في قلب البيئة العلمية والطبيعية، تعتبر ظاهرة الاحتراق واحدة من أكثر العمليات شيوعاً وتعقيداً. تعني كلمة "احتراق" في علم الكيمياء اتحاد سريع للعنصر المؤكسد، غالبًا ما يكون الأوكسجين، بمادة قابلة للاشتعال لتكوين مواد جديدة بإطلاق طاقة حرارية وبصرية. يمكن لهذه العملية أن تكون كاملة (نظيفة) أو غير كاملة (غير نظيفة)، وكل منها يولد مجموعة فريدة من المنتجات الثانوية.

الاحتراق الكامل (النقي):

يشير هذا النوع إلى الحالة المثالية حيث يتم استهلاك جميع الوقود بشكل كامل بواسطة الأكسجين المتاح، مما يؤدي إلى إنتاج منتوجات محددة تمثل نتيجة كيميائية تمامًا. من بين نواتج الاحتراق الكامل:

1. ثاني أكسيد الكربون: وهو الغاز الرئيسي المنتج خلال هذه العملية، ويعد أحد المساهمين الرئيسيين في ظاهرة الاحتباس الحراري.

1. بخار المياه: ينجم عنه عندما يتحول الماء السائل إلى البخار بسبب الحرارة المنبعثة أثناء الاشتعال.

1. الطاقة الحرارية: تسجل ارتفاع درجة الحرارة وهي المصدر الرئيسي لطاقة الحرائق.

1. الإضاءة: توفر ضوءً مميزاً يعرف عادة بنيران اللهب الأحمر والأزرق الخافت.

1. الرّماد: جزء صغير جداً من المادة الأصلية قد لا تحترق كليا بل تبقى كتراب بعد الانتهاء منprocess combustion .

مثال واضح على ذلك هو كيفية عمل الشعلة التقليدية بشمعة: فوق سطحها، يعمل الدخان كنقطة بداية لحرق الشمع المصنوع أساسا من مادتي كربون وهيدروجين. تنطلق حرارة الفتيلة ليبدأ الشمع بتحويل شكله من صلب إلى بخار ثم يدخل مرحلة التفاعل مع الأكسيجين الجوي لينتجCO2, H2O, Heat & Light قبل انطفائها نهائياً.

الاحتراق الجزئي (القذر):

على الجانب الآخر يوجد الاحتراق الجزئي، والذي يحدث حينما لا يكفي كميات الأكسجين لدوس كافة المركبات الهيدروكربونية الموجودة داخل الوقود المحترق - وغالبًا ماتكون فحم حجري وبترول-. تحت تلك الظروف، تصبح نتائج هذا التحول أقل تنظيماً بكثير وتشمل تشكيل مشتقات خطيرة للأكسجين بما فيها :

* أول أكسيد الكربون: ذو سمية عالية ويمكن له اختلاطه بسهولة بالأكسيجين الطبيعي في جسم الإنسان مما يشكل مخاطر صحية كبيرة.

* جزيئات دقيقة كالسخام والتي تعرف أيضاً باسم القطران وقد تؤدي كذلك إلى أمراض الرئة بالإضافة لمشكلاتها الجمالية المرتبطة بصحة الجلد وأعمال التصميم الداخلي الخارجي للمبانِـِي.

* كما أنه بالإمكان إعادة ظهور CO₂ أيضًا بمستويات مشابهة لنواتج الاحتراق الكلي ولكن بوتائر متفاوتة عبر مراحل قابلية الاختزان والحفظ ضمن النظام البيئي العالمي.

وبالتالي فإن فهم طبيعة ونطاق مختلف أشكال المنتَجات المصاحبة لأحداث اشتعال مختلفة ضرورية لاتخاذ التدابير المناسبة للحفاظ على السلامة العامة وصحة البيئة وحماية موارد الطاقة المستدامة مستقبلاً.