بســم الله الرحمـــن الرحيـــــم
دور الكيميـــــاء في عــــلاج المشكــلات البيئيــة
من المعروف ان استخدام التكنولوجيا الكيميائية قد سبب الكثير من المشكلات البيئية ، وفيما يلي نستعرض الدور الذي يمكن ان تقوم به الكيمياء في الحد من تلوث البيئة وعلاج بعض المشكلات البيئية الملحة .
استطاع العلماء من خلال استخدام نظريات علم الكيمياء وتطبيقاته التكنولوجية تحقيق ما يلي :
1- الحد من تلوث الهواء ، عن طريق التحكم في الملوثات الناتجة عن السيارات ومداخن المصانع بطريقتين هما :
أ- ازالة الملوثات من المادة الخام قبل استخدامها ..
واهم هذه الملوثات الكبريت ، وتتم ازالته من الفحم وزيت البترول قبل استخدامها كوقود .
ويزال الكبريت من الفحم عن طريق طحن الفحم وما به من ملوثات – حيث يوجد الكبريت فيه على هيئة ثاني كبريتيد الحديد FeS2 – ثم يفصل الكبريت منه باستخدام المغناطيس .
كذلك يزال الكبريت من زيت البترول في اثناء تكريره ، بامراره على اكسيد الكالسيوم القاعدي الذي يتفاعل مع الكبريت مكونا كبريتيد الكالسيوم ، الذي يعطي عن تسخينه غاز ثاني اكسيد الكبريت ، ويمكن استخدامه لانتاج حمض الكبريتيك ، واكسيد الكالسيوم الذي يمكن استخدامه مرة اخرى .
وأفضل طريقة لازالة الكبريت من منتجات البترول هي هدرجتها في وجود عامل حفاز لتكوين كبريتيد الهيدروجين الذي يمكن ازالته باستخدام طرق غسل الغاز .
بوجود عامل حفاز (S (in oil) + H2 ------> H2S (g
كذلك امكن ازالة النيتروجين والاكسجين ايضا من منتجات البترول في صورة امونيا وماء.
ب- ازالة الملوثات بعد احتراقها وقبل خروجها للهواء الجوي
2- استخدام انواع جديدة من الوقود لا تتخلف عن احتراقها مركبات سامة تلوث البيئة ، مثل الهيدروجين والميثانول .
3- اعادة تدوير المواد التي سبق استعمالها مثل الاجزاء المعدنية والزجاجات الفارغة والمخلفات الورقية ، والتي تمثل مخلفات تسبب تلوث البيئة ، تنحقيقا لهدفين : الاول حماية البيئة من التلوث ، والهدف الثاني الاستفادة منها وتوفير الطاقة اللازمة لاستخلاصها من خاماتها الطبيعية.
4- صناعة انواع جديدة من المنظفات تحتوي على مواد كيميائية يسهل على البكتيريا تحليلها ، وبالتالي حماية المجاري المائية التي تصرف فيها هذه المنظفات من التلوث بالفيروسات الذي تحتوي عليه المنظفات المستخدمة حاليا .
5- استخدام مواد كيميائية ليس لها تاثير ضار على طبقة الاوزون التي تسهم في تدميرها .
وقد نجح الخبراء المصريون في معهد بحوث البترول في استبدال غاز البيوتان المنتج حاليا بغاز الكلورفلوروكربون المستخدم في ترذيذ المبيدات (المستخدمة كإسبراي).
6- انتاج بدائل للمعادن للتغلب على مشكلة استنزافها وحماية المخزون الطبيعي من الخامات المعدنية من النفاذ السريع ، ومن اهم هذه البدائل البلاستيك .
7- انتاج مبيدات حشرية لا تلوث البيئة ، ولا تمثل خطرا على صحة الانسان ، حيث ان هذه المبيدات ماهي الا نظير صناعي لهرمون النمو الذي تنتجه الحشرات .
ففي العادة يفرز هذا الهرمون في طور اليرقة ويختفي بعد ذلك للسماح للاطوار التالية بالظهور ، ولكن استمرار وجود هذا الهرمون يوقف نمو الاطوار اللاحقة ، وبالتالي اذا استخدم هذا الهرمون الصناعي كمبيد فانه سوف يوقف النمو الطبيعي للحشرة فلا تصل الى طورها اليافع .
وتتميز هذه المبيدات بقابليتها للتحلل ، وعدم وجود أي آثار ضارة لها على البيئة او على الكائنات الحية الاخرى .
8- تحويل المواد العضوية التي تشكل حوالي (75%) من القمامة الى غاز الميثان – وهو المكون الاساسي للغاز الطبيعي – بواسطة الانحلال الحراري ، واستخدام هذا الغاز كوقود للسيارات والمواقد وغيرها .
9- التغلب على مشكلة الامطار الحمضية التي تحدث أضرارا بالغة لكل من الثروة السمكية والتربة الزراعية ، او الحد منها عن طريق الحد من اطلاق المواد الكيميائية الخطرة - التي تتسبب في حدوث هذه المشكلة – من الصناعات الكيميائية الخطرة .
10- العمل على استخدام الطاقة النووية الاندماجية في الاغراض السلمية ، لانها لا تسبب أي تلوث للبيئة ، ولا تنتج عنها اية مخلفات اشعاعية ، هذا الى جانب انتاجها لمقادير هائلة من الطاقة .
11- تحويل النفايات الصلبة الناتجة عن الصناعات الكيميائية المختلفة الى نواتج مفيدة ، فعلى سبيل المثال : يصاحب انتاج طن واحد من حمض الكبريتيك – من البابريتات – تكوين حوالي (0.6) طن من النفايات التي تحتوي على حوالي (58%) حديد ، و (3%) نحاس ، وكميات قليلة من الفلزات المفيدة .
ويمكن الانتفاع بهذه النفايات بعد تحميصها وكلورتها ( معالجتها بغاز الكلور) في انتاج المعادن ومواد البناء .
كذلك يؤدي انتاج طن واحد من حمض الفسفوريك الى تكوين مقدار من نفايات الفسفوجبسم phosphogypsum يتراوح بين (4.5 و 8.4 ) طن ، وتتكون هذه النفايات من كبريتات الكالسيوم ومزيج من الفوسفاتات .
ويمكن ان يستخدم الفسفوجبسم في انتاج حمض الكبريتيك والأسمنت ، وفي تحسي ن خواص التربة .
12- المعالجة الكيميائية لمياه الصرف الناتجة عن بعض عمليات التعدين ، لتقليل الملوثات المعدنية التي تحتوي عليها .
13- تقطير مياه البحار وتحويلها الى مياه صالحة للاستخدام الآدمي ، وتنقية مياه الانهار والترع الملوثة ، ومن الأساليب المتبعة في معالجة المياه وجعلها صالحة للشرب ما يأتي :
• تشبيع المياه بالاكسجين aeration لازالة المواد المتطايرة مثل CO2 , CH4 , H2S ولأكسدة مركبات الحديد الثنائي وتحويلها الى مركبات الحديد الثلاثي ، ولأكسدة مركبات المنجنيز الثنائي وتحويلها الى غاز ثاني اكسيد المنجنيز .
• ترسيب أيونات الكالسيوم ، والماغنيسيوم التي يحتوي عليها الماء ، على شكل كربونات ، وازالة العسر باستخدام ماء الجير والصودا ، وكذلك ترسيب الغرويات والمواد الدقيقة باضافة مواد مخثرة مثل كبريتات الالمنيوم وكبريتات الحديديك .
• ازالة البكتيريا الضارة من الماء عن طريق الأكسدة باستخدام الكلور (كلورة) حيث يتكون حمض ضعيف HOCl وأيوناته OCl السالبة ، وكل منهما فعال في قتل البكتيريا ، كما يتضح من المعادلات التالية :
ولمنع تكوين مركبات عضوية مكلورة Organo- Chlorine عند استخدام الكلور ، يستخدم كعامل مؤكسد ، أو يستخدم الفحم المنشط لازالة المواد العضوية قبل الكلورة او بعدها .
