شايد تا بحال از خود پرسيده باشيد كه چرا مواد مختلف با هم متفاوتند؟ چرا برخي از آنها محكم تر از سايرين هستند؟ چرا برخي از مواد رسانا و برخي نارسانا؟ چرا نور ميتواند از بعضي از مواد عبور كند و از بعضي ديگر نه؟
اثر گلخانه اي
گرم شدن زمين يعني چه؟
مي‌دانيم كه كره زمين به طور طبيعي در اثر تابش خورشيد گرم ميشود، اما اينجا منظور ما از گرم شدن زمين، پديده ديگري است.اين پديده نسبتا جديد عبارت است از تغيير دماي زمين در اثر فعاليتهاي بشري كه با تغييرات طبيعي آن فرق دارد. در طول 100 سال گذشته، كره زمين به طور غيرطبيعي 4/0 درجه سانتيگراد گرمتر شده كه اين موضوع دانشمندان را نگران كرده‌است. آنها حدس مي‌زنند فعاليتهاي صنعتي در ايجاد اين مشكل بسيار موثر است و به گرم شدن كره زمين كمك ميكند.
منظور از«گرم شدن زمين» افزايش ميانگين دماي زمين است. «تغيير آب و هوا» در اثر اين افزايش دما به وجود مي‌آيد. گرم شدن زمين موجب تغيير الگوي بارش، افزايش سطح آب درياهاي آزاد و كاهش سطح آب درياچه‌ها و تاثيرات وسيع بر گياهان، حيات وحش و انسانها ميشود.
اثر گلخانه اي چيست؟ گازهاي گلخانه اي چه گازهايي هستند؟
به مجموعه‌اي از گازها كه مقداري از انرژي خورشيد را در جو زمين نگه مي‌دارندو باعث گرم شدن جو مي‌شوند، گازهاي گلخانه‌اي مي‌گويند. بخار آب(H2O)، دي اكسيدنيتروژن (NO2)، دي اكسيدكربن (CO2) و متان (CH4) گازهاي گلخانه‌اي اصلي هستند. اگر اين گازها در جو نبودند، انرژي گرمايي خورشيد مجددا به فضا بر مي‌گشت و به اين ترتيب هواي زمين 33 درجه سانتيگراد سردتر از الان مي‌شد. اثر گلخانه‌اي به افزايش دماي كره زمين در اثر وجود گازهاي گلخانه‌اي در جو زمين گفته ميشود.
آيا مي دانيد چرا به اين گازها، گازهاي گلخانه‌اي ميگوييم؟
آيا شما تا حالا يك گلخانه ديده ايد؟
گلخانه يك اتاق شيشه‌اي است كه نور خورشيد از شيشه‌هاي آن به داخل مي‌تابد و هواي گلخانه را گرم ميكند. اما شيشه‌هاي گلخانه اجازه نمي‌دهند كه اين هواي گرم از گلخانه خارج‌شود. جو يا هوايي كه در اطراف ماست، شبيه يك گلخانه است. گازهاي گلخانه‌اي در جو درست مثل شيشه‌هاي گلخانه عمل ميكنند. نور خورشيد پس از عبور از لايههاي گازهاي گلخانه‌اي وارد جو زمين ميشود. زماني كه نور خورشيد به سطح زمين مي‌رسد، مقداري از انرژي گرمايي آن توسط خاك، آب و ساير موجودات جذب ميشود. مقداري هم در جو زمين مي‌ماند و باقيمانده آن به فضا برمي‌گردد. اگر مقدار گازهاي گلخانه‌اي در جو از حد طبيعي آن بالاتر باشد، انرژي كمتري به فضا برمي‌گردد، در نتيجه جو زمين گرم تر ميشود و به دنبال آن دماي كره زمين بالا ميرود.
اثر گلخانه‌اي، كره زمين را به اندازه‌اي گرم نگه مي دارد كه ما انسان ها بتوانيم بر روي آن زندگي كنيم. اما اگر اثر گلخانه اي شدت يابد، ممكن است دماي زمين به قدري زياد شود كه ما و بقيه گياهان و جانوران نتوانيم گرماي آن را تحمل كنيم.
تغيير آب و هوا يعني چه و اثرات آن چيست؟
اصلا «هوا» و «آب و هوا» با هم چه فرقي دارند؟
هر وقت آسمان صاف باشد و گرماي ملايمي به ما برسد و باد به شدت نوزد، مي گوييم هوا خوب است. هر وقت آسمان گرفته باشد، باد تند بوزد يا برف و باران ببارد و ما را دچار زحمت كند، مي گوييم هوا بد است. معمولا اخبار هواشناسي ما را از چگونگي وضع هوا آگاه مي‌سازد.
هواي برخي مناطق كره زمين معتدل است، يعني باران به اندازه كافي مي بارد و هوا زياد گرم يا سرد نمي‌شود. هواي بعضي جاها سرد است يعني برف مي‌بارد و دماي هوا سرد ميشود. جاهايي هم هست كه بسيار گرم و خشك است. هر كدام از اين جاها يك نوع آب و هوا دارد.
براي تعيين آب و هواي هر منطقه، تغييرات دماي هوا و مقدار باران و برف را در طول سال اندازه گيري ميكنند. شما هم مي‌توانيد اندازه تغييرات دماي هوا و مقدار باران و برف را در محل سكونت خودتان به دست آوريد. اما براي اين كه آب و هواي جاهاي گوناگون را بشناسيم، بايد اين مقادير را چندين سال پشت سرهم اندازه گيري كنيم.
در نقشه ايران، جاي شهرهاي بابلسر، شهركرد، بندرعباس و طبس را پيدا كنيد. آب و هواي هر يك از اين شهرها نمونه آب و هواي يك ناحيه از كشور ماست. در حال حاضر شرايط آب و هوايي جاهاي مختلف در اثر گرم شدن كره زمين در حال تغيير است. مثلا شهري مثل تهران را در نظر بگيريد، تهران در نزديكي رشته كوه البرز قرار دارد. بنا به تعريف آب و هوا، تهران بايد هواي سرد باراني يا برفي داشته باشد، اما مي‌بينيد كه به علت تغيير آب و هوا، از هواي سرد باراني يا برفي چندان خبري نيست!
انسانها چگونه آب و هوا را تغيير ميدهند؟
شايد باور نكنيد كه انسان ها هم مي‌توانند آب و هواي زمين را تغيير دهند. دانشمندان مي‌گويند اكثر فعاليتهاي انسانها گاز گلخانه‌اي توليد ميكند. پس از انقلاب صنعتي و اختراع انواع ماشين آلات صنعتي، انسانها بافعاليتهاي كشاورزي و صنعتي چهره زمين و آب و هواي آن را دگرگون ساختند. با شروع انقلاب صنعتي روش زندگي مردم عوض شد. قبل از آن مقدار گازهاي گلخانه اي در جو كم بود، اما با رشد جمعيت و افزايش استفاده از نفت و زغال سنگ تركيب گازهاي اتمسفر نيز تغيير كرد. بطوريكه در حال حاضر، غلظت گازهاي گلخانه اي از حدود 270 واحد به 367 واحد رسيده است. ما براي انجام كارهاي خود به انرژي نياز داريم و اين انرژي را از غذا تامين ميكنيم. همچنين براي روشنايي و گرم كردن خانه‌هايمان به انرژي نياز داريم. اتومبيلها براي حركت به سوخت نياز دارد. ماشين‌هاي صنعتي نيز به انرژي نياز دارند. اكثر انرژي‌هاي لازم براي موارد فوق به طور مستقيم يا غير مستقيم از سوخت‌هاي فسيلي مثل نفت و گاز و زغالسنگ بدست مي‌آيد.اينهاسوختهايي هستند كه سوزاندن آنها گاز گلخانه‌اي آزاد ميكند!!! آيا ميدانيد كه چه وقتي گازهاي گلخانه‌اي را به هوا مي‌فرستيد؟ هر وقت كه:
· تلويزيون تماشا مي كنيد،
· با كامپيوتر بازي مي كنيد،
· از كولر يا فن كوئل استفاده مي‌كنيد،
· از استريو ضبط استفاده مي كنيد،
· چراغ را روشن مي كنيد،
· لباسهايتان را مي شوييد يا اطو مي‌كنيد،
· سوار اتومبيل مي شويد،
· غذايتان را در مايكروويو گرم مي كنيد،
· از بخاري گازي يا نفتي استفاده مي كنيد،
· به توليد گازهاي گلخانه‌اي در هوا كمك مي‌كنيد.
چرا؟
چون شما براي انجام اين كارها به برق و سوخت نياز داريد. آيا مي‌دانيداين برق و سوخت از كجا تامين ميشود؟
خوب، نيروگاهها زغالسنگ و نفت را مي سوزانند تا برق توليد كنند و پالايشگاهها نيز براي تصفيه نفت خام و توليد نفت و بنزين، سوخت مصرف ميكنند. سوزاندن نفت و زغالسنگ هم گاز گلخانه‌اي توليد ميكند. پس هر چه شما بيشتر برق مصرف كنيد، نيروگاهها از سوخت بيشتري استفاده ميكنند و در نتيجه گاز گلخانه‌اي زيادتري توليدمي‌شود.
متان هم يك گاز گلخانه‌اي است. متان چگونه توليد ميشود؟
وقتي كه شما:
· زباله هايتان را به محل دفن زباله مي فرستيد،
· حيواناتي مثل گاو، گوسفند و ... را براي توليد لبنيات و گوشت پرورش مي‌دهيد،
· در شاليزار برنج مي‌كاريد،
· زغالسنگ استخراج مي‌كنيد.
اتومبيلها و كارخانه‌هايي هم كه مايحتاج روزانه ما را توليد ميكنند، مقادير زيادي از انواع گازهاي گلخانه‌اي را به هوا مي‌فرستند.
چرا نمي‌خواهيم زمين گرمتر بشود؟
بعضي وقتها مسائل كوچك مي‌توانند به مشكلات بزرگي تبديل شوند! مثلا به مسواك زدن دندانهايتان فكر كنيد. اگر شما يك روز مسواك نزنيد، هيچ اتفاق خاصي نمي‌افتد، اما آيا ميدانيد اگر يك ماه دندانهايتان را مسواك نزنيد، چه اتفاقي خواهد افتاد؟ اين همان چيزي است كه براي زمين نيز اتفاق مي‌افتد. اگر دماي هوا فقط چند روز، بالاتر از حد طبيعي باشد، چندان مهم نيست- چون دماي زمين تقريبا ثابت مي‌ماند. اما اگر دماي هوا مدت زيادي بطور مداوم بالا برود، كره زمين با مشكلاتي مواجه خواهد شد.
دماي متوسط زمين در طول قرن گذشته تقريبا 5/0 درجه سانتيگراد افزايش يافته‌است؛ دانشمندان انتظار دارند كه در طول 100 سال آينده متوسط دماي زمين 5/1 تا 5/3 درجه سانتيگراد افزايش يابد. شايد فكر كنيد "اين كه چيزي نيست"، اما همين مقدار ميتواند آب و هواي زمين را به طور بي سابقه‌اي تغيير دهد. زمانيكه اين پديده رخ دهد، ممكن است تغييرات بزرگي در سطح آب اقيانوسها، مزارع كشاورزي و هوايي كه تنفس ميكنيم يا آبي كه مي‌نوشيم، رخ دهد.
چه اتفاقي ممكن است بيفتد؟
در صورتيكه آب و هوا تغيير كند، آب و هواي جايي مثل شهركرد- كه هواي سرد و كوهستاني دارد- گرمتر ميشود يا مثلا هواي بندر عباس گرم و خشك تر ميشود. البته ممكن است تغيير آب و هوا براي شهركردي ها خوشايند باشد، اما همه تاثيرات ناشي از آن خوشايند نيست. زيرا ممكن است اين تغييرات با افزايش بلاياي طبيعي مثل سيل و طوفان همراه باشد.
اگر دماي كره زمين زياد شود، تعداد روزهاي گرم سال افزايش مي‌يابد و در نتيجه بيماريهاي ناشي از گرما مثل گرمازدگي و مالاريا زياد ميشود. بد نيست بدانيد كه معمولا كودكان و سالمنداني كه در كشورهاي فقير زندگي ميكنند، بيشتر در معرض خطر ابتلاء به اين بيماريها قراردارند. زيرا اين كشورها سرمايه لازم براي مبارزه با اين بيماريهارا ندارند.
با گرم شدن آب و هوا و تاثير آن بر مزارع كشاورزي، منابع غذايي انسانها كاهش مي‌يابد، آب بيشتري بخار ميشود و در نتيجه انسانها با كمبود آب شيرين مواجه خواهندشد. اين تغييرات بر روي حيوانات و گياهان هم تاثير منفي مي‌گذارد. اگر اين تغييرات به آرامي اتفاق بيفتد، جانوران و گياهان خود را با آن وفق ميدهند، اما اگر اين تغييرات خيلي سريع اتفاق بيفتد، حيات وحش با خطرات جدي روبرو مي‌شوند. مثلا پرندگان و جانوراني كه در فصلهاي مختلف سال به جاهاي ديگر مهاجرت ميكنند، ممكن است مكان مناسبي را براي مهاجرت پيدا نكنند و يا غذايي براي خوردن نداشته‌باشند.
مقدار آب درياها در اثر ذوب شدن يخهاي قطبي افزايش مي‌يابد و از سوي ديگر بر اثر افزايش دما، آب درياها و اقيانوسها منبسط ميشود. اگر آب اقيانوس منبسط شود، فضاي بيشتري را اشغال ميكند و در نتيجه سطح آب درياها بالا مي‌آيد. سطح آب دريا ممكن است در قرن آينده چند سانتيمتر يا حداكثر 1 متر بالا بيا
در تابستان سال 1928 فلمینگ مشغول تحقیق درباره آنفلوانزا بود. ضمن انجام كارهای معمول آزمایشگاهی كه می بایست كشت های باكتریایی را كه در ظرفهای پهن در پوش دار رشد كرده بودند زیر میكروسكوپ بررسی كند، متوجه شد كه در یكی از ظرف ها ناحیه شفافی به وجود آمده است. تحقیقات بیشتر نشان داد كه ناحیه شفاف در اطراف نقطه ای بود كه ظاهراً وقتی سرپوش ظرف گذاشته نشده بود، تكه ای كپك به درون آن افتاده بود. فلمینگ با به خاطر آوردن تجربیاتش در زمینه لیزوزیم، نتیجه گرفت كه كپك چیزی تولید می كرد كه باعث مرگ باكتری های استافیلوكوك در ظرف كشت شده بود. فلمینگ تعریف كرد:
اگر تجربیات قبلی ام نبود[ درباره لیزوزیم] چه بسا مانند كاری كه بسیاری از باكتری شناسان دیگر قبلاً كرده بودند ظرف را به دور می انداختم. به احتمال زیاد برخی از باكتری شناسان هم متوجه تغییراتی مشابه آنچه من دیدم شده بودم، اما چون علاقه ای به مواد ضد باكتریایی طبیعی وجود نداشت، كشتها را به دور اندخته بودند. من به جای آنكه مطابق رسم زمانه كشتهای آلوده را دور بیندازم، تحقیقاتی انجام دادم.
فلمینگ كپك را جدا كرد و آن را به عنوان یكی از اعضای جنس پنی سیلیوم شناخت، و ماده آنتی بیوتیكی را كه تولید می كرد پنی سیلین نامید. بعدها گفت: هزاران كپك مختلف وجود دارد و هزاران باكتری مختلف، و این كه بخت ، كپك را در لحظه مناسب در نقطه مناسب بگذارد مثل برنده شدن در مسابقه بخت آزمایی بود. ذكر هزاران باكتری مختلف آن قدر هم بی مورد نبود، چون گرچه پنی سیلین برای باكتریهای متعددی، ازجمله استافیلوكوك، مرگبار است، اما بر برخی از انواع دیگر باكتری ها اثری ندارد. خوشبختانه باكتری هایی كه پنی سیلین از بین می برد، سبب بسیاری از عفونت های شایع و خطرناك در انسان هستند.
البته در سال 1928 استفاده از كپك برای مقابله با عفونت ، ابتكار كاملاً نوظهوری نبود. لویی پاستور و همكارش ژ. ف. ژوبر در سال 1877 نشان داده بودند كه گاه میكروبی از رشد میكروبی دیگر جلوگیری می كند. نوشته اند كه درعهد باستان مصریان و رومیان از كپك نان استفاده می كردند، اما هزاران كپك مختلف بر نان می رویند كه تنها چند نوع آنها چیزی تولید می كنند كه با عفونت مقابله كند. قاعدتاً فلمینگ هم از این مسئله مطلع بود و به همین سبب در می یابیم كه چرا شگفت زده شد.
فلمینگ در ادامه نشان داد كه پنی سیلین برای جانوران سمی نیست و به یاخته های بدن آسیبی نمی رساند:
همین سمی نبودن پنی سیلین برای گویچه های سفید بود كه باعث شد متقاعد شوم روزی به عنوان ماده ای دارویی شناخته خواهد شد. وقتی پنی سیلین خام در خون انسان آزمایش می شد، رشد استافیلوكوكها را در رقت 1 در 1000 كاملاً مهار كرد، اما اثر سمی آن بر گویچه های سفید چیزی بیش از محیط كشت اولیه نبود. آن را به جانوران نیز تزریق كردم، و ظاهراً هیچ اثر سمی نداشت. چند آزمایش ابتدایی [ بربیماران] نتایج مطلوبی داد اما اتفاق معجزه آسایی نیفتاد، و فهمیدم كه باید آن را غلیظ می كردیم . سعی می كنیم پنی سیلین را تغلیظ كنیم اما دریافتیم كه پنی سیلین به سرعت خراب می شود، و روشهای نسبتاً ساده ما فایده ای نداشتند.
یك شكست:
در همین هنگام موفقیت چشمگیر سولفانیل آمید باعث شده بود كه شیمی درمانی توجه همگان را به خود جلب كند . همكاری هرولد ریستریك و فلمینگ برای جدا سازی و تغلیظ پنی سیلین با شكست مواجه شد، و تا چندین سال بعد دیگر كار مهمی درباره پنی سیلین انجام نگرفت. در اواخر دهه 1930 هاوارد و. فلوری استاد آسیب شناسی دانشگاه آكسفورد همكاری پژوهشی خود را با ارنست بوریس چین ، زیست شیمیدان پناهنده یهودی كه از آلمان هیتلری گریخته بود و به سفارش فلوری به آكسفورد آمده بود، آغاز كرد. آن دو تحقیق درباره لیزوزیم، همان آنزیم ضد باكتریایی كه فلمینگ كشف كرده بود، و نیز دیگر مواد ضد باكتریایی طبیعی را شروع كردند. چندی نگذشت كه پژوهش های آنان بر پنی سیلین كه به نظر آنان امید بخش ترین این عوامل بود متمركز شد.
گروه آكسفورد با بهره گیری از روشهای پیچیده شیمیایی برای جداسازی و تغلیظ، كه امكانات آن در آكسفورد وجود داشت و فلوری و چین با آن آشنا بودند، اما فلمینگ در سن مری نه با آنها آشنایی داشت و نه بدانها دسترسی، موفق شدند پنی سیلین را آن قدر تغلیظ و تصفیه كنند كه خواص درمانی آن را ابتدا در مقابله با عفونت های تجربی در موش و بعداً در افراد بیماری كه از عفونت های استافیلوكوكی و دیگر آلودگی های خطرناك رنج می بردند، به اثبات رسانند ( نخستین پنی سیلین را كه در انسان استفاده می شد، در لگن های بیمارستانی رشد می دادند؛ با آنكه پنی سیلین را از ادرار بیماران جدا می كردند و مجدداً مورد استفاده قرار می دادند، اما برخی آزمایش های بالینی به دلیل كمیاب بودن این دارو ناتمام ماندند).
به سبب ضرورت بهره گیری سریع از توانایی پنی سیلین در مقابله با بیماری ها و درمان زخمهای نظامیان جنگ جهانی دوم، تولید آن در مقیاس گسترده، هم در انگلستان و هم در ایالات متحده، از اولویت های اول بود. فلوری به آمریكا رفت تا روشهای استخراج و تولید پنی سیلین در انگلستان را شرح دهد، و شیمیدانان دو سوی اقیانوس اطلس به طور خستگی ناپذیری كار كردند تا ساختار شیمیایی پنی سیلین را تعیین كنند و از راه تخمیر یا تولید آزمایشگاهی آن را به دست آورند. این مولكول پیچیده و ناپایدار برای نخستین بار سالها پس از پایان جنگ به طور صناعی تهیه شد، اما پیشرفت در گسترش تولید آن از راه تخمیر در مدت جنگ به نحوی استثنایی سریع بود.
بخت یاری در تولید پنی سیلین:
همان طور كه بخت یاری در كشف پنی سیلین نقش داشت، در این مرحله از تولید آن نیز وارد صحنه شد. وقتی فلوری به ایالات متحده رفت تا درباره تولید پنی سیلین در مقیاس وسیع تبادل نظر كند، از آزمایشگاه پژوهشی ناحیه شمال وابسته به وزارت كشاورزی ایالات متحده در پئوریای ایلینویز دیدن كرد. مدتی بود كه در این آزمایشگاه به دنبال كاربردی صنعتی برای محصول غلّه اضافی، و راه حلی برای مشكلی كه در همین رابطه وجود داشت، یعنی دفع ماده چسبناكی كه به عنوان یكی از فراورده های جانبی از فرایند آسیاب كردن ذرت به دست می آمد، جست و جو می كردند. وقتی این ماده استخراج شده به محیط كشت پنی سیلین اضافه شد، بازدهی كپك مورد نظر را به طور نامنتظره ای ده برابر افزایش داد.
دومین كمكی كه آزمایشگاه پئوریا كرد تهیه سویه بهتری از كپك مولّد پنی سیلین بود. صدها كپك از سرتاسر جهان جمع آوری و برای آزمایش به پئوریا فرستاده شدند. شگفت آنكه بهترین كپك را یكی از زنان محلی به نام مری هانت فرستاد، كه به دلیل علاقه اش به جست و جو برای كپك های جدید، مری كپكی لقب گرفته بود. او از یكی از بازارهای میوه پئوریا یك طالبی آورد كه كپكی با ظاهری قشنگ و طلایی روی آن بود. این سویه جدید كپك بازدهی پنی سیلین را دو برابر كرد، بنابراین تركیب دو اكتشافی كه در پئوریا صورت گرفت میزان بازدهی پنی سیلین را به 20 برابر رساند. چه كسی فكر می كرد پئوریا این قدر در تولید داروی معجزه آسایی كه برحسب تصادف در لندن كشف شده بود، نقش پیدا كند؟
اشاره:
استفاده از پنی سیلین نه تنها جان هزاران نفر را طی جنگ جهانی نجات داد، بلكه عاملی شد تا برای كشف آنتی بیوتیك های دیگر، از جمله خانواده ای از تركیبات مشابه شیمیایی پنی سیلین به نام سفالوسپورینها، پژوهش هایی انجام گیرد. برخی از این آنتی بیوتیك های جدید در مبارزه با باكتری هایی كه به پنی سیلین مقاوم اند مؤثر هستند .
فلمینگ، فلوری و چین جایزه نوبل در فیزیولوژی یا پزشكی را در سال 1945 مشتركاً بردند. هر سه متعاقباً به سبب پژوهشهایشان، كه منجر به تسكین آلام و نجات جانهای بی شماری شده بود، به لقب سر نایل شدند.
سِرالكساندر فلمینگ به بهره ای كه از بخت یاری برد، آگاه بود. یك بار گفت: سرگذشت پنی سیلین جنبه عاطفی خاصی دارد و نشان می دهد كه چقدر بخت، اقبال، سرنوشت، تقدیر، یاهر چیزی كه اسمش را می گذارید، در زندگی هر كس نقش دارد . باید اضافه كنم كه اگر هوشمندی یا – اگر بخواهیم جزء اساسی تعریف والپول از بخت یاری را به كار ببریم – ذكاوت فلمینگ نبود، تصادف هایی كه برایش اتفاق افتادند به هیچ چیزی نمی
اطلاعات کاربری
چه چیزی خواص ماده رامشخص میکندآرشیو
نظرسنجی
شماکداماستانهارادوست دارید؟
شما درکدام شهر زندگی میکنید
آمار سایت