प्रदूषण (Pollution)

📖 मेन्स के लिए: पर्यावरण प्रदूषण - मेन्स (PYQs, वायु/जल/प्लास्टिक प्रदूषण विश्लेषण, सरकारी पहल, आगे की राह)

प्रदूषण के प्रकार - वायु, जल, मृदा, रेडियोधर्मी और प्रकाश प्रदूषण, कारणों, प्रभावों और नियंत्रण उपायों के साथ।

वायु प्रदूषण (Air Pollution)

प्रदूषकों का वर्गीकरण

प्रकार	विवरण	उदाहरण
प्राथमिक (Primary)	लगातार, अपने मूल रूप में बने रहते हैं	डीडीटी, प्लास्टिक, CO, CO2, NOx, SOx
द्वितीयक (Secondary)	प्राथमिक प्रदूषकों की बातचीत से निर्मित	PAN, सल्फ्यूरिक एसिड, नाइट्रिक एसिड, जमीनी स्तर का ओजोन

पार्टिकुलेट मैटर (PM)

आकार वर्गीकरण

आकार	विशेषताएँ
>10 µm	नीचे बैठ जाते हैं
<10 µm (PM10)	हवा की धाराओं के साथ तैरते हैं; सांस लेने योग्य
<2.5 µm (PM2.5)	स्वास्थ्य के लिए सबसे अधिक हानिकारक (CPCB)
<0.02 µm	लगातार एरोसोल बनाते हैं

फ्लाई ऐश (Fly Ash)

स्रोत: कोयला जलाने का उप-उत्पाद (थर्मल पावर प्लांट)

संरचना: सिलिका, एल्युमिना, लोहा, कैल्शियम, मैग्नीशियम के ऑक्साइड + विषाक्त भारी धातुएं (सीसा, आर्सेनिक, कोबाल्ट, तांबा)

उपयोग:

• सीमेंट का 35% तक बदलें (निर्माण लागत कम करता है)
• हल्की, टिकाऊ ईंटें
• सड़क तटबंध, कंक्रीट सड़कें
• बंजर भूमि को पुनः प्राप्त करें, परित्यक्त खदानों को भरें
• मिट्टी में जोड़ा गया: फसल की पैदावार बढ़ाता है (लेकिन पत्तियों पर होने पर प्रकाश संश्लेषण कम करता है)

नैनोकण (Nanoparticles)

आकार: ~1/10⁹ मीटर

प्राकृतिक स्रोत: जंगल की आग, ज्वालामुखी विस्फोट, अपक्षय, रेगिस्तानी धूल भरी आंधी

प्रभाव: बादलों पर : धूल के बादल बनाने के लिए जमा होते हैं, सूर्य के प्रकाश की तीव्रता कम करते हैं ओजोन पर : प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों (ROS) का उत्पादन करते हैं, जिसमें Cl⁻ रेडिकल्स शामिल हैं जो ओजोन को नष्ट करते हैं समताप मंडल पर : आणविक हाइड्रोजन (Molecular hydrogen) + नैनोकण : जल वाष्प में वृद्धि : समताप मंडल के बादल : शीतलन प्रभाव लेकिन ओजोन विनाश भी

गैसीय प्रदूषक (Gaseous Pollutants)

कार्बन डाइऑक्साइड (CO2)

• महत्वपूर्ण ग्रीनहाउस गैस; हवा से भारी
• कार्बन-आधारित ईंधन जलाना : ग्लोबल वार्मिंग
• पानी में घुलना : कार्बोनिक एसिड : महासागर का अम्लीकरण

कार्बन मोनोऑक्साइड (CO)

गुण	विवरण
विशेषताएँ	रंगहीन, गंधहीन, स्वादहीन, हवा की तुलना में कम घना
जीवनकाल	वातावरण में अल्पकालिक
विषाक्तता	अत्यधिक विषैला; हीमोग्लोबिन के साथ कार्बोक्सीहीमोग्लोबिन बनाता है
स्रोत	जीवाश्म ईंधन दहन, लौह गलाने, ज्वालामुखी, जंगल की आग

क्लोरोफ्लोरोकार्बन (CFCs)

• लंबे समय तक जीवित; प्राकृतिक प्रक्रियाओं से नष्ट नहीं किया जा सकता स्रोत : रेफ्रिजरेटर, एसी, एयरोसोल स्प्रे प्रभाव : समताप मंडल ओजोन में कमी : यूवी किरणें पृथ्वी तक पहुंचती हैं

ओजोन (O3)

• तेज गंध के साथ रंगहीन समताप मंडल ओजोन : यूवी किरणों से बचाता है (अच्छा) जमीनी स्तर का ओजोन : CO, NO2, NO (बुरा) से गठित GHG

नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOx)

गुण	विवरण
स्रोत	बिजली, जीवाश्म ईंधन दहन
प्रतिक्रिया	O2 + N2 केवल उच्च तापमान पर प्रतिक्रिया करते हैं
N2O	GHG
NO, NO2	ग्लोबल कूलिंग गैसें (OH⁻ आयन बनाकर मीथेन को नष्ट करती हैं)
प्रभाव	स्मॉग, अम्लीय वर्षा, फोटोकेमिकल स्मॉग (NOx + VOCs)

सल्फर डाइऑक्साइड (SO2)

• विषाक्त, परेशान करने वाली, तीखी गंध स्रोत : ज्वालामुखी गतिविधि, SO2 दहन, धातु गलाने, कागज उत्पादन

अन्य प्रदूषक

प्रदूषक	विवरण
VOCs	कार्बनिक यौगिक जो जल्दी वाष्पित हो जाते हैं (जैसे, पेंट में फॉर्मेल्डीहाइड)
बेंजीन	प्राकृतिक कच्चे तेल का घटक; प्रमुख गैसोलीन घटक (उच्च ऑक्टेन)
एस्बेस्टोस, रेडॉन, एथिलीन	विभिन्न औद्योगिक/प्राकृतिक स्रोत

औद्योगिक प्रदूषण नियंत्रण

फिल्टर

बैगहाउस निस्पंदन प्रणाली — बहने वाली गैस से PMs को हटाने के लिए सबसे आम।

इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर्स (ESP)

• 99%+ पार्टिकुलेट मैटर को खत्म करें
• धूल के कण आयनों के साथ चार्ज हो जाते हैं
• विपरीत रूप से चार्ज की गई सतह द्वारा एकत्रित

जड़त्वीय कलेक्टर (साइक्लोन)

• इस सिद्धांत पर आधारित है कि SPM में विलायक की तुलना में अधिक जड़ता (inertia) होती है
• सेंट्रीफ्यूजेशन तकनीक
• भारी कणों के लिए अधिक प्रभावी

स्क्रबर्स (Scrubbers)

गीले कलेक्टर बहने वाली गैस से एरोसोल (जैसे, SO2) को हटाते हैं।

कैटेलिटिक कन्वर्टर्स

उत्प्रेरक : प्लेटिनम-पैलेडियम और रोडियम

• अधजले हाइड्रोकार्बन को परिवर्तित करें : H2O + CO2
• CO को परिवर्तित करें : CO2
• NO को परिवर्तित करें : N2 आवश्यकता : सीसा रहित पेट्रोल (सीसा उत्प्रेरक को निष्क्रिय करता है)

वाहन प्रदूषण नियंत्रण

संपीड़ित प्राकृतिक गैस (CNG)

लाभ	विवरण
दक्षता	पेट्रोल/डीजल से अधिक कुशल
अपशिष्ट	न्यूनतम अधजला कचरा
लागत	कम खर्चीला
मिलावट	आसानी से मिलावट या चोरी नहीं की जा सकती
चुनौती	आपूर्ति पाइपलाइनों और वितरण बिंदुओं का निर्माण

भारत स्टेज (BS) मानदंड

• IC इंजन से NOx, CO, हाइड्रोकार्बन, PM, SOx के निर्वहन को सीमित करें
• यूरो मानकों के बराबर (BS IV — Euro 4, BS VI — Euro 6) BS VI लागू : 1 अप्रैल, 2020 (BS V को छोड़ दिया गया)

BS IV बनाम BS VI

पैरामीटर	BS IV	BS VI
सल्फर सामग्री	50 ppm	10 ppm
डीजल कार PM कमी	—	80%
डीजल कार NOx कमी	—	70%
पेट्रोल कार NOx कमी	—	25%
आवश्यकताएं	—	OBD अनिवार्य, RDE मूल्यांकन

वायु गुणवत्ता निगरानी

NAMP (राष्ट्रीय वायु गुणवत्ता निगरानी कार्यक्रम)

CPCB द्वारा संचालित। 12 प्रदूषकों की निगरानी (2009 से): SO2, NO2, PM10, PM2.5, O3, Pb, CO, As, Ni, बेंजीन, NH3, बेंजोपाइरीन

राष्ट्रीय वायु गुणवत्ता सूचकांक (AQI)

• स्वच्छ भारत के तहत MoEFCC द्वारा 2015 में शुरू किया गया
• 8 प्रदूषकों की निगरानी करता है : PM10, PM2.5, NO2, SO2, CO, O3, NH3, Pb

AQI रेंज	श्रेणी	प्रभाव
0-50	अच्छा	न्यूनतम
51-100	संतोषजनक	मामूली परेशानी
101-200	मध्यम	संवेदनशील लोगों के लिए परेशानी
201-300	खराब	अधिकांश के लिए सांस लेने में तकलीफ
301-400	बहुत खराब	लंबे समय तक संपर्क में रहने पर श्वसन रोग
401-500	गंभीर	स्वस्थ लोगों को गंभीर रूप से प्रभावित करता है

SAFAR

पूरा नाम: वायु गुणवत्ता पूर्वानुमान और अनुसंधान प्रणाली (System of Air Quality Forecasting and Research)

• MoES द्वारा पेश किया गया; IITM-पुणे द्वारा विकसित
• IMD द्वारा संचालित
• विशाल एलईडी रंग प्रदर्शन के माध्यम से 24×7 वास्तविक समय हवा की गुणवत्ता प्रदान करता है

राष्ट्रीय स्वच्छ वायु कार्यक्रम (NCAP)

• लॉन्च: जनवरी 2019 लक्ष्य : 2025-26 तक PM स्तरों में 40% की कमी (आधार: 2017)
• फोकस: गैर-प्राप्ति (Non-attainment) शहर (102+ शहर कवर)

अम्लीय वर्षा (Acid Rain)

परिभाषा

5.6 से कम पीएच (अम्लीय) के साथ वर्षा। प्रमुख योगदानकर्ता: SO2 और NOx।

गठन प्रक्रिया

1. S और N के ऑक्साइड वातावरण में जारी किए गए
2. कुछ शुष्क निक्षेपण (dry deposition) के रूप में गिरते हैं
3. सूर्य के प्रकाश फोटो-ऑक्सीडेंट (photo-oxidant) गठन को ट्रिगर करता है
4. फोटो-ऑक्सीडेंट ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करते हैं : सल्फ्यूरिक एसिड, नाइट्रिक एसिड
5. सल्फेट, नाइट्रेट, अमोनियम, H⁺ आयनों के साथ गीला निक्षेपण (wet deposition) के रूप में गिरता है

प्रभाव

• पोषक तत्वों को लीचिंग करके मिट्टी को बांझ बनाता है
• अपघटन दर कम करता है
• भारतीय मिट्टी (ज्यादातर क्षारीय) में अच्छी बफरिंग क्षमता है
• मृदा रोगाणुओं को बैक्टीरिया-बाध्य से कवक-बाध्य प्रजातियों में बदलता है : विलंबित अपघटन

स्मॉग (SMOG)

परिभाषा

स्मॉग = धुआं (Smoke) + कोहरा (Fog)

प्रकार तुलना

क्लासिकल/लंदन स्मॉग	फोटोकेमिकल/एलए स्मॉग
ठंडी, आर्द्र जलवायु	गर्म, शुष्क, धूप वाली जलवायु
रासायनिक रूप से कम करने वाला	ऑक्सीकरण स्मॉग
धुआं + कोहरा + SO2	NO2 + PAN + VOCs + O3 + हाइड्रोकार्बन

स्मॉग कम करने वाले पौधे

जुनिपर, पिनस, पाइरस — NO2 को मेटाबोलाइज़ करते हैं और फोटोकेमिकल स्मॉग को कम करते हैं

ओजोन रिक्तीकरण (Ozone Depletion)

ओजोन परत

• समताप मंडल (15-35 किमी ऊंचाई) में स्थित
• हानिकारक यूवी-बी विकिरण को अवशोषित करता है
• "अच्छा ओजोन" पृथ्वी पर जीवन की रक्षा करता है

ओजोन क्षयकारी पदार्थ (ODS)

CFC, SF6, HCFC, CCl4, N2O, हेलोन

यूवी विकिरण प्रकार:

• UV-A: हानिकारक नहीं
• UV-B & UV-C: दोनों हानिकारक

महासागरों का अम्लीकरण (Ocean Acidification)

परिभाषा

"ग्लोबल वार्मिंग का दुष्ट जुड़वां" / "अन्य CO2 समस्या" — CO2 अवशोषण के कारण औसत महासागर पीएच में लगातार कमी।

प्रभाव

• समुद्री कैल्सीफाइंग जीवों (कोरल, कैल्केरियस प्लैंकटन) के लिए चुनौतियां
• फाइटोप्लांकटन से DMS (Dimethylsulfide) : सल्फ्यूरिक एसिड : बादल गठन : पृथ्वी शीतलन
• अम्लीय पानी : कम डीएमएस उत्पादन : कम बादल गठन : उच्च तापमान

महासागरों में ऑक्सीजन की कमी (Ocean Deoxygenation)

परिभाषा

महासागरों में घुलित ऑक्सीजन की हानि, ऊपरी 1000 मीटर में केंद्रित जहां प्रजाति समृद्धि सबसे अधिक है।

कारण

कारण	तंत्र
महासागर का गर्म होना	गर्म पानी कम ऑक्सीजन रखता है; अधिक उत्प्लावन = कम मिश्रण
यूट्रोफिकेशन	उर्वरक अपवाह, सीवेज : अत्यधिक शैवाल वृद्धि : ऑक्सीजन की कमी : मृत क्षेत्र

प्रभाव

हाइपोक्सिया (Hypoxia) : समुद्री जीवों के लिए ऊतक स्तर पर अपर्याप्त ऑक्सीजन

• मृत क्षेत्रों का विस्तार; नए कम ऑक्सीजन वाले क्षेत्र बन रहे हैं

जल प्रदूषण (Water Pollution)

बायोलॉजिकल ऑक्सीजन डिमांड (BOD)

• बैक्टीरिया द्वारा कार्बनिक कचरे को विघटित करने के लिए आवश्यक घुलित ऑक्सीजन की मात्रा
• पानी के प्रति लीटर O2 के मिलीग्राम में मापा जाता है
• उच्च BOD = कम DO = अधिक प्रदूषण
• बायोडिग्रेडेबल सामग्री तक सीमित

DO स्तर	स्थिति
<8 mg/l	दूषित
<4 mg/l	अत्यधिक दूषित

केमिकल ऑक्सीजन डिमांड (COD)

• प्रदूषण भार को मापने के लिए अधिक विश्वसनीय तरीका
• कार्बनिक और अकार्बनिक दोनों यौगिकों को ऑक्सीकृत करने के लिए आवश्यक ऑक्सीजन को मापता है
• बायोडिग्रेडेबल और गैर-बायोडिग्रेडेबल पदार्थ शामिल हैं

पानी की गुणवत्ता के बायोइंडिकेटर

अच्छा पानी	खराब पानी
कैडिस फ्लाई, मेफ्लाई, स्टोनफ्लाई, वाटर पेनी	कीट लार्वा, ट्यूबिफेक्स, पाउच घोंघा, ड्रैगनफ्लाई निम्फ

यूट्रोफिकेशन (Eutrophication)

परिभाषा: जल निकायों में अत्यधिक पोषक तत्व (N, P) संवर्धन

प्रक्रिया: उर्वरक अपवाह : शैवाल प्रस्फुटन (algal bloom) : शैवाल की मृत्यु : अपघटन : ऑक्सीजन की कमी : मृत क्षेत्र

उदाहरण: मैक्सिको की खाड़ी मृत क्षेत्र

मृदा प्रदूषण (Soil Pollution)

स्रोत

स्रोत	प्रदूषक
कृषि	कीटनाशक, उर्वरक, शाकनाशी
उद्योग	भारी धातु, रसायन, विलायक
खनन	अवशेष, भारी धातु, अम्लीय जल निकासी
शहरी कचरा	प्लास्टिक, ई-कचरा, कार्बनिक कचरा

प्रभाव

• मिट्टी की उर्वरता में कमी
• खाद्य श्रृंखला संदूषण
• भूजल प्रदूषण
• मिट्टी की जैव विविधता की हानि
• मरुस्थलीकरण

नियंत्रण उपाय

• एकीकृत कीट प्रबंधन (IPM)
• जैविक खेती
• बायोरेमेडिएशन, फाइटोरेमेडिएशन
• उचित अपशिष्ट निपटान
• फसल चक्र
• खाद

रेडियोधर्मी प्रदूषण (Radioactive Pollution)

स्रोत

प्राकृतिक	मानवजनित
कॉस्मिक किरणें	परमाणु ऊर्जा संयंत्र
रेडॉन गैस	परमाणु हथियार परीक्षण
रेडियोधर्मी चट्टानें	चिकित्सा अपशिष्ट
पोटेशियम-40	रेडियोधर्मी अयस्कों का खनन

स्वास्थ्य प्रभाव

तीव्र (Acute) : विकिरण बीमारी, जलन, मृत्यु जीर्ण (Chronic) : कैंसर (ल्यूकेमिया, थायरॉयड), आनुवंशिक उत्परिवर्तन विकासात्मक : जन्म दोष

प्रकाश प्रदूषण (Light Pollution)

प्रकार

प्रकार	विवरण
स्काईग्लो (Skyglow)	आबादी वाले क्षेत्रों में रात के आकाश का चमकना
लाइट ट्रेस्पास (Light trespass)	दूसरों की संपत्ति में प्रवेश करने वाला अवांछित प्रकाश
ग्लेयर (Glare)	अत्यधिक चमक दृश्य परेशानी पैदा करती है
अव्यवस्था (Clutter)	प्रकाश स्रोतों का अत्यधिक समूहन
ओवर-इल्युमिनेशन	जरूरत से ज्यादा रोशनी का इस्तेमाल

वन्यजीवों पर प्रभाव

• बाधित प्रवास (पक्षी, समुद्री कछुए के बच्चे)
• परिवर्तित शिकारी-शिकार संबंध
• बाधित सर्कडियन लय और प्रजनन पैटर्न
• कीटों की आबादी में गिरावट
• कोरल स्पॉनिंग समय बाधित

मानव स्वास्थ्य प्रभाव

• नींद संबंधी विकार (मेलाटोनिन दमन)
• मोटापे, मधुमेह का खतरा बढ़ जाता है
• अवसाद और मनोदशा विकार
• बाधित सर्कडियन लय

नियंत्रण उपाय

• परिरक्षित (पूर्ण कटऑफ) प्रकाश जुड़नार
• स्मार्ट लाइटिंग सिस्टम, मोशन सेंसर
• गर्म रंग की एलईडी लाइट्स
• डार्क स्काई रिजर्व और पार्क भारत का पहला डार्क स्काई रिजर्व : हेनले, लद्दाख (प्रस्तावित)