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