प्रदूषण — वायु, जल, मृदा एवं अपशिष्ट प्रबंधन

परिचय

प्रदूषण आधुनिक सभ्यता के समक्ष सबसे गंभीर पर्यावरणीय चुनौतियों में से एक है, और सीजीपीएससी राज्य सेवा परीक्षा के लिए, यह पेपर 1 सामान्य अध्ययन के अंतर्गत विज्ञान एवं पर्यावरण विषय-क्षेत्र में एक केंद्रीय स्थान रखता है। यह उप-विषय चार परस्पर जुड़े आयामों — वायु प्रदूषण, जल प्रदूषण, मृदा प्रदूषण और अपशिष्ट प्रबंधन — को समाहित करता है, जिनमें से प्रत्येक के अपने विशिष्ट कारण, क्रियाविधियाँ, परिणाम और नीतिगत प्रतिक्रियाएँ हैं। 2020 और 2023 के प्रश्नपत्रों में तीन पुष्ट पिछले वर्षों के प्रश्नों के साथ, इस उप-विषय ने एक सुसंगत परीक्षा उपस्थिति प्रदर्शित की है, जो इसे गंभीर अभ्यर्थियों के लिए उच्च-उपज क्षेत्र बनाती है।

छत्तीसगढ़ के अभ्यर्थियों के लिए यह उप-विषय विशेष रूप से महत्वपूर्ण क्यों है, इसका कारण राज्य का अद्वितीय सामाजिक-पर्यावरणीय प्रोफाइल है। छत्तीसगढ़ भारत के अग्रणी खनिज उत्पादक राज्यों में से एक है, जो कोरबा, रायगढ़ और सरगुजा जिलों में विशाल कोयला क्षेत्रों का घर है। कोयला-आधारित ताप विद्युत उत्पादन पर राज्य की भारी निर्भरता — कोरबा ताप विद्युत संकुल भारत के सबसे प्रदूषित औद्योगिक समूहों में से एक है — वायु और जल प्रदूषण के मुद्दों को सीधे स्थानीय बनाती है। हसदेव और महानदी नदी प्रणालियाँ, लाखों छत्तीसगढ़ी परिवारों की जीवन रेखाएँ, रासायनिक और जैविक संदूषण के अनेक स्रोतों का सामना करती हैं। बस्तर और सरगुजा में फैला घना जनजातीय क्षेत्र खनिज अपवाह से मृदा क्षरण का सामना करता है। इन मुद्दों को समझना केवल शैक्षणिक नहीं है; यह छत्तीसगढ़ के वर्तमान और भविष्य को समझना है।

सीजीपीएससी परीक्षक ने अब तक इस उप-विषय को तथ्यात्मक-विश्लेषणात्मक स्तर पर परखा है — छात्रों से अम्ल वर्षा की रासायनिक संरचना की पहचान करने (सीजीपीएससी 2020 में परीक्षित), पारा प्रदूषण के विविध स्रोतों की पहचान करने (सीजीपीएससी 2020 में परीक्षित), और सुपोषण तथा शैवाल प्रस्फुटन गतिकी को समझने (सीजीपीएससी 2023 में परीक्षित) के लिए कहना। यह पैटर्न बहु-स्रोत पहचान प्रश्नों और कथन-आधारित तर्क प्रश्नों के लिए एक प्राथमिकता प्रकट करता है, जिनमें से दोनों के लिए केवल रटने के बजाय वैचारिक सटीकता की आवश्यकता होती है।

कठिनाई के संदर्भ में, अब तक के प्रश्न मध्यम रहे हैं — वे उन्नत जैव रसायन की मांग नहीं करते हैं, लेकिन क्रियाविधियों के बारे में स्पष्टता की आवश्यकता होती है (उदाहरणार्थ, अम्ल वर्षा निर्माण में केवल एक नहीं, बल्कि दोनों नाइट्रिक अम्ल और सल्फ्यूरिक अम्ल क्यों शामिल हैं)। परीक्षक यह जांचता है कि क्या कोई छात्र प्रदूषक से प्रभाव तक स्रोत श्रृंखला को समझता है, यही कारण है कि प्रदूषकों की एक सतही सूची से अधिक मूल्यवान एक गहन क्रियाविधिगत समझ है।

यह अध्याय उस समझ को व्यवस्थित रूप से निर्मित करता है। यह प्रथम सिद्धांतों से वायु प्रदूषण के भौतिकी और रसायन को शामिल करता है, जैविक और रासायनिक स्रोतों सहित जल संदूषण पथों की जांच करता है, पता लगाता है कि मृदा क्षरण कैसे होता है और इसे कैसे उलटा जा सकता है, और नगरपालिका ठोस अपशिष्ट से लेकर खतरनाक और जैव-चिकित्सा अपशिष्ट तक संपूर्ण अपशिष्ट प्रबंधन परिदृश्य का सर्वेक्षण करता है। छत्तीसगढ़-विशिष्ट उदाहरणों को पूरे अध्याय में अग्रभूमि में रखा गया है। अंत तक, एक अभ्यर्थी न केवल अब तक देखे गए सटीक प्रश्न प्रकारों को, बल्कि अधिक जटिल विश्लेषणात्मक और अनुप्रयुक्त प्रश्नों को भी संभालने में सक्षम होगा जिन्हें परीक्षक भविष्य के प्रश्नपत्रों में शामिल करने की संभावना रखता है।

इस उप-विषय से तीन पीवाईक्यू केवल उस शीर्ष का प्रतिनिधित्व करते हैं जो पाठ्यक्रम की मांग है, और राष्ट्रीय स्तर पर पीएससी परीक्षाओं में पर्यावरणीय मुद्दों पर बढ़ते जोर को देखते हुए, प्रश्नों की संख्या बढ़ने की संभावना है। इस उप-विषय में प्रत्येक अंक तैयारी से अर्जित किया जा सकता है।

इस उप-विषय को अपने व्यापक पाठ्यक्रम संदर्भ में समझना भी महत्वपूर्ण है। आधिकारिक सीजीपीएससी पाठ्यक्रम इस विषय-क्षेत्र के अंतर्गत पाँच बिंदुओं को सूचीबद्ध करता है: पारिस्थितिकी तंत्र और जैव विविधता, जलवायु परिवर्तन और ग्लोबल वार्मिंग, प्रदूषण और अपशिष्ट प्रबंधन, संरक्षण कानून और संरक्षित क्षेत्र, और सतत विकास और नवीकरणीय ऊर्जा। प्रदूषण और अपशिष्ट प्रबंधन विषयों के इस पारिस्थितिकी तंत्र के ठीक बीच में स्थित है। प्रदूषण एक कारण और प्रभाव दोनों है — औद्योगिक विकास प्रदूषण को बढ़ावा देता है, जबकि प्रदूषण जैव विविधता को कमजोर करता है, जलवायु परिवर्तन को त्वरित करता है, और सतत विकास को खतरे में डालता है। एक अभ्यर्थी जो प्रदूषण क्रियाविधियों को गहराई से समझता है, उसे संपूर्ण जीएस पर्यावरण पाठ्यक्रम में अवधारणाओं को जोड़ना आसान लगेगा, जिससे परीक्षा प्रदर्शन के लिए गुणक लाभ उत्पन्न होंगे।

मूल अवधारणाएँ और आधारभूत सिद्धांत

प्रदूषण: प्राकृतिक पर्यावरण में हानिकारक पदार्थों या ऊर्जा का ऐसी सांद्रता में प्रवेश जो जीवित जीवों, मानव स्वास्थ्य, पारिस्थितिकी तंत्र या भौतिक परिवेश पर प्रतिकूल प्रभाव डालने के लिए पर्याप्त हो। प्रदूषण रासायनिक, जैविक, भौतिक (ध्वनि, प्रकाश, ऊष्मा, विकिरण) या इनका संयोजन हो सकता है।

प्रदूषक: कोई पदार्थ या ऊर्जा रूप जो प्रदूषण का कारण बनता है। प्रदूषक प्राथमिक (सीधे स्रोत से उत्सर्जित, जैसे वाहनों से कार्बन मोनोऑक्साइड) या द्वितीयक (पर्यावरण में रासायनिक अभिक्रियाओं के माध्यम से निर्मित, जैसे भूस्तरीय ओजोन या अम्ल वर्षा में सल्फ्यूरिक अम्ल) हो सकते हैं।

परिवेशी वायु: वायुमंडल की सबसे निचली परत में बाहरी हवा जो लोग साँस लेते हैं। परिवेशी वायु गुणवत्ता मानक इस माध्यम में प्रदूषकों की अधिकतम अनुमेय सांद्रता निर्दिष्ट करते हैं।

अम्ल वर्षा: वर्षा, हिमपात, ओलावृष्टि, करक या कोहरा — जिसका पीएच स्वच्छ वर्षा जल के प्राकृतिक पीएच (लगभग 5.6) से काफी कम होता है। अम्ल वर्षा तब बनती है जब सल्फर डाइऑक्साइड और नाइट्रोजन ऑक्साइड वायुमंडलीय जल और ऑक्सीजन के साथ अभिक्रिया करके क्रमशः सल्फ्यूरिक अम्ल और नाइट्रिक अम्ल उत्पन्न करते हैं।

सुपोषण: वह प्रक्रिया जिसके द्वारा कोई जल निकाय धीरे-धीरे पोषक तत्वों (मुख्यतः नाइट्रोजन और फास्फोरस) से समृद्ध हो जाता है, जिससे शैवालों और अन्य जलीय पादपों की अत्यधिक वृद्धि, विघटित ऑक्सीजन की कमी और जल गुणवत्ता में गिरावट आती है। सुपोषण शैवाल प्रस्फुटन के पीछे की क्रियाविधि है, जिसका परीक्षण सीजीपीएससी 2023 में किया गया था।

भारी धातु संदूषण: उच्च परमाणु भार वाली धातुओं द्वारा होने वाला प्रदूषण जो कम सांद्रता पर भी विषाक्त होती हैं — जिनमें पारा, सीसा, कैडमियम, आर्सेनिक और क्रोमियम शामिल हैं। ये धातुएँ खाद्य श्रृंखला में जैव संचय करती हैं और शीर्ष परभक्षियों और मनुष्यों में खतरनाक सांद्रता तक जैव आवर्धित होती हैं।

जैव संचय: वह प्रक्रिया जिसके द्वारा कोई पदार्थ (जैसे सतत कार्बनिक प्रदूषक या भारी धातु) आसपास के पर्यावरण की तुलना में उच्च सांद्रता पर किसी जीवित जीव के ऊतकों में संचित हो जाता है।

जैव आवर्धन: एक खाद्य श्रृंखला में क्रमिक पोषी स्तरों पर जाने पर किसी प्रदूषक की सांद्रता में प्रगतिशील वृद्धि। प्लवक में एक छोटी प्रारंभिक सांद्रता मछली खाने वाले पक्षियों या मनुष्यों में हज़ारों गुना अधिक केंद्रित हो सकती है।

अपशिष्ट प्रबंधन: अपशिष्ट के सृजन, संग्रहण, परिवहन, उपचार से लेकर अंतिम निपटान तक का संपूर्ण जीवनचक्र, जिसका लक्ष्य पर्यावरणीय और सार्वजनिक स्वास्थ्य प्रभावों को न्यूनतम करना है। आधुनिक अपशिष्ट प्रबंधन पदानुक्रम को अपनाता है: घटाएँ → पुनः उपयोग करें → पुनर्चक्रण करें → पुनर्प्राप्त करें → निपटान करें।

बीओडी (जैव रासायनिक ऑक्सीजन मांग): एक निश्चित तापमान पर एक विशिष्ट अवधि में जल के नमूने में उपस्थित कार्बनिक पदार्थ को विघटित करने के लिए वायवीय जैविक जीवों द्वारा आवश्यक विघटित ऑक्सीजन की मात्रा। उच्च बीओडी भारी कार्बनिक प्रदूषण और कम विघटित ऑक्सीजन को इंगित करता है, जो जलीय जीवन को मार देता है।

डीओ (विघटित ऑक्सीजन): पानी में घुली ऑक्सीजन की मात्रा, जो जलीय जीवों के लिए आवश्यक है। स्वस्थ मीठे जल प्रणालियाँ आमतौर पर डीओ को 6 मिलीग्राम/लीटर से ऊपर बनाए रखती हैं। 4 मिलीग्राम/लीटर से नीचे ऑक्सीजन की कमी हाइपॉक्सिक क्षेत्र बनाती है जहाँ मछलियाँ जीवित नहीं रह सकती हैं।

सूक्ष्म कणिका पदार्थ (पीएम): हवा में निलंबित छोटे ठोस या तरल कण। पीएम10 ≤10 माइक्रोमीटर व्यास के कणों को संदर्भित करता है; पीएम2.5 ≤2.5 माइक्रोमीटर व्यास के कणों को संदर्भित करता है, जो फेफड़ों की वायुकोशिकाओं में गहराई तक प्रवेश कर सकते हैं और रक्तप्रवाह में भी प्रवेश कर सकते हैं।

प्रकाश रासायनिक धूम्र कोहरा: एक द्वितीयक वायु प्रदूषक जो तब उत्पन्न होता है जब सूर्य का प्रकाश वायुमंडल में नाइट्रोजन ऑक्साइड और वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों के बीच रासायनिक अभिक्रियाओं को संचालित करता है, जिससे ओजोन, पेरॉक्सीएसिटिल नाइट्रेट और अन्य उत्तेजक पदार्थ उत्पन्न होते हैं। लंदन-प्रकार के धूम्र कोहरे (सल्फरयुक्त, अपचायक) के विपरीत, प्रकाश रासायनिक धूम्र कोहरा एक ऑक्सीकारक धूम्र कोहरा है जो गर्म, धूप वाले शहरों की विशेषता है।

मृदा अपरदन: हवा, जल, बर्फ या जैविक गतिविधि द्वारा मृदा कणों का एक स्थान से दूसरे स्थान पर घर्षण और परिवहन। मृदा प्रदूषण से भिन्न — अपरदन मृदा को ही हटाता है, जबकि प्रदूषण मृदा को उसके स्थान पर रासायनिक या जैविक रूप से ख़राब करता है।

लीचेट: वह तरल जो ठोस अपशिष्ट पदार्थ के माध्यम से रिसकर बहा है और उसमें से विघटित या निलंबित पदार्थ निकाल लिया है। लैंडफिल से लीचेट भूजल संदूषण का एक प्रमुख स्रोत है।

सतत कार्बनिक प्रदूषक (पीओपी): कार्बनिक रसायनों का एक समूह जो रासायनिक, जैविक और प्रकाश-अपघटन प्रक्रियाओं के माध्यम से पर्यावरणीय क्षरण के प्रति प्रतिरोधी होते हैं। ये खाद्य श्रृंखला में संचित होते हैं और बहुत कम सांद्रता पर विषाक्त होते हैं। स्टॉकहोम कन्वेंशन उनके वैश्विक न्यूनीकरण को नियंत्रित करता है; उदाहरणों में डीडीटी, पीसीबी, डाइऑक्सिन और फ्यूरान शामिल हैं।

ग्रीनहाउस प्रभाव: वह प्रक्रिया जिसके द्वारा कुछ वायुमंडलीय गैसें (CO₂, CH₄, N₂O, जल वाष्प और ओजोन) पृथ्वी की सतह से अवरक्त विकिरण को अवशोषित और पुनः उत्सर्जित करती हैं, जिससे निचला वायुमंडल गर्म होता है। मानवजनित उत्सर्जनों से संवर्धित ग्रीनहाउस प्रभाव समकालीन ग्लोबल वार्मिंग को संचालित कर रहा है।

वायु गुणवत्ता सूचकांक (एक्यूआई): जनता को दैनिक वायु गुणवत्ता बताने के लिए उपयोग किया जाने वाला एक मानकीकृत संख्यात्मक पैमाना। भारत का एक्यूआई पैमाना 0 से 500 तक चलता है, जो छह रंग-कोडित श्रेणियों में विभाजित है: अच्छा (0–50), संतोषजनक (51–100), मध्यम (101–200), खराब (201–300), अत्यधिक खराब (301–400), और गंभीर (401–500)।

बिंदु स्रोत बनाम अ-बिंदु स्रोत प्रदूषण: बिंदु स्रोत प्रदूषण एक एकल, पहचान योग्य और स्थानीयकृत आउटलेट से उत्पन्न होता है — जैसे कारखाने का डिस्चार्ज पाइप या सीवेज आउटफॉल। अ-बिंदु स्रोत प्रदूषण विसरित, व्यापक इनपुट से आता है — जैसे कृषि अपवाह, शहरी तूफानी जल, या वायुमंडलीय निक्षेपण — जिसे एक मूल तक नहीं खोजा जा सकता है। अ-बिंदु स्रोत प्रदूषण को विनियमित और निगरानी करना कहीं अधिक कठिन है।

तापीय प्रदूषण: किसी भी प्रक्रिया द्वारा जल गुणवत्ता का ह्रास जो परिवेशी जल तापमान को बदल देती है। बिजली संयंत्र के शीतलक जल का निर्वहन, गर्म शहरी तूफानी जल अपवाह, और नदी तटों का वनोन्मूलन सभी जल तापमान बढ़ाते हैं। 1–2°C की वृद्धि भी विघटित ऑक्सीजन को कम कर सकती है, तापमान-संवेदनशील मछली प्रजातियों के प्रजनन को बाधित कर सकती है, और जलीय समुदाय संरचना को बदल सकती है।

भारत में पर्यावरणीय मानक ढाँचा

प्रदूषण नियंत्रण के लिए भारत का कानूनी ढाँचा पर्यावरण संरक्षण अधिनियम, 1986 (छत्र कानून), वायु (प्रदूषण निवारण और नियंत्रण) अधिनियम, 1981, जल (प्रदूषण निवारण और नियंत्रण) अधिनियम, 1974, और खतरनाक अपशिष्ट, जैव-चिकित्सा अपशिष्ट, प्लास्टिक अपशिष्ट, ई-कचरा और ठोस अपशिष्ट के लिए विशिष्ट नियमों पर टिका है। केंद्रीय प्रदूषण नियंत्रण बोर्ड (सीपीसीबी) राष्ट्रीय मानक निर्धारित करता है; छत्तीसगढ़ पर्यावरण संरक्षण बोर्ड (सीईसीबी) उन्हें राज्य स्तर पर लागू करता है।

राष्ट्रीय परिवेशी वायु गुणवत्ता मानक (एनएएक्यूएस), सीपीसीबी द्वारा संशोधित, SO₂, NO₂, PM10, PM2.5, ओजोन, CO, सीसा, अमोनिया और बेंजीन सहित प्रदूषकों के लिए अधिकतम अनुमेय सांद्रता निर्धारित करते हैं। छत्तीसगढ़ का औद्योगिक बेल्ट — विशेष रूप से कोरबा, रायपुर, भिलाई और रायगढ़ — बार-बार NAAQS सीमाओं को पार करता है, इन शहरों को राष्ट्रीय स्वच्छ वायु कार्यक्रम (एनसीएपी) की गैर-प्राप्ति शहरों की सूची में रखता है।

भारत का पर्यावरणीय विधायी ढाँचा स्तरित है। पर्यावरण संरक्षण अधिनियम, 1986 (ईपीए) छत्र क़ानून है जो केंद्र सरकार को पर्यावरण संरक्षण के लिए आवश्यक सभी उपाय करने का अधिकार देता है — मानक जारी करना, उद्योगों को विनियमित करना, निरीक्षण करना और आपातकालीन कार्रवाई करना। EPA के तहत, सरकार ने खतरनाक अपशिष्ट, जैव-चिकित्सा अपशिष्ट, प्लास्टिक अपशिष्ट, निर्माण अपशिष्ट, ई-कचरा और बैटरी अपशिष्ट के लिए नियम अधिसूचित किए हैं — प्रत्येक एक अलग नियामक उप-प्रणाली बनाता है। CECB जैसे राज्य बोर्ड जमीनी स्तर पर प्रवर्तन शाखा के रूप में काम करते हैं। राष्ट्रीय हरित अधिकरण (एनजीटी), 2010 में स्थापित, पर्यावरणीय विवादों के लिए एक विशेष न्यायिक मंच प्रदान करता है, और इसके आदेशों ने प्रदूषण नियंत्रण व्यवहार को महत्वपूर्ण रूप से आकार दिया है — जिसमें कुछ उद्योगों के लिए शून्य तरल निर्वहन अनिवार्य करना, अनुपचारित सीवेज वाले शहरों पर दंड लगाना, और पारिस्थितिक रूप से संवेदनशील क्षेत्रों को खनन अतिक्रमण से बचाना शामिल है।

वायु प्रदूषण: स्रोत, रसायन और प्रभाव

प्राथमिक और द्वितीयक वायु प्रदूषक

वायु प्रदूषण स्रोतों की दो व्यापक श्रेणियों से उत्पन्न होता है। प्राकृतिक स्रोतों में ज्वालामुखी विस्फोट (जो SO₂, HCl और राख छोड़ते हैं), जंगल की आग, धूल के तूफान, समुद्री स्प्रे और मीथेन, हाइड्रोजन सल्फाइड और अमोनिया छोड़ने वाला जैविक अपघटन शामिल हैं। मानवजनित स्रोत — मानव गतिविधि के कारण होने वाले — शहरी और औद्योगिक वातावरण में हावी हैं और नीति के लिए प्राथमिक चिंता का विषय हैं।

मानवजनित स्रोतों को वर्गीकृत किया जा सकता है:

• स्थिर स्रोत: बिजली संयंत्र, कारखाने, रिफाइनरियाँ, स्मेल्टर
• गतिशील स्रोत: वाहन (सड़क, रेल, विमानन, शिपिंग)
• क्षेत्र स्रोत: कृषि जलन, निर्माण धूल, घरेलू खाना पकाना
• अनियंत्रित स्रोत: खनन धूल, खुला डंपिंग, कच्ची सड़कें

छत्तीसगढ़ में, स्थिर स्रोत हावी हैं। एनटीपीसी कोरबा सुपर ताप विद्युत संयंत्र, सीपत ताप विद्युत संयंत्र, और रायगढ़–कोरबा गलियारे में कई स्वतंत्र बिजली उत्पादक सामूहिक रूप से इस क्षेत्र को उपग्रह डेटा के अनुसार भारत के सबसे अधिक SO₂-भारी क्षेत्रों में से एक बनाते हैं। कोयला धुलाई, फ्लाई ऐश हैंडलिंग और खुले ओवरबर्डन डंप गैसीय और कणीय दोनों भारों में योगदान करते हैं।

अम्ल वर्षा का रसायन

अम्ल वर्षा सल्फर डाइऑक्साइड और नाइट्रोजन ऑक्साइड के ऑक्सीकरण से जुड़ी एक दो-चरणीय वायुमंडलीय प्रक्रिया के माध्यम से बनती है — दोनों का परीक्षण CGPSC 2020 प्रश्न के माध्यम से किया गया था।

चरण 1 — सल्फ्यूरिक अम्ल निर्माण: SO₂ + H₂O → H₂SO₃ (सल्फ्यूरस अम्ल, एक मध्यवर्ती) 2SO₂ + O₂ → 2SO₃ SO₃ + H₂O → H₂SO₄ (सल्फ्यूरिक अम्ल)

चरण 2 — नाइट्रिक अम्ल निर्माण: 4NO + 3O₂ + 2H₂O → 4HNO₃ (नाइट्रिक अम्ल) या NO₂ के माध्यम से: 3NO₂ + H₂O → 2HNO₃ + NO

परिणाम वर्षा है जिसका pH मान आमतौर पर 4.0 से 5.5 तक होता है, और चरम औद्योगिक क्षेत्रों में 3.0 तक कम होता है। सही घटक — सल्फ्यूरिक अम्ल और नाइट्रिक अम्ल — इन दो स्वतंत्र ऑक्सीकरण पथों को दर्शाते हैं। एसिटिक अम्ल या फॉस्फोरिक अम्ल जैसे अन्य अम्ल दहन उत्पादों के वायुमंडलीय ऑक्सीकरण के माध्यम से नहीं बनते हैं और इस प्रकार अम्ल वर्षा निर्माण में कोई भूमिका नहीं निभाते हैं। हाइड्रोजन क्लोराइड, जबकि कभी-कभी औद्योगिक स्रोतों से मौजूद होता है, क्षेत्रीय पैमाने पर अम्ल वर्षा में महत्वपूर्ण योगदान नहीं देता है।

अम्ल वर्षा के प्रभावों में शामिल हैं:

• वनों को क्षति: अम्लीय निक्षेपण मिट्टी से कैल्शियम, मैग्नीशियम और पोटैशियम का रिसाव करता है, जिससे पेड़ कमज़ोर होते हैं; साथ ही पत्ती की उपत्वचा को सीधे नुकसान पहुँचाता है
• झील अम्लीकरण: pH के 5 से नीचे गिरने पर मछलियाँ और जलीय जैव विविधता नष्ट हो जाती है
• संरचनाओं का क्षरण: संगमरमर, चूना पत्थर और कंक्रीट सल्फ्यूरिक अम्ल के साथ अभिक्रिया करते हैं; यह ऐतिहासिक स्मारकों के लिए एक प्रमुख चिंता का विषय है
• मृदा रसायन में व्यवधान: pH गिरने पर मिट्टी के खनिजों से विषाक्त एल्युमिनियम आयन मुक्त होते हैं

छत्तीसगढ़ में, कोरबा के ताप संयंत्रों से अम्लीय निक्षेपण लेमरु और हसदेव अरंड के आस-पास के वन क्षेत्रों को प्रभावित करने का अनुमान है, हालाँकि व्यापक दीर्घकालिक निगरानी डेटा अभी भी दुर्लभ है। NTPC कोरबा और CSEB (छत्तीसगढ़ राज्य विद्युत बोर्ड) संयंत्रों में उनकी सभी पुरानी इकाइयों पर पूरी तरह से आधुनिक फ़्लू-गैस डिसल्फ़राइज़ेशन इकाइयों का अभाव है, जिससे SO₂ इस संकुल से अम्ल-वर्षा का प्रमुख अग्रदूत बन जाता है। सेंटिनल-5पी उपग्रह के उपग्रह डेटा ने कोरबा को भारत के शीर्ष SO₂-उत्सर्जक हॉटस्पॉट में से एक के रूप में पहचाना है।

अम्ल-निर्माण प्रदूषकों के स्वास्थ्य प्रभाव:

• SO₂ श्वसन पथ में जलन पैदा करता है; उच्च सांद्रता पर, यह श्वसनी-संकुचन का कारण बनता है और अस्थमा को बढ़ाता है
• NO₂ परिवेशी स्तरों पर फेफड़े के ऊतकों को नुकसान पहुँचाता है और श्वसन संक्रमणों के प्रति प्रतिरोधक क्षमता कम करता है
• बच्चे और बुजुर्ग विशेष रूप से संवेदनशील हैं; कोरबा और रायगढ़ में असुरक्षित खुले गड्ढे वाली खदानों में श्रमिक सीधे व्यावसायिक जोखिम का सामना करते हैं
• कोरबा का स्वास्थ्य बोझ: अध्ययनों ने तापीय संकुल के पास समुदायों में श्वसन रोगों की बढ़ी हुई दरों का दस्तावेजीकरण किया है, हालाँकि कारण बहु-कारकीय है

प्रकाश रासायनिक धूम्र कोहरा और भूस्तरीय ओजोन

प्रकाश रासायनिक धूम्र कोहरा उच्च वाहन घनत्व और प्रचुर सूर्य प्रकाश वाले शहरों में बनता है। मुख्य अभिक्रियाओं में वाहनों द्वारा उत्सर्जित नाइट्रोजन ऑक्साइड और ईंधन वाष्पीकरण, वनस्पति और औद्योगिक प्रक्रियाओं से वाष्पशील कार्बनिक यौगिक (वीओसी) शामिल हैं। जब सूर्य से पराबैंगनी विकिरण NO₂ अणुओं को तोड़ता है, तो यह परमाणु ऑक्सीजन छोड़ता है, जो O₂ के साथ मिलकर क्षोभमंडल में ओजोन (O₃) बनाता है।

समतापमंडलीय ओजोन के विपरीत — जो जीवन को पराबैंगनी विकिरण से बचाता है और आवश्यक है — भू-स्तरीय ओजोन एक श्वसन उत्तेजक है जो अस्थमा, ब्रोंकाइटिस, फेफड़ों की कार्यक्षमता में कमी और फसलों को नुकसान पहुँचाता है। पेरॉक्सीएसिटिल नाइट्रेट (पैन), एक अन्य प्रकाश रासायनिक धूम्र कोहरा घटक, एक शक्तिशाली लैक्रिमेटर (आँख में जलन पैदा करने वाला) और फाइटोटॉक्सिन है।

ग्रीनहाउस गैसें और जलवायु संबंध

जबकि सख्ती से स्थानीय प्रदूषक नहीं हैं, ग्रीनहाउस गैसें (जीएचजी) आधुनिक परीक्षाओं में प्रदूषण कथा में केंद्रीय हैं। जीवाश्म ईंधन दहन से कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂), पशुधन, धान के खेतों और लैंडफिल से मीथेन (CH₄), और उर्वरकों से नाइट्रस ऑक्साइड (N₂O) सभी बाहर जाने वाले अवरक्त विकिरण को फँसाते हैं, वायुमंडल को गर्म करते हैं।

छत्तीसगढ़ की स्थिति यहाँ मायने रखती है: कोयला-आधारित बिजली उत्पादन भारत के ऊर्जा क्षेत्र में CO₂ का सबसे बड़ा एकल स्रोत है, और छत्तीसगढ़ देश भर के संयंत्रों को कोयले की आपूर्ति करता है। छत्तीसगढ़ द्वारा प्राप्त कैम्पा निधि (मुआवजा वनीकरण प्रबंधन और योजना प्राधिकरण) डायवर्जन शुल्क इसके वनों के कार्बन पृथक्करण मूल्य को दर्शाता है।

इनडोर वायु प्रदूषण: अदृश्य छत्तीसगढ़ समस्या

जबकि औद्योगिक उत्सर्जन सुर्खियों में हावी है, इनडोर वायु प्रदूषण ग्रामीण छत्तीसगढ़ के बहुमत के लिए संभवतः अधिक गंभीर स्वास्थ्य बोझ है। छत्तीसगढ़ की लगभग 70% जनसंख्या ग्रामीण है, और एक बड़ा अंश अभी भी खाना पकाने के लिए बायोमास — जलाऊ लकड़ी, गोबर के उपले और फसल अवशेष — पर निर्भर है। खराब हवादार पारंपरिक चूल्हों में ठोस बायोमास के दहन से कार्बन मोनोऑक्साइड, PM2.5, बेंजीन, फॉर्मेल्डिहाइड और पॉलीएरोमैटिक हाइड्रोकार्बन का उत्पादन उन सांद्रता में होता है जो घर के अंदर बाहरी औद्योगिक प्रदूषण को कई गुना अधिक कर सकते हैं।

महिलाएँ और छोटे बच्चे, जो खाना पकाने की आग के पास सबसे अधिक समय बिताते हैं, सबसे अधिक जोखिम सहन करते हैं। डब्ल्यूएचओ ने ठोस ईंधन के उपयोग से घरेलू वायु प्रदूषण को वैश्विक स्तर पर बीमारी के प्रमुख पर्यावरणीय कारणों में से एक के रूप में पहचाना है, जो निमोनिया, क्रॉनिक ऑब्सट्रक्टिव पल्मोनरी डिजीज (सीओपीडी), फेफड़ों के कैंसर और कम जन्म वजन में योगदान देता है।

प्रधानमंत्री उज्ज्वला योजना (पीएमयूवाई) — जो गरीबी रेखा से नीचे के परिवारों को एलपीजी कनेक्शन प्रदान करती है — इनडोर वायु प्रदूषण के लिए केंद्र सरकार की प्राथमिक प्रतिक्रिया है। छत्तीसगढ़, अपनी बड़ी जनजातीय और बीपीएल आबादी के साथ, इस योजना का एक प्रमुख लाभार्थी रहा है। हालाँकि, सतत एलपीजी उपयोग के लिए रिफिल सिलेंडरों तक आर्थिक पहुँच की आवश्यकता होती है, और जब सिलेंडर की लागत अधिक होती है तो कई लाभार्थी बायोमास पर वापस लौट गए हैं।

सूक्ष्म कणिका पदार्थ: पीएम2.5 और स्वास्थ्य

PM2.5 अपने असमानुपातिक स्वास्थ्य प्रभाव के कारण विशेष ध्यान देने योग्य है। ये कण, 2.5 माइक्रोमीटर से छोटे, नग्न आँख से अदृश्य होते हैं और दिनों तक हवा में निलंबित रहते हैं, स्रोतों से सैकड़ों किलोमीटर की यात्रा करते हैं। जब साँस ली जाती है, तो PM2.5 नाक और ऊपरी वायुमार्ग को बायपास करता है, फेफड़ों की सबसे गहरी थैलियों (वायुकोशिकाओं) तक पहुँचता है, और सबसे छोटे कण रक्तप्रवाह में पार कर सकते हैं, हृदय, मस्तिष्क और अन्य अंगों तक पहुँच सकते हैं।

दीर्घकालिक PM2.5 जोखिम से जुड़ा है:

• हृदय रोग: धमनीकाठिन्य, रोधगलन, आघात
• श्वसन रोग: फेफड़ों का कैंसर, सीओपीडी, बच्चों में फेफड़ों का कम विकास
• तंत्रिका संबंधी प्रभाव: संज्ञानात्मक गिरावट और मनोभ्रंश के लिए उभरते साक्ष्य
• अकाल मृत्यु दर: वैश्विक रोग बोझ अध्ययन का अनुमान है कि PM2.5 भारत में सालाना दस लाख से अधिक अकाल मौतों में योगदान देता है

कोयला दहन से फ्लाई ऐश छत्तीसगढ़ में PM2.5 का एक प्रमुख स्रोत है। फ्लाई ऐश कणों में आर्सेनिक, सेलेनियम और क्रोमियम सहित भारी धातुएँ होती हैं, जो कणीय भार में एक विषाक्त-धातु आयाम जोड़ती हैं। ऐश तालाब विफलताएँ — जहाँ ताप संयंत्रों से फ्लाई ऐश घोल रोकथाम से बच जाता है — बारीक कणिका पदार्थों और सूक्ष्म धातुओं दोनों से आस-पास के कृषि भूमि और जल निकायों को दूषित करती हैं।

जल प्रदूषण: पथ, रसायन और छत्तीसगढ़ संदर्भ

जल प्रदूषकों की श्रेणियाँ

जल प्रदूषकों को पारंपरिक रूप से आठ श्रेणियों में वर्गीकृत किया जाता है:

1. रोगजनक — सीवेज और पशु अपशिष्ट से जीवाणु, विषाणु, प्रोटोजोआ और कृमि
2. कार्बनिक यौगिक — BOD-उत्पादक पदार्थ जिनमें सीवेज, खाद्य प्रसंस्करण अपशिष्ट, कागज मिल अपशिष्ट शामिल हैं
3. अकार्बनिक रसायन — भारी धातुएँ (पारा, सीसा, आर्सेनिक, कैडमियम, क्रोमियम), अम्ल, लवण
4. पोषक तत्व — कृषि अपवाह और सीवेज से नाइट्रोजन और फास्फोरस यौगिक
5. निलंबित ठोस — अपरदन, खनन और निर्माण से तलछट
6. तापीय प्रदूषण — बिजली संयंत्र के शीतलक जल से गर्म निर्वहन
7. रेडियोधर्मी प्रदूषक — परमाणु सुविधाओं या भूजल में प्राकृतिक यूरेनियम से
8. तेल और हाइड्रोकार्बन — रिसाव, वाहन अपवाह, औद्योगिक प्रक्रियाओं से

पारा प्रदूषण: एक बहु-स्रोत समस्या

पारा (Hg) एक अद्वितीय रूप से खतरनाक प्रदूषक है क्योंकि यह अत्यधिक विषाक्तता, अस्थिरता, लंबी दूरी के वायुमंडलीय परिवहन और शक्तिशाली जैव संचय को जोड़ता है। CGPSC 2020 प्रश्न सही ढंग से पहचानता है कि सभी चार सूचीबद्ध स्रोत — कीटनाशक, दंत अमलगम भराव, फ्लोरोसेंट लैंप और कोयला-आधारित ताप विद्युत संयंत्र — पारा प्रदूषण में योगदान करते हैं।

कोयला-आधारित ताप विद्युत संयंत्र वैश्विक स्तर पर पारे का सबसे बड़ा मानवजनित स्रोत हैं। कोयले में पारे की सूक्ष्म मात्रा होती है; जलने पर, पारा वाष्पित हो जाता है और स्टैक गैसों से बच निकलता है। छत्तीसगढ़ का तापीय बेड़ा कोयला दहन को विशेष रूप से स्थानीय चिंता का विषय बनाता है।

फ्लोरोसेंट लैंप और सीएफएल में ट्यूब के अंदर मौलिक पारा सील होता है। जब कोई लैंप टूटता है या अनुचित तरीके से निपटाया जाता है, तो पारा वाष्प निकलता है। भारत सालाना लाखों खर्च किए गए सीएफएल का उत्पादन करता है जिसमें न्यूनतम संग्रह बुनियादी ढाँचा है।

दंत अमलगम भराव — चाँदी के रंग के भराव — में वजन के हिसाब से लगभग 50% पारा होता है, जो चाँदी, टिन और तांबे के साथ मिला होता है। वे चबाने और ब्रश करने के दौरान पारा वाष्प की छोटी मात्रा छोड़ते हैं। जब दंत चिकित्सकों द्वारा हटाया जाता है, तो अमलगम अपशिष्ट पानी में प्रवेश कर सकता है यदि ठीक से एकत्र नहीं किया जाता है।

कीटनाशक — विशेष रूप से ऑर्गेनोमरकरी कवकनाशी जो ऐतिहासिक रूप से बीज उपचार के रूप में उपयोग किए जाते थे — मिट्टी और भूजल में पारा छोड़ते हैं। हालाँकि कई पर प्रतिबंध लगा दिया गया है, ऐतिहासिक उपयोग के क्षेत्रों में संदूषण बना रहता है।

एक बार जब पारा जल निकायों में प्रवेश करता है, तो अवायवीय जीवाणु अकार्बनिक पारा को मिथाइलमरकरी (CH₃Hg⁺) में परिवर्तित करते हैं, जो कार्बनिक रूप है जो सबसे गंभीर रूप से जैव आवर्धित होता है। जापान में प्रसिद्ध मिनामाटा रोग — एक रासायनिक कारखाने से मिथाइलमरकरी के मछली को दूषित करने के कारण — ने सैकड़ों लोगों को मार डाला और विकलांग बना दिया।

सुपोषण और शैवाल प्रस्फुटन

CGPSC 2023 प्रश्न ने सुपोषण-संचालित शैवाल प्रस्फुटन की समझ का परीक्षण किया, जिसमें दोनों कथन (कि अत्यधिक पोषक तत्व शैवाल प्रस्फुटन का कारण बनते हैं और शैवाल प्रस्फुटन जल गुणवत्ता में गिरावट और मछली मृत्यु दर का कारण बनते हैं) सही ढंग से पुष्टि किए गए थे।

सुपोषण अनुक्रम इस प्रकार आगे बढ़ता है:

1. पोषक भारण: नाइट्रोजन और फास्फोरस उर्वरकों, डिटर्जेंट-युक्त सीवेज और पशु अपशिष्ट को ले जाने वाला कृषि अपवाह जल निकायों में प्रवेश करता है
2. शैवाल प्रसार: फाइटोप्लवकटन और सायनोबैक्टीरिया (नीला-हरा शैवाल) विस्फोटक रूप से गुणा करते हैं जब पोषक-सीमित प्रणालियाँ अतिरिक्त पोषक तत्व प्राप्त करती हैं — शैवाल प्रस्फुटन बनाते हैं
3. ऑक्सीजन की कमी: जब शैवाल मर जाते हैं और विघटित होते हैं, तो वायवीय जीवाणु बायोमास को तोड़ने के लिए ऑक्सीजन का उपभोग करते हैं, हाइपॉक्सिक या यहाँ तक कि एनॉक्सिक क्षेत्र बनाते हैं
4. मछली मृत्यु दर: मछलियाँ और अन्य वायवीय जलीय जीव ऑक्सीजन-रहित पानी में दम तोड़ देते हैं
5. विष मुक्ति: कई सायनोबैक्टीरियल प्रस्फुटन विष (माइक्रोसिस्टिन, सिलिंड्रोस्पर्मोप्सिन) छोड़ते हैं जो स्तनधारियों और पक्षियों को नुकसान पहुँचाते हैं

शैवाल प्रस्फुटन छत्तीसगढ़ के जलाशयों में तेजी से देखे जा रहे हैं — जिनमें गंगरेल बाँध (जिसे रविशंकर सागर के रूप में भी जाना जाता है) और शहरी जल निकाय शामिल हैं — जो छत्तीसगढ़ के मैदान से कृषि अपवाह और अपर्याप्त रूप से उपचारित नगर निगम सीवेज द्वारा संचालित हैं।

छत्तीसगढ़ की नदियों में जल गुणवत्ता

महानदी, शिवनाथ, हसदेव और अरपा नदियाँ सामूहिक रूप से छत्तीसगढ़ के हृदय स्थल को अपवाहित करती हैं। प्रमुख जल गुणवत्ता मुद्दों में शामिल हैं:

• खनन अपशिष्ट निर्वहन: रायगढ़ और दुर्ग जिलों में लौह अयस्क और कोयले की खदानें लोहा, सल्फेट और कभी-कभी भारी धातुओं वाले अम्लीय खनन जल निकासी का निर्वहन करती हैं
• औद्योगिक अपशिष्ट: भिलाई इस्पात संयंत्र के शीतलक और प्रक्रिया जल के शिवनाथ नदी में निर्वहन का दस्तावेजीकरण किया गया है; इसी तरह, कागज मिलें अरपा को प्रभावित करती हैं
• सीवेज: रायपुर, बिलासपुर और दुर्ग से नगर निगम का सीवेज आंशिक रूप से उपचारित या अनुपचारित है
• कृषि अपवाह: दुर्ग, राजनांदगाँव और रायपुर के चावल के कटोरे जिले मानसून के दौरान नाइट्रोजन और कीटनाशक अपवाह में योगदान करते हैं

राष्ट्रीय नदी संरक्षण योजना (एनआरसीपी) में शिवनाथ और हसदेव नदियाँ शामिल हैं, जो संदूषण की गंभीरता को दर्शाती हैं।

पेयजल मानक और छत्तीसगढ़ में फ्लोराइड/आर्सेनिक

भारतीय मानक ब्यूरो (बीआईएस आईएस 10500:2012) पेयजल मापदंडों के लिए अनुमेय और वांछनीय सीमाएँ निर्दिष्ट करता है। दो प्राकृतिक संदूषक — फ्लोराइड और आर्सेनिक — विशेष रूप से छत्तीसगढ़ के लिए प्रासंगिक हैं:

फ्लोराइड: छत्तीसगढ़ के राजनांदगाँव, दुर्ग और कांकेर जिलों के कई ब्लॉकों में भूजल में उच्च प्राकृतिक फ्लोराइड (अनुमेय 1.5 मिलीग्राम/लीटर से ऊपर) की पहचान की गई है। अतिरिक्त फ्लोराइड 1.5–4 मिलीग्राम/लीटर पर दंत फ्लोरोसिस (दांतों का धब्बेदार और गड्ढेदार होना) और 4 मिलीग्राम/लीटर से ऊपर अस्थि फ्लोरोसिस (हड्डी की विकृति) का कारण बनता है। राष्ट्रीय ग्रामीण पेयजल कार्यक्रम (एनआरडीडब्ल्यूपी) ने प्रभावित गाँवों में विफ्लोरिडेशन इकाइयाँ स्थापित की हैं।

आर्सेनिक: हालाँकि गंगा के मैदान (पश्चिम बंगाल, झारखंड) में अधिक प्रचलित है, आर्सेनिक संदूषण कुछ बस्तर भूजल में सूक्ष्म स्तर पर दस्तावेजित किया गया है, जो भूवैज्ञानिक संरचनाओं से जुड़ा है। 0.01 मिलीग्राम/लीटर (WHO दिशानिर्देश) से ऊपर सांद्रता पर आर्सेनिक आर्सेनिकोसिस — त्वचा के घाव, केराटोसिस और कैंसर का बढ़ा जोखिम — का कारण बनता है।

अपशिष्ट जल उपचार के मूल सिद्धांत

जल प्रदूषण के प्रभावी प्रबंधन के लिए उपचार श्रृंखला को समझना आवश्यक है:

प्रारंभिक उपचार स्क्रीनिंग और ग्रिट निपटान के माध्यम से बड़े ठोस पदार्थों को हटाता है।

प्राथमिक उपचार (अवसादन) गुरुत्वाकर्षण द्वारा निलंबित ठोस पदार्थों को हटाता है, BOD को 25–40% कम करता है।

द्वितीयक उपचार (जैविक) विघटित कार्बनिक पदार्थों को जैव-निम्नीकृत करने के लिए वायवीय सूक्ष्मजीवों (सक्रिय आपंक या ट्रिकलिंग फिल्टर) का उपयोग करता है, BOD को 80–90% कम करता है।

तृतीयक उपचार (उन्नत) रेत निस्पंदन, क्लोरीनीकरण, यूवी कीटाणुशोधन, ओजोनेशन और झिल्ली निस्पंदन जैसी प्रक्रियाओं के माध्यम से पोषक तत्वों (नाइट्रोजन, फास्फोरस), रोगजनकों और अवशिष्ट निलंबित ठोस पदार्थों को हटाता है।

छत्तीसगढ़ के कई शहरी क्षेत्र केवल प्राथमिक या द्वितीयक स्तर पर सीवेज उपचार संयंत्र (एसटीपी) संचालित करते हैं, तृतीयक उपचार बड़े प्रतिष्ठानों तक सीमित है। सीवेज उत्पादन और उपचार क्षमता के बीच का अंतर — भारतीय शहरों में आम — का अर्थ है कि आंशिक रूप से उपचारित या अनुपचारित सीवेज एक महत्वपूर्ण जल गुणवत्ता चुनौती बना हुआ है।

मृदा प्रदूषण: कारण, क्षरण क्रियाविधियाँ और उपचार

मृदा प्रदूषण क्या है

मृदा प्रदूषण का तात्पर्य हानिकारक रसायनों, जैविक कारकों या भौतिक परिवर्तनों द्वारा मिट्टी के संदूषण से है जो इसकी गुणवत्ता, उर्वरता और उपयोग के लिए सुरक्षा को कम करते हैं। वायु या जल प्रदूषण के विपरीत, मृदा प्रदूषण अक्सर छिपा हुआ, स्थायी और उपचार करना कठिन होता है।

प्रमुख कारणों में शामिल हैं:

• औद्योगिक अपशिष्ट और अपशिष्ट: स्मेल्टर और विद्युत लेपन उद्योग कैडमियम, सीसा और क्रोमियम जमा करते हैं; चमड़ा उद्योग क्रोमियम और सल्फेट जमा करते हैं
• कृषि निविष्टियाँ: अत्यधिक कीटनाशक और उर्वरक उपयोग; दूषित जल से सिंचाई
• खनन गतिविधियाँ: अवशेष तालाब, अम्लीय खदान जल निकासी और ओवरबर्डन डंप धातुओं का रिसाव करते हैं और आसपास की मिट्टी को अम्लीकृत करते हैं
• शहरी अपशिष्ट: नगरपालिका ठोस अपशिष्ट, चिकित्सा अपशिष्ट और इलेक्ट्रॉनिक अपशिष्ट का अनुचित निपटान
• तेल रिसाव और पेट्रोलियम संदूषण: पाइपलाइनों, भंडारण टैंकों और वाहन रखर