2-qism. Haroratni kamaytiramiz. Qizdirish va muqobil jarayonlar yondirishdan ko‘ra yaxshiroq ekani haqida
Oʻrta
13 min
21.07.2023
Kimyo

Maqolaning 1-qismini bu yerda o‘qing → sinaps.uz/maqola/16130/


Nega bunchalik zararli

Yuqorida keltirilgan yonish taʼrifida havo va uning tarkibidagi kislorod haqida hech narsa aytilmadi. Biroq maktabdagi darsliklarda aytilganidek shisha qopqoq bilan yopib qoʻyilgan sham tezda oʻchib qolishini hamma biladi, chunki OVRning davom etishi uchun oksidlovchi va qaytaruvchi vosita har doim kerak boʻladi.

Kimyoviy element bir holatda elektron berishi va boshqa holatda elektron olishi mumkin. Lekin shunday elementlar ham borki, ular bir narsaga tortib turiladi. Masalan, kislorod asosiy oksidlovchi moddadir. Lekin u oksidlovchilarning eng kuchlisi emas. Ftor undan ancha kuchliroq boʻlib, uning yordamida koʻplab moddalar portlab yonadi. Ammo kislorod Yerdagi eng keng tarqalgan oksidlovchi moddadir. Katta hajmdagi yongʻinlar atmosferaning O2 molekulalari bilan toʻyingani tufayli sodir boʻladi degan qarash bor.

Kislorodning miqdori nafaqat juda koʻp, balki yonish zanjiri reaksiyalarida ham asosiy energiya manbai hisoblanadi. Bu yoqilgʻiga bogʻliq emas. Kislorod molekulasidagi qoʻsh bogʻlanish oksidlanish jarayonida hosil boʻlgan moddalardagi boshqa koʻplab qoʻsh va bitta bogʻlamalarga qaraganda ancha zaifdir.

Shunday qilib, Yerdagi yonish jarayonlarining aksariyati kislorod ishtirokida sodir boʻladi. Agar u tizimda tugab qolsa, zanjir reaksiyasi davom eta olmaydi. Mana shu zaharli birikmalar hosil boʻlishining sabablaridan biridir.

OVR jarayonida oraliq mahsulotlar hosil boʻladi va ular juda barqarordir. Qoidaga koʻra, ular zararsiz moddalarga qadar oksidlanishi kerak, ammo kislorod yetarli boʻlmasa yoki bu moddalar oksidlovchi vosita ularga yetib borgunga qadar tizimdan chiqib ketadigan boʻlsa, ular atmosferaga oraliq shaklda kirib boradi. Ushbu hodisa toʻliq boʻlmagan yonish deb ataladi. Mana shunday holatda 700 °C darajadan yuqori haroratda kislorod bilan oʻzaro taʼsirga kirganda toksik boʻlmagan karbonat angidridga oksidlanishi kerak boʻlgan zaharli uglerod oksidi hosil boʻladi. Xuddi shunday, etilenning toʻliq boʻlmagan holda yonish mahsuloti sigaret tutuni va chiqindi gazlarda uchraydigan atsetaldegid (kuchli kanserogen) hisoblanadi.

Xavfli mahsulotlarning paydo boʻlishiga yana bir sabab yuqori haroratdir. Koʻpgina birikmalardagi bogʻlanishlarni uzish uchun juda koʻp energiya talab qilinadi, shuning uchun baʼzi tutun tarkibiy qismlarining shakllanishi tizim haroratiga nisbatan juda sezgir boʻlishi mumkin. Bunga azot oksidi NO misol boʻla oladi. U bilan bogʻliq muammolar juda jiddiy. Birinchidan, uning oʻzi zaharli gaz hisoblanadi. Ikkinchidan, meʼyordagi haroratda NO kislorod bilan reaksiyaga kirishadi va buning natijasida boshqa zaharli gaz – azot dioksidi NO2 hosil boʻladi. Nihoyat, ularning ikkalasi ham chiqindi gazlar bilan atmosferaga chiqariladi. Bu esa issiqxona effektini kuchaytiradigan va oʻsimliklar, odamlar hamda boshqa organizmlar uchun zaharli boʻlgan troposfera ozoni miqdorining oshishiga turtki beradi.

Tortish paytida yonayotgan sigaretaning oxiridagi haroratning taqsimlanishi. Gorizontal oʻqda 0 sonining oʻng tomonidagi qism tamakining yongan qismi (kul), chapda esa butun qismi tasvirlangan. Qora chiziqlar havo oqimini ifodalaydi. Raqamlar bilan belgilangan chiziqlar bir xil haroratli egri chiziqlar (izotermlar)ni koʻrsatadi.

Qattiq yoqilgʻidan foydalanish radiator effektiga olib kelishi mumkin, yaʼni olov yaqinidagi boʻshliq qiziydi, bu esa zararli birikmalar manbai boʻlgan moddalarning jadal parchalanishini qoʻzgʻatadi. Misol uchun, bunday holat odam sigaret chekkanda sodir boʻladi. Havo sigaretning yonayotgan uchiga kiradi, u yerda tamaki kislorod bilan faol oksidlanadi va odam sigaretani tortganda harorat 900 °C ga yetishi mumkin. Issiqlik ichkariga qarab yanada kirib boradi va sigaretaning ichki qismlarini qizdiradi, ammo u yerda kislorod yetarli emas. Yonish oʻrniga piroliz (moddalarning termal parchalanishi) va distillash (suyuqlikning bugʻlanishi, keyin sovishi va bugʻlarning kondensatsiyalanishi) sodir boʻladi. Ushbu bosqichda barcha komponentlarning taxminan uchdan bir qismi, jumladan, nikotin va u bilan birga tamaki tutuniga ehtimol ammiak va fenol ham kiradi. Ikkalasi ham zaharli va terini, shilliq qavatlarni bezovta qiladigan, asab tizimiga taʼsir qiladigan moddalardir.

Nihoyat, toʻliq boʻlmagan yonish oqibatida tutunda qattiq zarrachalar hosil boʻladi. Ular oʻz-oʻzidan xavflidir, chunki zarrachalar PAUning termal parchalanish mahsulotlaridan hosil boʻladi. Bundan tashqari, boshqa zararli birikmalar ularga qoʻshilishi mumkin. Misol uchun, benzapiren oz miqdorda boʻlsa ham odamlar uchun xavfli boʻlgan kanserogen moddadir.


Rad etish kerak

Yonishdan keyin hosil boʻladigan mahsulotlar bilan bogʻliq muammolarni turli yoʻllar bilan hal qilish mumkin. Yaʼni, “tozaroq” organik yoqilgʻidan foydalanish, noorganik yoqilgʻilarga oʻtish yoki dvigatellarning samaradorligini oshirish kerak. Biroq baʼzida insoniyatning olov bilan koʻp asrlik aloqasiga qaramay yonishdan butunlay voz kechish yaxshiroqmikan deb oʻylab qolasan. Shuni esda tutish kerakki, muqobil tanlovning ham oʻziga yarasha kamchiliklari boʻlishi mumkin va u har qanday muammoga yechim boʻlolmaydi.

Energiya ishlab chiqarish sohasida olovning bir qancha muqobil turlari mavjud. Ularning qatorida gidroelektrostansiyalar, shamol energetikasi, Quyosh panellari, bioyoqilgʻi va atom energetikasini sanab oʻtish mumkin. Ular ekologik jihatdan qulay va hozirda vujudga kelayotgan yoqilgʻi tanqisligi muammosini hisobga olgan holda Quyosh nurlari, suv oqimi energiyasi, Yer yuzasining issiqligi va boshqalar kabi qayta tiklanadigan energiya manbalariga tayanadi. Ammo koʻpgina muqobillarning salbiy tomonlari ham yoʻq emas.

Gidroelektrik toʻgʻonlarni qurish uchun keng maydonlarni suv bilan bostirish kerak. Bu tabiiy muhitning buzilishiga va iqlim oʻzgarishiga olib keladi, shuningdek, geologik oqibatlarga sabab boʻlishi mumkin. Misol uchun, AQShda Guver toʻgʻonining qurilishi bir qator zilzilalarni keltirib chiqargan. Shamol turbinalari muntazam ravishda qushlarni oʻldiradi va ayrim turlarning migratsiyasiga jiddiy taʼsir koʻrsatadi. Shu sababli dengiz shamoli 500-600 Vt / m 2 quvvatni taʼminlashga qodir boʻlgan Meksika koʻrfazining qirgʻoqlarida shamol stansiyalarini qurishga cheklov qoʻyilgan.

Asta-sekin shaxsiy va jamoat transporti sohasida yonishdan bosh tortilmoqda. 2018-yildan boshlab Moskva yoʻllarida elektrobuslar paydo boʻldi. Bugungi kunga kelib dunyoda transport vositalarida uchta dvigatel turi qoʻllanadi. Birinchisi, gibrid elektr texnologiyasi, yaʼni ichki yonuv dvigateli (IYD) va elektr motori (EM) birgalikda transportga oʻrnatiladi. Ikkinchisi, sof elektr texnologiyasi, yaʼni avtobus toʻliq harakatni taʼminlaydigan akkumulyator bilan jihozlangan boʻladi. Nihoyat, uchinchisi – yonilgʻi hujayrasi texnologiyasi. Dvigatel qazib olinadigan yoqilgʻidan foydalangan holda harakatga keladi. Biroq ichki yonuv dvigatelidan farqli oʻlaroq dvigatelda olov yoqilmaydi. Buning oʻrniga elektrokimyoviy reaksiya davomida energiya hosil qilinadi.

Tadqiqotchilarning qayd etishicha, gibrid dvigatellardan foydalanish issiqxona gazlari chiqindilarining sezilarli kamayishiga olib kelmaydi, balki toʻliq elektr transporti yoʻlidagi muhim qadam boʻlishi mumkin. Toʻliq elektrda harakatlanadigan transport vositalari haqiqatan ham ekologik jihatdan qulayroq ekani isbotlandi. Chiqindilar dizel dvigatellariga nisbatan 75-98 foizga kamayadi.


Yoqqandan koʻra yashash yaxshiroq

Agar yonish jarayonining asosiy maqsadi energiya va issiqlikni hosil qilish boʻlmasa, unda texnologiyani tubdan oʻzgartirish shart emas, shunchaki quvvatni kamaytirish kifoya. Misol uchun, kechki ovqat ham bugʻ yordamida pishirilishi mumkin. Maxsus qoplama goʻsht taʼmini buzmasdan qovurishga yordam beradi. Boshqacha aytganda, kuydirish emas, balki qizdirish yetarlidir.

Qizdirilganda harorat koʻtariladi. Distillash, termal parchalanish OVR tufayli yuzaga kelishi mumkin. Biroq yonish holatida boʻlgani kabi tashqi manba ishtirokisiz tizimda issiqlikning oshishiga olib keladigan zanjirli reaksiyalarning paydo boʻlishi yuzaga kelmaydi. Bu erkin radikallardan va baʼzi toʻliq yonmagan mahsulotlaridan xalos boʻlishga imkon beradi. Masalan, qizdirish uglerod oksidi miqdorini sezilarli darajada kamaytiradi.

Shunga qaramay, qizdirishga oʻtish orqali zararli chiqindilardan qanchalik xalos boʻlish mumkinligi haqida oldindan aytib boʻlmaydi. Issiqlik bilan ishlov berilgan modda juda koʻp tarkibiy qismlardan iborat boʻlishi mumkin (masalan, sigaret tutunida 7 mingga yaqin kimyoviy birikma mavjud boʻlib, ulardan 250 tasi zararli deb tan olingan va chekish bilan bogʻliq kasalliklarning rivojlanishiga sabab boʻladi). Har bir moddaning oʻzgarishini kuzatish va yonishdan voz kechilsa, qaysi modda yoʻq boʻlishini oldindan aytishning iloji yoʻq. Misol uchun, ispan olimlari tomonidan olib borilgan tadqiqot shuni koʻrsatdiki, turli xil maishiy chiqindilar (polietilen, shinalar, polivinilxlorid, moylar, laklar va boshqalar) yuqori haroratli piroliz paytida (taxminan 850 °C) yonish paytida boʻlganidek sezilarli miqdorda PAU va dioksinlar, doimiy organik ifloslantiruvchi moddalar ajratib chiqaradi.

Ammo turli yoʻllar bilan pishirilgan goʻshtning kanserogenligini oʻrganish shuni koʻrsatadiki, dudlanganda, qaynatilganda, qizdirib pishirilganda, bugʻda yoki mikrotoʻlqinli pechda uning mutagen faolligi olovda yoki qovurilganidan koʻra ancha past boʻlar ekan. Bu mutagenlarning hosil boʻlishi oqsilning termik parchalanishiga bogʻliqligi bilan izohlanadi.

1980-yillarda tamaki kompaniyalari ham yoqishdan voz kechish haqida oʻylay boshlashgan. Biror kishi nikotinga boʻlgan ehtiyojni qondirish uchun chekadi, ammo tamakidan nikotinni ajratib olish uchun yonish talab qilinmaydi. Bu jarayon 220-350 °C haroratda sodir boʻladi. Bu tamakini yoqish shart emasligini anglatadi. Bugungi kunga kelib sigaretaga muqobillarning bir nechta turlari mavjud boʻlib, ular ikki guruhga boʻlingan: nikotinni toʻgʻridan-toʻgʻri, tamaki ishlatmasdan taʼminlab beradigan elektron nikotin yetkazib berish tizimlari (shuningdek, veyplar deb ham ataladi) va tamaki qizdirish tizimlari (CNT). Bu yerda qizdirish oqibatida haqiqiy tamaki bargidan nikotin ajratmasi hosil boʻladi.

Bunday qurilmalardagi harorat 240-350 °C daraja oraligʻida boʻladi. Bu PMI tadqiqoti bilan tasdiqlangan. Buning uchun olimlar tamaki tayoqchasining uchta turli nuqtasidagi haroratni qizdirish elementiga nisbatan oʻlchab chiqishgan. Natijada, ularning hech birida qizdirish harorati 309 °C dan oshmagan. Ushbu usulning sigaretadan yana bir asosiy farqi, sigareta tortilgani kabi tortilganda tayoqdagi tamaki harorati koʻtarilmagan, aksincha pasaygan.

Nihoyat yonishning yoʻqligini tekshirish uchun kislorod borligi va yoʻqligida aerozollardan azot oksidi va uglerod oksidining ajrab chiqish darajasini baholash kerak. Bu havoda toʻliq yonish paytida koʻp miqdorda chiqariladigan birikmalardir. PMI Science tajribalari havo bor sharoit bilan va havosiz sharoit oʻrtasida sezilarli farq yoʻqligini koʻrsatdi, yaʼni qizdirish texnologiyasidan foydalanganda yonish sodir boʻlmaydi.

Bunday holda zararli moddalar miqdorining kamayishi kuzatilishi kerak. PMI tomonidan ishlab chiqilgan birlamchi tahlillar shuni koʻrsatdiki, qizdirish natijasida hosil boʻlgan tamaki tutunidagi qator zararli moddalarning tarkibi tadqiqotlarda ishlatilgan standart 3R4F sigaret tutunidan koʻra kamaygani tasdiqlandi. Ushbu moddalarning oʻrtacha kamayishi 90-95 foizni tashkil etdi. Keyinchalik kengroq tadqiqot jarayonida 532 ta aerozol komponenti tarkibini aniqlash mumkin boʻldi.

Bundan tashqari CNT aerozollarida sigaret tutunidagi miqdordan yuqori boʻlishi mumkin boʻlgan kimyoviy moddalarni aniqlash uchun yangi ehtimoliy tahdidlarni aniqlash yoʻlida maqsadli boʻlmagan differensial tahlil oʻtkazildi. Aniqlangan birikmalarning aksariyati xavfsiz deb topildi. AQSh oziq-ovqat va farmatsevtika idorasi (FDA) quyidagi xulosaga keldi: “Ushbu kimyoviy moddalarning baʼzilari geno yoki sitotoksik boʻlsa-da, miqdori shunchalik past darajadaki, ularning ehtimoliy zararli taʼsiri sigaretaning ehtimoliy zararli tarkibiy qismlari miqdoridan ancha past”.

Ogohlantirish

Nikotin oʻrganib qolishni chaqiradi va u zararsiz emas. Biroq nikotin chekish bilan bogʻliq kasalliklarning asosiy sababchisi emas.

Shunga oʻxshash boshqa tadqiqotlar butun dunyo boʻylab turli tamaki kompaniyalari tomonidan olib borilmoqda. Hozirgacha ularning natijalari sigaret tutuniga nisbatan oʻziga xos CNT aerozollarida zararli moddalarning kam ekanini koʻrsatib kelmoqda.

Mustaqil tadqiqotlar ham ushbu topilmalarni qoʻllab-quvvatlaydi. CNT tarkibida aldegidlar va uchuvchi birikmalar kabi kanserogenlar 80-90 foizga, zaharli metallar (simob va kadmiy) 99 foizga, PAU va uglerod oksidi 90 foizga kamaytirilgan. Asosan barglarni quritish paytida hosil boʻladigan tamakiga xos toksikantlar CNT aerozolida ham mavjud, ammo ularning miqdori ancha past. Biroq mustaqil tadqiqotlar haligacha sogʻliq uchun zararli boʻlishi mumkin boʻlgan moddalarning toʻliq spektrini qamrab ololmaydi va tajribalarini alohida tamaki qizdirish tizimlari va elektron sigaretlar ustida amalga oshirmoqda.


Olovsiz kelajak

Olov insonning kundalik hayotida samarali va qulay vosita sifatida mustahkam oʻrnashib olgan, ammo uning afzalligi muammolar fonida yoʻqolib ketadi. Bu nafaqat atmosfera havosining yomonlashishi, inson salomatligi uchun zararli boʻlgan mahsulotlarning tarqalishi, balki tashish paytida neftning toʻkilishi, qazib olinadigan yoqilgʻi zaxiralarining kamayishi va tabiiy gaz ishlab chiqarish jarayonida yuzaga keladigan suv havzalarining ifloslanishiga olib keladi.

Insoniyat yonishning salbiy oqibatlarini bartaraf etishga harakat qilmoqda. Misol uchun, qazib olinadigan yoqilgʻilarni yoqish natijasida chiqarilgan uglerodni toʻplaydigan va Yerga qaytaradigan uskunalar mavjud. Biroq yoqish oqibatlarini butunlay yoʻq qilib boʻlmaydi. Bu bizni yana bir bor ekologik toza muqobillarga oʻtish gʻoyasiga olib keladi.

Olovdan voz kechish jarayoni boshlangan, lekin tez orada tugamaydi. Birinchidan, bu jarayonda muqobil usullarga oʻtish qanchalik samarali va xavfsiz ekani oʻrganilishi kerak. Tahlillar atrof-muhitga ham, maʼlum bir shaxsning sogʻligʻiga ham tegishli boʻladi. Muqobil energiya manbalari atrof-muhit oʻzgarishiga hissa qoʻshishi mumkin, SNT foydasiga yakuniy hukm chiqarish uchun esa koʻproq mustaqil tadqiqotlar olib borish talab etiladi. Ikkinchidan, biz hali ham olovga bogʻliqmiz. Jahon iqtisodiyotining 80 foizi qazilma energiya manbalariga asoslangan.

Shunga qaramay insoniyat muqobil energiya manbalariga oʻtish uchun katta saʼy-harakatlarni amalga oshirmoqda. 2020-yilda qayta tiklanadigan energiya manbalari Qoʻshma Shtatlarda energiya ishlab chiqarishning 20 foizini taʼminladi. Elektr transport vositalari asta-sekin jamoat transporti parkini toʻldirmoqda. Rossiyada ular doimiy ravishda Moskva va Nijniy Novgorod shaharlarida harakatlanmoqda. Yevrokomissiya 2035-yilga borib Yevropa Ittifoqi davlatlarida ichki yonuv dvigatelli avtomobillardan butunlay voz kechilib, elektromobillarga oʻtiladi deb taxmin qilmoqda.

Bundan tashqari, bugungi kunda har birimiz ovqatni qovurib emas, balki bugʻda pishirsak, oʻzimizdan chiqadigan uglerod chiqindilarini kamaytirgan boʻlamiz. Bu usul bizga oʻrgatilganidek emas albatta, lekin uning zarari kam.

Ushbu maqola reklama emas va tamaki mahsulotlarining ehtimoliy isteʼmolchilarini tamaki chekishning zarari toʻgʻrisida ogohlantirish, aholini tamaki isteʼmolining zarari va tamaki tutunining boshqalarga salbiy taʼsiri toʻgʻrisida xabardor qilish kabi ijtimoiy ahamiyatga ega maqsadlarni koʻzlaydi.


Muallif: Yelena Truxan. Ushbu maqola nplus1.ru saytidagi “Игра на понижение. Когда нагревание и альтернативные процессы оказываются лучше горения” nomli maqolaning tarjimasi.
Muqova surat: freepik.com

Matnda xato topdingizmi? Kerakli matnni belgilang va CTRL+ENTER tugmalarini bosing.

Eng so‘nggi maqolalarni o‘tkazib yubormang!
Telegram kanalamizni kuzatib boring!