مصاحبه توان با آقای پروفوسور پوکس بام
دکتر احمد صابری • ۱ اردیبهشت ۱۳۸۷ • دانش • شماره ۱۳۸۷ - بهارخوانندگان محترم :
توان در تاریخ نوامبر ۲۰۰۷ مقالهای از آقای پروفوسور پوکس بام رئیس انستیتو شیمی- آنالیز و تکنولوژی- به چاپ رسانید. به دلیل استقبال زیاد خوانندگان مجله توان، تصمیم بر آن گرفیتم که گفتگویی راجع به موضوع “آلودگی ناشی از غبار هوا” با آقای پروفسور که از اشخاص سرشناس اتریش، فعال در این زمینه میباشد، داشته باشیم.
توان: آقای پروفسور چه چیزی شما را به این ایده واداشت که راجع به غبار موجود در هوا مطالعه نمایید؟
پروفسور: در سال ۱۹۷۵ زمانی که شروع به نوشتن دکترای خود نزد آقای پروفسور مالیزا نمودم، روی یک روش اندازهگیری گوگرد و کربن بر روی فلزات کار کردیم. روزی آقای پروفسور مالیزا با یک ایده جدید نزد من آمد و آن این بود که گرد و غبار هوای خیابانی را جمع آوری کرده و بعد از گذراندن از صافی، با متد و وسائلی که در انستیتو در اختیار داشتیم اندازهگیری وبررسی نمائیم. در این زمان آقایان پروفسور گراسر بایر، دکتر مالی و پروفسور کل نر با دستگاههای موجود آنالیز که در اختیار داشتند، در این پروژه ما را همراهی کردند. اسم این پروژه را همبستگی آنالیز غبار هوا نامیدیم.
در زمان بسیار کوتاه دریافتیم که چطور میتوان غبار هوا را جمع آوری و اندازهگیری کرد. اولین کار پروژه در سالهای ۱۹۷۷ و ۱۹۷۹ در مجله علمی فرزینوس به چاپ رسید. این پروژه تقریباً ۳۰ سال است که ادامه داشته.
توان: آقای پروفسور شما شیمیست هستید، چه رابطهای بین غبار هوا و شیمی یا شیمی هوا وجود دارد؟
پروفسور: شیمیدانهایی که قبلاً راجع به غبار هوا مطالعه مینمودند، باین نظر بودند که گازهای خطرناکی که در هوا وجود دارند، از جمله اکسید گوگرد و اکسیدهای ازت عامل ساخت سولفاتها و نیتراتها هستند. ولی امروزه بیش از ۱۰۰۰ ذرات آلی و معدنی در غبار هوا یافت شدهاست که دارای خاصیتهای مختلف شیمیایی هستند (نظیر گرم یا سرد کردن ) که میتوانند تاثیر مستقیم روی آلودگی هوا و تغییرات آب و هوایی داشته باشند.
توان: در بالای جو و بالاتر از آن آیا غبار وجود دارد؟
پروفسور: غبار در فاصلهی ۱۵ تا ۳۰ کیلومتری کره زمین تشکیل شده از ذرات اکسید سولفوریک که از ترکیب اولیه اکسید سولفید کربن میباشند. و با عمر بسیار زیاد بیش از ۸۰ سال در پایین جو قرار میگیرند. در بالاتر از جو غبار به صورت ذرات (Meteoriten) میباشد که در مکانهای بسیار تمییز میتوان آنها را مشاهده کرد. اگر این غبار بصورت سنگهای آسمانی به طرف زمین پرتاب شوند، بسیار خطرساز میشوند. همانطور که چندین ملیون سال پیش بر اثر پرتاب این سنگها نسل دایناسورها از بین رفت.
توان: در اتحادیه مشترک اروپا تصمیم گرفته شده است که غبار هوا زیر ۱۰ میکرومتر را استاندارد در نظر گرفته و آن را ذرات پی ام ۱۰ بنامند. چطور به این عدد پی ام ۱۰ رسیدهاند؟
پروفسور: ذرات کوچکتر از پی ام ۱۰ را قابل تنفس مینامند که این ذرات از طریق بینی وارد نای و برانشیدها میشوند. ذرات کوچکتر از ۵/۲ میکرومتر میتوانند دقیقاً وارد ششها شوند و به ذرات نفوز کننده به ششها نامیده میشوند.
در آمریکا ذرات پی ام ۱۰ و پی ام ۵/۲ سالهاست استاندارد میباشند ولی در اروپا از سال ۱۹۹۹ مبنای اندازهگیری انتخاب شدهاست. پی ام ۱۰ برای حد متوسط در سال ۴۰ میکروگرم در یک متر مکعب و حد متوسط در روز ۵۰ میکروگرم در یک متر مکعب ثبت شده، که در سال فقط ۳۵ بار میتوان از این حد مجاز تجاوز کرد.
در حال حاضر بحثهایی در اتحادیه اروپا در حال انجام است تا پی ام ۵/۲ را هم به صورت استاندارد ثبت کنند.
توان: چه نوع غبارهایی و در چه اندازهای معمولاً در هوا خطرناک میباشد؟
پروفسور: دستگاه تنفسی ما از چند نوع مکانیسم محافظتی در برابر ذرات بزرگ و غبار موجود در هوا تشکیل شده است. ذرات بزرگ در حقیقت در بینی جذب میشوند. غبار بین ۵/۲ تا ۱۰ میکرومتر در مجرای نای جذب شده و ذرات بزرگتر که اندازه آنها ۳ تا ۱۰۰ میکرومتر میباشد بوسیلهی یک مکانیسم تمیز کننده از مجرای تنفسی دوباره خارج میشوند. برانشید از صفحههای مختلف تشکیل شده است که ذرات معمولاً در آنجا از این طرف به آن طرف پرتاب میشوند که بلاخره در اثر حرکت زیاد دوباره از برانشید از طریق نای به دهان پس فرستاده میشوند که از طریق سرفه یا خارج یا وارد مجرای مری در معده جذب میشوند. اکثراً گرد و غبار بسیار ظریف ماهیت شیمی آلی دارند مثل باکتریها یا ذرات گیاهی که مرتباً از طریق ششها جذب و در همان جا هضم میشوند.
غباری خطرناک میباشد که بسیار ظریف و سمی باشد و خاصیت حلالیت نداشته باشد. مثل دوده که از سوخت انواع و اقسام ماشینها، سوخت ناقص بخاریها و غیره خارج میشود. دوده میتواند به راحتی وارد حفرههای ششها شود و چون بزودی خارج نمیشود باعث ناراحتیهای مختلف میشود. در بعضی موارد مواد غذایی آلوده به جیوه و کادیوم میباشند که هوا مقصر این عمل نمیباشد. روی این اصل است که زنجیرهی مواد غذایی در اروپا مرتباً تحت کنترل میباشند.
توان: در سال ۲۰۰۳ متدی در دانشگاه صنعتی وین اختراع شده است که مرتباً مقدار ذرات موجود در هوا از طریق ایستگاههای مختلف، اندازهگیری و بررسی نموده. آیا متدهای جدیدتری هم اختراع شدهاست یا نه؟
پروفسور: ما در این فاصله تحقیقات درباره سوخت مواد بیولوژی (مانند چوب، گیاهان، پس مانده حیوانات و اصولاً تمام چیزهایی که از ترکیب CO2 و H2O (دیاکسید کربن و آب) و ویتامینها و غیره تشکیل شدهاند.) انجام دادهایم. اصولاً این مواد را بیومس(Biomass) مینامند که از طریق فتوسنتز تشکیل میشوند. چون در آتیه تمام مواد خام به انرژی تبدیل خواهد شد و در اثر سوخت این مواد دوده و غبار خارج خواهد شد، تحقیقات به طرف این مواد خواهد رفت. به تازگی همکارم آقای دکتر بایر با کمک دانشگاه Antwerp بلژیک متدی اختراع کردهاند که بوسیلهی آن غبار موجود در حفرههای قارچ اندازهگیری میشود. نتایج غافلگیر کننده نشان میدهند که در فصل گرم سال معادل ۵ تا ۱۰ درصد از غبار موجود در هوا از گرد قارچ تشکیل شده است.
توان: از عناصر تشکیل دهنده غبار هوا میتوان به ذرات سیلیکاتی، کربناتها و غبارهای معدنی (مانند ساییدگی آسفالت خیابانی) اشاره کرد. کشورهای آفزیقایی، عربستان سعودی، ایران و غیره که جزو کشورهای خشک بشمار میآیند و بخش وسیعی از آنها را صحرا فرا گرفته دائماً با مشکل غبار هوا روبرو هستند.
آیا در پروژههای شما طرحی برای مقابله با این مشکل در نظر گرفته شده؟ به چه صورت؟
پروفسور: کشورهای متعددی مانند هندوستان، چین و مصر پروژههای زیادی انجام دادهاند تا مشکل غبار موجود در هوا را در شهرهای بزرگ خود حل کنند. از دیگر مشکلات موجود، طبخ غذا در این کشورها میباشد که اکثراً با استفاده از سوختهای اولیه مانند چوب، هیزم و چراغهایی که سوخت ناقص دارند انجام میشوند، که این خود باعث تولید دوده یا غبار ناسالم مانند اکسیدهای گوگرد، ازت و آمونیاک میشوند.
برای کاهش غبار حاصل باید از تکنولوژی جدید در این زمینه مانند فیلترهای مخصوص استفاده شود که البته اجرای این طرحها وابسته به منابع مالی میباشند.
توان: در مقاله خود اشاره نموده بودید که برای جلوگیری از گرد و غبار زیاد در اروپا راه حلهایی در نظر گرفته شده است. کدام یک از این راهحلها تا به حال به مرحله اجرا در آمده؟
پروفسور: کم کردن گرد و غبار معدنی یکی از شاهکارها در اتریش در فصل زمستان میباشد، این از طریق بکار بردن ماشینهای مخصوص که در موقع یخبندان در محیط خیس استفاده میشود انجام میشود که نتیجه بسیار خوبی داده است.
مقدار دودههای ماشینهای دیزلی به وسیله فیتلرهای جدید به حداقل رسیده. و همچنین طرح کاهش محسوس.گرد و غبار ثانوی مثل سولفاتها و نیتراتها که از گاز اکسیدهای گوگرد، ازت و آمونیاک حاصل میشود در اروپا به مرحلهی اجرا در آمده.
توان: یک ضربالمثل خوب میگوید” FEINSTAUB IST DEIN STAUB “. نظر شما راجع به این موضوع چیست؟
پروفسور: طبیعتاً مواردی وجود دارند که انسان در آلودگی غبار هوا بسیار سهیم میباشد، مانند تمییز کردن پیادهرویهای جلوی منازل، کثیف کردن خیابانها یا خالی کردن جا سیگاری ماشینها در خیابانها، سرعت بیش از حد در رانندگی و ترمز کردن شدید که باعث ساییدگی لاستیک میشود.
توان: آقای پروفسور از مصاحبه با شما جداً متشکریم و برایتان آرزوی موفقیت میکنیم.