كبريتيد وفلوريد الهيدروجين وأكاسيد النيتروجين من الملوثات الكيميائية للبيئة

أهم الملوثات الكيميائية للبيئة

أولاً/ كبريتيد الهيدروجين Hydrogen Sulfide – H₂S

– يوجد كبريتيد الهيدروجين على شكل غاز وله رائحة البيض الفاسد. وهو غاز عديم اللون وأثقل من الهواء.

– يحترق كبريتيد الهيدروجين ويكون ثاني أكسيد الكبريت والماء إذا كانت كمية الأكسجين كافية. أما إذا كانت غير كافية فأنه يحترق احتراقاً غير كامل إلى كبريت وماء.

– لغاز كبريتيد الهيدروجين سمية عالية حيث يؤثر في الجهاز العصبي المركزي. ويؤدي إلى التهاب في الأغشية المخاطية في الجهاز التنفسي والعينين كما يؤثر على حاسة الشم.

– عندما يوجد كبريتيد الهيدروجين بتراكيز منخفضة جداً تصل إلى 0.1 جزء في المليون يمكن الإحساس برائحته ولكن مع زيادة التركيز إلى 100 جزء في المليون لعدة دقائق فإنه يتلف الإحساس بالشم.

– استمرار تنفس مثل هذه التراكيز العالية يسبب أضراراً بالغة للجهاز التنفسي.

– يوجد كبريتيد الهيدروجين في كثير من المياه المعدنية (المياه الكبريتية). كما يتصاعد من فوهات البراكين حيث يحترق كثير منه احتراقاً غير كامل إلى كبريت وماء.

– ينتج كبريتيد الهيدروجين من تخمر المواد العضوية التي تحتوي على الكبريت مثل المخلفات البشرية. لذلك يتصاعد من مياه المستنقعات والمجاري.

– إلا أن المصدر الرئيسي لتلوث البيئة يأتي من إنتاج غاز الفحم ومن تكرير البترول ومن بعض الصناعات البتروكيميائية لاعتباره أحد مكونات البترول والغاز الطبيعي.

– يتأكسد كبريتيد الهيدروجين في الهواء إلى حمض الكبريتيك.

– تركيز غاز كبريتيد الهيدروجين في الهواء على مستوى العالم لا يزداد مع الزمن على الرغم من انبعاث حوالي 300 مليون طن كل سنة. وبالتالي فإن تأثيره على الصحة يأتي من التركيز المفاجئ في مناطق محدودة.

أبرز حوادث غاز كبريتيد الهيدروجين

– حدث في المكسيك عام 1950م تلوث بسبب تسرب تراكيز عالية من كبريتيد الهيدروجين في الهواء لمدة ساعة. مما أدي إلى قتل 22 شخصاً، كما وصل للمستشفيات 320 حالة، وهؤلاء الذين تأثروا بالغاز فقدوا خاصية الشم.

– نستنتج مما سبق أنه على الرغم من أننا نستطيع أن نشم رائحة كبريتيد الهيدروجين عند تراكيز منخفضة جداً إلا أننا لا نستطيع تحديد تركيزه فيما لو كان أعلى من المسموح به، لذلك لابد من توافر أجهزة في المصانع وفي المدن للكشف عن تركيزه وبالتالي اتخاذ الاحتياطات اللازمة.

ثانياً/ فلوريد الهيدروجين Hydrogen Fluoride – HF-

– يتصاعد فلوريد الهيدروجين من اختزال أسمدة الفوسفات ومن تصنيع خامات الحديد وصناعة السيراميك وغيرها.

– فلوريد الهيدروجين غاز سام ومسبب للتآكل بدرجة كبيرة لدرجة أنه يمكن أن يدمر الزجاج الذي يقاوم كثيراً من المركبات الكيميائية.

– يذوب فلوريد الهيدروجين في ماء المطر مكوناً حمض الهيدروفلوريك.

– على الرغم من أن القياسات تشير إلى أن تركيز فلوريد الهيدروجين في الهواء الملوث غير مرتفع، إلا أن أيون الفلوريد يأخذ الصفة التراكمية في النبات مما يؤثر عليها وعلى الكائنات الحية التي تتناولها بما فيها الإنسان الذي يتناول هذه النباتات المحتوية على تراكيز عالية من أيون الفلوريد.

ثالثاً/ أكاسيد النيتروجين Nitrogen Oxides

– تتألف أكاسيد النيتروجين الملوثة للبيئة بصورة أساسية من أكسيد النيتريك وثاني أكسيد النيتروجين.

– أكسيد النيتريك غاز عديم اللون وهو لا يساعد على الاشتعال العادي أماً المواد التي تشتعل بشدة مثل الماغنسيوم والكبريت فيمكن أن تستمر في اشتعالها إذا وضعت في الغاز.

– يتحد أكسيد النيتريك بالأكسجين عند درجات الحرارة العادية مكوناً ثاني أكسيد النيتروجين.

– ثاني أكسيد النيتروجين غاز بني اللون ويميل إلى اللون الأحمر. وهو يذوب في الماء مكوناً حمض النيتروز وحمض النيتريك. إلا أن حمض النيتروز غير ثابت ويتحلل إلى أكسيد النيتريك.

– تتكون أكاسيد النيتروجين هذه من تفاعل النيتروجين الجوي مع الأكسجين الجوي عند درجات الحرارة العالية جداً أثناء عمليات احتراق الوقود.

– تنتج النسبة العظمى من هذه الأكاسيد من عوادم السيارات. حيث يتولد أكسيد النيتريك من تفاعل الأكسجين مع النيتروجين في داخل المحرك. ثم ينتج ثاني أكسيد النيتروجين ورابع أكسيد النيتروجين أثناء التبريد السريع لغازات العادم اللاحق للعملية السابقة.

– كما تنتج أكاسيد النيتروجين أثناء احتراق الوقود في المصانع ومحطات الكهرباء. بالإضافة إلى ذلك فإن هذه الأكاسيد تنتج كمخلفات من بعض الصناعات الكيميائية.

– لأكاسيد النيتروجين رائحة غير مريحة، كما أنها تؤثر على الجهاز التنفسي وقد تسبب بعض أنواع الحساسية والتهابات في الجهاز التنفسي، كما تؤثر على الأغشية المخاطية بالإضافة إلى ذلك فإن أكاسيد النيتروجين وخاصة ثاني أكسيد النيتروجين تؤثر على نمو النباتات.

– لون ثاني أكسيد النيتروجين بني محمر كما أنه يمتص بعض أشعة الشمس لذلك فإن وجوده في الهواء يؤدي إلى انخفاض مدى الرؤية ويساعد على تكون الضباب الدخاني Smog وذلك في وجود الملوثات الأخرى مثل الأوزون وأكاسيد الكبريت والهيدروكربونات التي تنتج من الاحتراق غير الكامل للوقود.

غاز الأوزون O₃

– يساعد ثاني أكسيد النيتروجين  في وجود ضوء الشمس على زيادة كمية الأوزون في الجو. حيث يعطي ذرة أكسجين ويتحول إلى أكسيد النيتريك . تتحد ذرة الأكسجين هذه مع غاز الأكسجين الجوي لتعطي الأوزون.

– التفاعلات الضوئية تعطي فوق أكسيد أسيتيل نيتريت وذلك في وجود الهيدروكربونات.

– يؤثر فوق أكسيد اسيتيل نيتريت على الإنسان والكائنات الحية، كما أنه مادة مؤكسدة ويتفاعل مع الأكسجين ليعطي كمية إضافية من الأوزون.

– الأوزون  آثاره ضارة على الإنسان والحيوان مشابهة لتأثيرات ثاني أكسيد النيتروجين. كما أن للأوزون تأثيرات ضارة على النباتات. وكذلك يؤثر على النباتات. وكذلك يؤثر على بعض البوليمرات مثل المطاط وغيره حيث أن الأوزون مادة نشيطة تؤكسد كثيراً من المواد. ويجب عدم الخلط بين أضرار الأوزون القريب من سطح الأرض وبين فوائد الأوزون الموجود في طبقة الستراتوسفير التي تبعد حوالي 24 كم عن سطح الأرض.

– تدل الدراسات على أن التفجيرات النووية وأكاسيد النيتروجين المتخلفة من الطائرات أو المتكونة أثناء التفريغ الكهربي في السحب الرعدية وكذلك مركبات الفلوروكربون المستخدمة في الأيروسولات، كل هذه الملوثات تعمل على خفض كمية الأوزون في هذه الطبقة، مما يزيد من خطر وصول تراكيز عالية من الأشعة فوق البنفسجية إلى الأرض

– هنا يتضح أن أكاسيد النيتروجين لها دور مزدوج حيث تعمل على زيادة تركيز الأوزون بالقرب من سطح الأرض إذ أن تركيزه منخفض جداً بينما تعمل على تقليل تركيز الأوزون في الطبقات العليا مثل طبقة الستراتوسفير، التي تحتوي على الأوزون بتراكيز عالية.

الضباب الدخاني Smog

– وجود ثاني أكسيد النيتروجين في الهواء يؤدي إلى انخفاض مدى الرؤية ويساعد على تكون الضباب الدخاني Smog وذلك في وجود الملوثات الأخرى مثل الأوزون وأكاسيد الكبريت والهيدروكربونات التي تنتج من الاحتراق غير الكامل للوقود.

– كمثال على تكون الضباب الدخاني هو ما يحدث في مدينة لوس أنجلوس بالولايات المتحدة الأمريكية. حيث ينطلق يومياً في الهواء 750 طن من أكاسيد النيتروجين و 250 طن من مواد هيدروكربونية. والناتج المرئي للتفاعلات الضوئية لهذه الملوثات هو الضباب الدخاني.

– على الرغم من أنه لا توجد دلائل تشير إلى أن الضباب الدخاني يؤثر على صحة الإنسان. إلا أنه لا يستبعد أن زيادة تركيز بعض الكيميائيات في الضباب الدخاني تسبب أضراراً بالغة. فمثلاً يسبب الأوزون أضرارأ بالغة في الجهاز التنفسي وهو أحد مكونات الضباب الدخاني عندما يوجد بتراكيز قليلة تصل إلى واحد جزء في المليون وذلك عندما يبقى لمدة 8 ساعات في اليوم ولمدة عام.

– كلما زادت المواد المؤكسدة في الضباب الدخاني كلما زاد ضرره.