فحم نباتي

الفحم النباتيهو مخلفات مكونة منكربونصرف تنتج عن عملية نزعالماءمن الموادالنباتية.
طريقة تحضيرة تُسمّى بالتقطير الاتلافي (الحرق بمعزل عن الهواء) الطريقة المسماة عند العرب المردومة.
إن وجود الأنسجة النباتية في الفحم النباتي والحجري يدل على أنهما من أصل نباتي. والفحم النباتي يصنعه الإنسان بتسخين الخشب، ولونه الأسود سببه وجود عنصر الكربون، أما كون الفحم النباتي أخف من الخشب فلأن الخشب يفقد كمية من الماء عند تحويله إلى فحم نباتي وتزداد نسبة المسامات فيه. والماء في الخشب هو المسؤول أيضاً عن الدخان الكثيف عند حرقه. أما كون الفحم الحجري أثقل من الفحم النباتي فيرجع إلى المكونات المعدنية التي توجد في الفحم الحجري ولا توجد في الفحم النباتي.
الفحم الخشبي شكل آخر من أشكال الكربون غير النقي، يُجمع الخشب في أكوام ويُغطى بالتراب ويُسخن عشرة أيام تقريباً. ويتم التسخين بحرق جزء قليل من الخشب بسبب دخول كمية قليلة من الهواء. ويزود هذا الجزء المحترق بقية الخشب بالحرارة اللازمة لتسخينه وتحويله إلى فحم نباتي.
ولتحويل الخشب إلى فحم نباتي يلزم التخلص من الأوكسجين والهيدروجين الموجودين في مركبات الخشب العضوية (السليلوز). ويتم ذلك بتفاعل كيميائي بحيث ينزع الأوكسجين والهيدروجين من السليلوز فيتحول إلى مركب عضوي جديد يحتوي على كمية أقل من الأوكسجين والهيدروجين، فتزداد نسبة الكربون فيه.
يُجمع الخشب في أكوام ويُغطى بالتراب ويُسخن عشرة أيام تقريباً. ويتم التسخين بحرق جزء قليل من الخشب بسبب دخول كمية قليلة من الهواء. ويزود هذا الجزء المحترق بقية الخشب بالحرارة اللازمة لتسخينه وتحويله إلى فحم نباتي.
ولتحويل الخشب إلى فحم نباتي يلزم التخلص من الأوكسجين والهيدروجين الموجودين في مركبات الخشب العضوية (السليلوز). ويتم ذلك بتفاعلكيميائيبحيث ينزع الأوكسجين والهيدروجين من السليلوز فيتحول إلىمركب عضويجديد يحتوي على كمية أقل من الأوكسجين والهيدروجين، فتزداد نسبة الكربون فيه.
يتم تسخين الخشب في الفرن حيث تمر عبر مراحل محددة في طريقها إلى التحول إلى فحم. وقد درس تشكيل الفحم تحت ظروف المختبر والتي تم الاعتراف بها في المراحل التالية من عملية التحويل.
الخشب يمتص الحرارة ليجف والتخلص من رطوبتها كمابخار الماء(بخار). تبقى درجات الحرارة عند 100درجة مئويةحتى يتحول الخشب إلى التصلب.
يتم التخلص  النهائي من المياه ويبدأالخشب  في التحلل وينتج بعضأول أكسيد الكربونوثاني أكسيد الكربونوحامض الخليك والميثانول.
هذه هي النقطة التي يبدأ تحلل الخشب  والانهيار يستمر من تلقاء نفسه، الخشب لا يبرد تحت درجة الحرارة هذه. تواصل الغازات المختلطة والأبخرة بالتصاعد جنبا إلى جنب مع بعض القطران.
مع استمرار انهيار هيكل الخشب، والأبخرة المنبعثة تتكون الغازات القابلة للاحتراق غاز أول أكسيد الكربون، والهيدروجين والميثان مع غاز ثاني أكسيد الكربون وأبخرة قابلة للتكثيف الماء وحامض الخليك، والميثانول، والأسيتون وغيرها، والقطران التي تبدأ في التصاعد مع ارتفاع درجة الحرارة.
في 400 °C تحول الخشب إلى فحم اكتمل عمليا. الفحم في درجة الحرارة هذه لا يزال يحتوي على كميات ملحوظة من القطران، وربما 30٪ من وزنه والمحاصر في الهيكل.  وبالتالي  نسبة الكربون ثابتة من الفحم إلى حوالي 75٪ وهو أمر طبيعي للفحم التجارية ذات نوعية جيدة. لتخلص نهائيامن  القطران ترفع درجة حرارة الفحم حوالي 500 درجة مئوية لمدة معقولة.
وهناك عوامل كثيرة تحدد جودة الفحم المنتج بواسطة أي طريقة لإنتاجه وهذه العوامل هي :-
يستعمل الفحم النباتي في الحرق المباشر للحصول على الطاقة. وعادة ما يقتصر على استعماله بعض الأغراض المنزلية كالتدفئة أو الطهو أو الشواء.فيالمكسيكوبيرووأسبانياوالأرجنتينوباراجوايوبلاد لاتينية أخرى كان الفحم النباتي يستخدم لقرون كوقود لمدافئالبراسيرو.
أما البلاد التي يوجد فيها فائض من خشب الغابات، فيمكن تحويله إلى فحم نباتي ثم استعماله في بعض المشاريع الكبيرة كتوليد الكهرباء. وكما أنّ زمن احتراق كمية من الفحم النباتي أطول من زمن احتراق كمية مماثلة من الخشب، فللفحم النباتي قيمة حرارية أكبر من الخشب.
ويُستخدم شكل من أشكال الفحم الخشبي يدعىالكربون المنشطفي المرشّحات وأقنعة الغاز لإزالة الأبخرة السامة. فهو يضم ثقوباً صغيرة لا تحصى على سطحه وهي مثالية لحبس الأبخرة ويُصنع بالسماح للفحم الخشبي بالاحتراق لفترة وجيزة مع الأكسجين في نهاية عملية صنع الفحم الخشبي.
وغالباً ما يستخدم الفحم الخشبي كوقود للشواء ويمكن تشكيله في عيدان ليستخدم مادة للرسم.
وحيث أن الفحم النباتي المنشّط ذو قدرة امتزازية عالية، أي أنه يجتذب المواد إلى سطحه، فيمكنه بذلك إزالة الغازات السامة والروائح الكريهة من الهواء.. لذا يستخدم هذا الفحم في ومنظومات التهوية في العربات الفضائية وكمامات مواقد المطبخ، كما يستخدم أيضاً في تنقية السوائل، كالماء في أحواض السمك. فيمر ماء الحوض المتسخ فوق الفحم النباتي المنشّط لإزالة أوساخه، ثم يُعاد نقياً إلى الحوض..
و يمكن وضعه في الثلاجة إذا كان بها روائح كريهة فتخلصك من الروائح الكريهة التي توجد في الثلاجة..
وهناك عوامل كثيرة تحدد جودة الفحم المنتج بواسطة أي طريقة لإنتاجه وهذه العوامل هي :-
ينجم الضرر الرئيسي على صحة الإنسان من استنشاقه للغازات المنبعثة من عملية الحرق. وتتسبب هذه الغازات بأمراض تنفسية عديدة تختلف بحسب نوع الغاز المستنشق. فمن المعروف بأن أكاسيد الكبريت تؤدي إلى تفاعلات التهابية في القصبات الهوائية (Emphysema). في حين تؤدي الغازات الهيدروكربونية، مثل تلك المنبعثة عن عوادم السيارات والمولدات، إلى أمراض سرطانية. أما غاز أول أكسيد الكربون فإن له قدرة على الاتحاد مع الهيموجلوبين 200 مرة أكثر من الأكسجين، وبالتالي فإنه يؤدي إلى التسمم الحاد والصداع والدوخة والغثيان والفشل التنفسي. وفي حالة ارتفاع تركيز الغاز واستمرار تعرض الجسم له فإنه يؤدي لعوارض مزمنة، مثل ضعف الذاكرة، نقص الإنتاجية في العمل، اضطرابات في النوم وفي السلوك، وارتفاع في مستوى الكولسترول.
أما بالنسبة لغاز ثاني أكسيد الكربون فإن تواجده في الجو بتركيز منخفض قد يؤدي إلى تسارع في التنفس والصداع والتشويش الذهني والشلل الارتخائي. أما إذا زاد تركيزه عن 5% فإنه يؤدي إلى فقدان الوعي والوفاة.
وهنالك أيضاً أضراراً صحية تنجم عن أكسيد الكبريت، إذ أن هذا الغاز يتحول إلى حامض الكبريتيك عند ملامسته للسطوح الرطبة للأغشية المخاطية، وينجم عن ذلك التهابات وأمراض مزمنة في الجهاز التنفسي. كما تتسبب أكاسيد النيتروجين بتهييج للحويصلات الهوائية في الرئتين، في حين يمكن أن يؤدي تراكم الغبار فيهما إلى التليف والوفاة.
ويتضح مما تقدم أن المشكلة في صناعة الفحم هي الآثار السلبية لها على الصحة العامة وعلى البيئة، حيث تنبعث منها غازات كثيرة مثل أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت وبعض المخلفات الأخرى التي تؤثر على الثروة الزراعية والمائية. وتكون أكثر خطورة إذا كانت مناطق إنتاج الفحم قريبة من التجمعات السكنية، حيث تؤثر هذه الغازات والأبخرة ليس على العاملين في الإنتاج فقط بل وعلى سكان المنطقة بأسرها.