همه چیز در مورد دی اکسید کربن و تاثیر گاز (co۲) بر محیط زیست
“`html
شناخت بیشتر دی اکسیدکربن
کربن دی‌اکسید یا دی‌اکسید کربن (با فرمول شیمیایی CO۲) از ترکیب کربن با اکسیژن به وجود می‌آید. این گاز در نتیجه سوختن ذغال و مواد آلی در حضور اکسیژن، تخمیر مایعات، و تنفس حیوانات و گیاهان تولید می‌شود. به زبان ساده‌تر، زمانی که کربن می‌سوزد (یعنی سوختن کامل اتفاق می‌افتد) دی‌اکسید کربن تولید می‌شود. دی‌اکسید کربن دو پیوند دوگانه o=c=o دارد و تعداد پیوندهای کووالانسی آن ۴ می‌باشد و دو قلمرو الکترونی دارد.
خواص دی‌اکسید کربن
این گاز بی‌رنگ، بی‌بو و با طعمی مایل به حموضت است. وزن مخصوص آن ۱.۵۲ است. چون این گاز سنگین‌تر از هوا است، همیشه در قسمت پایین محیطی که تولید می‌شود، پخش می‌شود. (این گاز ۰.۳۰٪ از هوای محیط را تشکیل می‌دهد). گیاهان از دی‌اکسید کربن در پروسه فتوسنتز برای تولید کربوهیدرات‌ها استفاده می‌کنند و با گرفتن این گاز، اکسیژن خارج می‌کنند. CO۲ موجود در جو به عنوان یک محافظ حرارتی برای زمین عمل می‌کند و با اثر گلخانه‌ای طبیعی خود، از سرد شدن زمین جلوگیری می‌نماید.
اما غلظت‌های بالای کربن دی‌اکسید در جو زمین، که به علت سوختن سوخت‌های فسیلی ایجاد می‌شود، به عنوان آلاینده شناخته می‌شود. گازهای گلخانه‌ای، که کربن دی‌اکسید یکی از آنهاست، باعث می‌شود که پرتوهای خورشید با طول موج کوتاه از ابرها عبور کنند و پس از برخورد به سطح زمین، بازتابیده شوند و طول موج آنها افزایش یابد و تبدیل به پرتوهای فروسرخ شوند.
پرتوهای فروسرخ خطرناک نیستند و بعد از برخورد با گازهای گلخانه‌ای بازمی‌گردند و نمی‌توانند از آنها عبور کنند و باعث گرم شدن می‌شوند. اگر انسان این گاز را تنفس کند، ابتدا احساس تنگی نفس کرده و پس از مدتی ممکن است دچار خفگی شود. دی‌اکسید کربن برخلاف اکسیژن که آتش را شعله‌ور می‌کند، باعث خاموش شدن آتش می‌شود. به همین دلیل در کپسول‌های آتش‌نشانی از دی‌اکسید کربن استفاده می‌شود. این گاز بی‌رنگ است و اگر در غلظت‌های بالا تنفس شود، طعم ترش و احساس سوزش در بینی و گلو ایجاد می‌کند (این یک عمل خطرناک است و ممکن است منجر به خفگی شود). این احساس به دلیل حل شدن CO2 در بزاق دهان و تولید اسید کربونیک، یک محلول اسیدی ضعیف، اتفاق می‌افتد.
مولکول دی‌اکسید کربن به صورت خطی است و دارای دو پیوند دوگانه بین کربن و دو اتم اکسیژن می‌باشد. دی‌اکسید کربن ماده‌ای غیرقطبی است و در دمای پایین‌تر از 78- درجه سانتیگراد به حالت جامد سفید رنگی به نام یخ خشک تبدیل می‌شود. دی‌اکسید کربن مایع فقط تحت فشار خاصی ایجاد می‌شود. این گاز در آب به مقدار کمی حل می‌شود و اسید ضعیف اسید کربونیک تولید می‌کند که علاوه بر آن به بی‌کربنات و کربنات نیز تجزیه می‌شود.
کاربردهای ویژه گاز دی اکسید کربن
CO2 مایع و جامد در صنایع غذایی به عنوان خنک‌کننده استفاده می‌شود. به عنوان مثال، در حمل و نقل بستنی و سایر مواد غذایی منجمد برای تولید سرما از یخ خشک بهره گرفته می‌شود. یکی از کاربردهای مهم CO2 در صنعت نوشابه‌های گازدار است. بکینگ پودرها و جوش شیرین که در پخت نان یا کیک استفاده می‌شوند، در اثر حرارت CO2 آزاد می‌کنند و این باعث پف کردن و متخلخل شدن نان می‌شود. به دلیل خاصیت غیر قابل احتراق و قدرت خاموش‌کنندگی، در کپسول‌های آتش نشانی از CO2 مایع فشرده به عنوان یک راهکار سریع و ارزان آتش‌نشانی استفاده می‌شود.
از CO2 می‌توان به عنوان گاز بی‌اثر در کپسول‌های جوشکاری برای کاهش واکنش‌پذیری استیلن در حمل و نقل استفاده کرد، زیرا نسبت به سایر گازهای بی‌اثر مانند هلیوم و آرگون ارزان‌تر است. دی‌اکسید کربن همچنین حلال خوبی برای…
“`
بیشتر ترکیبات موجود در طبیعت به دی اکسید کربن (CO2) تعلق دارند. به همین دلیل، در صنعت داروسازی به CO2 به عنوان یک حلال کم خطر توجه زیادی شده است تا جایگزین حلال‌های مضر دیگری شود. به طور مثال، در تئاترها برای ایجاد جلوه‌های مه‌آلود از یخ خشک استفاده می‌شود. وقتی یخ خشک را به آب اضافه می‌کنیم، بخاری حاوی CO2 و رطوبت ایجاد می‌شود که شبیه مه به نظر می‌آید. همچنین لیزرهایی که بر پایه CO2 هستند، در صنعت بسیار مهم و کاربردی هستند.
دی اکسید کربن در گلخانه
مدت‌هاست که متوجه شده‌اند که غنی‌سازی دی اکسید کربن در گلخانه‌ها می‌تواند به رشد و تولید بیشتر گیاهان کمک کند. دی اکسید کربن یکی از اجزای اصلی در فتوسنتز است. فتوسنتز یک فرایند شیمیایی است که گیاهان با استفاده از نور خورشید، دی اکسید کربن و آب را به قند تبدیل می‌کنند؛ و این قندها در فرایند تنفس برای رشد درختان و گیاهان استفاده می‌شوند. تفاوت بین نرخ فتوسنتز و تنفس به ما می‌گوید که گیاهان چه مقدار ماده خشک تولید می‌کنند. هدف اصلی پرورش‌دهندگان در گلخانه‌ها، افزایش تولید ماده خشک و بهبود اقتصاد محصولات است. دی اکسید کربن به بهبود رشد گیاهان و افزایش باروری محصولات کمک می‌کند.
مزایای غنی‌سازی دی اکسید کربن برای باروری محصولات:
- زودتر گل دادن
- افزایش میزان میوه‌دهی
- کاهش جوانه‌های معیوب در گل‌ها
- تقویت ساقه گیاه و اندازه بزرگ‌تر گل‌ها
بنابراین، پرورش‌دهندگان باید به دی اکسید کربن به عنوان یک ماده مغذی نگاه کنند. برای بیشتر محصولات گلخانه‌ای، با افزایش غلظت دی اکسید کربن از 340 پی‌پی‌ام (ppm) به 1000 پی‌پی‌ام، نرخ فتوسنتز به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. آزمایش‌ها نشان داده‌اند که این افزایش می‌تواند تا 50 درصد باشد. البته در برخی گیاهان، افزودن دی اکسید کربن تا 1000 پی‌پی‌ام در شرایط نوری کم توصیه نمی‌شود و برای بعضی مانند گل لاله، هیچ تأثیری مشاهده نمی‌شود.
دی اکسید کربن از طریق باز شدن روزنه‌های گیاه به آن وارد می‌شود. روزنه‌ها سلول‌های مخصوصی هستند که معمولاً در زیر برگ‌ها قرار دارند و باز و بسته شدن آنها امکان تبادل گازها را فراهم می‌کند. غلظت بیشتر دی اکسید کربن در اطراف برگ‌ها، جذب این گاز را در گیاهان افزایش می‌دهد. عواملی مانند سطح نور، دمای برگ‌ها، دمای هوای محیط، رطوبت نسبی، تنش آبی و مقدار اکسیژن نیز بر باز و بسته شدن روزنه‌ها تأثیر می‌گذارند.
دی‌اکسید کربن یکی از گازهای موجود در جو زمین است. این گاز با سوزاندن مواد آلی در حضور اکسیژن ساخته می‌شود و هیچ رنگ و بویی ندارد. گیاهان از دی‌اکسید کربن برای ساختن کربوهیدرات در فرایند فتوسنتز استفاده می‌کنند و هنگام جذب آن، اکسیژن آزاد می‌کنند. غلظت دی‌اکسید کربن در محیط چیزی حدود 340 پی‌پی‌ام است. همه گیاهان در این شرایط به خوبی رشد می‌کنند، اما با بالا رفتن غلظت CO2 تا 1000 پی‌پی‌ام، نرخ فتوسنتز نیز افزایش می‌یابد و در نتیجه، مواد قابل دسترس برای رشد گیاهان بیشتر می‌شود.
هر نوع گیاه سبز در حال رشد در یک گلخانه کاملاً بسته می‌تواند غلظت دی‌اکسید کربن را در طول روز به زیر 200 پی‌پی‌ام برساند. کاهش نرخ فتوسنتز، هنگامی که غلظت دی اکسید کربن به 200 پی‌پی‌ام می‌رسد، معادل افزایش نرخ فتوسنتز هنگامی است که غلظت CO2 به 1300 پی‌پی‌ام می‌رسد. به نوعی می‌توان گفت که کاهش غلظت دی‌اکسید کربن به زیر سطح عادی تأثیرات بسیار بیشتری نسبت به افزایش آن دارد.
در گلخانه‌های جدید، به ویژه آنهایی که دو جداره هستند و اجازه ورود هوای بیرون کم است، سطح دی‌اکسید کربن در بعضی از زمان‌های سال می‌تواند کمتر از 340 قسمت در میلیون (ppm) باشد. این موضوع می‌تواند به رشد گیاهان آسیب بزند. تهویه خوب در طول روز می‌تواند مقدار دی‌اکسید کربن را افزایش دهد، اما هرگز به مقدار طبیعی 340 ppm نمی‌رسد.
برای اینکه این کمبود جبران شود و غلظت دی‌اکسید کربن بالاتر از 340 ppm افزایش یابد، تأمین دی‌اکسید کربن در گلخانه‌ها ضروری است. این کار برای بیشتر محصولات گلخانه‌ای مفید است. میزان دی‌اکسید کربن مورد نیاز به نوع محصول، شدت نور، دما، تهویه، مرحله رشد گیاه و نکات اقتصادی بستگی دارد. غلظت دی‌اکسید کربن مناسب حدود 1000 تا 1300 ppm است. برای محصولاتی مانند گوجه‌فرنگی، خیار، فلفل و کاهو، غلظت بین 800 تا 1000 ppm توصیه می‌شود. افزایش مقدار دی‌اکسید کربن می‌تواند دوره رشد گیاه را کم کرده (5 تا 10 درصد)، کیفیت و بازده محصول را بهبود بخشد و اندازه و ضخامت برگ‌ها را نیز بیشتر کند.
