Language
Country/Area
No result found
الكربون الأسود والكربون الأسود والسخام: ما هي الفروق الدقيقة بينهم؟
في مسألة الحفاظ على صحة البيئة وسلامة الإنسان، غالبًا ما يتم الخلط بين تعريفات السخام وأسود الكربون والكربون الأسود. ستقوم هذه المقالة بتحليل الاختلافات الدقيقة بين الثلاثة واستكشاف آثارها البيئية والصحية.
السخام عبارة عن مجموعة من جزيئات الكربون غير النقية الناتجة عن الاحتراق غير الكامل للمركبات الهيدروكربونية ويعتبر مادة مسرطنة خطيرة.
تعريف وخصائص السخام
السخام هو مادة تتكون بشكل أساسي من جزيئات ذات أساس كربوني تنتج عن الاحتراق غير الكامل للوقود العضوي، مثل الخشب أو الوقود الأحفوري. قد يختلف التعريف حسب مجال العالم. بالنسبة لعلماء الغلاف الجوي، قد يركز تعريف السخام على التأثيرات البيئية، في حين قد يكون علماء السموم أكثر اهتمامًا بآثاره الصحية.
أثناء تكوين السخام، تحدث عادة تفاعلات بلمرة ذات درجة حرارة عالية، مما يعني أن السخام ليس فقط نتيجة لعملية الاحتراق، ولكنه يشمل أيضًا عمليات أخرى ذات درجة حرارة عالية.
يشتمل التركيب الكيميائي للسخام غالبًا على الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAHs)، والتي تعتبر مواد مسرطنة معروفة للإنسان من قبل الوكالة الدولية لأبحاث السرطان (IARC).
توليد أسود الكربون
أسود الكربون عبارة عن مسحوق كربيد يتم إنتاجه صناعيًا ويتم إنتاجه بكميات كبيرة منذ القرن التاسع عشر. يتكون أسود الكربون بالكامل تقريبًا من الكربون الأولي ويستخدم بشكل أساسي في إنتاج منتجات مثل المطاط والأحبار والطلاءات. على عكس السخام، يتم إنتاج أسود الكربون في ظل ظروف شديدة التحكم لتحقيق حجم وخصائص موحدة للجسيمات.
لا يتم إنتاج أسود الكربون عن طريق عملية الاحتراق أو الكربنة، ولكنه عملية كيميائية يتم إجراؤها خصيصًا لاستخدام تجاري معين.
التأثير البيئي للكربون الأسود
تم تقديم مصطلح الكربون الأسود من قبل علماء الغلاف الجوي للإشارة إلى الجزيئات الكربونية التي تمتص الضوء والتي لها تأثير كبير على تغير المناخ. على عكس السخام، يتم إنتاج الكربون الأسود عن غير قصد أثناء الاحتراق غير الكامل ويحتوي عادة على نسبة أقل من الكربون العنصري. ولجزيئات الكربون الأسود هذه تأثير قصير المدى على ظاهرة الاحتباس الحراري، وتأتي في المرتبة الثانية بعد ثاني أكسيد الكربون (CO2).
نظرًا لخصائصه القوية في امتصاص الضوء، يمكن للكربون الأسود أن يؤدي إلى تفاقم ظاهرة الاحتباس الحراري عند مزجه مع الرطوبة والغازات الموجودة في الغلاف الجوي.
مصادر وتأثيرات السخام
يمكن أن يأتي السخام من مجموعة متنوعة من المصادر، بما في ذلك المواقد المنزلية ومحارق المصانع ومحركات الديزل والمزيد. وقد اجتذبت الآثار المحتملة للسخام من هذه المصادر المختلفة على صحة الإنسان اهتماما واسع النطاق. على سبيل المثال، ترتبط الجسيمات (PM2.5) الموجودة في السخام بمجموعة متنوعة من أمراض الجهاز التنفسي، مثل أمراض الرئة المزمنة وأمراض القلب.
تظهر الأبحاث أن التعرض طويل الأمد لتلوث الهواء في المناطق الحضرية، بما في ذلك السخام، يزيد من خطر الإصابة بأمراض الشريان التاجي.
نماذج وتطبيقات السخام
نظرًا لآلية التكوين المعقدة للسخام، يستخدم العلماء عادة طرق نمذجة مختلفة في عملية نمذجة السخام، بما في ذلك النماذج التجريبية والنماذج شبه التجريبية والنماذج النظرية التفصيلية. تساعد هذه النماذج في فهم عمليات تكوين السخام وسلوكها في ظل ظروف الوقود المختلفة.
على الرغم من أن التقدم في تكنولوجيا الحوسبة الحديثة يجعل النماذج النظرية التفصيلية ممكنة بشكل متزايد، إلا أن النمذجة الدقيقة لآليات تكوين السخام لا تزال تمثل تحديًا.
التطبيقات التاريخية للسخام
تاريخيًا، تم استخدام السخام في صناعة الطلاء الفني وتلميع الأحذية، ومع تطور صناعة الطباعة، لا يزال يلعب دورًا مهمًا في حبر الطباعة. توضح هذه التطبيقات القيم المتعددة للسخام في أوقات مختلفة.
باختصار، على الرغم من أن السخام وأسود الكربون والكربون الأسود يشاركون جميعًا في تكوين المواد الكربونية، إلا أن مصادرها وخصائصها وتأثيراتها مختلفة تمامًا. تحدد هذه الاختلافات، جزئيًا، كيفية فهمنا ومعالجة المخاطر الصحية والتحديات البيئية التي تفرضها هذه المواد. هل يمكننا في المستقبل تقليل انبعاثات هذه المواد الضارة بشكل أكثر فعالية وضمان التنمية المستدامة لصحتنا وبيئتنا؟
