Post on 24-Dec-2015
1
• CFC: ODP ~ 1• BFC: ODP ~ 3–10Durata de viaţă: zeci–sute ani
• HCFC: ODP 0.5• HBFC: ODP 5
• FC, HFC : ODP = 0
Ex: CF4Durata de viaţă: 50000 ani!Efect de seră!?
CURS 7
23
c) Surse antropice de poluare
PREVENIRE CFC, HCFCBFC, HBFC
în mediu
PRODUCŢIE (produşi de fabricaţie)
PRODUCŢIE (solvenţi şi
intermediari de reacţie)
• Echipamentefrigorifice;
• Spray-uri;• Extinctoare.
EPURARE?X
DEŞEURI
RECICLAREDISTRUGERE
Distrugerea CFC, BFC din deşeuri
Randament de eliminare prin distrugere 99.99%
• Incinerare în fază gazoasă (T, O2 în exces)
• Cracare în fază gazoasă (T, Abur)
• Dehalogenizare catalitică în fază gazoasă (H2 sau CH4)
• Schema generală de operaţii pentruINCINERARE ŞI CRACARE:
II. Răcire & Spălare / Neutralizare
[CFC, BFC]G
Reactant [O2, H2O]G
Combustibil
[CO2]GAmestecgazos, [ ]G
Apă sau soluţiialcaline, [ ]L
Soluţii de acizi sau săruri
[ ]L
I. Reacţia de distrugere T>1200C
2
• Incinerare în fază gazoasă – chimismul proceselor(oxidare cu O2 în exces, T ridicate):
+ H2OT HX (X = F, Cl, Br)
II. Spălarea sau neutralizarea gazelor acide rezultate
I. Incinerarea CFC, BFC
n HX + M(OH)n → MXn + n H2O (M = Na+, Ca2+)
HX Soluţii acideAbsorbţie în H2O
CFC, BFCCO2+X2
+ O2
T >1200C
Ex. Freon-12
CF2Cl2 + O2 → CO2 + F2 + Cl2I. Incinerare: F2 + H2O → 2HF + 1/2O2
Cl2 + H2O → 2HCl + 1/2O2
II. Neutralizare: HF + NaOH → NaF + H2O
HCl + NaOH → NaCl + H2O
CFC + H2O CO2 + HF + HClT
Ex: Freon-12
CF2Cl2 + H2O → CO2 + HF + HCl
• Cracare – chimismul procesului (Hoechst, SolvayGermania):
HX SoluţiiAbsorbţie în H2O HF ~ 50 – 60%
HCl ~ 30%
• Dehalogenizare catalitică în fază gazoasă –chimismul procesului (reducere cu H2 sau CH4)
CFC + H2 HFC + FCnesaturat + HClT, Pd
Ex: Freon-12
CF2Cl2 + H2 CH2F2 + 2HCl
(+ CHClF2, CH3F, CH4)
Pd150-250C
3
Bibliografie:
1. A.X. Lupea, A.G. Branic, A. Ardeleanu, D. Ardelean, Fundamentede chimia mediului, ED Bucureşti, 2008. (FCIC)Cap. 1.1.2. Aerul şi atmosfera, pg. 18Cap. 4.3.7. Ozonul în stratosferă şi troposferă, pg. 275.Cap. 5.6.6. Compuşi halogenaţi organici prezenţi în atmosferă, pg. 332.
2. Iovanca Haiduc, L. Boboş, Chimia mediului şi poluanţi chimici, Ed. Fundaţiei pt Studii Europene, Cluj-Napoca, 2005; (FCIC)Cap. 3.3.2.b. Deprecierea stratului de ozon, pg. 82.
3. Tratatul de la Viena; Protocolul de la Montreal; Reg. (CE) 1005/2009. www.eurlex.eu
4. M.J. Molina, Polar Ozone Depletion, Nobel Lecture, 1995 http://centromariomolina.org/wp-content/uploads/2012/05/3.-molina-lecture.pdf
5. Ozone Facts & Multimedia, NASA, Goddard Space Flight Center http://ozonewatch.gsfc.nasa.gov/facts/ozone_SH.html
6. I. Polovtsev, Alternative Plasma Generating Technologies; S. Hug, Reactor Cracking; in Technology presentations, UN Environment Programme, Division of Technology, Industry and Economics, OzoneAction Branch, 2007 http://www.unep.fr/ozonaction/information/mmcfiles/3521-e-file5.pdf
7. J.C. Dickerman, G.E. Harris, Technologies for CFC/HalonDestruction, Radian Co., North Carolina, 1989; US Environmental Protection Agency, http://www.epa.gov/
8. Guidelines on the Destruction of CFCs in Japan, Office of Fluorocarbons Control Policy, Global Environment Bureau, Ministry of the Environment, Government of Japan, 1999. http://www.env.go.jp/en/earth/ozone/gl199903.pdf
9. H. Yu et al, ″A review of CFC and halon treatment technologies –The nature and role of catalysts″, Catalysis Surveys from Asia, 10 (2006) 40.
POLUANTI INDUSTRIALI CURS 7
8
3.3. INCĂLZIREA GLOBALĂ
3.3.1. Efectul de seră3.3.2. Poluanţi industriali care produc efect
de seră. Cadru legal.3.3.3. Dioxidul de carbon
PERTURBAREA ECHILIBRULUI
CHIMIC
PERTURBAREA ECHILIBRULUI
ENERGETIC
http://www.physicalgeography.net/fundamentals/7f.html
Reflectat4% 51%
Absorbit
19% Absorbit
Reflectat26%
• Pământ emite energiesub formă de radiaţie IR
6
4
http://www.ecy.wa.gov/climatechange/whatis.htm
• Radiaţia emisă de Pământ esteabsorbită de acestegaze şi retrimisăspre Pământ.
• Gaze cu efect de seră(GES, GHG) acumulateîn atmosferă (troposferă)
3.3.1. Efectul de seră Consecinţe Incălzirea globală
Incălzirea pământului şi apeiTopirea calotei glaciarePierderea habitatului
Consecinţe Incălzirea globală
Climat extrem
Consecinţe Incălzirea globală
Climat extrem
5
http://www.greenpeace.org/international/en/campaigns/climate-change/impacts/http://www.mpg.de/7501454/weather-extreme_carbon-cycle_cimate-changehttp://uhaweb.hartford.edu/GKAUFMAN/http://www.saawinternational.org/climatechangeeffects.htmhttp://www.globalwarmingfacts.net/http://solarpanelmagazine.tumblr.com/http://www.telegraph.co.uk/earth/environment/globalwarming/4029837/Global-warming-Reasons-why-it-might-not-actually-exist.html
3.3.2. Poluanţi industriali care produc efect de seră. Cadru legal.
Cadrul legal:
1997 – PROTOCOLUL DE LA KYOTO la convenţia-cadru a Organizaţiei Naţiunilor Unite asupraschimbărilor climatice
– Conţine angajamentele asumate de ţărileindustrializate în vederea reducerii emisiilorde gaze cu efect de seră (emisii totalereduse cu cel puţin 5 % în perioada 2008-2012, în raport cu nivelurile din 1990.)
– Conţine lista gazelor cu efect de seră (Anexa A):
• CO2 Dioxid de carbon• CH4 Metan• N2O Oxid azotos (protoxid de azot)• PFC Perfluorocarburi (alcani complet fluoruraţi)• HFC Hidrofluorocarburi (alcani incomplet
fluoruraţi)• SF6 Hexafluorură de sulf
– Conţine lista surselor industriale de poluare.
Energie: ardere combustibili, ind. energetică.Industrie: petrolieră, minieră, chimică, metalurgică.Agricultură: fermentaţie, fertilizare, incendiere.Deşeuri: manipulare, depozitare, incinerare.
2001 – Lege nr. 3 / 2001 pentru ratificarea Protocoluluide la Kyoto la Convenţia-cadru a NaţiunilorUnite asupra schimbărilor climatice, adoptat la 11 decembrie 1997
UE:
2002 – Decizia CE 358/2002 privind aprobarea, înnumele Comunităţii Europene, a Protocoluluide la Kyoto la Convenţia-cadru a OrganizaţieiNaţiunilor Unite asupra schimbărilor climaticeşi îndeplinirea în comun a angajamentelor care decurg din acesta.
6
• Certificatul de emisii de gaze cu efect de seră: este un drept de emisie de CO2, care permiteindustriilor să polueze 1 tonă (tonă metrică) de CO2, sub incidenţa reglementărilor.
UE instituie: Schema de comercializare a certificatelor de emisii
de gaze cu efect de seră
• Se desfăşoară în etape:I. 2005 – 2007 II. 2008 – 2012 III. 2013 – 2020
• Cantitatea de certificate emise anual pentru întreagaUE se va reduce liniar începând cu 2013.
• Diminuarea consumului anual de energie cu 20% până în 2020
• Reducerea importului de combustibil fosil• Reducerea schimbărilor climaterice (încălzire globală)
UE elaborează: Planul de acţiune pentru eficienţa energetică
• Eficientizarea energetică:
- Echipamente şi aparatură;- Clădiri;- Producere şi distribuţie de energie;- Mijloace de transport etc.
Gaze cu efect de seră (GES):
CO2
CH4
N2OCFC, HCFCBFC, HBFCPFCHFCSF6
• Factorii care contribuie la încălzirea globală:
Concentraţia în troposferă;
Potenţialul de încălzire globală(GWP);
Durata de viaţă în atmosferă.
7
Concentraţia GES în troposferă:
http://cdiac.ornl.gov/pns/current_ghg.html#http://www.epa.gov/climatechange/ghgemissions/global.html
Conc. tropo. prezent
Conc. tropo. 1750
GES
~ 7 ppt0SF6
531 – 20 ppt(Freon-12)
0CFC etc.
324 ppb270 ppbN2O
~ 1800 ppb700 ppbCH4
~ 393 ppm280 ppmCO2
Concluzii
Potenţialul de încălzire globală (GWP) al GES:
http://cdiac.ornl.gov/pns/current_ghg.html#
GWP în100 ani
GES
22800SF6
10900–25 (R-12)
CFC etc.
298N2O
25CH4
1CO2
Potenţialul de încălzire globală(GWP) = măsură a întregii energiiabsorbite de gaz în decursul a 100 de ani, în raport cu CO2 consideratreferinţă.
Concluzii
Durata de viaţă în atmosferă a GES:
http://cdiac.ornl.gov/pns/current_ghg.html#
Durata viaţăatm. (ani)
GES
3200SF6
100 – 10 (Freon-12)
CFC etc.
114N2O
12CH4
100CO2
Durata de viaţă în atmosferă = Timpul mediu în care gazulrămâne în atmosferă.
Concluzii
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Carbon_dioxide_3D_ball.png
CO2
a) Structură, proprietăţi, aplicaţii
b) Surseantropogenede poluare
Interacţiunea cu mediul Efectulde seră, încălzirea
globală
c) Protecţia mediului: prevenire, epurare, reciclare deşeuri
23
3.3.3. Dioxidul de carbon
CO2- GES cu cea mai mare abundenţă- GES cu durată de viaţă semnificativă
8
a) Structură, proprietăţi, aplicaţii
- Gaz incolor, dens, asfixiant- Foarte stabil chimic, necombustibil (nu arde şi nuîntreţine arderea)
- Caracter slab acid în reacţia cu bazele formeazăcarbonaţi (CO3)2– şi bicarbonaţi (HCO3)–
- Agent de răcire: CO2 lichefiat, zăpadă carbonică- Gaz inert: mediu de reacţie, extinctoare- Reactiv: sinteza (bi)carbonaţilor, ureei- Agricultură: atmosfera serelor- Aditiv alimentar