فحم نباتي
الفحم النباتي هومخلفات مكونة من كربون صرف تنتج عن عملية نزع الماء من المواد النباتية.
كيفية تحضيرة تسمي بالتقطير الاتلافي (الحرق بمعزل عن الهواء)الطريقة المسماة عند العرب المردومة.
إن وجود الأنسجة النباتية في الفحم النباتي والحجري يشير 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 هوالمسئول 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 خلق 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 حديث يحتوي على كمية أقل من الأوكسجين والهيدروجين, فتزداد نسبة الكربون فيه.
استعمالات الفحم النباتي
يستعمل الفحم النباتي في الحرق المباشر للحصول على الطاقة. وعادة ما يقتصر على استعماله بعض الأغراض المنزلية كالتدفئة أوالطهوأوالشواء. أما البلاد التي يوجد فيها فائض من خشب الغابات, فيمكن تحويله إلى فحم نباتي ثم استعماله في بعض المشاريع الكبيرة كتوليد الكهرباء. وكما 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 . فهويضم ثقوباً صغيرة لا تحصى على سطحه وهي مثالية لحبس الأبخرة ويُصنع بالسماح للفحم الخشبي بالاحتراق لفترة وجيزة مع الأكسجين في نهاية عملية خلق الفحم الخشبي . وغالباً ما يستخدم الفحم الخشبي كوقود للشواء ويمكن تشكيله في عيدان ليستخدم مادة للرسم . وحيث حتى الفحم النباتي المنشّط ذوقدرة 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 ..
مواصفات الفحم الجيد
وهناك عوامل كثيرة تحدد جودة الفحم المنتج بواسطة أي طريقة لإنتاجه وهذه العوامل هي :-
1- نوعية الأخشاب المستخدمة
حيث لنوع الخشب أهمية كبري لجودته ومنذ قديم الأزل يعهد الفلاح المصري هذه المعلومة فمثلا في مصر والدول العربية يفضلون الفحم الناتج من خشب أشجار الحمضيات مثل شجر البرتنطق والجوافة والمانجووالزيتون وهي أفضل الأنواع لإنتاج فحم جيد وهذا يرجع لمكونات السيليوز المكون الرئيسي للخشب وتفاوت نسب امتصاصه لمكونات التربة .
2- نسبة الكربون
ودرجات الحرارة لها أهميه كبري في جوده الفحم المنتج وحدثا زادت درجات الحرارة عن 400 درجة مئوية قلت جودة الفحم الناتج حيث ينخفض الكربون وهوالمكون الرئيسي للفحم الجيد .
3- نسبة الرطوبة في الفحم
وهي أيضا من عوامل جوده الفحم فحدثا ذادت نسبة الرطوبة قلت جودته .
4- كمية الرماد الناتج ولونه
ويحدده أيضا المكون الرئيسي للخشب المستخدم وكمية الأملاح والمكونات التي تتخلل السليوز .
5- حجم الفحم
ينتج عن صناعة الفحم وتداوله ونقلة من مكان إلي أخر ينتج عن ذلك تكسر نسبة لا بأس بها من الفحم الذي لا يصلح للاستخدام فللحجم المناسب أهمية أيضا .
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 الأكسجين، وبالتالي فإنه يؤدي إلى التسمم الحاد والصداع والدوخة والغثيان والفشل التنفسي. وفي حالة ازدياد هجريز الغاز واستمرار تعرض الجسم له فإنه يؤدي لعوارض مزمنة، مثل ضعف الذاكرة، نقص الإنتاجية في العمل، اضطرابات في النوم وفي السلوك، وارتفاع في مستوى الكولسترول. أما بالنسبة لغاز ثاني أكسيد الكربون فإن تواجده في الجوبهجريز منخفض قد يؤدي إلى تسارع في التنفس والصداع والتشويش الذهني والشلل الارتخائي. أما إذا زاد هجريزه عن 5% فإنه يؤدي إلى فقدان الوعي والوفاه. وهنالك أيضاً أضراراً صحية تنجم عن أكسيد الكبريت، إذ حتى 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 حتى يؤدي تراكم الغبار فيهما إلى التليف والوفاة. ويتضح مما تقدم حتى 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 .
المصادر
- بيوتات الكيمياء التعليمية
