مطالعه رفتار سنگ ها بر خلاف بعضی از مصالح مهندسی در محدوده الاستیک خلاصه نمی شود جهت تعیین رفتار واقعی توده های سنگی، مطالعه رفتار سنگ ها در تمام مراحل بارگذاری حتی پس از نقطه مقاومت نهایی، شکست و خرابی کامل سنگ نیز امری ضروری است به همین دلیل ارزیابی رفتار و مطالعه جامع سنگ ها در آزمایشگاه توسط دستگاههای عادی آزمایش ( که صرفاً قادر به بارگذاری سن

عنوان:

ارزیابی رفتار تنش - کرنش سنگها با استفاده

از دستگاه آزمایش خودکنترل

فهرست مطالب

چکیده 1

رفتار شکننده و خمیری 2

مفهوم اندرکنش ماشین – نمونه (مفهوم ماشین ، نرم و سخت) 5

عامل مؤثر در شکست کنترل شده سنگها در ماشین آزمایش 8

اصول و مبانی دستگاههای خود کنترل 16

خلاصه ای از مطالعات انجام شده و نتایج حاصل از آن توسط دستگاه خودکنترل 20

نتیجه گیری 28

خلاصه و پیشنهاد 30

منابع 31

چکیده

مطالعه رفتار سنگ ها بر خلاف بعضی از مصالح مهندسی در محدوده الاستیک خلاصه نمی شود. جهت تعیین رفتار واقعی توده های سنگی، مطالعه رفتار سنگ ها در تمام مراحل بارگذاری حتی پس از نقطه مقاومت نهایی، شکست و خرابی کامل سنگ نیز امری ضروری است. به همین دلیل ارزیابی رفتار و مطالعه جامع سنگ ها در آزمایشگاه توسط دستگاههای عادی آزمایش ( که صرفاً قادر به بارگذاری سنگ تا مقاومت نهایی سنگ هستند) را نمی توان به طور کامل انجام داد و نیاز به دستگاه های پیچیده و پیشرفته و مجهز به امکانات الکترونیکی است. این نوع دستگاه ها در مکانیک سنگ تحت عنوان خود کنترل ( servo- control) مورد استفاده قرار می گیرد. در این مقاله سعی شده است تا حدودی مکانیزم رفتاری سنگ ها در بارگذاری، کاربرد منحنی های کامل تنش- کرنش سنگ ها، انواع آزمایش هایی که توسط این نوع دستگاه ها در دنیا انجام شده است و در پایان اندرکنش ماشین- نمونه، تاثیر سختی ماشین و نمونه در بدست آوردن این نوع منحنی ها و به طور کلی اصول و کلیات دستگاه های خود کنترل به تفصیل پرداخته شود.

کلمات کلیدی: رفتار شکننده، رفتار خمید، خود کنترل، تنش. کرنش، سختی

رفتار شکننده و خمیری

سنگ ها در اثر بارگذاری و اعمال تنش دچار دو نوع شکست می گردند. یکی شکست شکننده است و دیگری رفتار خمیری می باشد

شکست شکننده وقتی اتفاق می افتد که توانایی سنگ در تحمل بار با افزایش تغییر شکل کاهش می یابد. شکست شکننده اغلب مرتبط با تغییر شکل دایمی کوچک یا بدون تغییر شکل دایمی قبل از شکست نهایی بوده و به شرایط آزمایش بستگی دارد که ممکن است به صورت ناگهانی و انفجار گونه رخ دهد. شکست ناگهانی و انفجار گونه سنگها در معادن عمیق و با سنگ های سخت رخ می دهد. در شکل (1) منحنی تنش- کرنش شکننده ارائه شده است.

شکل 1- منحنی تنش- کرنش شکننده در فشار ت محوری

ماده ای دارای رفتار خمیری می باشد که بتواند تغییر شکل دایمی را بدون از دست دادن توان خود در تحمل بار ادامه دهد. اکثر سنگ ها در فشارهای جانبی و درجه حرارت هایی که در کارهای عمرانی و معدنی با آنها مواجه می شویم، رفتاری شکننده دارند. میزان خمیری با افزایش فشار جانبی و افزایش درجه حرارت افزایش می یابد، ولی در سنگ ها هوازده، توده های سنگی شدیداً درزدار و بعضی از سنگ ها مثل سنگ های تبخیری نیز در شرایط معمول مهندسی پدیده خمیری اتفاق می افتد. در شکل (2) منحنی تنش- کرنش خمیری ارائه شده است.

شکل 2- منحنی تنش- کرنش برای رفتار خمیری در فشار

افزایش فشار جانبی، سنگ را به مرحله انتقال از شکنندگی به خمیری می رساند. این مرحله، حدی از فشار جانبی است که رفتار سنگ از نوع شکننده به خمیری کامل انتقال می یابد. بایرلی (3) فشار انتقال از شکنندگی به خمیری را حدی از فشار جانبی تعریف کرده است که در آن تنش مورد نیاز برای تشکیل صفحه شکست در نمونه سنگ برابر با تنشی است که موجب لغزش روی آن صفحه می شود.

 

در حال حاضر ، تمایل بسیاری به اتانول به عنوان سوخت وسایل نقلیه به علت ارزش آن به عنوان یک اکسیژنات و گسترش دهنده سوخت وجود دارد این حقیقت صنعت سوخت اتانول بر پایه ذرت در ایلات متحده را بر آن داشته تا سطح تولید بیش از دوبرابر را از سال 2000 تا2004 به ثبت برساند دولت چین ینز تدابیری مشابه برای ترغیب تولید اتانول از مواد کم هزینه بویژه مواد لیگنو س

استفاده از باکتریهای مقاوم به اسید برای تولید اتانول از زباله خانگی

مقدمه

در حال حاضر ، تمایل بسیاری به اتانول به عنوان سوخت وسایل نقلیه به علت ارزش آن به عنوان یک اکسیژنات و گسترش دهنده سوخت وجود دارد . این حقیقت صنعت سوخت اتانول بر پایه ذرت در ایلات متحده را بر آن داشته تا سطح تولید بیش از دوبرابر را از سال 2000 تا2004 به ثبت برساند . دولت چین ینز تدابیری مشابه برای ترغیب تولید اتانول از مواد کم هزینه بویژه مواد لیگنو سلولزی اتخاذ نموده است .

مواد مختلف مورد استفاده در تولید اتانول از طریق تخمیر معمولاً به سه نوع اصلی تقسیم می شوند . نخست قندهایی که می توانند مستقیماً به اتانول تبدیل شوند ملاس و شکر نرم معمولاً بدین طریق مورد استفاده قرار می گیرند . این سوبستراتها به پیش تیمار پیچیده ای نیاز ندارند آنها به میکروارگانیزنهای مناسب نیاز است . مزیت این فرایند تکنولوژی آن است ، با این حال مقادیر کم سوبستراتها و هزینه بالا مانع از کاربرد صنعتی آن می شود . دوم ، ذرت گندم و سایر غلات که با عملکرد آنزیمها باید به قندهای قابل تخمیر هیدرولیز شوند عمدتاً در صنعت تولید اتانول از آنها استفاده می شود با این حال خطر رقابت برای غلات او وجود درادر . سوم ، مواد سلولزی که باید بوسیله روشهای پیش تیمار نظیر اسید یا آنزیم به قندها تبدیل شوند و اغلب در سراسر جهان از ان ها استفاده میشود . از آنجا که آنها مزایایی چون هزینه پایین مقادیر زیاد و عدم خطر رقابت دارند محققان در تمام دنیا تمایل بسیاری به قابلیت آنها برای تولید اتانول نشان می دهند . منبع ایده آل برای تولید اتانول باید مقرون به حرفه و سرشار از کربن باشد استفاده از ضایعات قابل بازیافت ، ارزان و فراوان برای تولید اتانول توجه محققان را جلب نموده است اما در مورد زباله خانگی مواردی از استفاده از این ماده برای تولید اتانول مشاهده نمی شود . زبالهه ایخانگی که حجم عظیمی از زباله های شهری را تشکیل می دهند . رطوبت بالا و ترکیبات ارگانیکی دارند که به آسانی فاسد شده و حمل آنها دشوار است . از سوی دیگر مواد مغذی فراوان داخل این زباله ها آنها را تبدیل به مواد خام ایده آل برای محصولاتی با ارزشی نظیر اسید لاتیک CH4 ، هیدروژن و ... می سازد . استفاده اززباله خانگی برای تولید اتانول می تواند خطر آلودگی و هزینه تولید اتانول را کاهش دهد از این رو ارزش بررسی شدن را داراست .

علاوه بر استفاده از مواد کم هزینه ، تکنولوژیهای دیگری برای موثر و مقرون به صرفه بودن تولید اتانول انجام شده است نظیر استفاده از گونه هایی با قابلیت تولید اتانول بالا بازیافت سلولی از طریق رسوب یا فقط غشاء . از میان این تکنولوژیها تولید اتانول تحت شرایط غیر استریل می تواند در استریلیزاسیون و پخت نشاسته موثر باشد . علاوه بر این می تواند این فرایند راحتی ساده تر از قبل سازد ، از این رو توجه بسیاری از محققان را جلب نموده است . معمولاً شرایط اسیدی برای جلوگیری از آلودگی بوسیله میکروارگانیزم و عملی ساختن تخمیر غیر استریل ، کنترل می شد . برای تحقق این هدف ، میکروارگانیزم تولید اتانول مقاوم به اسید ، در این مطالعه حائز اهمیت بسیاری است . زیموموناس موبیلس نوعی باکتری تولید کننده اتانول گرم منفی که قادر به تحمل غلظت بالای اتانول و تخمیر در طیف ph گسترده می باشد به نحوی وسیع مورد مطالعه قرار گرفته است . استفاده از ز.موبیلیس مقاوم به اسید در گلوکز تحت شرایط غیر استریل ، با موفقیت انجام شد . در صورتی که بتوان و آیند تخمیر مقرون به صرفه و تولید موثر اتانول بوسیله ز.موبیلیس را در زباله خانگی انجام داد ، می توان این فرآیند را با هزینه کمتر و کارایی بالاتر تولید کرد . علاوه بر این فرآیند ساکاریمیکالیون و تخمیر (ssf) را می توان با ترکیب هیدرولیز آنزیمی و تخمیر اتانول به صورت یک عملیات مجزا تبدیل کرد . در این روش می توان به جای راکتورهای جداگانه از یک مورد استفاده کرد ، و بازداری محصول نهایی از هیدرولیز آنزیمی را از بین برد . قند کاهنده در طول کل فرآیند ، در سطح پایین می ماند که آلوده شدن آن را دشوار می سازد . هدف این مطالعه انتخاب و استفاده از باکتریهای مقاوم به اسید برای تولید اتانول از زباله خانگی بوسیله ssf بود . هر دو فرآیند استریل و غیر استریل برای برررسی امکان تولید اتانول با این گونه ویژه مقایسه شد .

3- نتایج

1. 3 . جداسازی گونه

برای جلوگیری از آلودگی ph پایین 4 در شرایط غیر استریل کنترل شد از این رو تسلط باکتریهای مقاوم به اسید در چنین فرایندی اهمیت بسیاری داشت . هر چند ز.موبیلسین قادر به تخمیر در طیف وسیعی از ph بود (7-3) ، برا ی انجام موفق این فرآیند به باکتریهای مقاوم به اسید با سرعت رشد بالا نیاز است . برای رسیدن به این هدف یک جهش زای انتخابی برای تامین این نیاز ویژه انتخاب شد . ز.موبیلیس رشد یافته ، در محیط انتخابی با ph 4 ، کشت داده شد . سپس کلونی های بزرگ برای تخمیر اتانول تحت شرایط اسیدی انتخاب گردید . همین روند ، برای 3 بار آزمایش ، برای اطمینان از سازگاری این گونه ها با محیط اسیدی انجام شد . سپس گونه با بهترین عملکرد انتخاب شده و در یخچال در دمای c 4 نگهداری شد . از طریق این سیستم انتخاب گونه ای با مقاومت به اسید به نام GZNSL به دست آمده بسته نهایی تخمیر گونه در تصویر 1 ارائه شده است ، آزمایش شاهد با گونه والد در PH اولیه 6 انجام شده و گونه انتخابی در PH 4 استفاده شد . از تصویر می توان مشاهده کرد GZNSL مقاوم به اسید می تواند g/l 48 اتانول تولید کند تنها اندکی کمتر از شاهد (g/l 52 ) که نشان داد GZNSL می تواند تحت شرایط اسیدی با موفقیت اتانول تولید کند . نظیر قند کاهنده ، هردو گونه قادر به تجزیه موثر قند کاهنده بودند . قند کاهنده در حدود 36 ساعت به سطح پایینی می رسد . برای کاستن از زمان کشت ، برای بدست آوردن تولید بیشتر اتانول با زمان کمتر باید تحقیقات بیشتری انجام داد ( تصویر 2 ).

2. 3 . تولید اتانول تحت شرایط غیر استریل

ترکیب شیمیایی انواع گیاهان، جانوران و میکروب ها بسیار مشابه است از 92 عنصر موجود در طبیعت فقط تعداد معدودی در ماده زنده یافت می شود عنصرهای هیدروژن (H)، اکسیژن (O)، کربن (C) و نیتروژن (N) روی هم 99 درصد جرم سلول ها را تشکیل می دهند در حالی که سه عنصر هیدوژن، کربن و نیتروژن کمتر از یک درصد جرم پوسته زمین را شامل می شوند

اصول شیمیایی حیات

ترکیب شیمیایی انواع گیاهان، جانوران و میکروب ها بسیار مشابه است. از 92 عنصر موجود در طبیعت فقط تعداد معدودی در ماده زنده یافت می شود. عنصرهای هیدروژن (H)، اکسیژن (O)، کربن (C) و نیتروژن (N) روی هم 99 درصد جرم سلول ها را تشکیل می دهند در حالی که سه عنصر هیدوژن، کربن و نیتروژن کمتر از یک درصد جرم پوسته زمین را شامل می شوند.

علاوه بر عناصر فوق، کلسیم (Ca)، گوگرد (S) و فسفر (P) نیز در ماده زنده به مقادیر قابل ملاحظه یافت می شوند.

تنوع و ثبات ترکیبات کربن دار در موجودات زنده به ویژگی های اتم کربن ارتباط دارد.

چنانکه می دانید ظرفیت هر اتم به تعداد الکترون هایی که برای تکمیل کردن مدار خارجی باید به دست آورد یا از دست بدهد، بستگی دارد. اتم کربن در مدار خارجی خود چهار الکترون دارد و برای تکمیل این مدار به چهار الکترون دیگر نیازمند است؛ بنابراین کربن چهار ظرفیتی است. کربن هم چون سایر اتم ها تمایل دارد مدار خارجی خود را تکمیل کند تا پایدارتر شود. اتم کربن برای رسیدن به این هدف، با اتم های دیگر که آنها نیز برای کامل کردن مدار خارجی خود به الکترون نیازمندند، پیوند تشکیل می دهد. گرایش به تشکیل این پیوندها منشأ تنوع ساختاری مولکول های کربن دار است. یک اتم کربن به علت چهار ظرفیتی بودن، می تواند با چهار یا تعداد کمتری اتم دیگر پیوند تشکیل دهد به نحوی که در نهایت چهار پیوند تشکیل شود.

درشت مولکول های زیستی

سلول ها علاوه بر آب و مولکول های کوچک دیگر، مولکول های بزرگی نیز دارند که درشت مولکول یا ماکرومولکول نامیده می شوند. یک درشت مولکول پلی مری است که از به هم پیوستن تعدادی مولکول کوچک و مشابه به نام تک واحد یا مونومر ساخته شده است.

تک واحدها در درشت مولکول ها به صورت خطی یا منشعب به یکدیگر می پیوندند.

جرم مولکولی تک واحدها چند صد دُلتن و جرم مولکولی درشت مولکول های زیستی بین چندهزار و یک میلیون دُلتن است. مهم ترین درشت مولکول های زیستی عبارتند از : پلی ساکاریدها، پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک که به ترتیب از به هم پیوستن منوساکاریدها، اسیدهای آمینه و نوکلئوتیدها بدست می آیند. لیپیدها معمولاً جزء درشت مولکول ها طبقه بندی نمی شوند.

اما در اینجا همراه با آنها بررسی می شوند زیرا هم چون درشت مولکول ها نقش هایی عمده و مهم در سلول ایفا می کنند. لیپیدها از نظر اندازه بین مولکول های کوچک و درشت-مولکول ها قرار می گیرند.

برای فهمیدن بیوشیمی سلول، باید درشت مولکول ها را شناخت. باید دانست که آنها چه نوع ترکیباتی هستند، چگونه ساخته می شوند، چگونه تجمع می یابند و چگونه عمل می کنند.

ابتدا با کربوهیدرات ها که ساده ترین درشت مولکول های زیستی هستند آشنا می شوید، پس از آن لیپیدها و پروتئین ها و سپس اسیدهای نوکلئیک به ترتیب مورد بحث قرار می گیرند.

کربوهیدرات ها :

کربوهیدرات ها ساده ترین درشت مولکول های زیستی هستند که از سه عنصر اصلی کربن، هیدروژن و اکسیژن ساخته شده اند. در کربوهیدرات ها پیوندهای کووالان متعددی وجود دارند که کربن در آنها شرکت می کند و درنتیجه شکسته شدن آنها مقدار زیادی انرژی تولید می شود، بنابراین کربوهیدرات ها جزء ترکیبات انرژی زای سلول هستند.

مونوساکاریدها ساده ترین کربوهیدرات ها هستند. همه مونوساکاریدها از فرمول کلی (CH2O)n تبعیت می کنند. عدد n در فرمول بین 3 تا 7 متغیر است.

مونوساکاریدها سه تا هفت کربن دارند و آلدوز یا کتوز هستند. آلدوزها در کربن شماره 1 عامل آلدهیدی (-CHO) و کتوزها عامل کتونی (-C=O) دارند. قندهای سه، چهار، پنج، شش و هفت کربنی را به ترتیب تری یوز، تتروز، پنتوز، هگزوز و هپتوز می نامند.

گلیسر آلدهید یک قند 3 کربنی است و فرمول شیمیایی آن چنین است :

در این ترکیب کربن شماره 2 نامتقارن است زیرا با 4 گروه مختلف پیوند تشکیل داده است.

چنین کربنی می تواند دو ایزومر L,D داشته باشد. بطور کلی برای یک مولکول قند با n کربن اگر گروه –OH متصل به کربن شماره 1 – n آن دست راست و –H دست چپ رسم شود، ایزومر D و برعکس آن L نامیده می شود.

قندهای پنج کربنی و شش کربنی اهمیت ویژه ای دارند زیرا علاوه بر این که در راه های متابولیسمی شرکت دارند، در ساختار برخی درشت مولکول ها نیز بکار می روند. ریبوز و مشتقات آن که در ساختار اسیدهای نوکلئیک شرکت دارند، از مهم ترین قندهای پنج کربنی هستند. قند شش کربنی گلوکز با فرمول C6H12O6 واحد سازنده نشاسته، گلیکوژن و سلولز است.

الیگوساکاریدها ترکیباتی هستند که بین دو و ده واحد منوساکاریدی دارند. الیگوساکاریدها بر حسب تعداد واحدهای تشکیل دهنده آنها طبقه بندی می شوند مثلا اگر دو مولکول منوساکارید به هم متصل شوند دی ساکارید و در صورت اتصال سه مولکول منوساکارید، یک تری ساکارید ایجاد می شود. ساکاروز دی ساکاریدی است که از اتصال گلوکز با فروکتوز بدست می آید. لاکتوز دی ساکارید دیگری است که از اتصال گلوکز و گالاکتوز حاصل می شود.

کربوهیدرات هایی با بیش از ده واحد مونوساکاریدی در گروه پلی ساکاریدها قرار می گیرند.

نشاسته، گلیکوژن و سلولز از مهم ترین پلی ساکاریدهای زیستی اند که هر سه از واحدهای گلوکز ساخته شده اند.

نشاسته پلی ساکارید ذخیره ای در گیاهان است. شکل خطی آن آمیلوز و شکل شاخه دار آن آمیلوپکتین نام دارد.

گلیکوژن پلی ساکارید ذخیره ای در جانوران است و در سلول های کبد و ماهیچه به مقدار زیاد وجود دارد. جرم مولکولی گلیکوژن بیشتر از نشاسته است.

سلولز در دیواره سلول های گیاهی یافت می شود و ساختاری مشابه آمیلوز دارد. این پلی- ساکارید برای اغلب جانداران غذا محسوب نمی شود زیرا جانوران توانایی شکستن پیوندهای بین واحدهای گلوکز موجود در سلولز را ندارند. نشخوارکنندگان بدلیل داشتن باکتری های تجزیه کننده سلولز در دستگاه گوارش خود قادر به هضم سلولز هستند و لذا از آن به عنوان منبع غذایی استفاده می کنند.

کیتین یک پلی ساکارید ذخیره ای است که در پوشش خارجی بدن بسیاری از حشرات و سخت پوستان وجود دارد.

تعریف زباله و انواع آن به مجموعه مواد ناشی از فعالیت‌هایی که در محیط سکونت انسان تولید می‌شود و دست کم از نظر مالکین آن مواد، به صورت جامد بوده و ناخواسته غیر فعال استفاده و دور ریختنی شده اند، زباله یا مواد زاید جامد، گفته می‌شود هر چند که سکونتگاههای انسانی حوزه فعالیت انسان هستند، انسان هستند، اما در بستر طبیعی این حوزه سایر جانوران اعم از گیا

موضوع پژوهش

اثرات زباله به محیط زیست

فهرست مطالب

تعریف زباله و انواع آن

کنترل تولید مواد زاید جامد

روش‌های جمع‌آوری زباله و حمل آن

روش‌های غیربهداشتی دفع زباله

پیوست

بازیافت

تعریف زباله و انواع آن

به مجموعه مواد ناشی از فعالیت‌هایی که در محیط سکونت انسان تولید می‌شود و دست کم از نظر مالکین آن مواد، به صورت جامد بوده و ناخواسته غیر فعال استفاده و دور ریختنی شده اند، زباله یا مواد زاید جامد، گفته می‌شود. هر چند که سکونتگاههای انسانی حوزه فعالیت انسان هستند، انسان هستند، اما در بستر طبیعی این حوزه سایر جانوران اعم از گیاهان و جانوران نیز به حیات خود ادامه می‌دهند. زندگی، ادامه‌ی حیات و مرگ این جانوران، همیشه منجر به تولید مواد ناخواسته‌ای می‌شود که در محیط انسانی زاید تلقی می‌شوند. اگر چه در محیطی غیر از سکونت‌گاه انسان، مانند برگهای ریخته‌ی درختان در جنگل، ماده زاید تلقی نشوند، بر اساس تعریف بالا زباله دامنه‌ای بسیار وسیع دارد، اما از آنجا که در برنامه‌ریزیها و تصمیم‌گیری‌های مربوط به مواد زاید، نوع، اندازه، میزان خطر و ... این مواد اهمین زیادی قبلی از توضیح درباره ی هر بحث دیگری، این مواد را طبقه بندی کرده، انواع آن را شناسایی می‌کنیم. به طور کلی در زباله‌های شهری مواد زیر وجود دارند :

پس‌مانده‌های مواد غذایی

این نوع از زباله ها، زایدات غذایی باقی مانده از میوه‌ها، سبزیجات، فرآورده‌های حیوانی و سایر خوراکی‌ها هستند که در اثر جابه جایی، آماده‌سازی، پخت و پز و مصرف غذا تولید می‌شوند. در مواد زاید شهری ایران، پس مانده‌های مواد غذایی درصدی زیاد از زباله ها را تشکیل می‌دهند- اما کمیت و کیفیت این مواد در طول سال، همواره متغییر است و در ماه‌های تابستان که مصرف میوه و سبزی بیشتر است به شهری و نظافت معابر و فضاهای عمومی ( نظیر بوستان‌های شهری ) هم چنان به عهده شهرداریها باقی ماند.

آشغال

به کلیه مواد فاسد نشدنی- جز خاکستر- آشغال می‌گویند. آشغال شامل : کاغذ پلاستیک، قطعات پلاستیک، قطعات فلزی، شیشه، چوب و موادی از این قبیل می‌شود و آن را به دو بخش قابل اشتغال و غیر قابل اشتغال تقسیم می‌کنند. مواد قابل اشتغال شامل : شیشه، فلز و مواردی از این قبیل است. این مواد از فعالیت‌های خانگی و فعالیت‌های مؤسسات اداری، تجاری، صنعتی و مانند اینها به دست می‌آیند.

خاکستر

به مواد باقی مانده از سوختن چوب، زغال سنگ که از فعالیت‌های صنعتی، پخت و پز یا گرم کردن منازل حاصل می‌شود خاکستر می‌گویند. امروزه با رویکرد مردم به مصرف گاز، نفت و گازوئیل، مورد استفاده و مقدار آن کاهش یافته است. مقدار خاکستر با توجه به موقعیت جغرافیایی محل و در ماه‌های گوناگون سال متغیر است. خاکسترها اغلب نرم، سبک و

5- مسائلی فرهنگی : آداب و رسوم، میزان توجه شهروندان به حفظ منابع ملی، نگرش آنها بر مسائل بهداشتی، آگاهی به امکان و لزوم بازیافت، وجود تعلیمات مذهبی مانند جلوگیری از اسراف و تببذیر ****و قناعت، در میزان تولید زباله مؤثر است.

کنترل تولید مواد زاید جامد

آژانس حفاظت محیط زیست ( E. P. A )، کاهش از مبدأ را چنین تعریف کرده است: طراحی تولید و استفاده از محصولات به طوری که وقتی این تولیدات به پایان عمر خود می‌رسند، به کاهش کمیت و سمیت زایدات تولید شده بیانجامد. اکنون کنترل مواد زاید توسط مدیریت مواد زاید جامد چندان عملی نیست به همین دلیل اغلب تولید را یک عضو موظف نمی‌شناسند. کنترل تولید مواد

اثر گلخانه ای باعث می شود زمین گرم بماند و حیات روی آن ادامه پیدا کند متان، دی اکسید کربن، بخار آب و اکسید نیتروژن جزو گازهای گلخانه ای هستند این گازها هم در طبیعت و هم در فرآیندهای صنعتی تولید می شوند CFC ها دسته دیگری از گازهای گلخانه ای هستند که فقط در صنعت تولید می گرددعده ای از دانشمندان معتقدند که اثر گلخانه ای در سالهای اخیر بیشتر شده و زمی

اثر گلخانه ای

25 ژآنویه سال 2005 میلادی روزی است که در تاریخ بشر ثبت شده است و به یاد خواهد ماند چرا که در این روز برای نخستین بار یک گزارش رسمی بین المللی در سراسر جهان منتشر شد که جهانیان را بهت زده کرد در این گزارش آمده که گرمای گلخانه ای خطری که چندین سال است پیرامون آن هشدار داده می شود سرانجام به مرحله حدی و آستانه انفجار خود رسیده است و بشریت می رود تا گام در یک فاجعه جهانی بگذارد.

چرا گازهای گلخانه ای :

آیا تا کنون یک گلخانه دیده اید ؟ گلخانه اتاقک شیشه ای است که گیاهان را در خود محبوس کرده است. نور خورشید به این اتاقک می تابد و پس از عبور از شیشه نیاز گیاهان را به نور آفتاب مرتفع می سازد. مقداری از این نور توسط گیاهان و اشیاء درون گلخانه جذب و مابقی آنها منعکس می شوند ولی در این مرحله شیشه های جداره گلخانه مانع از خروج اشعه های بازتاب شده ، می گردد.

خورشید می تابد و زمین را گرم می کند. بخشی از نور هنگام ورود به جو منعکس می شود و باقی آن وارد اتمسفر شده و به زمین می رسد و آن را گرم می کند. زمین که گرم شده، شروع به تابش می کند. زمین مقداری از این انرژی را جذب می کند و باقی آن را منعکس می نماید. در طی این فرآیند طول موج نور تغییر پیدا می کند. بعضی از گازهای موجود در جو زمین، این تابش خروجی را جذب می کنند. این تابش عمدتا در محدوده مادون قرمز است. مولکول گازهای گلخانه ای، بسیار بیشتر از سایر گازها نور مادون قرمز را جذب می کند. جذب انرژی توسط مولکولهای گاز سبب جنبش مولکول و افزایش انرژی آن می شود. وقتی این اتفاق در مقیاس بزرگ رخ دهد، مانند این است که زمین را با یک پتو پوشانده ایم. دمای کل نواحی زمین افزایش می یابد. این پدیده " اثر گلخانه ای " و گازهایی که در آن موثرند، " گازهای گلخانه ای " نامیده می شوند.

اثر گلخانه ای باعث می شود زمین گرم بماند و حیات روی آن ادامه پیدا کند. متان، دی اکسید کربن، بخار آب و اکسید نیتروژن جزو گازهای گلخانه ای هستند. این گازها هم در طبیعت و هم در فرآیندهای صنعتی تولید می شوند. CFC ها دسته دیگری از گازهای گلخانه ای هستند که فقط در صنعت تولید می گردد.عده ای از دانشمندان معتقدند که اثر گلخانه ای در سالهای اخیر بیشتر شده و زمین در حال گرم شدن است. متان و CFC انرژی بیشتری را به دام می اندازند، اما دی اکسیدکربن مهمترین بخش گازهای گلخانه ای است، زیرا حجم بیشتری از آن در اتمسفر وجود دارد.احتراق سوخت های فسیلی ( زغال سنگ، نفت و گاز ) دلیل اصلی ازدیاد بیش از حد دی اکسیدکربن است.

اما برخی دیگر از دانشمندان با این نظر مخالفند. آنها می گویند که مطالعات انجام شده عموما بر پایه مدلسازی های کامپیوتری است و آب و هوای زمین بسیار پیچیده تر از آن است که بتوان رفتار آن را پیش بینی کرد.

اما مطالعاتی که در سال 2001، توسط تیمی از محققان انگلیسی انجام شد، نشان می دهد که طبق اصلاعات ماهواره ای 30 سال گذشته، تشعشعی که از زمین به فضا فرستاده می شود، کاهش یافته است. این یعنی اثر گلخانه ای همگام با تولید بیشتر گازهای گلخانه ای، افزایش پیدا کرده است.

تحلیل ماجرا آنقدرها هم که به نظر می رسد ساده نیست. گرم شدن زمین و افزایش دی اکسید کربن پدیده های جانبی متعددی را همراه دارد. ذوب شدن یخها سبب می شود که سطح بیشتری از خاک زمین در معرض تابش نور قرار گیرد. پس زمین سریعتر از پیش گرم خواهد شد. از سوی دیگر بسیار محتمل است که با افزایش دما و میزان دی اکسید کربن موجود در جو، گیاهان دی اکسید کربن بیشتری را جذب کنند و این باعث اعتدال شرایط شود.

اما توجیه های دیگران نیز برای تغییر آب و هوا وجود دارد. عده ای بر این باورند که تغییرات ایجاد شده در بادهای خورشیدی ( ذرات بارداری که از خورشید به سمت ما می آیند .) باعث این دگرگونی است. چون تاثیرات آن به مراتب بیشتر از گازهای گلخانه ای است.

گازهای گلخانه ای چه گازهائی هستند ؟

به مجموعه ای از گازها که مقداری از انرژی خورشید را در جو نگه می دارند و باعث گرم شدن جو می شوند گازهای گلخانه ای گویند. این گازها که عموماً از احتراق اکسیدهای فسیلی تولید می شوند در جو مورد نیاز هستند. بطوریکه فقدان این گازها در اتمسفر ، تمام گرمای تابیده شده از خورشید و تشعشعات مادون قرمز را به فضا باز گردانده و زمین 33- درجه سانتیگراد نسبت به دمای کنونی کاهش خواهد داشت ولی آنچه مهم است وجود بیش از حد این گازها در جو می باشد.

تقطیر ، در واقع ، جداسازی فیزیکی برشهای نفتی است که اساس آن ، اختلاف در نقطه جوش هیدروکربنهای مختلف است هر چه هیدروکربن سنگینتر باشد، نقطه جوش آن زیاد است و هر چه هیدروکربن سبکتر باشد، زودتر خارج می‌شود اولین پالایشگاه تاسیس شده در جهان ، در سال 1860 در ایالت پنسیلوانیای آمریکا بوده است نفت خام ، از کوره‌های مبدل حرارتی عبور کرده، بعد از گرم شدن و

در این قسمت به صورت خلاصه یک برج تقطیر و اجزای آن را مورد بررسی قرار می دهیم در بخش های بعدی به تشریح و توضیح کامل هر یک از اجزای برج تقطیر خواهیم پرداخت .

تقطیر ، در واقع ، جداسازی فیزیکی برشهای نفتی است که اساس آن ، اختلاف در نقطه جوش هیدروکربنهای مختلف است. هر چه هیدروکربن سنگینتر باشد، نقطه جوش آن زیاد است و هر چه هیدروکربن سبکتر باشد، زودتر خارج می‌شود. اولین پالایشگاه تاسیس شده در جهان ، در سال 1860 در ایالت پنسیلوانیای آمریکا بوده است. نفت خام ، از کوره‌های مبدل حرارتی عبور کرده، بعد از گرم شدن وارد برجهای تقطیر شده و تحت فشار و دما به دو صورت از برجها خارج می‌شود و محصولات بدست آمده خالص نیستند. انواع برجهای تقطیر در زیر توضیح داده می‌شوند.

برجهای تقطیر با سینی کلاهکدار

در برجهای تقطیر با سینی کلاهکدار ، تعداد سینیها در مسیر برج به نوع انتقال ماده و شدت تفکیک بستگی دارد. قطر برج و فاصله میان سینی‌ها به مقدار مایع و گاز که در واحد زمان از یک سینی می‌گذرد، وابسته است. هر یک از سینی‌های برج ، یک مرحله تفکیک است. زیرا روی این سینیها ، فاز گاز و مایع در کنار هم قرار می‌گیرند و کار انتقال ماده از فاز گازی به فاز مایع یا برعکس در هر یک از سینی‌ها انجام می‌شود. برای اینکه بازدهی انتقال ماده در هر سینی به بیشترین حد برسد، باید زمان تماس میان دو فاز و سطح مشترک آنها به بیشترین حد ممکن برسد.

بخشهای مختلف برج تقطیر با سینی کلاهکدار

بدنه و سینیها: جنس بدنه معمولا از فولاد ریخته است. جنس سینی‌ها معمولا از چدن است. فاصله سینی‌ها را معمولا با توجه به شرایط طراحی ، درجه خلوص و بازدهی کار جداسازی بر می‌گزینند. در بیشتر پالایشگاههای نفت ، برای برجهای تقطیر به قطر 4ft فاصله میان 50 - 18 سانتیمتر قرار می‌دهند. با بیشتر شدن قطر برج ، فاصله بیشتری نیز برای سینی‌ها در نظر گرفته می‌شود.

سرپوشها یا کلاهکها: جنس کلاهکها از چدن می‌باشد. نوع کلاهکها با توجه به نوع تقطیر انتخاب می‌شود و تعدادشان در هر سینی به بیشترین حد سرعت مجاز عبور گاز از سینی بستگی دارد.

موانع یا سدها: برای کنترل بلندی سطح مایع روی سینی ، به هر سینی سدی به نام "وییر" (wier) قرار می‌دهند تا از پایین رفتن سطح مایع از حد معنی جلوگیری کند. بلندی سطح مایع در روی سینی باید چنان باشد که گازهای بیرون آمده از شکافهای سرپوشها بتوانند از درون آن گذشته و زمان گذشتن هر حباب به بیشترین حد ممکن برسد. بر اثر افزایش زمان گذشتن حباب از مایع ، زمان تماس گاز و مایع زیاد شده ، بازدهی سینی‌ها بالا می‌رود.

برجهای تقطیر با سینی‌های مشبک

در برجهای با سینی مشبک ، اندازه مجراها یا شبکه‌ها باید چنان برگزیده شوند که فشار گاز بتواند گاز را از فاز مایع با سرعتی مناسب عبور دهد. عامل مهمی که در بازدهی این سینیها موثر است، شیوه کارگذاری آنها در برج است. اگر این سینیها کاملا افقی قرار نداشته باشند، بلندی مایع در سطح سینی یکنواخت نبوده و گذر گاز از همه مجراها یکسان نخواهد بود.

خورندگی فلز سینیها هم در این نوع سینیها اهمیت بسیار دارد. زیرا بر اثر خورندگی ، قطر سوراخها زیاد می‌شود که در نتیجه مقدار زیادی بخار با سرعت کم از درون آن مجاری خورده شده گذر خواهد کرد. و می‌دانیم که اگر سرعت گذشتن گاز از حد معینی کمتر گردد، مایع از مجرا به سوی پایین حرکت کرده بازدهی کار تفکیک کاهش خواهد یافت.

برجهای تقطیر با سینی‌های دریچه‌ای

این نوع سینیها مانند سینیهای مشبک هستند. با این اختلاف که دریچه‌ای متحرک روی هر مجرا قرار گرفته است. در صنعت نفت ، دو نوع از این سینیها بکار می‌روند:

انعطاف پذیر: همانطور که از نام آن برمی‌آید، دریچه‌ها می‌توانند بین دو حالت خیلی باز یا خیلی بسته حرکت کنند.

صفحات اضافی: در این نوع سینیها ، دو دریچه یکی سبک که در کف سینی قرار می‌گیرد و دیگری سنگین که بر روی سه پایه‌ای قرار گرفته ، تعبیه شده است. هنگامی که بخار کم باشد، تنها سرپوش سبک به حرکت در می‌آید. اگر مقدار بخار از حد معینی بیشتر باشد، هر دو دریچه حرکت می‌کنند.

مقایسه انواع گوناگون سینی‌ها

در صنعت نفت ، انواع گوناگون سینی‌ها در برجهای تقطیر ، تفکیک و جذب بکار برده می‌شوند. ویژگیهایی که در گزینش نوع سینی برای کار معینی مورد توجه قرار می‌گیرد، عبارت است از: بازدهی تماس بخار و مایع ، ظرفیت سینی ، افت بخار در هنگام گذشتن از سینی ، زمان ماندن مایع بر روی سینی ، مشخصات مایع و ... . چون در صنعت بیشتر سینی‌های کلاهکدار بکار برده می‌شوند، برای مقایسه مشخصات سینی‌های دیگر ، آنها را نسبت به سینی‌های کلاهکدار ارزیابی می‌کنند.

برجهای انباشته

در برجهای انباشته ، بجای سینی‌ها از تکه‌ها یا حلقه‌های انباشتی استفاده می‌شود. در برجهای انباشته حلقه‌ها یا تکه‌های انباشتی باید به گونه‌ای برگزیده و در برج ریخته شوند که هدفهای زیر عملی گردد.

ایجاد بیشترین سطح تماس میان مایع و بخار

ایجاد فضا مناسب برای گذشتن سیال از بستر انباشته

جنس مواد انباشتی

این مواد باید چنان باشند که با سیال درون برج ، میل ترکیبی نداشته باشند.

استحکام مواد انباشتی

اتمسفر اولیه ممکن است مشابه ترکیب سحابی خورشیدی 0توده های عظیم گاز و گرد و غبار ما بین فواصل ستارگان راه شیری) و نزدیک به ترکیب حاضر سیاره های بزرگ گازی بوده است ، اگر چه این بستگی به جزئیات فشرده شدن سیارات از سحابی های خورشیدی دارد آن اتمسفر در فضا گم شده بود و با گاز خارج خارج شده از پوستر و یا (در برخی از تئوریهای اخیر ) بیشتر اتمسفر ممکن است

اتمسفر زمین

احتمالا اتمسفر حال حاضر زمین آن اتمسفر اولیه نیست . اتمسفر جاری ما را شیمیدانهای اتمسفر اکسیداسیون می خوانند ،در حالیکه اتمسفر اولیه را شیمیدانها اتمسفر در حال کاهش می خواندند. مشخصا گویا اتمسفر اولیه در بر دارنده اکسیژن نبوده است.

ترکیب اتمسفر

اتمسفر اولیه ممکن است مشابه ترکیب سحابی خورشیدی 0توده های عظیم گاز و گرد و غبار ما بین فواصل ستارگان راه شیری) و نزدیک به ترکیب حاضر سیاره های بزرگ گازی بوده است ، اگر چه این بستگی به جزئیات فشرده شدن سیارات از سحابی های خورشیدی دارد. آن اتمسفر در فضا گم شده بود و با گاز خارج خارج شده از پوستر و یا (در برخی از تئوریهای اخیر ) بیشتر اتمسفر ممکن است از برخوردهای دنباله دارها و دیگر مواد با فشار بخار زیاد جابجا شده است. اکسیژن موجود در اتمسفر که جزء خصوصیات ان است بوسیله گیاهان تهیه شده است. (خزه دریایی سبز – آبی و یا سیانو باکتری ) بنابراین ، ترکیب حال حاضر اتمسفر شامل 7960 نیتروژن ، 25% اکسیژن و 1% گازهای دیگر می باشد.

لایه های اتمسفر

همانند آنچه در مشکل زیر نشان داده است ممکن است اتمسفر زمین به چندین لایه مجزا تقسیم بشود.

لایه های اتمسفر زمین

تروتسفر : تروتسفر جایی است که همه آب و هواها واقع می شوند. آن منطقه بالا و پایین رفتن بسته های هوا می باشد. فشار هوا در بالای تروتسفر فقط 100% سطح دریا می باشد. منطقه حائل نازکی بین تروتسفر و لایه بعدی وجود دارد تروپوپاز خوانده می شود.

لایه ازن و استراتوسفر : در بالای تروپسوسفر ، استراتوسفر قرار دارد که جریان هوایی تقریبا افقی است. لایه نازک ازن در استراتوسفر بالایی دارای فشردگی بالایی از ازن است. که به شکل اکسیژن یافته است. وظیفه اصلی این لایه جذب اشعه ماوراء بنفش خورشید است. تشکیل این لایه یک وضعیت حساس است. از آنجایی که فقط می تواند ازن شکل گیرد و از جریان شدید اشعه ماوراء بنفش و از رسیدن آن به سطح زمین جلوگیری به عمل آورد که که اکسیژن تولید شده باشد. که این اشعه برای سیر تکاملی یک خطر محسوب می شود. در حال حاضر این نگرانی وجود دارد که ترکیبات فلئور کربن ساخته دست بشر ممکن است لایه ازن را از بین ببرد. و همچنین برای نتایج مهلکی که برای آینده زندگی بشر رخ می دهد نگرانی هایی موجود است.

مزوسفر و یونوسفر

در بالای استراتوسفر مزوسفر است و در بالای آن نیز یونوسفر (یا ترموسفر ) است که خیلی از اتمها یونیزه شده اند. (یا الکترونها را از دست داده اند و یا با آنها تقویت شده اند بنابراین دارای بار الکتریکی خالص هستند). یونوسفر خیلی نازک است اما جایی است که شفق قطبی رخ می دهد و مسئولیت جذب پر انرژی ترین فوتون ها از خورشید را بر عهده دارد. از وظایف دیگر آن انعکاس امواج رادیویی که بدان وسیله ارتباطات رادیویی دور و بر را ممکن می سازد می باشد. ساختار یونوسفر بوسیله باد ذره باردار شده خورشیدی (باد سحابی) قویا تحت تاثیر قرار می گیرند ، که به نوبت بوسیله سطح فعالیت خورشیدی کنترل می شوند. یک اندازه از ساختار یونوسفر چگالی الکترون آزاد است ، که شاخصی از میزان یونیزاسیون است. در اینجا نقشه های شمارش چگالی الکترون یونوسفر برای ماههای 1957 تاکنون موجود است. این شبیه سازی های متغیر با ماه یونوسفر را برای سال 1995 (دوره ای از فعالیت خورشیدی بالا با لکه های خورشیدی زیاد) و 1996 (دوره ای از فعالیت خورشیدی کم با لکه های خورشیدی کم ) مقایسه کنید.

چگالی الکترون : انیمیشن های مجاور تغییرات یونوسفر در ماه را در دو سال متفاوت شبیه سازی می کند.

(تصویر بالایی ) سال 1990 که دوره فعالیت های خورشیدی بالا با لکه های خورشیدی زیاد است(150)

(تصویر پایینی ) سال 1996، که دوره فعالیت خورشیدی پایین با لکه های خورشیدی کم (10) می باشد. رسم ها شمارش چگالی الکترون را نشان می دهد که شاخص مقدار یونیزاسیون در اتمسفر هستند. زردها و قرمزها یونیزاسیون بزرگتر و آبی ها و سبزها یونیزاسیون کوچکتر را نشان می دهند. به تفاوت های ذاتی متفاوت در این دو انیمیشن توجه کنید ، با یونیزاسیون جوی قوی تر در تصویر بالایی (خورشید فعال سال 1990) نسبت به تصویر پایین تر (خورشید کامل سال 1996)

تصاویر مجاور بر اساس نقشه های شمارش چگالی الکترون یونوسفر برای ماههای سال 1957 تا بحال هستند. انیمیشن های بیش تر را می توانید در راهنمای NOAA (آژانسی در ساختمان تجارت که نقشه اقیانوسها را ترسیم می کند و از منابع حیاتی آنها محافظت می کند) بیابید. به تفاوتهای ذاتی میان این دو انیمیشن توجه کنید که مرتبط با تاثیر قوی فعالیت خورشیدی روی ساختار یونوسفر زمین است.

ترکیبات اتمسفر

هوا مخلوطی از گازهای مختلف است. گر چه اتمسفر زمین ظاهرا به دلیل ماهیت گازی شکل خود بی وزن به نظر میرسداما در واقع دارای جرمی به مقدار تن می باشد. به استثنای بخار آب نسبت اختلاط گازهای تشکیل دهنده هوا تا ارتفاع 60 کیلومتری تقریبا ثابت است. حدود 99 درصد حجم هوای زمین را دو گاز عمده ازت و اکسیژن تشکیل می دهد که ازت 78 درصد ، پیکره اصلی اتمسفر زمین می باشد بعد از آن اکسیژن قرار دارد و سایر

به مجموعه‌ای از گازها که مقداری از انرژی خورشید را در جو زمین نگه می‌دارندو باعث گرم شدن جو می‌شوند‍‍، گازهای گلخانه‌ای می‌گویند بخار آب(H2O)، دی اکسیدنیتروژن (NO2)، دی اکسیدکربن (CO2) و متان (CH4) گازهای گلخانه‌ای اصلی هستند اگر این گازها در جو نبودند، انرژی گرمایی خورشید مجددا به فضا بر می‌گشت و به این ترتیب هوای زمین 33 درجه سانتیگراد سردتر از

اثر گلخانه ای

گرم شدن زمین یعنی چه؟

می‌دانیم که کره زمین به طور طبیعی در اثر تابش خورشید گرم می‌شود، اما اینجا منظور ما از گرم شدن زمین، پدیده دیگری است.این پدیده نسبتا جدید عبارت است از تغییر دمای زمین در اثر فعالیتهای بشری که با تغییرات طبیعی آن فرق دارد. در طول 100 سال گذشته، کره زمین به طور غیرطبیعی 4/0 درجه سانتیگراد گرمتر شده که این موضوع دانشمندان را نگران کرده‌است. آنها حدس می‌زنند فعالیت‌های صنعتی در ایجاد این مشکل بسیار موثر است و به گرم شدن کره زمین کمک می‌کند. منظور از«گرم شدن زمین» افزایش میانگین دمای زمین است. «تغییر آب و هوا» در اثر این افزایش دما به وجود می‌آید. گرم شدن زمین موجب تغییر الگوی بارش، افزایش سطح آب دریاهای آزاد و کاهش سطح آب دریاچه‌ها و تاثیرات وسیع بر گیاهان، حیات وحش و انسانها می‌شود.

اثر گلخانه ای چیست؟ گازهای گلخانه ای چه گازهایی هستند؟

به مجموعه‌ای از گازها که مقداری از انرژی خورشید را در جو زمین نگه می‌دارندو باعث گرم شدن جو می‌شوند‍‍، گازهای گلخانه‌ای می‌گویند. بخار آب(H2O)، دی اکسیدنیتروژن (NO2)، دی اکسیدکربن (CO2) و متان (CH4) گازهای گلخانه‌ای اصلی هستند. اگر این گازها در جو نبودند، انرژی گرمایی خورشید مجددا به فضا بر می‌گشت و به این ترتیب هوای زمین 33 درجه سانتیگراد سردتر از الان می‌شد. اثر گلخانه‌ای به افزایش دمای کره زمین در اثر وجود گازهای گلخانه‌ای در جو زمین گفته می‌شود. آیا می دانید چرا به این گازها، گازها‌ی‌ گلخانه‌ای می‌گوییم؟ آیا شما تا حالا یک گلخانه دیده اید؟

گلخانه یک اتاق شیشه‌ای است که نور خورشید از شیشه‌های آن به داخل می‌تابد و هوای گلخانه را گرم می‌کند. اما شیشه‌های گلخانه اجازه نمی‌دهند که این هوای گرم از گلخانه خارج‌شود. جو یا هوایی که در اطراف ماست، شبیه یک گلخانه است. گازهای گلخانه‌ای در جو درست مثل شیشه‌های گلخانه عمل می‌کنند. نور خورشید پس از عبور از لایه‌های گازهای گلخانه‌ای وارد جو زمین می‌شود. زمانی که نور خورشید به سطح زمین می‌رسد، مقداری از انرژی گرمایی آن توسط خاک، آب و سایر موجودات جذب می‌شود. مقداری هم در جو زمین می‌ماند و باقیمانده آن به فضا برمی‌گردد. اگر مقدار گازهای گلخانه‌ای در جو از حد طبیعی آن بالاتر باشد، انرژی کمتری به فضا برمی‌گردد، در نتیجه جو زمین گرم تر می‌شود و به دنبال آن دمای کره زمین بالا می‌رود. اثر گلخانه‌ای، کره زمین را به اندازه‌ای گرم نگه می دارد که ما انسان ها بتوانیم بر روی آن زندگی کنیم. اما اگر اثر گلخانه ای شدت یابد، ممکن است دمای زمین به قدری زیاد شود که ما و بقیه گیاهان و جانوران نتوانیم گرمای آن را تحمل کنیم. تغییر آب و هوا یعنی چه و اثرات آن چیست؟

اصلا «هوا» و «آب و هوا» با هم چه فرقی دارند؟

هر وقت آسمان صاف باشد و گرمای ملایمی به ما برسد و باد به شدت نوزد، می گوییم هوا خوب است. هر وقت آسمان گرفته باشد، باد تند بوزد یا برف و باران ببارد و ما را دچار زحمت کند، می گوییم هوا بد است. معمولا اخبار هواشناسی ما را از چگونگی وضع هوا آگاه می‌سازد. هوای برخی مناطق کره زمین معتدل است، یعنی باران به اندازه کافی می بارد و هوا زیاد گرم یا سرد نمی‌شود. هوای بعضی جاها سرد است یعنی برف می‌بارد و دمای هوا سرد می‌شود. جاهایی هم هست که بسیار گرم و خشک است. هر کدام از این جاها یک نوع آب و هوا دارد. برای تعیین آب و هوای هر منطقه، تغییرات دمای هوا و مقدار باران و برف را در طول سال اندازه گیری می‌کنند. شما هم می‌توانید اندازه تغییرات دمای هوا و مقدار باران و برف را در محل سکونت خودتان به دست آورید. اما برای این که آب و هوای جاهای گوناگون را بشناسیم، باید این مقادیر را چندین سال پشت سرهم اندازه گیری کنیم. در نقشه ایران، جای شهرهای بابلسر، شهرکرد، بندرعباس و طبس را پیدا کنید. آب و هوای هر یک از این شهرها نمونه آب و هوای یک ناحیه از کشور ماست. در حال حاضر شرایط آب و هوایی جاهای مختلف در اثر گرم شدن کره زمین در حال تغییر است. مثلا شهری مثل تهران را در نظر بگیرید، تهران در نزدیکی رشته کوه البرز قرار دارد. بنا به تعریف آب و هوا، تهران باید هوای سرد بارانی یا برفی داشته باشد، اما می‌بینید که به علت تغییر آب و هوا، از هوای سرد بارانی یا برفی چندان خبری نیست!

انسانها چگونه آب و هوا را تغییر می‌دهند؟

شاید باور نکنید که انسان ها هم می‌توانند آب و هوای زمین را تغییر دهند. دانشمندان می‌گویند اکثر فعالیت‌های انسان‌ها گاز گلخانه‌ای تولید می‌کند. پس از انقلاب صنعتی و اختراع انواع ماشین آلات صنعتی، انسانها بافعالیتهای کشاورزی و صنعتی چهره زمین و آب و هوای آن را دگرگون ساختند. با شروع انقلاب صنعتی روش زندگی مردم عوض شد. قبل از آن مقدار گازهای گلخانه ای در جو کم بود، اما با رشد جمعیت و افزایش استفاده از نفت و زغال سنگ ترکیب گازهای اتمسفر نیز تغییر کرد. بطوریکه در حال حاضر، غلظت گازهای گلخانه ای از حدود 270 واحد به 367 واحد رسیده است. ما برای انجام کارهای خود به انرژی نیاز داریم و این انرژی را از غذا تامین ‌می‌کنیم. همچنین برای روشنایی و گرم کردن خانه‌هایمان به انرژی نیاز داریم. اتومبیل‌ها برای حرکت به سوخت نیاز دارد. ماشین‌های صنعتی نیز به انرژی نیاز دارند. اکثر انرژی‌های لازم برای موارد فوق به طور مستقیم یا غیر مستقیم از سوخت‌های فسیلی مثل نفت و گاز و زغالسنگ بدست می‌آید.اینهاسوختهایی هستند که سوزاندن آنها گاز گلخانه‌ای آزاد می‌کند!!! آیا می‌دانید که چه وقتی گازهای گلخانه‌ای را به هوا می‌فرستید؟ هر وقت که: · تلویزیون تماشا می کنید، · با کامپیوتر بازی می کنید، · از کولر یا فن کوئل استفاده‌ می‌کنید، · از استریو ضبط استفاده می کنید، · چراغ را روشن می کنید، · لباسهایتان را می شویید یا اطو می‌کنید، · سوار اتومبیل می شوید، · غذایتان را در مایکروویو گرم می کنید، · از بخاری گازی یا نفتی استفاده می کنید، · به تولید گازهای گلخانه‌ای در هوا کمک می‌کنید. چرا؟

چون شما برای انجام این کارها به برق و سوخت نیاز دارید. آیا می‌دانیداین برق و سوخت از کجا تامین می‌شود؟

خوب، نیروگاهها زغالسنگ و نفت را می سوزانند تا برق تولید کنند و پالایشگاهها نیز برای تصفیه نفت خام و تولید نفت و بنزین، سوخت مصرف می‌کنند. سوزاندن نفت و زغالسنگ هم گاز گلخانه‌ای تولید می‌کند. پس هر چه شما بیشتر برق مصرف کنید، نیروگاهها از سوخت بیشتری استفاده می‌کنند و در نتیجه گاز گلخانه‌ای زیادتری تولیدمی‌شود. متان هم یک گاز گلخانه‌ای است. متان چگونه تولید می‌شود؟

وقتی که شما: · زباله هایتان را به محل دفن زباله می فرستید، · حیواناتی مثل گاو، گوسفند و ... را برای تولید لبنیات و گوشت پرورش می‌دهید، · در شالیزار برنج می‌کارید، · زغالسنگ استخراج می‌کنید. اتومبیلها و کارخانه‌هایی هم که مایحتاج روزانه ما را تولید می‌کنند، مقادیر زیادی از انواع گازهای گلخانه‌ای را به هوا می‌فرستند.

زمین شناسی پزشکیعلمی است که به بررسی ارتباط بین عوامل زمین شناسی با سلامت انسان ها و جانوران و تأثیر عوامل زیست محیطی بر پراکندگی جغرافیایی بیماری های مرتبط می پردازدبنابراین زمین شناسی پزشکی موضوعی گسترده و پیچیده است که برای شناسایی، کاهش یا حل مشکلات موجود نیاز به ارتباط با رشته های مختلف علمی داردفلزات و نافلزات اگر به مقادیر غیرطبیعی وارد بدن

زمین شناسی پزشکی (interdisciplinary science)

"زمین شناسی پزشکی" علمی است که به بررسی ارتباط بین عوامل زمین شناسی با سلامت انسان ها و جانوران و تأثیر عوامل زیست محیطی بر پراکندگی جغرافیایی بیماری های مرتبط می پردازد.بنابراین زمین شناسی پزشکی موضوعی گسترده و پیچیده است که برای شناسایی، کاهش یا حل مشکلات موجود نیاز به ارتباط با رشته های مختلف علمی دارد.فلزات و نافلزات اگر به مقادیر غیرطبیعی وارد بدن شوند منجر به بروز مشکلات قابل توجهی می گردند. گروهی از فلزات برای سلامتی ما سودمند و گروهی دیگر مضر هستند. فعالیت های انسانی (از هر نوع) باعث انتقال فلزات از جایگاه هایشان به مکان هایی می شود که در آینده برای سلامت انسان ها و جانوران مشکلاتی را به وجود خواهند آورند. این مشکلات در مکان هایی که بارندگی های اسیدی روند دسترس پذیری فلزات سنگین (مانند جیوه) و در نتیجه جذب آنها در زنجیره غذایی را تسهیل می کند، تشدید می شوند. به علاوه باران های اسیدی در این مکان ها باعث عدم دسترسی موجودات زنده به برخی از عناصر کم مقدار مانند سلنیم می شوند

عناصر سمی موجود در خاک و سنگ حاصل واکنش های ژئوشیمیایی طبیعی یا فعالیت های انسانی هستند و معمولا بر سلامتی انسان اثر می گذارند؛ در واقع این عناصر از طریق غذا یا نوشیدنی وارد بدن می شوند. اگرچه در بسیاری از مناطق فقط از غذاهای محلی استفاده می شود ولی جوامع صنعتی مدرن اغلب خواهان غذاهای متنوعی هستند که در مناطق جغرافیایی مختلف تولید می شود. آب آشامیدنی معمولا به طور محلی تأمین می شود و عمدتا متأثر از ژئوشیمی محلی است. ورود بیش از اندازه برخی از ترکیبات غیرآلی به بدن از طریق آب های آشامیدنی باعث بروز مشکلاتی در برخی از کشورها شده است . از بیماری های جهانی مربوط به زمین شناسی پزشکی می توان به گواتر (کمبود ید) و بیماریهای مربوط به فزونی یا کمبود عناصری خاص مانند فلورین یا سلنیم اشاره کرد. بیماریهای قلبی-عروقی مرتبط با سختی آب (متأثر از محیط های جغرافیایی) نیز یکی دیگر از موضوعات زمین شناسی پزشکی است

بسیاری از سنگ ها دارای سطوح بالای اورانیوم هستند مانند شیل های زاجی، گرانیت های خاص و پگماتیت ها. تنفس یا بلع مقادیر غیر عادی گاز رادیواکتیو رادون که از منابع طبیعی رادیواکتیو در چنین سنگ هایی ایجاد می شود، خطری مهم برای سلامت عموم محسوب می شود. آمار سرطان های ریه ناشی از رادون رو به افزایش است. مطالعات اخیر نشان داده است که نوشیدن آب مملو از رادون خطرات قابل توجهی را برای انسان ها به خصوص گروه های خاص مانند کودکان و افراد سالخورده به وجود می آورد. میزان رادون موجود در آب مستقیما به شرایط جغرافیایی محلی مرتبط می شود.

با توجه به کمبود برخی از عناصر( روی، آهن، ید و …)، بالابودن سطوح رادیواکتییته طبیعی(رادون) در برخی نقاط شمالی کشور، معضلات بهداشتی در دام ها ناشی از کمبود مس در برخی نقاط کشور، وجود آنومالی های ژئوشیمیایی در بسیاری از نقاط کشور و … انجام مطالعات زمین شناسی پزشکی در ایران ضروری به نظر می رسد

به این ترتیب در این گزارش مهمترین بیماریی های که از سراسر دنیا گزارش شده اند و منشا آنها فاکتورهای زمین شناسی است معرفی شده است. بیماری های فلورزیس ، گواتر، کرتینیسم، بلک فوت، کشان، کاشین بک، سرطان ریه، آسیب دیدگی های سیستم عصبی و ناهنجاری در حیوانات با آلودگی ناشی از عناصر در ارتباط بوده اند که به تفصیل مورد مطالعه قرار گرفته است. در ادامه مطلب به توضیح دقیق زابطه عناصر در طبعت و بیماری ها و نقش زمین شناسی در سلامت انسان پرداخته ام :

مطالعه بیماری ها امکان ارائه راه حل های مناسب برای پیشگیری یا درمان آنها را فراهم می کند. بر این اساس پس از بررسی ارتباط بیماری ها و عناصر، روش های نوینی که برای تعیین پراکندگی عناصر در برخی کشورها بکار می رود معرفی شده است.

تلاش های علمی هماهنگ بین علوم زمین، زندگی و بهداشت می تواند به عنوان یکی از بهترین روش های ارتقاء سلامت جوامع در حال و آینده باشد. نمونه های جهانی مستندی از تاثیرات آرسنیک، زغال سنگ ، آب های اسیدی، گرد و خاک بر سلامتی یافت شده است. این نمونه ها چگونگی ارتباط مخاطرات ژئوشیمیایی و فرایندهای طبیعی را توضیح می دهند و به این نکته می پردازند که ممکن است تغییرات صورت گرفته به دست انسان به جای چاره سازی، منجر به بیماری شود

.راه حل های موثر برای مبارزه با مخاطرات زیست محیطی و جلوگیری از تکرار چنین اشتباهاتی هنگامی ایجاد می شود که بسیاری از افراد صاحب نظر هنگام تصمیم گیری های مهم ، روابط متقابل انسان با محیط و ضرورت فعالیت های جهانی و جامع علوم زمین و بهداشت را کاملا درک کنند.

به علت اهمیت تاثیر فاکتورهای زمین شناسی و پراکندگی جغرافیایی بر بیماری

زمین از چهار لایه متفاوت تشکیل شده است بسیاری از زمین شناسان معتقدند که زمین در مرکز خود از مواد سنگینتر و با چگالی بیشتر تشکیل شده است و مواد سبکتر به سمت بالا حرکت می کنند زیرا پوسته زمین غالبا از مواد سبکتر(سنگهای بازالت و گرانیت) ساخته شده در حالیکه هسته آن شامل فلزات سنگین(نیکل و آهن) است

چهار لایه زمین:

زمین از چهار لایه متفاوت تشکیل شده است. بسیاری از زمین شناسان معتقدند که زمین در مرکز خود از مواد سنگینتر و با چگالی بیشتر تشکیل شده است و مواد سبکتر به سمت بالا حرکت می کنند. زیرا پوسته زمین غالبا از مواد سبکتر(سنگهای بازالت و گرانیت) ساخته شده در حالیکه هسته آن شامل فلزات سنگین(نیکل و آهن) است.

پوسته لایه ای است که شما بر روی آن زندگی می کنید، این لایه به خوبی مطالعه و درک شده است. گوشته بسیار گرمتر از پوسته است و توانایی جریان زیادی دارد. هسته های درونی و بیرونی همچنان گرمتر هستند و فشار وارده در مرکز زمین به اندازه ای است که شما می توانید به وسیله آن، یک توپ را به یک تکه سنگ مرمر تبدیل کنید.

پوسته:

پوسته زمین، شبیه پوسته یک زمین است. این لایه نسبت به سه لایه دیگر، بسیار نازکتر است. پوسته، در محل اقیانوسها(پوسته اقیانوسی)تنها حدود 5-3 مایل(8کیلومتر) ضخامت دارد و در قاره ها(پوسته قاره ای) حدود25 مایل(32کیلومتر) ضخامت دارد. درجه حرارت پوسته از درجه حرارت هوا در بالاترین بخش آن، تا 1600درجه فارنهایت(870 درجه سلسیوس) در عمیق ترین بخش پوسته تغییر می کند. شما می توانید یک قرص نان در تنور(اجاق) خودتان در حرارت 350درجه فارنهایت) بپزید. در حرارت 1600درجه فارنهایت،‌سنگها شروع به ذوب شدن می کنند. پوسته زمین به قطعاتی که ورقه نامیده می شوند، تقسیم شده است. ورقه ها نیز بر روی یک گوشته پلاستیکی نرم که زیر پوسته قرار گرفته اند شناورند. این ورقه ها معمولا به آرامی حرکت می کنند ولی اغلب، به هم می چسبند و فشار زیادی را ایجاد می نمایند. فشار ایجاد شده و سنگها خمیده می شوند تا حدی که بشکنند. به هنگام رخداد این پدیده، زمین لرزه ایجاد می شود. به ضخامت کم پوسته، در مقایسه با سایر لایه ها توجه کنید. کلا هفت ورقه اقیانوسی و قاره ای بر روی گوشته ای که از مواد داغتر و با چگالی بیشتری تشکیل شده است،‌شناور می باشند.

پوسته از دو نوع سنگ اصلی تشکیل شده است، گرانیت و بازالت. پوسته قاره ای بیشتر از گرانیت تشکیل شده در حالیکه پوسته اقیانوسی شامل نوعی از سنگهای آتشفشانی، که بازالت نامیده می شوند، می باشد.

سنگهای بازالتی ورقه های اقیانوسی،‌چگالی بیشتری داشته و از سنگهای گرانیتی ورقه قاره ای سنگینتر هستند. شاهد این قضیه نیز، رانده شدن پوسته قاره ای بر روی پوسته سنگینتر اقیانوسی در طی برخورد ورقه ها می باشد. پوسته و قسمت بالایی گوشته، پهنه ای از سنگهای صلب و شکننده را ایجاد می کنند که سنگ کره(لیتوسفر) نامیده می شود. لایه پایینی سنگ کره صلب، پهنه ای با محتویات قیرمانند است که سست کره(آستنوسفر) نام دارد. سست کره، بخشی از گوشته است که جریان دارد و ورقه ها بر روی آن حرکت می کنند.

گوشته:

گوشته لایه ای است که مستقیما بر روی سیما قرار دارد. این لایه بزرگترین قسمت زمین است که حدود 1800مایل ضخامت دارد. گوشته از سنگهای بسیار داغ و چگال تشکیل شده است. این لایه سنگی، ‌شبیه قیر جریان می یابد. این جریان در اثراختلاف زیاد درجه حرارت از کف تا بالای گوشته می باشد. حرکت گوشته، دلیل حرکت ورقه های زمین است. درجه حرارت گوشته، از 1600درجه فارنهایت در بالای آن تا 4000درجه در قسمتهای قاعده ای اس،‌ تغییر می کند.

جریانهای همرفتی:

گوشته از مواد بسیار چگالتر و با ضخامت بیشتر ساخته شده است. ورقه ها بر رو ی آن مانند روغنی که بر روی آب شناور است،‌ شناورند. بسیاری از زمین شناسان معتقدند که گوشته به سبب وجود جریانهای همرفتی،‌جریان دارد.

جریانهای همرفتی، به علت وجود موادبسیار داغی است که از عمیق ترین قسمت گوشته بالا می آیند سپس سرد شده، دوباره پایین رفته، سپس داغ شده و باز بالا می آیند و این چرخه بارها و بارها ادامه می یابد.