مقدمة:
يُشكل التلوث الناتج عن السيارات تهديدًا بيئيًا وصحيًا كبيرًا، حيث تُسهم المركبات في انبعاث ملوثات متنوعة تؤثر على جودة الهواء، الصحة العامة، والتوازن البيئي. تشمل هذه الملوثات الجسيمات العالقة (PM) المتولدة من غبار المكابح أو غبار الطريق، أكاسيد النيتروجين (NOx)، أول أكسيد الكربون (CO)، المركبات العضوية المتطايرة (VOCs) مثل PAHs ،. وبالتالي تأتي أهمية استخدام الفلاتر المختلفة للسيارات ( فلاتر الهواء- فلاتر الزيت – فلاتر الوقود) حيث تعد فلاتر الهواء في السيارات جزءًا أساسيًا في نظام احتراق المحرك وكذلك تنقية الهواء الداخل لمقصورة السيارة، حيث تعمل على تنقية الهواء الداخل إلى المحرك او المقصورة من الأتربة والشوائب والعوالق. إلا أن تنظيف هذه الفلاتر باستخدام كمبروسر الهواء قد يؤدي إلى إطلاق كمية كبيرة من الملوثات في الهواء، فهذه الملوثات أحد المصادر الهامة للتلوث الهوائي في المدن الكبرى، وخاصة في المناطق الصحراوية مثل مدينة الرياض بالمملكة العربية السعودية، مما قد يكون له تأثيرات سلبية على جودة الهواء وصحة الإنسان.
تهدف هذه الدراسة إلى تقييم الاثار السلبية لانبعاث هذه الملوثات من فلاتر الهواء للسيارات عند تنظيفها بكمبروسر الهواء كما يحدث في كثير من محطات الوقود المزودة بمراكز صيانة أو مراكز الصيانة المتخصصة، مع حساب تقريبي لهذه الكمية في مدينة الرياض إذا علمنا أن عدد محطات الوقود في المملكة العربية السعودية يساوي تقريبا 15000 محطة وقود ، تمثل عدد المحطات في مدينة الرياض والطرق السريعة المؤدية إليها حوالي 1800 محطة وقود يتم تشغيلهم من خلال شركات أو أفراد مختلفة ، ويبلغ عدد السيارات بجميع أنواعها التي يتم تنظيف فلاترها يوميًا بصفة تقريبية حوالي 45000 سيارة يوميا بمعدل متوسط 25 سيارة لكل محطة.
وتمثل مصادر التلوث الصادرة عن استخدام السيارات والتي بدورها تنتقل الى فلاتر الهواء في عوادم السيارات – غبار الفرامل – هالك الكاوتش – الاتربة المتطايرة ). وفيما يلي عرض لبعض الملوثات الناتجة عن استخدام المركبات المختلفة ( سيارات خاصة – نقل – معدات ..).
تُمثل انبعاثات عوادم السيارات أحد أخطر التحديات البيئية في العصر الحديث، حيث تُشكل تهديدًا متعدد الأبعاد للصحة العامة والنظم البيئية على حد سواء. وتنبعث هذه الملوثات نتيجة عمليات الاحتراق الداخلي في محركات المركبات، حاملة معها مجموعة معقدة من المواد الكيميائية الضارة التي تؤثر سلبًا على جودة الهواء والحياة البشرية.
تحتوي عوادم السيارات على خليط خطير من الملوثات تشمل الجسيمات الدقيقة (PM2.5 وPM10) التي تخترق الرئتين وتصل إلى مجرى الدم، مسببةً التهابات رئوية وأمراضًا قلبية وعائية.
وتُظهر الدراسات الحديثة أن المركبات التي تعمل بالديزل تنتج كميات أكبر من الجسيمات الدقيقة والهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAHs) مقارنةً بمحركات البنزين. وتكمن الخطورة الحقيقية في أن بعض هذه المركبات، مثل بنزو[a]بايرين، مصنفة كمواد مسرطنة من الفئة الأولى حسب الوكالة الدولية لأبحاث السرطان (IARC)..وقد ربطت الأبحاث الوبائية بين التعرض المزمن لعوادم السيارات وارتفاع معدلات الإصابة بسرطان الرئة وأمراض الجهاز التنفسي المزمنة، خاصةً بين السكان الذين يعيشون بالقرب من الطرق الرئيسية أو في المناطق الحضرية المزدحمة. كما أن الأطفال والحوامل أكثر عرضة لتأثيرات هذه الملوثات بسبب ضعف أجهزتهم المناعية وقدراتهم الدفاعية. ويبين شكل 1 مصادر تلوث الهواء.
أجريت مجموعة من الأبحاث على مكونات فلتر هواء السيارة وتوصلت إلى احتوائها على كثير من المركبات الضارة. جدول 1 يبين تركيزات الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAHs) التي ثبت وجودها في عينة من فلاتر الهواء الخاصة بالمركبات.
Detailed PAH concentrations as analyzed in CAFs (μg CAF− 1). (Katsoyiannis, et al 2012)
يقدم الجدول تحليلاً كمياً لتركيزات مركبات PAHs في 10 عينات من فلاتر هواء السيارات (CAFs)، معبراً عنها بوحدة ميكروجرام لكل مرشح (μg CAF⁻¹). هذه المركبات تنشأ أساساً من عمليات الاحتراق غير الكامل للوقود والمواد العضوية، وتعد بعضها مسرطنة وخطرة على الصحة.
وفيما يلي يبين الأثار الصحية لمركبات PAHs
BaA
Benzo(a) fluoranthene
مسرطن محتمل
BbF
Benzo(b) fluoranthene
مسرطن محتمل
BkF
Benzo(k) fluoranthene
مسرطن محتمل
BaP
Benzo(a) pyrene
مسرطن مؤكد
Ipy
indeno[123-cd]pyrene
مسرطن محتمل
dBA
Dibenzo(a.h) anthracene
مسرطن قوي
BPe
Benzo(g.h.i) perylene
غير مصنف كمسرطن
كما أشارت دراسات أخرى الى الاتربة الناتجة من استخدام فرامل السيارات والى المواد الضارة التي تنتج عنه . جدول 3 : مكونات تيل الفرامل المستخدم في السيارات والغبار الناتج عنه
( Dziubak T, Ślęzak M,2024)
يوضح الجدول السابق أن فرامل السيارات تحتوي على مواد مختلفة بتركيزات مختلفة والتي تتراكم على الطرق نتيجة استخدام السائقين للفرامل ويؤدي بلا شك الى انتقال هذه الملوثات الى فلاتر الهواء التي تحمي الموتور من أية انبعاثات أو أتربة أو جسيمات (PM 2.5 , PM10 ) والتي تتمثل خطورتها في الاثار االصحية على السكان حيث تدخل هذه الجسيمات الى جسم الانسان مسببة أثار صحية خطرة . ويمثل الشكل التالي أماكن تواجد تلك الجسيمات داخل جسم الانسان، وبالتالي فان التخلص من الأتربة والملوثات الموجودة داخل فلاتر السيارات بالطريقة التقليدية تسبب آثار صحية وبيئية خطيرة.
التأثير البيئي للأتربة المنبعثة من تنظيف فلاتر الهواء:
تحتوي فلاتر الهواء في السيارات على مجموعة من الشوائب والأتربة والانبعاثات والجسيمات الضارة التي تم جمعها من الهواء الخارج من المحيط الخارجي خلال عملية سحب الهواء إلى المحرك. فعند تنظيف فلاتر الهواء بكمبروسر الهواء، يتم تفجير الأتربة المحبوسة داخل الفلتر وتحريرها في الهواء. تُعتبر هذه الأتربة من المصادر الأساسية للتلوث الجوي في المناطق الحضرية، حيث يمكن أن تنتشر في الهواء وتصل إلى مجرى التنفس للإنسان، مما يؤدي إلى مشاكل صحية تتراوح بين التهابات الجهاز التنفسي إلى الأمراض المزمنة مثل الربو والحساسية وأعراض أخرى.
حساب كمية الأتربة المنبعثة:
لحساب كمية الأتربة المنبعثة من تنظيف فلاتر الهواء باستخدام كمبروسر الهواء، لابد من معرفة بعض البيانات الأساسية مثل حجم الفلتر ونسبة الأتربة التي يحتوي عليها.
الحسابات:
1. كمية الأتربة المنبعثة من كل فلتر: إذا كان الفلتر يحتوي على حوالي 100 جرامًا من الأتربة (متوسط بين 50 و 150 جرامًا) حسب حجم الفلتر ونوع السيارة، ونتيجة تنظيف الفلتر باستخدام كمبروسر الهواء يتم تحرير 80% من هذه الأتربة.
إذًا، عند تنظيف كل فلتر، يتم إطلاق حوالي 80 جرامًا من الأتربة في الهواء.
2. إجمالي كمية الأتربة المنبعثة يوميًا: بما أن عدد السيارات التي يتم تنظيف فلاترها في اليوم هو 45000 سيارة تقريبا في مدينة الرياض، فإن إجمالي كمية الأتربة المنبعثة يوميًا سيكون:
اجمالي الأتربة المنبعثة في الهواء = كمية الأتربة المنبعثة من الفلتر الواحد × عدد السيارات
= 80 × 45000 = 160000 جرام = 160 كيلو جرام من الأتربة
في اليوم الواحد
إذًا، فإن كمية الأتربة المنبعثة يوميًا من تنظيف فلاتر الهواء باستخدام كمبروسر الهواء هي حوالي 3600 كيلوجرام أي ما يعادل 3.600 طن من الغبار والأتربة الضارة .
التأثيرات الصحية والبيئية:
إن إطلاق هذه الكمية من الأتربة في الهواء يوميًا في مدينة مثل الرياض، التي تشهد درجات حرارة مرتفعة وتضاريس صحراوية، قد يؤدي إلى تفاقم مشاكل التلوث الهوائي، خاصة في أوقات الصيف. يمكن أن تتسبب هذه الأتربة في تدهور جودة الهواء، مما يزيد من مستويات الملوثات مثل الجسيمات الدقيقة (PM10, PM2.5) في الهواء. يمكن أن تتسبب هذه الجسيمات في مشاكل صحية متنوعة، تشمل:
- مشاكل تنفسية
- التأثيرات على صحة القلب
- التأثيرات البيئية
التوصيات:
1. استخدام تقنيات تنظيف أكثر نظافة: من المستحسن استخدام تقنيات تنظيف فلاتر الهواء التي تقلل من كمية الأتربة المنبعثة في الهواء. على سبيل المثال، استخدام أجهزة شفط متطورة أثناء تنظيف الفلاتر.
2. التشجيع على استخدام فلاتر هواء أكثر كفاءة: قد تساعد الفلاتر الأكثر كفاءة في تقليل كمية الأتربة المحبوسة بداخلها، مما يقلل من الأثر البيئي عند تنظيفها.
3. التوعية والتثقيف: يجب على أصحاب السيارات أن يكونوا على دراية بتأثير تنظيف فلاتر الهواء على البيئة، ويجب تشجيعهم على اتخاذ خطوات لتقليل الانبعاثات مثل تنظيف الفلاتر في أماكن مخصصة ومعزولة.
4. تطبيق اللوائح البيئية: على الجهات الرقابية أن تضع لوائح صارمة للحد من انبعاث الأتربة الناجمة عن تنظيف فلاتر الهواء، وذلك من خلال استخدام تقنيات تحكم في الانبعاثات.
المراجع العلمية:
1. World Health Organization (2021). "Air quality guidelines"
2. International Agency for Research on Cancer (2020). "Monographs on hazardous chemicals"
3. European Environment Agency (2022). "Annual air quality report"
4. Zhang, L. et al. (2020). "Vehicle emission trends and control strategies" in Environmental Science & Technology.
6. https://www.allenturnerhyundai.com/blog/ Why Are Car Air Filters Important?
7. Dziubak T, Ślęzak M. Characteristics of pollutants emitted by motor vehicles and their impact on the environment and engine operation. Combustion Engines. https://doi.org/10.19206/CE-194628