UPSC CSE Prelims
वायु प्रदूषण Previous Year Questions (PYQs)

Detailed Explanation:

सही उत्तर: ✅ विकल्प 1 (Silver iodide और Potassium iodide)

कृत्रिम वर्षा (Artificial Rainfall) या Cloud Seeding एक तकनीक है जिसके माध्यम से बादलों में विशेष रसायन डालकर वर्षा को बढ़ावा दिया जाता है। वायु प्रदूषण कम करने के लिए भी इसका उपयोग किया जाता है क्योंकि वर्षा प्रदूषकों को वातावरण से नीचे ले आती है।

✅ विकल्प A सही है: Silver iodide (AgI) और Potassium iodide (KI) क्लाउड सीडिंग में उपयोग किए जाते हैं। इनकी क्रिस्टलीय संरचना बर्फ जैसी होती है, जिससे वर्षा बनने में मदद मिलती है।

❌ विकल्प B गलत है: Silver nitrate का उपयोग सामान्यतः क्लाउड सीडिंग में नहीं किया जाता।

❌ विकल्प C गलत है: Potassium nitrate वर्षा कराने के लिए प्रयुक्त नहीं होता।

❌ विकल्प D गलत है: Silver nitrate और Potassium chloride क्लाउड सीडिंग के मानक रसायन नहीं हैं।

संक्षिप्त नोट्स: Cloud Seeding

• क्लाउड सीडिंग वर्षा बढ़ाने की कृत्रिम तकनीक है।

• प्रमुख रसायन: Silver Iodide (AgI), Potassium Iodide (KI) और Dry Ice (CO₂)।

• ये पदार्थ संघनन या बर्फ नाभिक (Ice Nuclei) का कार्य करते हैं।

• इसका उपयोग वायु प्रदूषण कम करने, जल उपलब्धता बढ़ाने और सूखे से निपटने के लिए किया जाता है।

• यह तभी काम करता है जब उपयुक्त बादल पहले से मौजूद हों।

• यह साफ आकाश में नए बादल नहीं बना सकता।

• भारत, चीन, UAE और अमेरिका सहित कई देशों ने इसका प्रयोग किया है।

Detailed Explanation:

सही उत्तर: ✅ विकल्प 2

सीमेंट उद्योग वैश्विक CO₂ उत्सर्जन का एक महत्वपूर्ण स्रोत है और कुल उत्सर्जन का लगभग 5–8% योगदान देता है। सीमेंट निर्माण में चूना पत्थर (Limestone) और मिट्टी (Clay) दोनों का उपयोग होता है, लेकिन सबसे अधिक CO₂ चूना पत्थर के कैल्सिनेशन (Calcination) से निकलती है।

✅ कथन I सही है: सीमेंट उद्योग वैश्विक CO₂ उत्सर्जन का 5% से अधिक योगदान देता है।

✅ कथन II सही है: सीमेंट निर्माण में चूना पत्थर के साथ सिलिका युक्त मिट्टी मिलाई जाती है, जो आवश्यक खनिज प्रदान करती है।

✅ कथन III सही है: क्लिंकर निर्माण के दौरान चूना पत्थर (CaCO₃) को गर्म करके चूना (CaO) में बदला जाता है, जिससे CO₂ निकलती है।

❌ कथन II, कथन I की व्याख्या नहीं करता: मिट्टी को मिलाना केवल कच्चे माल की आवश्यकता है, यह सीधे CO₂ उत्सर्जन का कारण नहीं है।

✅ कथन III, कथन I की व्याख्या करता है: चूना पत्थर के कैल्सिनेशन से बड़ी मात्रा में CO₂ निकलती है, जो सीमेंट उद्योग के उच्च उत्सर्जन का मुख्य कारण है।

संक्षिप्त नोट्स: सीमेंट उद्योग और कार्बन उत्सर्जन

• सीमेंट उद्योग वैश्विक CO₂ उत्सर्जन का लगभग 5–8% योगदान देता है।

• मुख्य कच्चे पदार्थ चूना पत्थर और मिट्टी हैं।

• क्लिंकर सीमेंट निर्माण का मध्यवर्ती उत्पाद है।

• कैल्सिनेशन अभिक्रिया: CaCO₃ → CaO + CO₂।

• लगभग 60% उत्सर्जन कैल्सिनेशन प्रक्रिया से आता है।

• शेष उत्सर्जन मुख्यतः भट्टियों (Kilns) में ईंधन जलाने से होता है।

• उत्सर्जन कम करने के लिए लो-कार्बन सीमेंट और कार्बन कैप्चर तकनीकों पर कार्य हो रहा है।

Detailed Explanation:

उत्तर: विकल्प 4 — जीवाश्म ईंधन का उपयोग करने वाले विद्युत संयंत्र

EPA के अनुसार, जीवाश्म ईंधन, विशेष रूप से कोयला जलाने वाले विद्युत संयंत्र विश्व स्तर पर सल्फर डाइऑक्साइड (SO₂) उत्सर्जन के सबसे बड़े स्रोत हैं। कोयले में उच्च स्तर का सल्फर होता है, और जब विद्युत उत्पादन के लिए इसे जलाया जाता है, तो यह वायुमंडल में बड़ी मात्रा में SO₂ छोड़ता है। हालांकि बंकर ईंधन का उपयोग करने वाले जहाज, धातु निष्कर्षण प्रक्रियाएं और लोकोमोटिव भी SO₂ उत्सर्जन में योगदान करते हैं, लेकिन उनका संयुक्त योगदान जीवाश्म ईंधन आधारित विद्युत उत्पादन से होने वाले उत्सर्जन की तुलना में काफी कम है।

📝 संक्षिप्त नोट्स: सल्फर डाइऑक्साइड (SO₂) उत्सर्जन

• प्राथमिक स्रोत: कोयला आधारित विद्युत संयंत्र वैश्विक SO₂ उत्सर्जन के लगभग 65-70% के लिए जिम्मेदार हैं, क्योंकि कोयले में भार के अनुसार 0.5-3% सल्फर होता है।
• जहाज: भारी बंकर ईंधन (उच्च सल्फर सामग्री) का उपयोग करने वाले समुद्री जहाज दूसरा प्रमुख स्रोत हैं, विशेष रूप से तटीय और बंदरगाह क्षेत्रों में; MARPOL Annex VI जैसे नियम अब समुद्री ईंधन में सल्फर सामग्री को सीमित करते हैं।
• धातु प्रगलन: सल्फाइड अयस्कों से तांबा, जस्ता और सीसा जैसी धातुओं का निष्कर्षण भूनने और प्रगलन प्रक्रियाओं के दौरान SO₂ छोड़ता है, जो कुल उत्सर्जन का 5-10% योगदान करता है।
• लोकोमोटिव: डीजल से चलने वाली ट्रेनें डीजल ईंधन में कम सल्फर सामग्री और विद्युत संयंत्रों की तुलना में अपेक्षाकृत कम ईंधन खपत के कारण SO₂ उत्सर्जन में न्यूनतम योगदान करती हैं।
• पर्यावरणीय प्रभाव: SO₂ अम्लीय वर्षा, श्वसन समस्याओं का कारण बनता है, और कणिका पदार्थ (PM2.5) निर्माण में योगदान करता है; यह वनस्पति को भी नुकसान पहुंचाता है और इमारतों को क्षरित करता है।
• नियंत्रण उपाय: फ्लू गैस डीसल्फराइजेशन (FGD/स्क्रबर्स), कम-सल्फर ईंधन में परिवर्तन, और नवीकरणीय ऊर्जा संक्रमण प्रमुख शमन रणनीतियां हैं।

Detailed Explanation:

उत्तर: विकल्प 2 — केवल 1 और 4

WHO वायु गुणवत्ता दिशानिर्देश (2021) जन स्वास्थ्य की रक्षा के लिए पार्टिकुलेट मैटर और अन्य प्रदूषकों के लिए कड़े मानदंड निर्धारित करते हैं। कथन 1 PM2.5 के लिए WHO की अनुशंसित सीमाओं को सही बताता है, और कथन 4 अस्थमा को ट्रिगर करने में ओजोन की भूमिका को सही पहचानता है। हालांकि, कथन 2 और 3 में ओजोन निर्माण की स्थितियों और विभिन्न पार्टिकुलेट मैटर आकारों की प्रवेश क्षमताओं के संबंध में तथ्यात्मक त्रुटियां हैं।

✅ कथन 1 – सही: WHO दिशानिर्देश (2021) अनुशंसा करते हैं कि PM2.5 का 24 घंटे का माध्य 15 µg/m³ से अधिक नहीं होना चाहिए और वार्षिक माध्य 5 µg/m³ से अधिक नहीं होना चाहिए।
❌ कथन 2 – गलत: ओजोन प्रदूषण धूप, गर्म और स्थिर मौसम की स्थिति के दौरान चरम पर होता है, प्रतिकूल मौसम के दौरान नहीं; सूर्य का प्रकाश उन फोटोकेमिकल प्रतिक्रियाओं को प्रेरित करता है जो भू-स्तरीय ओजोन उत्पन्न करती हैं।
❌ कथन 3 – गलत: PM2.5 (PM10 नहीं) फेफड़ों की बाधा को भेद सकता है और रक्तप्रवाह में प्रवेश कर सकता है; PM10 कण बहुत बड़े होते हैं और आमतौर पर ऊपरी वायुमार्ग और श्वसनी में जमा होते हैं।
✅ कथन 4 – सही: वायु में अत्यधिक ओजोन श्वसन तंत्र को परेशान करती है, अस्थमा के दौरे को ट्रिगर करती है, और अन्य श्वसन स्थितियों को बढ़ाती है।

📝 संक्षिप्त नोट्स: वायु प्रदूषक और स्वास्थ्य प्रभाव

• WHO वायु गुणवत्ता दिशानिर्देश (2021): PM2.5 वार्षिक माध्य: 5 µg/m³; 24 घंटे का माध्य: 15 µg/m³
• WHO वायु गुणवत्ता दिशानिर्देश (2021): PM10 वार्षिक माध्य: 15 µg/m³; 24 घंटे का माध्य: 45 µg/m³
• ओजोन चरम: गर्मी के महीनों में उच्च तापमान, तेज धूप और स्थिर वायु द्रव्यमान के साथ
• अल्ट्राफाइन कण (PM0.1): PM2.5 से भी छोटे, सीधे रक्त और अंगों में प्रवेश कर सकते हैं
• भारत के राष्ट्रीय परिवेशी वायु गुणवत्ता मानक (NAAQS): WHO दिशानिर्देशों की तुलना में कम कड़े; PM2.5 वार्षिक: 40 µg/m³, 24 घंटे: 60 µg/m³

Detailed Explanation:

उत्तर: विकल्प 2 — केवल 2 और 4

अम्ल वर्षा वायुमंडल में नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOₓ) और सल्फर डाइऑक्साइड (SO₂) की उपस्थिति के कारण होती है, जो जल वाष्प के साथ क्रिया करके क्रमशः नाइट्रिक अम्ल और सल्फ्यूरिक अम्ल बनाते हैं। कार्बन मोनोऑक्साइड और ओजोन प्रदूषक हैं लेकिन अम्ल वर्षा के निर्माण में सीधे योगदान नहीं करते हैं।

✅ कथन 2 – सही: नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOₓ) वायुमंडल में जल और ऑक्सीजन के साथ क्रिया करके नाइट्रिक अम्ल (HNO₃) बनाते हैं, जो अम्ल वर्षा का एक प्रमुख घटक है।
❌ कथन 1 – गलत: कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) एक प्रदूषक है जो भू-स्तरीय ओजोन निर्माण में योगदान करता है लेकिन अम्ल वर्षा का कारण नहीं बनता है।
❌ कथन 3 – गलत: ओजोन (O₃) एक द्वितीयक प्रदूषक है और अम्ल वर्षा निर्माण के लिए पूर्ववर्ती के रूप में कार्य नहीं करता है।
✅ कथन 4 – सही: सल्फर डाइऑक्साइड (SO₂) वायुमंडलीय नमी के साथ क्रिया करके सल्फ्यूरिक अम्ल (H₂SO₄) बनाता है, जो अम्ल वर्षा का दूसरा प्रमुख घटक है।

📝 संक्षिप्त नोट्स: अम्ल वर्षा

• परिभाषा: अम्ल वर्षा का तात्पर्य 5.6 से कम pH वाली वर्षा (बारिश, बर्फ, कोहरा) से है, जो वायुमंडलीय प्रदूषण के कारण होती है।
• प्रमुख कारण: कोयला दहन से सल्फर डाइऑक्साइड (SO₂) का उत्सर्जन और वाहन निकास तथा औद्योगिक प्रक्रियाओं से नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOₓ) का उत्सर्जन।
• रासायनिक अभिक्रियाएँ: SO₂ + H₂O → H₂SO₃ (सल्फ्यूरस अम्ल) → H₂SO₄ (सल्फ्यूरिक अम्ल); NOₓ + H₂O → HNO₃ (नाइट्रिक अम्ल)।
• पर्यावरणीय प्रभाव: झीलों और नदियों का अम्लीकरण, वनों को क्षति, भवनों और स्मारकों का क्षरण (विशेषकर संगमरमर और चूना पत्थर), मृदा अवक्रमण।
• मानव स्वास्थ्य प्रभाव: SO₂ और NOₓ से निर्मित सूक्ष्म कण पदार्थ के कारण श्वसन समस्याएं।
• नियंत्रण उपाय: कम सल्फर वाले ईंधन का उपयोग, उद्योगों में स्क्रबर की स्थापना, वाहनों में उत्प्रेरक परिवर्तक, और नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों को बढ़ावा देना।

Detailed Explanation:

उत्तर: विकल्प 2 — केवल 1, 2 और 4

मैग्नेटाइट नैनोकण लौह ऑक्साइड कण हैं जो उच्च-तापमान दहन और यांत्रिक घर्षण प्रक्रियाओं से निकलते हैं। ये मोटर वाहनों के ब्रेक (घर्षण), इंजन (दहन), और बिजली संयंत्रों (जीवाश्म ईंधन दहन) से उत्पन्न होते हैं, लेकिन माइक्रोवेव स्टोव या टेलीफोन लाइनों से नहीं जो ऐसी प्रक्रियाओं में शामिल नहीं हैं।

✅ कथन 1 – सही: मोटर वाहनों के ब्रेक ब्रेक पैड और डिस्क के बीच घर्षण और यांत्रिक घिसाव के माध्यम से मैग्नेटाइट उत्पन्न करते हैं, जो लौह-समृद्ध कणीय पदार्थ उत्पन्न करते हैं जो मैग्नेटाइट नैनोकणों में ऑक्सीकृत हो जाते हैं।

✅ कथन 2 – सही: मोटर वाहनों के इंजन ईंधन के उच्च-तापमान दहन और इंजन घटकों के घिसाव के उपोत्पाद के रूप में मैग्नेटाइट उत्पन्न करते हैं, इन कणों को पर्यावरणीय प्रदूषकों के रूप में छोड़ते हैं।

❌ कथन 3 – गलत: माइक्रोवेव स्टोव खाद्य पदार्थों को गर्म करने के लिए विद्युत चुम्बकीय विकिरण का उपयोग करते हैं बिना दहन या यांत्रिक घर्षण के, और इसलिए मैग्नेटाइट कण नहीं छोड़ते हैं।

✅ कथन 4 – सही: बिजली संयंत्र, विशेष रूप से कोयला-आधारित, जीवाश्म ईंधन के उच्च-तापमान दहन के माध्यम से मैग्नेटाइट उत्सर्जित करते हैं, जो चुंबकीय लौह ऑक्साइड युक्त फ्लाई ऐश उत्पन्न करते हैं।

❌ कथन 5 – गलत: टेलीफोन लाइनें विद्युत या प्रकाशीय संकेतों को ले जाती हैं और विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न करती हैं लेकिन भौतिक प्रक्रियाओं से नहीं गुजरती हैं जो मैग्नेटाइट कणों का उत्सर्जन करती हैं।

📝 संक्षिप्त नोट्स: मैग्नेटाइट प्रदूषण स्रोत

• मैग्नेटाइट (Fe₃O₄): लौह ऑक्साइड नैनोकण जिन पर अल्जाइमर जैसी न्यूरोडीजेनेरेटिव बीमारियों का कारण बनने का संदेह है जब साँस में लिए जाते हैं, क्योंकि ये रक्त-मस्तिष्क बाधा को पार कर सकते हैं।
• वाहन स्रोत: ब्रेक घिसाव (घर्षण-उत्पन्न कण) और इंजन दहन शहरी वायुजनित मैग्नेटाइट के प्रमुख स्रोत हैं।
• औद्योगिक स्रोत: कोयला-आधारित बिजली संयंत्र और अन्य जीवाश्म ईंधन दहन सुविधाएँ फ्लाई ऐश और निकास गैसों में मैग्नेटाइट छोड़ती हैं।
• स्वास्थ्य चिंता: मानव मस्तिष्क ऊतक नमूनों में मैग्नेटाइट नैनोकण पाए गए हैं, विशेष रूप से यातायात प्रदूषण के संपर्क में आने वाली शहरी आबादी में।
• गैर-स्रोत: माइक्रोवेव जैसे घरेलू उपकरण और टेलीफोन लाइनों जैसी बुनियादी संरचनाएँ मैग्नेटाइट उत्पन्न नहीं करती हैं क्योंकि उनमें दहन या यांत्रिक घर्षण प्रक्रियाओं की कमी होती है।

Detailed Explanation:

उत्तर: विकल्प 4 — 1, 2 और 3

फर्नेस ऑयल के बारे में तीनों कथन सही हैं। फर्नेस ऑयल पेट्रोलियम शोधन के दौरान उत्पादित एक भारी अवशिष्ट ईंधन है, जिसका व्यापक रूप से उद्योगों में बिजली उत्पादन और ताप के लिए उपयोग किया जाता है, और इसके दहन से महत्वपूर्ण सल्फर उत्सर्जन होता है जो पर्यावरण प्रदूषण का कारण बनता है।

✅ कथन 1 – सही: फर्नेस ऑयल तेल रिफाइनरियों से प्राप्त एक गहरा, चिपचिपा अवशिष्ट ईंधन उत्पाद है जो कच्चे तेल के आसवन के भारी अंशों को मिलाकर बनाया जाता है।
✅ कथन 2 – सही: सीमेंट, इस्पात, वस्त्र और बिजली संयंत्र जैसे उद्योग बॉयलरों और भट्टियों में ताप और बिजली उत्पन्न करने के लिए फर्नेस ऑयल का उपयोग करते हैं।
✅ कथन 3 – सही: फर्नेस ऑयल में उच्च सल्फर सामग्री (2-4%) होती है, और इसके दहन से सल्फर डाइऑक्साइड (SO₂) और अन्य प्रदूषक निकलते हैं, जो वायु प्रदूषण और अम्लीय वर्षा में योगदान करते हैं।

📝 संक्षिप्त नोट्स: फर्नेस ऑयल

• परिभाषा: पेट्रोलियम शोधन से प्राप्त एक गहरा, चिपचिपा अवशिष्ट ईंधन तेल, जिसे भारी ईंधन तेल या अवशिष्ट ईंधन तेल के रूप में भी जाना जाता है।
• उत्पादन: कच्चे तेल के आसवन के बाद बचे भारी घटकों को मिलाकर प्राप्त किया जाता है; इसमें उच्च कार्बन और सल्फर सामग्री होती है।
• औद्योगिक उपयोग: सीमेंट, इस्पात, वस्त्र, रासायनिक और बिजली उत्पादन उद्योगों में बॉयलरों, भट्टियों और भट्ठों में उपयोग किया जाता है।
• सल्फर सामग्री: इसमें 2-4% सल्फर होता है, जो डीजल या पेट्रोल की तुलना में काफी अधिक है; दहन पर SO₂ और कण पदार्थ छोड़ता है।
• पर्यावरणीय प्रभाव: वायु प्रदूषण, अम्लीय वर्षा और श्वसन स्वास्थ्य समस्याओं में प्रमुख योगदानकर्ता; कई देश स्वच्छ ईंधन के पक्ष में इसे चरणबद्ध तरीके से समाप्त कर रहे हैं।
• विकल्प: प्राकृतिक गैस, कम-सल्फर भारी तेल, बायोमास और नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों को उद्योगों में फर्नेस ऑयल के स्थान पर अपनाया जा रहा है।

Detailed Explanation:

उत्तर: विकल्प 1 — केवल 1, 2 और 3

बेंजीन एक रंगहीन, वाष्पशील कार्बनिक यौगिक और एक ज्ञात कार्सिनोजेन है जो विभिन्न प्राकृतिक और मानवजनित स्रोतों के माध्यम से पर्यावरण में मौजूद है। बेंजीन संपर्क के मुख्य स्रोतों में ऑटोमोबाइल निष्कासन (क्योंकि बेंजीन पेट्रोल में मौजूद है), तंबाकू का धुआँ (सक्रिय और निष्क्रिय दोनों), और लकड़ी जलाना (अपूर्ण दहन के कारण) शामिल हैं। वार्निश किए गए लकड़ी के फर्नीचर और पॉलीयूरेथेन उत्पाद बेंजीन प्रदूषण के महत्वपूर्ण स्रोत नहीं हैं।

✅ कथन 1 – सही: ऑटोमोबाइल निष्कासन, विशेष रूप से पेट्रोल चालित वाहनों से, बेंजीन का एक प्रमुख स्रोत है क्योंकि यह पेट्रोलियम उत्पादों का एक घटक है।
✅ कथन 2 – सही: तंबाकू के धुएँ में बेंजीन होता है और यह धूम्रपान करने वालों और निष्क्रिय धूम्रपान करने वालों दोनों के लिए संपर्क का एक महत्वपूर्ण स्रोत है।
✅ कथन 3 – सही: लकड़ी जलाने से अपूर्ण दहन के माध्यम से बेंजीन निकलता है, साथ ही पॉलीसाइक्लिक एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन (PAHs) जैसे अन्य प्रदूषक भी निकलते हैं।
❌ कथन 4 – गलत: वार्निश किए गए लकड़ी के फर्नीचर लगाने के दौरान बेंजीन उत्सर्जित कर सकते हैं लेकिन एक बार सूखने के बाद, यह बेंजीन प्रदूषण का महत्वपूर्ण स्रोत नहीं है।
❌ कथन 5 – गलत: पॉलीयूरेथेन उत्पाद मुख्य रूप से अन्य वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों (VOCs) से जुड़े हैं, बेंजीन से नहीं।

📝 संक्षिप्त नोट्स: बेंजीन प्रदूषण

• प्रकृति: बेंजीन (C₆H₆) एक रंगहीन, अत्यधिक ज्वलनशील तरल है जिसमें मीठी गंध होती है, जिसे IARC द्वारा समूह 1 कार्सिनोजेन के रूप में वर्गीकृत किया गया है।
• प्रमुख स्रोत: ऑटोमोबाइल उत्सर्जन (पेट्रोल दहन), तंबाकू का धुआँ, औद्योगिक प्रक्रियाएँ, पेट्रोलियम रिफाइनरियाँ, और कार्बनिक पदार्थों (लकड़ी, कोयला) का अपूर्ण दहन।
• स्वास्थ्य प्रभाव: लंबे समय तक संपर्क से रक्त विकार, एनीमिया, ल्यूकेमिया, प्रतिरक्षा प्रणाली दमन, और प्रजनन स्वास्थ्य समस्याएं होती हैं।
• घरेलू स्रोत: तंबाकू का धुआँ, संलग्न गैरेज (वाहन उत्सर्जन), और लगाने के दौरान कुछ पेंट/सॉल्वेंट्स।
• व्यावसायिक संपर्क: पेट्रोलियम रिफाइनरियों, रासायनिक संयंत्रों, रबर निर्माण, और मुद्रण उद्योगों में कार्यरत श्रमिकों को अधिक जोखिम होता है।
• नियामक मानक: बेंजीन के लिए WHO वायु गुणवत्ता दिशानिर्देश न्यूनतम है (कोई सुरक्षित स्तर नहीं); संपर्क को सीमित करने के लिए परिवेशी वायु मानक देश के अनुसार भिन्न होते हैं।

Detailed Explanation:

उत्तर: विकल्प 4 — 1, 2 और 3

कोयला दहन और भारतीय कोयले की विशेषताओं के बारे में तीनों कथन सही हैं। कोयला राख में भारी धातुएँ होती हैं, कोयला आधारित विद्युत संयंत्र सल्फर और नाइट्रोजन ऑक्साइड छोड़ते हैं, और भारतीय कोयले की विशेषता उच्च राख सामग्री है।

✅ कथन 1 – सही: कोयला राख, कोयला दहन का एक उप-उत्पाद है, जिसमें आर्सेनिक, सीसा और पारा सहित विषाक्त भारी धातुएँ होती हैं, जो जल निकायों में रिस सकती हैं और मिट्टी को दूषित कर सकती हैं, जिससे पर्यावरणीय और स्वास्थ्य खतरे उत्पन्न होते हैं।

✅ कथन 2 – सही: कोयला आधारित विद्युत संयंत्र दहन के दौरान सल्फर डाइऑक्साइड (SO₂) और नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOₓ) छोड़ते हैं, जो अम्लीय वर्षा, श्वसन संबंधी समस्याओं, धुंध निर्माण और समग्र वायु प्रदूषण में योगदान करते हैं।

✅ कथन 3 – सही: भारतीय कोयला, विशेष रूप से पूर्वी और मध्य क्षेत्रों से, उच्च राख सामग्री (30-50%) वाला है, जो इसके ऊष्मीय मान को कम करता है, प्रदूषण स्तर बढ़ाता है, और ताप विद्युत संयंत्रों में बड़ी मात्रा में फ्लाई ऐश उत्पन्न करता है।

📝 संक्षिप्त नोट्स: कोयला दहन और पर्यावरणीय प्रभाव

• कोयला राख की संरचना: इसमें भारी धातुएँ (आर्सेनिक, सीसा, पारा, क्रोमियम, कैडमियम) होती हैं जो विषाक्त और कार्सिनोजेनिक हैं; अनुचित निपटान से भूजल और मिट्टी दूषित हो सकती है।
• कोयला संयंत्रों से वायु प्रदूषक: SO₂ (अम्लीय वर्षा का कारण), NOₓ (भू-स्तरीय ओजोन और धुंध बनाता है), कणीय पदार्थ (PM2.5, PM10), CO₂ (ग्रीनहाउस गैस), और पारा उत्सर्जन छोड़ते हैं।
• भारतीय कोयले की विशेषताएँ: उच्च राख सामग्री (आयातित कोयले में 10-15% की तुलना में 30-50%), कम ऊष्मीय मान (3000-4000 किलो कैलोरी/किलोग्राम), और उच्च नमी सामग्री।
• फ्लाई ऐश का उपयोग: भारत सालाना 200 मिलियन टन से अधिक फ्लाई ऐश उत्पन्न करता है; सीमेंट निर्माण, ईंट बनाने, सड़क निर्माण और भूमि भराव में उपयोग किया जाता है।
• पर्यावरणीय नियम: पर्यावरण, वन और जलवायु परिवर्तन मंत्रालय 100% फ्लाई ऐश उपयोग अनिवार्य करता है; ताप विद्युत संयंत्रों को इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रिसिपिटेटर और FGD (फ्लू गैस डीसल्फराइजेशन) सिस्टम बनाए रखने चाहिए।

Detailed Explanation:

उत्तर: विकल्प 4 — 1, 2, 3 और 4

फसल/बायोमास अवशेष जलाने से अपूर्ण दहन और रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से वायुमंडल में अनेक प्रदूषक उत्सर्जित होते हैं। उल्लिखित सभी चार प्रदूषक—कार्बन मोनोऑक्साइड, मीथेन, सल्फर डाइऑक्साइड और ओज़ोन—बायोमास जलाने से जुड़े हैं, चाहे प्रत्यक्ष उत्सर्जन के रूप में या द्वितीयक निर्माण के रूप में।

✅ कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) – उत्सर्जित: कार्बनिक पदार्थ के अपूर्ण दहन से प्रत्यक्ष रूप से कार्बन मोनोऑक्साइड उत्पन्न होती है, एक विषाक्त गैस जो रक्त में ऑक्सीजन वहन क्षमता को कम करती है और वायु प्रदूषण में योगदान देती है।

✅ मीथेन (CH₄) – उत्सर्जित: बायोमास जलाने से मीथेन उत्सर्जित होती है, जो 100 वर्ष की अवधि में CO₂ की तुलना में 25 गुना अधिक ग्लोबल वार्मिंग क्षमता वाली एक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस है, जो जलवायु परिवर्तन में महत्वपूर्ण योगदान देती है।

✅ ओज़ोन (O₃) – निर्मित: यद्यपि प्रत्यक्ष रूप से उत्सर्जित नहीं होती, ओज़ोन एक द्वितीयक प्रदूषक के रूप में तब बनती है जब बायोमास जलाने से उत्पन्न नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOₓ) और वाष्पशील कार्बनिक यौगिक (VOCs) सूर्य के प्रकाश की उपस्थिति में प्रतिक्रिया करते हैं, जिससे भू-स्तरीय ओज़ोन का निर्माण होता है।

✅ सल्फर डाइऑक्साइड (SO₂) – उत्सर्जित: जब सल्फर यौगिकों युक्त बायोमास जलता है, तो यह सल्फर डाइऑक्साइड उत्सर्जित करता है, जो श्वसन समस्याएं उत्पन्न करता है और अम्लीय वर्षा के निर्माण में योगदान देता है।

📝 संक्षिप्त नोट्स: बायोमास जलाने से उत्सर्जन

• प्राथमिक प्रदूषक: प्रत्यक्ष उत्सर्जन में CO, CH₄, SO₂, NOₓ, कणिकीय पदार्थ (PM2.5 और PM10), और काला कार्बन शामिल हैं
• द्वितीयक प्रदूषक: भू-स्तरीय ओज़ोन का निर्माण तब होता है जब NOₓ और VOCs सूर्य के प्रकाश में प्रतिक्रिया करते हैं; अम्लीय वर्षा SO₂ और NOₓ की जल वाष्प के साथ प्रतिक्रिया से बनती है
• ग्रीनहाउस गैसें: बायोमास जलाने से CO₂, CH₄, और N₂O उत्सर्जित होती हैं, जो वैश्विक CO उत्सर्जन का लगभग 40% और क्षोभमंडलीय ओज़ोन पूर्ववर्तियों का 20% योगदान करती हैं
• स्वास्थ्य प्रभाव: कणिकीय पदार्थ और विषाक्त गैसें श्वसन रोग, हृदय संबंधी समस्याएं, और दृश्यता में कमी का कारण बनती हैं; CO रक्त में ऑक्सीजन परिवहन में बाधा डालती है
• पर्यावरणीय प्रभाव: वायु प्रदूषण, धुंध निर्माण, अम्लीय निक्षेपण, मृदा पोषक तत्व हानि, और ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन के माध्यम से जलवायु परिवर्तन में योगदान देता है
• प्रमुख स्रोत: कृषि अवशेष जलाना (पंजाब/हरियाणा में पराली जलाना), वन अग्नि, और खाना पकाने और तापन के लिए पारंपरिक बायोमास ईंधन का उपयोग

Detailed Explanation:

उत्तर: विकल्प 2 — केवल 2, 3 और 4

❌ कथन 1 – गलत: कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) एक ग्रीनहाउस गैस है लेकिन भारत के राष्ट्रीय वायु गुणवत्ता सूचकांक (AQI) की गणना में शामिल नहीं है, जो जलवायु परिवर्तन गैसों के बजाय सीधे स्वास्थ्य प्रभाव वाले प्रदूषकों पर केंद्रित है।

✅ कथन 2 – सही: कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) राष्ट्रीय AQI के तहत निगरानी किए जाने वाले आठ प्रदूषकों में से एक है; यह अधूरे दहन से बनने वाली विषैली गैस है जो रक्त में ऑक्सीजन परिवहन को कम करती है।

✅ कथन 3 – सही: नाइट्रोजन डाइऑक्साइड (NO₂) को AQI गणना में शामिल किया गया है क्योंकि यह वाहनों के निकास और औद्योगिक प्रक्रियाओं से निकलने वाला प्रमुख प्रदूषक है जो श्वसन समस्याएं पैदा करता है।

✅ कथन 4 – सही: सल्फर डाइऑक्साइड (SO₂) AQI के लिए एक मानदंड प्रदूषक है, जो बिजली संयंत्रों और उद्योगों में जीवाश्म ईंधन जलाने से निकलता है।

❌ कथन 5 – गलत: मीथेन (CH₄) एक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस है लेकिन राष्ट्रीय AQI गणना में सीधे मापी नहीं जाती है।

नोट: भारत का राष्ट्रीय AQI आठ प्रदूषकों की निगरानी करता है: PM₁₀, PM₂.₅, NO₂, SO₂, CO, O₃, NH₃, और Pb।

Detailed Explanation:

✅ कथन 1 – सही: इस्पात उद्योग में कोयला और कोक का प्रयोग होता है जिनमें सल्फर होता है; दहन और सिंटरिंग प्रक्रियाओं से सल्फर के ऑक्साइड (SOx) उत्सर्जित होते हैं।

✅ कथन 2 – सही: ब्लास्ट फर्नेस में उच्च-तापमान संचालन से वायुमंडलीय नाइट्रोजन ऑक्सीजन से प्रतिक्रिया करती है, जिससे नाइट्रोजन के ऑक्साइड (NOx) बनते हैं।

✅ कथन 3 – सही: कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) लौह अयस्क के अपचयन और कार्बन आधारित ईंधनों के अपूर्ण दहन से उत्पन्न होती है।

✅ कथन 4 – सही: कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) लौह अयस्क के रासायनिक अपचयन (कोक और अयस्क की प्रतिक्रिया) तथा जीवाश्म ईंधनों के दहन से उत्सर्जित होती है।

Detailed Explanation:

अम्लीय वर्षा का कारण सल्फर डाइऑक्साइड (SO₂) और नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOₓ) हैं जो जीवाश्म ईंधन के जलने और वाहनों के उत्सर्जन से निकलती हैं।

ये गैसें वायुमंडल में जल वाष्प, ऑक्सीजन और अन्य रसायनों से क्रिया करके सल्फ्यूरिक अम्ल (H₂SO₄) और नाइट्रिक अम्ल (HNO₃) बनाती हैं, जो अम्लीय वर्षा के रूप में गिरती हैं।

Detailed Explanation:

प्रकाश-रासायनिक धूम-कोहरा (फोटोकेमिकल स्मॉग) तब बनता है जब नाइट्रोजन डाइऑक्साइड (NO₂), वाष्पशील कार्बनिक यौगिक (VOCs) और ऑक्सीजन सूर्य के प्रकाश की उपस्थिति में अभिक्रिया करके ओजोन (O₃) और पेरॉक्सीएसिटिल नाइट्रेट (PAN) उत्पन्न करते हैं।

विकल्प 1 सही रूप से परिणामी घटकों (NO₂, O₃, और PAN) की पहचान करता है जो प्रकाश-रासायनिक धूम-कोहरा को दर्शाते हैं, जो पराबैंगनी (UV) सूर्य प्रकाश द्वारा प्रेरित प्रकाश-रासायनिक अभिक्रियाओं से बनता है।