دی اکسید کربن (CO2) یکی از گازهای گلخانه‌ای است که به مقدار زیادی در اتسمفر زمین وجود دارد. این گاز در صنایع مختلف هم استفاده می‌شود و برخلاف تصور منفی که نسبت به آن وجود دارد، بسیار کاربردی است. به طوری که در تولید نوشیدنی‌ها استفاده زیادی دارد. حباب و کفی که در بالای لیموناد و نوشابه‌های گازدار مشاهده می‌کنید، همه از CO2 درست می‌شود. اما این گاز چطور تولید می‌شود؟ دو منبع اصلی تولید کربن دی اکسید شامل منابع طبیعی و سوخت‌های فسیلی است. در ادامه با ما همراه باشید تا از مضرات و مزایا و راه‌های تولید آن بیشتر با شما صحبت کنیم.
کربن دی اکسید چیست؟
CO2 یک گاز گلخانه‌ای است که در تولید مواد غذایی کاربرد دارد و از سوی دیگر وجود مقدار زیادی از آن در جو زمین، به لایه اوزون آسیب زیادی می‌رساند. از مزیت‌های این گاز باید به استفاده از آن برای بیهوش کردن حیوانات قبل از ذبح کردن اشاره کنیم. همچنین این این گاز برای بسته‌بندی مواد غذایی از گوشت گرفته تا چیپس و پفک استفاده می‌شود. دلیل این کار بالا بردن طول عمر مواد غذایی است. برای آشنایی با گاز کربن دی اکسید مقالات جامعی وجود دارد که اطلاعات خوبی در این زمینه ارائه می‌دهند.
از گاز دی اکسید کربن برای خنک نگهداشتن مواد غذایی در حین حمل نیز استفاده می‌شود. در صنعت پزشکی، تولید نیمه هادی ها و کمک به استخراج نفت خام هم این گاز کاربرد زیادی دارد. البته با تمامی استفاده‌ها و مزیت‌هایی که این گاز به همراه دارد، خطراتی نیز داشته است. مهم‌ترین مشکلی که در نتیجه تولید زیاد گاز CO2 ایجاد شده، آسیب به لایه اوزون، تابش بیشتر و شدیدتر نور آفتاب بر کره زمین و افزایش دمای هواست که منجر به تغییرات آب هوایی شده است.
اثر گلخانه ای یکی از خطرات دی اکسید کربن است که در نتیجه آن دمای کره زمین نسبت به چند دهه قبل افزایش یافته است. نمونه آن را می‌توان در ذوب شدن یخ‌های قطبی و آسیب به زندگی حیوانات آنجا مشاهده کرد.
گاز دی اکسید کربن چگونه تولید می شود؟
این گاز گلخانه‌ای از منابع انسانی (در نتیجه سوخت‌های فسیلی) و منابع طبیعی (آتشفشان، تنفس حیوانات و گیاهان) تولید می‌شود. فعالیت‌های انسان از قرن 19 میلادی با رشد صنایع مختلف به عنوان اصلی‌ترین عامل افزایش سطح CO2 شناخته شده است. به طور کلی عوامل تولید این گاز عبارتند از:
تولید کربن دی اکسید در طبیعت
عوامل متعددی در تولید CO2 نقش دارد. مقدار این گاز در اتمسفر توسط چرخه کربن تعیین می‌شود که در آن مقداری گاز تولید و مقداری از آن توسط اقیانوس‌ها دریافت می‌شود. به عبارت دیگر، این گاز مدام در حال زیاد و کم شدن (یا جابجایی) است. مهم‌ترین عواملی که در طبیعت باعث افزایش تولید کربن دی اکسید شده، شامل موارد زیر است:
آتشفشان‌ها
بخش زیادی از دی اکسید کربن موجود در کره زمین و اتسمفر، ناشی از فعالیت‌های آتشفشانی است که به محض خروج، بخش زیادی از این گاز در فضا رها می‌شود. جالب است بدانید که همزمان با بارش باران مقداری از CO2 با آب باران ترکیب می‌شود و باران اسیدی را می‌سازد. سپس این باران با سنگ‌ها برخورد کرده و واکنش ایجاد شده باعث از بین رفتن گاز کربن دی اکسید می‌شود.
حیوانات
یکی دیگر از عوامل تولید کربن دی اکسید در طبیعت از طریق حیوانات صورت می‌گیرد. شاید تعجب کنید که گاوها به عنوان یکی از مهم‌ترین عوامل تولید این گاز گلخانه‌ای در دنیا شناخته شده‌اند. وقتی گیاهان رشد می‌کنند، مقداری از CO2 جو زمین را دریافت می‌کنند. حیوانات این گیاهان را مصرف کرده و تا زمانی که بمیرند، گاز CO2 زیادی در بدن آن‌ها ذخیره می‌شود.
گیاهان
به همان اندازه که گیاهان و درختان در جذب CO2 تاثیر دارند، به نوعی هم باعث افزایش آن می‌شوند. در طی روز گیاهان گاز دی اکسید کربن را از اتمسفر می‌گیرند و به جای آن، اکسیژن پس می‌دهند. اما در زمان شب این چرخه برعکس می‌شود. شاید شنیده باشید که گفته می‌شود افراد مبتلا به بیماری‌های تنفسی و قلبی در زمان شب زیر درخت نخوابند. دلیل این توصیه به تولید زیاد دی اکسید کربن در درختان مربوط است.
تولید گاز دی اکسید کربن توسط انسان
بخش زیادی از گاز دی اکسید کربن که در اتمسفر رها شده، توسط انسان و صنایع ایجاد شده، تولید می‌شود. در طی چند دهه اخیر، مقدار گازهای گلخانه‌ای در جو زمین به شکل بی‌سابقه‌ای افزایش پیدا کرده است که بی‌ارتباط با سوخت‌های فسیلی نیست.
میلیون‌ها سال است که تولید این گاز توسط حیوانات، آتشفشان و گیاهان صورت می‌گیرد و وجود آن برای چرخه حیات موجودات زنده ضرورت دارد. اما انسان با تولید بیش از حد این گاز، می‌تواند آسیب‌های جدی را به همراه آورد. میلیون‌ها سال، گیاهان کربن دی اکسید را جذب کرده‌اند و انسان در کمتر از سه قرن آن را دوباره به جو بازگردانده است.
میزان غلظت این گاز از 280 pmm در سال 1750 به بیش از 415 ppm در سال 2021 افزایش یافته است. با توجه به خطرات تنفس دی اکسید کربن برای سالمندان، کودکان، بیماران قلبی و تنفسی باید در این زمینه برنامه‌ریزی‌های موثر در سطح جهانی انجام شود.
تولید کربن دی اکسید توسط سوخت فسیلی
سوخت‌های فسیلی از کربن و هیدروژن تشکیل شده‌اند. با سوزاندن این منابع انرژی، اکسیژن با کربن ترکیب می‌شود و CO2 را تشکیل می‌دهد. ضمن اینکه هیدروژن هم برای تشکیل آب کاربرد دارد. این واکنش‌ها گرمای زیادی را تولید می‌کند که از انرژی آن استفاده می‌کنیم.
میزان کربن دی اکسید تولید شده به محتوای کربن در سوخت فسیلی بستگی دارد. گاز طبیعی از جمله منابع فسیلی است که کمترین مقدار کربن و بیشترین مقدار هیدروژن را به همراه دارد. CH4 (گاز طبیعی) به عنوان پاک‌ترین سوخت فسیلی شناخته شده است که تاثیر کمتری در تولید CO2 دارد.
کلام آخر
با توجه به مزیت‌ها، استفاده‌ها و خطرات دی اکسید کربن باید این گاز بیشتر شناخته شود. قبل از ورود انسان به عرصه صنعت و دستکاری طبیعت، این گاز به مقدار نیاز چرخه حیاط کره زمین توسط گیاهان، آتشفشان و حیوانات تولید می‌شد. اما اکنون این گاز توسط سوخت‌های فسیلی و ورود انسان به شکل غیر استاندارد و وسیع تولید می‌شود که می‌تواند کره زمین را در آینده با خطر جدی روبرو کند. افزایش دمای زمین، کاهش بارش‌ها، ذوب شدن یخ‌های قطبی و مرگ و میر حیوانات آبزی، نتیجه افزایش CO2 در اتمسفر است.
بنابراین لازم است ساکنین زمین در رابطه با استفاده صحیح از سوخت‌های فسیلی با یکدیگر همفکری و تصمیمات جدی‌تری را اتخاذ کنند.