मानवी आरोग्यास तसेच पर्यावरणाचा हिस्सा असलेले प्राणी, पक्षी, वनस्पती, जीवजंतू इत्यादींना हानिकारक असलेले घटक जेव्हा हवेमध्ये मिसळून जातात तेव्हा हवाप्रदूषण झाल्याचे समजण्यात येते.
फक्त मानवी आरोग्यास हानिकारक असलेले वातावरणातील घटक हवाप्रदूषणास जवाबदार आहेत, असे पूर्वी समजले जात असे. कालांतराने हवाप्रदूषणाची व्याख्या इतर प्राण्यांना, पक्ष्यांना व वनस्पतींना हानिकारक असलेल्या घटकांनाही लागू झाली. सध्याच्या युगात हवामान बदलास जवाबदार असणारे घटक हेदेखील हवाप्रदूषणाला कारणीभूत असल्याचे मानले जाते.
प्रदूषक घटक : नैसर्गिक हवेतील जे पदार्थ अथवा घटक मानव, प्राणी, पक्षी, वनस्पती, उपयुक्त जंतू यांच्या आरोग्यास व जीवनास हानिकारक आहेत, तसेच जे हवामान बदलास कारणीभूत आहेत त्यांना प्रदूषक घटक असे म्हणतात.
सल्फर डाय–ऑक्साइड : (SO2). कोळसा किंवा रॉकेल जळत असते तेव्हा त्यांमध्ये असणाऱ्या गंधकाचे (सल्फरचे) ऑक्सिडीकरण होते व सल्फर डाय-ऑक्साइड वायू तयार होतो. हवेत सल्फर डाय-ऑक्साइडचे प्रमाण जास्त झाले व त्या काळात पाऊस पडला, तर तो पाण्यामध्ये मिसळून सल्फ्यूरिक आम्ल तयार होते आणि यालाच आम्लधर्मी पाऊस म्हणतात. आम्लधर्मी पावसाने पिकांवर मोठ्या प्रमाणावर परिणाम होतो. जमीन आम्लयुक्त होते व हळूहळू नापीक बनते. आम्लारी पावसामुळे इमारतींच्या बांधकामावर गंधकाची रासायनिक क्रिया होऊन इमारतींचे आयुष्य कमी होते. सफ्लर डाय-ऑक्साइड जेव्हा श्वसनावाटे नाकात जातो तेव्हा श्वसननलिकेतील पेशी सल्फर डाय-ऑक्साइडला फुप्‍फुसात पोहोचण्यापूर्वी कफातील पाण्यात विरून टाकतात. याचे प्रमाण जास्त झाले तर नलिकेत कफ तयार होतो व सर्दी होते. वाऱ्‍याबरोबर लांबवर वाहून जाण्याची क्षमता असल्याने अतिदूरवरही सल्फर डाय-ऑक्साइडचा प्रादुर्भाव जाणवू शकतो. सल्फर डाय-ऑक्साइडाचे प्रदूषण कमी करण्यासाठी नागरी वस्तींमध्ये रॉकेलचा कमी वापर, वीजनिर्मिती प्रकल्पात गंधकरहित कोळसा वापरणे व धूर हवेत सोडण्यापूर्वी सल्फर स्क्रबरमधून त्याचे शुद्धीकरण करणे इत्यादी उपाय आहेत.
नायट्रोजन ऑक्साईड व नायट्रोजन डाय-ऑक्साइड (NO व NO2) : अतिउच्च तापमानावर (१००० अंश सेल्सिअस अथवा जास्त) जेव्हा ज्वलन होते त्यावेळेस हवेतील नायट्रोजनाचेही ज्वलन होऊन त्याचे नायट्रोजन ऑक्साईड व नंतर डाय-ऑक्साइड बनते. मुख्यत्वे वाहनांच्या यंत्रातील तापमान १००० पेक्षाही जास्त असते त्यामुळे नायट्रोजन ऑक्साईडाची निर्मिती होऊन वाहनांच्या धुराड्यांमार्फत हवाप्रदूषण होते. नायट्रोजन डाय-ऑक्साइड सुद्धा सल्फर डाय-ऑक्साइड प्रमाणे श्वसननलिकेत प्रवेश करतो; परंतु त्‍याची पाण्यात विरण्याची क्षमता कमी असते व तो जास्त प्रमाणात फुप्फुसापर्यंत पोहोचतो. यामुळे जास्तीत जास्त कफनिर्मिती होऊन सर्दी होते.
नायट्रोजन डाय-ऑक्साइड कमी करण्यासाठी वाहनांमध्ये उत्प्रेरकी रूपांतरक (catalytic converter) असणे गरजेचे आहे. उत्प्रेरकी रूपांतरक नायट्रोजन डाय-ऑक्साइडचे पुन्हा ऑक्सिजन व नायट्रोजन यांमध्ये रूपांतर करतो. यासाठी ज्यात रूपांतरक नाहीत अशा जुन्या गाड्या निकालात काढणे गरजेचे आहे. सध्या शास्त्रज्ञ कमी तापमानावर ज्वलन करून नायट्रोजन डाय-ऑक्साइडचे प्रमाण कसे कमी करता येईल यावर काम करीत आहेत.
ओझोन : (O3). ओझोन शरीरास चांगला असतो हा एक चुकीचा समज आहे. ओझोनामध्ये ऑक्सिजनाचे तीन अणू असतात. यातील तिसरा अणू अतिशय आक्रमक असतो व प्रत्येक गोष्टीचे ऑक्सिडीकरण करण्याचा प्रयत्न सातत्याने करीत असतो. ओझोनाची खरी गरज वातावरणातील वरच्या थरांत आहे. वातावरणाच्या स्थितांबरातील ओझोन सूऱ्‍यापासून येणाऱ्‍या हानिकारक अतिनील किरणांपासून आपले संरक्षण करतो. परंतु आपल्या नजीकच्या वातावरणातील ओझोन एक आक्रमक रसायनाचे काम करीत असतो. ओझोन थेट फुप्फुसांपर्यंत जाऊन पोहोचतो व फुप्फुसांतील पेशींवर अतिशय संहारक पद्धतीने हल्ला चढवितो. यामुळे जेव्हा हवेत ओझोनाचे प्रमाण जास्त असते तेव्हा छातीत कळ येण्यासारखे प्रकार घडतात. ओझोनच्या सातत्याच्या माऱ्‍यामुळे कालांतराने फुप्फुसे दुर्बल होऊन दम्यासारखे रोग वाढीस लागतात. ओझोनमुळे केवळ मानवी शरीरावरच नव्हे तर रबर, प्लॅस्टिक व कपडे यांच्यावरही परिणाम होतो. ओझोनाच्या संपर्कात येऊन रबराची लवचिकता कमी होते, कपड्यांचे रंग उडतात, इत्यादी दुय्यम परिणाम आहेत.
अस्थिर सेंद्रिय संयुगे : (Volatile Organic Compounds; VOC). विविध रसायने व रासायनिक उत्पादने यांच्या वापराने त्या उत्पादनांचे बाष्पीकरण होते व अस्थिर सेंद्रिय संयुगे तयार होतात. यातील काही घटक हे मानवी आरोग्यास सरळपणे घातक असतात, तर काही सुरक्षितसुद्धा असतात. बहुतांशी संयुगांचे सूर्यप्रकाशात ओझोनामध्ये रूपांतर होऊन जाते व ओझोन अंततः घातक प्रदूषक घटकाचे काम करतो. पेट्रोलपंपावर गाडीच्या टाकीत भरताना उडणारे पेट्रोल, घराला रंग देताना थिनर व ऑईलपेंट यांचा वापर इत्यादी गोष्टी वातावरणातील अस्थिर सेंद्रिय संयुगे वाढवितात. ही संयुगे कमी करण्यासाठी उघड्यावरील रसायनांचा वापर टाळणे, इमारतींसाठी व घरांमध्ये पाण्यापासून बनविलेले नैसर्गिक रंग वापरणे, पेट्रोल पंपावर पेट्रोल भरण्याच्या पद्धतीत आमूलाग्र सुधारणा करणे गरजेचे आहे.
कार्बन मोनॉक्साइड : (CO). आरोग्यास अत्यंत घातक असा हा वायू अपूर्ण ज्वलनाने तयार होतो. वीटभट्ट्या, वीजनिर्मिती संच, वाहनांची यंत्रे यांमधून हा वायू बाहेर पडतो. आपल्या रक्तामध्ये ऑक्सिजन वाहण्याचे काम करणाऱ्या हीमोग्लोबिनामध्ये ऑक्सिजनाऐवजी कार्बन मोनॉक्साइडमिसळून जातो व शरीरातील सर्व भागांत पोहोचतो. त्यामुळे हा वायू अत्यंत विषारी असून काही मिनिटे सातत्याने संपर्कात आल्यास मृत्यूही ओढवू शकतो. हे अतिटोकाच्या परिस्थितीत होऊ शकते, परंतु कमी संपर्कात किंवा हवेतील कमी प्रमाणात कार्बन मोनॉक्साइड असल्यास चक्कर येणे, डोके दुखणे, विचारक्षमता अथवा कार्यक्षमता कमी होणे असे प्रकार घडतात.कमी तापमानावरील (७०० अंश से. किंवा त्यापेक्षा कमी) ज्वलन, तसेच ज्वलनासाठी पुरेशा ऑक्सिजनाची कमतरता ही कार्बन मोनॉक्साइड तयार होण्याची कारणे आहेत.
धूलिकण : ढोबळमानाने दोन प्रकारचे धूलिकण हवेत असतात.
- १० मायक्रोमीटर पेक्षा लहान आकारमानाचे धूलिकण (PM10) : हे धूलिकण श्वसनामार्फत शरीरात जाऊ शकतात. हवेत धूलिकणांचे प्रमाण केवळ रहदारीमुळेच होते असे मानणे चुकीचे आहे. धूलिकण मानवनिर्मित तसेच निसर्गनिर्मितही असू शकतात. मानवनिर्मित धूलिकण हे ज्वलन व तत्सम प्रक्रियांतून निर्माण होतात. तसेच बांधकामे, कारखाने, शेतीतील कामे इत्यादी मानवनिर्मित धूलिकणांचे स्रोत आहेत. निसर्गही हवेतील धूलिकण कमी अथवा जास्त करण्यात मोठा हातभार लावत असतो. फुलांच्या बहार येणाऱ्‍या मोसमात काही ठिकाणी परागकणांमुळे हवेतील धूलिकणांचे प्रमाण खूप वाढते. तसेच कोरड्या प्रदेशातून वाऱ्‍याबरोबर मोठ्या प्रमाणावर धूळ येऊ शकते.
- २.५ मायक्रोमीटरपेक्षा लहान आकारमानाचे अतिसूक्ष्म धूलिकण (PM5) : हे धूलिकण श्वसनामार्फत फुप्फुसांत खोलवर जाऊन पोहोचतात व फुप्फुसांच्या रचनेमुळे आतमध्ये दीर्घकालापर्यंत साठून राहतात. हे सूक्ष्म कण विविध प्रकारच्या हानिकारक घटकांनी बनलेले असल्यास रक्तामध्ये मिसळून रक्त प्रदूषित करतात व आरोग्यावर अतिशय घातक परिणाम करतात.दोन स्ट्रोकवाल्या वाहनांमुळे, तसेच डीझेलवर चालणाऱ्‍या वाहनांमुळे, शहरांमध्ये या कणांचे मोठ्या प्रमाणात प्रदूषण होते.
कार्बन डाय-ऑक्साइड : (CO2). सध्याचा सर्वत्र चर्चिला जाणारा चिंतेचा विषय जागतिक तापमानवाढ हा कार्बन डाय-ऑक्साइडच्या उत्सर्जनामुळे होणारा परिणाम आहे. कार्बन डाय-ऑक्साइडचे वातावरणातील प्रमाण ०.३ टक्के इतके अपेक्षित आहे. निसर्गातील अनेक प्रकियांमध्ये (उदा., श्वसन) कार्बन डाय-ऑक्साइड उत्सर्जित होत असतो; परंतु निसर्गाने वनस्पतींना प्रकाशसंश्लेषणाद्वारे कार्बन डाय-ऑक्साइडाची पुन्हा कार्बन व ऑक्सिजन यामध्ये विलगीकरण करण्याची क्षमता प्रदान केली आहे. औद्योगिक क्रांतीनंतर मानवाने मोठ्या प्रमाणावर ऊर्जेचा वापर करण्यास सुरुवात केली व त्याच वेळेस मोठ्या प्रमाणातील वृक्षतोडीने पृथ्वीवरील वनस्पतींची कार्बन डाय-ऑक्साइडाला ऑक्सिजनमध्ये परिवर्तन करण्याची क्षमता कमी झाली. परिणामी वातावरणातील कार्बन डाय-ऑक्साइडाचे प्रमाण वाढले व वाढत आहे. सध्याचे वातावरणातील कार्बन डाय-ऑक्साइडाचे प्रमाण ०.३८५ टक्के इतके आहे.
मिथेन : (CH4). मिथेन हादेखील हरितगृह परिणाम दाखविणारा वायू आहे व कार्बन डाय-ऑक्साइडापेक्षा २१ पटींनी दुष्परिणामकारक आहे. मिथेनाच्या उत्सर्जनाला मानव तसेच निसर्गही जवाबदार आहे. अनेक जीवाणूंच्या जैवरासायनिक प्रक्रियेत नैसर्गिकपणे मिथेन वायू बाहेर पडतो. उदा., कचरा कुजणे, दलदली तसेच भूगर्भातील मिथेन अथवा नैसर्गिक वायूंचे स्रोत. ज्वालामुखी इत्यादी. मानवामुळे मिथेनच्या उत्सर्जनात वाढ होऊन वातावरणातील मिथेनचे प्रमाण वाढत आहे. प्रक्रिया न केलेल्या कचरा, पाळीव प्राण्यांचा वाढता वापर, प्रक्रिया न केलेले सांडपाणी यांमधून बाहेर पडणारा बायोगॅस, (बायोगॅसमध्ये मिथेनाचे प्रमाण ६० टक्के असते) इत्यादी कारणे महत्त्वाची आहेत. मिथेन हा ज्वलनशील वायू असल्याने त्याचा जास्तीतजास्त उपयोग ऊर्जानिर्मितीसाठी करून घेतल्यास मिथेनाचे हवेतील प्रमाण कमी होण्यात मदत होईल. यासाठी कचरा प्रक्रिया प्रकल्प, सांडपाणी प्रकल्प इत्यादी ठिकाणी बायोगॅस वातावरणात जाण्यापासून शक्य तेवढा रोखणे व त्या वायूचा ऊर्जास्रोत म्हणून वापर करणे गरजेचे आहे.
हवाप्रदूषणाचे स्रोत :
नैसर्गिक स्रोत : (१) ज्वालामुखी — सल्फर डाय-ऑक्साइड, इतर अनेक वायू व मोठ्या प्रमाणावरील धूलिकण.
(२) दलदली — मिथेन.
(३) नैसर्गिकरीत्या लागणारे जंगलातील वणवे — कार्बन डाय-ऑक्साइड व सूक्ष्म धूलिकण.
(४) परागकण जे झाडांमुळे हवेत पसरतात
मानवनिर्मित स्रोत : (१) वाहने — नायट्रोजन ऑक्साइड व नायट्रोजन डाय-ऑक्साइड, अस्थिर सेंद्रिय संयुगे, कार्बन मोनॉक्साईड व कार्बन डाय-ऑक्साइड, सूक्ष्म व अतिसूक्ष्म धूलिकण.
(२) कारखाने — अस्थिर सेंद्रिय संयुगे, कार्बन डाय-ऑक्साइड.
(३) वीजनिर्मिती व सिमेंट प्रकल्प — मोठ्या प्रमाणावर कार्बन डाय-ऑक्साइड, सल्फर डाय-ऑक्साइड, नायट्रोजन डाय-ऑक्साइड, काजळी (सूक्ष्म धूलिकण).
(४) कचरा व सांडपाणी — मिथेन.
(५) पेट्रोलपंप — अस्थिर सेंद्रिय संयुगे.
(६) शेती — शेतीजन्य उत्पादनातून तयार होणारे अस्थिर सेंद्रिय संयुगे, शेतामधील कामांमधून तयार होणारे धूलिकण.
हवाप्रदूषणाचे परिणाम :
आरोग्यावरील परिणाम : हवाप्रदूषणाचे सर्वांत घातक परिणाम श्वसनसंस्थेवर होतात. वर नमूद केल्याप्रमाणे विविध प्रदूषक घटके श्वसनव्यवस्थेवर हल्ला चढवितात. ओझोन व नायट्रोजन डाय-ऑक्साइड हे फुप्फुसांवर अतिशय घातक परिणाम करतात. ओझोन फुप्फुसांमधील पेशींना नष्ट करून फुप्फुसे कमजोर करतो, त्यामुळे दमा वाढीस लागतो. नायट्रोजन ऑक्साइड श्वसननलिकेत व फुप्फुसांत गेल्यानंतर फुप्फुसे व श्वसननलिका ते विरघळविण्यासाठी जास्तीजास्त कफाची निर्मिती करतात व त्यामुळे आपणास सर्दी होते. ही सर्दी अनेक दिवसांची जुनी झाल्यास जीवाणूंचा संसर्ग होतो व परिस्थिती गंभीर होते. कार्बन मोनॉक्साईड रक्तामध्ये ऑक्सिजन वाहण्याचे काम करणाऱ्या हीमोग्लोबिनामध्ये ऑक्सिजनाऐवजी मिसळला जातो व शरीरातील सर्व भागांत पोहोचतो. हा वायू अत्यंत विषारी असून काही मिनिटे सातत्याने संपर्कात आल्यास मृत्यूही ओढवू शकतो.
निसर्गातील इतर घटकांवर परिणाम : केवळ मनुष्यच नव्हे तर निसर्गातील इतर घटकांवर प्रदूषणाचे विपरीत परिणाम होतात. सल्फर डाय-ऑक्साइड व नायट्रोजन डाय-ऑक्साइड यांमुळे आम्लधर्मी पावसाची निर्मिती होते व त्याचे विपरीत परिणाम जमिनीवर व पिकांवर होतो.
इतर परिणाम : रबर ओझोनाच्या संपर्कात आल्यामुळे ते कडक बनते व त्याचे आयुष्य कमी होते. तसेच ओझोनाच्या अस्तित्वाने कपड्यांचे व गाड्यांचे रंगही फिके होतात. ताजमहाल, ग्रीसमधील अक्रॉपलिस व जगातील इतर महत्त्वाच्या वास्तूंचे सौंदर्यदेखील हवाप्रदूषणामुळे कमी झाले आहे. साध्या बांधकामाचे आयुष्य कमी होते. कार्बन डाय-ऑक्साइडाच्या सातत्याच्या उत्सर्जनाने जागतिक तापमानवाढीची समस्या भेडसावणे चालू झाले आहे.
भारतातील हवाप्रदूषण : भारतात गेल्या काही वर्षांत वाहनांच्या संख्येत प्रचंड वाढ झाल्याने अतिसूक्ष्म धूलिकणांच्या प्रमाणात प्रचंड वाढ झाली आहे. शास्त्रीय नियतकालिकांत प्रकाशित झालेल्या माहितीनुसार शहरातील PM10 कणांत PM2.5 कणांचे प्रमाण ७० टक्यांपेक्षाही जास्त आहे. हे प्रमाण दोन ते तीन दशकांपूर्वी ५ टक्क्यांपेक्षाही कमी होते. भारतातील सर्वच मोठी शहरे या प्रदूषणाच्या विळख्यात असून दिल्ली, कानपूर, पुणे व बंगलोर ही शहरे जगातील सर्वाधिक प्रदूषित शहरांत मोडतात. सूक्ष्म व अतिसूक्ष्म धूलिकणांची आरोग्यासाठी मऱ्‍यादा काही तासांसाठी ५० पीपीएम (Parts per Million) इतकी आहे. परंतु वर नमूद केलेल्या शहरांत जवळपास वर्षातील सर्वच ३६५ दिवस ही मर्यादा ५० पीपीएम पेक्षा कितीतरी पटींनी अधिक असल्याचे आढळून आले आहे.
उपाय योजना : हवाप्रदूषणात प्रदूषके एकाच जागी तयार होतात. केंद्रीय उत्सर्जन (Point sources) अथवा सर्वत्र थोड्या थोड्या प्रमाणात सार्वत्रिक उत्सर्जन (Diffused sources) तयार होत असते.
केंद्रीय उत्सर्जन होण्याची उदाहरणे म्हणजे औद्योगिक ठिकाणे, वीजनिर्मिती कारखाने; तर सार्वत्रिक उत्सर्जनाचे उदाहरण आपली वाहतूक व्यवस्था धरता येईल.
जर प्रदूषण एकाच जागी होत असेल तर त्यावर नियंत्रण मिळविणे सोपे असते; परंतु सर्वत्र थोड्या थोड्या प्रमाणात होणाऱ्‍या सार्वत्रिक उत्सर्जन प्रदूषणावर नियंत्रण मिळविणे हे खूपच अवघड आहे. विविध प्रकारचे कडक नियम व कायदे यांनी औद्योगिक क्षेत्रातून होणाऱ्‍या प्रदूषणावर विकसित देशांमध्ये बऱ्‍याच प्रमाणात नियंत्रण मिळविले आहे. परंतु भारत व इतर विकसनशील देशात अजूनही म्हणावे इतके यश मिळालेले नाही. कायद्याची कडक अंमलबजावणीमधील त्रुटी, तंत्रज्ञान वापरण्याबद्दल असलेली आर्थिक उदासीनता (तंत्रज्ञान महाग पडते म्हणून न वापरणे) व माहितीचा अभाव ही प्रमुख कारणे आहेत.
सार्वत्रिक उत्सर्जनाच्या प्रदूषणावर तंत्रज्ञानातील सुधारणा व ऊर्जेचा कमी वापर यातूनच सुधारणा करता येते. सध्याचा विकसनशील देशांची वाढती अर्थव्यवस्था व ऊर्जेचा वाढता वापर तसेच विकसित देशातील दरडोई असलेला मोठ्या प्रमाणावरील वापर यामुळे ऊर्जेचा वापर कमी होणे सध्यातरी अशक्य दिसत आहे. त्यामुळे तंत्रज्ञानातील सुधारणा किंवा प्रदूषणरहित नवीन व स्वस्त ऊर्जास्रोताचा शोध यांवर अवलंबून रहाणे आवश्यक आहे.
वाहनांमध्ये तंत्रज्ञान सुधारण्यास मोठा वाव आहे. विविध प्रकारचे उत्प्रेरकी रुपांतरक, शोषक यांच्या वापराने वाहनातून बाहेर पडणाऱ्‍या प्रदूषणावर नियंत्रण मिळविता येते. वाहन रचनेत सध्या होणाऱ्‍या आमूलाग्र बदलांमुळे, वाहनातून बाहेर पडणाऱ्‍या प्रदूषकांमध्ये भविष्यात मोठ्या प्रमाणावर सुधारणा दिसून येईल. परंतु कोणत्या प्रकारच्या ऊर्जास्रोताने जागतिक तापमानवाढ रोखता येईल, यावर अजून तरी समाधानकारक उत्तर सापडलेले नाही.
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
समीक्षक – वि. ल. सूर्यवंशी
