VOC: bản chất, các loại hợp chất và tác động đến môi trường!
Mục tiêu của bài viết này là cung cấp cho bạn thông tin về Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) từ ba góc nhìn khác nhau:
- Chúng là gì? Để trả lời câu hỏi đó, chúng tôi sẽ cho bạn biết ý nghĩa của VOC.
- Các lớp hợp chất đặc trưng cho VOC là gì? Các lớp phân tử nào thuộc loại này và chúng được sử dụng ở đâu.
- Chúng hoạt động như thế nào trong khí quyển? Nói cách khác, những loài này có tác động gì đến sự cân bằng hóa học của khí quyển và chúng liên quan như thế nào đến các vấn đề về sức khỏe và ô nhiễm.
Dễ bay hơi: Thuật ngữ này nhằm mục đích làm nổi bật thực tế là VOC có xu hướng di chuyển rõ rệt trong pha hơi. Cụ thể, luật pháp Ý định nghĩa VOC là những hợp chất hữu cơ có nhiệt độ đến 293,15 K nằm trong pha khí hoặc nếu chúng ở pha lỏng, có áp suất hơi lớn hơn 0,01 kPa. Nói cách khác, khi để một thùng chứa chất hữu cơ tiếp xúc với khí quyển (ở 20 ° C), chất đó được định nghĩa là VOC nếu nồng độ trong pha khí được đo lớn hơn 100 ppm.
Tóm lại, VOC là các phân tử hữu cơ có thể dễ dàng tìm thấy trong môi trường khí. Chúng ta hãy xem các loại phân tử chính nào tuân thủ định nghĩa đã cho.
Các loại hợp chất đặc trưng của VOC là gì?
Trước khi phân biệt các loại phân tử khác nhau đặc trưng cho VOC, điều hữu ích là lưu ý rằng các phân tử này có thể đến từ nguồn tự nhiên (nguồn gốc sinh học), quá trình của con người (nguồn gốc nhân tạo) hoặc từ cả hai nguồn.
Phần lớn các hợp chất tự nhiên có nguồn gốc từ thực vật. Chúng bao gồm mêtan (kết quả từ quá trình phân hủy kỵ khí các chất nền hữu cơ), một lớp hydrocacbon không bão hòa gọi là terpen và các lớp hợp chất hữu cơ khác (như este, anđehit, xeton và peroxit).
Ngược lại, các hợp chất do con người tạo ra chủ yếu đến từ các quy trình và sản phẩm công nghiệp. Đây là loại mà chúng ta quan tâm nhất, vì vậy hãy cùng xem xét chi tiết hơn. Trong số các VOC do các quá trình của con người tạo ra, chúng ta có thể bao gồm:
- Hydrocacbon mạch thẳng: Chúng là các loại hóa chất chứa cacbon và hydro, liên kết với nhau chỉ bằng liên kết đơn. Chúng chiếm một phần đáng kể trong dầu và được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực nhiên liệu.
- Anken: một loại hydrocarbon có chứa liên kết đôi. Chúng có nguồn gốc từ các quá trình sản xuất của ngành công nghiệp hóa dầu và là chất trung gian rất quan trọng để tổng hợp nhiều hợp chất.
- Hydrocacbon thơm: Là những phân tử rất ổn định được sử dụng trong nhiều quy trình và sản phẩm (sơn, vecni, keo dán, sơn mài…)
- Anđehit: Là những phân tử bị oxy hóa một phần, được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực hóa chất và nông nghiệp (thuốc diệt nấm, chất cách điện, thuốc diệt khuẩn, nhựa thông, thuốc khử trùng…)
- Rượu: được sử dụng rộng rãi như dung môi hoặc chất trung gian trong các quá trình hóa học có tầm quan trọng cao. Gần đây, chúng ngày càng chiếm một phần lớn trong nhiên liệu ô tô.
- Ether: Chúng được sử dụng trong các bối cảnh cụ thể, nơi chúng có thể được tìm thấy như chất gây ô nhiễm không khí. Ví dụ, THF (tetrahydrofuran) được sử dụng như một dung môi công nghiệp, trong khi MTBE (methyl-tertbutil-ether) được sử dụng rộng rãi như chất chống kích nổ trong xăng xanh.
- Hợp chất hữu cơ halogen: Trong các ứng dụng công nghiệp, người ta sử dụng một lượng lớn các dẫn xuất halogen, cả aliphatic và aromatic. Các hợp chất thường dễ bay hơi, kỵ nước và độc hại, và được sử dụng rộng rãi làm thuốc trừ sâu và chất làm lạnh.
- Hợp chất lưu huỳnh hữu cơ: phần lớn các hợp chất này không gây ra vấn đề nghiêm trọng cho môi trường, nhưng ở cấp độ địa phương có thể gây hại. Hoạt động của con người tạo ra chúng thông qua quá trình xử lý chất thải động vật, nước thải và trong các quá trình lọc dầu.
- Hợp chất nitơ hữu cơ: Lớp này bao gồm một số lượng lớn các loài hóa học (amin, amit, nitrile…) được sử dụng trong nhiều lĩnh vực. Trong số đó có sản xuất thuốc nhuộm, hóa dược, nhiếp ảnh và sản xuất cao su và polyme.
Chúng có tác dụng gì?
Bây giờ chúng ta đã có nhận thức sâu sắc hơn về VOC là gì và các loại phân tử nào đặc trưng cho nó, việc phân tích các tác động có thể xảy ra trong khí quyển là rất hữu ích.
Nhìn chung, có thể nói rằng mỗi chất ô nhiễm có thời gian tồn tại đặc trưng trong khí quyển, liên quan đến các đặc tính hóa học-vật lý của chúng. Thời gian này càng dài thì chất ô nhiễm càng có thể phân tán trong khí quyển để gió và dòng chảy tác động, làm thay đổi cân bằng hóa học của chính khí quyển. Ví dụ, nhiều VOC ảnh hưởng đến cân bằng mêtan (CH4), kéo dài thời gian tồn tại của nó trong khí quyển và do đó góp phần làm tăng hiệu ứng nhà kính.
Điều quan trọng cần lưu ý là nhiều VOC nguy hiểm cho con người và động vật . Ví dụ, benzen là một hợp chất gây ung thư có đặc điểm là dễ bay hơi. Formaldehyde là một hợp chất độc hại khác được sản xuất với số lượng lớn và thường được sử dụng trong nhiều quy trình sản xuất. Ngay cả các hợp chất halogen cũng có độ bay hơi và độc tính cao; hơn nữa, chúng có xu hướng kỵ nước, có thể tích tụ trong cơ thể.
Mỗi hợp chất hóa học đều đáng được phân tích sâu, nhưng điều đó nằm ngoài mục tiêu của bài viết này. Chúng ta đã biết VOC là gì, các loại hợp chất được phân loại như thế nào và mức độ nguy hiểm tiềm tàng của chúng đối với bầu khí quyển và các sinh vật sống.
Vậy chúng ta có thể hành động thế nào?
Đến đây, một câu hỏi tự phát nảy sinh: làm thế nào có thể hành động trong các quy trình công nghiệp để giảm thiểu lượng VOC thải ra khí quyển? Khi trả lời câu hỏi này, điều quan trọng là phải tính đến khả năng bắt lửa tiềm ẩn của các chất này: đôi khi hóa ra là cần thiết để thiết kế các nhà máy ATEX .
Các cơ chế và thiết bị phân tách hướng đến mục tiêu này sẽ là chủ đề của một bài viết mới. Để thỏa mãn sự tò mò của bạn, tôi mời bạn xem xét ngay các thiết bị do Tecnosida ® thiết kế cho loại chất gây ô nhiễm cụ thể này:
- Chemsorb ® (bộ lọc than hoạt tính)
- WETCLEAN (máy chà rửa dựa trên nguyên lý giảm thiểu ướt)
- Oxither (chất oxy hóa nhiệt cả ngọn lửa trực tiếp, phục hồi và tái sinh)
- BIOCLEAN (bộ lọc sinh học)
Tìm hiểu dự án đã thực hiện của chúng tôi để khám phá ứng dụng!
Nguồn tecnosida
