สรุปเนื้อหา เชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์ คืออะไร
เชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์ หมายถึง เชื้อเพลิงที่เปลี่ยนสภาพจากสิ่งมีชีวิตในยุคต่างๆ โดยกระบวนการทางธรณีวิทยาและธรณีเคมี เช่น น้ำมัน แก๊ส ถ่านหิน
1. ถ่านหิน มีองค์ประกอบหลัก คือ ธาตุคาร์บอน และธาตุอื่น ๆ เช่น ออกซิเจน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน และกำมะถัน และอาจมีธาตุ ปรอท นิเกิล ทองแดง และแคดเมียมอยู่บ้างเล็กน้อย นั่นจึงเป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพ ซึ่งถ่านหินนั้นเป็นเชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์ที่มีสีดำหรือสีน้ำตาลดำ เกิดขึ้นเมื่อประมาณ 300 ล้านปีมาแล้ว เมื่อเฟิร์นขนาดใหญ่ มอส หรือพืชชนิดอื่น ๆ ตายลงและทับถมกัน และเมื่อมันถูกปกคลุมไปด้วยดิน ทำให้พวกมันมีโอกาสสัมผัสกับออกซิเจนน้อยมาก นอกจากนี้ความร้อนและความดันยังไล่ออกซิเจนและไฮโดรเจนซึ่งเป็นองค์ประกอบของซากพืชเหล่านี้ออกไป โดยเหลือคาร์บอนไว้ในปริมาณมาก กลายเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีปริมาณคาร์บอนแตกต่างกันไป ถ่านหินที่มีปริมาณคาร์บอนมากก็จะให้ค่าพลังงานความร้อนมาก ซึ่งถ่านหินที่พบมีหลายประเภท เรียงตามระดับความลึกที่พบถัดจากผิวโลกลงไป โดยเรียงจากตื้นสุดไปหาชั้นลึกสุด คือ พีต (Peat), ลิกไนต์ (Lignite), บิทูมินัส (Bituminous) และแอนทราไซต์ (Anthracite) ซึ่งเป็นถ่านหินที่มีคุณภาพดีที่สุด เนื่องจากอยู่ชั้นลึกที่สุดจึงถูกแรงกดดันและความร้อนใต้ผิวโลกอัดจนทำให้เหลือแต่คาร์บอน โดยมีปริมาณคาร์บอนเป็นส่วนประกอบอยู่ถึง 90% ขึ้นไป มีความชื้นน้อยกว่า 15% ซึ่งถือว่าต่ำที่สุด และให้ค่าความร้อนสูง
2. หินน้ำมัน เป็นหินตะกอนเนื้อละเอียดที่มีการจัดเรียงตัวเป็นชั้นบางๆ มีสารประกอบอินทรีย์ที่สำคัญคือ เคอโรเจน แทรกอยู่ระหว่างชั้นหินตะกอน เมื่อนำหินน้ำมันมาสกัดด้วยความร้อนที่เพียงพอ เคอโรเจนก็จะสลายตัวให้เป็น น้ำมันหิน ซึ่งหินน้ำมันนั้นเกิดจากซากพืชจำพวกสาหร่าย สัตว์จำพวกแมลง ปลา และสัตว์เล็กต่าง ๆ ตายสะสมและทับถมกันภายใตแหล่งน้ำ ซากดังกล่าวถูกกดทับจากการทรุดตัวของเปลือกโลกเป็นเวลานับล้านปี ทำให้สารอินทรีย์ในซากพืชซากสัตว์เกิดการเปลี่ยนแปลง เกิดเป็นสารประกอบเคอโรเจนแล้วไป ผสมคลุกเค้ากับตะกอน ดิน ทราย และถูกอัดแน่นจนกลายเป็นหิน้ำมันในที่สุด โดยหินน้ำมันประกอบไปด้วย 2 ส่วนที่สำคัญ คือ
- สารประกอบอนินทรีย์ ประกอบด้วยแร่ธาตุที่สำคัญ 2 กลุ่ม คือ กลุ่มแร่ซิลิเกต (ควอตซ์ เฟลสปาร์ เคลย์) และกลุ่มแร่คาร์บอเนต (แคลไซต์ โดโลไมต์ แร่แกรไฟต์บางชนิด)
- สารประกอบอินทรีย์ ประกอบด้วย บิทูเมนและเคอโรเจน
3. ปิโตรเลียม หมายถึง น้ำมันที่ได้จากหิน เป็นสารผสมระหว่าง สารประกอบไฮโดรคาร์บอนกับสารประกอบอินทรีย์หลายชนิดที่เกิดตามธรรมชาติ ปิโตรเลียมเกิดจากการทับถมและการสลายตัวของอินทรีย์สารจากพืชและสัตว์ที่คลุกเคล้าอยู่กับตะกอนในชั้นกรวด ทราย และโคลนตมใต้พื้นดิน จนระยะเวลาผ่านไปนับล้านปี เมื่อผิวโลกเกิดการเปลี่ยนแปลง ตะกอนเหล่านี้ก็จะจมลงไปเรื่อย ๆ จากนั้นเกิดการสลายตัว เปลี่ยนสภาพกลายเป็นน้ำมันดิบและแก๊สธรรมชาติ แทรกอยู่ระหว่างชั้นหินที่มีรูพรุน ภายใต้ความดันและอุณหภูมิสูง และมีปริมาณออกซิเจนอย่างจำกัด โดยปิโตรเลียมที่อยู่ในสถานะของเหลว คือ น้ำมันดิบ ส่วนหากอยู่ในสถานะแก๊ส คือ แก๊สธรรมชาติ โดย
- น้ำมันดิบ มีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนประเภทแอลเคนและไซโคลแอลเคน โดยอาจมีสารประกอบของกำมะถัน ไนโตรเจน และสารประกอบออกไซด์อื่น ๆ ปนอยู่เล็กน้อยด้วย
- แก็สธรรมชาติ มืองค์ประกอบหลัก คือ สารประเภทไฮโครคาร์บอนที่มี C 1-5 อะตอม ซึ่งมีปริมาณร้อยละ 95 ที่เหลือจะเป็นแก๊สไนโตรเจนและตาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งบางครั้งจะพบแก๊สไฮโครเจนซัลไฟต์ปะปนอยู่ด้วย
- ทั้งน้ำมันดิบและแก๊สธรรมชาติจะอยู่ปะปนอยู่ใต้พื้นดิน ก่อนจะนำมาใช้จะต้องทำการแยกก่อน
4. พอลิเมอร์ คือ สารโมเลกุลซึ่งเกิดจากสารโมเลกุลเล็ก ๆ ที่เรียกว่า มอนอเมอร์ (monomer) จำนวนมากมารวมตัวกันด้วยพันธะโคเวเลนต์ แล้วต่อกันเป็นโมเลกุลใหญ่ ซึ่งพอลิเมอร์ แบ่งได้ 2 ประเภท คือ พอลิเมอร์ธรรมชาติ เช่น แป้ง โปรตีน เซลลูโลส กรดนิวคลีอิก ยางพารา เป็นต้น และอีกประเภทคือ พอลิเมอร์สังเคราะห์ เช่น พลาสติก ใยสังเคราะห์ ยางสังเคราะห์ เป็นต้น
มลภาวะที่เกิดจากการใช้ผลิตภัณฑ์จากเชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์
- มลภาวะทางอากาศ ซึ่งโดยส่วนใหญ่มาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงในโรงงานอุตสาหกรรม หรือในเครื่องยนต์ของพานพาหนะ การเผาถ่านหิน รวมไปถึงเชื้อเพลิงที่มีกำมะถันและสารประกอบของกำมะถันเป็นองค์ประกอบ ซึ่งจะทำให้มีแก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซต์เกิดขึ้น เมื่อปะปนกับน้ำฝนก็จะทำให้เกิดฝนกรด
- มลภาวะทางน้ำ มีสาเหตุสำคัญมาจากการใช้ปิโตรเคมีภัณฑ์ เช่น ปุ๋ยเคมี สารปราบศัตรูพืชและปริมาณฟอสเฟตจากผงซักฟอกที่ก่อให้เกิดน้ำเน่าเสียตามมาได้
- มลภาวะทางดิน มักมาจากการสารพิษต่าง ๆ ที่ถูกฝังลงไปในดิน หรือการทิ้งขยะมูลฝอยลงพื้นดินก็เป็นสาเหตุที่ทำให้ดินไม่อยู่ในสภาพที่เหมาะสมต่อการเพาะปลูกเช่นกัน รวมไปถึงการใช้สารเคมี ปุ๋ยเคมีก็ส่งผลให้เกิดมลภาวะทางดินได้
ตัวอย่างข้อสอบ เรื่อง เชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์
1. ข้อความต่อไปนี้ข้อใด ผิด สำหรับกระบวนการแตกสลายของน้ำมันดิบ
ก. ในอุตสาหกรรมมักทำให้กระบวนการนี้ เกิดขึ้นที่อุณหภูมิไม่สูงนัก แต่ต้องมีคะตะเลส
ข. ผลิตภัณฑ์ที่ได้บางชนิดอาจเป็นสารไม่อิ่มตัว
ค. ในปฏิกิริยานี้อาจมีปฏิกิริยาการสูญเสียไฮโดรเจนเกิดขึ้นด้วย
ง. แอลเคนที่มีโมเลกุลเป็นสายมีสาขาจะถูกเปลี่ยนเป็นแอลเคนที่มีโมเลกุลเป็นสายตรงซึ่งใช้ในน้ำมันเชื้อเพลิงรถยนต์
2. ข้อใดเป็นการเลือกปฏิบัติได้เหมาะสมที่สุด
ก. เก็บรวบรวมถ้วยชามประเภทเมลามีนที่ชำรุดไว้เพื่อนำกลับไปใช้ใหม
ข. เก็บขวดน้ำพลาสติกไม่ใช้แล้วไว้ใส่น้ำในเบนซิน
ค. ใช้ถ้วยชามที่ผลิตจากพอลิเอทิลีนอุ่นอาหารในเตาไมโครเวฟ
ง. ใช้ภาชนะที่เคลือบด้วยพอลิเตตระปลูออโรเอทิลีนในการทอดปลา
3. ข้อใดต่อไปนี้เป็นพลาสติกประเภทเทอร์มอพลาสติกทั้งหมด
ก. พอลิโพรพิลีน, พอลิฟีนอล- ฟอร์มาลดีไฮด์
ข. พอลิเอทิลีน, พอลิสไตรีน
ค. พอลิสไตรีน, พอลิยูรีเทน
ง. พอลิเมลามีน-ฟอร์มาลดีไฮด์, พอลิเอทิลีน
4. การเติมสารในข้อใดทำให้ยางทั้งแข็งแกร่ง และทนต่อการฉีกขาด
ก. กำมะถัน
ข. ซิลิกา
ค. ผงถ่าน
ง. แอมโมเนีย
5. สารใดต่อไปนี้เมื่อนำมาเผาจะให้ควันดำและเขม่ามากที่สุด
ก. หลอดฉีดยา โฟม
ข. ถุงพลาสติกชนิดใส่ของเย็น
ค. เชือกฟาง
ง. ของเล่นพลาสติกสำหรับเด็ก
