पर्यावरण प्रदूषण: हवा प्रदूषण (आम्ल पाऊस/MIC), जल प्रदूषण (BOD, युट्रोफिकेशन, मिनामाता), मृदा व ई-कचरा (Pollution)
पर्यावरण प्रदूषण: हवा प्रदूषण (आम्ल पाऊस/MIC), जल प्रदूषण (BOD, युट्रोफिकेशन, मिनामाता), मृदा व ई-कचरा (Pollution) या घटकामध्ये हवा प्रदूषण (Air Pollution), ध्वनी प्रदूषण व ई, प्रदूषण (Pollution) या मुद्द्यांचा सविस्तर समावेश आहे.
१. प्रदूषकांचे वर्गीकरण: प्राथमिक वि. दुय्यम (Pollutants Classification)
मानवी कृतींमुळे किंवा नैसर्गिक आपत्तींमुळे हवा, पाणी आणि जमीन यांच्या भौतिक, रासायनिक अथवा जैविक गुणधर्मांमध्ये अनिष्ट बदल घडून सजीवांच्या जीवितास धोका निर्माण होण्याच्या प्रक्रियेला प्रदूषण (Pollution) म्हणतात.
अ. निर्मितीच्या स्वरूपानुसार प्रदूषक:
- १. प्राथमिक प्रदूषक (Primary Pollutants): ज्या स्वरूपात ते मूळ स्त्रोतातून वातावरणात उत्सर्जित होतात, त्याच मूळ स्वरूपात हवेत राहून हानी पोहोचवतात.
- कार्बन मोनॉक्साइड ($CO$), सल्फर डायऑक्साइड ($SO_2$), नायट्रोजनचे ऑक्साईड्स ($NO, NO_2$), कार्बन डायऑक्साइड ($CO_2$), काजळी, धूळ व निलंबित कण (Particulate Matter - PM 2.5, PM 10).
- २. दुय्यम प्रदूषक (Secondary Pollutants): प्राथमिक प्रदूषक आणि वातावरणातील घटक (सूर्यप्रकाश, बाष्प, ऑक्सिजन) यांच्यात रासायनिक अभिक्रिया होऊन तयार होणारे घातक घटक.
- ओझोन ($O_3$ - भूपृष्ठावरील बॅड ओझोन), पॅन (Peroxyacyl Nitrate - PAN), आम्ल पाऊस ($H_2SO_4, HNO_3$), आणि प्रकाशरासायनिक धुरके (Photochemical Smog). हे प्राथमिक प्रदूषकांपेक्षा कित्येक पटीने जास्त विषारी असतात.
ब. विघटनाच्या क्षमतेनुसार:
- जैविक विघटनशील (Biodegradable): सूक्ष्मजीवांच्या क्रियेने सहज विघटन होणारे (उदा. सांडपाणी, भाजीपाल्याचा कचरा, कागद, शेण).
- जैविक अविघटनशील (Non-biodegradable): निसर्गात शेकडो वर्षे विघटन न होता टिकून राहणारे (उदा. प्लास्टिक, DDT, BHC, काच, शिसे, पारा, किरणोत्सारी कचरा).
२. हवा प्रदूषण व प्रमुख आपत्ती (Air Pollution & Incidents)
| हवा प्रदूषक | उत्सर्जनाचा मुख्य स्त्रोत | मानवी आरोग्य व पर्यावरणावरील दुष्परिणाम |
|---|---|---|
| कार्बन मोनॉक्साइड ($CO$) | वाहने व लाकूड/कोळशाचे अपूर्ण ज्वलन (Incomplete Combustion). | 'मूक मारेकरी' (Silent Killer): रक्तातील हिमोग्लोबिनशी ऑक्सिजनपेक्षा २५० पट जास्त वेगाने संयोग पावून कार्बोक्सीहिमोग्लोबिन तयार करतो; यामुळे पेशींना ऑक्सिजन न मिळून गुदमरून मृत्यू होतो. |
| सल्फर डायऑक्साइड ($SO_2$) | औष्णिक वीज केंद्रे, तेल शुद्धीकरण कारखाने, कोळसा ज्वलन. | डोळ्यांची जळजळ, दमा, ब्राँकायटिस, वनस्पतींच्या पानांमधील हरितद्रव्याचा नाश (क्लोरोसिस) आणि आम्ल पावसाचा मुख्य कारक. |
| नायट्रोजन ऑक्साईड्स ($NO_x$) | वाहनांचे इंजिन (उच्च तापमानाला हवेतील $N_2$ व $O_2$ चा संयोग). | फुफ्फुसांची जळजळ, फोटोकेमिकल स्मॉग आणि आम्ल पाऊस ($HNO_3$). |
| निलंबित धूलिकण (PM 2.5 & PM 10) | वाहनांचा धूर, बांधकाम धूळ, खाणकाम. | सूक्ष्म कण (PM 2.5) थेट फुफ्फुसांच्या कप्प्यांमध्ये (Alveoli) व रक्तात शिरून हृदयविकार आणि कर्करोग घडवतात. |
अ. आम्ल पाऊस (Acid Rain)
कारखाने आणि वाहनांमधून बाहेर पडणारे $SO_2$ आणि $NO_x$ वायू वातावरणातील पाण्याच्या बाष्पाशी रासायनिक संयोग पावतात आणि अनुक्रमे सल्फ्यूरिक आम्ल ($H_2SO_4$) व नायट्रिक आम्ल ($HNO_3$) तयार करतात. जेव्हा पावसाच्या पाण्याचा pH ५.६ पेक्षा कमी होतो, तेव्हा त्या पावसाला 'आम्ल पाऊस' म्हणतात.
- दगडाचा कर्करोग (Stone Leprosy): आम्ल पावसामुळे संगमरवराचे कॅल्शियम कार्बोनेट विरघळते ($CaCO_3 + H_2SO_4 \rightarrow CaSO_4 + H_2O + CO_2$). यामुळे आग्रा येथील ताजमहाल पिवळा पडत असून त्याचे दगड क्षीण होत आहेत.
- जमिनीची आणि तलावांची आम्लता वाढल्याने पिके जळतात आणि माशांचे अस्तित्व नष्ट होते.
ब. भोपाळ वायू दुर्घटना (Bhopal Gas Tragedy - 1984)
२ व ३ डिसेंबर १९८४ च्या मध्यरात्री मध्य प्रदेशातील भोपाळ येथील युनियन कार्बाइड इंडिया लिमिटेड (UCIL) या कीटकनाशक बनवणाऱ्या कारखान्यातून मिथाईल आयसोसायनाईट (MIC - $CH_3NCO$) या अत्यंत विषारी वायूची गळती झाली. टाकी क्र. ६१० मध्ये पाणी शिरल्याने झालेल्या उष्णता उत्सर्जक अभिक्रियेमुळे वायू हवेत पसरला. यात तात्काळ हजारो निष्पाप नागरिकांचा गुदमरून मृत्यू झाला आणि लाखो लोक कायमचे अंध व अपंग झाले.
क. धुरके (Smog: Smoke + Fog)
- क्लासिकल स्मॉग (लंडन स्मॉग): थंड व दमट हवामानात धूर आणि सल्फर ऑक्साईड्स एकत्र आल्याने होतो. हा क्षपणकारी (Reducing) असतो.
- फोटोकेमिकल स्मॉग (लॉस एंजेलिस स्मॉग): कोरड्या व उष्ण सूर्यप्रकाशात हायड्रोकार्बन्स, $NO_x$ आणि ओझोन यांच्यातील सूर्यप्रकाशाच्या अभिक्रियेने होतो. हा ऑक्सिडायझिंग (Oxidizing) असतो. यामध्ये पॅन (PAN) असतो.
३. जल प्रदूषण (Water Pollution & Parameters)
अ. जलप्रदूषणाचे महत्त्वाचे वैज्ञानिक निकष:
- विरघळलेला ऑक्सिजन (DO - Dissolved Oxygen): निरोगी पिण्याच्या पाण्यात DO चे प्रमाण ६ ते ८ mg/L (ppm) पेक्षा जास्त असावे. जर DO चे प्रमाण ४ mg/L पेक्षा कमी झाले तर पाण्याला अत्यंत प्रदूषित मानले जाते आणि जलचर मरू लागतात.
- बायोकेमिकल ऑक्सिजन डिमांड (BOD - Biochemical Oxygen Demand): पाण्यातील सेंद्रिय कचऱ्याचे सूक्ष्मजीवांमार्फत विघटन करण्यासाठी लागणाऱ्या विरघळलेल्या ऑक्सिजनचे प्रमाण म्हणजे BOD होय.
महत्त्वाचा संबंध: पाण्यातील सेंद्रिय प्रदूषण जितके जास्त → सूक्ष्मजीवांची वाढ तितकी जास्त → BOD तितकाच जास्त → विरघळलेला ऑक्सिजन (DO) तितकाच कमी!
- केमिकल ऑक्सिजन डिमांड (COD): पाण्यातील जैविक व अजैविक दोन्ही प्रकारच्या प्रदूषकांच्या ऑक्सिडीकरणासाठी लागणारा एकूण ऑक्सिजन. COD चे मूल्य नेहमी BOD पेक्षा जास्त असते.
- सुपोषण / युट्रोफिकेशन (Eutrophication): शेतातील रासायनिक खते (नायट्रेट्स व फॉस्फेट्स) आणि सांडपाणी तलावात वाहून आल्यामुळे पाण्यातील पोषकद्रव्यांचे प्रमाण प्रचंड वाढते. परिणामी शेवाळांची अनियंत्रित वाढ होते (Algal Bloom). हे शेवाळ कुजताना पाण्याचा सर्व ऑक्सिजन शोषून घेते, त्यामुळे सूर्यप्रकाश तळापर्यंत पोहोचत नाही आणि सर्व मासे व जलचर गुदमरून मरतात.
ब. जलप्रदूषणजन्य विशिष्ट आजार व विषबाधा (MPSC वारंवार विचारते)
| विषारी घटक / जड धातू | होणारा आजार / विकृती | लक्षणे व ऐतिहासिक संदर्भ |
|---|---|---|
| पारा (Mercury - $Hg$) | मिनामाता रोग (Minamata Disease) | जपानमधील मिनामाता उपसागरात १९५६ मध्ये मिथाईल मर्क्युरीयुक्त सांडपाणी सोडल्याने तेथील विषारी मासे खाणाऱ्या लोकांची चेतासंस्था (Nervous System) निकामी झाली, अंधत्व व स्नायूंचा पक्षाघात झाला. |
| कॅडमियम (Cadmium - $Cd$) | इटाई-इटाई रोग (Itai-Itai Disease / Ouch-Ouch) | जपानमध्ये जिनझू नदीच्या खोऱ्यात खाणकामामुळे दूषित झालेले पाणी व भात खाल्ल्याने हाडे ठिसूळ होऊन सांध्यांमध्ये असह्य वेदना आणि मूत्रपिंड निकामी झाले. |
| नायट्रेट्स ($NO_3^-$) | ब्लू बेबी सिंड्रोम (Methemoglobinemia) | पिण्याच्या पाण्यात नायट्रेट्सचे प्रमाण जास्त असल्यास नवजात बालकांच्या रक्तातील हिमोग्लोबिनचे रूपांतर मिथेमोग्लोबिनमध्ये होते. रक्ताची ऑक्सिजन वहनक्षमता नष्ट होऊन बाळाचे शरीर निळे पडते. |
| आर्सेनिक (Arsenic - $As$) | ब्लॅक फूट रोग (Black Foot Disease) | भूगर्भातील आर्सेनिकयुक्त पाण्यामुळे त्वचेचा कर्करोग, हात-पायांवर काळे चट्टे पडणे व रक्तवाहिन्यांचे नुकसान होते (पश्चिम बंगाल व बांगलादेशात गंभीर समस्या). |
| फ्लोराईड ($F^-$) | फ्लोरोसिस (Fluorosis) | पाण्यात फ्लोराईडचे प्रमाण १.५ ppm पेक्षा जास्त असल्यास दात पिवळे-तपकिरी पडतात आणि हाडे वाकडी होतात (कुबड निघणे). |
४. मृदा प्रदूषण व ई-कचरा (Soil & E-Waste Pollution)
- मृदा प्रदूषण: रासायनिक खतांचा (युरिया, NPK) अतिवापर, कीटकनाशके (DDT, एंडोसल्फान), प्लास्टिक आणि कारखान्यांचे आम्लयुक्त पाणी यामुळे मातीची सुपीकता नष्ट होते आणि क्षारीकरण (Salinization) वाढते.
- ई-कचरा (E-Waste - Electronic Waste): खराब झालेले संगणक, मोबाईल फोन्स, टीव्ही, बॅटऱ्या आणि सर्किट्स.
- घातक घटक: संगणक मॉनिटरमधील शिसे (Lead) मेंदू व मज्जासंस्थेवर परिणाम करतो. चिप्समधील कॅडमियम मूत्रपिंडास हानी पोहोचवतो. स्विचेसमधील पारा आणि बेरिलियम फुफ्फुसाचा कर्करोग घडवतो.
- भारतात ई-कचरा व्यवस्थापन नियम (E-Waste Management Rules) २०१६ व २०२२ लागू करण्यात आले आहेत.
- ध्वनी प्रदूषण (Noise Pollution): आवाजाची तीव्रता डेसिबल (dB) मध्ये मोजतात. मानवी कानासाठी ८० dB पेक्षा जास्त आवाज दीर्घकाळ राहिल्यास बहिरेपणा, उच्च रक्तदाब व निद्रानाश होतो. जागतिक आरोग्य संघटनेनुसार (WHO) निवासी भागात दिवसा ५५ dB आणि रात्री ४५ dB ही सुरक्षित मर्यादा आहे.
५. पोलीस भरती व सरळसेवा विशेष महत्त्वाचे वन-लायनर्स
| क्र. | परीक्षेसाठी महत्त्वाचा घटक / प्रश्न | अचूक उत्तर |
|---|---|---|
| १ | कोणत्या वायूला 'मूक मारेकरी' (Silent Killer) म्हणतात? | कार्बन मोनॉक्साइड ($CO$) |
| २ | आम्ल पावसासाठी कारणीभूत असणारे मुख्य वायू कोणते? | सल्फर डायऑक्साइड ($SO_2$) आणि नायट्रोजन ऑक्साईड्स ($NO_x$) |
| ३ | पावसाच्या पाण्याचा pH कितीपेक्षा कमी झाल्यास त्याला आम्ल पाऊस म्हणतात? | ५.६ पेक्षा कमी |
| ४ | भोपाळ वायू दुर्घटनेत (१९८४) कोणत्या विषारी वायूची गळती झाली होती? | मिथाईल आयसोसायनाईट (MIC) |
| ५ | BOD चा पूर्ण विस्तार काय आहे? | Biochemical Oxygen Demand |
| ६ | पाण्यातील सेंद्रिय प्रदूषण वाढल्यास BOD वर काय परिणाम होतो? | BOD वाढतो आणि विरघळलेला ऑक्सिजन (DO) घटतो |
| ७ | पाण्यात पारा (Mercury) मिसळल्याने कोणता आजार होतो? | मिनामाता रोग (Minamata Disease) |
| ८ | कॅडमियमच्या (Cadmium) विषबाधेमुळे कोणता रोग होतो? | इटाई-इटाई रोग (Itai-Itai Disease) |
| ९ | पिण्याच्या पाण्यात नायट्रेट्सचे प्रमाण वाढल्याने नवजात बालकांमध्ये कोणता आजार होतो? | ब्लू बेबी सिंड्रोम (Blue Baby Syndrome) |
| १० | पाण्यात पोषकद्रव्यांच्या अतिवृद्धीमुळे शेवाळ वाढून ऑक्सिजन नष्ट होण्याच्या प्रक्रियेस काय म्हणतात? | युट्रोफिकेशन / सुपोषण (Eutrophication) |
| ११ | आवाजाची तीव्रता मोजण्याचे एकक कोणते? | डेसिबल (Decibel - dB) |
| १२ | हवेतील ओझोन ($O_3$) आणि पॅन (PAN) हे कोणत्या प्रकारचे प्रदूषक आहेत? | दुय्यम प्रदूषक (Secondary Pollutants) |
| १३ | आग्रा येथील ताजमहाल पिवळा पडण्यामागील रासायनिक प्रक्रिया कोणती? | दगडाचा कर्करोग (Stone Leprosy - $SO_2$ आम्ल पाऊस) |
| १४ | पिण्याच्या पाण्यात आर्सेनिकच्या अतिप्रमाणामुळे कोणता रोग होतो? | ब्लॅक फूट रोग (Black Foot Disease) |
| १५ | वाहनांमधून बाहेर पडणारा कोणता सूक्ष्म कण फुफ्फुसात खोलवर जातो? | PM 2.5 (२.५ मायक्रॉनपेक्षा कमी आकाराचे कण) |
६. MPSC मागील वर्षांचे प्रश्न व सविस्तर विश्लेषण (PYQ)
प्रश्न १ (MPSC राज्यसेवा पूर्व): जलप्रदूषणाच्या संदर्भात खालील विधाने विचारात घ्या:
अ) पाण्यातील सेंद्रिय कचऱ्याचे प्रमाण वाढल्यास पाण्याचा BOD वाढतो.
ब) BOD चे प्रमाण वाढल्यास पाण्यातील विरघळलेला ऑक्सिजन (DO) कमी होतो.
क) पिण्याच्या पाण्याचा BOD सामान्यतः ५० mg/L पेक्षा जास्त असावा.
वरीलपैकी कोणती विधाने सत्य आहेत?
A) केवळ अ आणि ब
B) केवळ ब आणि क
C) केवळ अ आणि क
D) सर्व विधाने सत्य
उत्तर: A) केवळ अ आणि ब
स्पष्टीकरण: सेंद्रिय कचऱ्याचे विघटन करण्यासाठी जीवाणू पाstatतील ऑक्सिजन वापरतात, त्यामुळे BOD वाढतो आणि DO कमी होतो. परंतु चांगल्या पिण्याच्या पाण्याचा BOD १ mg/L पेक्षा कमी असावा; ५० mg/L हा सांडपाण्याचा BOD असतो. म्हणून विधान 'क' असत्य आहे.
प्रश्न २ (MPSC संयुक्त गट 'क' पूर्व): जपानमध्ये औद्योगिक सांडपाण्यातील कोणत्या जड धातूच्या प्रदूषणामुळे 'मिनामाता' हा प्रसिद्ध चेतातंतूंचा आजार उद्भवला होता?
A) कॅडमियम
B) पारा (Mercury)
C) शिसे (Lead)
D) क्रोमियम
उत्तर: B) पारा (Mercury)
स्पष्टीकरण: जपानच्या मिनामाता उपसागरात रासायनिक कारखान्याने मिथाईल मर्क्युरी सोडले होते. माशांमार्फत हे विष मानवी शरीरात गेले आणि मज्जासंस्था निकामी होऊन शेकडो लोकांचा मृत्यू झाला. कॅडमियममुळे 'इटाई-इटाई' रोग होतो.
प्रश्न ३ (MPSC कृषी सेवा पूर्व): हवेतील खालीलपैकी कोणता घटक 'दुय्यम प्रदूषक' (Secondary Pollutant) म्हणून ओळखला जातो?
A) कार्बन मोनॉक्साइड ($CO$)
B) सल्फर डायऑक्साइड ($SO_2$)
C) पेरोक्सीॲसिटिल नायट्रेट (PAN)
D) नायट्रोजन डायऑक्साइड ($NO_2$)
उत्तर: C) पेरोक्सीॲसिटिल नायट्रेट (PAN)
स्पष्टीकरण: प्राथमिक प्रदूषक (हायड्रोकार्बन्स आणि नायट्रोजन ऑक्साईड्स) यांच्यात सूर्यप्रकाशाच्या उपस्थितीत प्रकाशरासायनिक प्रक्रिया होऊन PAN आणि ओझोन तयार होतात. म्हणून PAN हे अत्यंत विषारी दुय्यम प्रदूषक आहे.
प्रदूषण, जागतिक तापमानवाढ व पर्यावरण करार सराव चाचणी १०
या घटकाचा अभ्यास पूर्ण झाला असल्यास लगेच चाचणी सोडून सराव करा.