الغازات المنبعثة من وسائل النقل تهدد البيئة وتزيد نسبة الأمراض

سببت الغازات والأدخنة المنبعثة من الآلات الحديثة إلى تحفز الجهات البيئية في دول العالم للحفاظ على الأجواء من التلوث التي أدت إلى الانحباس الحراري، وارتفاع نسبة الأمراض التنفسية، وبعض الدراسات أشارت إلى أنها تسبب في بعض الأمراض الخطيرة والمستعصية، وعلى الرغم من الجهود المبذولة للحد من انبعاث الغازات السامة سواء من عوادم السيارات أو وسائل النقل والمواصلات المختلفة التي تستعمل بعض المنتجات النفطية مثل البنزين إلا أن العلم الحديث لم يتوصل إلى وسائل أخرى أو بديلا عنها، سوى الطاقة الكهربائية التي لم تفعل بشكل كبير لحل هذه التلوثات المتطايرة.
يقول عبدالله القرني مدير المختبرات في شركه أرامكو أن التقدم التكنولوجي هو « جهد إنساني و طريقة للتفكير في استخدام المعلومات والمهارات والخبرات و العناصر البشرية وغير البشرية المتاحة في مجال معين وتطبيقها في اكتشاف وسائل تكنولوجية لحل مشكلات الإنسان وإشباع حاجاته وزيادة قدراته «
حيث تولي الشركات الكبيرة لصناعة السيارات الاهتمام على العمل لتخفيض معدل الغازات المنبعثة من عوادم السيارات,بصناعة محركات تساعد على التحكم باستهلاك الوقود ونسبة احتراقه قبل إطلاقه للهواء، ولكن لا يزال هناك سيارات لا تنطبق عليها تلك التكنولوجيا بسبب ارتفاع تكلفتها والبعض لا يولي اهتماماً للبيئة، علماً أن غاز ثاني أكسيد الكربون يتواجد من حولنا بنسبة 70 إلى 80 في المائة وهو غاز غير ضار بالبيئة بسبب وجود الأكسجين بنسبة كبيرة جداً لعمل الأكسدة وتفكيك مركبات ثاني أكسيد الكربون أثناء اصطدامها بالأكسجين، وعند زيادة استخدام الرصاص في البنزين في السيارات (الاكتان 91/95) بدرجة كبيرة فقد يسبب ارتفاع في نسبة ثاني أكسيد الكربون وبالتالي يسبب التلوث بالبيئة بشكل أكبر, وناهيك عن السيارات الكبيرة التي تستخدم المشتق الآخر وهو الديزل الذي يسبب التلوث الفعلي للهواء، لذا يوصي خبراء البيئة دائما باستخدام البنزين المحسن بالاكتان الخالي من الرصاص فهو الأقل تلوثاً من الوقود العادي ، وكذلك توخي الحذر باستخدام الطرق البعيدة والكبيرة الخارجة من المناطق السكنية للمركبات الكبيرة التي تحرق البنزين والديزل بشكل كبير.
الحلول المقترحة
ولقد عمدت البلدان الصناعية الكبيرة إلى وضع سلسلة من الإجراءات والتدابير الحازمة بطريقة آلية بهدف التخفيف من تلوث الهواء، ومن أهم الخطوات والمقترحات حظر استعمال بعض أنواع الوقود الرديء ذي الضرر العالي مثل مادة البتروكوك، وكذلك منع استعمال المواد المسببة لأمراض سرطانية مثل مادة الأميانت، وتخفيف استعمال السيارات والآليات، والتشجيع على استعمال البنزين الخالي من الرصاص، وتجهيز عوادم السيارات بالمحول الحفازي , الذي يحول بعض الغازات الضارة الناجمة عن الاحتراق مثل أول أكسيد الكربون وأكسيدات النيتروجين والغازات الهيدروكربونية إلى مواد أخرى أقل ضرراً، مثل بخار الماء وثاني أكسيد الكربون.
ويقول محمد العقيل عضو في جمعية الكيمياء بالجبيل أن وسائل النقل البري من سيارات وشاحنات وحافلات تعد المصدر الرئيسي لتلوث الهواء خاصة بالمدن التي تشهد كثافة في حركة المرور حيث تقوم هذه المركبات بدور بارز في توليد الملوثات الرئيسية للهواء وهناك العديد من المخاطر الصحية والبيئية الناتجة من عوادم السيارات بمختلف أنواعها والتي تعتمد في طاقتها التشغيلية على البنزين أو الديزل اللذين يعتبران من أهم مصادر تلوث الهواء، حيث تعتبر الانبعاثات الناجمة عن المركبات هي المصدر الرئيسي لتلوث هواء المدن خاصة وأن أعداد المركبات في تزايد مستمر، وينتج من احتراق الوقود داخل محركات السيارات العديد من الملوثات ومن أهمها أول أكسيد الكربون، المركبات العضوية الطيارة هيدروكربونات، وأكاسيد النيتروجين، وثاني أكسيد الكبريت والجسيمات العالقة بالإضافة إلى مركبات الرصاص السامة الناتجة من العادم عند استخدام وقود البنزين الذي يحتوي على نسبة من الرصاص وغيره من المعادن كمواد إضافية، ويتعرض كثير من السكان وخاصة في المدن إلى الضوضاء الناجمة عن حركة المرور بما يتجاوز 65 ديسيبل، وهو المستوى الذي إذا تجاوزته الضوضاء فإنه يسبب الإزعاج والضرر.
النقل البري الأكثر استهلاكا لمواد الطاقة وارتفاع نسبة التلوث
يستأثر قطاع النقل على الصعيد العالمي بحوالي 30% من إجمالي الاستهلاك التجاري للطاقة، حيث يستهلك النقل البري وحده 82%، غير أن هناك اختلافات واسعة بين البلدان وهذا مرده إلى الوضع الاقتصادي لتلك البلدان.
وقد تم إحراز تقدم ملحوظ مع مرور السنين فيما يتعلق بزيادة كفاءة السيارات من حيث استهلاك الطاقة وكمية ونوعية الوقود المستهلك وبالتالي كمية ونوعية الملوثات المنبعثة من السيارات، ويعد تصميم حالة المحرك في المركبات الآلية من الأمور الهامة التي يجب الاهتمام بها لحماية الهواء من التلوث وتختلف كمية هذه الانبعاثات باختلاف أنواع المركبات وعمرها وطرق تشغيلها ونوعية الوقود المستخدم، فالسيارات الحديثة أكثر كفاءة في استهلاك الوقود وأقل تلويثا للبيئة، واستخدام الوقود الخالي من مركبات الرصاص يساهم بدرجة كبيرة في مكافحة التلوث بالرصاص.
كما أن طريقة تشغيل المحرك في حالة الانتظار وسرعة القيادة تعتبر من الأمور الهامة لتخفيض استهلاك الوقود والتلوث، حيث إن القيادة بسرعة منتظمة (معتدلة) أفضل من القيادة المصحوبة بتغير كبير في السرعة، كما أنه عندما تكون المركبة في حالة سرعة يكون الاحتراق مثاليا ،حيث ينتج غاز ثاني أكسيد الكربون والماء إضافة إلى أكاسيد النيتروجين، وفي حالة تناقص سرعة المركبة يكون الاحتراق غير كامل للوقود مما يزيد من انبعاث أول أكسيد الكربون والهيدروكربونات،وتقل نسبة أكاسيد النيتروجين لانخفاض درجة الحرارة.
عملية التلوث
تتم عملية حرق الوقود كما نعلم جميعا من خلال مرور البنزين من خزان الوقود إلى المحرك عن طريق مغذي الوقود (الكاربراتوري) الذي يقوم بتغذية البنزين بالهواء، بحيث يصبح معدل كتلة البنزين الداخلة إلى كتلة الهواء ثابتة عادة 1:15 ثم يحدث الاحتراق فتنتج مجموعة من المركبات تجد طريقها إلى الوسط البيئي ،وفي حالة حدوث خلل بالكاربراتوري، فمثلا في حالة زيادة نسبة الوقود إلى نسبة الهواء سيكون من ضمن النواتج أول أكسيد الكربون، وتنطلق الملوثات من السيارات من مخارج عدة منها، العادم ويسمى المرميطة- علبة المرافق- مغذي الوقود الكاربراتوري- التبخر من خزان الوقود، إلا أن معظم ملوثات الهواء تنطلق من العادم المرميطة فنجد أن أول أكسيد الكربون وأكاسيد النيتروجين ومركبات الرصاص تخرج بالكامل عن طريق العادم، وأن 65% من الهيدروكربونات أيضا تخرج عن طريق العادم، وبالنسبة للتبخر من خزان الوقود فيتم خروج حوالي 15% من الهيدروكربونات وبالنسبة لعلبة المرافق 25% من الهيدروكربونات.
وهناك فرق بين محركات الديزل النافطة ومحركات البنزين، فالمواد المنبعثة من محركات الديزل أقل من المواد المنبعثة من محركات البنزين وهذا يعد من ميزات محركات الديزل بالنسبة للبيئة طبعا لأن التنفس في مجال الديزل ضئيل جدا والانبعاث بالتبخير منخفض وهذا لأن محرك الديزل يستخدم دائرة مغلقة لحقن الوقود، كما أن وقود الديزل أقل تطايرا من البنزين ،حيث يغلي الديزل في درجة حرارة 350-750 درجة مئوية مقابل 90-400 درجة مئوية للبنزين.
وينصرف من عادم السيارات التي تعمل بالديزل عُشر ما ينتج من سيارات البنزين من أول أكسيد الكربون والهيدروكربونات ،في حين تتعادل كميات أكاسيد النيتروجين ،وطبعا مركبات الرصاص منعدمة في الديزل، وعموما السيارات التي تعمل بمحركات الديزل لا تشكل مشكلة خطيرة بسبب قلة عددها إذا ما قورنت بالسيارات التي تعمل بالبنزين ومشكلة محركات الديزل الرئيسة هي الرائحة والدخان.
ويضيف محمد المفتاح مختص في شؤون الغاز : إن لشدة اتجاه الريح ودرجة الحرارة أهمية خاصة في انتقال وتشتيت مواد البيئة في الاتجاهين الأفقي والرأسي، ولا شك أن توقف انتقال الكتل الهوائية يؤدي إلى تراكم المواد السامة أو الخطرة في الهواء وبالتالي إلى مشاكل بيئية أو صحية، ومن المفهوم عادة أن قابلية انتقال الغاز إلى أعلى عندما ينخفض الضغط كلما تم الارتفاع عن سطح الأرض، ولهذا نرى تصاعد الأدخنة وعند تمدد الغاز بدون تبادل الحرارة مع الهواء المحيط فإنه يبرد ويصبح أكثر كثافة، وفي هذه الحالة تمر كتلة الغاز بما يعرف بالتبريد الأديباتيكي، وعند نقطة تتساوى فيها كثافة الغاز مع الهواء المحيط به، أي تبلغ الكتلة حالة التوازن تفقد قدرتها على الصعود أو الهبوط وتتغير درجة حرارة الهواء مع الضغط، وبالتالي الارتفاع له علاقة هامة بحدوث تلوث الهواء.