सामान्य विज्ञान के महत्वपूर्ण प्रश्न: अपनी तैयारी को परखें
परिचय: प्रतियोगी परीक्षाओं में सामान्य विज्ञान खंड अक्सर उम्मीदवारों के लिए एक चुनौती होता है। भौतिकी, रसायन विज्ञान और जीव विज्ञान के जटिल सिद्धांतों और तथ्यों को याद रखना और लागू करना महत्वपूर्ण है। इस खंड में आपकी पकड़ मजबूत बनाने के लिए, हमने “Doubling Down on Diamond” के सामयिक संकेत का उपयोग करते हुए, आपके लिए 25 उच्च-गुणवत्ता वाले बहुविकल्पीय प्रश्न तैयार किए हैं। ये प्रश्न आपकी समझ को परखने और आपकी तैयारी को एक नई दिशा देने में मदद करेंगे। प्रत्येक प्रश्न का विस्तृत हल आपको संबंधित अवधारणाओं को गहराई से समझने में सहायक होगा। तो, चलिए शुरू करते हैं और अपनी वैज्ञानिक विशेषज्ञता को निखारते हैं!
सामान्य विज्ञान अभ्यास प्रश्न (General Science Practice MCQs)
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निम्नलिखित में से कौन कार्बन का एक अपरूप (allotrope) नहीं है?
- (a) ग्रेफाइट
- (b) हीरा
- (c) फुलरिन
- (d) सिलिकॉन कार्बाइड
उत्तर: (d)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): अपरूपता (Allotropy) एक ही रासायनिक तत्व के विभिन्न रूपों में अस्तित्व में रहने का गुण है, जहाँ परमाणु विभिन्न तरीकों से जुड़े होते हैं। ये रूप भौतिक गुणों में भिन्न होते हैं लेकिन रासायनिक गुणों में समान होते हैं।
व्याख्या (Explanation): हीरा (Diamond), ग्रेफाइट (Graphite), और फुलरिन (Fullerene) सभी कार्बन के अपरूप हैं। हीरे में कार्बन परमाणु टेट्राहेड्रली (sp3 संकरण) जुड़े होते हैं, ग्रेफाइट में षट्कोणीय परतों में (sp2 संकरण) और फुलरिन गोलाकार पिंजरों (जैसे C60 बकमिंस्टरफुलरिन) में होते हैं। सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) एक यौगिक है जो सिलिकॉन और कार्बन परमाणुओं से बना होता है, न कि केवल कार्बन से। अतः, यह कार्बन का अपरूप नहीं है।
अतः, सही उत्तर (d) है।
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हीरे की अत्यधिक कठोरता का क्या कारण है?
- (a) इसकी आयनिक बंधन संरचना
- (b) इसकी सहसंयोजक बंधन संरचना और त्रि-आयामी नेटवर्क
- (c) इसके अणुओं के बीच कमजोर वैन डेर वाल्स बल
- (d) इसमें धातुई बंधन की उपस्थिति
उत्तर: (b)
हल (Solution): हीरे की अत्यधिक कठोरता उसके विशिष्ट सहसंयोजक बंधन संरचना के कारण होती है। हीरे में प्रत्येक कार्बन परमाणु अन्य चार कार्बन परमाणुओं से मजबूत सहसंयोजक बंधों द्वारा टेट्राहेड्रली (tetrahedrally) जुड़ा होता है, जिससे एक विशाल त्रि-आयामी नेटवर्क संरचना बनती है। यह मजबूत, व्यवस्थित नेटवर्क हीरे को पृथ्वी पर ज्ञात सबसे कठोर प्राकृतिक पदार्थ बनाता है। आयनिक या धातुई बंधन मौजूद नहीं होते हैं, और वैन डेर वाल्स बल ग्रेफाइट जैसी अन्य संरचनाओं में कमजोर होते हैं, हीरे में नहीं।
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प्रकाशिकी में, हीरे की चमक और स्पार्कलिंग (Sparkling) मुख्य रूप से किस घटना के कारण होती है?
- (a) विवर्तन (Diffraction)
- (b) व्यतिकरण (Interference)
- (c) कुल आंतरिक परावर्तन (Total Internal Reflection)
- (d) ध्रुवीकरण (Polarization)
उत्तर: (c)
हल (Solution): हीरे की असाधारण चमक और स्पार्कलिंग उसके उच्च अपवर्तनांक (refractive index) और कुशल कटिंग के कारण होने वाले कुल आंतरिक परावर्तन (Total Internal Reflection – TIR) के कारण होती है। जब प्रकाश हीरे में प्रवेश करता है, तो यह कई बार उसकी आंतरिक सतहों से परावर्तित होता है और फिर बाहर निकलता है, जिससे एक चकाचौंध प्रभाव पैदा होता है। प्रकाश का फैलाव (dispersion) भी इंद्रधनुषी चमक (fire) में योगदान देता है, लेकिन मुख्य चमक TIR से आती है।
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निम्नलिखित में से कौन सा जीव कार्बन चक्र में डीकंपोजर (decomposer) के रूप में प्राथमिक भूमिका निभाता है?
- (a) पौधे
- (b) जानवर
- (c) कवक और जीवाणु
- (d) शैवाल
उत्तर: (c)
हल (Solution): कार्बन चक्र में कवक (fungi) और जीवाणु (bacteria) मुख्य डीकंपोजर होते हैं। वे मृत पौधों और जानवरों के कार्बनिक पदार्थों को तोड़ते हैं, कार्बन को वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में वापस छोड़ते हैं, या इसे मिट्टी में कार्बनिक पदार्थ के रूप में जमा करते हैं। पौधे प्राथमिक उत्पादक हैं, जानवर उपभोक्ता हैं, और शैवाल जलीय वातावरण में उत्पादक हैं।
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हीरा एक अच्छा विद्युत कुचालक (electrical insulator) है क्योंकि:
- (a) इसमें मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं
- (b) इसके सभी वैलेंस इलेक्ट्रॉन सहसंयोजक बंधों में बंधे होते हैं
- (c) यह उच्च तापमान पर पिघलता है
- (d) इसकी घनत्व अधिक होती है
उत्तर: (b)
हल (Solution): हीरे में, प्रत्येक कार्बन परमाणु अन्य चार कार्बन परमाणुओं के साथ मजबूत सहसंयोजक बंध बनाता है, और इसके सभी चार वैलेंस इलेक्ट्रॉन इन बंधों में भाग लेते हैं। इसका मतलब है कि इसमें कोई मुक्त या विस्थापित इलेक्ट्रॉन नहीं होते हैं जो विद्युत धारा का संचालन कर सकें। यही कारण है कि हीरा एक उत्कृष्ट विद्युत कुचालक है, जबकि ग्रेफाइट (जिसमें मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं) एक अच्छा चालक है।
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प्राकृतिक हीरे आमतौर पर पृथ्वी के किस परत में बनते हैं?
- (a) क्रस्ट (Crust)
- (b) मेंटल (Mantle)
- (c) कोर (Core)
- (d) वायुमंडल (Atmosphere)
उत्तर: (b)
हल (Solution): प्राकृतिक हीरे पृथ्वी के मेंटल में बहुत उच्च तापमान (900-1300°C) और उच्च दबाव (45-60 किलोबार) की स्थिति में बनते हैं, जो पृथ्वी की सतह से लगभग 140-190 किलोमीटर नीचे होता है। वे ज्वालामुखी विस्फोटों के माध्यम से किम्बरलाइट या लैम्प्रोइट पाइपों द्वारा सतह पर लाए जाते हैं।
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प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में, पौधे कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) का उपयोग करके क्या उत्पन्न करते हैं?
- (a) ऑक्सीजन और जल
- (b) ग्लूकोज (शर्करा) और ऑक्सीजन
- (c) प्रोटीन और वसा
- (d) खनिज और विटामिन
उत्तर: (b)
हल (Solution): प्रकाश संश्लेषण वह प्रक्रिया है जिसमें हरे पौधे, शैवाल और कुछ जीवाणु सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा का उपयोग करके कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) और जल (H2O) को ग्लूकोज (एक प्रकार की शर्करा, जो ऊर्जा का स्रोत है) और ऑक्सीजन (O2) में परिवर्तित करते हैं। यह प्रक्रिया क्लोरोफिल की उपस्थिति में होती है।
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निम्नलिखित में से कौन सा कार्बन का अपरूप है जिसका उपयोग पेंसिल ‘लेड’ में किया जाता है?
- (a) हीरा
- (b) ग्रेफाइट
- (c) फुलरिन
- (d) कार्बन नैनोट्यूब
उत्तर: (b)
हल (Solution): पेंसिल ‘लेड’ (वास्तव में लेड नहीं) में मुख्य रूप से ग्रेफाइट और क्ले का मिश्रण होता है। ग्रेफाइट की परतदार संरचना (sp2 संकरण) इसे नरम और फिसलन भरा बनाती है, जिससे यह कागज पर निशान छोड़ सकता है। हीरा बहुत कठोर होता है और इसका उपयोग कटिंग और पॉलिशिंग के लिए किया जाता है।
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कृत्रिम हीरे के निर्माण के लिए किस विधि का आमतौर पर उपयोग किया जाता है?
- (a) उच्च दबाव उच्च तापमान (HPHT)
- (b) रासायनिक वाष्प जमाव (CVD)
- (c) (a) और (b) दोनों
- (d) इनमें से कोई नहीं
उत्तर: (c)
हल (Solution): कृत्रिम या सिंथेटिक हीरे बनाने के लिए दो मुख्य विधियाँ हैं: उच्च दबाव उच्च तापमान (High Pressure High Temperature – HPHT) विधि, जो प्राकृतिक हीरे के निर्माण की स्थिति का अनुकरण करती है, और रासायनिक वाष्प जमाव (Chemical Vapor Deposition – CVD) विधि, जिसमें कार्बन युक्त गैसों का उपयोग करके परतों में हीरे को उगाया जाता है। दोनों विधियों का उपयोग वाणिज्यिक रूप से किया जाता है।
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हीरे का अपवर्तनांक लगभग कितना होता है, जो इसकी उच्च चमक में योगदान देता है?
- (a) 1.33
- (b) 1.52
- (c) 2.42
- (d) 3.00
उत्तर: (c)
हल (Solution): हीरे का अपवर्तनांक (refractive index) लगभग 2.42 होता है, जो पानी (लगभग 1.33) और कांच (लगभग 1.52) जैसे अन्य पारदर्शी पदार्थों की तुलना में काफी अधिक है। यह उच्च अपवर्तनांक प्रकाश को हीरे के भीतर अधिक मुड़ने का कारण बनता है, जिससे कुल आंतरिक परावर्तन की संभावना बढ़ जाती है और इसकी असाधारण चमक और फायर (प्रकाश का फैलाव) होती है।
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कोशिकाओं में ऊर्जा मुद्रा (energy currency) के रूप में किस कार्बनिक अणु का उपयोग किया जाता है?
- (a) DNA
- (b) RNA
- (c) ATP
- (d) ग्लूकोज
उत्तर: (c)
हल (Solution): एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (ATP) कोशिकाओं की प्राथमिक ऊर्जा मुद्रा है। यह ऊर्जा को संग्रहीत और स्थानांतरित करता है, और जब इसकी फॉस्फेट बंधन टूटती है तो ऊर्जा मुक्त होती है, जिसका उपयोग विभिन्न सेलुलर प्रक्रियाओं को शक्ति प्रदान करने के लिए किया जाता है। DNA और RNA आनुवंशिक जानकारी संग्रहीत करते हैं, जबकि ग्लूकोज ऊर्जा का एक स्रोत है जिसे ATP में परिवर्तित किया जाता है।
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निम्नलिखित में से कौन सा तत्व हीरे में पाया जाने वाला प्राथमिक तत्व है?
- (a) सिलिकॉन
- (b) ऑक्सीजन
- (c) कार्बन
- (d) नाइट्रोजन
उत्तर: (c)
हल (Solution): हीरा कार्बन (C) का एक शुद्ध अपरूप है। इसका मतलब है कि यह पूरी तरह से कार्बन परमाणुओं से बना होता है, जो एक विशिष्ट क्रिस्टल जालक संरचना में व्यवस्थित होते हैं। जबकि हीरे में कुछ अशुद्धियाँ (जैसे नाइट्रोजन) हो सकती हैं, इसका प्राथमिक और आवश्यक तत्व कार्बन ही है।
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मोहन पैमाने (Mohs scale) पर हीरे की कठोरता क्या है?
- (a) 7
- (b) 8
- (c) 9
- (d) 10
उत्तर: (d)
हल (Solution): मोहन कठोरता पैमाने (Mohs scale of mineral hardness) पर हीरा 10 की कठोरता के साथ सबसे ऊपर है, जो इसे पृथ्वी पर सबसे कठोर ज्ञात प्राकृतिक खनिज बनाता है। इसका मतलब है कि यह किसी भी अन्य खनिज या सामग्री को खरोंच सकता है जो मोहन पैमाने पर उससे कम कठोर है।
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कार्बनिक रसायन विज्ञान मुख्य रूप से किस तत्व और उसके यौगिकों के अध्ययन से संबंधित है?
- (a) ऑक्सीजन
- (b) हाइड्रोजन
- (c) नाइट्रोजन
- (d) कार्बन
उत्तर: (d)
हल (Solution): कार्बनिक रसायन विज्ञान (Organic chemistry) विशेष रूप से कार्बन और उसके यौगिकों के अध्ययन से संबंधित है। कार्बन की अद्वितीय क्षमता अन्य कार्बन परमाणुओं और अन्य तत्वों (जैसे हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन) के साथ मजबूत, स्थिर सहसंयोजक बंध बनाने की क्षमता इसे विभिन्न प्रकार के जटिल अणु बनाने की अनुमति देती है, जो जीवन और कई औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण हैं।
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मानव शरीर में कौन सा मैक्रोमोलेक्यूल (macromolecule) मुख्य रूप से कार्बन, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन और नाइट्रोजन से बना होता है और शरीर के निर्माण खंड के रूप में कार्य करता है?
- (a) कार्बोहाइड्रेट
- (b) लिपिड
- (c) प्रोटीन
- (d) न्यूक्लिक अम्ल
उत्तर: (c)
हल (Solution): प्रोटीन मैक्रोमोलेक्यूल्स होते हैं जो अमीनो एसिड से बने होते हैं। अमीनो एसिड में कार्बन, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और कभी-कभी सल्फर होता है। प्रोटीन शरीर में संरचनात्मक सहायता, एंजाइम, परिवहन और प्रतिरक्षा सहित कई महत्वपूर्ण कार्य करते हैं, इसलिए उन्हें अक्सर ‘शरीर के निर्माण खंड’ के रूप में जाना जाता है।
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हीरे की पहचान के लिए, एक उपकरण जो इसकी थर्मल चालकता का उपयोग करता है, वह है:
- (a) स्पेक्ट्रोस्कोप
- (b) डायमंड टेस्टर (थर्मल)
- (c) पोलरिस्कोप
- (d) रिफ्रेक्टोमीटर
उत्तर: (b)
हल (Solution): हीरा कमरे के तापमान पर सबसे अच्छा ज्ञात थर्मल कंडक्टर है। डायमंड टेस्टर एक उपकरण है जो इस संपत्ति का उपयोग करता है। यह हीरे की सतह पर एक छोटी सी गर्म टिप रखता है और यह मापता है कि गर्मी कितनी जल्दी दूर होती है। चूँकि हीरे में उच्च तापीय चालकता होती है, यह गर्मी को नकली रत्नों (जैसे क्यूबिक ज़िरकोनिया) की तुलना में बहुत तेजी से फैलाता है, जिससे इसकी प्रामाणिकता का पता चलता है।
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निम्नलिखित में से कौन सा कार्बन डाइऑक्साइड का मुख्य प्राकृतिक स्रोत नहीं है?
- (a) ज्वालामुखी विस्फोट
- (b) श्वसन
- (c) जीवाश्म ईंधन का जलना
- (d) महासागरीय अवशोषण
उत्तर: (d)
हल (Solution): महासागरीय अवशोषण (Oceanic absorption) कार्बन डाइऑक्साइड को वायुमंडल से हटाने की एक प्रक्रिया है, न कि उसे जोड़ने की। महासागर वायुमंडल से CO2 को अवशोषित करते हैं और उसे भंग करते हैं, जिससे वे एक कार्बन सिंक के रूप में कार्य करते हैं। ज्वालामुखी विस्फोट, श्वसन (जीवों द्वारा) और जीवाश्म ईंधन का जलना (मानवीय गतिविधियों से) सभी वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड के प्राकृतिक या मानव-जनित स्रोत हैं।
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किस वैज्ञानिक ने प्रस्तावित किया कि हीरे और ग्रेफाइट दोनों कार्बन के रूप हैं, लेकिन उनकी परमाणु संरचना अलग-अलग होती है?
- (a) एंटोनी लवोसियर (Antoine Lavoisier)
- (b) रॉबर्ट बॉयल (Robert Boyle)
- (c) अल्फ्रेड वेगेनर (Alfred Wegener)
- (d) जॉन डाल्टन (John Dalton)
उत्तर: (a)
हल (Solution): 1772 में, एंटोनी लवोसियर ने, हीरे को ऑक्सीजन में जलाने के प्रयोगों के माध्यम से, यह निष्कर्ष निकाला कि हीरा शुद्ध कार्बन से बना है, ठीक वैसे ही जैसे चारकोल और ग्रेफाइट। यह पहली बार था जब हीरे और अन्य कार्बन रूपों के बीच रासायनिक संबंध स्थापित किया गया था।
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पेड़ के तनों में वार्षिक वलयों (annual rings) का निर्माण किस कार्बनिक यौगिक के जमाव के कारण होता है?
- (a) स्टार्च
- (b) सेल्युलोज
- (c) लिग्निन
- (d) पेक्टिन
उत्तर: (c)
हल (Solution): पेड़ के तनों में वार्षिक वलय मुख्य रूप से लिग्निन (Lignin) के जमाव के कारण बनते हैं। लिग्निन एक जटिल पॉलिमर है जो पौधों की कोशिकाओं की दीवारों को दृढ़ता और कठोरता प्रदान करता है, जिससे पेड़ खड़े रह सकते हैं और पानी का परिवहन कर सकते हैं। यह लकड़ी का एक प्रमुख घटक है और कार्बनिक पदार्थों से समृद्ध होता है। सेल्युलोज भी महत्वपूर्ण है, लेकिन लिग्निन लकड़ी की कठोरता और वलयों की स्पष्टता में अधिक योगदान देता है।
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किसी वस्तु का रंग किस पर निर्भर करता है?
- (a) उस पर पड़ने वाले प्रकाश की आवृत्ति
- (b) उस वस्तु द्वारा अवशोषित प्रकाश की तरंग दैर्ध्य
- (c) उस वस्तु द्वारा परावर्तित प्रकाश की तरंग दैर्ध्य
- (d) प्रकाश के वेग पर
उत्तर: (c)
हल (Solution): हम किसी वस्तु को उस रंग का देखते हैं जिस रंग की प्रकाश तरंग दैर्ध्य वह वस्तु परावर्तित करती है या उत्सर्जित करती है। जब श्वेत प्रकाश किसी वस्तु पर पड़ता है, तो वस्तु कुछ तरंग दैर्ध्य को अवशोषित करती है और कुछ को परावर्तित करती है। जो तरंग दैर्ध्य हमारी आँखों तक पहुँचती है, वही उस वस्तु का रंग निर्धारित करती है। उदाहरण के लिए, एक लाल सेब लाल दिखाई देता है क्योंकि वह लाल प्रकाश को परावर्तित करता है और अन्य सभी रंगों को अवशोषित कर लेता है।
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निम्नलिखित में से कौन सा एंजाइम कार्बन डाइऑक्साइड को कार्बोहाइड्रेट में परिवर्तित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, खासकर पौधों में?
- (a) एमाइलेज
- (b) पेप्सिन
- (c) रुबिस्को (Rubisco)
- (d) लाइपेस
उत्तर: (c)
हल (Solution): रुबिस्को (RuBisCO – Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase) पृथ्वी पर सबसे प्रचुर मात्रा में पाया जाने वाला एंजाइम है। यह प्रकाश संश्लेषण के केल्विन चक्र में कार्बन डाइऑक्साइड फिक्सेशन के लिए जिम्मेदार है, जहां यह CO2 को राइबुलोज-1,5-बिसफॉस्फेट के साथ जोड़कर कार्बोहाइड्रेट के संश्लेषण की शुरुआत करता है। अन्य एंजाइम (एमाइलेज, पेप्सिन, लाइपेस) क्रमशः स्टार्च, प्रोटीन और वसा के पाचन में शामिल होते हैं।
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एक उपकरण जो प्रकाश की एक किरण को स्पेक्ट्रम में विभाजित करने के लिए हीरे के फैलाव (dispersion) गुण का उपयोग कर सकता है, वह है:
- (a) पेरिस्कोप
- (b) स्पेक्ट्रोस्कोप
- (c) माइक्रोस्कोप
- (d) टेलीस्कोप
उत्तर: (b)
हल (Solution): स्पेक्ट्रोस्कोप एक उपकरण है जिसका उपयोग प्रकाश को उसके घटक तरंग दैर्ध्य या रंगों (स्पेक्ट्रम) में फैलाने के लिए किया जाता है। हीरा अपने उच्च फैलाव के कारण प्रकाश को इंद्रधनुषी रंगों में फैलाने की अपनी क्षमता के लिए जाना जाता है। इस गुण का उपयोग एक प्रिज्म के समान स्पेक्ट्रोस्कोप में किया जा सकता है, हालांकि आमतौर पर कांच या क्वार्ट्ज प्रिज्म का उपयोग किया जाता है।
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मानव शरीर में कौन सा तत्व, कार्बन के अलावा, हड्डियों और दांतों का एक प्रमुख घटक है?
- (a) पोटेशियम
- (b) सोडियम
- (c) कैल्शियम
- (d) आयरन
उत्तर: (c)
हल (Solution): कैल्शियम (Ca) हड्डियों और दांतों का प्राथमिक खनिज घटक है, जो उन्हें संरचनात्मक कठोरता और शक्ति प्रदान करता है। यह कैल्शियम फॉस्फेट के रूप में मौजूद होता है, विशेष रूप से हाइड्रॉक्सिएपेटाइट क्रिस्टल में। जबकि कार्बन अन्य जैविक अणुओं में महत्वपूर्ण है, कैल्शियम हड्डियों के खनिजकरण के लिए आवश्यक है।
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शुष्क बर्फ (dry ice) क्या है?
- (a) ठोस पानी
- (b) ठोस सल्फर डाइऑक्साइड
- (c) ठोस कार्बन डाइऑक्साइड
- (d) ठोस नाइट्रोजन
उत्तर: (c)
हल (Solution): शुष्क बर्फ (Dry ice) ठोस कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) है। इसे “शुष्क” बर्फ कहा जाता है क्योंकि यह पिघलने पर तरल में परिवर्तित होने के बजाय सीधे गैस में परिवर्तित हो जाती है, इस प्रक्रिया को उर्ध्वपातन (sublimation) कहते हैं। इसका उपयोग प्रशीतन और विशेष प्रभावों के लिए किया जाता है।
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पृथ्वी के वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की बढ़ती सांद्रता का मुख्य पर्यावरणीय परिणाम क्या है?
- (a) ओजोन परत का क्षरण
- (b) अम्लीय वर्षा
- (c) वैश्विक तापन (Global Warming)
- (d) शहरी प्रदूषण
उत्तर: (c)
हल (Solution): कार्बन डाइऑक्साइड एक प्रमुख ग्रीनहाउस गैस है। वायुमंडल में इसकी बढ़ती सांद्रता पृथ्वी के वायुमंडल द्वारा गर्मी के अवशोषण को बढ़ाती है, जिससे ग्रह का तापमान बढ़ता है। इस घटना को वैश्विक तापन (Global Warming) या जलवायु परिवर्तन (Climate Change) कहा जाता है, जिसके गंभीर पर्यावरणीय परिणाम होते हैं।