علم و زندگي

اين روزها در رسانه‌هاي خبري هر از چند گاهي اخباري منتشر مي‌گردد مبني بر اين که عده‌اي از شهروندان دچار گاز گرفتگي شده و جان خود را از دست داده‌اند. با ديدگاهي علمي اگر علل اين گونه حوادث را بررسي کنيم در نهايت عامل اقتصادي به صورت عمده و اساسي خود را نشان خواهد داد (که به آن نمي‌پردازم). اما عامل ديگري هم دخالت دارد که به نظر مي‌آيد "ناآگاهي" يا "ندانستن" علل بروز اين گونه حوادث است.

ما چه فقير باشيم و چه مرفه، رعايت قوانين علمي در زندگي برايمان لازم و ضروري است. خلاف قوانين علمي حرکت کردن در نهايت شکست است.

هر انسان فهيمي با جمع آوري اطلاعات لازم و کمي دقت در مورد اين حوادث مي‌تواند ضعف و ناتواني در درک ساده‌ترين مسائل علمي را عامل مهمي تلقي نمايد. زيرا افرادي که در اين گونه حواث جان خود را از دست مي‌دهند، اکثريت آن‌ها باسواد و داراي مدرک حداقل ديپلم مي‌باشند. هر شخصي که تا سطح سوم راهنمايي درس خوانده باشد بايد حتما" کارکرد گازهايي مانند اکسيژن، هيدروژن، کربن دي‌اکسيد، منواکسيدکربن و واکنش شيميايي ترکيب و تجزيه را بداند. در بعضي از مواقع ندانستن کارکرد اين گازها برابر است با مرگ.

حالا اصل مطلب:

يکم: مي‌دانيم که هر موجود زنده (جانوران، گياهان) براي زنده ماندن بايد اکسيژن را جذب بدن خود نمايد تا وارد سلول شده و با غذا ترکيب شود (واکنش سوختن) که حاصل آن گاز کربن دي اکسيد(CO2) و آب(H2O) و مواد قابل جذب(پروتئين، چربي، گلوسيدها)  و گرما  مي‌باشد. يعني در درون سلول :

مواد غذايي + اکسيژن  ------> مواد قابل جذب (پروتئين،چربي،گلوسيدها و...) + آب + کربن دي‌اکسيد + گرما

 خفگي به مفهوم علمي آن يعني نرسيدن اکسيژن به سلول‌ها. حالا چگونه اکسيژن به سلول‌ها نمي‌رسد؟ به دو طريق:

1-    اگر در مکاني قرار بگيريم که درون آن اکسيژن کافي وجود نداشته باشد. مکان‌هاي کوچک که راه ورود و خروج هوا را ندارند با مشکل کمبود اکسيژن روبرو هستند. لازم به يادآوري است که هواي سرد سنگين است هميشه در پايين قرار مي‌گيرد و هواي گرم سبک است هميشه در بالا قرار مي‌گيرد. حال اگر اين مکان پنجره‌ای در پايين و پنجره‌ی ديگري در بالا، داشته باشد به آساني جريان همرفتي1 در درون آن برقرار مي‌شود. در نتيجه هميشه هواي اکسيژن‌دار به ساکنين اين خانه مي‌رسد و دچار کمبود اکسيژن نمي‌گردند. در غير اين صورت در اثر کمبود اکسيژن شخص خفه خواهد شد.

2-    راه دوم اين است که اکسيژن به شش مي‌رسد اما به سلول نمي‌رسد. راه‌هاي رسيدن اکسيژن از شش به سلول‌هاي بدن و برگشت کربن دي‌اکسيد از سلول‌هاي بدن به شش عبارتند از:

مسير ورود اکسيژن به ترتيب(هواي دم): بيني، حنجره، ناي، نايژه، نايژک‌ها، کيسه‌‌هاي هوايي، هموگلوبين گلبول‌هاي قرمز، سلول.

مسير خروج کربن‌دي‌اکسيد به ترتيب(هواي بازدم): سلول، هموگلوبين گلبول‌هاي قرمز، کيسه‌هاي هوايي، نايژک‌ها، نايژه، ناي، حنجره، بيني.(برعکس هواي دم)

زماني که در محيط‌هايي زندگي مي‌کنيم که اکسيژن کافي وجود دارد، راه‌هاي فوق هر لحظه بدون هيچ مشکلي به صورت طبيعي کار خود را ادامه مي‌دهند.

حال اگر در محيطي قرار بگيريم که اکسيژن کم و در عوض گاز منواکسيدکربن(CO) زياد باشد، چه اتفاقي خواهد افتاد؟ گاز منواکسيدکربن ميل ترکيبي شديدي با هموگلوبين گلبول‌هاي قرمز خون دارد. هنگام تنفس آن، با هموگلوبين ترکيب مي‌گردد، و ديگر از آن جدا نمي‌شود(کار هموگلوبين رساندن اکسيژن از شش به سلول و بازگرداندن دي‌اکسيدکربن از سلول به شش است.) يعني هموگلوبين‌ها گرفتار منواکسيدکربن مي‌شوند و اين گاز سمي، بي بو، بي رنگ، خطرناک از آن‌ها جدا نمي‌شوند در نتيجه اکسيژن نمي‌تواند با هموگلوبين ترکيب شود و سلول‌ها در اثر نرسيدن اکسيژن مي‌ميرند. يعني خفگي.

حالا چگونه گاز منواکسيدکربن توليد مي‌شود؟

هرگاه سوختن يک ماده سوختي(مانند گاز، نفت، بنزين، گازوييل و ...) در حضور کامل اکسيژن صورت گيرد، ماده سوختني با شعله آبي رنگ، بدون دوده، همراه با گاز کربن دي‌اکسيد و بخار آب خواهد بود. که به آن مي‌گوييم احتراق کامل است. در غير اين صورت يعني در اثر کمبود اکسيژن، شعله زرد رنگ، همراه دوده و  گاز سمي، بي بو، بي رنگ، خطرناک منواکسيدکربن خواهد بود.‌ در اين حالت مي‌گوييم که احتراق ناقص است.

واکنش شيميايي سوختن سوخت‌ها(زغال و هيدروکربورها) به صورت احتراق کامل چنين است:(به موازنه رابطه‌ها توجه نشده):

C + O2 ---------------------->CO2 زغال

Hidrocarbo(H.C) + O2 ------------> CO2 + H2O گاز،نفت، گازوييل، بنزين

 واکنش شيميايي سوختن سوخت‌ها (زغال، بنزين، نفت، گاز، گازوييل) به صورت احتراق ناقص(کمبود اکسيژن) چنين است:

C + O ---------------> CO

بر همين اساس است که گفته مي‌شود که خودرو خود را هيچ وقت در يک گاراژ که درب آن بسته است روشن نکنيد. زيرا در اثر کمبود اکسيژن فضاي داخل گاراژ، احتراق ناقص صورت مي‌گيرد و در نتيجه توليد گاز منواکسيدکربن خواهد کرد. و باعث مرگ سرنشينان احتمالي خودرو خواهد شد.

پس براي سوختن هر نوع سوختي که به صورت احتراق کامل صورت گيرد بايد حتما" نحوه رسيدن اکسيژن کافي به آن و نيز راه خروجي (دودکش) فراخ براي آن هميشه در نظر بگيريم.