వాయు కాలుష్యం

1. కాలుష్యకారకాలు, మూలాలు, వర్గీకరణ

వాయు కాలుష్యం సహజ, మానవజనిత మూలాలు రెండింటి నుంచి ఏర్పడుతుంది. ధూళి తుపానులు, అడవి మంటలు, అగ్నిపర్వతాలు, పుప్పొడి సహజంగా దీనికి దోహదపడతాయి. రవాణా, ఉష్ణ విద్యుత్ కేంద్రాలు, పరిశ్రమలు, నిర్మాణ కార్యకలాపాలు, వ్యర్థాల దహనం, వ్యవసాయ అవశేషాల దహనం, గృహాల్లో ఇంధన దహనం ప్రధాన మానవజనిత మూలాలు. ఒక మూలం నుంచి విడుదలయ్యే కాలుష్యకారకాలను ఉద్గారాలు అంటారు; రవాణా, పలుచబడటం, రసాయన పరివర్తనల తర్వాత చుట్టుపక్కల గాలిలో ఉండే పరిమాణాన్ని పరిసర సాంద్రత అంటారు. అందువల్ల, ఒకే స్థాయి ఉద్గారాలు వేర్వేరు వాతావరణ పరిస్థితుల్లో ప్రజలు కాలుష్యానికి గురయ్యే స్థాయిలో భిన్నత్వాన్ని కలిగించవచ్చు.

ప్రాథమిక కాలుష్యకారకాలు నేరుగా విడుదలవుతాయి: కార్బన్ మోనాక్సైడ్, సల్ఫర్ డైఆక్సైడ్, నైట్రిక్ ఆక్సైడ్, మసి, ఖనిజ ధూళి ఉదాహరణలు. ద్వితీయ కాలుష్యకారకాలు వాతావరణ చర్యల ద్వారా ఏర్పడతాయి. భూఉపరితల స్థాయి ఓజోన్, సల్ఫ్యూరిక్, నైట్రిక్ ఆమ్లాలు, అమ్మోనియం సల్ఫేట్, అమ్మోనియం నైట్రేట్, ద్వితీయ కర్బన ఏరోసాల్స్ వీటికి ఉదాహరణలు. కాబట్టి కణరూప పదార్థం ప్రాథమిక లేదా ద్వితీయ కాలుష్యకారకం కావచ్చు. మూలాలు ప్రాదేశికంగా కూడా భిన్నంగా ఉంటాయి: వాహనాల ఎగ్జాస్ట్ ఒక చలనశీల మూలం, పొగగొట్టం ఒక బిందు మూలం, విస్తరించి ఉన్న నిర్మాణ కార్యకలాపాలు ఒక ప్రాంతీయ మూలం.

• కణరూప పదార్థం: PM10 శ్వాసవ్యవస్థలోకి ప్రవేశించగలదు; PM2.5 ఊపిరితిత్తుల్లోకి లోతుగా చొచ్చుకుపోయి, శరీరవ్యాప్తంగా హృదయ–రక్తనాళ వ్యవస్థపై ప్రభావాలకు దోహదపడుతుంది. కణాల సంఘటనం, సాంద్రత, వాటికి గురయ్యే వ్యవధి అన్నీ విషపూరితతను ప్రభావితం చేస్తాయి.
• సల్ఫర్ డైఆక్సైడ్: ప్రధానంగా సల్ఫర్ కలిగిన ఇంధనాలు, పారిశ్రామిక ప్రక్రియలతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది; శ్వాసమార్గంలో చికాకు, సల్ఫేట్ ఏరోసాల్స్, ఆమ్ల నిక్షేపణకు దోహదపడుతుంది.
• నైట్రోజన్ ఆక్సైడ్లు: ప్రధానంగా అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద జరిగే దహనంతో సంబంధం కలిగి ఉంటాయి; ఓజోన్, నైట్రేట్ కణాలు, ఆమ్ల నిక్షేపణ ఏర్పడటానికి దోహదపడతాయి.
• కార్బన్ మోనాక్సైడ్: అసంపూర్ణ దహనం వల్ల ఉత్పత్తి అవుతుంది; కార్బాక్సీహీమోగ్లోబిన్‌ను ఏర్పరచి, రక్తం ఆక్సిజన్‌ను మోసుకెళ్లే సామర్థ్యాన్ని తగ్గిస్తుంది.
• బాష్పశీల కర్బన సమ్మేళనాలు, అమ్మోనియా, సీసం: VOCs కాంతిరసాయన చర్యల్లో పాల్గొంటాయి; ఎరువులు, పశువుల నుంచి విడుదలయ్యే అమ్మోనియా ద్వితీయ కణాల ఏర్పాటుకు తోడ్పడుతుంది; సీసం నాడీవ్యవస్థపై తీవ్ర విషప్రభావం చూపే పదార్థం.

2. వాతావరణ ప్రక్రియలు, రవాణా

కాలుష్యం గాలి వేగం, మిశ్రమణ ఎత్తు, వర్షపాతం, భూస్వరూపం, వాతావరణ స్థిరత్వంపై బలంగా ఆధారపడి ఉంటుంది. ఉష్ణోగ్రత విలోమనం సమయంలో భూఉపరితలానికి సమీపంలోని చల్లని గాలి పైన వెచ్చని గాలి ఉంటుంది. ఇది సంవహనాన్ని పరిమితం చేసి, కాలుష్యకారకాలను కిందనే బంధిస్తుంది. బలహీనమైన గాలులు, శీతాకాలంలో తక్కువ మందం గల సరిహద్దు పొర సింధు–గంగా మైదానంలో కాలుష్యం పేరుకుపోవడానికి అనుకూలిస్తాయి. అదేవిధంగా లోయలు కలుషిత గాలిని నిలిపి ఉంచగలవు. వర్షం అనేక కణాలను, నీటిలో కరిగే వాయువులను తొలగిస్తుంది; అయితే దీని ప్రభావశీలత కాలుష్యకారకాల లక్షణాలు, వర్షపాత తీవ్రతను బట్టి మారుతుంది.

సాంప్రదాయ సల్ఫర్‌యుక్త పొగమంచు పొగ, సల్ఫర్ డైఆక్సైడ్, మంచు, చల్లని తేమతో కూడిన పరిస్థితులతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది. 1952లో లండన్‌లో సంభవించిన ఘటన దీనికి ఉదాహరణ. సూర్యకాంతి నైట్రోజన్ ఆక్సైడ్లు, VOCs పాల్గొనే చర్యలను ప్రేరేపించినప్పుడు కాంతిరసాయన పొగమంచు ఏర్పడుతుంది. ఇందులో ఓజోన్, పెరాక్సీఅసిటైల్ నైట్రేట్, ఇతర ఆక్సీకరణ కారకాలు ఉంటాయి. ఓజోన్ వాహనాల ఎగ్జాస్ట్ నుంచి నేరుగా విడుదల కాదు; దీని సాంద్రతలు రద్దీ రహదారి పక్కన కాకుండా గాలి వీచే దిశలోని దూర ప్రాంతాల్లో గరిష్ఠ స్థాయికి చేరవచ్చు. దీని పూర్వగామి పదార్థాలను తగ్గించినప్పుడు ఓజోన్ స్థాయుల్లో కలిగే ప్రతిస్పందన రసాయనపరంగా సంక్లిష్టమైనది.

ఆమ్ల నిక్షేపణలో వర్షం, మంచు లేదా పొగమంచు ద్వారా జరిగే తడి నిక్షేపణ, ఆమ్ల వాయువులు, కణాల శుష్క నిక్షేపణ ఉంటాయి. సల్ఫర్ డైఆక్సైడ్, నైట్రోజన్ ఆక్సైడ్లు ముఖ్యమైన పూర్వగామి పదార్థాలు. ఇది జలవనరులను ఆమ్లీకరించగలదు, నేలలోని పోషకాలను క్షీణింపజేయగలదు, భవనాలను దెబ్బతీయగలదు. కాలుష్యం పరిపాలనా సరిహద్దులను కూడా దాటుతుంది. అందువల్ల, ఒకే విధమైన వాయు ప్రసరణ, కాలుష్య రవాణాను పంచుకునే ప్రాంతమైన వాయు పరివాహక ప్రాంతం (airshed), కేవలం పురపాలక సరిహద్దు కంటే మరింత ఉపయోగకరమైన నిర్వహణ యూనిట్‌గా ఉంటుంది.

• బ్లాక్ కార్బన్ అనేది అసంపూర్ణ దహనం వల్ల ఏర్పడే కణరూప పదార్థంలోని కాంతిని శోషించే భాగం. ఇది వాతావరణాన్ని వేడెక్కిస్తుంది; మంచు, హిమంపై నిక్షిప్తమైన తర్వాత అవి కరిగే వేగాన్ని పెంచగలదు.
• వాయు కాలుష్యం, వాతావరణ మార్పుల మధ్య పరస్పర సంబంధం ఉన్నప్పటికీ అవి ఒకటే కావు: కార్బన్ డైఆక్సైడ్ ప్రధానంగా హరితగృహ వాయువు; సల్ఫేట్ కణాలు ఆరోగ్యానికి హాని కలిగిస్తూనే సాధారణంగా శీతలీకరణ ప్రభావాన్ని చూపుతాయి.

3. ఆరోగ్యం, పర్యావరణ వ్యవస్థలు, గృహాల్లో కాలుష్యానికి గురికావడం

వాయు కాలుష్యం గుండెకు రక్తసరఫరా తగ్గడం వల్ల కలిగే ఇస్కీమిక్ గుండెజబ్బు, పక్షవాతం, దీర్ఘకాలిక అవరోధక ఊపిరితిత్తుల వ్యాధి, ఊపిరితిత్తుల క్యాన్సర్, శ్వాసకోశ సంక్రమణల ప్రమాదాలను పెంచుతుంది. పిల్లలు, వృద్ధులు, గర్భిణులు, ఆరుబయట పనిచేసేవారు, ఇప్పటికే అనారోగ్యంతో ఉన్నవారు ముఖ్యంగా అధిక ముప్పుకు గురవుతారు. కాలుష్యానికి గురయ్యే స్థాయి సమీప పర్యవేక్షణ కేంద్రం నమోదుల ద్వారానే కాకుండా, ఆరుబయట గడిపే సమయం, పని ప్రదేశ పరిస్థితులు, గృహ ఇంధనాలు, భవనాల్లో గాలి ప్రసరణ ద్వారా కూడా నిర్ణయించబడుతుంది. స్వల్పకాలిక కాలుష్య ఘటనలు తీవ్రమైన అనారోగ్యాన్ని ప్రేరేపించవచ్చు; నిరంతరం కాలుష్యానికి గురికావడం దీర్ఘకాలిక వ్యాధుల భారాన్ని గణనీయంగా పెంచుతుంది.

గాలి ప్రసరణ సరిగా లేని ప్రదేశాల్లో కట్టెలు, పేడ, పంట అవశేషాలు, బొగ్గు లేదా కిరోసిన్ దహనం చేయడం వల్ల సాధారణంగా గృహ వాయు కాలుష్యం ఏర్పడుతుంది. గృహ వాయు కాలుష్యాన్ని నివారించదగిన ప్రధాన ఆరోగ్య ప్రమాదంగా WHO గుర్తించింది. 2016లో ప్రారంభించిన ప్రధాన మంత్రి ఉజ్జ్వల యోజన LPG అందుబాటును విస్తరిస్తుంది; అయితే ఆరోగ్య ప్రయోజనాలు నిలకడగా ఉండాలంటే భరించగల ధరలకు రీఫిల్లులు, నిరంతర శుద్ధ ఇంధన వినియోగం అవసరం. కుటుంబాలు LPGతోపాటు జీవద్రవ్య ఇంధనాలను కూడా ఉపయోగించడం కొనసాగించే బహుళ ఇంధన వినియోగం (fuel stacking), కాలుష్యానికి గురికావడంలో సాధ్యమయ్యే తగ్గుదలను పరిమితం చేయవచ్చు.

భూఉపరితల స్థాయి ఓజోన్ ఆకుల కణజాలాన్ని దెబ్బతీస్తుంది, కిరణజన్య సంయోగక్రియను ఆటంకపరుస్తుంది, పంట ఉత్పాదకతను తగ్గిస్తుంది. నైట్రోజన్ నిక్షేపణ మొదట్లో పర్యావరణ వ్యవస్థలకు పోషకాలను అందించవచ్చు; అయితే పోషక అసమతుల్యత, సుపోషణకు కూడా కారణమవుతుంది. కణాలు దృశ్యమానతను తగ్గిస్తాయి; ఆమ్ల నిక్షేపణ, మసి సాంస్కృతిక వారసత్వాన్ని దెబ్బతీస్తాయి. అందువల్ల కాలుష్య నియంత్రణ ప్రజారోగ్యం, వ్యవసాయ ఉత్పాదకత, జీవవైవిధ్య పరిరక్షణ, స్మారక కట్టడాల రక్షణకు తోడ్పడుతుంది.

4. పర్యవేక్షణ, ప్రమాణాలు, విశ్లేషణ

కేంద్ర కాలుష్య నియంత్రణ మండలి, రాష్ట్ర కాలుష్య నియంత్రణ మండళ్లు, కాలుష్య నియంత్రణ కమిటీలతో కలిసి వాయు నాణ్యత పర్యవేక్షణను సమన్వయం చేస్తుంది. మానవీయ పర్యవేక్షణ కేంద్రాలు, నిరంతర పరిసర వాయు నాణ్యత పర్యవేక్షణ కేంద్రాలు పరస్పర పూరక సమాచారాన్ని అందిస్తాయి. 2009 జాతీయ పరిసర వాయు నాణ్యత ప్రమాణాలు పన్నెండు కాలుష్యకారకాలను నిర్దేశిస్తాయి: PM10, PM2.5, సల్ఫర్ డైఆక్సైడ్, నైట్రోజన్ డైఆక్సైడ్, ఓజోన్, కార్బన్ మోనాక్సైడ్, సీసం, అమ్మోనియా, బెంజీన్, బెంజో(a)పైరీన్, ఆర్సెనిక్, నికెల్. సగటు గణన కాలవ్యవధులు వేర్వేరుగా ఉంటాయి కాబట్టి వార్షిక, స్వల్పకాలిక పరిమితులను ఒకదాని స్థానంలో మరొకటి ఉపయోగించకూడదు.

జాతీయ వాయు నాణ్యత సూచిక సాంద్రతలను ఆరు వర్గాలుగా వ్యక్తీకరిస్తుంది: మంచి, సంతృప్తికరమైన, మోస్తరుగా కలుషితమైన, అధ్వానమైన, అత్యంత అధ్వానమైన, తీవ్రమైన. ఇది ఎనిమిది కాలుష్యకారకాలను ఉపయోగిస్తుంది: PM10, PM2.5, నైట్రోజన్ డైఆక్సైడ్, సల్ఫర్ డైఆక్సైడ్, కార్బన్ మోనాక్సైడ్, ఓజోన్, అమ్మోనియా, సీసం. నిర్దేశిత సమాచారం లభ్యత నియమాల ప్రకారం అందుబాటులో ఉన్న కాలుష్యకారక ఉపసూచికల్లో అత్యధిక విలువ మొత్తం AQIని నిర్ణయిస్తుంది; ఇది సాధారణ సగటు కాదు. AQI ఆరోగ్య ప్రమాదాన్ని తెలియజేస్తుంది, కానీ దానికి దోహదపడుతున్న మూలాలను గుర్తించదు.

WHO 2021 మార్గదర్శకం ప్రకారం వార్షిక PM2.5 పరిమితి ఘనపు మీటరుకు 5 మైక్రోగ్రాములు; భారత వార్షిక ప్రమాణం 40. విలువలను పోల్చేటప్పుడు కాలుష్యకారకం, ప్రమాణం, సగటు గణన కాలవ్యవధి ఒకేలా ఉండాలి. ఉద్గారాల జాబితాలు మూలాలవారీగా విడుదలలను అంచనా వేస్తాయి; మూలాలవారీ వాటా నిర్ధారణ అధ్యయనాలు పరిసర కాలుష్యానికి ఆయా మూలాల వాటాలను అంచనా వేస్తాయి; ఉపగ్రహ పరిశీలనలు విస్తృత ప్రాదేశిక సమాచారాన్ని అందిస్తాయి, కానీ భూఉపరితల స్థాయిలో కాలుష్యానికి గురికావడాన్ని కొలిచే కొలతలకు నేరుగా ప్రత్యామ్నాయం కావు.

5. భారతదేశంలో పాలన, నివారణ

వాయు (కాలుష్య నివారణ, నియంత్రణ) చట్టం, 1981 వాయు కాలుష్య నివారణ, నియంత్రణకు ప్రధాన చట్టబద్ధ వ్యవస్థను అందిస్తుంది. కాలుష్య నియంత్రణ మండళ్లు సమ్మతి అవసరాలు, ఉద్గార ప్రమాణాలు, అమలు చర్యలను నిర్వహిస్తాయి. పర్యావరణ (పరిరక్షణ) చట్టం, 1986 పర్యావరణ నియంత్రణకు అదనపు అధికారాలను అందిస్తుంది. వాయు నాణ్యత నిర్వహణ కమిషన్ చట్టం, 2021 జాతీయ రాజధాని ప్రాంతం, NCR వాయు నాణ్యతతో సంబంధం ఉన్న పరిసర ప్రాంతాల కోసం ఒక ప్రాంతీయ సంస్థను ఏర్పాటు చేసింది.

2019లో ప్రారంభించిన జాతీయ స్వచ్ఛ వాయు కార్యక్రమం నగర కార్యాచరణ ప్రణాళికలకు, పర్యవేక్షణకు మద్దతునిస్తుంది. దీని సవరించిన లక్ష్యం 2017 ప్రాతిపదికతో పోలిస్తే 2025–26 నాటికి కణరూప కాలుష్యాన్ని 40% వరకు తగ్గించడం లేదా జాతీయ ప్రమాణాలను సాధించడం. భారత్ స్టేజ్ VI వాహన ఉద్గార నిబంధనలు ఏప్రిల్ 2020లో దేశవ్యాప్తంగా అమల్లోకి వచ్చాయి. ఢిల్లీ-NCR శ్రేణీకృత ప్రతిస్పందన కార్యాచరణ ప్రణాళిక వాయు నాణ్యత తీవ్రత, ముందస్తు అంచనాల ప్రకారం దశలవారీగా కఠినతరం చేసే చర్యలను ఉపయోగిస్తుంది.

శాశ్వత మెరుగుదలకు శుద్ధ ఇంధనాలు, విశ్వసనీయ ప్రజా రవాణా, పారిశ్రామిక ఉద్గార నియంత్రణ, ధూళి నిర్వహణ, పంట అవశేషాల దహనానికి ప్రత్యామ్నాయాలు, బహిరంగ వ్యర్థ దహన నివారణ అవసరం. విద్యుత్‌స్థితిక అవక్షేపకాలు, సంచి వడపోతలు కణాలను పట్టుకుంటాయి; పొగ వాయువుల డీసల్ఫరైజేషన్ సల్ఫర్ డైఆక్సైడ్‌ను నియంత్రిస్తుంది; ఎంపికాత్మక ఉత్ప్రేరక క్షయకరణ నైట్రోజన్ ఆక్సైడ్లను నియంత్రిస్తుంది. ఎత్తైన పొగగొట్టాలు కాలుష్యాన్ని తొలగించడం కంటే ప్రధానంగా వ్యాపింపజేస్తాయి. అత్యవసర ఆంక్షలు ఏడాది పొడవునా ప్రాంతీయ ఉద్గారాల తగ్గింపునకు అనుబంధంగా ఉండాలి, వాటికి ప్రత్యామ్నాయంగా కాదు.

సాధన ప్రశ్నలు