ما هو السناج أو الهباب؟

السِّناج أو هُباب الفحم، هي مصطلحات تصف مسحوقًا ناعمًا أسود ناتج عن عملية احتراق غير كاملة، ويشكل أسود الكربون المكون الرئيس لهذا المسحوق، كما أنه يتكون من مواد أخرى تختلف حسب المادة المحروقة. وبسبب طبيعته اللزجة فإنه يلتصق بالأماكن التي يكون فيها، كأنابيب العوادم والمداخن والأسطح، وينتشر في الهواء الطلق، بعد عمليات حرق الوقود في الصناعات المتعددة، وعادًة ما يترك منظرًا قبيحًا ورائحة كريهة.

السناج أو هباب الفحم أو السخام (Soot) يمكن أن يكون لزِجًا قليلًا وغالبًا ما ينتُج عن عملية احتراق غير كاملة، وبما أنّ السناج يتمتّع بلزوجة قليلًا فسنراه على الجانب الداخلي من أنابيب العادم أو المداخن أو أي مكان يحدث به الاحتراق.

ويُعتبَر الكربون الأسود (Black carbon) المكوِن الأول والأساسي للسناج ويستطيع هذا المركّب امتصاص الضوء بنسبة أعلى من الجسيمات الأخرى مما يؤثّر بشكل مباشَر على مناخ الغلاف الجوي، فترتبط خصائص هذا المركب ارتباطًا وثيقًا بارتفاع درجة الحرارة وذوبان الثلج والجليد في مختلف مناطق القشرة الأرضية وتحديدًا في القطب الشمالي وجبال الهملايا.

والآن بعد معرفتنا الآثار السلبية الناجمة عن واحد من أهم مكوّنات السناج بات بإمكاننا توقّع آثار السناج على البيئة والصحّة العامة.

يُشار إلى السناج بمصطلح (PM2.5) ويَعني تحديدًا الجسيمات والجزيئات الدقيقة الملوَّثة المتناثِرة في الهواء الطلق والتي يبلغ قطرها حوالي 2.5 ميكرومتر أو أقل.

ويمكن أن يؤدّي استقرار الهباب في الوجه الداخلي من المداخن إلى انسدادها بشكل جزئي أو كامل -وخاصةً تلك المداخن التي لا تتمكّن من سحبه جيدًا-، مما سيشكّل حرائق دخانية واستعمال غير مجدي للوقود.

وإذا تُرِك السناج داخل المداخن لفترات طويلة وتراكَم فيها –حتى لو كانت المداخن تستطيع سحبه بطريقة جيّدة- فمن الممكن جدًا أن يكون العامل الرئيسي لحصول الحرائق.

كما تتفاعل بعض المركّبات في السناج مثل ثاني أوكسيد الكبريت (SO2) وأكاسيد النيتروجين في الهواء الطلق مع الرطوبة الجوية وتكوّن المطر الحمضي (Acid rain)، الذي سيسقُط مباشرةً على البحيرات والأنهار ومواطِن المياه السطحية مما يعود بآثار سلبية على مجموعة عديدة من النظم البيئية.

فبالدرجة الأولى يُسبّب السناج ظاهرة الضباب، مما يُعيق الرؤية بشكل كبير، وقد يُحدِث بعض المشاكل المؤقّتة بالرؤية.

ويشكل السِّناج مصدرًا للعديد من المخاطر، وهذه المخاطر لا تتعلق بحجمه أو منظره أو حتى رائحته، وإنما لاحتوائه على مواد صغيرة تستطيع أن تنفذ بسهولة عبر الجلد والعينين أو الفم، ونظرًا لأن جسيمات السِّناج المحمولة جوًا غير مرئية، فبمجرد دخولها إلى مجرى الدم أو التنفس، يمكن أن يتسبب في مجموعة واسعة من المشكلات الصحية الخطيرة، بما في ذلك، التهاب الشعب الهوائية الحاد ونوبات الربو.

وقد يكون السناج أحد العوامل المباشرة أو غير المباشرة للنوبات القلبية والسكتات الدماغية.

وإحصائيًا، يتسبب التعرض للسخام في 300000 نوبة ربو ومليوني يوم عمل ضائع سنويًا بسبب مشاكل في الجهاز التنفسي، ومن الممكن أن تسبب نوبات قلبية وسكتات دماغية، وتقول جمعية الرئة الأمريكية أن هذه المواد الضارة قد يكون لها يد في تشكل الأورام الخبيثة ومشاكل الإنجاب.

أمّا استخدامات السناج فتقتصر على المجال الصناعي، مثل:

وبالنسبة لتشكيل السناج، فإلى اليوم لم تُكتشَف هذه العملية بشكل دقيق وعلمي وثابت، فقد تبيّن بالدراسات والأبحاث أنّ آلية تشكّل السناج تختلف عن الآلية العامة والمشاعة اللازمة لتكثيف الغاز إلى جسيمات صلبة، ولوحظ بأنّ السناج يستند إلى تفاعلات كيميائية سريعة بدلًا من التكثيف.

ففي البداية يحترق الوقود الهيدروكربوني بدرجة حرارة منخفضة وانخفاض طفيف في الأوكسجين، ليظهر فيما بعد الطيف الكتلي وهو نوع من أنواع التحليل الكيميائي ويسبّب رد فعل لتشكيل السناج، وبعد تشكيل جسيم السناج الأولي ينتقل إلى المرحلة المكثّفة عن طريق التفاعلات الكيميائية التي ستُظهِر جزيئات صغيرة صلبة تستقر في مرحلتها الأخيرة على شكل بودرة داكنة اللون هي الجسيمات الصلبة النهائية للسناج –وهنا أصل الدراسات فيواجِه الكيميائيون والخبراء صعوبات كثيرة حول تفسير تحوّل جزيئات الوقود الغازي إلى جزيئات صلبة بهذه الطريقة بشكل دقيق وصحيح-.

وبالطبع إنّ عدم إيجاد الطريقة المفصّلة والدقيقة لتشكيل السناج، عاد بآثار سلبية على محاولات إيقافه أو تخفيف الأضرار البيئية والصحيّة الناجمة عنه.

كما ذكرنا آنفًا، يتشكل السِّناج نتيجة لعملية احتراق غير كاملة، ولتحقق عملية الاحتراق هذه لابدّ من شرطين مهمين، الأول أن تكون درجة الحرارة منخفضة نسبيًا، والثاني أن تكون كمية الأكسجين التي تصل قليلة، وتمثل معادلة الاحتراق غير الكامل:

هيدروكربون + أكسجين ← أول أكسيد الكربون + كربون + ماء

يترسب الكربون على شكل مسحوق أسود داكن وهو السٍّناج، ولكن الأهم هنا في هذه العملية هو انطلاق أول أكسيد الكربون الذي يشكل مصدرًا خطرًا على صحتنا، وذلك لامتلاكه قدرة على الارتباط بهيموغلوبين الدم التي تفوق قدرة الأكسجين، وبالتالي ستنقص مستوياته في جسمنا حتى وصولنا لخطر الموت.