PM2.5 पार्टिकुलेट मैटर क्या है? स्रोत | प्रभावों

PM2.5 पार्टिकुलेट मैटर क्या है?

वायु गुणवत्ता की बात करें तो भारत खतरनाक स्थिति में पहुंच गया है। PM2.5 बढ़ने से वायु की गुणवत्ता, पर्यावरण और मानव स्वास्थ्य पर प्रभाव पड़ता है। विश्व स्वास्थ्य संगठन की हालिया रिपोर्ट से पता चला है कि प्रति वर्ष 8.0 मिलियन मौतें खराब वायु गुणवत्ता के कारण देखी जाती हैं। यह वैश्विक रोग बोझ का 6.7% प्रतिनिधित्व करता है जो कण पदार्थ से संबंधित हो सकता है। ओजोन के संपर्क में आने से 1.52 मिलियन अकाल मृत्यु दर्ज की गई।

PM2.5 की सघनता में वृद्धि के कारक

हवा में निलंबित ठोस कणों और तरल बूंदों के संयोजन से पार्टिकुलेट मैटर बनता है। इसमें धूल और कालिख भी होती है। पीएम 2.5 2.5 माइक्रोमीटर के व्यास वाला एक अल्ट्रा-फाइन इनहेलेबल पार्टिकल है, और यह फेफड़ों में गहराई तक प्रवेश कर सकता है, जिससे श्वसन रोग और बीमारियां हो सकती हैं। इसमें धातु और भारी धातु आयन (कैडमियम, निकेल, पोटेशियम, कॉपर), कार्बनिक और अकार्बनिक यौगिक, एलर्जी, कई माइक्रोबियल यौगिक और पॉलीसाइक्लिक एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन (पीएएच) भी शामिल हैं।

सर्दियों के मौसम में हवा के तापमान में वृद्धि और उत्तरी गोलार्ध में वायुमंडलीय परिवर्तन से हवा में PM2.5 की मात्रा बढ़ जाती है। गर्मी के मौसम के दौरान, स्थिर वायु द्रव्यमान, जंगल की आग और द्वितीयक एयरोसोल गठन PM2.5 एकाग्रता को बढ़ाते हैं।

उत्तरी भारत में, कई कारक कण पदार्थ की सघनता को बढ़ाने में योगदान करते हैं। भौतिक, रासायनिक और मौसम संबंधी कारक पर्यावरण में पीएम की सांद्रता को प्रभावित करते हैं। भौतिक और रासायनिक कारक, कण आकार, संख्या, घनत्व और वातावरण में एकाग्रता सहित, कणों की गतिशीलता (आंदोलन) को प्रभावित करते हैं। इसके अलावा, मौसम संबंधी कारक जैसे हवा की गति, हवा की दिशा और मौसम की स्थिति जैसे वर्षा परिवहन की प्रक्रियाओं और पर्यावरण में पीएम के भाग्य को प्रभावित करती है।

गर्मियों में, आवासीय ऊर्जा PM2.5 सांद्रता में 62% और सर्दियों में 70% योगदान देती है। शोध प्रयोगों से पता चला है कि रात में एकाग्रता बढ़ जाती है। भारत ने क्रमशः 24 घंटे और वार्षिक PM2.5 सांद्रता के रूप में 60 ug/m3 और 40 ug/m3 की सूचना दी है।

पर्यावरण में पार्टिकुलेट मैटर PM2.5 के स्रोत

पर्यावरण में PM2.5 की उपस्थिति और उद्भव अभी भी बहस का मुद्दा है। स्रोत वे स्रोत हैं जहां से यह प्रदूषक पर्यावरण में प्रवेश करता है।

1. प्राकृतिक स्रोतों

बारिश और अपवाह जैसी कई प्राकृतिक घटनाएं पीएम 2.5 की गतिशीलता को प्रभावित करती हैं। वर्षा का जल प्रदूषकों को धो देता है और पर्यावरण में उसका भाग्य बदल देता है। जंगल की आग, ज्वालामुखी विस्फोट और भूकंप जैसी प्राकृतिक आपदाएं पार्टिकुलेट मैटर की सघनता में वृद्धि का कारण बनती हैं। इसमें वायुमंडलीय वंश की दर कम होती है, जो पर्यावरण में इसके लगातार समय को बढ़ाता है।

2. उद्योग और उपचार संयंत्र

पेपर पल्प उद्योग, तेल रिफाइनरियों, ईंट भट्टों, बिजली संयंत्रों और नगर निगम के अपशिष्ट उपचार संयंत्रों में उत्पाद उत्पादन की प्रक्रियाएं पीएम 2.5 को पर्यावरण में छोड़ती हैं।

3. उत्सर्जन

वाहनों से निकलने वाले उत्सर्जन, कोयले के दहन, पत्तों और लकड़ियों को जलाने, कृषि गतिविधियों, पराली जलाने, बायोमास जलाने और जैव ईंधन को जलाने से कणों की सघनता में वृद्धि होती है। बिजली संयंत्रों से निकलने वाला गैसीय उत्सर्जन वातावरण में प्रतिक्रिया करता है और पार्टिकुलेट मैटर बनाता है।

4. घरेलू गतिविधियाँ और व्यक्तिगत आदतें

पीएम 2.5 तम्बाकू धूम्रपान, मोमबत्ती जलाने, खाना पकाने की गतिविधियों जैसे भूनने, तलने, रसोई की चिमनियों के अनियमित रखरखाव, मिट्टी के तेल के हीटर, गैस स्टोव, चिमनी संचालन आदि से भी निकलता है। इसके अलावा, निर्माण गतिविधियाँ पीएम 2.5 की सांद्रता को बढ़ाती हैं।

पार्टिकुलेट मैटर का प्रभाव (PM2.5)

A. पर्यावरण पर PM2.5 का प्रभाव

पार्टिकुलेट मैटर न केवल मानव स्वास्थ्य बल्कि पर्यावरण को भी प्रभावित करता है। PM2.5 के पर्यावरणीय प्रभाव को दृश्यता में कमी, अम्ल वर्षा, वायु प्रदूषण में वृद्धि, भौतिक क्षति, पारिस्थितिकी तंत्र की क्षति, पौधों और पेड़ों के कम कामकाज, दूषित जलधाराओं और महासागरों और फसल उत्पादकता और उपज में कमी के रूप में देखा जाता है। इसका फैलाव आकार के कारण आसान है और इसके पर्यावरणीय भाग्य को बदलने का कारण बनता है।

1. धुंध उत्पादन

कोहरे के कारण दृश्यता कम हो जाती है और सड़क दुर्घटनाओं की संभावना बढ़ जाती है। पार्टिकुलेट मैटर भौतिकवादी वातावरण जैसे इमारतों, मूर्तियों, स्मारकों आदि को प्रभावित करने वाले दाग छोड़ देता है।

2. मिट्टी की उर्वरता

पार्टिकुलेट मैटर की अलग-अलग रासायनिक संरचना अलग-अलग प्रभाव दिखाती है। यह मिट्टी की उर्वरता को भी प्रभावित करता है जिससे फसल की उपज और कृषि उत्पादकता में कमी आती है।

3. पोषक चक्र

पार्टिकुलेट मैटर राइजोस्फीयर को प्रभावित करने वाले पोषक तत्वों के चक्रण में बाधा डालता है।

4. संयंत्र प्रकाश संश्लेषण

बारीक कण, जब पत्तियों पर बस जाते हैं, तो सूर्य के प्रकाश को पत्तियों में प्रवेश करने से रोकते हैं और पौधों की प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया को बाधित करते हैं। पत्तियों पर PM2.5 की परत जमने के कारण घर्षण और विकिरण संबंधी गर्मी पौधों के प्रकाश संश्लेषण को प्रभावित करती है। यह प्रकाश संश्लेषक ऊतकों की ओर फोटॉन प्रवाह की पहुंच को कम करता है।

5. जल निकायों में जमाव

जलधाराओं और महासागरों सहित जल निकायों में जहरीले PM2.5 युक्त भारी धातुओं का बसना, समुद्री और जलीय पारिस्थितिक तंत्र को प्रभावित करता है। उनकी कम अम्लीय सहिष्णुता के कारण कई जलीय जीवन मर जाते हैं। यह मनुष्यों को भी प्रभावित करता है जब वे अपने आहार में दूषित जलीय भोजन शामिल करते हैं।

6. परेशान करने वाले पारिस्थितिक तंत्र

पार्टिकुलेट मैटर उनकी साझा निर्भरता, विभिन्न विषाक्तता सहिष्णुता और संबंधित प्रभावों के कारण पारिस्थितिकी तंत्र में खाद्य श्रृंखला और खाद्य वेब को भी बाधित करता है। पारिस्थितिकी तंत्र को प्रभावित करने वाली इसकी सघनता का जलवायु परिवर्तन से सीधा संबंध है।

B. मानव स्वास्थ्य पर PM2.5 का प्रभाव

महामारी विज्ञान के अध्ययन में, गंभीर स्वास्थ्य प्रभाव 2.5 माइक्रोन के व्यास वाले कण पदार्थ से जुड़े होते हैं। मानव शरीर में कण पदार्थ के प्रभाव इसकी जोखिम अवधि और एकाग्रता पर निर्भर करते हैं।

PM2.5 का स्वास्थ्य प्रभाव आयु वर्ग, लिंग और जाति के अनुसार भिन्न होता है। अध्ययन और शोध से पता चलता है कि गोरे लोग, बच्चे और महिलाएं इसके संपर्क में आने पर प्रभावित होने के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं।

1. श्वसन प्रणाली में प्रवेश

पार्टिकुलेट मैटर्स में अपने कम व्यास और बढ़े हुए सतह क्षेत्र के कारण विषाक्त पदार्थों को अपने साथ ले जाने की प्रवृत्ति होती है। छोटे आकार का पीएम आसानी से नथुने से निकल जाता है और ब्रोंची और एल्वियोली की ओर गहराई से प्रवेश करता है, जिससे फेफड़ों में वायुकोशीय दीवार का क्षरण होता है।

WHO के अनुसार, 2016 में, PM2.5 के संपर्क में आने के कारण 4.2 मिलियन समय से पहले मौतें दर्ज की गईं।

2. अस्पताल में भर्ती और अनुपस्थिति में वृद्धि

PM2.5 के संपर्क में आने से अस्पताल में भर्ती होने, आपातकालीन कक्ष में जाने और स्कूलों और कार्यालयों से अनुपस्थिति बढ़ जाती है, विशेष रूप से पहले से मौजूद विकारों, बुजुर्गों और बच्चों के मामलों में। पार्टिकुलेट मैटर निमोनिया और ब्रोंकाइटिस का कारण बनता है।

3. घातक प्रभाव

पार्टिकुलेट मैटर 2.5 का एक्सपोजर प्रारंभिक जीवन में घातक प्रभाव दिखाता है, जिसमें श्वसन, हृदय और प्रसवपूर्व विकार शामिल हैं। इससे शिशु मृत्यु दर की संभावना बढ़ जाती है।

4. मानव कॉर्निया और कंजाक्तिवा

PM2.5 की उच्च सांद्रता के संपर्क में आने से आंखों में जलन, खुजली और लालिमा, एलर्जी नेत्रश्लेष्मलाशोथ हो जाता है। प्रयोगशाला अध्ययनों से पता चलता है कि यह सेल ऑटोफैगी को ट्रिगर करके मानव कॉर्नियल एपिथेलियल सेल (एचसीईसी) के अस्तित्व को कम करता है। यह सेल सिकुड़न के लिए भी जिम्मेदार है।

5. कम एंटीऑक्सीडेंट

पार्टिकुलेट मैटर मानव शरीर में एंटीऑक्सीडेंट को कम करता है। हाइड्रॉक्सिल आयन-प्रेरित ऑक्सीडेटिव तनाव डीएनए को नुकसान पहुंचाता है। टेराटोजेनेसिस, म्यूटाजेनेसिस और कार्सिनोजेनेसिस क्षतिग्रस्त डीएनए द्वारा प्रेरित होते हैं जब इसकी समय पर मरम्मत नहीं की जाती है।

6. बढ़ी हुई आरओएस प्रजातियां

प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों (आरओएस) के अति-उत्पादन से कोशिकाओं की एंटीऑक्सीडेंट कार्यप्रणाली कम हो जाती है, जिससे कोशिका झिल्ली पर लिपिड पेरोक्सीडेशन होता है और इंट्रासेल्युलर कैल्शियम (सीए2+) का स्तर बढ़ जाता है। PM2.5 से मुक्त कणों ने फेफड़ों की कोशिकाओं को ऑक्सीकरण करने के लिए मुक्त कणों के उत्पादन को प्रेरित किया और मुक्त कणों के पेरोक्सीडेशन के कारण होने वाली शारीरिक चोट का एक प्रमुख कारण हो सकता है।

7. चयापचय गतिविधियों में कमी

PM2.5 सूजन से संबंधित साइटोकिन्स, ऑटोफैगी और ट्रांसक्रिप्शन कारक जीन के अतिअभिव्यक्ति को ट्रिगर करता है, जिससे कोशिकाओं में भड़काऊ चोटें आती हैं। पार्टिकुलेट मैटर रोगजनक आसंजन को बढ़ाता है और रोगाणुरोधी गतिविधि, स्वदेशी माइक्रोफ्लोरा, वायुकोशीय मैक्रोफेज और प्राकृतिक किलर कोशिकाओं को कम करता है।

8. अन्य संबंधित स्वास्थ्य प्रभाव

पीएम 2.5 सेरेब्रोवास्कुलर डिसऑर्डर, मानसिक स्वास्थ्य, छींकने, खांसने, आंखों, नाक और गले में जलन, त्वचा की एलर्जी, अस्थमा, कार्डियोवास्कुलर ऑब्सट्रक्टिव पल्मोनरी डिसऑर्डर (सीओपीडी), घुटन, कार्डियक अतालता, कैंसर, जीनोटॉक्सिसिटी, कैंसर और सूजन का कारण बनता है। अध्ययनों से पता चलता है कि यह मधुमेह मेलेटस, जन्म के समय कम वजन और समय से पहले मौत का कारण भी बन सकता है। यह हृदय और फुफ्फुसीय रोगों का कारण बनता है जिससे मृत्यु दर और रुग्णता में वृद्धि होती है।

दुनिया के 30 सबसे प्रदूषित शहरों में से 22 भारतीय शहर हैं

एशियाई महानगरीय क्षेत्रों में निर्माण गतिविधियाँ, ऑटोमोबाइल संख्या (जो जनसंख्या में वृद्धि के साथ बढ़ती हैं), औद्योगीकरण और शहरीकरण बड़े पैमाने पर PM2.5 प्रदूषण में योगदान करते हैं।

डब्ल्यूएचओ के अनुसार, 91% लोग निर्धारित मानकों से अधिक वायु गुणवत्ता सूचकांक वाले स्थानों में रहते हैं। 91% अकाल मृत्यु निम्न और मध्यम आय वाले देशों में देखी जाती है।

इंडिया स्टेट-लेवल डिजीज बर्डन इनिशिएटिव द्वारा लैंसेट प्लैनेटरी हेल्थ में प्रकाशित एक पेपर के अनुसार, 2019 में भारत में कुल मौतों में से 18% वायु प्रदूषण के कारण हुईं।

अमेरिकन कैंसर सोसायटी के कोहोर्ट अध्ययन ने फेफड़ों के कैंसर की मृत्यु दर में 15-27% की वृद्धि दिखाई, जिसमें PM2.5 सांद्रता में 10ug/m3 की वृद्धि हुई।

स्विस संगठन द्वारा हाल ही में जारी 2021 की रिपोर्ट के अनुसार, 22 भारतीय शहर दुनिया के 30 सबसे प्रदूषित शहरों में रैंक रखते हैं।

गाजियाबाद चीन के होतान के बाद औसत वार्षिक पार्टिकुलेट मैटर 2.5 सांद्रता के 106.6 ug/m3 के साथ दूसरे स्थान पर है। रैंकिंग हासिल करने वाले अन्य भारतीय शहरों में बुलंदशहर, बिसरख, जलालपुर, भिवाड़ी, नोएडा, ग्रेटर नोएडा, कानपुर, लखनऊ, दिल्ली, फरीदाबाद, मेरठ, हिसार, जींद, हरियाणा, आगरा, फतेहाबाद, मुजफ्फरनगर, मुजफ्फरपुर, गुड़गांव, बंधवारी, यमुना नगर, रोहतक, धारूहेड़ा। इनमें से अधिकांश शहर उत्तर भारतीय राज्यों उत्तर प्रदेश, हरियाणा और राजस्थान में हैं।

दिल्ली में पार्टिकुलेट मैटर सघनता में पराली जलाने की वृद्धि

भारत का उत्तरी क्षेत्र भारत-गंगा के मैदान पर पड़ता है। प्री-मॉनसून (अप्रैल से मई) और पोस्ट-मॉनसून (अक्टूबर से नवंबर) की अवधि तब होती है जब उत्तर भारत के निवासी भारी वायु प्रदूषण का अनुभव करते हैं। 2020 में, नायर एम. एट अल ने भारत को केवल पराली जलाने के कारण दूसरे सबसे बड़े एयरोसोल उत्सर्जन योगदानकर्ता के रूप में रिपोर्ट किया। पराली जलाने और परिवहन उत्सर्जन के साथ इसके जुड़ाव का मानव स्वास्थ्य और जलवायु परिवर्तन दोनों पर प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष प्रभाव पड़ता है। वर्ष 2019 में, दिल्ली में वायु गुणवत्ता सूचकांक (AQI) का मान 487 दर्ज किया गया था। गाजियाबाद में 493 दर्ज किया गया था, जबकि ग्रेटर नोएडा में यह 480 था, जो मानव स्वास्थ्य पर घातक और खतरनाक प्रभाव डालता है।

पराली जलाना चावल और गेहूं की फसल के पुआल को जलाना है और दिल्ली और इसके निवासियों के लिए खतरनाक है। पराली जलाने से वायुमंडलीय हवा में पार्टिकुलेट मैटर की सघनता बढ़ जाती है जो फेफड़ों के अंदर गहराई तक प्रवेश कर सकती है जिससे फेफड़ों के कैंसर की संभावना 36% बढ़ जाती है।

भारत कुल वैश्विक विकलांगता समायोजित जीवन वर्षों (DALY) का 26.2% साझा करता है। उत्तर भारत से पंजाब, हरियाणा, उत्तर प्रदेश और राजस्थान में सबसे ज्यादा DALY रिपोर्ट हुई। विश्व बैंक की एक रिपोर्ट से पता चला है कि बायोमास जलाने से दिल्ली में PM2.5 का 9-28%, मुंबई में 23-29%, चंडीगढ़ में 24% और कोलकाता में 37-70% योगदान होता है। पराली जलाने से निकलने वाले कण पराली क्षेत्र की तुलना में 2 किमी अधिक ऊंचाई पर स्थिर होते हैं और ये कण हवा से दिल्ली की तरफ 3000 मीटर की ऊंचाई तक फैल जाते हैं। इन कणों का ठहराव हवा की गति और दिशा में कमी के कारण हो सकता है।

जली हुई पराली से उत्सर्जन:

पराली जलाने से कार्बन मोनोऑक्साइड (CO), कार्बन डाइऑक्साइड (CO2), नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOx), सल्फर ऑक्साइड (SOx), मीथेन (CH4) और PM10 और PM2.5 निकलते हैं। भारत में हर साल 342 मीट्रिक टन पराली उत्पन्न होती है, जिसमें से क्रमशः 34% और 22% चावल और गेहूं का उत्पादन होता है। खुले वातावरण में खेतों में कटाई के तुरंत बाद 342 मीट्रिक टन का 23.86% जला दिया जाता है।

IARI (भारतीय कृषि अनुसंधान संस्थान) की रिपोर्ट से पता चला है कि प्रत्येक वर्ष 22 मीट्रिक टन चावल के ठूंठ में से 14 मीट्रिक टन जला दिया जाता है। हरियाणा और पंजाब कुल चावल के ठूंठ जलाने के 48% के लिए जिम्मेदार हैं। 2011 में, सहाय और अन्य ने बताया कि 63 मीट्रिक टन पराली जलाने से 3.4 मीट्रिक टन सीओ, 0.1 मीट्रिक टन एनओएक्स, 91 मीट्रिक टन सीओ2, 0.6 मीट्रिक टन सीएच4 और 1.2 मीट्रिक टन कण पदार्थ हवा में छोड़े जाते हैं।

पंजाब से इकोनॉमिक टाइम्स द्वारा पराली जलाने में 46.5% की वृद्धि और हरियाणा से 28.6% की कमी दर्ज की गई। 2019 में, पंजाब में पराली जलाने से 52,225 सक्रिय आग की सूचना मिली, जो 2020 में 24.312 आग की घटनाओं से बढ़कर 76.537 सक्रिय आग बन गई। इससे पार्टिकुलेट मैटर की सघनता में वृद्धि होती है।

पार्टिकुलेट मैटर को कम करने के उपाय 2.5

जब प्रदूषण कम करने की बात आती है तो प्रत्येक योगदान मायने रखता है। ऐसे कुछ उपाय हैं जिन्हें व्यक्ति PM2.5 प्रदूषण को कम करने के लिए अपना सकते हैं।

1. यदि आप धूम्रपान करते हैं, तो धूम्रपान छोड़ दें क्योंकि यह कण पदार्थ को 2.5 सांद्रता तक बढ़ा देता है।
2. लकड़ी, मोमबत्तियाँ और चिमनियों को लगातार जलाने से बचें।
3. बिना HEPA फिल्टर वाले वैक्यूम क्लीनर का इस्तेमाल न करें।
4. हर बार व्यक्तिगत परिवहन का उपयोग करने से बचें और कई यात्राओं की योजना बनाएं
5. घरों में सौर और पवन ऊर्जा जैसे नवीकरणीय और स्वच्छ ऊर्जा स्रोतों पर स्विच करें।
6. घरों में जेनरेटर का प्रयोग न करें।
7. लाल बत्ती पर प्रतीक्षा करने पर वाहनों को बंद करना।
8. घरों में अनावश्यक मरम्मत व निर्माण कराना बंद करें।

पार्टिकुलेट मैटर को कम करने की दिशा में एक बड़ा कदम है पराली जलाना बंद करना। इसके बजाय, जब पराली का विधिवत प्रबंधन किया जाता है, तो इससे विभिन्न आर्थिक लाभ हो सकते हैं। फसल की कटाई के बाद पैदा होने वाले ठूंठ में मिट्टी की उर्वरता बढ़ाने की क्षमता होती है। अत: इसके प्रयोग से भूमि अधिक उपजाऊ बनेगी। पराली ऊर्जा का एक अच्छा स्रोत है और इसे बिजली संयंत्रों में लगाया जा सकता है। पराली आधारित कच्चा माल कागज और लुगदी उद्योग के लिए फायदेमंद है। जैव ईंधन में, उत्पादन पराली का उपयोग बायोमास के रूप में किया जाता है। पराली को कम्पोस्ट या बायोचार में बदलना आसान है।

2018 में उपाध्याय ए. और अन्य द्वारा किए गए एक अध्ययन से पता चला है कि परिवहन, औद्योगिक और ऊर्जा क्षेत्रों से होने वाले उत्सर्जन को पूरी तरह से कम करने पर 92,380 समय से पहले जान बचाई जा सकती है। आवासीय क्षेत्रों से उत्सर्जन को पूरी तरह से कम करने पर 378,295 लोगों की जान बचाई जा सकती है। यह अनिश्चितता अंतराल के 95% के लिए जिम्मेदार है।