إحدى نعم الله علينا هي وجود الهواء النقي، حيث يعتبر أساسيا لحياة جميع الكائنات الحية، وبناء على توجيهات منظمة الصحة العالمية، فإن استنشاق الهواء النقي حق أساسي لجميع البشر، حيث أثبتت الأبحاث أن الهواء النقي يساهم في زيادة معدل الذكاء.
وتحمي الفترة الأخيرة للعديد من الملوثات بما فيها الملوثات الناتجة عن غاز ثاني أكسيد الكربون وتأثيرها الضار على الصحة العامة.
تاريخ الكربون وتسميته
لكل عنصر من العناصر قصة وراء اكتشافه وتسميته بهذا الاسم، وتعود تاريخ كلمة الكربون إلى زمن قديم، حيث تعني كلمة `كربو` في اللغة اللاتينية `الفحم`، وتم اكتشاف الكربون في العصور القديمة قبل التاريخ.
يعتبر الكربون عنصرا كيميائيا يرمز له بالرمز C وله عدد ذري 6، ويصنف ضمن العناصر غير المعدنية، ويوجد في الطبيعة بأشكال متعددة ومتنوعة، ولكن من أشهر أنواعه الألماس والجرافيت وثاني أكسيد الكربون.
الكربون هو العنصر الأساسي للعديد من المركبات العضوية، وتختلف الخواص الفيزيائية للكربون وفقا لطريقة الارتباط في المركب.
شاهد أيضًا: البترول والغاز الطبيعي كأحد مصادر الطاقة
دورة الكربون C
يعتبر الكربون أحد العناصر الرئيسية التي تلعب دورا هاما في دعم الحياة على كوكب الأرض. فهو يشكل جزءا من تراكيب العديد من العناصر بنسب مختلفة، ويشارك في تكوين الغلاف الجوي، والغلاف الحيوي، والغلاف المائي، والغلاف الصخري للأرض.
فهو يوجد في جميع أشكال الحياة العضوية، وكما يتحد مع الأكسجين لتشكيل ثاني أكسيد الكربون، الذي يقوم النباتات بالحصول عليه من الجو لاستخدامه في عملية البناء الضوئي اللازمة لإنتاج غذائها بنفسها.
عندما يقوم النبات بامتصاص ثاني أكسيد الكربون، يقوم بإفراز الأكسجين الضروري لتنفس الكائنات الحية.
ومن جهة أخرى، هناك بعض الكائنات الحية التي تتغذى على تلك النباتات وتتنفس أيضا، وأثناء تنفسها تخرج غاز ثاني أكسيد الكربون، ومن ذلك نستنتج أن دورة الكربون، على الرغم من أهميتها، إلا أنها معقدة للغاية.
غاز ثاني أكسيد الكربونCO2
خصائصه: في ظروف الضغط والحرارة القياسية، يتميز غاز ثاني أكسيد الكربون بأنه غاز عديم اللون والرائحة وغير قابل للاشتعال وسهل الذوبان في الماء، ولديه بعض الخصائص الحمضية، وهو غاز دفء يؤثر بشكل هام على درجة الحرارة في كوكب الأرض.
نسبته في الغلاف الجوي:
الغلاف الجوي يحتوي على تركيز يعادل 400 جزء في المليون من غاز ثاني أكسيد الكربون، وتختلف تركيزات الغاز بناء على العديد من العوامل، أهمها الاختلاف بين المناطق العالية والمناطق المنخفضة عن سطح الأرض.
وهناك أيضا اختلاف في الطقس العام للموقع، حيث تختلف نسبته في المدينة عن نسبته في الريف، وتختلف في المدن الزراعية عن المدن الصناعية، وتختلف أيضا حسب فصول السنة، حيث يصل تركيزه إلى ذروته في القطب الشمالي في فصل الربيع وينخفض التركيز إلى أدنى مستوياته في الخريف.
نسبته في الغلاف المائي:
يوجد ثاني أكسيد الكربون في المحيطات بكمية كبيرة تفوق تلك الموجودة في الغلاف الجوي بمقدار حوالي 50 مرة.
تعتبر المحيطات أكبر مستودع للكربون وتستقبل حوالي ثلث إجمالي الانبعاثات الكربونية البشرية، ومع ذلك، قد تقل قدرة المياه على استيعاب الغاز في بعض الأحيان عند ارتفاع درجة حرارتها.
مصادر غاز ثاني أكسيد الكربون
- تنتج عملية التنفس التي يقوم بها البشر، حيث يخرج معها الهواء المنبعث.
- نتيجة لعمليات تحليل المركبات العضوية الموجودة في جثث الكائنات الحية الميتة.
- يعد ناتجا هاما من عملية تخمر السكريات.
- يحدث بفعل حرائق الغابات، مثل الغابات الاستوائية والمزارع، وعندما يتم إزالة الغابات، يزداد حجمه بشكل كبير.
- يتم إنتاجه من وسائل النقل، وتحديدا نتيجة لخروج عوادم السيارات.
- ينبعث أيضًا من البراكين والحمم.
- يتم إنتاجه عند احتراق الوقود الأحفوري المشبع بالكربون مثل الفحم والغاز الطبيعي.
- يحرر من التفاعلات الكيميائية، مثل التفاعلات التي تحدث في صخور الكربون عند إذابتها في الأحماض.
- التدخين.
- يمكن الحصول عليه أيضا عبر المحيطات والبحار.
ثاني أكسيد الكربون موجود في الفضاء الخارجي
تواجد غاز ثاني أكسيد الكربون لا يقتصر فقط على كوكب الأرض بل يمتد للفضاء الخارجي، حيث يوجد ثاني أكسيد في الغلاف الجوي لمختلف الكواكب، على سبيل المثال يوجد في غلاف كوكب الزهرة بنسبة96.5%.
ويشكل حوالي 95% أيضا من الغلاف الجوي لكوكب المريخ، ويوجد أصلا في الكواكب خارج المجموعة الشمسية ويتم إنتاجه أيضا في الأوساط النجمية والأقراص الكوكبية للنجوم الشابة.
استخدامات غاز أكسيد الكربون
- ثاني أكسيد الكربون هو عصب الكيمياء العضوية.
- هو الأساس في عملية التركيب الضوئي (البناء الضوئي).
- يشارك في تفاعلات كيميائية مثل عملية هابر بوش لإنتاج الميثانول.
- يدخل في إنتاج اليوريا.
- يستخدم في إنتاج حمض الساليسيليك.
- يستخدم في الصناعات الغذائية.
- يدخل في صناعة المشروبات الغازية.
- هكذا يستخدم كمادة تبريد للعنب المقطوف.
- يستخدم للحفاظ على اللحوم والأسماك ومنتجات الألبان.
- يستخدم في استخراج الكافيين من القهوة.
- يستخدم طبيا لتحفيز التنفس عند إضافته بنسبة صغيرة إلى الأكسجين في حالات توقف التنفس.
- هكذا يستخدم في عمليات نقل وتخزين الأطعمة المجمدة والمثلجات الأخرى.
- ويستخدم في إطفاء الحرائق.
- يستخدم في استخراج النفط.
- يستخدم كغاز واقي في عمليات اللحام.
شاهد أيضًا: أهمية الغاز الطبيعي الاقتصادية
أضرار غاز ثاني أكسيد الكربون
وهكذا، عموما، تعتبر المنظمات العالمية غاز ثاني أكسيد الكربون غير سام وغير ضار، ولكن هذا ينطبق فقط على نسبته الطبيعية وحالته.
ولكن إذا زاد تركيزه بنسبة بسيطة تصل إلى 1%، يشعر بعض الأشخاص بتدريج فقدان الوعي.
إذا ارتفعت نسبة الزيادة إلى 7٪، يمكن أن يحدث اختناق مصحوبا بالدوار والصداع، وقد تحدث بعض الاضطرابات السمعية والبصرية، بالإضافة إلى بعض الأضرار الأخرى مثل:
- تعاني من حكة مزعجة في الأنف والحنجرة، ويصاحبها طعم حمضي في الفم.
- هذا يؤدي إلى تبديد الطاقة وانعدام التركيز، حيث يزيد الغاز من معدل ضربات القلب.
- الدوار والصداع والرؤية المزدوجة.
- تعد التغيرات في كمية الكالسيوم في العظام آثارا طويلة الأمد للتعرض.
- تحدث تغييرات في عملية الأيض داخل الجسم بهذه الطريقة.
- تتسبب تغير حموضة مياه البحار والمحيطات في تأثير حياة المخلوقات البحرية.
أضرار غاز أكسيد الكربون على البيئة
عندما يرتفع نسبة الغاز في الغلاف الجوي، تزداد درجة حرارة كوكب الأرض، مما يمكن أن يؤدي إلى ذوبان الجليد في القطبين الشمالي والجنوبي.
هذا يسبب أيضا تسارع ذوبان الأنهار الجليدية وزيادة تبخر الماء من المحيطات الأكثر دفئا، وهذا هو ما يحدث في العصر الحالي ويعرف باسم الاحتباس الحراري.
شاهد أيضًا: ثاني أكسيد الكربون وخصائصه
وفي النهاية، يتبين أن ثاني أكسيد الكربون سلاح ذو حدين، ولذلك يجب علينا أن نتعاون معا للحفاظ على توازنه الطبيعي من أجل حياة صحية.
