تتعلق آثار التفاعلات الكيميائية على البيئة بمسألة هامة في عالمنا اليوم. تتعدد التفاعلات الكيميائية التي تنجم عن الأنشطة البشرية، مما يؤدي إلى تلوث البيئة، سواء كان ذلك من خلال تلوث الهواء أو المياه. يعد تلوث الهواء هو الأكثر انتشارًا، حيث أن غالبية ملوثات الهواء تنتج من احتراق الوقود.
تاريخ التلوث البيئي
- بدأ التلوث البيئي عندما قام الإنسان بإحراق الفحم والخشب. وعلى الرغم من عدم معرفة كيمياء الغازات في العصور القديمة، فإن البرلمان البريطاني عام 1293م أصدر قرارًا يمنع حرق الفحم في مدينة لندن بسبب الدخان والغازات الكيميائية الناتجة عن الاحتراق غير الكامل.
- توجد العديد من الملوثات الكيميائية التي تؤثر على البيئة، مثل أكاسيد الكبريت، وأكسيد الكربون، وكبريتيد الهيدروجين، وفلوريد الهيدروجين، بالإضافة إلى المعادن الثقيلة والهيدروكربونات والمبيدات الحشرية.
- كل من هذه الملوثات تتسبب في تلوث البيئة بطرق مختلفة، ولها تأثيرات ضارة على الصحة العامة، حيث وقعت العديد من الحوادث نتيجة تلوث الهواء واحتواءه على غازات غير مكتملة الاحتراق.
حوادث ناجمة عن التفاعلات الكيميائية
- على سبيل المثال، في عام 1950 في المكسيك، أدى انتشار غاز كبريتيد الهيدروجين في الهواء إلى حدوث تلوث دُخاني، مما تسبب في وفاة 22 شخصًا وفقدان السمع لدى 320 حالة.
- ويعتبر الضباب الدخاني الناتج أيضًا عن وجود ثاني أكسيد النيتروجين في الهواء من الملوثات الخطيرة، لأنه يتفاعل مع ملوثات أخرى مثل أكسيد الكبريت والأوزون، بالإضافة إلى الهيدروكربونات الناتجة عن الاحتراق غير الكامل.
مصادر تلوث البيئة الناتجة عن التفاعلات الكيميائية
- تعتبر عملية حرق الوقود من أبرز المصادر التي تؤدي إلى تلوث الهواء، حيث يتكون الغلاف الجوي من 99% من النيتروجين وبخار الماء والأكسجين وجزء من الغازات الخاملة.
- يتسبب الاحتراق غير الكامل في انبعاث دخان أسود يحتوي على ملايين الجسيمات الصغيرة التي تلوث الهواء.
- تنتج الملوثات الهوائية أيضًا من العمليات الصناعية، مثل محطات توليد الطاقة بالفحم، وأنظمة تدفئة المنازل، ومحطات نقل النفط، مما يؤثر بشكل كبير على البيئة وصحة الإنسان.
- كما تساهم عوادم السيارات والتدخين السلبي في انبعاث غازات مثل ثاني أكسيد النيتروجين وأول أكسيد الكربون وأكاسيد الكبريت، والتي غالبًا ما تتولد من الاحتراق للوقود الأحفوري، كزيت الوقود والبنزين والغاز الطبيعي.
- تؤدي هذه الغازات إلى زيادة التفاعلات الكيميائية في الغلاف الجوي، مما يسهم في حدوث الأمطار الحمضية والضباب الدخاني.
- يمكن أن يتلوث الهواء أيضًا بالأوزون، الذي يعتبر أحد مكونات الضباب الدخاني، ويتشكل نتيجة تفاعلات كيميائية معقدة تشمل العديد من المركبات العضوية.
- أما بشكل عام، فإن التلوث الناتج عن التدخين السلبي يمثل مصدرًا آخر لتلوث الهواء الذي يتسبب في تأثيرات سلبية على البيئة.
بحث حول آثار التفاعلات الكيميائية على البيئة
- تتسبب انبعاثات المصانع الناتجة عن حرق الوقود في تلوث البيئة، مما يؤثر على طبقة الأوزون، في حين أن عوادم السيارات تنتج كميات كبيرة من الأوزون.
- الحماية الصحية لهذا الغاز هامة، إذ إنه يسبب تفاقم أمراض القلب، ويشكل خطرًا كبيرًا على البيئة وصحة البشرية، كما يُسَبب آلام الصدر، الصداع، السعال، الغثيان، وتورم الرئة.
- الأوزون هو مركب كيميائي يتكون من ثلاث ذرات من الأكسجين، ويتمتع بأهمية بالغة في الغلاف الجوي، حيث يحمي الأرض من الأشعة فوق البنفسجية الضارة.
- يتكون الأوزون الأرضي من تفاعلات كيميائية بين أكسيد النيتروجين والمركبات العضوية المتطايرة، وتتطلب هذه التفاعلات وجود أشعة الشمس، وغالبًا ما تنجم عن نشاطات مثل محطات الوقود والمصافي والسيارات.
استخدام المواد الكيميائية
تشمل استخدامات المواد الكيميائية الكثير من الغازات أو المواد الضارة التي تؤثر مباشرة أو بشكل غير مباشر على البيئة. لا توجد مادة كيميائية يمكن اعتبارها آمنة تمامًا.
قام الكيميائيون على مدار السنين بدراسة مشكلات تلوث البيئة الناتجة عن التفاعلات الكيميائية. منذ بداية القرن الـ20، كانت هناك محاولات لحماية البيئة من تأثير المواد الكيميائية السلبية، مثل:
1- المواد البلاستيكية
- انتشر تصنيع مبيدات المواد الفلورية والمواد البلاستيكية والدهانات قبل الحرب العالمية الثانية، وهذه المواد تعتبر ضارة حيث تنتقل للكائنات الحية، بما في ذلك الإنسان.
- تتسبب تلك المواد أيضًا في تلوث البيئة وتغير مكوناتها، مثل تغيير خصائص المياه والهواء والتربة. حتى بكميات صغيرة، يمكن أن تتراكم تلك المواد مع الزمن، مما يُسَبب تسممًا غير محسوس.
- قد يصل التركيز إلى مستويات تسبب تسممًا نتيجة للتفاعلات الكيميائية بين المواد المتراكمة والخلايا الحية في الجسم، وهناك الكثير من المركبات الكيميائية في استخدامات مثل الأسمدة والمضافات الغذائية والأدوية، بالإضافة إلى مواد التنظيف.
- لكن إذا استخدمت هذه المواد بطريقة غير صحيحة، فإنها تشكل خطرًا كبيرًا على البيئة.
2- المواد الكيميائية
- ينجم التلوث أحيانًا عن تجاهل دورة حياة المواد الكيميائية بالكامل، مما يعني زيادة إنتاجها ثم تخزينها أو نقلها أو تداولها، وأيضًا استخدام البقايا والتخلص منها.
- تعتبر التفاعلات الكيميائية هي السبب الرئيسي وراء أنواع التلوث المختلفة، إذ تسهم في تلوث الهواء والمياه، حيث أن المعادن مثل الرصاص والزئبق والأمونيا تؤثر سلبًا على المياه.
3- مخلفات المصانع
- تنتج المصانع والمجاري مخلفات تؤثر على البيئة، بما في ذلك الملوثات التي قد تُدخل إلى مصادر المياه مثل الأنهار، بالإضافة إلى استخدام المبيدات العشبية التي تلوث الأراضي الزراعية.
- تُعتبر هذه المخلفات مصادر تلوث للمياه الجوفية بالمواد العضوية المتواجدة والتي تختلف تأثيراتها باختلاف الأنواع.
الآثار السلبية للتفاعلات الكيميائية على البيئة
- تُعزى العديد من التأثيرات السلبية على البيئة إلى التفاعلات الكيميائية، حيث تؤدي هذه التفاعلات إلى تغيير خصائص المكونات البيئية وتسبب مشاكل تُلحق الضرر بالبيئة.
- تشمل التغيرات المناخية والانقراض لبعض الأنواع الحياتية، وكذلك العديد من الأمراض التي تصيب الإنسان، نتيجة للتفاعل بين هذه المعدلات وبيئة الاستخدامات التكنولوجية والمواد الكيميائية بدون الوعي البيئي المناسب.
