الفحـــــم النبـــــــــــاتي
يوجد الكربون ممزوجاً مع عناصر ومركبات أخرى . الفحم مثلاً مكوّن من الكربون بشكل رئيسي ، لكنه يحتوي على الهيدروجين والأكسجين والنيتروجين والكبريت . إنه وقود أحفوري ، أي أنه وقود تشكل على مدى ملايين السنين من بقايا النباتات .
وهناك ثلاثة أنواع من الفحم تحتوي على مقادير متفاوتة من الكربون .
اللنغيت ويسمى الفحم البني ، يحتوي على 60 – 70 % فقط من الكربون .
والفحم البتيوميني " الحمري " ، وهو أسود ولماع ، يحتوي على أكثر من 80 % .
والأنتراسيت ويحتوي على أكثر من 90 % من الكربون .
الفحم النباتي: إن وجود الأنسجة النباتية في الفحم النباتي والحجري يدل على أنهما من أصل نباتي. والفحم النباتي يصنعه الإنسان بتسخين الخشب, ولونه الأسود سببه وجود عنصر الكربون, أما كون الفحم النباتي أخف من الخشب فلأن الخشب يفقد كمية من الماء عند تحويله إلى فحم نباتي وتزداد نسبة المسامات فيه. والماء في الخشب هو المسئول أيضاً عن الدخان الكثيف عند حرقه. أما كون الفحم الحجري أثقل من الفحم النباتي فيرجع إلى المكونات المعدنية التي توجد في الفحم الحجري ولا توجد في الفحم النباتي.
كيفية صنع الفحم النباتي:
الفحم الخشبي شكل آخر من أشكال الكربون غير النقي ، يُجمع الخشب في أكوام ويُغطى بالتراب ويُسخن عشرة أيام تقريباً. ويتم التسخين بحرق جزء قليل من الخشب بسبب دخول كمية قليلة من الهواء. ويزود هذا الجزء المحترق بقية الخشب بالحرارة اللازمة لتسخينه وتحويله إلى فحم نباتي.
ولتحويل الخشب إلى فحم نباتي يلزم التخلص من الأوكسجين والهيدروجين الموجودين في مركبات الخشب العضوية (السليلوز). ويتم ذلك بتفاعل كيميائي بحيث ينزع الأوكسجين والهيدروجين من السليلوز فيتحول إلى مركب عضوي جديد يحتوي على كمية أقل من الأوكسجين والهيدروجين, فتزداد نسبة الكربون فيه.
استخدام الفحم ..الفحم وقود هام ،إذ ينتج ما يزيد على ثلث كهرباء العالم في محطات كهربائية تحرق الفحم . والليغنيت رخيص ومتوفر بكثرة ، لكنه ينتج تلوثاً كبيراً . الفحم البتيوميني والأنثراسيت أفضل لأنهما يسببان قليلاً من التلوث في الهواء .
استعمالات الفحم النباتي:
يستعمل الفحم النباتي في الحرق المباشر للحصول على الطاقة. وعادة ما يقتصر على استعماله بعض الأغراض المنزلية كالتدفئة أو الطهو أو الشواء.
أما البلاد التي يوجد فيها فائض من خشب الغابات, فيمكن تحويله إلى فحم نباتي ثم استعماله في بعض المشاريع الكبيرة كتوليد الكهرباء. و كما أنّ زمن احتراق كمية من الفحم النباتي أطول من زمن احتراق كمية مماثلة من الخشب, فللفحم النباتي قيمة حرارية أكبر من الخشب .
ويُستخدم شكل من أشكال الفحم الخشبي يدعى الفحم الخشبي المنشّط " activated charcoal "في المرشّحات وأقنعة الغاز لإزالة الأبخرة السامة . فهو يضم ثقوباً صغيرة لا تحصى على سطحه وهي مثالية لحبس الأبخرة .
ويُصنع بالسماح للفحم الخشبي بالاحتراق لفترة وجيزة مع الأكسجين في نهاية عملية صنع الفحم الخشبي . وغالباً ما يستخدم الفحم الخشبي كوقود للشواء ويمكن تشكيله في عيدان ليستخدم مادة للرسم .
وحيث أن الفحم النباتي المنشّط ذو قدرة امتزازية عالية ، أي أنه يجتذب المواد إلى سطحه ، فيمكنه بذلك إزالة الغازات السامة والروائح الكريهة من الهواء .. لذا يستخدم هذا الفحم في ومنظومات التهوية في العربات الفضائية وكمامات مواقد المطبخ ، كما يستخدم أيضاً في تنقية السوائل ، كالماء في أحواض السمك . فيمر ماء الحوض المتسخ فوق الفحم النباتي المنشّط لإزالة أوساخه ، ثم يُعاد نقياً إلى الحوض ..
التأثيرات الصحية الناتجة عن صناعة الفحم ...
ينجم الضرر الرئيسي على صحة الإنسان من استنشاقه للغازات المنبعثة من عملية الحرق. وتتسبب هذه الغازات بأمراض تنفسية عديدة تختلف بحسب نوع الغاز المستنشق. فمن المعروف بأن اكاسيد الكبريت تؤدي إلى تفاعلات التهابية في القصبات الهوائية (Emphysema). في حين تؤدي الغازات الهيدروكربونية، مثل تلك المنبعثة عن عوادم السيارات والمولدات، إلى أمراض سرطانية. أما غاز أول أكسيد الكربون فإن له قدرة على الاتحاد مع الهيموجلوبين 200 مرة أكثر من الاكسجين، وبالتالي فإنه يؤدي إلى التسمم الحاد والصداع والدوخة والغثيان والفشل التنفسي. وفي حالة ارتفاع تركيز الغاز واستمرار تعرض الجسم له فإنه يؤدي لعوارض مزمنة، مثل ضعف الذاكرة، نقص الانتاجية في العمل، اضطرابات في النوم وفي السلوك، وارتفاع في مستوى الكولسترول.
أما بالنسبة لغاز ثاني أكسيد الكربون فإن تواجده في الجو بتركيز منخفض قد يؤدي إلى تسارع في التنفس والصداع والتشويش الذهني والشلل الارتخائي. أما إذا زاد تركيزه عن 5% فإنه يؤدي إلى فقدان الوعي والوفاه.
وهنالك أيضاً أضراراً صحية تنجم عن أكسيد الكبريت، إذ أن هذا الغاز يتحول إلى حامض الكبريتيك عند ملامسته للسطوح الرطبة للأغشية المخاطية، وينجم عن ذلك التهابات وأمراض مزمنة في الجهاز التنفسي. كما تتسبب أكاسيد النيتروجين بتهييج للحويصلات الهوائية في الرئتين، في حين يمكن أن يؤدي تراكم الغبار فيهما إلى التليف والوفاة.
ويتضح مما تقدم أن المشكلة في صناعة الفحم هي الآثار السلبية لها على الصحة العامة وعلى البيئة، حيث تنبعث منها غازات كثيرة مثل أول اكسيد الكربون وثاني اكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت وبعض المخلفات الأخرى التي تؤثر على الثروة الزراعية والمائية. وتكون أكثر خطورة إذا كانت مناطق إنتاج الفحم قريبة من التجمعات السكنية، حيث تؤثر هذه الغازات والأبخرة ليس على العاملين في الإنتاج فقط بل وعلى سكان المنطقة بأسرها .
وأخيــــــــراً .....
نستنتج من هذا الموضوع أن أصل الوقود هو الشجر الأخضر ..
وهذه الحقيقة قد أقرها القران الكريم قبل أربعة عشر قرناً من الزمان ...
قال الله تعالى : " الذي جعل لكم من الشجر الأخضر ناراً فإذا أنتم منه توقدون " ( 80 من سورة يس( .
فلقد اكتشف علماء الكيمياء أن مصادر الوقود جميعاً أصلها تلك النقطة الخضراء الموجودة في النبات .
فالنقط الخضراء تلك التي تخزن من وقود الشمس في أجزاء النبات وتحوله إلى مواد نباتية يسهل أكلها أو حرقها .. وإخراج الوقود الكامن في تلك الأجزاء .
كما اكتشف العلماء في طبقات الأرض أن أصل البترول وجميع مشتقاته " بنزين وكيروسين وغيرهما " جميعاً مواد متحولة من نبات مطمور بالتراب والصخور . أو حيوانات تغذت على نباتات وأخذت من النبات الوقود وبهذا نعلم أن جميع أنواع الوقود المستخدمة أصلها من الشجر الأخضر ...
المصدر: مجلة المياه