Determinarea Conținutului de Gaze de Ardere Calitativ și Cantitativ la Motorul Diesel

Capitolul I: Generalităţi privind poluanţii atmosferici

1.1. Poluanţii atmosferici şi impactul lor asupra ecosistemelor

Se vorbeşte despre poluarea atmosferică atunci când “una sau mai multe substanţe sau amestecuri de substanţe poluante sunt prezente în atmosferă în cantităţi sau pe o perioadă care pot fi periculoase pentru om, animale sau plante şi contribuie la punerea în pericol sau vătămarea

activităţii sau bunăstării persoanelor”. Poluarea atmosferică afectează şi solul, care este implicit menţionat în definiţia de mai sus (aşa cum s-a arătat deja solul este indispensabil pentru creşterea şi dezvoltarea plantelor, iar existenţa umana, inclusiv activitatea şi bunăstarea persoanelor, depinde şi de sol).

Substanţele poluante din atmosferă sunt substanţe gazoase, lichide sau solide. Gazele sunt substanţe care, în condiţii normale (temperatură locală, presiune 1013 hPa) sunt în stare gazoasă, lichefiindu-se la temperatură joasă (condensare), de ex.: CO2, SO2, ozonul (O3). Vaporii sunt gaze care se condensează în condiţii normale, de ex.: vaporii de apă, substanţe organice volatile. Presiunea de vapori a unei substanţe reprezintă presiunea la care un lichid sau un sistem lichid se află în echilibru cu vaporii formaţi din respectivul lichid ca urmare a tranziţiei de fază. Ceaţa, fumul, praful sunt particule foarte fine de materii (aerosoli) de un diametru de 0,001-100 μm.

Emisiile sunt substanţe eliberate în atmosferă de către instalaţiile industriale (puncte fixe de emisie) sau de către autovehicule (puncte mobile de emisie). Fixarea unei valori limită pentru emisii se bazează pe baza experienţei acumulate în timp. Criteriile referitoare la:

- calitatea aerului;

- parametrii măsuraţi pentru aprecierea calităţii aerului;

- interpretarea parametrilor consideraţi definitorii pentru calitatea aerului au variat de la o ţară

la alta.

Faptul că poluarea atmosferică este o poluare globală impune însă armonizarea standardelor de calitate a atmosferei (parametrii măsuraţi şi metode de lucru).

Poluanţii atmosferici au un impact negativ asupra solurilor, pentru că afectează structura solului şi

disponibilitatea nutrienţilor (prin depuneri pe sol) şi calitatea materiei organice, prin modularea negativă a proceselor metabolice din plante şi microorganisme esenţiale pentru starea de sănătate a “ţestului viu” din sol.

1.2. Poluanţi atmosferici primari şi activităţi economice care generează poluanţii atmosferici

În figura 1 este prezentată o clasificare generală a tipurilor şi surselor de poluare, iar în figura 2 sunt ilustrate sursele de poluare a aerului şi principalii poluanţi atmosferici. Din figura 2 reiese că există două tipuri de poluanţi: poluanţii atmosferici primari (în primul rând oxizi de azot şi

sulf, dar şi compuşi organici volatili) şi poluanţi atmosferici secundari (ozonul şi ploile / pulberile acide).

Figura1: Clasificarea surselor şi a tipurilor de poluare

Figura 2: Reprezentarea surselor şi a tipurilor de poluanţi atmosferici

Între cele două tipuri de poluanţi există o continuă inter-corelare. Ozonul troposferic se formează prin reacţii fotochimice mediate de oxizii de azot şi compuşii organici volatili. Specie moleculară foarte reactivă, ozonul poate (re)forma oxizi de azot în anumite condiţii şi poate produce (ca urmare a per-oxidării grupărilor duble din resturilor de acizi graşi din componenţa fosfolipidelor incluse în membrana plasmatică) compuşi organici volatili (izopren, etenă = etilen). Ozonul contribuie de asemene la oxidarea bioxidului de sulf (anhidridă sulfuroasă) la trioxid de sulf (anhidridă sulfurică). Trioxidul de sulf reacţionează cu apa din nori şi formează acid sulfuric. Acidul sulfuric (ca şi ozonul) mediază transformarea oxizilor de azot în acid azotic (prin combinare cu apa în nori). Cei doi acizi din nori determină formarea de ploi acide, iar sărurile lor cu bazele slabe din componenţa atmosferei (baze organice de obicei) reprezintă pulberi acide. Ozonul şi ploile acide sunt principalii poluanţi atmosferici care afectează solul.

Sursele principale de poluanţi atmosferici primari antropici (oxizi de sulf şi de azot, compuşii organici volatili –VHC, VOCx) sunt prezentate în tabelul1.

Tabelul 1. Procese generatoare de poluanţi atmosferici

Nr.

crt.

Agentul nociv

Activităţi umane generatoare

1 Bioxid de sulf

Arderea combustibililor, topitorii, turnătorii, industria chimică.

2 Oxizi de azot

Explozivi, îngrăşăminte, curăţare metale, combustii la temperaturi ridicate (inclusiv motoare Diesel)

3 Hidrocarburi volatile (VHC)

Gaze de eşapament, prelucrarea combustibililor.

4 Aldehide (VOC)

Descompunerea termică a grăsimilor şi a glicerinei.

5 Compuşi organic volatili (VOCx)

Agricultură (cultivarea plantelor, creşterea animalelor)

Principalele surse de poluare industrială sunt:

- Industria siderurgică şi metalurgică. Industria de prelucrare a minereurilor în vederea extragerii componenţilor feroşi sau neferoşi se bazează în special pe procedee de topire şi înnobilare la temperaturi înalte în urma cărora rezultă cantităţi extrem de mari de gaze nocive şi pulberi.

- Industria petrochimică. În rafinăriile din industria petrochimică apar emisii de hidrocarburi, dioxid de sulf, hidrogen sulfurat, oxizi de carbon alături de alţi componenţi nocivi mai puţin importanţi. Pe perioada depozitării produselor, în special a celor rafinate, datorită tensiunii de vapori ridicate sunt posibile emisii, cel mai frecvent de propan şi butan.

- Industria materialelor de construcţii. Industria materialelor de construcţii elimină mari cantităţi de praf şi mai puţin gaze nocive.

- Industria chimică. Procesele tehnologice ce se desfăşoară în industria chimică conduc la poluarea atmosferei cu diverse substanţe: oxizi de sulf, hidrogen sulfurat, oxizi de azot, clor, etc.

- Industria minieră. Ritmul ridicat de exploatare la minele deschise înseamnă dislocarea unor cantităţi mari de pământ şi eliminarea de pulberi solide (inclusiv compuşi organici volatili).

- Industria energetică şi transporturile. Industria energetică şi transporturile, sub aspect cantitativ, se situează pe primul loc al surselor de emisii de gaze nocive datorită faptului că toate industriile necesită cantităţi mari de energie, iar obţinerea ei prin combustie este legată de generarea de cantităţi imense de gaze reziduale (dioxid de sulf, oxizi de azot, oxizi de carbon), praf şi fum.