تؤلف الأكاسيد المعدنية الجزء الأكبر من الجسيمات اللاعضوية في الغلاف الجوي، وتتشكل نتيجة الاحتراق الكامل لأي وقود أو أي مركب يدخل في تركيبه معدن، وذلك مهما كانت نوع روابطه. فمثلاً، تتشكل جسيمات أوكسيد الحديد عند احتراق الفحوم الحاوية على البيريت : Pyrite  

كما يتحول القناديوم العضوي الموجود في الوقود، إلى جسيمات من أكاسيد القناديوم، وجزء من كربونات الكالسيوم الموجود ضمن الرماد الناتج عن الفحوم يتحول إلى أوكسيد الكالسيوم، المنبعث إلى الغلاف الجوي عبر المداخن:

تتضمن الطرائق الشائعة لتشكل ذريرات أو جزيئات السحب أكسدة ثاني أوكسيد الكبريت في الغلاف الجوي إلى حمض الكبريت والتي تتسبب بجذب الجزيئات الشرهة للماء مشكلةً قطيرات مائية صغيرة :

من الممكن أن يحدث خسارة لجزيئات الماء في شروط من انخفاض الرطوبة لتتشكل جسيمات صلبة. يوضح المثال السابق الطرائق المختلفة التي يتشكل من خلالها بعض الجسيمات الصلبة أو السائلة، وخاصة الصغيرة منها، في الغلاف الجوي.

إن أهم الجسيمات اللاعضوية المنتشرة في الغلاف الجوي الملوث والناتجة عن الاحتراق الكامل للوقود، هي الأكاسيد المعدنية، التي قد تدخل الغلاف الجوي بشكل رماد متطاير Fly ash من أكثر هذه العناصر اللاعضوية الملوثة والتي أخذت حيزاً هاماً من حيث الخطورة، هي مادة الأميانت Asbestos سوف نتطرق وبشكل موجز لأهم طرائق تشكل وخواص كل من الرماد المتطاير والأميانت.

أ- الرماد المتطاير Fly ash   :تصنف أكثر الجسيمات اللاعضوية والمعدنية في الغلاف الجوي الملوث بالأكاسيد، إضافة إلى مركبات ناتجة عن احتراق الوقود الحاوي على نسب عالية من الرماد حيث يتحول الوقود والفحوم الحجرية الحاوية في تركيبها على معادن بعد الاحتراق إلى مركبات بشكل مصهور ورماد، تتجمع في قاع الحراق، وهي لاتظهر أي خطر بالتلوث، بينما في حال تطاير هذه الجسيمات الصغيرة في الغلاف الجوي، فإنها ستكون للأسف من أكثر المواد خطراً على الصحة والرؤية، بالإضافة إلى أثارها الضارة على النبات.

يعتمد محتوى الرماد بشكل أساسي على تركيب الفحوم أو الوقود المشتق منها. حيث يتألف بشكل أساسي من أكاسيد الألمنيوم، والكالسيوم والحديد، والسيليكون. من الممكن أن يحتوي الرماد، بالإضافة إلى ذلك، على بعض المعادن الأخرى مثل المغنزيوم، والكبريت، والتيتانيوم والفوسفور، والبوتاسيوم والصوديوم، بالإضافة إلى عنصر الكربون، الذي يظهر بشكل هباب الفحم (الشحار)، والذي يعد عنصراً أساسياً من العناصر المؤلفة للرماد المتطاير .



يعد حجم جسيمات الرماد المتطاير عاملاً أساسياً من العوامل التي تتحكم بتحديد الطرائق المتبعة لإزالته من المداخن، وإمكانية دخوله إلى الجسم عبر جهاز التنفس. تدل الدراسة الحجمية للرماد المتطاير الناتج عن المحارق المستخدمة بالصناعة بدلالة الكتلة، على قمتي توزع bimodal الشكل (1) تعبر القمة الأولى عن نسبة تتراوح ما بين %2-1 من كتلة الرماد المتطاير، حيث أبعاد جسيمات الرماد لا تزيد عن um 0.1. بالرغم من أن هذه القمة لا تعبر عن نسبة عالية من المواد، إلا أنها تتضمن الأغلبية الواسعة من عدد الجزيئات الكلي وتملك مساحة سطحية عالية. أما القمة الحجمية الثانية فتنشأ عن عملية تكاثف الأبخرة أثناء الاحتراق والتي تحتوي على العناصر الأكثر قابلية للتبخر مثل Hg Sb As و Zn . تعد الجسيمات الصغيرة من أكثر الجسيمات خطراً على البيئة المحيطة والصحة العامة والتي يصعب إزالتها من المداخن الناتجة عن المحارق المستخدمة بالصناعة، حيث يمكن أن تصل، نتيجة العوامل المناخية، إلى مسافات بعيدة دون أن تتكاثف أو تترسب، لذلك تتركز أكثر الأبحاث على التقليل من مسببات تشكلها في الصناعة.

ب الأميانت Asbestos   : يطلق اسم الأميانت على مجموعة فلزات السيليكا الليفية، ذات الصيغة العامة (Mg₃ P(Si₂O₅) (OH)₄ بسبب خواص الأميانت المرنة وقابليته للمزج والتشكيل بأشكال مختلفة، ومقاومته للاحتراق وعدم ناقليته للحرارة، استخدم هذا الفلز في العديد من التطبيقات الصناعية كمادة هيكلية، وفي الكوابح، والمواد العازلة، والمواد المقاومة للاحتراق، وفي بناء الأفران وصناعة البواري الإسمنتية. إحصائياً، تم في عام 1979 فقط، استخدام حوالي 560000 طن من مادة الأميانت في الولايات المتحدة الأمريكية.

يُعد الأميانت ضمن أهم الجسيمات اللاعضوية الملوثة للهواء، حيث أشارت الدراسات، إلى أن استنشاق غباره يؤدي إلى ظهور تأثيراته الملوثة على الرئتين (كالإصابة بذات الرئة   ( pneumonia condition، بالإضافة إلى ظهور أورام بالنسيج الرئوي وحالات من السرطان القصبي bronchogenic carcinoma عند العمال الذين يستخدمونه. ومازالت الدراسات مستمرة حتى الآن للتأكد من تأثيراته في أوساط أخرى مثل مياه الشرب والمياه الجارية.

وبسبب التحذيرات عن مضار الأميانت، تراجع الاستهلاك العالمي له، حيث أصبح استهلاكه في عام 1988، حوالي 85000 طن فقط. واتخذت وكالة حماية البيئة الأمريكية Environmental Protection Agency قراراً عام 1989 بتوقيف استخدام الأميانت، تمهيداً لمنع تداوله بشكل كامل بحلول عام 1996، إلا في الحالات الضرورية.

جـ- المعادن السامة  Toxic Metals   :توجد بعض المعادن والمعروفة بخطرها على صحة الإنسان، بشكل جسيمات في الغلاف الجوي الملوث. تدعى هذه المعادن (عدا البيريليوم بالمعادن الثقيلة من أكثر المعادن السامة المقلقة للغلاف الجوي في المدن المزدحمة، هو الرصاص، وذلك بسبب اقترابه من التراكيز الخطرة والحرجة في الغلاف الجوي؛ ويليه خطورة معدن الزئبق ، ثم المعادن الأخرى كالبيريليوم، والكادميوم، والكروم، والفناديوم، والنيكل، وبعض أشباه المعادن مثل الزرنيخ.

د- الزئبق في الغلاف الجوي: يشكل وجود الزئبق خطراً في الغلاف الجوي، بسبب عة سميته وسر تطايره، وحركيته. يرتبط الزئبق الجوي في بعض الأحيان مع الجسيمات الجوية، ويدخل في أكثر الاحيان إلى الغلاف الجوي بشكل معدن حر متطاير، نتيجة احتراق الفحم أو مركبات الكربون الأخرى، ومن البراكين. تصادف أحياناً بعض مركبات الزئبق العضوية مثل ثنائي متيل الزئبق ₂Hg  (CH₃)، وأملاح الزئبق أحادية المتيل، مثل CH₃HgBr  

يمكن أن تدخل أبخرة الزئبق إلى جسم الإنسان عن طريق التنفس، وتتنقل عبر الدم إلى الدماغ، حيث يمكنها أن تعبر الحاجز الدموي للدماغ، وتعيق عمليات الاستقلاب ضمن الدماغ، لتسبب الارتجاف وبعض الأمراض العصبية والنفسية مثل الخجل، الأرق Insomnia الكآبة Depression، والعصبية Irritability. من جهة أخرى، تسبب شوارد الزئبق الثنائية خطراً على الكلية، وتعد مركبات الزئبق العضوية مثل ثنائي متيل الزئبق ₂Hg ( (CH₃ من المركبات الأكثر سمية.

هـ - الرصاص في الغلاف الجوي: استخدم في السابق البنزين الحاوي على الرصاص، وبشكل خاص رباعي اتيل الرصاص ، tetraethyl lead ، مما أدى لانبعاث جزيئات هاليد الرصاص في الهواء بكميات كبيرة. تحدث هذه العملية من تأثير إضافة كل من ثنائي كلور الايتان وثنائي برومو الايتان إلى الوقود للتقليل من تجمع أكاسيد الرصاص ضمن المحرك، وذلك وفقا للمعادلة التالية:

تعد مركبات هاليد الرصاص ضمن المركبات الطيارة التي تخرج من عوادم المحركات، لتتكاثف لاحقاً مشكلة جسيمات في الغلاف الجوي. في السبعينيات من القرن الماضي، حيث كان استخدام الرصاص الملدن في ذروته، دخل إلى الغلاف الجوي حوالي 200000 طن رصاص في الولايات المتحدة الاميركية كل عام. إلا أن التقليل من استخدام الوقود الحاوي على الرصاص عالمياً، أدى إلى انخفاض تركيزه في الغلاف الجوي حالياً.

و- البيريليوم في الغلاف الجوي: يستخدم فقط حوالي 350 طن من البيريليوم كل عام في الولايات المتحدة الاميركية، لأغراض محددة كتصنيع بعض الخلائط المعدنية والمستخدمة في بعض الأجهزة الكهربائية، التصنيع الإلكتروني، التجهيزات الفضائية، والمفاعلات النووية. بالرغم من ذلك، فإن نسبة وجود عنصر البيريليوم لايقارن نسبة انتشار المعادن الملوثة الأخرى مثل الرصاص أو الزئبق. إلا أنّ مع استخدامات البيريليوم في التقانات عالية الدقة، يمكن أن يصبح انتشاره أكثر في المستقبل القريب.

في المرحلة مابين عام 1940 و 1950 أصبحت سمية البيريليوم ومركباته واضحة بشكل واسع، ويسمح بوجوده في الغلاف الجوي، بأقل حد ضمن جميع العناصر. تعد أحد أهم الظواهر التي ميزت البيريليوم وزادت من خطر سميته هي ظاهرة انبعاث هذا العنصر من مصابيح الفلورة التي كان يستخدم فيها مع الفوسفور كلطلاء.