রসায়ন দ্বিতীয় পত্র · একাদশ-দ্বাদশ · অধ্যায় ১ · ১.১০
বায়ুদূষক।
ভোরবেলা শহরের নিচু আকাশে বাদামি কুয়াশা জমে, নাক আর চোখ জ্বালা করে। অথচ চিমনি বা গাড়ির নল থেকে কুয়াশা বেরোয়নি, বেরিয়েছিল বর্ণহীন NO। তাহলে বাদামি স্তরটা এল কোথা থেকে? বাতাসেই তৈরি হলো। এই নোটে দেখব কোন দূষক সরাসরি আসে, কোনটা বাতাসে বানায়, আর কোনটা শরীর ও পরিবেশের কী ক্ষতি করে।
১. দূষক, প্রাইমারি ও সেকেন্ডারি
কয়লা, প্রাকৃতিক গ্যাস, কেরোসিন, ডিজেল, পেট্রোল, এগুলো জীবাশ্ম জ্বালানি। শিল্পকারখানায় এদের দহনে CO, CO₂, SO₂, SO₃, NO ও NO₂ বর্জ্য গ্যাস তৈরি হয়ে বায়ুকে দূষিত করে।
বাতাসে এই বর্জ্য গ্যাসের মাত্রা পরিবেশ ও মানুষের শরীরের সহনীয় মাত্রার চেয়ে বেশি হলে তাকে বায়ু দূষক বলে।
যে দূষক উৎস থেকে বেরিয়ে অপরিবর্তিত অবস্থায় সরাসরি বাতাসে মেশে, সে প্রাইমারি দূষক। যেমন CO, CO₂, SO₂, NO, NH₃, H₂S, ধূলিকণা, ধোঁয়া, ছাই ও হাইড্রোকার্বন।
পরিবেশের এক বা একাধিক গ্যাসীয় উপাদানের সাথে প্রাইমারি দূষক যুক্ত হয়ে যে নতুন দূষক তৈরি হয়, সে সেকেন্ডারি দূষক। যেমন SO₃, H₂SO₄ বাষ্প, NO₂, N₂O₅ ও পারঅক্সি অ্যাসাইল নাইট্রেট (PANs)।
এবার নিজে ভাগ করো। NO₂ আর O₃ নিয়ে সবাই ভুল করে; ওদের পুরো গল্প পাঁচ নম্বর অংশে আছে।
উৎস থেকে সরাসরি, না বাতাসে তৈরি?
দূষকের প্রভাবে যে জীবের কোনো অংশে বিরূপ প্রতিক্রিয়া হয়, বা যে স্থাপত্য বস্তু ক্ষতিগ্রস্ত হয়, সেটাই দূষকের গ্রাহক (রিসেপ্টর বা টার্গেট)। এসিড বৃষ্টির রিসেপ্টর জীবকূল ও চুনাপাথরের স্থাপত্য।
পরিবেশের যে মাধ্যম অনবরত দূষকের সাথে বিক্রিয়া করে তাকে শোষণ করে বা কমিয়ে দেয়, সে দূষকের সিংক। CO₂ এর সিংক সমুদ্রের পানি ও সবুজ উদ্ভিদ; H₂SO₄ বাষ্পের সিংক চুনাপাথরের উৎস। দুটো বিক্রিয়া: CO₂ + H₂O → H₂CO₃, আর H₂SO₄ + CaCO₃ → CaSO₄ + CO₂ + H₂O।
২. নিরাপদ মাত্রা
যে নির্দিষ্ট মাত্রা পেরোলে পরিবেশ ও জীবজগৎ ক্ষতিগ্রস্ত হয়, সেটাই দূষকের নিরাপদ মাত্রা বা TLV (Threshold Limiting Value)। যেমন CO এর ০.১৫ ppm, CO₂ এর ৩৫০ ppm, SO₂ এর ০.০৫ ppm।
WHO নির্দেশিত সর্বোচ্চ নিরাপদ মাত্রা: SO₂ ০.০৫ ppm; SO₃ ০.০২ ppm; CO ০.১৫ ppm; CO₂ ৩৫০ ppm; NO ৩৫০ ppb; NO₂ ২৫০ ppb; CH₄ ২.০ ppm; H₂S ০.০০০২ ppm। খেয়াল রাখো, NO আর NO₂ এর একক ppb, বাকিগুলোর ppm। প্রতিটা গ্যাসকে তার মাত্রার ঘরে বসাও।
কোন গ্যাসের কত মাত্রা
৩. CO ও CO₂
CO ও CO₂ দুটোই বর্ণহীন, গন্ধহীন ও বিষাক্ত। কয়লা ও হাইড্রোকার্বন জ্বালানির অসম্পূর্ণ দহনে CO হয়, সম্পূর্ণ দহনে CO₂। উৎস: গ্যাস ম্যানুফ্যাকচারিং প্ল্যান্ট, কোল মাইন, পেট্রোলিয়াম রিফাইনারি, ব্লাস্ট ফার্নেস ও অটোমোবাইলের বর্জ্য গ্যাস। CO₂ গ্রিনহাউস গ্যাস হিসেবে গ্লোবাল ওয়ার্মিং ঘটায়।
CO কে নীরব ঘাতক গ্যাস বলা হয়। মানুষের অজান্তে সে প্রশ্বাসের সাথে ফুসফুসে গিয়ে রক্তনালিতে শোষিত হয়, হিমোগ্লোবিনের Fe²⁺ এর সাথে লিগ্যান্ডরূপে যুক্ত হয়, আর অক্সিহিমোগ্লোবিন (HbO₂) গঠনে বাধা দেয়।
বিক্রিয়া দুটো: Hb + O₂ → HbO₂; HbO₂ + CO → HbCO + O₂। CO অক্সিহিমোগ্লোবিন ভেঙে কার্বক্সিহিমোগ্লোবিন (HbCO) বানায়। অক্সিজেনের অভাবে প্রথমে মাথা ধরে ও ঝিমুনি আসে; বেশি CO শোষিত হলে মৃত্যু ঘটে।
হিমোগ্লোবিন (Hb) লোহিত কণিকায় থাকে। এটি 'গ্লোবিন' নামক ক্ষারধর্মী প্রোটিন আর Fe²⁺ আয়নযুক্ত জটিল যৌগ ফেরোপ্রোটোপরফিরিন (হিম, সংকেত C₃₄H₃₂FeN₄O₄) মিলে গঠিত।
৪. SO₂ ও SO₃
SO₂ ও SO₃ বর্ণহীন, অম্লীয় গন্ধের গ্যাস, আর শ্বাসকষ্ট সৃষ্টি করে। সালফার, সালফারযুক্ত কয়লা ও প্রাকৃতিক গ্যাস, খনিজ তেল পোড়ালে এরা তৈরি হয়। শিল্প উৎস: সালফিউরিক এসিড প্ল্যান্ট, পেপার ম্যানুফ্যাকচারিং প্ল্যান্ট, তাপ বিদ্যুৎ উৎপাদন কেন্দ্র, অটোমোবাইলের বর্জ্য গ্যাস, এবং ধাতুর সালফাইড আকরিক থেকে Zn, Cu, Pb নিষ্কাশনের প্ল্যান্ট।
এরা এসিড বৃষ্টি ঘটায়। নাকে ও চোখে জ্বালা ধরায়, শ্বাসনালিতে প্রদাহ করে, আর ব্রংকাইটিস ও হাঁপানি রোগ সৃষ্টি করে।
৫. NO থেকে ফটোকেমিক্যাল স্মোগ
NO বর্ণহীন নিরপেক্ষ গ্যাস; NO₂ বাদামি অম্লীয় গ্যাস। পৃথিবীজুড়ে প্রায় ৭৫ কোটি অটোমোবাইল ইঞ্জিন ও পুরাতন শিল্প প্রকল্পে পেট্রোলিয়াম জ্বালানি পোড়ে, আর তার বর্জ্য গ্যাসে থাকে NO।
বাতাসের O₂ NO কে জারিত করে NO₂ বানায়। শুষ্ক বাতাসে সূর্যের আলোয় (hν) NO₂ ভেঙে মুক্ত O পরমাণু ও NO দেয়। মুক্ত O পরমাণু O₂ এর সাথে যুক্ত হয়ে অত্যন্ত সক্রিয় ওজোন (O₃) গঠন করে।
একটা শহরের বাতাস। উৎসগুলো একে একে চালু করো, তারপর রোদ দাও।
কোন উৎস, কোন দূষক?
মিটারের দৈর্ঘ্য মডেল, মাপা মান নয়। কোন উৎস থেকে কোন গ্যাস, সেটা বইয়ের।
NO, NO₂, O₃ ও অন্যান্য দূষক, দহনযুক্ত হাইড্রোকার্বন ও ফ্রি-রেডিকেল মিলে পারঅক্সি অ্যাসাইল নাইট্রেট R-CO-O-O-NO₂ (PANs) নামে মিশ্র দূষক বানায়। এই মিশ্র দূষক শহরে ভোরবেলা নিচু আকাশে বাদামি কুয়াশাস্তর তৈরি করে। এটাই ফটোকেমিক্যাল স্মোগ; Smog = smoke + fog। নাক ও চোখে ভীষণ জ্বালা ধরায়। ধাপগুলো ক্রমে বসাও।
NO থেকে স্মোগ
তাহলে O₃ সেকেন্ডারি কেন? কারণ সে উৎস থেকে সরাসরি আসে না। বাতাসে NO₂ সূর্যের আলোয় ভেঙে যে মুক্ত O পরমাণু দেয়, সেটি O₂ এর সাথে যুক্ত হয়ে O₃ হয়। বই O₃ কে সেকেন্ডারির উদাহরণে নাম ধরে বলেনি; এটা সংজ্ঞা আর গঠনের ধাপ মিলিয়ে বের করা।
একটা ফাঁদ: CFC স্মোগ গঠনে অংশ নেয় না। এই বিক্রিয়ায় অংশ নেয় হাইড্রোকার্বন, NO, NO₂ ও O₃। বইয়ের স্মোগ-শৃঙ্খলে CFC নেই।
৬. বায়ুদূষণের প্রভাব
আবহাওয়ায়: গ্রিনহাউস গ্যাস বাড়লে ভূ-পৃষ্ঠের তাপমাত্রা বাড়ে; ভাসমান দূষক সকালে ও বিকেলে কুয়াশা বানায়, ফলে পথ চলা কঠিন হয়। স্বাস্থ্যে: ধূলিকণা বাড়লে শ্বাসকষ্ট হয়, CO বেশি হলে রক্তে বিষক্রিয়া ঘটে, আর ফটোকেমিক্যাল স্মোগ নাক ও চোখে ভীষণ জ্বালা ধরায়।
পরিবেশে: অম্লধর্মী সেকেন্ডারি দূষক SO₃, H₂SO₄ বাষ্প, NO₂ ও N₂O₅ বৃষ্টির পানিতে মিশে এসিড বৃষ্টি ঘটায়। এতে মাটি ও জলাশয়ের pH কমে; জলাশয়ে মাছ ও জলজ উদ্ভিদ মারা যায়, বনাঞ্চল ধ্বংস হয়, ফসল উৎপাদন ব্যাহত হয় ও ইকোসিস্টেম বিপর্যস্ত হয়।
৭. মিলিয়ে দেখো
তিনটা প্রশ্ন, পরীক্ষার ধাঁচে। প্রথমটা দিয়ে শুরু।
প্রশ্ন ১
ইট ভাটায় জ্বালানির অসম্পূর্ণ দহনে নিচের কোন যৌগটি সৃষ্টি হয়?
দ্বিতীয়টায় দূষকের ধরন খেয়াল করো।
প্রশ্ন ২
নিচের কোনটি সেকেন্ডারি দূষক?
শেষটা মনে রাখার পরীক্ষা।
প্রশ্ন ৩
ফটোকেমিক্যাল স্মোগ গঠনে কোন পদার্থটি অংশ নেয় না?
পুরো নোটটা সাতটা কার্ডে।
সাতটা কার্ড
সূত্র: রসায়ন দ্বিতীয় পত্র, একাদশ-দ্বাদশ শ্রেণি (এনসিটিবি), অধ্যায় ১ “পরিবেশ রসায়ন”, অনুচ্ছেদ ১.১০।