אל תשרפו עצים
10/05/2020
שריפת עץ היא אחת הדרכים המזהמות ביותר להפיק אנרגיה ולהתחמם. אל תעשו את זה.
דמיינו לעצמכם את התמונה הבאה: בחוץ חורף. אתם בכורסה, עליכם יושב חתול (שלא יוצא החוצה). על הרצפה יש שטיח ועליו מנמנם כלב. אתם לוגמים מהמשקה החביב עליכם ומתרווחים ליד קמין, מרגישים את החמימות של האש, נהנים מהקול של בולי עץ נשרפים, ומתענגים על הריח. אידיליה בהתגלמותה. אז לא. אתם מסכנים את עצמכם ואת הסביבה במגוון מחלות קטלניות. שריפת עץ, בזמן שהיא ככל הנראה אחת הצורות העתיקות ביותר להפיק אנרגיה, היא גם אחת הצורות המזיקות והלא-בריאות לעשות זאת.
בשביל להבין מדוע, יש להיזכר איך עובדת שריפה. תהליך השריפה הוא תהליך בו דלק ואוויר מגיבים בצורה אקסותרמית - כלומר, נפלט בו חום. זאת המטרה. אבל בטבע חומר לא הולך לאיבוד, אלא הופך לחומרים אחרים. אילו חומרים? בשריפה אידאלית של אוויר ודלק פחמימני (חומר שמכיל פחמן ומימן) מתקבלים פחמן דו-חמצני ואדי מים. מהי שריפה אידאלית? בשריפה אידאלית כל הדלק וכל האוויר עוברים תגובה כימית. לעומת זאת, בשריפה לא אידיאלית, אם האוויר נגמר לפני הדלק אז הלהבה היא עשירה (בדלק) ואם הדלק נגמר לפני האוויר, אז הלהבה היא עניה (בדלק). שימו לב שכתבתי "להבה". להבה היא האזור בו הדלק והאוויר מגיבים, והקביעה האם הלהבה היא עשירה או עניה נעשית לפי ריכוז הדלק והאוויר בסביבה שלה.
שריפה היא תגובה כימית. בתגובה כימית יש הזדמנות למולקולה או לאטום להתחבר עם אטום או מולקולה אחרים, או לפרק חיבורים קיימים. ככל שנעלה את הטמפרטורה ככה נגדיל את ההזדמנויות האלה. בטמפרטורה גבוהה ובנוכחות חמצן (להבה עניה) החמצן ינצל את ההזדמנויות להתחבר למולקולות של פחמימנים בין אם כחמצן בעצמו, ובין אם כחלק ממולקולה אחרת. אבל מה קורה באזור עשיר בדלק? מולקולות אחרות יקדימו אותו. התהליך הזה, בו פחמימנים חשופים לטמפרטורה גבוהה ויש מעט חמצן נקרא "פירוליזה".
פירוליזה לא מבוקרת אחראית על יצירה של הרבה מהמזהמים. דוגמה פשטנית של פירוליזה היא תהליך שבו גז אתילן (C2H4), הגז שתפוחים משחררים כשהם מבשילים, הופך לאצטילן (C2H2), ו-3 מולקולות של אצטילן הופכות לבנזן (C6H6). כמובן שזה לא כל התהליך (לא דיברנו על מה קורה לששת האטומים של המימן), אך בסופו של דבר אנחנו מקבלים בנזן שהוא גם חומר מסוכן ומסרטן בפני עצמו [1], וגם אבן בניין של חלקיקי פיח (פיח פוגע בדרכי נשימה ובכלי דם [2]). אם היה מספיק חמצן בסביבה, זה לא היה קורה, אך כשאין חמצן בסביבה ויש טמפרטורה גבוהה, מתקבלים מזהמים רבים.
תהליך הפירוליזה הוא תהליך כללי, שמתרחש בכל שריפת פחמימן, אך בשריפה של עץ הוא בעייתי במיוחד. הדרך לוודא שיש מספיק חמצן היא על ידי ערבוב טוב יותר של דלק ואוויר. זה מה שקורה בכיריים ביתיות - הן מערבבות את גז הבישול ואת האוויר לפני השריפה. ניתן לקבוע את זה לפי הצבע של הלהבה - להבה כחולה או שקופה היא להבה ללא חלקיקים. בעץ הדבר אינו אפשרי. בניגוד לדלקים נוזליים העץ לא מתאדה לפני שריפה. עץ ופחם נשרפים ב"בעירת שטח" - כלומר תגובת השריפה הראשונית מתרחשת על פני השטח של העץ. על מנת שהשריפה תתרחש צריך לחמם את העץ לכמה מאות מעלות (זאת הסיבה שנייר, רהיטים ועצים לא נשרפים ביומיום, למרות שיש המון חמצן מסביב). אבל בכמה מאות מעלות כבר מתחילה פירוליזה בעומק העץ, שאינו חשוף לחמצן, ומתחילים להיווצר מזהמים.
מסיבה זו שריפת עץ היא מאוד מזהמת. על פי הסוכנות האמריקאית להגנת הסביבה, קמין העץ היעיל ביותר פולט פי 37 יותר חלקיקים מזהמים מאשר תנור נפט ממוצע [3], כשתנורי נפט נחשבים בעצמם מזהמים ולא מומלצים לחימום. יחסית לתנור גז ביתי, מדובר על פי 60 יותר חלקיקים מזהמים. הריח המיוחד של שריפת עץ? אלו חומרים ארומטיים. השם אמנם נשמע רומנטי, אך הרומנטיקה שלו היא כמו הרומנטיקה של רומיאו ויוליה - יש שם בעיקר מוות. רבים מהחומרים הארומטיים (שבנזן שהזכרנו לעיל הוא חלק מהם) הם חומרים מסרטנים ומזיקים.
הזיהום החלקיקי מוריד בצורה משמעותית את איכות האוויר מסביב ובתוך המבנה המחומם. כן, הזיהום הוא גם בתוך המבנה. גם אם הקמין הוא לא פתוח, עדיין חלק מהחלקיקים יכנסו לתוך המבנה. הראיה לזה היא שליד הקמין בדרך כלל יווצר משקע שחור עם הזמן. המשקע הזה הוא החלק בזיהום שאותו רואים; מה שמרחף באוויר הוא מזיק לא פחות, אך בלתי נראה. זיהום חלקיקי הוא רק סוג זיהום אחד של שריפת עץ. בשריפת עץ, בהיותה ענייה בחמצן, נפלטת גם כמות משמעותית של פחמן חד-חמצני (CO) - גז רעיל נטול צבע וריח. במקרה של בעיה במערכת הפליטה של הקמין התוצאות עלולות להיות קטלניות.
הזיהום החלקיקי אינו מוגבל לקמינים בלבד. בחגיגות ל"ג בעומר בכל שנה נמדדת עליה חדה בזיהום זה ברחבי הארץ [4]. כן, גם מדורה פשוטה אינה ידידותית לבריאותכם ולסביבה, וביטול המדורות השנה הוא צעד מבורך.
שריפת עץ, בין אם לחימום הבית, או בין אם כבילוי וחגיגה בחוץ הם רעה חולה, במובן הכי מילולי שלה. כתוצאה משריפת עץ עולה החשיפה לחומרים מסרטנים, עולה הסכנה לדרכי הנשימה ולכלי דם וישנו סיכוי למות עקב הרעלת פחמן חד-חמצני. נכון להיום אין דרך לשרוף עץ בצורה נקייה. אם בריאותכם ובריאות השכנים שלכם חשובה לכם - המנעו משריפה של עצים או של כל דלק מוצק אחר.
מקורות וקריאה נוספת
[1] תיאור קצת של שימוש בבנזן והשפעות שלו
[2] מאמר ב-Frotiers in Immunology שסוקר השפעה של זהום חלקיקי על מעכרת נשימה.
[3] קובץ מידע על תכנית החלפה של תנורי עצים של סוכנות להגנת הסביבה האמריקאית (pdf)
מרצה בכיר במחלקה להנדסת מכונות, המכללה האקדמית להנדסה אורט בראודה בכרמיאל. ויקטור הוא דוקטור להנדסת אווירונאוטיקה וחלל, מתמחה בשריפה, מנועים, מכניקת זורמים וסימולציות. עורך מדעי ב"מדע גדול, בקטנה".
