SUBSTANTE POLUANTE


Dezvoltarea industrială, creșterea emisiilor din produsele de ardere și aglomerările urbane din ce în ce mai numeroase sunt doar câteva din cauzele uneia dintre cele mai grave probleme ale societății moderne și anume, poluarea atmosferică.

Agenția Europeană de Mediu (AEM) definește poluarea drept o modificare, cauzată direct sau indirect de către oameni, a proprietăților biologice, fizice și chimice a mediului atunci când aceasta creează un risc sau un potențial risc pentru sănătatea sau siguranța și bunăstarea fiecărei specii. Poluarea atmosferică este modificarea condițiilor naturale de aer cauzate de emisia de poluanți în atmosferă.

Sursele de poluare pot fi naturale (erupții vulcanice care eliberează SO2, incendii care declanșează PM10) sau antropice (activitate umană).


Poluanții pot fi împărțiți în două categorii: primare dacă sunt emise direct în atmosferă și care, de exemplu, nu suferă modificări odată emise, sau secundare dacă sunt generate în atmosferă ca urmare a reacțiilor chimice dintre diferitele substanțe prezente în acestea, cum ar fi poluanții primari sau nu.


Principalii compuși care cauzează poluarea atmosferică sunt:

  • Dioxidul de sulf (SO2): generat de arderea combustibililor cu conținut de sulf, centralele electrice, fuziunea metalelor și prelucrarea țițeiului. Acesta cauzează ploi acide și boli respiratorii
  • Oxizi de azot (NOX): generați în procesele de combustie a autovehiculelor, a centralelor electrice și a centralelor termice. Cauzează afecțiuni respiratorii, smog fotochimic și ploi acide.
  • Compuși organici volatili (VOCs): Menționăm în mod special acești compuși, despre care se vorbește astăzi atât de mult; nu sunt doar poluanți atmosferici, ci și principalii responsabili pentru poluarea indoor. De fapt, multe produse și materiale de uz casnic conțin VOCs care pot fi eliberate în timp, cum ar fi vopselele și produsele asociate, podele din vinil; materiale din lemn; multistrat o serie de compuși diferiți (mai mult de 300), caracterizati printr-o anumită volatilitate sau mai bine zis, pot să se evaporeze ușor la temperatura camerei. După cum spune același nume, acești compuși organici sunt niste substanțe cu conținut de carbon prezente în atmosferă, în principal sub formă gazoasă. COV pot fi hidrocarburi simple, adică compuși organici bazați exclusiv pe cărbune și hidrogen, de natura alifatici (lanț liniar sau ramificat unde fondatorul este metan - CH4) sau aromatic (lanțuri ciclice unde fondatorul este benzen - C6H6) ; sau molecule mai complexe care conțin atomi de azot, oxigen, clor și alte elemente. Familia VOC include hidrocarburi aromatice (benzen și derivați, toluen, etilbenzen, xilene cunoscute ca BTEX), hidrocarburi alifatice (de la n-hexan la n-hexadecan și metilsilan) hidrocarburi clorurate (cloroform, diclormetan, clorbenzen), alcooli (etanol, propanol, butanol și derivați), esteri, cetone și aldehide (formaldehidă). Principalul rol atmosferic al compușilor organici volatili este legat de formarea poluanților secundari.

COV au atât origine naturală, cât și antropică.


Compuși organici volatili de origine naturală provin din plante; terpenele, de exemplu, sunt o familie COV aproape omniprezentă în plantele superioare și în special acumulate în unele specii (de exemplu rozmarin, lavandă, menta, citrice, patrunjel, anason, mușețel).
COV sunt produse și acumulate în toate organele plantei (tulpini, frunze, flori, semințe, fructe, lemn, rădăcini) deși sunt mult mai prezenți în organele aeriene.


COV antropogeni sunt molecule fabricate de om prin utilizarea unor derivați de rafinare a petrolului care permit, de exemplu, producerea de solvenți organici utilizați pe scară largă în producția de vopsele și cerneala, în tratamente de suprafață (spălare, vopsire, imprimare) în producția de încălțăminte din piele, conversia cauciucului, în extracția uleiurilor vegetale, in sectorul de farmaceutică, in procesele de ardere incomplete și evaporarea solventilor și combustibililor. Benzenul, în special, este prezent în aer datorită emisiilor auto. În general, VOC interferă cu procesele respiratorii și irită ochii. Cauzează afecțiuni respiratorii, sunt cancerigeni și contribuiesc la smogul fotochimic.

  • - IPA (hidrocarburi aromatice policiclice): sunt alți compuși organici ai cărbunelui, alcătuitori din mai multe inele de benzen. Mai mult de o sută de specii de IPA au fost identificate în atmosferă; naftalena prezentă în faza gazoasă cu două inele benzenice până la compuși cu șapte sau mai multe inele care pot fi adsorbite pe particule. Din punct de vedere istoric, IPA sunt primele specii chimice identificate ca fiind cancerigene. Originea IPA este asociată în special la activitățile umane, cum ar fi procesele industriale, încălzirea locuinței, producția de energie și traficul, fiind produse prin procese incomplete de ardere a cărbunelui, uleiului, lemnului și a altor materiale organice. Expunerea la IPA implică deteriorări diferite ale sângelui și a plămânilor. Potrivit Agenției Internaționale pentru Cercetarea Cancerului (IARC) printre IPA, este probabil să fie carcinogeni si benzo (a) piren, benz (a) antracen și dibenz (a, h) antracen; în timp ce benzo (b) fluoranthena, benzo (k) fluoranthena și indenul (1,2,3, -c, d) pirenul sunt posibili carcinogeni.
  • - Dioxidul de carbon (CO2): produs prin utilizarea combustibililor fosili în toate activitățile energetice, industriale și de transport. Cauzeaza Efectul de seră
  • - Ozonul (poluant secundar): este generat în troposferă pentru reacțiile dintre NO2 și VOC cu raze UV. El este responsabil pentru bolile respiratorii și smogul fotochimic. Eliberarea de compuși organici volatili (COV sau VOCs) în atmosferă contribuie la formarea așa-numitului smog fotochimic, un fenomen de poluare favorizat de radiațiile ultraviolete solare, care implică, în plus față de COV, oxizii de azot (așa cum am spus ele provin de la orice combustie, deci din trafic, încălzire, producție industrială, depozitare și distribuție a combustibililor); Acest fenomen este evidențiat prin formarea de ozon în troposferă, adică în acea parte a atmosferei în care trăim.
  • - Pulberile subțiri pot fi comparate cu un ucigaș lent și tăcut, atât de mici încât pot fi inhalate și incetul cu incetul se acumulează în sistemul respirator. Când vine vorba de pulberi subțiri este de obicei menționată ca așa-numita PM 10, dar în ultimii zece ani oamenii de știință au evidențiat o altă formă de poluare legată de particule subțiri cu un diametru mai mic, PM 2,5.Cât de subțiri sunt pulberile și ce înseamnă PM 10 și PM 2.5? Pulberile PM 10 fine au un diametru de 10 microni, precum și pulberile fine PM 2.5, măsurând numai 2,5 microni. Pentru a înțelege această dimensiune, vă imaginați grosimea unui fir de păr; pulberile subțiri au un diametru de 30 de ori mai mic decât cel al părului nostru! Dacă pulberile subțiri de la un diametru de 10 microni sunt inhalabile și se acumulează în plămâni, cele cu diametrul de 2,5 microni sunt chiar respirabile, ceea ce înseamnă că ele pot pătrunde în plămâni până când se acumulează în sânge și ajung în diferite părți ale corpului. Astfel, dacă daunele derivate de la pulberile subtiri PM 10 sunt limitate la sistemul respirator, pulberile legate de PM 2.5 se pot extinde și la alte țesuturi. Daunele de mediu ale pulberilor fine sunt legate de degradarea monumentelor, a descoperirilor și a pietrelor; pulberile subțiri sunt un ajutor pentru ploie cu acizi.

Cele mai grave daune sunt cele cauzate sănătatii umane și a faunei: pulberile subțiri sunt transportate pretutindeni de vânt și se depun pe solul agricol si pe strazi unde traficul auto ridică aceste pulberi și trecătorii le respira.

Totuși, pulberile subțiri se pot acumula în cursurile de apă sau în sol pentru a ajunge la acvifere, făcând lacuri și curenți acizi, modificând astfel echilibrul nutrienților din bazinul hidrografic și al apei. Se vorbeste deseori despre pulberi subțiri, pulberi atmosferice, pulberi suspendate și particule care indică cu aceste cuvinte substanțe suspendate în aer, fără referire la mărimea sau natura acestor particule (fibre, metale grele, particule lichide, gazoase, solide, carbonice ... ).
Când se vorbește despre pulberi subțiri, se face referire la pulberi particulare sau particule în suspensie, adică toate acele particule dispersate în atmosferă (sau acumulate în sol și cursuri de apă) având un diametru cuprins între câțiva nanometri până la 500 de microni, de aceea este efectuată o subdiviziune PM 10 și PM 2,5.
Pulberile subțiri cu un diametru mai mare de 10 microni se numesc "particule groase", atenția la aceste pulberi subțiri nu este un motiv de îngrijorare deoarece acestea pot depăși laringele și pot penetra sistemul respirator uman doar la un nivel minim. Totuși, mediul este afectat de particule ultra-subțiri (particule ultrafine), o pulbere respirabilă care poate ajunge la plamani cu un diametru mai mic de 1 micron, în timp ce nanoparticulele se încadrează în ordinea magnitudinilor de nanometri (în ordinea descrierii PM 1, PM 01 și PM 0,001).

Deoarece atunci când vorbim despre pulberi subțiri se face referire la o cantitate mare de particule, este evident că nu există o singură sursă.
Prin generalizare se poate spune că pulberile subțiri mai mici sunt formate în principal din resturile de ardere. Ele pot fi generate de fenomene naturale, cum ar fi eroziunea solului, fumul de asapament a autovehiculelor sau poluarea industrială.

 

PROCESE DE OXIDARE ADVANCED

Nu este posibil să tratăm și să purificăm tot aerul din jurul nostru. Singura modalitate de combatere a poluării este prevenirea: reducerea cât mai mult posibil a emisiilor toxice și utilizarea surselor alternative de energie, adică a surselor regenerabile de energie (solară, eoliană ...). Cu toate acestea, există mai multe metode tradiționale de purificare a aerului.

De exemplu, în instalațiile industriale este necesar să se purifice aerul care este utilizat în faza de producție și acest lucru se face prin metode tradiționale, cum ar fi:

  • Adsorbția prin cărbuni activi. Acesta profită de capacitatea de adsorbție a acestor materiale pentru a elimina poluanții din fluxul de aer.
  • Incinerare termică. Poluantul este plasat într-un arzător (1000-1200 ° C) și încălzit până când se declanșeaza oxidarea în anhidrid de carbon și apa. Este o tehnică versatilă, dar foarte costisitoare.

La aceste metode tradiționale de purificare, în ultimii ani s-au alăturat noi tehnologii alternative; dfintre acestea, procesele avansate de oxidare (AOPs din Acronimul Proceselor de Oxidare Avansate)

Acestea din urmă sunt o serie de procese care generează specii chimice foarte oxidante care pot degrada moleculele de poluanți prezenți în atmosferă.
Aceste procese avansate de oxidare s-au afirmat în ultimii ani și reprezintă o alternativă viabilă la sistemele convenționale de tratare a apelor reziduale.
Acestea pot duce la degradarea completă a poluanților recalcitranți sau, eventual, la transformarea lor în molecule biodegradabile.

Dintre diferitele procese avansate de oxidare, ceea ce sa dovedit a fi larg răspândit este fotocataliza eterogenă. Cercetarea și tehnologia au arătat cum pot fi combătute poluarea și mizeria printr-un cost redus.