أثر التفاعلات الكيميائية على البيئة
تعد التفاعلات الكيميائية سلاحًا ذا حدين؛ حيث تلعب بعض التفاعلات دورًا حيويًا في حياتنا، بينما يؤدي البعض الآخر إلى آثار سلبية تؤثر على البشر والبيئة.
على سبيل المثال، يعتبر غاز أول أكسيد الكربون من الغازات الخطرة التي تسبب الصداع والإغماء، وقد تؤدي إلى الوفاة، ورغم ذلك فهو ضروري كوقود للإنتاج الصناعي. كما أن حرق الفحم وألياف السليلوز يسهمان في تلوث الهواء ويساهمان في انتشار سرطان الرئة.
سنستعرض هنا أبرز الآثار الإيجابية والسلبية للتفاعلات الكيميائية على البيئة:
الآثار الإيجابية للتفاعلات الكيميائية على البيئة
تساهم التفاعلات الكيميائية بشكل كبير في حياة الإنسان والبيئة، حيث تساعد على استمرار دورة الحياة البيئية على كوكب الأرض. البعض منها يشكل الماء والهواء والتربة الصالحة للزراعة، كما تساهم تفاعلات أخرى في توليد الطاقة الضرورية. فيما يلي أمثلة على التأثيرات الإيجابية للتفاعلات الكيميائية على البيئة:
- تنتج بعض التفاعلات الكيميائية مواد مفيدة مثل المبيدات الحشرية والأسمدة، التي تساهم في الحفاظ على التوازن البيئي.
- يمكن عكس الآثار السلبية للتفاعلات الكيميائية الضارة بواسطة تفاعلات أخرى لتعويض الأضرار التي تلحق بالحيوانات والنباتات.
- تُستخدم التفاعلات الكيميائية كذلك لمحاربة قضايا مثل التغير المناخي والاحتباس الحراري.
- تعمل على تقليل الانبعاثات الناتجة عن مكبات النفايات.
ويمكن ملاحظة الفوائد العامة للتفاعلات الكيميائية كما يلي:
- توفير الطاقة الكهربائية والحرارية المستخدمة في العديد من الصناعات.
- استخراج المزيد من المواد المفيدة من الموارد الأقل استعمالًا.
- إنتاج آلاف المركبات اللازمة في مجالات متعددة مثل تصنيع الأدوية والأسمدة والوقود والأغذية وبطاريات السيارات.
مفهوم الكيمياء الخضراء
تعرف الكيمياء الخضراء على أنها تصميم المنتجات والعمليات الكيميائية بطريقة تقلل أو تلغي استخدام أو توليد المواد الضارة. يتم تطبيق هذا المفهوم خلال دورة حياة المنتج الكيميائي كاملة، بدءًا من التصميم، مرورًا بالتصنيع، وصولًا للاستخدام والتخلص النهائي منها.
وتسمى الكيمياء الخضراء أيضًا بالكيمياء المستدامة، ومن المهم أن نفرق بينها وبين عملية التخلص من التلوث، إذ تركز الأخيرة على إزالة نواتج المواد الخطرة وليس على تصميم عمليات كيميائية خالية من المخاطر.
وفيما يلي بعض النقاط التوضيحية حول الكيمياء الخضراء:
- تمنع التلوث على المستوى الجزيئي.
- تُطبق هذه الفلسفة على جميع مجالات الكيمياء، وليس على تخصص واحد فقط.
- تقدم حلول علمية مبتكرة لمشاكل بيئية تواجه العالم.
- تعمل على تقليل مصادر التلوث وإنهاء توليدها.
- تخفف من الآثار السلبية للمنتجات والعمليات الكيميائية على الصحة والبيئة.
- تهدف إلى تقليل أو إنهاء المخاطر الناتجة عن المنتجات والعمليات الكيميائية الحالية.
- تصمم المنتجات والعمليات الكيميائية بحيث تقلل المخاطر الجوهرية.
الآثار السلبية للتفاعلات الكيميائية على البيئة
تتعرض الحياة البرية والبشر لمخاطر التفاعلات الكيميائية وآثارها السلبية، سواء من المنتجات الطبيعية في الغذاء، أو من الدخان الناتج عن الحرائق ومياه الصرف الصحي أو المبيدات الحشرية المستخدمة في الزراعة.
لقد أدت الزيادة الكبيرة في تصنيع المنتجات على مر القرون القليلة الماضية إلى تغيير نوعية وكمية التعرض للمواد الكيميائية الطبيعية والاصطناعية على حد سواء.
توجد العديد من العوامل المرتبطة بالتفاعلات الكيميائية التي تشكل خطراً على البيئة، مثل دخان السجائر والغازات الضارة الناتجة عنها، بالإضافة إلى السلع مثل الكحول، الرصاص، ونواتج الأوزون على المدى الطويل، ولا تقتصر هذه المشكلات على تلك المنتجات فقط، بل تشمل أيضًا أبخرة البنزين، سوائل التنظيف الجاف، والمبيدات الحشرية والمعادن الثقيلة.
كوارث عالمية ناجمة عن التفاعلات الكيميائية
بالنظر إلى المواد والعمليات التي تحمل مخاطر في قطاع الكيمياء، يتفاخر معظم المنتجين بسجلاتهم الصحية والسلامة. لكن في بعض الأحيان، تحدث الكوارث نتيجة إهمال بسيط.
إلى جانب الأضرار المباشرة الناتجة عن الحوادث الكبيرة المأساوية نتيجة التفاعل الكيميائي، مثل فقدان الأرواح أو التهديد للبيئة أو تدمير المنشآت، يبقى الضرر الذي يصيب سمعة الصناعة لا يُنسى أو يُغتفر. وغالبًا ما تدفع هذه الحوادث إلى فرض تشريعات أكثر صرامة بشأن الصحة والسلامة والبيئة.
هنا بعض من أسوأ الحوادث النادرة في صناعة الكيمياء:
انفجار أوباو (OPPAU)
في 21 سبتمبر 1921، قرر العمال في موقع (Oppau) التابعة لشركة (BASF) في ألمانيا استخدام الديناميت لتفريغ 4500 طن من نترات الأمونيوم وكبريتات الأمونيوم المتصلبة. لكن، لسوء الحظ، كانت هذه الطريقة غير ملائمة لطبيعة نترات الأمونيوم المتفجرة، مما أدى إلى انفجار هائل ترك حفرة بعرض 125 مترًا وعمق 19 مترًا، وأسفر عن مقتل أكثر من 500 شخص. وقد دمر الحادث ما يزيد عن 80٪ من المنازل في أوباو ورفع أسطح المنازل على بعد 25 كيلومترًا من موقع الانفجار.
منذ ذلك الحين، ارتبطت نترات الأمونيوم بالعديد من الانفجارات في قطاع الكيمياء على مستوى العالم، إلى جانب بعض الأعمال الإرهابية، مما استدعى اتخاذ إجراءات صارمة للحفاظ على الأمان في تخزين ومعالجة هذه المواد.
انفجار مصنع تولوز
ظل لغز انفجار مصنع تولوز في فرنسا بتاريخ 21 سبتمبر 2001 حائرًا لفترة طويلة، حيث نشأ الانفجار من تفجير حوالي 300 طن من نترات الأمونيوم في مصنع أسمدة (Grande Paroisse). دمر الانفجار الموقع وأدى إلى تدمير بعض المباني على بعد 3 كيلومترات، رغم عدم معرفة سبب الانفجار بدقة.
ترك الانفجار فجوة بقطر 50 مترًا وعمق 10 أمتار، وأدى إلى مقتل 30 شخصًا، وإصابة 10000 آخرين.
استراتيجيات تقليل التكلفة السلبية للتفاعلات الكيميائية على البيئة
يشكل التلوث الكيميائي خطرًا على صحة الإنسان والحيوان والبيئة، ومن المؤكد أنه يمكن تقليل هذا الضرر عبر تقليل الأمطار الحمضية، واستنزاف طبقة الأوزون، وتقليل انبعاث الغازات المسببة للاحتباس الحراري، من خلال إجراءات كافية يتبناها الأفراد والحكومات.
لأن كل الأعمال البشرية تقريبًا تؤثر على جودة الهواء والماء والتربة، فإن منع التلوث الكيميائي يتطلب تثقيفًا جماهيريًا وتغييرًا في طريقة التفكير وأسلوب التنفيذ الذي استمر لفترات طويلة. وفيما يلي بعض الأساليب لتقليل التأثيرات السلبية للتفاعلات الكيميائية على البيئة:
استراتيجيات التخفيف على مستوى الأفراد
إليك بعض الطرق التي يمكن للأفراد اتباعها لتقليل تأثير التفاعلات الكيميائية السلبية على البيئة:
- استخدام المنتجات المُنتجة بطريقة تقلل النفايات والمواد الضارة.
- شراء المنتجات المعاد تدويرها.
- اختيار المنتجات المتينة التي لا تحتوي على قدر كبير من التعبئة والتغليف.
- شراء المواد الكيميائية حسب الحاجة فقط.
- استهلاك المواد الكيميائية ومنتجات المنزل قبل انتهاء صلاحيتها.
- التخلص من المواد الكيميائية مثل الطلاء بطريقة فعالة أو تسليمها للآخرين الذين بحاجة لها.
- إعادة تدوير السوائل الناتجة من السيارات وتجنب إلقائها في المجاري أو في سلة المهملات.
- تقليل استخدام السيارات عن طريق اعتماد الدراجات أو وسائل النقل العامة.
- إضافة العوازل لجدران المنازل لتقليل استهلاك الطاقة والحرارة، وإحكام غلق النوافذ والأبواب.
- التأكد من أن خزانات الصرف الصحي مؤمنة جيدًا لتجنب التسرب.
- استخدام بقايا الفواكه والخضروات كمخلفات بدلاً من الأسمدة الكيميائية.
- تجربة استخدام المبيدات الحشرية غير الكيميائية في حديقة المنزل.
استراتيجيات التخفيف على مستوى الحكومات
تسعى الحكومات في جميع أنحاء العالم إلى إيجاد حلول لمشكلة التلوث البيئي، بخاصة من خلال أهداف التنمية المستدامة للأمم المتحدة التي تتضمن دعوات عالمية للقيام بخطوات لحماية الحياة على الأرض ومصادر المياه، وضمان إمدادات مياه نظيفة ومعالجة تغير المناخ. وهنا بعض الاستراتيجيات التي يمكن للحكومات اتباعها لتقليل آثار التلوث البيئي:
- تعزيز الإجراءات والقوانين الصارمة للتقليل من التأثيرات السلبية.
- وضع خطط تنظيمية لإدارة استهلاك الأراضي البرية.
- استخدام التكنولوجيا الحديثة للحفاظ على البيئة.
- تثقيف المواطنين حول كيفية الحفاظ على البيئة.
- الانضمام إلى المعاهدات الدولية لحماية البيئة ومكافحة تغير المناخ.
إن التفاعلات الكيميائية تحمل إيجابيات وسلبيات عديدة تؤثر بشكل مباشر على حياة الإنسان والبيئة، ولهذا فمن الضروري وجود ضوابط لها لمنع حدوث أية أخطاء قد تسبب مشكلات بيئية.
من المهم على المستويين الفردي والجماعي التعاون في تقليل ومحاربة الآثار الضارة لهذه التفاعلات، بالإضافة إلى ضرورة وضع الحكومات قوانين ورقابة صارمة على المصانع لمنع أي حوادث تضر بالبشر والبيئة.