সৃজনশীলঃ ‘একটি বিদ্যুৎ উৎপাদন…’ যশোর বোর্ড ২০১৯ – অর্থনৈতিক রসায়ন, রসায়ন, রসায়ন ২য় পত্র (এইচএসসি)

ভূতাত্ত্বিক কারণে আর্সেনিক দ্বারা ভূর্গস্থ পানির সংক্রমিত হওয়ার প্রক্রিয়াকে জিওজেনিক বলে। প্রাকৃতিক কারণেই ভূগর্ভস্থ পানির আর্সেনিক দূষণ ঘটে। আর্সেনিক সংবলিত শিলা, যথা- পাললিক, গ্রানাইট এবং ব্যে-সল্ট-স্তরের সংস্পর্শে ভূগর্ভস্থ পানির অবস্থানের ফলে প্রাকৃতিকভাবে ধীরে ধীরে ভূগর্ভস্থ পানিতে আর্সেনিক মুক্ত হয়। এএছাড়া, আর্সেনিকযুক্ত আকরিক, যেমন- আর্সেনো পাইরাইট $\left(FeAsS\right)$, কোবালাইট $\left(CoAsS\right)$, রিয়্যালগার $\left(AsS\right)$, এবং অরপিমেন্ট $\left({\mathrm{As}}_2{S}_3\right)$  প্রভৃতির সংস্পর্শেও ভূগর্ভস্থ পানি আর্সেনিক দ্বারা সংক্রমিত হয়। ভূগর্ভস্থ পানিতে স্বল্প পরিমাণ আর্সেনিক সবসময়ই থাকে। কিন্তু, বর্তমানে বিপুল পরিমাণ পানীয় জলের চাহিদা মেটানোর প্রেক্ষাপটে ভূগর্ভস্থ পানির ব্যাপক উত্তোলনের ফলে ভূগর্ভস্থ পানির উপরিতল ক্রমশ নিচে নেমে যাচ্ছে। ভূগর্ভস্থ পানির পরিমাণ ক্রমশ কমতে থাকায় আর্সেনিকের ঘনমাত্রাও অনুরূপভাবে বৃদ্ধি পাচ্ছে। আর্সেনিক দ্বারা সংক্রমিত ভূগর্ভস্থ পানি গভীর বা অগভীর নলকূপের সাহায্যে পানীয়জল হিসেবে এবং কৃষি জমিতে সেচের জন্য উত্তেলন করা হচ্ছে। এ প্রক্রিয়ায় ভূপৃষ্ঠের মাটি, ভূপৃষ্ঠীয় পানি এবং পানীয় জলের মাধ্যমে মানবদেহে আর্সেনিকের সংক্রমণ ঘটছে।

দেওয়া আছে,
কয়লার পরিমাণ $250kg$
সালফারের পরিমাণ $5\%$
যেহেতু কয়লাতে সালফার ও কার্বন আছে, তাই $O_2$, C ও S এর সাথে আলাদাভাবে বিক্রিয়া করবে।
$\therefore$ কয়লা $(C+S)+2O_2\to {\mathrm{CO}}_2+{\mathrm{SO}}_2$
এখানে, B যৌগটি ${\mathrm{SO}}_2$
যেহ্তে 5% সালফার।
$\therefore$ কয়লায় মোট সালফার $=(250\times \frac{5}{100})\mathrm{kg}=12.5\mathrm{kg}$ 

$\begin{array}{cc}& C+O_2⟶{\mathrm{CO}}_2\left(A\right)\\ & S+O_2⟶{\mathrm{SO}}_2\left(B\right)\end{array}$ 
__________________________________________________________________

$C+S($ কয়লা $)+2O_2⟶{\mathrm{SO}}_2(B)+{\mathrm{CO}}_2(A)$ 

         32 g                                            22.4 Litre

$32g$ সালফার থেকে উৎপন্ন হয় $22.4\times {10}^{-3}{m}^3{\mathrm{SO}}_2$
 $\therefore 12.5\mathrm{kg}$ বা $12.5\times {10}^{3}g$ সালফার থেকে উৎপন্ন হয় 

$=\frac{22.4\times {10}^{-3}\times 12.5\times {10}^3}{32}{m}^3{\mathrm{SO}}_2$ 

$=8.75m^3{\mathrm{SO}}_2$ 

$\therefore 1$ দিন বা, $24$ ঘণ্টায় উৎপন্ন হয় $(8.75\times 24)m^3{\mathrm{SO}}_2$ 

$=210m^3{\mathrm{SO}}_2$ 

এখানে,
প্রাথমিক তাপমাত্রা, $T_1=273K$
প্রাথমিক আয়তন, $V_1=210m^3$
শেষ তাপমাত্রা $T_2=(273+25)K$$=298K$
শেষ আয়তন $V_2=$ ? 

আবার, আমরা জানি, 

$\begin{array}{c}\frac{V_4}{T_1}=\frac{V_2}{T_2}\\ \therefore V_2=\frac{V_1}{T_1}\times T_2\\ =\frac{210.23}{273}\times 298\\ =229.23m^3\end{array}$

অতএব, $B$ যৌগ এর পরিমাণ $229.23m^3$ 

উদ্দীপকের $A$ যৌগটি হলো ${\mathrm{CO}}_2$ ও $B$ যৌগটি হলো ${\mathrm{SO}}_2$ । ${\mathrm{CO}}_2$ এর পরিবেশ দূষণ: ${\mathrm{CO}}_2$ গ্রীন হাউস প্রভাব সৃষ্টি করে। গ্রিনহাউস প্রভাব হচ্ছে বায়ুমণ্ডলে তাপমাত্রা বৃদ্ধির ঘটনা, যা গ্রিনহাউস গ্যাস দ্বারা সংঘটিত হয়। কার্বন ডাইঅক্সাইড এবং জলীয় বাষ্প এদের অন্যতম। বায়ুমণ্ডলের ট্রপোস্ফেয়ারে কার্বন ডাইঅক্সাইড 13 থেকে $19\mu m$ তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং জলীয় বাষ্প 4 থেকে $7\mu m$ তরঙ্গদৈর্ঘ্যবিশিষ্ট অবলোহিত রশ্মি (IR) শোষণ করে। ভূপৃষ্ঠ থেকে বিকিরিত 7 থেকে $13\mu m$ তরঙ্গবৈশিষ্ট্য অবলোহিত রশ্মি কোনো রকম শোষণ ছাড়াই মহাশূন্যে বিলীন হয়ে যায়। কার্বন ডাইঅক্সাইড এবং জলীয় বাষ্প অবলোহিত রশ্মি শোষণ করে কম্পনীয় উত্তেজিত অবস্থায় স্থানান্তররিত হয়:
$H_{2}O+\mathrm{IR}\to H_2{O}^{\ast }$ (উত্তেজিত অবস্থান);
${\mathrm{CO}}_2+\mathrm{IR}\to H_2{O}^{\ast }$ (উত্তেজিত অবস্থান)।
এই উত্তেজিত অবস্থায় যৌগগুলো অত্যন্ত অস্থিতিশীল অবস্থায় বিদ্যমান থাকে। তাই, এরা শোষিত রশ্মি বিকিরণ করে পুনরায় স্থিতিশীল অবস্থায় ফিরে আসে। যৌগ কর্তৃক শোষণের ফলে পৃথিবীর উষ্ণ পৃষ্ঠ থেকে বিকিরিত অবলোহিত রশিম মুক্তভাবে শূন্যে বিলীন হতে পারে না।
ফলে, বায়ুমণ্ডল এই বিকিরিত রশ্মি বেশি করে ধারণ করছে এবং তা পুনরায় ভূপৃষ্ঠে ফিরিয়ে দিচ্ছে। এর ফলে পৃথিবীর তাপমাত্রা বৃদ্ধি পাচ্ছে। এটাই হচ্ছে গ্রিনহাউস প্রভাব। সুতরাং গ্রিনহাউস গ্যাসসমূহের পরিমাণ বৃদ্ধি পেলে বায়ুমণ্ডলের তাপ ধারণ ক্ষমতাও বৃদ্ধি পাবে, ফলে ভূপৃষ্ঠের তাপমাত্রাও বৃদ্ধি পাবে।

পরিবেশ দূষণকারী হিসেবে ${\mathrm{SO}}_2$ : বিদ্যুৎ কেন্দ্র, ইটভাটা,
কলকারখানার জ্বালানি কয়লা ও পেট্রোলিয়াম, সালফার যুক্ত হলে বায়ুমণ্ডলে সালফার ডাই অক্সাইড বিমুক্ত হয়। সালফার ডাই ডাইঅক্সাইড বায়ুমণ্ডলের পানির সাথে বিক্রিয়া করে সালফিউরিক এসিড উৎপন্ন করে। উৎপন্ন সালফার ডাইঅক্সাইড বায়ুমণ্ডলের অক্সিজেন ও ওজোনের সাথে বিক্রিয়া করে সালফার ট্রাই অক্সাইড উৎপন্ন করে। পরবর্তীতে ট্রাই অক্সাইড বায়ুমণ্ডলের পানির সাথে বিক্রিয়ায় পুনরায় সালফিউরিক এসিড উৎপন্ন করে। 

$\begin{array}{cc}& {\mathrm{SO}}_2\left(g\right)+H_{2}O\left(l\right)⟶H_2{\mathrm{SO}}_3\left(\mathrm{aq}\right)\\ & {\mathrm{SO}}_3\left(g\right)+H_{2}O\left(l\right)⟶H_2{\mathrm{SO}}_4\left(\mathrm{aq}\right)\end{array}$

উপর্যুক্ত এসিডগুলো বৃষ্টির পানির সাথে ভূ-পৃষ্ঠে এসিড বৃষ্টি হিসেবে পতিত হয়। এভাবে সৃষ্ট এসিড বৃষ্টির ফলে জলাশয় ও মাটির pH মান 4 বা 4-এর চেয়ে কমে যায়। অর্থাৎ মাটি ও পানি এসিডিক হয়ে যায়। মাটি এসিডিক হলে মাটির উর্বরতা হ্রাস পায় এবং ফসল উৎপাদন হ্রাস পায়। জলাশয়ের পানি এসিডিক হলে তা মাছসহ অন্যান্য জলজ প্রাণীর জন্য বসবাসের অনুপযুক্ত হয়ে পড়ে। এসিড বৃষ্টির ফলে দালান-কোঠা, বৃহৎ স্থাপনাসহ বিভিন্ন ঐতিহাসিক নিদর্শন, স্থাপত্য ইত্যাদি ক্ষতিগ্রস্ত হয়।