वायु प्रदूषण

वायु प्रदूषण तब माना जाता है जब मानव स्वास्थ्य के साथ-साथ पर्यावरण का हिस्सा पशु-पक्षी, पौधे, जीव-जंतु आदि के लिए हानिकारक तत्व हवा में मिल जाते हैं। पहले यह माना जाता था कि वायु प्रदूषण के लिए वातावरण में मौजूद वे तत्व ही जिम्मेदार हैं जो मानव स्वास्थ्य के लिए हानिकारक हैं। समय के साथ, वायु प्रदूषण की परिभाषा में अन्य जानवरों, पक्षियों और पौधों के लिए हानिकारक पदार्थों को शामिल किया गया। वर्तमान युग में जलवायु परिवर्तन के लिए जिम्मेदार कारक वायु प्रदूषण के लिए भी जिम्मेदार माने जाते हैं।

प्रदूषक

प्राकृतिक वायु में ऐसे पदार्थ या तत्व जो मनुष्यों, जानवरों, पक्षियों, पौधों के स्वास्थ्य और जीवन के लिए हानिकारक हैं, उपयोगी रोगाणु और जो जलवायु परिवर्तन का कारण बनते हैं, प्रदूषक तत्व कहलाते हैं।

 सल्फर डाय–ऑक्साइड : (SO₂). जब कोयला या मिट्टी का तेल जलता है तो उनमें मौजूद सल्फर का ऑक्सीकरण हो जाता है और सल्फर डाइऑक्साइड गैस उत्पन्न होती है। यदि हवा में सल्फर डाइऑक्साइड की मात्रा अधिक हो और उस दौरान बारिश हो तो यह पानी के साथ मिलकर सल्फ्यूरिक एसिड बनाती है और इसे अम्लीय वर्षा कहा जाता है। अम्लीय वर्षा से फसलें बहुत प्रभावित होती हैं। भूमि अम्लीय हो जाती है और धीरे-धीरे बंजर हो जाती है। अम्लीय वर्षा के कारण भवनों के निर्माण पर सल्फर की रासायनिक क्रिया से भवनों का जीवनकाल कम हो जाता है। जब सल्फर डाइऑक्साइड को नाक में डाला जाता है, तो ब्रोन्कियल नलियों में कोशिकाएं फेफड़ों तक पहुंचने से पहले कफ में सल्फर डाइऑक्साइड को पानी में घोल देती हैं। इसकी मात्रा अधिक होने पर नली में कफ बनता है और सर्दी लग जाती है। हवा के साथ लंबी दूरी तक ले जाने की क्षमता के कारण सल्फर डाइऑक्साइड के संपर्क को काफी दूरी पर भी महसूस किया जा सकता है। सल्फर डाइऑक्साइड प्रदूषण को कम करने के उपायों में शहरी क्षेत्रों में केरोसिन का कम उपयोग, बिजली संयंत्रों में डी-सल्फराइज्ड कोयले का उपयोग और हवा में छोड़े जाने से पहले सल्फर स्क्रबर के माध्यम से धुएं का शुद्धिकरण शामिल है।

नायट्रोजन ऑक्साईड व नायट्रोजन डाय-ऑक्साइड (NO व NO₂) : बहुत उच्च तापमान (1000 डिग्री सेल्सियस या अधिक) पर जब दहन होता है, तो हवा में मौजूद नाइट्रोजन भी जलकर नाइट्रोजन ऑक्साइड और फिर डाइऑक्साइड बनाती है। मुख्य रूप से वाहनों के इंजन में तापमान 1000 से अधिक होता है इसलिए नाइट्रोजन ऑक्साइड बनता है और वाहनों के धुएं से वायु प्रदूषण होता है। नाइट्रोजन डाइऑक्साइड भी सल्फर डाइऑक्साइड की तरह श्वसन पथ में प्रवेश करती है; लेकिन यह पानी में कम घुलनशील होता है और फेफड़ों तक अधिक मात्रा में पहुंचता है। इससे कफ और सर्दी सबसे ज्यादा पैदा होती है।

नाइट्रोजन डाइऑक्साइड को कम करने के लिए वाहनों में कैटेलिटिक कनवर्टर का होना जरूरी है। एक उत्प्रेरक कनवर्टर नाइट्रोजन डाइऑक्साइड को वापस ऑक्सीजन और नाइट्रोजन में परिवर्तित करता है। इसके लिए पुरानी कारों का निपटान करना जरूरी है जिनमें कन्वर्टर नहीं हैं। फिलहाल वैज्ञानिक इस बात पर काम कर रहे हैं कि कम तापमान पर जलाकर नाइट्रोजन डाइऑक्साइड की मात्रा को कैसे कम किया जाए।

ओझोन : (O₃). यह गलत धारणा है कि ओजोन शरीर के लिए अच्छा है। ओजोन में तीन ऑक्सीजन परमाणु होते हैं। तीसरा परमाणु बहुत आक्रामक है और लगातार हर चीज को ऑक्सीकरण करने की कोशिश करता है। ओजोन की वास्तविक आवश्यकता वायुमंडल की ऊपरी परतों में है। वायुमंडल में मौजूद ओजोन हमें सूर्य से आने वाली हानिकारक यूवी किरणों से बचाती है। लेकिन हमारे तात्कालिक वातावरण में ओजोन एक आक्रामक रसायन के रूप में कार्य करता है। ओजोन सीधे फेफड़ों में जाती है और फेफड़ों की कोशिकाओं पर बहुत विनाशकारी तरीके से हमला करती है। जब हवा में ओजोन की मात्रा अधिक होती है तो यह छाती में जमाव का कारण बनता है। समय के साथ लगातार ओजोन के संपर्क में रहने से फेफड़े कमजोर हो जाते हैं और अस्थमा जैसी बीमारियाँ बढ़ जाती हैं। ओजोन न सिर्फ मानव शरीर बल्कि रबर, प्लास्टिक और कपड़ों पर भी असर डालती है। ओजोन के संपर्क के द्वितीयक प्रभाव रबर की लोच का नुकसान, कपड़ों का रंग खराब होना आदि हैं।

 वाष्पशील कार्बनिक यौगिक: (Volatile Organic Compounds; VOC).: विभिन्न रसायनों और रासायनिक उत्पादों के उपयोग से उन उत्पादों का वाष्पीकरण होता है और वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों का निर्माण होता है। इनमें से कुछ तत्व मानव स्वास्थ्य के लिए बिल्कुल हानिकारक हैं, जबकि अन्य सुरक्षित हैं। अधिकांश यौगिक सूर्य के प्रकाश में ओजोन में परिवर्तित हो जाते हैं और ओजोन अंततः एक खतरनाक प्रदूषक के रूप में कार्य करता है। वायुमंडल में वाष्पशील कार्बनिक यौगिक वातावरण में वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों को बढ़ाते हैं, जैसे पेट्रोल पंप पर कार की टंकी भरते समय उड़ने वाला पेट्रोल, घर में पेंटिंग करते समय थिनर और ऑयल पेंट का प्रयोग। इन यौगिकों को कम करने के लिए, बाहरी रसायनों के उपयोग से बचना, इमारतों और घरों के लिए प्राकृतिक जल-आधारित पेंट का उपयोग करना और पेट्रोल पंपों पर पेट्रोल भरने के तरीके में मौलिक सुधार करना आवश्यक है।

 कार्बन मोनॉक्साइड : (CO). स्वास्थ्य के लिए बेहद खतरनाक यह गैस अधूरे दहन से उत्पन्न होती है। यह गैस ईंट भट्टों, बिजली उत्पादन सेटों, वाहन इंजनों से उत्सर्जित होती है। हीमोग्लोबिन में ऑक्सीजन की जगह कार्बन मोनोऑक्साइड मिलाया जाता है जो हमारे रक्त में ऑक्सीजन लेकर शरीर के सभी हिस्सों तक पहुंचता है। इसलिए, यह गैस अत्यधिक जहरीली है और कुछ मिनटों तक लगातार इसके संपर्क में रहने से मृत्यु हो सकती है। यह चरम स्थितियों में हो सकता है, लेकिन हवा में कार्बन मोनोऑक्साइड के कम जोखिम या निम्न स्तर के साथ, चक्कर आना, सिरदर्द, एकाग्रता या प्रदर्शन में कमी जैसे लक्षण हो सकते हैं।

धूलिकण : हवा में लगभग दो प्रकार के धूल कण होते हैं।

• 10 माइक्रोमीटर (PM10) से छोटे कण: ये कण सांस के माध्यम से शरीर में प्रवेश कर सकते हैं। यह सोचना गलत है कि हवा में धूल कणों की मात्रा केवल यातायात के कारण होती है। धूल के कण मानव निर्मित भी हो सकते हैं और प्राकृतिक भी। मानव निर्मित धूल कण दहन और इसी तरह की प्रक्रियाओं से उत्पन्न होते हैं। इसके अलावा, निर्माण, कारखाने, कृषि गतिविधियाँ आदि धूल कणों के मानव निर्मित स्रोत हैं। हवा में धूल की मात्रा को कम करने या बढ़ाने में प्रकृति का भी बहुत योगदान है। फूलों के मौसम के दौरान कुछ स्थानों पर परागकणों के कारण हवा में धूल के कणों की मात्रा बहुत बढ़ जाती है। इसके अलावा, शुष्क क्षेत्रों से हवा के साथ बड़ी मात्रा में धूल लायी जा सकती है।
• अल्ट्रा फाइन पार्टिकुलेट मैटर (पीएम5) आकार में 2.5 माइक्रोमीटर से छोटा: ये कण सांस के माध्यम से फेफड़ों में गहराई तक पहुंचते हैं और फेफड़ों की संरचना के कारण लंबे समय तक बने रहते हैं। यदि ये सूक्ष्म कण विभिन्न प्रकार के हानिकारक पदार्थों से बने होते हैं, तो ये रक्त को प्रदूषित करते हैं और स्वास्थ्य पर बहुत हानिकारक प्रभाव डालते हैं। दो स्ट्रोक वाहनों के साथ-साथ डीजल से चलने वाले वाहनों के कारण ये कण शहरों में बड़ी मात्रा में प्रदूषण फैलाते हैं .

 कार्बन डाय-ऑक्साइड : (CO₂). आज सबसे व्यापक रूप से चर्चा की जाने वाली चिंताओं में से एक कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन के परिणामस्वरूप ग्लोबल वार्मिंग है। वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा 0.3 प्रतिशत रहने का अनुमान है। प्रकृति में कई प्रक्रियाएं (जैसे, श्वसन) कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जित करती हैं; लेकिन प्रकृति ने पौधों को प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से कार्बन डाइऑक्साइड को वापस कार्बन और ऑक्सीजन में विभाजित करने की क्षमता प्रदान की है। औद्योगिक क्रांति के बाद, मनुष्यों ने बड़ी मात्रा में ऊर्जा का उपयोग करना शुरू कर दिया और साथ ही, बड़े पैमाने पर वनों की कटाई ने पृथ्वी के पौधों की कार्बन डाइऑक्साइड को ऑक्सीजन में परिवर्तित करने की क्षमता को कम कर दिया। परिणामस्वरूप, वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा बढ़ती ही जा रही है। वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की वर्तमान सांद्रता 0.385 प्रतिशत है।

 मिथेन : (CH₄). मीथेन भी एक ग्रीनहाउस गैस है और कार्बन डाइऑक्साइड से 21 गुना अधिक हानिकारक है। मीथेन के उत्सर्जन के लिए मनुष्य और प्रकृति दोनों जिम्मेदार हैं। मीथेन गैस कई जीवाणुओं की जैव रासायनिक प्रक्रियाओं के दौरान स्वाभाविक रूप से निकलती है। उदाहरण के लिए, विघटित अपशिष्ट, आर्द्रभूमि और मीथेन या प्राकृतिक गैसों के भूमिगत स्रोत। ज्वालामुखी आदि। मनुष्यों द्वारा मीथेन के बढ़ते उत्सर्जन के कारण वातावरण में मीथेन की मात्रा बढ़ रही है। अनुपचारित अपशिष्ट, घरेलू पशुओं का बढ़ता उपयोग, अनुपचारित सीवेज से बायोगैस का निकलना (बायोगैस में 60 प्रतिशत मीथेन होता है) आदि जैसे कारक। चूंकि मीथेन एक ज्वलनशील गैस है, इसलिए बिजली उत्पादन के लिए इसका अधिकतम उपयोग हवा में मीथेन की मात्रा को कम करने में मदद करेगा। इसके लिए आवश्यक है कि अपशिष्ट उपचार संयंत्रों, सीवेज संयंत्रों आदि में बायोगैस को यथासंभव वायुमंडल में जाने से रोका जाए और उस गैस को ऊर्जा स्रोत के रूप में उपयोग किया जाए।

वायु प्रदूषण के स्रोत :

 प्राकृतिक स्रोत:

(1) ज्वालामुखी :  सल्फर डाइऑक्साइड, कई अन्य गैसें और बड़ी मात्रा में धूल।

(2) दलदल – मीथेन।

(3) प्राकृतिक रूप से होने वाली जंगल की आग – कार्बन डाइऑक्साइड और महीन धूल।

(4) परागकण जो पौधों द्वारा हवा में फैलाया जाता है

मानव निर्मित स्रोत:

 (1) वाहन – नाइट्रोजन ऑक्साइड और नाइट्रोजन डाइऑक्साइड, वाष्पशील कार्बनिक यौगिक, कार्बन मोनोऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड, महीन और अति सूक्ष्म धूल।

(2) कारखाने – वाष्पशील कार्बनिक यौगिक, कार्बन डाइऑक्साइड।

(3) बिजली उत्पादन और सीमेंट परियोजनाएँ – बड़ी मात्रा में कार्बन डाइऑक्साइड, सल्फर डाइऑक्साइड, नाइट्रोजन डाइऑक्साइड, कालिख (बारीक धूल)।

(4) कचरा और अपशिष्ट जल – मीथेन।

(5) पेट्रोल पंप – वाष्पशील कार्बनिक यौगिक।

(5) कृषि – कृषि उत्पादों से वाष्पशील कार्बनिक यौगिक, क्षेत्र संचालन से धूल।

हवाप्रदूषणाचे परिणाम :

स्वास्थ्य पर प्रभाव 

वायु प्रदूषण का सबसे अधिक हानिकारक प्रभाव श्वसन तंत्र पर पड़ता है। जैसा कि ऊपर बताया गया है, विभिन्न प्रदूषक श्वसन तंत्र पर हमला करते हैं। ओजोन और नाइट्रोजन डाइऑक्साइड फेफड़ों के लिए बहुत हानिकारक हैं। ओजोन फेफड़ों की कोशिकाओं को नष्ट करके फेफड़ों को कमजोर कर देता है, जिससे अस्थमा की समस्या बढ़ जाती है। नाइट्रोजन ऑक्साइड श्वासनली और फेफड़ों में जाने के बाद, फेफड़े और श्वासनली इसे घोलने के लिए अधिक कफ पैदा करते हैं और आपको सर्दी हो जाती है। अगर यह सर्दी कई दिनों तक रहे तो यह बैक्टीरिया से संक्रमित हो जाती है और स्थिति गंभीर हो जाती है। कार्बन मोनोऑक्साइड हीमोग्लोबिन में ऑक्सीजन की जगह लेता है जो रक्त में ऑक्सीजन ले जाता है और शरीर के सभी हिस्सों तक पहुंचता है। यह गैस अत्यधिक जहरीली होती है और कई मिनट तक लगातार इसके संपर्क में रहने से मौत हो सकती है।

प्रकृति में अन्य तत्वों पर प्रभाव:

प्रदूषण का दुष्प्रभाव न केवल मनुष्यों पर बल्कि प्रकृति के अन्य तत्वों पर भी पड़ता है। सल्फर डाई-ऑक्साइड और नाइट्रोजन डाई-ऑक्साइड अम्लीय वर्षा बनाते हैं और मिट्टी और फसलों पर प्रतिकूल प्रभाव डालते हैं।

अन्य प्रभाव: ओजोन के संपर्क में आने से रबर सख्त हो जाता है और उसका जीवन छोटा हो जाता है। इसके अलावा, ओजोन की उपस्थिति के कारण कपड़ों और कारों का रंग फीका पड़ जाता है। वायु प्रदूषण के कारण ताज महल, ग्रीस के एक्रोपोलिस और दुनिया के अन्य महत्वपूर्ण स्मारकों की सुंदरता भी कम हो गई है। साधारण निर्माण का जीवन कम हो जाता है। कार्बन डाइऑक्साइड के लगातार उत्सर्जन से ग्लोबल वार्मिंग की समस्या का सामना करना पड़ रहा है।

भारत में वायु प्रदूषण:

 भारत में पिछले कुछ वर्षों में वाहनों की संख्या में भारी वृद्धि के कारण सूक्ष्म कणों की मात्रा में भारी वृद्धि हुई है। वैज्ञानिक पत्रिकाओं में प्रकाशित जानकारी के अनुसार, शहर में पीएम10 कणों में पीएम2.5 कणों की मात्रा 70 प्रतिशत से अधिक है। दो-तीन दशक पहले यह अनुपात 5 फीसदी से भी कम था. भारत के सभी बड़े शहर इस प्रदूषण की चपेट में हैं और दिल्ली, कानपुर, पुणे और बेंगलुरु दुनिया के सबसे प्रदूषित शहरों में से हैं। कुछ घंटों के लिए महीन और अति सूक्ष्म धूल कणों की स्वास्थ्य सीमा 50 पीपीएम (पार्ट्स पर मिलियन) है। लेकिन उपर्युक्त शहरों में, वर्ष के लगभग सभी 365 दिनों में यह सीमा 50 पीपीएम से कई गुना अधिक पाई गई है।

 उपचारात्मक योजना

वायु प्रदूषण में प्रदूषक तत्व एक ही स्थान पर उत्पन्न होते हैं। केंद्रीय उत्सर्जन (बिंदु स्रोत) या फैला हुआ स्रोत हर जगह उत्पन्न होते हैं।

केंद्रीय उत्सर्जन के उदाहरण औद्योगिक स्थल, बिजली उत्पादन संयंत्र हैं; सार्वभौमिक उत्सर्जन का एक उदाहरण हमारी परिवहन प्रणाली के रूप में लिया जा सकता है।

यदि प्रदूषण एक ही स्थान पर होता है तो उसे नियंत्रित करना आसान होता है; लेकिन हर जगह कम मात्रा में होने वाले सार्वभौमिक उत्सर्जन प्रदूषण को नियंत्रित करना बहुत मुश्किल है। विभिन्न प्रकार के सख्त नियमों और विनियमों ने विकसित देशों में औद्योगिक प्रदूषण को काफी हद तक नियंत्रित किया है। लेकिन भारत और अन्य विकासशील देश अभी भी इतने सफल नहीं हैं। कानूनों को सख्ती से लागू न करना, प्रौद्योगिकी के उपयोग के प्रति आर्थिक उदासीनता (प्रौद्योगिकी महंगी होने के कारण इसका उपयोग नहीं करना) और जानकारी की कमी इसके मुख्य कारण हैं।

वैश्विक उत्सर्जन प्रदूषण को केवल तकनीकी सुधार और कम ऊर्जा खपत के माध्यम से ही सुधारा जा सकता है। विकासशील देशों में बढ़ती अर्थव्यवस्था और ऊर्जा की बढ़ती खपत के साथ-साथ विकसित देशों में प्रति व्यक्ति खपत अधिक होने के कारण ऊर्जा की खपत को कम करना असंभव लगता है। इसलिए, तकनीकी सुधार या गैर-प्रदूषणकारी नए और सस्ते ऊर्जा स्रोतों की खोज पर भरोसा करना आवश्यक है।

वाहनों में प्रौद्योगिकी में सुधार की बहुत बड़ी गुंजाइश है। विभिन्न प्रकार के उत्प्रेरक कनवर्टर, अवशोषक का उपयोग करके वाहन उत्सर्जन को नियंत्रित किया जा सकता है। वाहन डिज़ाइन में मौजूदा आमूल-चूल बदलावों के कारण भविष्य में वाहन उत्सर्जन में भारी सुधार देखने को मिलेगा। लेकिन किस प्रकार के ऊर्जा स्रोत ग्लोबल वार्मिंग को रोक सकते हैं, इसका अभी भी कोई संतोषजनक उत्तर नहीं है। 

संदर्भ :

• Alley, F. C.; C. David Cooper, Air pollution control: Air Pollution Control: A Design Approach
• Daniel, Vallero, Fundamentals of Air Pollution – 5th Edition, Elsevier
• Hung, Y.; Pereira, N. C.; Wang, L. K. Air Pollution control Engineering