منها، في حين أن الماء العذب يشكل من 3 إلى 5 فقط) يمثل %الماء
المالح 95 إلى 97 من سطح الكرة الأرضية أي ما يعادل 361254000كلم2. نسبة71%.

-أما بالنسبة للأغلفة الأخرى (الجوي والحيوي) فهما لا يقلان أهمية عن الأغلفة الأخرى ويشغلان منصبا هاما ومفيدا للأرض.
جـ- الغلاف الجوي أو الغازي:
*هو طبقة رقيقة هوائية محيطة بالكرة الأرضية تتحرك معها ظلال حركتيها اليومية والسنوية لأنّه جزء منها. له سمك متوسط 350 - 400 كلم يزداد عندخط الاستواء بفعل الحرارة والقوة الطاردة ويقل عند القطبين بفضل انخفاض درجة الحرارة وانعدام القوة الطاردة وازدياد القوة الجاذبية، ومن خصائص هذا حركة دائمة، حيث لا لون له ولا رائحة ولا طعم وغير مرئي، بفضله وجدت الحياة على الأرض.
الغلاف الجوي مركب من غازات وبعض المركبات الكيميائية حيث يتكون من خليط من الغازات.
د- الغلاف الحيوي:
*ويشمل جميع الكائنات الحية التي تشترك في بعض الجوانب كالإحساس والحركة
والنمو والتنفس. ومن هذه المكونات الكائنات الحية الأولية كالطحالب
والبكتيريا والفطريات ثم النباتات والحيوانات بأنواعها المختلفة والإنسان.

• ملوثات الغلاف الجوي ومصادرها:
*نقصد بتلوث الهواء وجود مواد ضارة به مما يلحق الضرر بصحة الإنسان في
المقام الأوّل ومن ثمّ البيئة التي يعيش فيها ويمكننا تصنيف ملوثات الهواء
إلى قسمين:
1)- مصادر طبيعية:
-أي لا يكون للإنسان دخل فيها مثل الغازات والأتربة الناتجة عن ثورات
البراكين ومن حرائق الغابات والأتربة الناتجة عن العواصف والانبعاثات
الناتجة عن شدّة أشعة الشمس, خاصة في فصل الصيف في المناطق الصحراوية
المكشوفة (غاز الأوزون) وهذا بالإضافة إلى والانبعاثات الناجمة عن تسرب
الغاز الطبيعي، وهذه المصادر عادة ما تكون محدودة في مناطق معينة تحكمها
العوامل الجغرافية والجيولوجية ويعد التلوث من هذه المصادر متقطعا وموسميا:
الغازات: أهم أربعة ملوثات الهواء هي:
. Co- أول أكسيد الكربون -
. Co2 - ثاني أكسيد الكربون.
- أكاسيد النيتروجين. الجسيمات العالقة:
-وهي الأتربة الناعمة العالقة في الهواء والتي تأتي من المناطق الصحراوية.
أو تلك الملوثات الناتجة من حرق الوقود ومخلفات الصناعات، بالإضافة إلي
وسائل النقل. أمّا بعض الغازات والملوّثات الأخرى: مثل:
- غاز ثنائي أكسيد الكبريت فلوريد الإيدروجين وكلوريد الإيدروجين المتصاعد من البراكين المضطربة.
- أكاسيد النيتروجين الناتجة عن التفريغ الكهربي للسحب الرعدية.
- حبيبات لقاح النبات.
- تساقط الأتربة المختلفة عن الشهب والنيازك إلى طبقات الجو السطحية الإشعاعات المنطلقة من التربة أو صخور القشرة الأرضية.
*الأتربة الناتجة عن العواصف:
--كالضباب والغبار حيث تهب العواصف في المناطق الجافة وشبه صحراوية وتثير كميات هائلة من الغبار الذي يؤثر بطريقة مباشرة على التنفس
• أهمية الغلاف الجوي:
-الغلاف الجوي الأرضي هو عبارة عن طبقة رقيقة مركبة من الغازات وبعض المركبات الكيميائية تحيط بالأرض وتحميها بنفس الطريقة التي تحمي بها قشرة التفاحة الخفيفة التفاحة شكل(1).










ََََعتبر وجود الغلاف الجوي حول الأرض عاملاًً أساسيا و مهماً جداً في نشأة الحياة على الأرض.
فالغلاف الجوي بمكوناته الغازية يوفر المواد الأساسية اللازمة للحياة كالأكسجين وغاز ثاني أكسيد الكربون و غاز النيتروجين الذي يعتبر حجر الأساس في كل صور الحياة الموجودة على سطح الأرض, كما أن هناك غازات ومركبات كيميائية أخرى مهمة تدخل بطريقة مباشرة أو غير مباشرة في معظم أنشطة الإنسان على سطح الأرض .
- تتسبب حركة الغلاف الجوي سواء على مستوى الكرة الأرضية أو على المستوى الإقليمي المحدود في حدوث الكثير من الظواهر الطبيعية مثل تجانس مكونات الهواء وتكون السحب والمطر وهبوب الرياح, و كذلك حفظ كوكب الأرض من التغييرات الكبيرة و المفاجئة في درجات الحرارة.
-بالإضافة إلى ما سبق فأن الغلاف الجوي الأرضي يعمل على حمايتنا من الأشعة الشمسية الضارة كالأشعة الفوق البنفسجية والأشعة السينية الصادرة والمنطلقة من الشمس بصفة مستمرة, وكذلك الأشعة الكونية القادمة من الشمس و الفضاء الخارجي والتي لولا إرادة الله تعالى ثم وجود الغلاف الجوي لا أنهت هذه الأشعة جميع أنواع الحياة البشرية الممكنة على سطح الأرض. والأهم من ذلك كله أن الغلاف الجوي يشكل سقفاً فوق الأرض يعمل على حمايتها من الشهب الكونية الكبيرة التي تحترق في أعلى الغلاف الجوي لتصل إلى الأرض على هيئة نيازك صغيرة نسبياً.
قال الله تعالى : ( وجعلنا السماء سقفاً محفوظاً وهم عن آياتها معرضون) . الأنبياء 32
• مكونات الغلاف الجوي
-يتكون الغلاف الجوي من خليط من الغازات تنقسم إلى قسمين أساسيين, الغازات الأساسية أو النشطة وهي الغازات التي تدخل مباشرةًً في التفاعلات الحيوية على الأرض وهذه الغازات هي: غاز النيتروجين ونسبته 78% من مجموع الغازات الموجودة وغاز الأكسجين ونسبته 21% وغاز ثاني أكسيد الكربون ومجموعة أخرى من الغازات بنسب ضئيلة شكل(2) .









الشكل (2) نسب الغازات الأساسية المكونة للغلاف الجوي*
أما القسم الثاني فهي الغازات النادرة أو الخاملة والتي نادراً ما تدخل في التفاعلات الحيوية ومن هذه الغازات غاز الميثان والارجون والهليوم والهيدروجين والأوزون .
-بالإضافة إلى الغازات السابقة فان الغلاف الجوي يتكون من بعض المركبات الكيميائية المهمة مثل بخار الماء الذي تختلف نسبته باختلاف المكان والزمان والحرارة والعوامل الجوية المسببة في تغيره, كما يوجد في الغلاف الجوي نسبة من الغبار العالق المكون في الغالب من المعادن والمركبات العضوية الموجودة على سطح الأرض أو تلك التي في النيازك والتي هي عبارة عن جزئيات صغيرة جداً(ميكروسكوبية) من الغبار و التي تعمل على تشتت أشعة الشمس والاحتفاظ بدرجة حرارة الكرة الأرضية و المساهمة في تكثيف بخار الماء لتكوين حبات المطر. -5-
• الأقسام الرئيسية (الأساسية) للغلاف الجوي:-
-ينقسم الغلاف الجوي المحيط بالأرض إلى قسمين أساسيين هما الغلاف الجوي الداخلي و الغلاف الجوي الخارجي شكل(3)

*الشكل(3) الأقسام الرئيسية للغلاف الجوي*
- قسم العلماء الغلاف الجوي الداخلي إلى طبقات مختلفة بناءً على الاختلاف في درجات الحرارة مع الارتفاع وهي:
1. طبقة التروبوسفير أو الطبقة المناخية Troposphere
- إن كلمة تروبوسفير هي تسمية يونانية فتروبو تعني متغير و سفير تعني الكرة . طبقة التروبوسفير هي الطبقة السفلي من الغلاف الجوي والملاصقة لسطح الأرض تعتبر هذه الطبقة من أهم طبقات الغلاف الجوي الأرضي بالنسبة لجميع أنواع الحياة على سطح الأرض. يبلغ متوسط ارتفاع هذه الطبقة حوالي 11 كلم. بالرغم من قلة سمك طبقة التروبوسفير مقارنتاًً بسمك الغلاف الجوي فأن حوالي 75 % من كتلة ومادة الغلاف الجوي الأرضي توجد في هذه الطبقة, يختلف سمك هذه الطبقة بين خط الاستواء والأقطاب وذلك بسبب الاختلاف في درجات الحرارة في هذه المنطقتين.
. تعتبر طبقة التروبوسفير الطبقة الفعالة في تغيرات المناخ, حيث يطلق عليها الطبقة المناخية لأنة يحدث بها جميع الظواهر الجوية كالضباب ,الغيوم ,الأمطار ,العواصف الرعدية والعواصف الرملية وكذلك حدوث تقلبات المناخ و الطقس وما يتبع ذلك من رطوبة وحرارة وضغط. تحتوي طبقة التروبوسفير أيضا على معظم بخار الماء الموجود في الغلاف الجوي لذلك تعبر هذه الطبقة من أهم طبقات الغلاف الجوي بالنسبة لعلماء الأرصاد الجوية meteorology وعلماء المناخ climatologic.
-يبلغ متوسط درجة حرارة سطح الأرض في اسفل هذه الطبقة حوالي 15 درجة مئوية. تتميز طبقة التروبوسفير بانخفاض في درجة الحرارة مع الارتفاع بمعدل 6 درجات مئوية لكل كيلومتر حيث يقل معدل التناقص هذا إلى ارتفاع 15 كلم إلى أن يتوقف هذا التناقص تماماً على ارتفاع حوالي 20 كلم والتي هي الحد الفاصل بين طبقة التروبوسفير والطبقة التي تليها طبقة الستراتوسفير يعرف هذا الفاصل بطبقة التروبوبوز(تروبو تعني تغير , بوز تعني الاستقرار , أي طبقة وقف التغيرات)حيث تعرف طبقة التروبوسفير و التروبوبوز لدي العلماء بالغلاف الجوي السفلي Lower Atmosphere .
- يعتبر احتباس الأشعة الشمسية التي تصل إلى الأرض أو ما يعرف بظاهرة البيوت الزجاجية هو مصدر الحرارة و التسخين لطبقة التروبوسفير..
2. طبقة الستراتوسفير الطبقة الهادئة stratosphere
-تمتد طبقة الستراتوسفير من ارتفاع 20 كلم إلى حوالي65 كلم فوق سطح البحر تتميز هذه الطبقة بازدياد في درجة الحرارة بشكل عام من حوالي 60 درجة مئوية تحت الصفر من طبقة التربوبوز إلى حوالي صفر درجة مئوية في أعلى الستراتوسفير (ستراتوبوز) . تتميز هذه الطبقة بالاستقرار التام في جوها حيث ينعدم فيها بخار الماء وتكون جافة واقل كثافة من التروبوبوز , كما تخلو من الظواهر الجوية كالغيوم والضباب والأمطار.. الخ لذا فإن الطيران في هذه الطبقة يعد مثاليا ومريحاً للطائرات، تحتوي طبقة الستراتوسفير على مجموعة من الغازات الحقيقة التي تكون بصورة ذرية أو جزئية أو مركبات غازية. في أعلى الستراتوسفير يوجد طبقة الأوزون و التي لها دور كبير في امتصاص الأشعة الفوق البنفسجية الشمسية وحمياتنا من مخاطرها.
2- طبقة الأوزون:- تتواجد طبقة الأوزون(Ozone layer) على ارتفاع حوالي 35 كلم أي في الجزء الأعلى من الستراتوسفير , ويبلغ سمكها حوالي 16 كلم . يعتبر غاز الأزون O3 من أهم مكونات طبقة الستراتوسفير. تكون طبقة الأوزون اقل سمكاً في المناطق الاستوائية وتكون اكثر كثافة باتجاه الأقطاب .
تتواجد طبقة الأوزون على ارتفاع حوالي 35 كلم عن سطح الأرض وهي مؤثرة جداً في امتصاص الإشعاعات الشمسية الفوق بنفسجية ولا تسمح ألا بنفاذ جزء صغيرة جدا منها ولولا و وجود طبقة الأوزون هذه و امتصاصها لهذه الأشعة القاتلة لكانت شدة هذه الإشعاعات مهلكة لجميع من في الأرض.
-ينتج غاز الأوزون من اتحاد الأكسجين الجزئي O2 الموجود في طبقة الستراتوسفير مع الأكسجين الذري O1 الناتج من تفكك الأكسجين الجزئي عن طريق الأشعة الفوق البنفسجية القادمة من الشمس عند الطول الموجي(320-243) نانومتر.
3 . طبقة الميز وسفير-الطبقة الوسطي mesosphere
-وهي الطبقة التي تلي طبقة الستراتوسفير وتمتد من ارتفاع 56 كلم إلى حوالي 90 كلم فوق سطح البحر اي بسمك حوالي 24 كلم. تتميز هذه الطبقة بتناقص مضطرب في درجات الحرارة مع الارتفاع حتى تصبح الحرارة في أعلى هذه الطبقة منخفضة جداً حوالي 100 درجة مئوية تحت الصفر والتي تعتبر أقل درجة حرارة في الغلاف الجوي في أعلى هذه الطبقة. في طبقة الميز وسفير يتم احتراق الشهب الكونية القادمة إلى الأرض و التي تصل إلى سطح الأرض على هيئة نيازك صغيرة نسبياً. في الغالب يستخدم علماء الأرصاد الجوية هذه الطبقة في إرسال ووضع المناطيد الخاصة بهم التي تطلق يومياُ من الأرض لأخذ بعض المعلومات عن الغلاف الجوي كأجهزة Radiosnode.
-تصل كثافة الغلاف الجوي في هذه الطبقة حوالي 0.0007 % من كثافة الغلاف الجوي عند سطح الأرض وهذه الكثافة هي في حقيقة الأمر متغيرة نتيجة المتغيرات التي تحصل في هذه الطبقة بسبب التغير في النشاط الشمسي. تفصل الميزيوبوز طبقة الميز وسفير عن الطبقة التي تليه الايونوسفير ويطلق العلماء على منطقة الستراتوسفير و الميز وسفير مع الستراتوبوز و الميزيوبوز الغلاف الجوي الأوسطMiddle Atmosphere .
4 الطبقة المتأينة الايونوسفيرIonosphere
*تمتد طبقة الايونوسفير من ارتفاع حوالي 90 كلم إلى حوالي 775 إلى 1000 كلم عن سطح البحر أي بسمك يصل بين 685 إلى 910 كلم . سميت هذه الطبقة بالطبقة المتأنية لأنها تحتوي على كميات كبيرة من الأكسجين والنيتروجين المتأين( التأين هو فقدان ذرات المواد لبعض من الكتروناتها). إن السبب الرئيسي في تأين مكونات هذه الطبقة هو امتصاص غازات طبقة الايونوسفير للأشعة السينية والأشعة الفوق البنفسجية القادمة و الموجودة في الإشعاع القادم من الشمس حيث تعمل هذه الأشعة على اقتلاع إلكترونات ذرات هذه الغازات وترك ذراتها في حالة تأين شكل4