Környezetvédelem | Levegőtisztaság » Illékony szerves vegyületek (VOC)

Illékony szerves vegyületek (VOC) (VOC = Volatile Organic Compounds) Mivel az 1970-es évekig nem volt semmiféle szabályozás ezekre a vegyületekre, így mennyiségük a légkörben erőteljesen növekedett. Az illékony szerves vegyületek közé soroljuk: - az üzemanyagok előállításakor és használatakor képződő alifás és aromás szénhidrogéneket, - a festékek és lakkok különböző komponensei: - alifás, aromás szénhidrogének, - oxigéntartalmú vegyületek (ketonok, észterek, éterek), - nitro- vagy halogén-származékok, - klórtartalmú zsíroldószerek, - freonok (korábban hűtőkben, ill. töltőgázként), - tűzoltókészülékek halon töltetei, - növényvédőszerek (permetezéskor), - különböző szaghatású anyagok. Klórtartalmú vegyületek és környezeti hatásaik: A klórtartalmú szénhidrogéneket korábban a növényvédelemben (DDT), műanyagok gyártásában (PVC, klórozott polietilén) vagy a hűtéstechnikában (freonok)

használták. Előnyös tulajdonsága a szénklór kötés erőssége, ami stabil vegyületté teszi A tömeges elterjedése és felhasználása nagy károkat okozott/okoz a környezetben, mivel ezek a vegyületek lassan bomlanak le. • DDT (diklór-difenil-triklór-etán) és hasonló vegyületek: Korábban úgy vélték, hogy a szer nem ártalmas a melegvérű állatokra és az emberre. Azonban Paul Müller kutatásokat végzett és orvosi Nobel-díjat is kapott érte. A szer nem szelektív hatású, a hasznos rovarokat is pusztítva ökológiai zavarokat okozott. A kártékony rovarokban rezisztencia alakult ki (a génállomány megváltozása révén), aminek ellensúlyozására a kiszórt adagok mennyiségének növelésével próbálkoztak. Kedvezőtlen tulajdonsága, hogy hosszú ideig nem bomlik le. A talajvízzel a folyókba és tavakba jutva felhalmozódott az algákban, és a táplálékláncon át a halakba, majd a madarakba került, szervezetükben felhalmozódott, és

vagy a pusztulásukhoz vezetett, vagy gátolta szaporodásukat. A 60-as években megjelent a Néma tavasz című könyv, ami a DDT káros következményeire utalt. Ezután a 60-as évek végén a fejlett országokban betiltották (hazánkban 1968-ban) a DDT használatát és mellette a HCH (hexaklór-ciklohexán) használatát is. • Freonok környezeti hatásai: A klór-fluor-szénhidrogéneket (CFC-k) az 1930-as években fejlesztették ki az ammónia és a kén-dioxid hűtőanyagok biztonságos alternatívájaként. Ezek a szén-klór kötés miatt stabilis vegyületek, nem reakcióképesek, nem mérgezők, nem gyúlékonyak, szagtalanok, íztelenek, kicsi a hővezető képességük, stb. Felhasználási területeik a következők: - hűtőközegek hűtő- és légkondicionáló berendezésekben, - aeroszolok (szórópalackok) hajtógázai, - műanyag habok gyártása: habosítók, szigetelőanyagok, - tűzoltóanyagok, - elektronikai berendezések, nyomtatott áramkörök,

precíziós mechanikai elemek tisztítása, - száraz vegytisztítás, textiltisztítás -1- A freon nevét az első gyártó, a DuPont cég adta, aki le is védette. A CFC egy nemzetközileg elfogadott jelölés: clorofluorocarbons. A hidrogéntartalmú vegyületeknél ez HCFC, és a klórt nem tartalmazóaknál HFC. A jelölések után két (az egy szénatomos), ill három (több szénatomos) számjegy áll, ami a vegyület összetételére ad következtetést: pl. CFC-12 = CCl 2 F 2 vagy HFC-134a = CH 2 F-CF 3 (a kisbetű az izomert jelenti, az a szimbólum asszimetriára utal). A freonok káros hatásaira először 1974-ben Molina és Rowland a Nature című folyóiratban publikált cikke hívta fel a figyelmet. Ebben megállapították, hogy a levegőbe kerülő, kémiailag nagyon stabil freon molekulák nem bomlanak el, átlagos élettartamuk a 100 évet is meghaladja. Eközben lassan a magas légkörbe, a 20-40 km magasban lévő sztratoszférába kerülnek, ahol az

ultraibolya sugárzás erőssége már elég a szén-klór kötés elbontásához (a szén-fluor kötés erősebb, az itt sem bomlik el). A keletkező klóratom, mint párosítatlan elektronnal rendelkező, nagyon reakcióképes szabad gyök elbontja az ózon molekulákat. Ez az ózonpajzs „elvékonyodásához” vezet: CCl 3 F + h·ν ·CCl 2 F + Cl· · Cl + O 3 ClO + O 2 ClO + O ·Cl + O2 A freonok élettartama 75 és 380 év közötti. Később az ENSZ Környezeti Programja Bizottságot hozott létre azzal a céllal, hogy rendszeresen értékeljék az ózonréteg állapotát. Mivel a jelentések fokozatos romlást jeleztek, ezért 1985-ben Bécsben megállapodás született arról, hogy sürgős védelmi lépésekre van szükség. Ennek hatására született meg 1987 szeptember 16-án a híres Montreáli Jegyzőkönyv: Ez egy nemzetközi egyezmény, mely arra született, hogy megvédje a sztratoszférikus ózonréteget. A Jegyzőkönyvet 1990-, 1992-, 1995-, 1997-, és

1999-ben módosították, bővítették. A szerződés megegyezés a károsanyagkibocsátás ellen, mint pl a CFC-k, a halogének, a szén-tetraklorid és a metilkloroform mennyiségének csökkentése érdekében Ez a legsikeresebb környezetvédelmi program világszerte. Ausztrália vezető szerepet töltött be a szerződés létrejöttében (kezdeményezte). 1996-tól a fejlődő országokban tilos a CFC-k használata. Legalább 50 év kell ahhoz, hogy a légkörben a klór koncentráció visszaálljon a freonok használata előtti szintjére, és az eredeti ózonmennyiség újra kialakulhasson. A betiltott freonokat helyettesítése: - pumpás megoldások (kozmetikai iparban), - hajtógázként CO 2 , propán-bután, pentánok azonban ezek gyúlékonyak és tűzveszélyesek, - cseppfolyós szénhidrogénekkel a hűtőiparban, - „zöld” freonok alkalmazásával (napjainkban HFC-134a van a hűtőkben). Megoldás a még meglévő berendezések freonjainak elhelyezéséről: - Ha

elegendő mennyiségű és megfelelő tisztaságú freon áll rendelkezésre, akkor a legjobb módszer a hidrogénes redukcióval történő átalakítás, a katalitikus hidrodeklórozás. Ennek során a CFC-ből HCFC, ill HFC állítható elő A redukció alapja, hogy C-F kötések erősebbek a C-Cl kötéseknél, ezért csak a Cl atomok cserélődnek H-re, a F atomok nem. Hidrogénező katalizátorként aktívszén hordozóra felvitt fém palládium használható. - Ha a tisztaság nem megfelelő az átalakításhoz, akkor oxidatív lebontással katalitikus úton vagy hulladékégetéssel ártalmatlanítható. Katalitikus módszerekkel alacsonyabb hőmérsékletre kell felmelegíteni az anyagot, mint hulladékégetésnél. Utóbbi esetben CO 2 , HCl, Cl 2 , HF és F 2 a végtermékek, amelyeket lúgos közegben történő elnyeletéssel kell ártalmatlanítani. Nagyon lényeges, hogy az égetés során 1200oC-ot el -2- • Poliklórozott aromás vegyületek környezeti hatásai

Ezek közé tartoznak a poliklórozott bifenilek (PCB-k), a poliklórozott dibenzo-dioxinok (PCDD-k) és dibenzo-furánok (PCDF-k). A poliklórozott bifenileket szigetelő folyadékként a 30-as évek kezdete óta használják transzformátorokban és kondenzátorokban. Transzformátortüzek alkalmával derült ki, hogy belőlük nagyon veszélyes PCDD-k és PCDF-k képződnek. A poliklórozott dibenzo-dioxinoknak és dibenzo-furánoknak csak melléktermékként keletkeztek, pl. Vietnamban az amerikaiak által használt lombtalanító anyag, a hírhedt „agent orange” esetében. Másik forrásuk az, hogy nagy termodinamikai stabilitásuk miatt könnyen képződnek klórtartalmú aromás vegyületek égetése során 500-800oC-os tartományban. 1200oC felett viszont már nem stabilak és elbomlanak. -3-