“दुनिया ने बुद्धि के बिना चमक हासिल कर ली है, अंतःकरण के बिना शक्ति। हमारी दुनिया परमाणु दानवों और नैतिक शिशुओं की है।”

आपने अपनी पिछली कक्षाओं में पर्यावरण के बारे में पहले ही पढ़ा है। पर्यावरणीय अध्ययन हमारे चारों ओर के सामाजिक, आर्थिक, जैविक, भौतिक और रासायनिक पारस्परिक संबंधों के योग से संबंधित होते हैं। इस इकाई में ध्यान पर्यावरणीय रसायन विज्ञान पर होगा। पर्यावरणीय रसायन विज्ञान पर्यावरण में रासायनिक प्रजातियों की उत्पत्ति, परिवहन, अभिक्रियाओं, प्रभावों और भाग्य के अध्ययन से संबंधित है। आइए पर्यावरणीय रसायन विज्ञान के कुछ महत्वपूर्ण पहलुओं पर चर्चा करें।

14.1 पर्यावरणीय प्रदूषण

पर्यावरण प्रदूषण हमारे आस-पास के वातावरण में होने वाले अवांछित परिवर्तनों का प्रभाव है जिससे पौधों, जानवरों और मनुष्यों पर हानिकारक प्रभाव पड़ते हैं। वह पदार्थ जो प्रदूषण का कारण बनता है, उसे प्रदूषक कहा जाता है। प्रदूषक ठोस, द्रव या गैसीय पदार्थ हो सकते हैं जो प्राकृतिक बहुलता की तुलना में अधिक सांद्रता में उपस्थित होते हैं और मानवीय गतिविधियों या प्राकृतिक घटनाओं के कारण उत्पन्न होते हैं। क्या आप जानते हैं, एक औसत मनुष्य को भोजन की तुलना में लगभग 12-15 गुना अधिक वायु की आवश्यकता होती है। इसलिए, वायु में मौजूद प्रदूषकों की छोटी मात्रा भी भोजन में समान स्तर की तुलना में महत्वपूर्ण हो जाती है। प्रदूषक निम्नीय हो सकते हैं, जैसे फेंके गए सब्जियां जो प्राकृतिक प्रक्रियाओं द्वारा शीघ्र टूट जाती हैं। दूसरी ओर, वे प्रदूषक जो धीमी गति से निम्नीय होते हैं, दशकों तक वातावरण में अपरिवर्तित रूप में बने रहते हैं। उदाहरण के लिए, डाइक्लोरोडाइफेनिलट्राइक्लोरोएथेन (DDT), प्लास्टिक सामग्री, भारी धातुएं, कई रसायन, परमाणु अपशिष्ट आदि, एक बार वातावरण में छोड़े जाने पर हटाना कठिन होता है। ये प्रदूषक प्राकृतिक प्रक्रियाओं द्वारा निम्नीय नहीं होते और जीवित जीवों के लिए हानिकारक होते हैं। पर्यावरण प्रदूषण की प्रक्रिया में, प्रदूषक किसी स्रोत से उत्पन्न होते हैं और वायु या जल द्वारा परिवहित होते हैं या मनुष्यों द्वारा मिट्टी में डाले जाते हैं।

14.2 वायुमंडलीय प्रदूषण

पृथ्वी को घेरने वाला वातावरण सभी ऊँचाइयों पर समान मोटाई का नहीं होता। वायु की संकेंद्रित परतें या क्षेत्र होते हैं और प्रत्येक परत की घनता भिन्न होती है। वायुमंडल का सबसे निचला क्षेत्र जिसमें मनुष्यों के साथ अन्य जीवजंतु रहते हैं, उसे क्षोभमंडल कहा जाता है। यह समुद्र तल से $\sim 10 \mathrm{~km}$ की ऊँचाई तक फैला होता है। क्षोभमंडल के ऊपर, समुद्र तल से 10 से $50 \mathrm{~km}$ की ऊँचाई के बीच स्ट्रैटोस्फियर स्थित है। क्षोभमंडल एक अस्थिर, धूलयुक्त क्षेत्र है जिसमें वायु, बहुत अधिक जलवाष्प और बादल होते हैं। यह प्रबल वायु गति और बादल निर्माण का क्षेत्र है। दूसरी ओर, स्ट्रैटोस्फियर में डाइनाइट्रोजन, डाइऑक्सीजन, ओज़ोन और थोड़ी मात्रा में जलवाष्प होता है।

वायुमंडलीय प्रदूषण को आमतौर पर क्षोभमंडलीय और स्ट्रैटोस्फेरिक प्रदूषण के रूप में अध्ययन किया जाता है। स्ट्रैटोस्फियर में ओज़ोन की उपस्थिति सूर्य की हानिकारक पराबैंगनी (UV) किरणों का लगभग 99.5 प्रतिशत भाग पृथ्वी की सतह तक पहुँचने से रोकती है और इस प्रकार मनुष्यों और अन्य जानवरों को इसके प्रभाव से बचाती है।

14.2.1 क्षोभमंडलीय प्रदूषण

क्षोभमंडलीय प्रदूषण वायु में अवांछनीय ठोस या गैसीय कणों की उपस्थिति के कारण होता है। निम्नलिखित क्षोभमंडल में उपस्थित प्रमुख गैसीय और कण प्रदूषक हैं:

1. गैसीय वायु प्रदूषक: ये सल्फर, नाइट्रोजन और कार्बन के ऑक्साइड, हाइड्रोजन सल्फाइड, हाइड्रोकार्बन, ओज़ोन और अन्य ऑक्सीडेंट होते हैं।

2. कण प्रदूषक: ये धूल, धुंध, धुआँ, धूम्रपान, स्मॉग आदि होते हैं।

1. गैसीय वायु प्रदूषक

(क) सल्फर के ऑक्साइड: जब सल्फर युक्त जीवाश्म ईंधन जलाया जाता है तो सल्फर के ऑक्साइड बनते हैं। सबसे सामान्य प्रजाति, सल्फर डाइऑक्साइड, एक गैस है जो जानवरों और पौधों दोनों के लिए विषैली है। यह रिपोर्ट किया गया है कि सल्फर डाइऑक्साइड की यहाँ तक कि कम सांद्रता भी मनुष्यों में श्वसन रोगों जैसे अस्थमा, ब्रॉन्काइटिस, एम्फीसीमा का कारण बनती है। सल्फर डाइऑक्साइड आँखों में जलन पैदा करता है, जिससे आँसू और लालिमा होती है। $\mathrm{SO_2}$ की उच्च सांद्रता फूलों की कलियों में कठोरता लाती है जो अंततः पौधों से गिर जाती हैं। सल्फर डाइऑक्साइड का अबिलंबित ऑक्सीकरण धीमा होता है। हालांकि, प्रदूषित वायु में उपस्थ्व कणिकीय पदार्थ सल्फर डाइऑक्साइड के ऑक्सीकरण को सल्फर ट्राइऑक्साइड में उत्प्रेरित करता है।

$$ 2 \mathrm{SO_2}(\mathrm{~g})+\mathrm{O}_2(\mathrm{~g}) \rightarrow 2 \mathrm{SO}_3(\mathrm{~g}) $$

यह अभिक्रिया ओजोन और हाइड्रोजन पेरॉक्साइड द्वारा भी संवर्धित हो सकती है।

$$ \begin{aligned} & \mathrm{SO}_2(\mathrm{~g})+\mathrm{O}_3(\mathrm{~g}) \rightarrow \mathrm{SO}_3(\mathrm{~g})+\mathrm{O}_2(\mathrm{~g}) \ & \mathrm{SO}_2(\mathrm{~g})+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}_2(\mathrm{l}) \rightarrow \mathrm{H}_2 \mathrm{SO}_4(\mathrm{aq}) \end{aligned} $$

(b) नाइट्रोजन के ऑक्साइड: डाइनाइट्रोजन और डाइऑक्सीजन वायु के मुख्य घटक हैं। ये गैसें सामान्य तापमान पर एक-दूसरे से अभिक्रिया नहीं करती हैं। उच्च ऊँचाई पर जब बिजली चमकती है, तो वे मिलकर नाइट्रोजन के ऑक्साइड बनाते हैं। $\mathrm{NO}_2$ को नाइट्रेट आयन $\mathrm{NO}_3^{-}$ में ऑक्सीकृत किया जाता है, जो मिट्टी में धुल जाता है, जहाँ यह उर्वरक के रूप में कार्य करता है। एक ऑटोमोबाइल इंजन में (उच्च तापमान पर) जब जीवाश्म ईंधन जलाया जाता है, तो डाइनाइट्रोजन और डाइऑक्सीजन मिलकर महत्वपूर्ण मात्रा में नाइट्रिक ऑक्साइड (NO) और नाइट्रोजन डाइऑक्साइड $\left(\mathrm{NO}_2\right)$ उत्पन्न करते हैं जैसा कि नीचे दिया गया है:

$\mathrm{N}_2(\mathrm{~g})+\mathrm{O}_2(\mathrm{~g}) \xrightarrow{1483 \mathrm{~K}} 2 \mathrm{NO}(\mathrm{g})$

$\mathrm{NO}$ ऑक्सीजन के साथ तुरंत अभिक्रिया करके $\mathrm{NO}_2$ देता है

$2 \mathrm{NO}(\mathrm{g})+\mathrm{O}_2(\mathrm{~g}) \rightarrow 2 \mathrm{NO}_2(\mathrm{~g})$

$\mathrm{NO_2}$ के उत्पादन की दर तेज होती है जब नाइट्रिक ऑक्साइड समतापमंडल में ओजोन के साथ अभिक्रिया करता है।

$\mathrm{NO}(\mathrm{g})+\mathrm{O}_3(\mathrm{~g}) \rightarrow \mathrm{NO}_2(\mathrm{~g})+\mathrm{O}_2(\mathrm{~g})$

ट्रैफिक और भीड़भाड़ वाले स्थानों पर उत्तेजक लाल धुंध नाइट्रोजन के ऑक्साइड के कारण होता है। $\mathrm{NO_2}$ की उच्च सांद्रता पौधों की पत्तियों को नुकसान पहुँचाती है और प्रकाशसंश्लेषण की दर को धीमा कर देती है। नाइट्रोजन डाइऑक्सide एक फेफड़े का उत्तेजक है जो बच्चों में तीव्र श्वसन रोग का कारण बन सकता है। यह जीवित ऊतकों के लिए भी विषैला है। नाइट्रोजन डाइऑक्सide विभिन्न वस्त्र रेशों और धातुओं के लिए भी हानिकारक है।

(c) हाइड्रोकार्बन: हाइड्रोकार्बन केवल हाइड्रोजन और कार्बन से बने होते हैं और ये ऑटोमोबाइलों में प्रयोग होने वाले ईंधन के अपूर्ण दहन से बनते हैं। हाइड्रोकार्बन कैंसरकारी होते हैं, अर्थात् ये कैंसर का कारण बनते हैं। ये पौधों को बुढ़ापा, ऊतकों का टूटना और पत्तियों, फूलों और टहनियों का झड़ना आदि समस्याओं से हानि पहुँचाते हैं।

(d) कार्बन के ऑक्साइड

(i) कार्बन मोनोऑक्साइड: कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) सबसे गंभीर वायु प्रदूषकों में से एक है। यह एक रंगहीन और गंधहीन गैस है, जो जीवित प्राणियों के लिए अत्यधिक विषैली है क्योंकि यह ऑक्सीजन को अंगों और ऊतकों तक पहुँचने से रोकने की क्षमता रखती है। यह कार्बन के अधूरे दहन के परिणामस्वरूप उत्पन्न होती है। कार्बन मोनोऑक्साइड मुख्यतः वाहनों के निकास से वायु में छोड़ी जाती है। अन्य स्रोत, जो $\mathrm{CO}$ उत्पन्न करते हैं, उनमें कोयले, लकड़ी, पेट्रोल आदि के अधूरे दहन शामिल हैं। वाहनों की संख्या वर्षों से दुनिया भर में बढ़ रही है। कई वाहन खराब रखरखाव वाले होते हैं और कई में पर्याप्त प्रदूषण नियंत्रण उपकरण नहीं होते, जिससे बड़ी मात्रा में कार्बन मोनोऑक्साइड और अन्य प्रदूषणकारी गैसें निकलती हैं। क्या आप जानते हैं कि कार्बन मोनोऑक्साइड विषैली क्यों होती है? यह हीमोग्लोबिन से जुड़कर कार्बोक्सीहीमोग्लोबिन बनाती है, जो ऑक्सीजन-हीमोग्लोबिन संकुल की तुलना में लगभग 300 गुना अधिक स्थिर होता है। रक्त में जब कार्बोक्सीहीमोग्लोबिन की सांद्रता लगभग 3-4 प्रतिशत तक पहुँच जाती है, तो रक्त की ऑक्सीजन वहन क्षमता काफी कम हो जाती है। इस ऑक्सीजन की कमी के कारण सिरदर्द, कमजोर दृष्टि, घबराहट और हृदय संबंधी विकार होते हैं। यही कारण है कि लोगों को धूम्रपान न करने की सलाह दी जाती है। गर्भवती महिलाओं में जिन्हें धूम्रपान की आदत होती है, उनके रक्त में बढ़ा हुआ $\mathrm{CO}$ स्तर समय से पहले जन्म, स्वाभाविक गर्भपात और विकृत शिशुओं का कारण बन सकता है।

(ii) कार्बन डाइऑक्साइड: कार्बन डाइऑक्साइड $\left(\mathrm{CO}_2\right)$ वातावरण में श्वसन, ऊर्जा के लिए जीवाश्म ईंधनों के जलने और सीमेंट बनाने के दौरान चूने के पत्थर के अपघटन द्वारा मुक्त होती है। यह ज्वालामुखी विस्फोटों के दौरान भी उत्सर्जित होती है। कार्बन डाइऑक्साइड गैस केवल क्षोभमंडल तक सीमित रहती है। सामान्यतः यह वातावरण के आयतन का लगभग 0.03 प्रतिशत बनाती है। जीवाश्म ईंधनों के बढ़ते उपयोग के साथ, बड़ी मात्रा में कार्बन डाइऑक्साइड वातावरण में मुक्त होती है। हवा में $\mathrm{CO}_2$ की अधिकता हरी पौधों द्वारा हटा दी जाती है और यह वातावरण में $\mathrm{CO}_2$ की उपयुक्त स्तर बनाए रखता है। हरी पौधों को प्रकाश संश्लेषण के लिए $\mathrm{CO}_2$ की आवश्यकता होती है और वे बदले में ऑक्सीजन उत्सर्जित करते हैं, इस प्रकार सूक्ष्म संतुलन बनाए रखते हैं। जैसा आप जानते हैं, वनों की कटाई और जीवाश्म ईंधनों के जलने से $\mathrm{CO}_2$ का स्तर बढ़ता है और वातावरण में संतुलन बिगड़ता है। हवा में $\mathrm{CO}_2$ की बढ़ी हुई मात्रा मुख्य रूप से वैश्विक तापन के लिए उत्तरदायी है।

वैश्विक तापन और ग्रीनहाउस प्रभाव

पृथ्वी तक पहुंचने वाली सौर ऊर्जा का लगभग $75 \%$ पृथ्वी की सतह द्वारा अवशोषित किया जाता है, जिससे इसका तापमान बढ़ता है। शेष ऊष्मा वापस वातावरण में विकिरित होती है। कुछ ऊष्मा वातावरण में उपस्थित कार्बन डाइऑक्साइड, मीथेन, ओजोन, क्लोरोफ्लोरोकार्बन यौगिकों (CFCs) और जल वाष्प जैसी गैसों द्वारा फंस जाती है। इस प्रकार, वे वातावरण के तापन में वृद्धि करती हैं। इससे वैश्विक तापन होता है।

हम सभी जानते हैं कि ठंडे स्थानों पर फूल, सब्जियाँ और फल काँच से ढके हुए क्षेत्रों में उगाए जाते हैं जिन्हें ग्रीनहाउस कहा जाता है। क्या आप जानते हैं कि हम मनुष्य भी एक ग्रीनहाउस में रहते हैं? बेशक, हमें काँच से नहीं घेरा गया है लेकिन वायु की एक परत जिसे वायुमंडल कहा जाता है, ने सदियों से पृथ्वी पर तापमान को स्थिर रखा है। लेकिन अब यह धीरे-धीरे बदल रहा है। जैसे ग्रीनहाउस में काँच सूरज की गर्मी को अंदर रखता है, वैसे ही वायुमंडल सूर्य की गर्मी को पृथ्वी की सतह के पास फँसाकर रखता है और इसे गर्म बनाए रखता है। इसे प्राकृतिक ग्रीनहाउस प्रभाव कहा जाता है क्योंकि यह तापमान बनाए रखता है और पृथ्वी को जीवन के लिए उपयुक्त बनाता है। एक ग्रीनहाउस में, सौर विकिरण पारदर्शी काँच से होकर गुजरता है और मिट्टी और पौधों को गर्म करता है। गर्म मिट्टी और पौधे इन्फ्रारेड विकिरण उत्सर्जित करते हैं। चूँकि काँच इन्फ्रारेड विकिरणों (तापीय क्षेत्र) के लिए अपारदर्शी होता है, यह इन विकिरणों को आंशिक रूप से परावर्तित करता है और आंशिक रूप से अवशोषित करता है। यह तंत्र ग्रीनहाउस में सूर्य की ऊर्जा को फँसाए रखता है। इसी तरह, कार्बन डाइऑक्साइड अणु भी गर्मी को फँसाते हैं क्योंकि वे सूर्य की रोशनी के लिए पारदर्शी होते हैं लेकिन ताप विकिरणों के लिए नहीं। यदि कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा 0.03 प्रतिशत की नाजुक अनुपात को पार कर जाती है, तो प्राकृतिक ग्रीनहाउस संतुलन बिगड़ सकता है। कार्बन डाइऑक्साइड ग्लोबल वार्मिंग का प्रमुख योगदानकर्ता है।

कार्बन डाइऑक्साइड के अलावा, अन्य ग्रीनहाउस गैसें मीथेन, जल वाष्प, नाइट्रस ऑक्साइड, CFCs और ओज़ोन हैं। मीथेन स्वाभाविक रूप से उत्पन्न होता है जब वनस्पति ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में जलती है, पचती है या सड़ती है। धान के खेतों, कोयले की खानों, सड़ते कूड़े-कर्कट के ढेरों और जीवाश्म ईंधनों से भारी मात्रा में मीथेन निकलता है। क्लोरोफ्लोरोकार्बन (CFCs) मानव-निर्मित औद्योगिक रसायन हैं जिनका उपयोग एयर कंडीशनिंग आदि में होता है। CFCs ओज़ोन परत को भी नुकसान पहुँचा रहे हैं (अनुभाग 14.2.2)। नाइट्रस ऑक्साइड प्राकृतिक रूप से वातावरण में पाया जाता है। पिछले वर्षों में, रासायनिक उर्वरकों के उपयोग और जीवाश्म ईंधनों के जलने से इनकी मात्रा में उल्लेखनीय वृद्धि हुई है। यदि ये प्रवृत्तियाँ जारी रहीं, तो औसत वैश्विक तापमान एक ऐसे स्तर तक बढ़ जाएगा जिससे ध्रुवीय बर्फ की चादरें पिघल सकती हैं और पूरी पृथ्वी पर निचले इलाकों में बाढ़ आ सकती है। वैश्विक तापमान में वृद्धि से डेंगू, मलेरिया, पीला बुखार, स्लीपिंग सिकनेस आदि संक्रामक रोगों की घटना बढ़ती है।

सोचिए

वैश्विक तापमान वृद्धि की दर को कम करने के लिए हम क्या कर सकते हैं?

यदि जीवाश्म ईंधनों का जलना, जंगलों और पेड़ों की कटाई वायुमंडल में ग्रीनहाउस गैसों को बढ़ाते हैं, तो हमें इनका उपयोग कुशलता और विवेकपूर्ण तरीके से करने के उपाय खोजने होंगे। ग्लोबल वार्मिंग को कम करने के लिए हम जो सरल कार्य कर सकते हैं, उनमें से एक है ऑटोमोबाइल्स के उपयोग को न्यूनतम करना। परिस्थिति के अनुसार, कोई साइकिल, सार्वजनिक परिवहन प्रणाली का उपयोग कर सकता है, या कारपूल का विकल्प चुन सकता है। हमें हरियाली को बढ़ाने के लिए अधिक पेड़ लगाने चाहिए। सूखे पत्तों, लकड़ी आदि को जलाने से बचना चाहिए। सार्वजनिक स्थानों और कार्यस्थलों पर धूम्रपान करना अवैध है, क्योंकि यह केवल धूम्रपान करने वाले के लिए ही नहीं बल्कि अन्य लोगों के लिए भी हानिकारक है, और इसलिए हमें इससे बचना चाहिए। बहुत से लोग ग्रीनहाउस प्रभाव और ग्लोबल वार्मिंग को नहीं समझते। हम उनकी मदद उस जानकारी को साझा करके कर सकते हैं जो हमारे पास है।

अम्लीय वर्षा

हम जानते हैं कि सामान्यतः वर्षा जल का $\mathrm{pH}$ 5.6 होता है, क्योंकि वर्षा जल वायुमंडल में उपस्थित कार्बन डाइऑक्साइड के साथ अभिक्रिया करके बने $\mathrm{H}^{+}$ आयनों की उपस्थिति के कारण ऐसा होता है।

$$ \begin{aligned} & \mathrm{H_2} \mathrm{O}(\mathrm{l})+\mathrm{CO_2}(\mathrm{~g}) \rightleftharpoons \mathrm{H_2} \mathrm{CO_3}(\mathrm{aq}) \ & \mathrm{H_2} \mathrm{CO_3}(\mathrm{aq}) \rightleftharpoons \mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq})+\mathrm{HCO_3}^{-}(\mathrm{aq}) \end{aligned} $$

जब वर्षा जल का $\mathrm{pH}$ 5.6 से नीचे गिर जाता है, तो इसे अम्लीय वर्षा कहा जाता है।

अम्लीय वर्षा उन तरीकों को दर्शाती है जिनसे वायुमंडल से उत्पन्न अम्ल पृथ्वी की सतह पर जमा होता है। नाइट्रोजन और सल्फर के ऑक्साइड, जो प्रकृति में अम्लीय होते हैं, हवा द्वारा वायुमंडल में ठोस कणों के साथ उड़ाए जा सकते हैं और अंततः या तो जमीन पर सूखे अवक्षेप के रूप में या पानी, कोहरे और बर्फ में गीले अवक्षेप के रूप में बस जाते हैं। (चित्र 14.1)

अम्लीय वर्षा मानव गतिविधियों के विभिन्न रूपों का एक उप-उत्पाद है जो वायुमंडल में सल्फर और नाइट्रोजन के ऑक्साइड उत्सर्जित करती हैं। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, जीवाश्म ईंधनों (जिनमें सल्फर और नाइट्रोजनयुक्त पदार्थ होते हैं) जैसे कोयला और तेल को बिजली स्टेशनों और भट्टियों में या पेट्रोल और डीजल को मोटर इंजनों में जलाने से सल्फर डाइऑक्साइड और नाइट्रोजन ऑक्साइड उत्पन्न होते हैं। $\mathrm{SO_2}$ और $\mathrm{NO_2}$ ऑक्सीकरण और पानी के साथ अभिक्रिया के बाद अम्लीय वर्षा के प्रमुख योगदानकर्ता होते हैं, क्योंकि प्रदूषित वायु में आमतौर पर ऐसे कणीय पदार्थ होते हैं जो ऑक्सीकरण को उत्प्रेरित करते हैं।

$$ \begin{aligned} & 2 \mathrm{SO_2}(\mathrm{~g})+\mathrm{O_2}(\mathrm{~g})+2 \mathrm{H_2} \mathrm{O}(\mathrm{l}) \rightarrow 2 \mathrm{H_2} \mathrm{SO_4} \text { (aq) } \\ & 4 \mathrm{NO_2}(\mathrm{~g})+\mathrm{O_2}(\mathrm{~g})+2 \mathrm{H_2} \mathrm{O}(\mathrm{l}) \rightarrow 4 \mathrm{HNO_3} \text { (aq) } \end{aligned} $$

अमोनियम लवण भी बनते हैं और इन्हें वायुमंडलीय धुंध (ठीक कणों का एरोसॉल) के रूप में देखा जा सकता है। ऑक्साइड या अमोनियम लवण के एरोसॉल कण वर्षा की बूंदों में मिलकर गीले निक्षेपण (wet-deposition) का कारण बनते हैं। $\mathrm{SO_2}$ ठोस और द्रव भूमि सतहों पर सीधे अवशोषित भी होता है और इस प्रकार शुष्क निक्षेपण (dry-deposition) के रूप में जमा होता है।

अम्लीय वर्षा कृषि, वृक्षों और पौधों के लिए हानिकारक है क्योंकि यह उनकी वृद्धि के लिए आवश्यक पोषक तत्वों को घोलकर बहा ले जाती है। यह मनुष्यों और जानवरों में श्वसन संबंधी रोगों का कारण बनती है। जब अम्लीय वर्षा गिरती है और भूजल के रूप में बहकर नदियों, झीलों आदि तक पहुँचती है, तो यह जलीय पारिस्थितिक तंत्र में पौधों और जीव-जंतुओं के जीवन को प्रभावित करती है। यह जल पाइपों को संक्षारित करती है, जिससे भारी धातुएँ जैसे लोहा, सीसा और ताँबा पीने के पानी में घुल जाते हैं। अम्लीय वर्षा पत्थर या धातु से बनी इमारतों और अन्य संरचनाओं को नुकसान पहुँचाती है। भारत में ताजमहल भी अम्लीय वर्षा से प्रभावित हुआ है।

गतिविधि I

आप आस-पास के स्थानों से जल के नमूने एकत्र कर सकते हैं और उनके $\mathrm{pH}$ मान दर्ज कर सकते हैं। अपने परिणामों पर कक्षा में चर्चा करें। आइए चर्चा करें कि हम अम्लीय वर्षा के निर्माण को कम करने में कैसे मदद कर सकते हैं।

यह वायुमंडल में सल्फर डाइऑक्साइड और नाइट्रोजन डाइऑक्साइड के उत्सर्जन को कम करके किया जा सकता है। हमें जीवाश्म ईंधन से चलने वाले वाहनों का कम उपयोग करना चाहिए; बिजली संयंत्रों और उद्योगों के लिए कम सल्फर सामग्री वाले जीवाश्म ईंधनों का उपयोग करना चाहिए। हमें प्राकृतिक गैस का उपयोग करना चाहिए जो कोल से बेहतर ईंधन है या कम सल्फर सामग्री वाले कोल का उपयोग करना चाहिए। कारों में वायुमंडल पर निकास धुएं के प्रभाव को कम करने के लिए उत्प्रेरक परिवर्तक (कैटलिटिक कनवर्टर) का उपयोग किया जाना चाहिए। कनवर्टर का मुख्य घटक एक सिरेमिक हनीकॉम है जो कीमती धातुओं - Pd, Pt और $\mathrm{Rh}$ से लेपित होता है। जब जलने वाले ईंधन, $\mathrm{CO}$ और $\mathrm{NO}_{\mathrm{x}}$ से भरी निकास गैसें $573 \mathrm{~K}$ पर कनवर्टर से गुजरती हैं, तो वे $\mathrm{CO}_2$ और $\mathrm{N_2}$ में बदल जाती हैं। हम मिट्टी की अम्लता को भी कम कर सकते हैं, मिट्टी की अम्लता को उदासीन बनाने के लिए पिसा हुआ चूना पत्थर डालकर। बहुत से लोग अम्ल वर्षा और इसके हानिकारक प्रभावों के बारे में नहीं जानते। हम इस जानकारी को आगे बढ़ाकर उन्हें जागरूक कर सकते हैं और प्रकृति को बचा सकते हैं।

ताज महल और अम्ल वर्षा

आगरा शहर के आसपास का वायुमंडल, जहाँ ताजमहल स्थित है, में सल्फर और नाइट्रोजन ऑक्साइड्स की काफी अधिक मात्रा पाई जाती है। यह मुख्यतः इस क्षेत्र के आसपास मौजूद बड़ी संख्या में उद्योगों और बिजली संयंत्रों के कारण है। घरेलू उपयोग के लिए निम्न गुणवत्ता वाले कोयले, मिट्टी के तेल और लकड़ी के ईंधन के रूप में उपयोग इस समस्या को और बढ़ाते हैं। परिणामस्वरूप होने वाली अम्लीय वर्षा ताजमहल के संगमरमर, $\mathrm{CaCO_3}$ के साथ अभिक्रिया करती है $\left(\mathrm{CaCO_3}+\mathrm{H_2} \mathrm{SO_4} \rightarrow \mathrm{CaSO_4}+\mathrm{H_2} \mathrm{O}+\mathrm{CO_2}\right)$, जिससे इस अद्भुत स्मारक को नुकसान पहुँचता है जो दुनियाभर के लोगों को आकर्षित करता है। परिणामस्वरूप, स्मारक धीरे-धीरे विकृत हो रहा है और संगमरमर रंगहीन और बेदमक होता जा रहा है। भारत सरकार ने 1995 की शुरुआत में इस ऐतिहासिक स्मारक के विकृत होने को रोकने के लिए एक कार्य योजना की घोषणा की। मथुरा रिफाइनरी ने विषैली गैसों के उत्सर्जन को रोकने के लिए पहले ही उपयुक्त उपाय किए हैं।

यह योजना ‘ताज ट्रेपेज़ियम’—एक ऐसा क्षेत्र जिसमें आगरा, फिरोजाबाद, मथुरा और भरतपुर शहर आते हैं—में वायु को स्वच्छ बनाने का लक्ष्य रखती है। इस योजना के तहत ट्रेपेज़ियम के भीतर स्थित 2000 से अधिक प्रदूषणकारी उद्योग कोयले या तेल के स्थान पर प्राकृतिक गैस या तरलीकृत पेट्रोलियम गैस का उपयोग करने में बदल जाएँगे। एक नई प्राकृतिक गैस पाइपलाइन इस क्षेत्र में प्रतिदिन आधा मिलियन घन मीटर से अधिक प्राकृतिक गैस लाएगी। शहर में रहने वाले लोगों को भी कोयले, केरोसिन या लकड़ी के स्थान पर तरलीकृत पेट्रोलियम गैस के उपयोग के लिए प्रोत्साहित किया जाएगा। ताज के आसपास के राजमार्गों पर चलने वाले वाहनों को कम सल्फर वाले डीज़ेल के उपयोग के लिए प्रोत्साहित किया जाएगा।

2. कण प्रदूषक

कण प्रदूषक वायु में मौजूद सूक्ष्म ठोस कण या द्रव बूंदें होती हैं। ये वाहन उत्सर्जन, आग से निकलने वाले धुएँ के कण, धूल के कण और उद्योगों से निकलने वाली राख में मौजूद होती हैं। वायुमंडल में मौजूद कण जीवित या अजीवित हो सकते हैं। जीवित कण, उदाहरण के लिए, जीवाणु, कवक, ढक्कन, शैवाल आदि, सूक्ष्म जीवित जीव होते हैं जो वायुमंडल में फैले रहते हैं। मनुष्य वायु में पाए जाने वाले कुछ कवक से एलर्जिक होते हैं। वे पौधों की बीमारियाँ भी पैदा कर सकते हैं।

अजीवित कणों को उनकी प्रकृति और आकार के अनुसार इस प्रकार वर्गीकृत किया जा सकता है:

(a) धुएँ के कण जैविक पदार्थ के दहन के दौरान बने ठोस या ठोस और द्रव कणों के मिश्रण से बने होते हैं। उदाहरण हैं सिगरेट का धुआँ, जीवाश्म ईंधन, कचरे और सूखे पत्तों के जलने से निकलने वाला धुआँ, तेल का धुआँ आदि।

(b) धूल बारीक ठोस कणों (व्यास में $1 \mu \mathrm{m}$ से अधिक) से बनी होती है, जो ठोस पदार्थों को क्रश करने, पीसने और घिसने के दौरान उत्पन्न होती है। सैंड ब्लास्टिंग से निकली रेत, लकड़ी के काम से निकला लकड़ी-चूरा, पिसा हुआ कोयला, सीमेंट और कारखानों से निकली फ्लाई ऐश, धूल तूफान आदि इस प्रकार के कणीय उत्सर्जन के कुछ विशिष्ट उदाहरण हैं।

(c) मिस्ट स्प्रे द्रवों के कणों और वाष्पों के वायु में संघनित होने से बनती है। उदाहरण हैं सल्फ्यूरिक एसिड मिस्ट और वे हर्बिसाइड व कीटनाशक जो अपने लक्ष्य को छूट जाते हैं और वायु में यात्रा कर मिस्ट बनाते हैं।

(d) धुएँ आमतौर पर वाष्पों के उर्ध्वपातन, आसवन, उबाल और अन्य रासायनिक अभिक्रियाओं के दौरान संघनित होने से प्राप्त होते हैं। सामान्यतः कार्बनिक विलायक, धातुएँ और धातु ऑक्साइड धुएँ के कण बनाते हैं।

कणीय प्रदूषकों का प्रभाव मुख्यतः कणों के आकार पर निर्भर करता है। वायु में मौजूद धूल, धुएँ, मिस्ट आदि जैसे कण मानव स्वास्थ्य के लिए खतरनाक हैं। 5 माइक्रोन से बड़े कणीय प्रदूषक नाक के मार्ग में फँस सकते हैं, जबकि लगभग 10 माइक्रोन के कण आसानी से फेफड़ों में प्रवेश कर जाते हैं।

सीसा वाहनों द्वारा उत्सर्जित एक प्रमुख वायु प्रदूषक हुआ करता था। लेडेड पेट्रोल भारतीय शहरों में वायु में मौजूद सीसा उत्सर्जन का प्राथमिक स्रोत हुआ करता था। इस समस्या को अब दूर कर लिया गया है क्योंकि भारत के अधिकांश शहरों में अनलेडेड पेट्रोल का प्रयोग हो रहा है। सीसा लाल रक्त कोशिकाओं के विकास और परिपक्वता में बाधा डालता है।

स्मॉग

शब्द स्मॉग धुएँ और कोहरे से लिया गया है। यह वायु प्रदूषण का सबसे सामान्य उदाहरण है जो दुनिया के कई शहरों में होता है। स्मॉग के दो प्रकार होते हैं:

(a) शास्त्रीय स्मॉग ठंडे और आर्द्र जलवायु में होता है। यह धुएँ, कोहरे और सल्फर डाइऑक्साइड का मिश्रण होता है। रासायनिक रूप से यह अपचायक मिश्रण होता है इसलिए इसे अपचायक स्मॉग भी कहा जाता है।

(b) प्रकाशरासायनिक स्मॉग गर्म, शुष्क और धूप वाली जलवायु में होता है। प्रकाशरासायनिक स्मॉग के मुख्य घटक सूर्य के प्रकाश का असंतृप्त हाइड्रोकार्बनों और ऑटोमोबाइलों तथा कारखानों द्वारा उत्पन्न नाइट्रोजन ऑक्साइडों पर कार्रवाई से उत्पन्न होते हैं। प्रकाशरासायनिक स्मॉग में ऑक्सीकारक एजेंटों की उच्च सांद्रता होती है और इसलिए इसे ऑक्सीकारक स्मॉग कहा जाता है।

प्रकाशरासायनिक स्मॉग का निर्माण

जीवाश्म ईंधनों के जलने पर विभिन्न प्रदूषक पृथ्वी के ट्रोपोस्फीयर में उत्सर्जित होते हैं। उत्सर्जित होने वाले दो प्रदूषक हाइड्रोकार्बन (अजले ईंधन) और नाइट्रिक ऑक्साइड (NO) हैं। जब ये प्रदूषक पर्याप्त उच्च स्तर तक जमा हो जाते हैं, तो सूर्य के प्रकाश के साथ उनकी अन्योन्यक्रिया से एक श्रृंखला अभिक्रिया होती है जिसमें NO को नाइट्रोजन डाइऑक्साइड $\left(\mathrm{NO_2}\right)$ में बदल दिया जाता है। यह $\mathrm{NO_2}$ बदले में सूर्य के प्रकाश से ऊर्जा अवशोषित करता है और नाइट्रिक ऑक्साइड और मुक्त ऑक्सीजन परमाणु में टूट जाता है (चित्र 14.2)।

$\mathrm{NO_2}(\mathrm{~g}) \xrightarrow{h \nu} \mathrm{NO}(\mathrm{g})+\mathrm{O}(\mathrm{g})$

ऑक्सीजन परमाणु बहुत अधिक सक्रिय होते हैं और वायु में मौजूद $\mathrm{O_2}$ से मिलकर ओज़ोन बनाते हैं।

$\mathrm{O}(\mathrm{g})+\mathrm{O_2}(\mathrm{~g}) \rightleftharpoons \mathrm{O_3}(\mathrm{~g})$

ऊपर की अभिक्रिया (ii) में बना ओज़ोन, अभिक्रिया (i) में बने $\mathrm{NO}(\mathrm{g})$ के साथ तेज़ी से अभिक्रिया कर $\mathrm{NO_2}$ को पुनः उत्पन्न करता है। $\mathrm{NO_2}$ एक भूरा गैस है और पर्याप्त उच्च स्तर पर धुंध का कारण बन सकता है।

$\mathrm{NO}(\mathrm{g})+\mathrm{O_3}(\mathrm{~g}) \rightarrow \mathrm{NO_2}(\mathrm{~g})+\mathrm{O_2}(\mathrm{~g})$

ओज़ोन एक विषैली गैस है और $\mathrm{NO_2}$ तथा $\mathrm{O_3}$ दोनों ही प्रबल ऑक्सीकारक हैं, जो प्रदूषित वायु में अधजले हाइड्रोकार्बनों से अभिक्रिया करके फॉर्मेल्डिहाइड, एक्रोलीन और पेरॉक्सीएसिटिल नाइट्रेट (PAN) जैसे रसायन बनाते हैं।

प्रकाशरासायनिक धुंध के प्रभाव

फोटोकेमिकल स्मोग के सामान्य घटक ओज़ोन, नाइट्रिक ऑक्साइड, एक्रोलीन, फॉर्मल्डिहाइड और पेरोक्सीएसिटिल नाइट्रेट (PAN) होते हैं। फोटोकेमिकल स्मोग गंभीर स्वास्थ्य समस्याएं पैदा करता है। ओज़ोन और PAN दोनों ही शक्तिशाली आंखों के उत्तेजक होते हैं। ओज़ोन और नाइट्रिक ऑक्साइड नाक और गले को उत्तेजित करते हैं और उनकी उच्च सांद्रता सिरदर्द, छाती में दर्द, गले की सूखापन, खांसी और सांस लेने में कठिनाई का कारण बनती है। फोटोकेमिकल स्मोग रबड़ के फटने और वनस्पति जीवन को व्यापक नुकसान पहुंचाता है। यह धातुओं, पत्थरों, निर्माण सामग्रियों, रबड़ और पेंट की सतहों को भी संक्षारित करता है।

फोटोकेमिकल स्मोग को कैसे नियंत्रित किया जा सकता है?

फोटोकेमिकल स्मोग को नियंत्रित या कम करने के लिए कई तकनीकें प्रयोग की जाती हैं। यदि हम फोटोकेमिकल स्मोग के प्राथमिक अग्रद्रव्यों, जैसे कि $\mathrm{NO_2}$ और हाइड्रोकार्बन को नियंत्रित करें, तो द्वितीयक अग्रद्रव्य जैसे ओज़ोन और PAN, फोटोकेमिकल स्मोग स्वचालित रूप से कम हो जाएगा। सामान्यतः ऑटोमोबाइल्स में कैटेलिटिक कनवर्टर प्रयोग किए जाते हैं, जो नाइट्रोजन ऑक्साइड और हाइड्रोकार्बन को वायुमंडल में जाने से रोकते हैं। कुछ पौधे, उदाहरण के लिए, पाइनस, जुनिपारस, क्वेरकस, पायरस और वाइटिस नाइट्रोजन ऑक्साइड का चयापचय कर सकते हैं और इसलिए उनकी वृक्षारोपण इस मामले में मददगार हो सकता है।

14.2.2 स्ट्रैटोस्फेरिक प्रदूषण

ओज़ोन का निर्माण और विघटन

ऊपरी समतापमंडल में ओज़ोन $\left(\mathrm{O_3}\right)$ की पर्याप्त मात्रा होती है, जो हमें सूर्य से आने वाली हानिकारक पराबैंगनी (UV) किरणों ($\lambda 255 \mathrm{~nm}$) से बचाता है। ये किरणें मनुष्यों में त्वचा कैंसर (मेलेनोमा) का कारण बनती हैं। इसलिए, ओज़ोन परत को बनाए रखना महत्वपूर्ण है।

समतापमंडल में ओज़ोन, डाइऑक्सीजन $\left(\mathrm{O_2}\right)$ अणुओं पर UV किरणों के प्रभाव से बनता है। UV किरणें अणु ऑक्सीजन को मुक्त ऑक्सीजन $(\mathrm{O})$ परमाणुओं में विभाजित कर देती हैं। ये ऑक्सीजन परमाणु अणु ऑक्सीजन के साथ मिलकर ओज़ोन बनाते हैं।

$\mathrm{O_2}(\mathrm{~g}) \xrightarrow{\mathrm{uv}} \mathrm{O}(\mathrm{g})+\mathrm{O}(\mathrm{g})$

$\mathrm{O}(\mathrm{g})+\mathrm{O_2}(\mathrm{~g}) \stackrel{\mathrm{uv}}{\rightleftharpoons} \mathrm{O_3}(\mathrm{g})$

ओज़ोन ऊष्मागतिकी रूप से अस्थिर है और अणु ऑक्सीजन में विघटित हो जाता है। इस प्रकार, ओज़ोन अणुओं के उत्पादन और विघटन के बीच एक गतिशील साम्य स्थिति मौजूद है। पिछले कुछ वर्षों में, स्ट्रैटोस्फीयर में कुछ रसायनों की उपस्थिति के कारण इस सुरक्षात्मक ओज़ोन परत के क्षय की रिपोर्टें आई हैं। ओज़ोन परत के क्षय का मुख्य कारण क्लोरोफ्लोरोकार्बन यौगिकों (CFCs), जिन्हें फ्रियॉन भी कहा जाता है, का निर्मुक्त होना माना जाता है। ये यौगिक अक्रियाशील, अदाह्य, अविषाक्त कार्बनिक अणु होते हैं और इसलिए इनका उपयोग रेफ्रिजरेटरों, एयर कंडीशनरों, प्लास्टिक फोम के उत्पादन में और इलेक्ट्रॉनिक उद्योग द्वारा कंप्यूटर पुर्जों को साफ करने आदि में किया जाता है। एक बार CFCs वातावरण में निर्मुक्त हो जाने के बाद, वे सामान्य वायुमंडलीय गैसों के साथ मिल जाते हैं और अंततः स्ट्रैटोस्फीयर तक पहुंचते हैं। स्ट्रैटोस्फीयर में, वे शक्तिशाली UV विकिरणों द्वारा टूट जाते हैं, जिससे क्लोरीन मुक्त मूलक निर्मुक्त होते हैं।

(\mathrm{CF_2} \mathrm{Cl_2}(\mathrm{~g}) \quad \mathrm{UV} \quad \dot{\mathrm{C}} \mathrm{l}(\mathrm{g})+\dot{\mathrm{C}} \mathrm{F_2} \mathrm{Cl}(\mathrm{g})) (i)

क्लोरीन मूलक फिर स्ट्रैटोस्फीयरिक ओज़ोन से प्रतिक्रिया कर क्लोरीन मोनोऑक्साइड मूलक और अणु ऑक्सीजन बनाते हैं।

(\dot{\mathrm{C}} \mathrm{l}(\mathrm{g})+\mathrm{O_3}(\mathrm{~g}) \rightarrow \mathrm{Cl} \dot{\mathrm{O}}(\mathrm{g})+\mathrm{O_2}(\mathrm{~g})) (ii)

क्लोरीन मोनोऑक्साइड मूलक की परमाणु ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया और अधिक क्लोरीन मूलक उत्पन्न करती है।

$\mathrm{Cl} \dot{\mathrm{O}}(\mathrm{g})+\mathrm{O}(\mathrm{g}) \rightarrow \dot{\mathrm{C}} \mathrm{l}(\mathrm{g})+\mathrm{O_2}(\mathrm{~g})$ (iii)

क्लोरीन मूलक लगातार पुनर्जनित होते रहते हैं और ओज़ोन के विघटन का कारण बनते हैं। इस प्रकार, CFCs सतत रूप से स्ट्रैटोस्फीयर में क्लोरीन मूलक उत्पन्न करने वाले वाहक हैं और ओज़ोन परत को नुकसान पहुँचाते हैं।

ओज़ोन छिद्र

1980 के दशक में अंटार्कटिका में कार्यरत वायुमंडलीय वैज्ञानिकों ने दक्षिण ध्रुव पर ओज़ोन परत की क्षति, जिसे सामान्यतः ओज़ोन छिद्र कहा जाता है, की सूचना दी। यह पाया गया कि ओज़ोन छिद्र के लिए एक अनोखा समुच्चय परिस्थितियाँ उत्तरदायी थीं। ग्रीष्म ऋतु में, नाइट्रोजन डाइऑक्साइड और मीथेन क्लोरीन मोनोऑक्साइड (अभिक्रिया iv) और क्लोरीन परमाणुओं (अभिक्रिया v) के साथ अभिक्रिया कर क्लोरीन सिंक बनाते हैं, जिससे अधिक ओज़ोन विघटन रुक जाता है, जबकि सर्दियों में अंटार्कटिका पर ध्रुवीय स्ट्रैटोस्फीयरिक बादल नामक विशेष प्रकार के बादल बनते हैं। ये ध्रुवीय स्ट्रैटोस्फीयरिक बादल एक सतह प्रदान करते हैं जिस पर बना क्लोरीन नाइट्रेट (अभिक्रिया iv) जल अपघटित होकर हाइपोक्लोरस अम्ल बनाता है (अभिक्रिया vi)। यह अभिक्रिया (v) के अनुसार उत्पन्न हाइड्रोजन क्लोराइड से भी अभिक्रिया कर अणुक क्लोरीन देता है।

$\mathrm{Cl} \dot{\mathrm{O}}(\mathrm{g})+\mathrm{NO_2}(\mathrm{~g}) \rightarrow \mathrm{ClONO_2}(\mathrm{~g})$ (iv)

$\dot{\mathrm{C}} \mathrm{l}(\mathrm{g})+\mathrm{CH_4}(\mathrm{~g}) \rightarrow \dot{\mathrm{C}} \mathrm{H_3}(\mathrm{~g})+\mathrm{HCl}(\mathrm{g})$ (v)

$\mathrm{ClONO_2}(\mathrm{~g})+\mathrm{H_2} \mathrm{O}(\mathrm{g}) \rightarrow \mathrm{HOCl}(\mathrm{g})+\mathrm{HNO_3}(\mathrm{~g})$ (vi)

$\mathrm{ClONO_2}(\mathrm{~g})+\mathrm{HCl}(\mathrm{g}) \rightarrow \mathrm{Cl_2}(\mathrm{~g})+\mathrm{HNO_3}(\mathrm{~g}) \quad$ (vii)

जब अंटार्कटिका में वसंत ऋतु में सूर्य का प्रकाश लौटता है, तो सूर्य की गर्मी बादलों को तोड़ देती है और $\mathrm{HOCl}$ और $\mathrm{Cl_2}$ सूर्य के प्रकाश द्वारा फोटोलिसित हो जाते हैं, जैसा कि अभिक्रियाओं (viii) और (ix) में दिया गया है।

$\mathrm{HOCl}(\mathrm{g}) \xrightarrow{\mathrm{h} v} \dot{\mathrm{O}} \mathrm{H}(\mathrm{g})+\dot{\mathrm{C}} \mathrm{l}(\mathrm{g})$

$\mathrm{Cl_2}(\mathrm{~g}) \xrightarrow{\mathrm{hv}} 2 \dot{\mathrm{C}} \mathrm{l}$ (g)

इस प्रकार बने क्लोरीन मूलक, ओज़ोन की क्षति के लिए श्रृंखला अभिक्रिया आरंभ करते हैं जैसा कि पहले वर्णित किया गया है।

ओज़ोन परत की क्षति के प्रभाव

ओज़ोन परत की क्षति के साथ, अधिक UV विकिरण ट्रोपोस्फीयर में प्रवेश करता है। UV विकिरण त्वचा की उम्र बढ़ाने, मोतियाबिंद, सनबर्न, त्वचा कैंसर, कई फाइटोप्लैंकटन के मरने, मछली की उत्पादकता को नुकसान आदि का कारण बनता है। यह भी बताया गया है कि पौधों के प्रोटीन UV विकिरण से आसानी से प्रभावित होते हैं जिससे कोशिकाओं की हानिकारक उत्परिवर्तन होती है। यह पत्तियों के स्टोमाटा के माध्यम से सतह के पानी के वाष्पीकरण को भी बढ़ाता है और मिट्टी की नमी सामग्री को घटाता है। UV विकिरण में वृद्धि पेंट्स और रेशों को नुकसान पहुंचाती है, जिससे वे तेजी से फीके पड़ जाते हैं।

14.3 जल प्रदूषण

पानी जीवन के लिए अत्यावश्यक है। पानी के बिना कोई जीवन नहीं होगा। हम आमतौर पर पानी की शुद्धता को स्वाभाविक मानते हैं, लेकिन हमें पानी की गुणवत्ता सुनिश्चित करनी चाहिए। जल प्रदूषण मानवीय गतिविधियों से उत्पन्न होता है। विभिन्न मार्गों से प्रदूषण सतह या भूजल तक पहुँचता है। आसानी से पहचाने जाने वाला प्रदूषण का स्रोत या स्थान बिंदु स्रोत कहलाता है। उदाहरण के लिए, नगरीय और औद्योगिक निर्वहन पाइप जहाँ प्रदूषक जल स्रोत में प्रवेश करते हैं। गैर-बिंदु स्रोत वे हैं जहाँ प्रदूषण का स्रोत आसानी से पहचाना नहीं जा सकता, जैसे कि कृषि अपवाह (फार्म, पशुओं और फसलों से), अम्लीय वर्षा, वर्षा जल निकासी (सड़कों, पार्किंग स्थलों और लॉन से) आदि। तालिका 14.1 प्रमुख जल प्रदूषकों और उनके स्रोतों की सूची देती है।

14.3.1 जल प्रदूषण के कारण

(i) रोगजनक: सबसे गंभीर जल प्रदूषक रोग पैदा करने वाले एजेंट होते हैं जिन्हें रोगजनक कहा जाता है। रोगजनक में बैक्टीरिया और अन्य जीव होते हैं जो घरेलू सीवेज और पशु मल से पानी में प्रवेश करते हैं। मानव मल में ऐसे बैक्टीरिया होते हैं जैसे कि एस्चेरिचिया कोलाई और स्ट्रेप्टोकोकस फेकेलिस जो गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल रोगों का कारण बनते हैं।

(ii) कार्बनिक अपशिष्ट: अन्य प्रमुख जल प्रदूषक कार्बनिक पदार्थ होते हैं जैसे पत्तियाँ, घास, कचरा आदि। वे अपवाह के परिणामस्वरूप पानी को प्रदूषित करते हैं। पानी के भीतर अत्यधिक फाइटोप्लैंक्टन वृद्धि भी जल प्रदूषण का कारण है। ये अपशिष्ट जैव-विघटनीय होते हैं।

जल में उपस्थित जैविक पदार्थ को बैक्टीरिया की बड़ी आबादी विघटित करती है। वे जल में घुले ऑक्सीजन का उपभोग करते हैं। जल घुले हुए ऑक्सीजन को सीमित मात्रा में ही धारण कर सकता है। ठंडे जल में घुला हुआ ऑक्सीजन (DO) $10 \mathrm{ppm}$ (parts per million) तक की सांद्रता तक पहुँच सकता है, जबकि वायु में ऑक्सीजन लगभग $200,000 \mathrm{ppm}$ होता है। यही कारण है कि जब जल में मध्यम मात्रा का जैविक पदार्थ भी विघटित होता है तो वह जल के घुले हुए ऑक्सीजन को समाप्त कर सकता है।

Table 14.1 प्रमुख जल प्रदूषक

पानी में घुला हुआ ऑक्सीजन जलीय जीवन के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। यदि पानी में घुले ऑक्सीजन की सांद्रता $6 \mathrm{ppm}$ से कम है, तो मछलियों की वृद्धि रुक जाती है। ऑक्सीजन पानी में या तो वायुमंडल के माध्यम से पहुँचता है या दिन के समय कई जलीय हरे पौधों द्वारा किए जाने वाले प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया से। हालाँकि, रात के समय प्रकाश संश्लेषण बंद हो जाता है लेकिन पौधे श्वसन करना जारी रखते हैं, जिससे घुले हुए ऑक्सीजन में कमी आती है। घुला हुआ ऑक्सीजन सूक्ष्मजीवों द्वारा कार्बनिक पदार्थों को ऑक्सीकृत करने में भी प्रयुक्त होता है।

यदि पानी में बहुत अधिक कार्बनिक पदार्थ मिलाया जाता है, तो सारा उपलब्ध ऑक्सीजन समाप्त हो जाता है। इससे ऑक्सीजन पर निर्भर जलीय जीव मर जाते हैं। इस प्रकार, अवायविक बैक्टीरिया (जिन्हें ऑक्सीजन की आवश्यकता नहीं होती) कार्बनिक अपशिष्ट को तोड़ना शुरू कर देते हैं और ऐसे रसायन उत्पन्न करते हैं जिनकी बदबू आती है और जो मानव स्वास्थ्य के लिए हानिकारक होते हैं। वायविक (ऑक्सीजन की आवश्यकता वाले) बैक्टीरिया इन कार्बनिक अपशिष्टों को अपघटित करते हैं और पानी को घुले हुए ऑक्सीजन से रहित रखते हैं।

इस प्रकार, उस ऑक्सीजन की मात्रा जिसकी आवश्यकता बैक्टीरिया को पानी के नमूने की एक निश्चित मात्रा में उपस्थित कार्बनिक पदार्थ को तोड़ने के लिए होती है, को जैव रासायनिक ऑक्सीजन मांग (BOD) कहा जाता है। पानी में BOD की मात्रा पानी में उपस्थित कार्बनिक सामग्री की मात्रा का एक माप है, इस संदर्भ में कि उसे जैविक रूप से तोड़ने के लिए कितनी ऑक्सीजन की आवश्यकता होगी। स्वच्छ पानी में BOD का मान $5 \mathrm{ppm}$ से कम होता है जबकि अत्यधिक प्रदूषित पानी में BOD का मान $17 \mathrm{ppm}$ या अधिक हो सकता है।

(iii) रासायनिक प्रदूषक: जैसा कि हम जानते हैं कि पानी एक उत्कृष्ट विलायक है, पानी में घुलनशील अकार्बनिक रसायन जिनमें भारी धातुएँ जैसे कैडमियम, पारा, निकल आदि शामिल हैं, प्रदूषकों का एक महत्वपूर्ण वर्ग बनाते हैं। ये सभी धातुएँ मनुष्यों के लिए खतरनाक हैं क्योंकि हमारा शरीर इन्हें बाहर नहीं निकाल सकता। समय के साथ ये सहनशीलता सीमा को पार कर जाती हैं। ये धातुएँ फिर गुर्दे, केंद्रीय तंत्रिका तंत्र, यकृत आदि को नुकसान पहुँचा सकती हैं। खानों से निकलने वाले अम्ल (जैसे सल्फ्यूरिक अम्ल) और ठंडे जलवायु में बर्फ और बर्फ को पिघलाने के लिए प्रयुक्त कच्चे नमक सहित कई विभिन्न स्रोतों से आने वाले लवण (सोडियम और कैल्शियम क्लोराइड) पानी में घुलनशील रासायनिक प्रदूषक हैं।
कार्बनिक रसायन प्रदूषित जल में पाए जाने वाले पदार्थों का एक अन्य समूह हैं। पेट्रोलियम उत्पाद कई जल स्रोतों को प्रदूषित करते हैं, उदाहरण के लिए, महासागरों में प्रमुख तेल रिसाव। अन्य कार्बनिक पदार्थ जिनका गंभीर प्रभाव पड़ता है, वे कीटनाशक हैं जो स्प्रे से नीचे उड़ते हैं या भूमि से बह जाते हैं। विभिन्न औद्योगिक रसायन जैसे पॉलीक्लोरिनेटेड बाइफेनिल्स (PCBs) जो सफाई विलायक, डिटर्जेंट और उर्वरकों के रूप में प्रयुक्त होते हैं, जल प्रदूषकों की सूची में शामिल होते हैं। PCBs को कैंसरकारी होने का संदेह है। आजकल अधिकांश डिटर्जेंट जैव-अपघटनीय होते हैं। हालांकि, उनके उपयोग से अन्य समस्याएँ उत्पन्न हो सकती हैं। जैव-अपघटनीय डिटर्जेंट को अपघटित करने वाले जीवाणु इस पर भोजन करते हैं और तेजी से बढ़ते हैं। बढ़ते समय वे पानी में घुले सभी ऑक्सीजन का उपयोग कर सकते हैं। ऑक्सीजन की कमी से मछली और पौधों जैसे सभी अन्य जलीय जीव मर जाते हैं। उर्वरक में फॉस्फेट योजक होते हैं। पानी में फॉस्फेट की वृद्धि शैवाल वृद्धि को बढ़ावा देती है। शैवाल का इस प्रकार का अत्यधिक विकास जल सतह को ढक लेता है और पानी में ऑक्सीजन सांद्रता को घटा देता है। इससे अवायवीय परिस्थितियाँ उत्पन्न होती हैं, सामान्यतः अप्रिय सड़ांध और जानवरों की मृत्यु के साथ। इस प्रकार, फूलों से भरे जल में अन्य जीवित जीवों की वृद्धि अवरुद्ध होती है। यह प्रक्रिया जिसमें पोषक तत्वों से समृद्ध जल निकाय एक घने वनस्पति समूह का समर्थन करते हैं, जो ऑक्सीजन से वंचित करके जीवन को मारता है और परिणामस्वरूप जैव विविधता की हानि होती है, यूट्रोफिकेशन के रूप में जाना जाता है।

14.3.2 पेय जल के लिए अंतरराष्ट्रीय मानक

पेय जल के लिए अंतरराष्ट्रीय मानक नीचे दिए गए हैं और इनका पालन किया जाना चाहिए।

फ्लोराइड: पीने के उद्देश्य से, जल में फ्लोराइड आयन सांद्रता की जांच की जानी चाहिए। पीने के जल में इसकी कमी मनुष्य के लिए हानिकारक है और यह दांतों में सड़न आदि रोगों का कारण बनती है। घुलनशील फ्लोराइड को अक्सर पीने के जल में इसकी सांद्रता को $1 \mathrm{ppm}$ या $1 \mathrm{mg} \mathrm{dm}{ }^{-3}$ तक लाने के लिए मिलाया जाता है। $\mathrm{F}^{-}$ आयन दांतों पर मौजूद इनेमल को हाइड्रॉक्सीअपेटाइट, $\left[3\left(\mathrm{Ca_3}\left(\mathrm{PO_4}\right)_2 \cdot \mathrm{Ca}(\mathrm{OH})_2\right]\right.$, से कहीं अधिक कठोर फ्लोरोअपेटाइट, $\left[3\left(\mathrm{Ca_3}\left(\mathrm{PO_4}\right)_2 \cdot \mathrm{CaF_2}\right]\right.$ में बदलकर कठोर बना देते हैं।

हालांकि, $2 \mathrm{ppm}$ से अधिक $\mathrm{F}^{-}$आयन सांद्रता दांतों पर भूरे धब्बे पैदा करती है। साथ ही, अत्यधिक फ्लोराइड ($10 \mathrm{ppm}$ से अधिक) हड्डियों और दांतों पर हानिकारक प्रभाव डालता है, जैसा कि राजस्थान के कुछ भागों से रिपोर्ट किया गया है।

सीसा: जब जल के परिवहन के लिए सीसे की पाइपों का उपयोग किया जाता है तो पीने का जल सीसे से दूषित हो जाता है। पीने के जल में सीसे की निर्धारित ऊपरी सीमा सांद्रता लगभग $50 \mathrm{ppb}$ है। सीसा गुर्दे, यकृत, प्रजनन प्रणाली आदि को नुकसान पहुंचा सकता है।

सल्फेट: पीने के जल में अत्यधिक सल्फेट ($>500 \mathrm{ppm}$) मलत्यागी प्रभाव पैदा करता है, अन्यथा मध्यम स्तर पर यह हानिरहित होता है।

नाइट्रेट: पीने के पानी में नाइट्रेट की अधिकतम सीमा 50 ppm है। पीने के पानी में अधिक नाइट्रेट रोग जैसे मेथेमोग्लोबिनेमिया (‘ब्लू बेबी’ सिंड्रोम) का कारण बन सकता है।

अन्य धातुएँ: कुछ सामान्य धातुओं की पीने के पानी में अनुशंसित अधिकतम सांद्रता Table 14.2 में दी गई है।

Table 14.2 पीने के पानी में कुछ धातुओं की अधिकतम निर्धारित सांद्रता।

गतिविधि 2

आप स्थानीय जल स्रोतों पर जाकर यह देख सकते हैं कि नदी/झील/तालाब/पोखर प्रदूषित नहीं हैं/थोड़े प्रदूषित हैं/मध्यम रूप से प्रदूषित हैं या गंभीर रूप से प्रदूषित हैं, पानी को देखकर या पानी का $\mathrm{pH}$ जांचकर। नदी का नाम और निकटवर्ती शहरी या औद्योगिक स्थल जहाँ से प्रदूषण उत्पन्न हो रहा है, उसे दर्ज करें। इसकी सूचना प्रदूषण नियंत्रण बोर्ड के कार्यालय को दें, जो सरकार द्वारा प्रदूषण स्तर मापने के लिए स्थापित किया गया है। सुनिश्चित करें कि उपयुक्त कार्रवाई की जाए। आप प्रेस को भी लिख सकते हैं। घरेलू या औद्योगिक नाले में ऐसा कचरा न डालें जो सीधे किसी जल स्रोत जैसे नदी, तालाब, नाला या झील में जा सके। बगीचों में रासायनिक उर्वरकों के बजाय कम्पोस्ट का प्रयोग करें। घर पर डीडीटी, मैलाथियान आदि जैसे कीटनाशकों के प्रयोग से बचें और कीटों को दूर रखने के लिए सूखे नीम के पत्तों का प्रयोग करने का प्रयास करें। अपने घर के पानी के टैंक में पोटेशियम परमैंगनेट $\left(\mathrm{KMnO_4}\right)$ के कुछ क्रिस्टल या ब्लीचिंग पाउडर डालें।

14.4 मिट्टी प्रदूषण

भारत एक कृषि आधारित अर्थव्यवस्था होने के नाते कृषि, मत्स्य पालन और पशुपालन विकास को उच्च प्राथमिकता देता है। अतिरिक्त उत्पादन को सरकारी और गैर-सरकारी संगठनों द्वारा मंदी के मौसम के लिए संग्रहित किया जाता है। भंडारण के दौरान होने वाले खाद्य नुकसान पर भी विशेष ध्यान देने की आवश्यकता है। क्या आपने कभी कीटों, चूहों, खरपतवारों और फसल रोगों आदि द्वारा फसलों और खाद्य वस्तुओं को होने वाले नुकसान को देखा है? हम उनकी रक्षा कैसे कर सकते हैं? आप हमारी फसलों की सुरक्षा के लिए कुछ कीटनाशकों और कीटनाशकों से परिचित हैं। हालांकि, ये कीटनाशक, कीटनाशक और हर्बिसाइड मिट्टी प्रदूषण का कारण बनते हैं। इसलिए, उनके विवेकपूर्ण उपयोग की आवश्यकता है।

14.4.1 कीटनाशक

द्वितीय विश्व युद्ध से पहले, कई स्वाभाविक रूप से पाए जाने वाले रसायन जैसे निकोटिन (फसल के खेत में तंबाकू के पौधे लगाकर), कृषि प्रथाओं में प्रमुख फसलों के लिए कीट नियंत्रण पदार्थ के रूप में उपयोग किए जाते थे।

द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान, डीडीटी को मलेरिया और अन्य कीट-जनित रोगों के नियंत्रण में बहुत उपयोगी पाया गया। इसलिए, युद्ध के बाद, डीडीटी को कृषि में कीटों, चूहों, खरपतवारों और विभिन्न फसल रोगों द्वारा होने वाले नुकसान को नियंत्रित करने के लिए उपयोग में लाया गया। हालांकि, प्रतिकूल प्रभावों के कारण, इसके उपयोग पर भारत में प्रतिबंध लगा दिया गया है।

कीटनाशक मूलतः पारिस्थितिक दुष्परिणामों वाले संश्लेषित विषाक्त रसायन होते हैं। एक ही या समान कीटनाशकों का बार-बार प्रयोग उन कीटनाशकों के समूह के प्रति प्रतिरोधी कीटों को जन्म देता है, जिससे वे कीटनाशक अप्रभावी हो जाते हैं। इसलिए, जैसे-जैसे DDT के प्रति कीट प्रतिरोध बढ़ा, कीटनाशक उद्योग ने बाज़ार में एल्ड्रिन और डील्ड्रिन जैसे अन्य कार्बनिक विष पेश किए। अधिकांश कार्बनिक विष जल में अघुलनशील और जैव-अपघटनीय नहीं होते हैं। ये अत्यधिक स्थायी विष इसलिए खाद्य श्रृंखला के माध्यम से निम्न ट्रॉफिक स्तर से उच्च ट्रॉफिक स्तर तक स्थानांतरित होते हैं (चित्र 14.3)। समय के साथ उच्च श्रेणी के जानवरों में विषों की सांद्रता एक ऐसे स्तर तक पहुँच जाती है जो गंभीर उपापचयी और शारीरिक विकारों का कारण बनती है।

क्लोरीनीकृत कार्बनिक विषों की उच्च स्थायिता के जवाब में, बाज़ार में कम स्थायी या अधिक जैव-अपघटनीय उत्पादों की एक नई श्रृंखला—ऑर्गैनो-फॉस्फेट्स और कार्बामेट्स—प्रस्तुत की गई है। पर ये रसायन गंभीर नर्व-विष होते हैं और इसलिए मनुष्यों के लिए अधिक हानिकारक हैं। परिणामस्वरूप, कृषि-क्षेत्र के श्रमिकों की कुछ कीटनाशक-संबंधी मौतों की रिपोर्टें हैं। कीट इन कीटनाशकों के प्रति भी प्रतिरोधी हो गए हैं। कीटनाशक उद्योग नए समूहों के कीटनाशक विकसित करने में लगा है। पर किसी को सोचना होगा, क्या यह कीट उपद्रव का एकमात्र समाधान है?

इन दिनों, कीटनाशक उद्योग ने अपना ध्यान सोडियम क्लोरेट (\left(\mathrm{NaClO_3}\right)), सोडियम आर्सिनाइट (\left(\mathrm{Na_3} \mathrm{AsO_3}\right)) और कई अन्य जैसे हर्बिसाइड्स पर केंद्रित कर दिया है। पिछली सदी के पहले आधे भाग में, यांत्रिक से रासायनिक खरपतवार नियंत्रण की ओर बदलाव ने उद्योग को एक समृद्ध आर्थिक बाजार प्रदान किया था। लेकिन यह याद रखना चाहिए कि ये भी पर्यावरण के अनुकूल नहीं हैं।

अधिकांश हर्बिसाइड्स स्तनधारियों के लिए विषाक्त होते हैं, लेकिन वे ऑर्गेनो-क्लोराइड्स जितने स्थायी नहीं होते। ये रसायन कुछ महीनों में विघटित हो जाते हैं। ऑर्गेनो-क्लोराइड्स की तरह, ये भी खाद्य श्रृंखला में सांद्रित हो जाते हैं। कुछ हर्बिसाइड्स जन्म दोषों का कारण बनते हैं। अध्ययनों से पता चलता है कि हर्बिसाइड्स से छिड़के गए मकई के खेत हाथ से खरपतवार निकाले गए खेतों की तुलना में कीट आक्रमण और पौधों की बीमारियों के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं।

कीटनाशक और हर्बिसाइड्स व्यापक रासायनिक प्रदूषण का केवल एक बहुत छोटा हिस्सा प्रस्तुत करते हैं। रासायनिक और औद्योगिक प्रक्रियाओं में विनिर्माण गतिविधियों के लिए नियमित रूप से उपयोग की जाने वाली अन्य बड़ी संख्या में यौगिक अंततः एक या दूसरे रूप में वातावरण में छोड़े जाते हैं।

14.5 औद्योगिक अपशिष्ट

औद्योगिक ठोस अपशिष्टों को भी जैव-अपघटनीय और अजैव-अपघटनीय अपशिष्टों के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। जैव-अपघटनीय अपशिष्ट कपास मिलों, खाद्य प्रसंस्करण इकाइयों, कागज मिलों और वस्त्र कारखानों द्वारा उत्पन्न किए जाते हैं।

अजैविक अपशिष्ट ताप विद्युत संयंत्रों द्वारा उत्पन्न होते हैं जो फ्लाई ऐश उत्पन्न करते हैं; एकीकृत लौह और इस्पात संयंत्र जो ब्लास्ट फर्नेस स्लैग और इस्पात गलाने वाली स्लैग उत्पन्न करते हैं। एल्युमिनियम, जिंक और तांबा बनाने वाली उद्योग कीचड़ और टेलिंग्स उत्पन्न करते हैं। उर्वरक उद्योग जिप्सम उत्पन्न करते हैं। ज्वलनशील, संयुक्त विस्फोटक या अत्यधिक प्रतिक्रियाशील पदार्थों जैसे खतरनाक अपशिष्ट धातुओं, रसायनों, दवाओं, फार्मास्यूटिकल्स, रंगों, कीटनाशकों, रबर वस्तुओं आदि से संबंधित उद्योगों द्वारा उत्पन्न किए जाते हैं।

अजैविक औद्योगिक ठोस अपशिष्टों का निपटान, यदि उचित और उपयुक्त विधि से नहीं किया जाता है, तो पर्यावरण के लिए गंभीर खतरा पैदा कर सकता है। नवीन नवाचारों ने अपशिष्ट सामग्री के विभिन्न उपयोगों की ओर ले गया है। आजकल, सीमेंट उद्योग द्वारा इस्पात उद्योग से फ्लाई ऐश और स्लैग का उपयोग किया जाता है। बड़ी मात्रा में विषैले अपशिष्टों को आमतौर पर नियंत्रित भस्म द्वारा नष्ट किया जाता है, जबकि छोटी मात्रा को खुले डिब्बों में फैक्टरी कचरे के साथ जलाया जाता है। इसके अतिरिक्त, ठोस अपशिष्ट यदि प्रभावी ढंग से प्रबंधित नहीं किए जाते हैं, तो वे पर्यावरण के घटकों को प्रभावित करते हैं।

क्या आप अपशिष्ट पुनर्चक्रण के बारे में जानते हैं?

• प्लास्टिक अपशिष्ट से प्राप्त ईंधन की ऑक्टेन रेटिंग उच्च होती है। इसमें सीसा नहीं होता और इसे “हरित ईंधन” कहा जाता है।
• रासायनिक और वस्त्र उद्योगों में हालिया विकास के कारण, कपड़े पुनः चक्रित प्लास्टिक अपशिष्ट से बनाए जाएंगे। ये शीघ्र ही वैश्विक वस्त्र बाजार में उपलब्ध होंगे।
• भारत में, हमारे शहरों और कस्बों में बिजली की अंतहीन कटौती होती है। हम यहाँ-वहाँ सड़ते कूड़े के ढेर भी देख सकते हैं। एक अच्छी खबर यह है कि हम इन दोनों समस्याओं से एक साथ छुटकारा पा सकते हैं। अब तकनीक विकसित की गई है जिससे कूड़े से बिजली उत्पन्न की जा सकती है। एक पायलट संयंत्र स्थापित किया गया है, जहाँ कूड़े से लोहे की धातु, प्लास्टिक, काँच, कागज आदि को हटाने के बाद, इसे पानी के साथ मिलाया जाता है। फिर इसे जैविक गैस, जिसे सामान्यतः बायोगैस कहा जाता है, उत्पन्न करने के लिए जीवाणु प्रजातियों के साथ संवर्धित किया जाता है। शेष उत्पाद को खाद के रूप में प्रयोग किया जाता है और बायोगैस का उपयोग बिजली उत्पन्न करने के लिए किया जाता है।

14.6 पर्यावरणीय प्रदूषण को नियंत्रित करने की रणनीतियाँ

इस इकाई में वायु, जल, मृदा और औद्योगिक अपशिष्ट प्रदूषण का अध्ययन करने के बाद, अब तक आपको पर्यावरणीय प्रदूषण को नियंत्रित करने की आवश्यकता का अनुभव होने लगा होगा: आप अपने तत्काल पर्यावरण को कैसे बचा सकते हैं? उन कदमों/गतिविधियों के बारे में सोचिए, जिन्हें आप अपने पड़ोस में वायु, जल, मृदा और औद्योगिक अपशिष्ट प्रदूषण को नियंत्रित करने के लिए करना चाहेंगे। यहाँ अपशिष्ट प्रबंधन की रणनीतियों के बारे में एक विचार दिया गया है।

14.6.1 अपशिष्ट प्रबंधन

ठोस कचरा वह अकेला कचरा नहीं है जो आप अपने घरेलू कचरे के डिब्बे में देखते हैं। घरेलू कचरे के अलावा, चिकित्सा, कृषि, औद्योगिक और खनन कचरे भी होते हैं। कचरे का अनुचित निपटान पर्यावरणीय अवनति के प्रमुख कारणों में से एक है। इसलिए, कचरे का प्रबंधन अत्यंत महत्वपूर्ण है।

आपको ‘स्वच्छ भारत अभियान’ या ‘क्लीन इंडिया मिशन’ के बारे में जानकारी होगी जिसे भारत सरकार द्वारा शुरू किया गया है।

स्वच्छ भारत अभियान के व्यापक छत्रछाया के तहत दो कार्यक्रम लागू किए जा रहे हैं। ये हैं स्वच्छ भारत मिशन-शहरी (SBM-U) और स्वच्छ भारत मिशन ग्रामीण (SBM-G)। SBM-U मुख्य रूप से शहरी भारत को खुले में शौच से मुक्त बनाने और देश में ठोस कचरे के 100% वैज्ञानिक प्रबंधन को प्राप्त करने का लक्ष्य रखता है। SBM-G ग्रामीण क्षेत्रों में सामान्य जीवन की गुणवत्ता में सुधार लाने, स्वच्छता और स्वच्छता को बढ़ावा देने और खुले में शौच को समाप्त करने को लक्षित करता है। यह 2 अक्टूबर, 2019 तक सार्वभौमिक स्वच्छता कवरेज के लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए अपने प्रयासों को तेज कर रहा है, जो महात्मा गांधी की जयंती है। यदि आपने स्वच्छ भारत मिशन के किसी कार्यक्रम में भाग लिया है, तो अपने अनुभव लिखें।

संग्रह और निपटान

घरेलू कचरा छोटे डिब्बों में इकट्ठा किया जाता है, फिर इन्हें निजी या नगरपालिका कर्मचारी सामुदायिक डिब्बों में स्थानांतरित करते हैं। इन सामुदायिक डिब्बों से कचरा इकट्ठा करके निपटान स्थल पर ले जाया जाता है। स्थल पर कचरे को छांटा जाता है और जैव-अपघटनीय तथा अजैव-अपघटनीय सामग्रियों में अलग किया जाता है। अजैव-अपघटनीय सामग्रियाँ जैसे प्लास्टिक, काँच, धातु के टुकड़े आदि पुनर्चक्रण के लिए भेजी जाती हैं। जैव-अपघटनीय कचरे को लैंडफिल में डाला जाता है और खाद में बदल दिया जाता है।

कचरा यदि कूड़ेदानों में नहीं इकट्ठा किया जाता तो यह नालियों में पहुँच जाता है। इसका कुछ भाग मवेशी खा जाते हैं। अजैव-अपघटनीय कचरा जैसे पॉलिथीन थैलियाँ, धातु के टुकड़े आदि नालियों को बंद कर देते हैं और असुविधा पैदा करते हैं। पॉलिथीन थैलियाँ यदि जानवरों द्वारा निगल ली जाएँ तो उनकी जान भी जा सकती है।

इसलिए सामान्य अभ्यास के तौर पर सभी घरेलू कचरे को ठीक से इकट्ठा करके निपटाना चाहिए। खराब प्रबंधन से स्वास्थ्य समस्याएँ उत्पन्न होती हैं जिससे भूजल के दूषित होने के कारण महामारियाँ फैलती हैं। यह विशेष रूप से उन लोगों के लिए खतरनाक है जो सीधे कचरे के संपर्क में आते हैं जैसे कबाड़ बीनने वाले और कचरा निपटान में लगे श्रमिक, क्योंकि ये लोग अधिकांशतः सुरक्षात्मक उपकरण जैसे दस्ताने या पनरोक जूते और गैस मास्क के बिना कचरे से निपटते हैं। आप उनके लिए क्या कर सकते हैं?

14.7 ग्रीन केमिस्ट्री

14.7.1 परिचय

यह एक सुप्रसिद्ध तथ्य है कि भारत में उर्वरकों और कीटनाशकों के प्रयोग तथा उन्नत खेती की विधियों, उच्च गुणवत्ता वाले बीजों, सिंचाई आदि के प्रयोग द्वारा 20वीं सदी के उत्तरार्ध से ही खाद्यान्न में आत्मनिर्भरता प्राप्त कर ली गई है। परंतु मिट्टी का अत्यधिक दोहन तथा उर्वरकों और कीटनाशकों के अत्यधिक प्रयोग से मिट्टी, जल और वायु की गुणवत्ता में गिरावट आई है।

इस समस्या का समाधान विकास की उस प्रक्रिया को रोकने में नहीं है जो आरंभ हो चुकी है; बल्कि ऐसी विधियों की खोज करने में है जो पर्यावरण के क्षरण को कम करने में सहायक हों। ग्रीन केमिस्ट्री एक सोचने का तरीका है और यह रसायन विज्ञान तथा अन्य विज्ञानों की मौजूदा जानकारी और सिद्धांतों का उपयोग कर पर्यावरण पर प्रतिकूल प्रभाव को कम करने के बारे में है। ग्रीन केमिस्ट्री एक उत्पादन प्रक्रिया है जो पर्यावरण को न्यूनतम प्रदूषण या क्षरण पहुँचाए। किसी प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न उप-उत्पाद यदि लाभकारी रूप से प्रयोग नहीं किए जाते हैं, तो वे पर्यावरणीय प्रदूषण में वृद्धि करते हैं। ऐसी प्रक्रियाएँ न केवल पर्यावरण के प्रति अनुकूल नहीं होतीं बल्कि लागत की दृष्टि से भी अप्रभावी होती हैं। अपशिष्ट का उत्पादन और उसका निपटान दोनों ही आर्थिक दृष्टि से असंगत हैं। रासायनिक खतरों को कम करने के लिए मौजूदा ज्ञान के आधार का उपयोग करना, साथ ही विकासात्मक गतिविधियों को अपनाना, ग्रीन केमिस्ट्री की नींव है। क्या आपने ग्रीन केमिस्ट्री के विचार को समझा है? यह सुप्रसिद्ध है कि कार्बनिक विलायक जैसे बेंजीन, टॉल्यूईन, कार्बन टेट्राक्लोराइड आदि अत्यधिक विषैले होते हैं। इनका प्रयोग करते समय सावधानी बरतनी चाहिए।

जैसा कि आप जानते हैं, एक रासायनिक अभिक्रिया में अभिकारक, आक्रामक अभिकर्मक और वह माध्यम शामिल होता है जिसमें अभिक्रिया होती है। किसी भी अभिक्रिया की सीमा भौतिक मापदंडों जैसे तापमान, दबाव और उत्प्रेरक के उपयोग पर निर्भर करती है। एक रासायनिक अभिक्रिया में, यदि अभिकारकों को पूरी तरह से उपयोगी पर्यावरण-अनुकूल उत्पादों में पर्यावरण-अनुकूल माध्यम का उपयोग करके परिवर्तित किया जाता है, तो पर्यावरण में कोई रासायनिक प्रदूषक नहीं छोड़े जाएंगे।

एक संश्लेषण के दौरान, यह सुनिश्चित करना चाहिए कि प्रारंभिक सामग्री को अंतिम उत्पादों में लगभग 100 प्रतिशत तक उत्पाद के साथ परिवर्तित किया जा सके। यह संश्लेषण की इष्टतम परिस्थितियों को प्राप्त करके प्राप्त किया जा सकता है। जलीय माध्यम में संश्लेषणात्मक अभिक्रियाओं को करना लाभकारी हो सकता है क्योंकि जल की विशिष्ट ऊष्मा अधिक होती है और वाष्पशीलता कम होती है। जल लागत प्रभावी, अज्वलनशील और किसी भी कैंसरजन प्रभाव से रहित होता है।

नोबेल हरित रसायनज्ञों को जाता है

इव्स शौविन, इंस्टिट्यूट फ्राँसेज़ डु पेट्रोल, रुएल-माल्मेज़ॉन फ्रांस; रॉबर्ट एच. ग्रब्स, कैलिफ़ोर्निया इंस्टिट्यूट ऑफ़ टेक्नोलॉजी (कैल्टेक), पसाडेना, सीए, यूएसए; और रिचर्ड आर. श्रॉक, मैसाचुसेट्स इंस्टिट्यूट ऑफ़ टेक्नोलॉजी (एमआईटी), कैम्ब्रिज, एमए, यूएसए ने 2005 का रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार जीता, नए रसायन बनाते समय खतरनाक अपशिष्ट को घटाने वाले कार्य के लिए। तिकड़ी ने कार्बनिक संश्लेषण में मेटाथेसिस विधि के विकास के लिए यह पुरस्कार जीता—अणुओं के भीतर परमाणु समूहों को पुनर्व्यवस्थित करने का एक तरीका, जिसे रॉयल स्वीडिश अकादमी ऑफ साइंसेज़ ने एक ऐसे नृत्य से तुलना दी जिसमें जोड़े अपने साथी बदलते हैं। मेटाथेसिस में दवा, जैव-प्रौद्योगिकी और खाद्य सामग्री उत्पादन उद्योगों में भारी वाणिज्यिक संभावना है। इसका उपयोग क्रांतिकारी, पर्यावरण-अनुकूल पॉलिमरों के विकास में भी होता है।

यह ‘हरित रसायन’ के लिए एक बड़ी प्रगति है, जो चतुर उत्पादन के माध्यम से संभावित रूप से खतरनाक अपशिष्ट को घटाता है। मेटाथेसिस इस बात का उदाहरण है कि मूलभूत विज्ञान का उपयोग मनुष्य, समाज और पर्यावरण के लाभ के लिए कितना महत्वपूर्ण है।

14.7.2 दैनिक जीवन में हरित रसायन

(i) कपड़ों की ड्राई क्लीनिंग

टेट्राक्लोरोएथीन $\left(\mathrm{Cl_2} \mathrm{C}=\mathrm{CCl_2}\right)$ का उपयोग पहले ड्राई क्लीनिंग के सॉल्वेंट के रूप में किया जाता था। यह यौगिक भूजल को दूषित करता है और यह संदिग्ध कार्सिनोजन भी है। इस यौगिक का उपयोग करने वाली प्रक्रिया को अब एक ऐसी प्रक्रिया से प्रतिस्थापित किया जा रहा है, जिसमें उपयुक्त डिटर्जेंट के साथ द्रवित कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग किया जाता है। हैलोजनयुक्त सॉल्वेंट को द्रवित $\mathrm{CO_2}$ से प्रतिस्थापित करने से भूजल को कम नुकसान होगा।

इन दिनों लॉन्ड्री की प्रक्रिया में कपड़ों को ब्लीच करने के लिए हाइड्रोजन पेरॉक्साइड $\left(\mathrm{H_2} \mathrm{O_2}\right)$ का उपयोग किया जाता है, जो बेहतर परिणाम देता है और कम मात्रा में पानी का उपयोग करता है।

(ii) कागज़ की ब्लीचिंग

क्लोरीन गैस का उपयोग पहले कागज़ को ब्लीच करने के लिए किया जाता था। इन दिनों, हाइड्रोजन पेरॉक्साइड $\left(\mathrm{H_2} \mathrm{O_2}\right)$ का उपयोग उपयुक्त उत्प्रेरक के साथ किया जाता है, जो हाइड्रोजन पेरॉक्साइड की ब्लीचिंग क्रिया को बढ़ावा देता है।

(iii) रसायनों का संश्लेषण

एथेनल $\left(\mathrm{CH_3} \mathrm{CHO}\right)$ का व्यावसायिक उत्पादन अब एक चरणीय ऑक्सीकरण द्वारा किया जाता है, जिसमें ऐथीन की आयनिक उत्प्रेरक की उपस्थिति में जलीय माध्यम में ऑक्सीकरण किया जाता है और इसकी प्राप्ति $90 %$ होती है।

$$ \begin{aligned} \mathrm{CH_2}=\mathrm{CH_2}+\mathrm{O_2} \xrightarrow[\operatorname{Pd}(\mathrm{II}) / \mathrm{Cu}(\mathrm{II})(\text { in water })]{\text { Catalst }} \mathrm{CH_3} \mathrm{CHO}(90 \%) \end{aligned} $$

(iv) धुंधले पानी को साफ करने के लिए ‘हरा समाधान’

इमली के बीजों के गुदे का चूर्ण नगरीय और औद्योगिक अपशिष्ट जल को स्वच्छ बनाने के लिए एक प्रभावी सामग्री पाया गया है। यह विषरहित, जैव-अवक्षयी और लागत-प्रभावी सामग्री है। यह चूर्ण सामान्यतः कृषि अपशिष्ट के रूप में त्याग दिया जाता है। वर्तमान प्रचलन ऐसे जल के उपचार के लिए फिटकरी का प्रयोग करना है। यह पाया गया है कि फिटकरी उपचारित जल में विषैले आयन बढ़ाती है और रोगों का कारण बन सकती है।

हरित रसायन, संक्षेप में, एक लागत-प्रभावी दृष्टिकोण है जिसमें सामग्री, ऊर्जा खपत और अपशिष्ट उत्पादन में कमी शामिल है।

विचार कीजिए

हमारे पर्यावरण की रक्षा करने के लिए मनुष्य के नाते हमारी क्या जिम्मेदारी है?

कुछ अवधारणाएँ, यदि कोई व्यक्ति इनका पालन करे, तो हमारे पर्यावरण और मानव जीवन की बेहतर गुणवत्ता की ओर योगदान देती हैं। हमेशा अपने बगीचे या घर के किसी अन्य स्थान पर एक कम्पोस्ट डिब्बा लगाएँ और इसका उपयोग अपने पौधों के लिए खाद बनाने में करें ताकि उर्वरकों के प्रयोग को कम किया जा सके। जब आप किराने का सामान, सब्जियाँ या कोई अन्य वस्तु खरीदें तो कपड़े का थैला प्रयोग करें और प्लास्टिक के कैरी बैग माँगने से बचें। देखें कि आपके क्षेत्र में सभी अखबार, काँच, एल्युमिनियम और अन्य वस्तुओं का पुनर्चक्रण हो। ऐसे डीलरों को खोजने में हमें थोड़ी परेशानी उठानी पड़ सकती है। हमें यह समझना चाहिए कि हमारे पास हर समस्या का समाधान नहीं है, लेकिन हम उन मुद्दों पर ध्यान केंद्रित कर सकते हैं जिनके प्रति हम दृढ़ता से महसूस करते हैं और जिनके बारे में कुछ कर सकते हैं। हमें यह ध्यान रखना चाहिए कि जो बात हम कहते हैं, उसे व्यवहार में लाएँ। हमेशा याद रखें पर्यावरण संरक्षण की शुरुआत हमसे होती है।

सारांश

पर्यावरणीय रसायन विज्ञान पर्यावरण में एक प्रमुख भूमिका निभाता है। पर्यावरण में उपस्थित रासायनिक प्रजातियाँ या तो प्राकृतिक रूप से होती हैं या मानवीय गतिविधियों द्वारा उत्पन्न होती हैं। पर्यावरणीय प्रदूषण आस-पास के वातावरण में अवांछनीय परिवर्तनों का प्रभाव है जिसके हानिकारक प्रभाव पौधों, जानवरों और मनुष्यों पर पड़ते हैं। प्रदूषक पदार्थ तीनों अवस्थाओं में पाए जाते हैं। हमने केवल उन प्रदूषकों पर चर्चा की है जो मानवीय गतिविधियों के कारण हैं और नियंत्रित किए जा सकते हैं। वायुमंडलीय प्रदूषण को आमतौर पर क्षोभमंडलीय और समतापमंडलीय प्रदूषण के रूप में अध्ययन किया जाता है। क्षोभमंडल वायुमंडल का सबसे निचला क्षेत्र है $(\sim 10 \mathrm{~km})$ जिसमें मनुष्य के साथ-साथ अन्य जीव जैसे पौधे भी रहते हैं। जबकि समतापमंडल क्षोभमंडल के ऊपर समुद्र तल से $50 \mathrm{~km}$ तक फैला है। ओज़ोन परत समतापमंडल का एक महत्वपूर्ण घटक है। क्षोभमंडलीय प्रदूषण मूल रूप से सल्फर, नाइट्रोजन, कार्बन, हैलोजन के विभिन्न ऑक्साइडों और कण प्रदूषकों के कारण होता है। गैसीय प्रदूषक पृथ्वी पर अम्लीय वर्षा के रूप में उतरते हैं। पृथ्वी तक पहुँचने वाली सौर ऊर्जा का $75 \%$ पृथ्वी की सतह द्वारा अवशोषित किया जाता है और शेष वायुमंडल में वापस विकिरित होता है। उपरोक्त उल्लिखित गैसें यह ऊष्मा फँसा लेती हैं जिससे वैश्विक तापन होता है। यह समझना महत्वपूर्ण है कि यही गैसें पृथ्वी पर जीवन के लिए भी उत्तरदायी हैं क्योंकि वे जीवन के अस्तित्व के लिए आवश्यक सौर ऊर्जा की आवश्यक मात्रा को फँसाती हैं। ग्रीनहाउस गैसों की वृद्धि पृथ्वी के वायुमंडल का तापमान बढ़ा रही है, जिसे यदि रोका न गया तो अंततः ध्रुवीय हिमखंडों के पिघलने और तटीय भूभाग के डूबने का परिणाम हो सकता है। कई मानवीय गतिविधियाँ ऐसे रसायन उत्पन्न कर रही हैं जो समतापमंडल में ओज़ोन परत की क्षति के लिए उत्तरदायी हैं, जिससे ओज़ोन छिद्र बनता है। इस ओज़ोन छिद्र के माध्यम से पराबैंगनी विकिरण पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश कर सकते हैं जिससे जीनों में उत्परिवर्तन होता है। जल जीवन का अमृत है, परंतु यदि वही जल रोगजनकों, कार्बनिक अपशिष्टों, विषैले भारी धातुओं, कीटनाशकों आदि द्वारा प्रदूषित हो जाए तो वह विष बन जाता है। इसलिए पेयजल की शुद्धता के स्तर को बनाए रखने के लिए अंतरराष्ट्रीय मानकों का पालन करना चाहिए। औद्योगिक अपशिष्ट और कीटनाशकों का अत्यधिक उपयोग भूभाग और जल निकायों को प्रदूषित करता है। कृषि प्रथाओं के लिए आवश्यक रसायनों के विवेकपूर्ण उपयोग से सतत विकास संभव हो सकता है। पर्यावरणीय प्रदूषण को नियंत्रित करने की रणनीतियाँ हो सकती हैं: (i) अपशिष्ट प्रबंधन अर्थात् अपशिष्ट की कमी और उचित निपटान, साथ ही पदार्थों और ऊर्जा की पुनः चक्रण, (ii) दैनिक जीवन में ऐसी विधियाँ अपनाना जिससे पर्यावरणीय प्रदूषण में कमी आए। दूसरी विधि रसायन विज्ञान की एक नई शाखा है जो अपनी प्रारंभिक अवस्था में है और इसे हरित रसायन विज्ञान कहा जाता है। यह मौजूदा ज्ञान और प्रथाओं का उपयोग करता है ताकि प्रदूषकों के उत्पादन में कमी लाई जा सके।