نويسنده: فرناز قاضي كياني
تركيبات آلي، تركيباتي هستند كه داراي كربن و هيدروژن باشند. اين تركيبات در بدن تمامي موجودات زنده يافت مي شود. بيشتر تركيبات آلي كه مورد استفاده قرار مي گيرند ساخته دست بشر هستند. بعضي از اين تركيبات به صورت مايع وجود دارند و براي ايجاد بخار به يك مرحله اضافي مانند گرم شدن يا سرد شدن احتياج دارند. اين دسته از مواد آلي، تركيبات پايدار هستند. گروهي ديگر از تركيبات آلي ناپايدارند و گروهي ديگر به تركيبات آلي فرّار معروفند. يك تركيب آلي در صورتي فرّار ناميده مي شود كه يك بخار (گاز) در دماي متعادل محيط و فشار نرمال اتمسفر بوجود آورد. برخي از اين بخارات در صورت استنشاق بيش از اندازه، خطرناك هستند.
بعضي از تركيبات آلي فرّار موجب جلوگيري از رشد طبيعي گياهان مي شوند و گروهي ديگر از تركيبات آلي و فرّار باعث تشكيل اُزن و مه دود (Smog) مي شوند.
به طور معمول اين تركيب در طبيعت يافت مي شود ولي ورود مقادير زياد VOC به اتمسفر پاييني (هواي نزديك به ما) باعث بوجود آمدن مقاديري اُزن خطرناك مي شود. اُزن در اتمسفر بالايي، يك لايه مهم محسوب مي شود كه زمين را از آسيب هاي اشعه ماوراي بنفش خورشيد محافظت مي كند. به طور كلي اُزن در اتمسفر نزديك زمين يك تركيب خطرناك است كه با ساير تركيبات موجود در هوا تركيب شده و موجب تشكيل »مه دود« مي شود.
»مه دود« شبيه ابر قهوه اي رنگ ناخوشايندي است كه در اطراف بيشتر شهرها معلق است و باعث بروز بيماريهاي تنفسي و قلبي شده و به محيط زيست آسيب مي رساند.
بهترين راه براي پيشگيري از افزايش اُزن و ايجاد مه دود، جلوگيري از پخش مواد آلي فرّار در محيط زيست است.
تعريف آلاينده هاي خطرناك هوا (HAPs)
يك آلاينده خطرناك، تركيب آلي فرّاري است كه نسبت به ساير تركيبات، خواصِ زيانبار بيشتري دارد، به بياني ديگر آثار زيانبار تركيبات HAP خيلي شديدتر از تركيبات VOCs است. بر اساس تحقيقات انجام شده در امريكا، تركيبات (HAPs) در سال باعث هزاران مورد مرگ سرطاني مي شود. همچنين اين مواد باعث بروز نقص هاي مادر زادي در نوزادان و اختلال در سيستم عصبي مركزي مي شوند. چنانچه اين تركيبات به طور تصادفي، در حجم زياد، وارد هوا شوند منجر به مرگ خواهند شد. اين تركيبات به محيط زيست نيز آسيب هاي جدي مي رسانند.
خوشبختانه اكسيداسيون تركيبات VOC و HAP ، آثار مخرب شديد آنها را از بين مي برد.
اكسيداسيون تركيبات HAPs و VOCs
اكسيداسيون باعث مي شود كه تركيبات آلايندة هوا شكسته شده و دوباره به صورت تركيبات بي ضرر درآيند. واكنش اكسيداسيون هيدروكربنها كه در حضور گرما و اكسيژن انجام مي شود به صورت زير است:
CnH2m+(n+m/2)O2=>nCo2+H2O+Heat
اين تركيبات در واكنشهاي اكسيداسيون گرمايي هواي آلوده، گرم و شكسته مي شوند، سپس دوباره پيوند تشكيل داده و به صورت تركيبات بي ضرر دي اكسيدكربن و بخار آب درآمده و مقداري انرژي آزاد مي شود. در طي واكنشهاي كاتاليزوري، اكسيداسيون تركيبات آلاينده موجود در هوا با يك كاتاليزور (مانند پلاتين، پالاريم، روديم و غيره) واكنش مي دهند كه اين واكنش باعث شكسته شدن آسانتر پيوندهاي اين تركيبات مي شود.
اين مكانيسم يعني شكستن تركيبات
زيان آور به تركيبات بي ضرر و آزاد سازي مقداري انرژي، اساس تمام روشهاي اكسيداسيون است. اكسيداسيون گرمايي براي شكسته شدن تركيبات به گرماي زيادي نياز دارد، در نتيجه براي تامين اين دماها مقادير بالايي سوخت لازم است كه تامين اين مقدار سوخت خود هزينه بالايي در بردارد. استفاده از كاتاليزور در اين واكنش باعث كاهش هزينه ياد شده مي شود.
روش اكسيداسيون مناسب ترين روش براي كنترل آلودگي هوا است و براي انجام آن موارد زير ضرروي است:
دما: بسته به نوع ماده آلي فرّار (VOC) كه بايد از بين برود، دماي خاصي مورد نياز است، تا آن ماده بتواند اكسيد شود.
زمان: ميزان زمان لازم بستگي به اين دارد كه يك تركيب چه مدت زماني لازم دارد تا در يك دماي خاص اكسيده شود. براي مثال بنزن به دماي227 درجه سانتيگراد و سكون24 صدم ثانيه زمان، نياز دارد تا99 درصد آن توسط يك اكسيداسيون كاتاليزوري از بين برود.
اما در يك اكسيداسيون گرمايي، براي تخريب99 درصد بنزن به دماي794 درجه سانتيگراد و زمان سكون1 ثانيه نياز داريم.
گردش هوا: شرايط ثابتي است كه براي هر دستگاه طراحي مي شود و سوختن مخلوط مناسبي از VOC و اكسيژن را تضمين مي كند.
بنابراين كنترل تركيبات VOC زماني محقق خواهد شد كه واكنش اكسيداسيون كامل VOC با تركيب مخلوط مناسبي از اكسيژن و مواد آلاينده در مدت زمان مناسب انجام شود.
منبع:
Anguil Environmental System Introduction to Pollution Control
تركيبات آلي، تركيباتي هستند كه داراي كربن و هيدروژن باشند. اين تركيبات در بدن تمامي موجودات زنده يافت مي شود. بيشتر تركيبات آلي كه مورد استفاده قرار مي گيرند ساخته دست بشر هستند. بعضي از اين تركيبات به صورت مايع وجود دارند و براي ايجاد بخار به يك مرحله اضافي مانند گرم شدن يا سرد شدن احتياج دارند. اين دسته از مواد آلي، تركيبات پايدار هستند. گروهي ديگر از تركيبات آلي ناپايدارند و گروهي ديگر به تركيبات آلي فرّار معروفند. يك تركيب آلي در صورتي فرّار ناميده مي شود كه يك بخار (گاز) در دماي متعادل محيط و فشار نرمال اتمسفر بوجود آورد. برخي از اين بخارات در صورت استنشاق بيش از اندازه، خطرناك هستند.
بعضي از تركيبات آلي فرّار موجب جلوگيري از رشد طبيعي گياهان مي شوند و گروهي ديگر از تركيبات آلي و فرّار باعث تشكيل اُزن و مه دود (Smog) مي شوند.
به طور معمول اين تركيب در طبيعت يافت مي شود ولي ورود مقادير زياد VOC به اتمسفر پاييني (هواي نزديك به ما) باعث بوجود آمدن مقاديري اُزن خطرناك مي شود. اُزن در اتمسفر بالايي، يك لايه مهم محسوب مي شود كه زمين را از آسيب هاي اشعه ماوراي بنفش خورشيد محافظت مي كند. به طور كلي اُزن در اتمسفر نزديك زمين يك تركيب خطرناك است كه با ساير تركيبات موجود در هوا تركيب شده و موجب تشكيل »مه دود« مي شود.
»مه دود« شبيه ابر قهوه اي رنگ ناخوشايندي است كه در اطراف بيشتر شهرها معلق است و باعث بروز بيماريهاي تنفسي و قلبي شده و به محيط زيست آسيب مي رساند.
بهترين راه براي پيشگيري از افزايش اُزن و ايجاد مه دود، جلوگيري از پخش مواد آلي فرّار در محيط زيست است.
تعريف آلاينده هاي خطرناك هوا (HAPs)
يك آلاينده خطرناك، تركيب آلي فرّاري است كه نسبت به ساير تركيبات، خواصِ زيانبار بيشتري دارد، به بياني ديگر آثار زيانبار تركيبات HAP خيلي شديدتر از تركيبات VOCs است. بر اساس تحقيقات انجام شده در امريكا، تركيبات (HAPs) در سال باعث هزاران مورد مرگ سرطاني مي شود. همچنين اين مواد باعث بروز نقص هاي مادر زادي در نوزادان و اختلال در سيستم عصبي مركزي مي شوند. چنانچه اين تركيبات به طور تصادفي، در حجم زياد، وارد هوا شوند منجر به مرگ خواهند شد. اين تركيبات به محيط زيست نيز آسيب هاي جدي مي رسانند.
خوشبختانه اكسيداسيون تركيبات VOC و HAP ، آثار مخرب شديد آنها را از بين مي برد.
اكسيداسيون تركيبات HAPs و VOCs
اكسيداسيون باعث مي شود كه تركيبات آلايندة هوا شكسته شده و دوباره به صورت تركيبات بي ضرر درآيند. واكنش اكسيداسيون هيدروكربنها كه در حضور گرما و اكسيژن انجام مي شود به صورت زير است:
CnH2m+(n+m/2)O2=>nCo2+H2O+Heat
اين تركيبات در واكنشهاي اكسيداسيون گرمايي هواي آلوده، گرم و شكسته مي شوند، سپس دوباره پيوند تشكيل داده و به صورت تركيبات بي ضرر دي اكسيدكربن و بخار آب درآمده و مقداري انرژي آزاد مي شود. در طي واكنشهاي كاتاليزوري، اكسيداسيون تركيبات آلاينده موجود در هوا با يك كاتاليزور (مانند پلاتين، پالاريم، روديم و غيره) واكنش مي دهند كه اين واكنش باعث شكسته شدن آسانتر پيوندهاي اين تركيبات مي شود.
اين مكانيسم يعني شكستن تركيبات
زيان آور به تركيبات بي ضرر و آزاد سازي مقداري انرژي، اساس تمام روشهاي اكسيداسيون است. اكسيداسيون گرمايي براي شكسته شدن تركيبات به گرماي زيادي نياز دارد، در نتيجه براي تامين اين دماها مقادير بالايي سوخت لازم است كه تامين اين مقدار سوخت خود هزينه بالايي در بردارد. استفاده از كاتاليزور در اين واكنش باعث كاهش هزينه ياد شده مي شود.
روش اكسيداسيون مناسب ترين روش براي كنترل آلودگي هوا است و براي انجام آن موارد زير ضرروي است:
دما: بسته به نوع ماده آلي فرّار (VOC) كه بايد از بين برود، دماي خاصي مورد نياز است، تا آن ماده بتواند اكسيد شود.
زمان: ميزان زمان لازم بستگي به اين دارد كه يك تركيب چه مدت زماني لازم دارد تا در يك دماي خاص اكسيده شود. براي مثال بنزن به دماي227 درجه سانتيگراد و سكون24 صدم ثانيه زمان، نياز دارد تا99 درصد آن توسط يك اكسيداسيون كاتاليزوري از بين برود.
اما در يك اكسيداسيون گرمايي، براي تخريب99 درصد بنزن به دماي794 درجه سانتيگراد و زمان سكون1 ثانيه نياز داريم.
گردش هوا: شرايط ثابتي است كه براي هر دستگاه طراحي مي شود و سوختن مخلوط مناسبي از VOC و اكسيژن را تضمين مي كند.
بنابراين كنترل تركيبات VOC زماني محقق خواهد شد كه واكنش اكسيداسيون كامل VOC با تركيب مخلوط مناسبي از اكسيژن و مواد آلاينده در مدت زمان مناسب انجام شود.
منبع:
Anguil Environmental System Introduction to Pollution Control
