1. حوزه‌های سیاستی
  2. >
  3. سیاست محیط زیست
  4. >
  5. هوا
  6. >
  7. تغییرات اقلیمی

نوع مطلب: مقاله سیاستی

23 دی 1396 ساعت 08:32 شماره مسلسل: 1100459

گازهای گلخانه‌ای و آلودگی هوا

گازهای گلخانه‌ای و آلودگی هوا

برخی معتقدند کاهش گازهای گلخانه‌ای اثر مثبتی بر کیفیت هوا دارد و برخی دیگر کاهش گازهای گلخانه‌ای را عاملی برای کاهش آلاینده‌های هوا نمی‌دانند. در این مقاله به بررسی ارتباط بین کاهش گازهای گلخانه‌ای و کاهش آلاینده‌های هوا از منظر علمی پرداخته شده است.

مقدمه

اگرچه توافق جامع نظری در زمینه علل گرمایش جهانی میان محققین وجود ندارد، اما آنچه امروزه در جوامع علمی مورد تایید بیشتری است، اثر گازهای گلخانهای ناشی از فعالیتهای انسانی به ویژه CO2 بر گرمایش جهانی است. بررسی وضعیت انتشار گازهای گلخانهای نشان میدهد که پس از انقلاب صنعتی (در قرن 18) و به دلیل توسعه صنایع و استفاده از سوختهای فسیلی، میزان انتشار گازهای گلخانهای شدت بیشتری یافته است. گزارش IPCC نیز نشان میدهد که بر اساس دادههای زمینی و ماهوارهای، تاثیر عوامل انسانی بر افزایش گازهای گلخانهای بیشتر از سهم عوامل طبیعی بوده است. توافق نامه پاریس با فرض نقش گازهایگلخانهای در گرمایش جهانی، در بیست و یکمین کنفرانس چارچوب اعضای سازمان ملل متحد در زمینه تغییرات آب و هوا در 12 دسامبر 2015 تصویب و مورد توافق 197 کشور جهان قرار گرفت. به موجب این توافقنامه کشورهای مختلف قرار است با انجام اقدامات لازم برای کاهش تولید گازهای گلخانهای ناشی از فعالیت های انسانی، افزایش دمای کره زمین را تا 5/1درجه سلسیوس بیشتر از سطوح پیش از انقلاب صنعتی محدود نمایند.

دولت ایران نیز به عنوان یکی از کشورهای عضو، در برنامه مدنظر مشارکت ملی خود اعلام کرده است که تمایل دارد برای رسیدن به اهداف موافقتنامه پاریس، انتشار گازهای گلخانهای خود را در سال 2030 به میزان 4 درصد نسبت به سناریوی پایه کاهش دهد. همچنین در صورت رفع تحریمها، کاهش انتشار را تا 12 درصد افزایش خواهد داد.

یکی از مسائل مهم در زمینه تعهدات ایران در معاهده پاریس، اثر کاهش گازهای گلخانهای بر بهبود کیفیت هوا و کاهش آلودگی هوا است. درحالی که برخی معتقدند کاهش گازهای گلخانهای اثر مثبتی بر کیفیت هوا دارد، برخی دیگر کاهش گازهای گلخانهای را عاملی برای کاهش آلایندههای هوا نمیدانند. با توجه به اهمیت این موضوع به ویژه برای توجیه افکار عمومی، در این مقاله به بررسی ارتباط بین کاهش گازهای گلخانهای و کاهش آلایندههای هوا از منظر علمی پرداخته شده است.

گازهای گلخانهای

اگرچه گازهای گلخانهای به طور طبیعی در اطراف کره زمین وجود دارند و باعث گرم ماندن زمین میشوند، اما افزایش غلظت آنها به بیشتر از حد طبیعی بر اثر فعالیتهای انسانی، باعث افزایش بیش از حد دمای کره زمین شده است. گازهای گلخانهای شامل: بخار آب (95%)، CO2 (4%) و CH4، N2O و گازهای فلوئوردار و O3 تروپوسفری (1%) است (شکل 1) که از میان آنها، CO2، CH4، N2O و O3 هم بر اثر فعالیتهای طبیعی و هم به دلیل فعالیتهای انسانی (شکل 2) وارد جو میشوند. نتایج نشان میدهد که به دلیل فعالیتهای انسانی غلظت CO2، CH4 و N2O از 1970 تا 2010 به ترتیب 90%، 47% و 43% افزایش یافته است. گازهای فلوئوردار نیز ناشی از فعالیتهای انسانی بوده و منشا طبیعی ندارند. افزایش دمای ناشی از افزایش غلظت گازهایگلخانهای با منشا انسانی، باعث تبخیر بیشتر آبهای اقیانوسها میشود. این مسئله باعث افزایش غلظت بخار آب در جو و افزایش بیشتر دما میشود. بنابراین اگرچه بخار آب به طور طبیعی در جو وجود دارد، اما فعالیتهای انسانی به طور غیر مستقیم بر غلظت بخار آب نیز اثر دارد.

گازهای آلاینده هوا

آلودگی هوا در شرایطی ایجاد میشود که ترکیبات ناخواسته و مضر به مقدار زیادتر از حد معمول وارد هوا شده و بر محیط زیست و سلامت انسانها اثرات منفی داشته باشد. گازهای آلاینده هوا شامل آلایندههای اولیه و ثانویه هستند. آلایندههای اولیه به طور مستقیم از منابع انتشار (مانند اگزوز خودروها، دودکش کارخانهها و ...) وارد هوا میشوند و شامل ذرات معلق جامد و مایع (PM2.5 و PM10SO2، NOx، هیدروکربن، ترکیبات آلی فرار، مونواکسید کربن (CO)، آمونیاک (NH3) و سرب (Pb) هستند. آلایندههای ثانویه مانند ازن (O3) ناشی از واکنشهای شیمیایی دو یا چند آلاینده اولیه یا واکنش با ترکیبات طبیعی موجود در جو است.

از میان گازهای آلاینده هوا، آلایندههایی که اهمیت بیشتری در سطح کلانشهرهای جهان و ایران دارند، تحت عنوان آلایندههای معیار شناخته شده و شامل CO، O3، SO2، NO2، PM2.5 و PM10 هستند. این آلایندهها به طور کلی از دو منبع ساکن و متحرک انتشار مییابند. منابع ساکن، شامل فعالیتهای خانگی و فعالیتهای صنعتی است. حمل و نقل و وسایل نقلیه که با ایجاد گازهای آلاینده خروجی از اگزوزها و ذرات معلق باعث آلودگی هوا میشوند نیز منابع آلودگی متحرک هستند. مطالعات انجام شده در ایران نشان میدهد که بیش از 80 درصد آلودگی هوای کلانشهر تهران ناشی از منابع متحرک است. در واقع به جز SO2 که منبع اصلی انتشار آن منابع ساکن بهویژه صنایع هستند، سایر آلایندهها بیشتر از وسایل نقلیه انتشار مییابند.

گازهای گلخانهای و آلودگی هوا

با توجه به تعریف گازهای گلخانهای و گازهای آلاینده در بخشهای قبل، در این بخش به بررسی ارتباط بین این دو دسته از گازها پرداخته میشود. باید توجه داشت که گازهای گلخانهای از نظر تعریف متفاوت از گازهای آلاینده هستند و نوع گازها، ارتفاع قرارگیری آنها در جو و نحوه عملکرد آنها متفاوت است. تنها اشتراک آنها گاز ازن است که با توجه به ارتفاعی که این گاز وجود دارد، نقش آن متفاوت است، یعنی ازن سطح زمین نقش آلاینده و ازن در جو بالا نقش گاز گلخانهای را دارد. کربن سیاه (BC) نیز که در دسته PM2.5 قرار میگیرد و یک آلاینده مهم است، میتواند با جذب تابش و کاهش آلبیدوی سطح زمین نقش گرمایشی داشته باشد، اما باید توجه داشت که کربن سیاه گاز نیست (شکل 3). با توجه به اینکه عمر ازن و کربن سیاه بسیار کوتاه است (حداکثر چند هفته) و نسبت به سایر گازهای گلخانهای اهمیت چندانی در گرمایش زمین ندارند، بنابراین در پیمان کیوتو از این دو به عنوان ترکیبات گلخانهای که باید انتشارشان کاهش یابد، نام برده نشده است.

سیاستهای کاهش استفاده از سوختهای فسیلی در بخشهای مختلف از جمله نیروگاهها، کارخانجات و وسایل نقلیه میتواند به طور مستقیم علاوه بر کاهش CO2 به کاهش گازهای آلایندهای چون NOx و SO2 و CO و در نتیجه بهبود کیفیت هوا منجر شود. هیئت بین الدول تغییر اقلیم (IPCC) اعلام کرده است که کنترل انتشار گازهای گلخانهای میتواند مزایای کوتاه مدتی برای سلامت عمومی ناشی از کاهش آلایندههای هوا در پی داشته باشد. بر اساس نظر برخی از محققان، سیاستهای اجرا شده برای کاهش آلودگی و تغییر اقلیم در کنار هم میتواند مزایای حاصل شده را افزایش دهد، به طوریکه فعالیتهای کاهش گازهایگلخانهای و تغییر اقلیم میتواند به طور غیرمستقیم به کاهش آلودگی هوا کمک کند و همچنین سیاستهای کاهش آلودگی هوا میتواند باعث کاهش انتشار گازهای گلخانهای شود.

آلودگی هوا و تغییر اقلیم از طریق اثرات متقابل و درهم تنیده در جو بر همدیگر اثر دارند؛ زیرا افزایش گازهای گلخانهای باعث تغییر بیلان انرژی جو و سطح زمین، تغییر دما و در نتیجه تغییر در ترکیب شیمیایی جو میشود. تغییر الگوی تولید و مصرف انرژی به طور قابل ملاحظهای در کاهش تغییر اقلیم و آلودگی هوا به طور همزمان موثر است. به عنوان مثال، تبدیل سوختهای فسیلی به سوختهای تجدیدپذیر باعث کاهش انتشار آلایندههایی چون ذرات معلق، SO2 و NO2 شده و به طور همزمان باعث کاهش انتشار گاز گلخانهای CO2 میشود. نتایج نشان داده است که سیاستهای مربوط به کاهش گازهای گلخانهای (بهویژه CO2) باعث کاهش انتشار PM2.5، NOx و CO شده است. نتایج مطالعاتی که در آمریکا صورت گرفت نیز نشان داد که کاهش CO2 و پرداخت مالیات برای کربن، باعث کاهش آلایندهها بین 4/1 درصد برای ترکیبات آلی فرار تا 6/6 درصد برای NOx شد. کنترل گاز CH4 نیز که یکی از پیشسازهای O3 بوده و بر غلظت O3 موثر است، میتواند علاوه بر کاهش اثرات تغییر اقلیم، منجر به کاهش غلظت O3 شود. بر اساس نتایج به دست آمده اگر غلظت CH4 50 درصد کاهش یابد، تقریبا احتمال وقوع غلظت بالای O3 در آمریکا نیز نصف خواهد شد.

از سوی دیگر افزایش گازهای گلخانهای به شکلهای گوناگونی میتواند به طور غیر مستقیم و با افزایش دما و یا تغییر الگوی بارش و باد بر افزایش و یا کاهش آلودگی هوا اثر داشته باشد. افزایش دما میتواند باعث افزایش واکنشهای شیمیایی و کاهش کیفیت هوا شود. افزایش دما همچنین باعث افزایش تعداد آتشسوزی جنگلها شده و به این طریق کاهش کیفیت هوا را به همراه دارد. یکی از اثرات تغییر اقلیم ناشی از افزایش گازهای گلخانهای در برخی از مناطق، افزایش فراوانی بارش است که این افزایش فراوانی بارش میتواند باعث کاهش غلظت ذرات معلق و کاهش آلودگی هوا شود، چرا که نهشت مرطوب یکی از مخازن اصلی برای حذف ذرات معلق است. از سوی دیگر، در برخی از مناطق کاهش بارشهای استراتوسی و در نتیجه کاهش نهشت مرطوب، باعث افزایش قابل ملاحظه سولفات، ذرات غبار کوچکتر و مواد آلی میشود. کاهش بارش هم به طور مستقیم و هم به طور غیر مستقیم (با ساخت سازههای آبی به منظور تامین آب از منابع آبی برای کشاورزی، شرب و صنعت) باعث خشک شدن برخی از دریاچهها و تالابها شده و لذا آلودگی ناشی از افزایش ریزگردها را (به عنوان مثال در غرب و شرق کشور) به همراه داشته است. تغییر اقلیم همچنین میتواند شکل و حالت جو، ارتفاع لایههای مختلف جو، میزان واکنش شیمیایی و در نتیجه توسعه و جریان آلایندههای هوا را تغییر دهد. اقلیم گرم‏تر در آینده در برخی از مناطق موجب افزایش پایداری و تضعیف بادها شده و در نتیجه غلظت آلایندههای گازی افزایش مییابد. اما از سویی دیگر افزایش غلظت CO2 در برخی مناطق باعث افزایش سیستمهای همرفتی، چرخندها و جبهههای سرد شده که این مسئله باعث تهویه هوا و بهتر شدن کیفیت هوا میشود. بنابراین باید توجه داشت که افزایش گازهای گلخانهای بسته به منطقه تحت تاثیر میتواند باعث کاهش و یا افزایش غلظت آلایندهها و در نتیجه کاهش و یا افزایش آلودگی هوا شود.

علیرغم اثرات مستقیم و غیرمستقیم گازهای گلخانهای بر کاهش و یا افزایش غلظت آلایندهها، باید توجه داشت که برای کاهش غلظت گازهای آلاینده هوا لزوما نیازی به کاهش گازهای گلخانهای نیست، بلکه بدون اجرای سیاستهای کاهش گازهای گلخانهای و با انجام فعالیتهای دیگر در زمینه کنترل آلودگی هوا، میتوان انتشار گازهای آلاینده را کاهش داد. به عنوان مثال، از آنجا که آلاینده CO بیشتر از منابع متحرک تولید میشود، بنابراین اجرای راهکارهای کنترل آلودگی ناشی از احتراق ناقص مانند تعمیر و نگهداری خودروها، جلوگیری از روغنسوزی، استفاده خودروها از کاتالیستها و حذف خودروها و موتورسیکلتهای کاربراتوری نقش مهمی در کاهش غلظت این آلاینده در کلان شهرهای مختلف کشور داشته است.

نتیجه‌گیری

بهطور کلی در زمینه گازهای گلخانهای و آلایندهها چند نکته را میتوان در نظر داشت:

1- سیاستهای کاهش انتشار گازهای گلخانهای میتواند به دو صورت انجام شود: 1) حذف و یا کاهش سوختهای فسیلی (که هم منبع CO2 و هم منبع برخی از آلایندهها است) و استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر ، 2) استفاده از فیلترهای حذف کننده گازهای گلخانهای. در روش اول، حذف و یا کاهش سوختهای فسیلی میتواند علاوه بر کاهش گازهای گلخانهای CO2، CH4 و N2O، به طور مستقیم باعث کاهش آلایندههایی چون SO2، NOx، ذرات معلق، CO و O3 و بهبود کیفیت هوا شود. اما استفاده از فیلترهای جذب گازهای گلخانهای منتشر شده (به عنوان مثال ذخیره سازی گاز CO2 در بستر اقیانوسها یا تزریق در میادین نفتی فرسوده) بدون حذف و یا کاهش سوختهای فسیلی اثری بر کاهش آلودگی هوا ندارد. البته باید توجه داشت که استفاده از فیلترها و حذف گازهای گلخانهای به علت هزینههای بالا در کشورهای در حال توسعه امکان پذیر نبوده و لذا سیاستهای کاهش انتشار بر روش اول یعنی کاهش سوختهای فسیلی تمرکز دارد که این روش میتواند باعث کاهش گازهای آلاینده شود. البته ذکر این نکته بار دیگر ضروری است که با توجه به اینکه بخش زیادی از آلایندهها در کلانشهرها از جمله تهران از منابع متحرک و وسایل نقلیه انتشار مییابد، لذا برای کاهش آلودگی هوا لزوما نیازی به کاهش انتشار گازهای گلخانهای نیست.

2- سیاستهای کاهش گازهای گلخانهای به ویژه CO2 و CH4 میتواند به طور غیر مستقیم و از طریق اثر تغییر اقلیم بر دما، الگوی بارش و باد و الگوهای سینوپتیکی، منجر به کاهش آلایندهها و بهبود کیفیت هوا شود. این اثرات را به دلیل عدم قطعیت مدلها و اثرات متفاوتی که در مناطق مختلف دارد، نمیتوان با قطعیت تایید کرد. به این نکته نیز باید توجه داشت که سیاستهای کاهش گازهای گلخانهای نمیتواند اثر فوری بر کاهش اثرات تغییر اقلیم داشته و باعث تغییر سریع در الگوهای باد و بارش شود.

3-در مورد شهر تهران این نکته را نیز باید در نظر داشت که عواملی مانند شرایط خاص توپوگرافی و جهت وزش باد (که باعث انتقال آلایندهها به شهر میشود) و محل نامناسب قرارگیری کارخانجات در آلودگی شهر نقش مهمی دارد.

4-باید توجه کرد که سهم اثر انتشار محلی، منطقهای، قارهای و جهانی بر تغییرات اقلیمی یک منطقه یا کشور، موضوع بسیار مهمی است که از نظر علمی هنوز پاسخی برای آن یافت نشده است. به این منظور باید اثرات شیمیایی و فیزیکی و برهمکنش این اثرات را نیز درنظر گرفت. اثرات شیمیایی جو (مانند غلظت آلایندهها) میتواند به صورت محلی و سریع دیده شود، اما اثرات فیزیکی (از جمله الگوهای بارش و باد) در مقیاس زمانی و مکانی بزرگتری دیده میشود.

استفاده از مطالب با ذکر منبع آزاد است.
متون سیاستی منتشر شده در شمس، بیانگر دیدگاه نویسندگان بوده و لزوما نظر این شبکه نیست.

نظرات

  • مخاطبان گرامی، برای انتشار نظرات لطفا نکات زیر را رعایت فرمایید:
  • 1- نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.
  • 2- نظرات حاوی مطالب کذب، توهین یا بی‌احترامی به اشخاص، قومیت‌ها، عقاید دیگران، موارد مغایر با قوانین کشور و آموزه‌های اسلامی منتشر نمی‌شود.
  • 3- نظرات پس از ویرایش ارسال می‌شود.
با تشکر، نظر شما پس از تایید در سایت نمایش داده می‌شود.