Στη σύγχρονη εποχή των μεγάλων πόλεων η διαχείριση της αέριας ρύπανσης έχει ιδιαίτερη σημασία. Φυσικά πέρα από το μέγεθος των πόλεων ρόλο διαδραματίζει και το γεγονός ότι η αέρια ρύπανση δεν γνωρίζει σύνορα, με αποτέλεσμα να απαιτείται η συνεργασία διαφόρων χωρών και περιφερειών εντός αυτών, με τις πολιτικές επιλογές βέβαια να έρχονται πολλές φορές σε αντίθεση και σύγκρουση. Άλλωστε η επιλογή εφαρμογής μέτρων όπως τα οικονομικά κίνητρα αποτελούν μια σημαντική παράμετρο στο πεδίο αντιμετώπισης της αέριας ρύπανσης.
Πότε όμως θεωρούμε ότι υπάρχει αέρια ρύπανση;
Όταν η συγκέντρωση ρύπων είναι σε συγκεκριμένα επίπεδα και για χρονικές περιόδους τέτοιες ώστε να προκαλέσουν βλαβερές συνέπειες. Ποια είναι όμως τα πεδία τα οποία επηρεάζουν τον τρόπο διαχείρισης της συγκεκριμένης μορφής ρύπανσης; Αναφερόμαστε στο περιβάλλον, την μηχανική και την οικονομία. Η δράση αρχίζει από την αντιμετώπιση της μόλυνσης στην πηγή της με τη χρήση λιγότερο μολυσματικών και κυρίως τοξικών υλικών. Βασικό μέρος της διαχείρισης αποτελούν οι τεχνολογίες πρόληψης και ελέγχου της μόλυνσης. Ιδιαίτερη σημασία έχει για την αέρια ρύπανση έχει μεταξύ άλλων ο τομέας μεταφορών και οι μετακινήσεις όπου μια αποτελεσματική μέθοδος είναι ο έλεγχος, εκπομπών και καθαρότητας, καυσίμων.
Ιστορικά δεδομένα
Την περίοδο του Μεσαίωνα αέρια ρύπανση προκαλούσε η καύση κάρβουνου με σκοπό τη θέρμανση κατοίκων σε μεγάλες πόλεις όπως το Λονδίνο. Σημαντικό ρόλο έπαιξε η Βιομηχανική Επανάσταση τον 18ο αιώνα, περίοδος κατά την οποία είχαν καταγραφεί αυξημένα επίπεδα χρήσης ορυκτών καυσίμων. Επιπλέον, ιστορικά, έχει παρατηρηθεί πως ρόλο στην εμφάνιση ατμοσφαιρικής ρύπανσης έχουν οι κλιματολογικές και καιρικές συνθήκες. Στην Αγγλία του 14ου αιώνα απαγορεύτηκε η καύση κάρβουνου δια νόμου. Στη Γαλλία του 19ου αιώνα νομοθετήθηκε ο έλεγχος ποιότητας περιβάλλοντος, σύμφωνα με τον οποίο ήταν πλέον υποχρεωτική η έκδοση άδειας για εμπορικές δραστηριότητες. Άλλωστε στην ίδια χώρα θεσμοθετήθηκε για πρώτη φορά η έκδοση αδειών και ελέγχου καυσίμων για ατμοκινητήρες. Στα μέσα του 20ού αιώνα ξεκίνησαν ενέργειες προκειμένου να περιορισθεί η εκπομπή ατμοσφαιρικών ρύπων τόσο από σταθερές όσο και κινητές πηγές σε περιφερειακό και τοπικό επίπεδο προκειμένου να αντιμετωπιστεί περαιτέρω η αέρια ρύπανση.
Χαρακτηριστικό παράδειγμα μόλυνσης με μεγάλες συνέπειες αποτελεί το συμβάν του 1948 στην Πενσυλβάνια των ΗΠΑ. Τότε λόγω άπνοιας επί πέντε ημέρες οι συγκεντρώσεις αέριων ρύπων από τις τοπικές βιομηχανίες, χάλυβα, ψευδαργύρου και θειικού οξέως έφθασαν σε επικίνδυνα επίπεδα με αποτέλεσμα τον θάνατο 18 ανθρώπων.
Είδη ατμοσφαιρικών ρύπων και μέθοδοι ελέγχου
Στο πεδίο των βιομηχανιών ο στόχος ρύθμισης της ατμοσφαιρικής ρύπανσης αφορούσε αρχικά μόνο τους ρύπους – κριτήρια. Οι συγκεκριμένοι ρύποι συμβάλλουν άμεσα στο φαινόμενο της αιθαλομίχλης όπως και στην πρόκληση προβλημάτων υγείας. Πλέον όμως ερευνώνται οι επιπτώσεις από οργανικές ενώσεις οι οποίες περιέχουν άνθρακα, υδρογόνο κ.α. Άλλωστε υπάρχει το ζήτημα των εκτεταμένων επιπτώσεων από αέρια θερμοκηπίου, όπως το διοξείδιο του άνθρακα (CO2), οι χλωροφθοράνθρακες (CFC), το μεθάνιο (CH4), οξείδια του αζώτου (NOx) και το όζον (O3). Όσον αφορά τους αέριους ρύπους – κριτήρια όπως οι πτητικές οργανικές ενώσεις (VOCs), έχουν ως κύριες πηγές τους οργανικούς διαλύτες, την χημική βιομηχανία, την πετροχημική βιομηχανία και τα αυτοκίνητα.
Γενικότερα οι τρόποι μείωσης των αέριων ρύπων ξεκινούν από τη διαχείριση της αρχικής πηγής, την αναδιάρθρωση του προϊόντος, την αλλαγή των διεργασιών (όργανα και τεχνικές) ενώ τέλος υπάρχουν οι τεχνολογίες καθαρισμού
Προκειμένου να επιλέξουμε την κατάλληλη μέθοδο ανάλογα τον ρύπο θα πρέπει να εξετάσουμε τα χαρακτηριστικά της πηγής και τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά των σωματιδίων όπως η κατανομή μεγέθους. Υπάρχουν συγκεκριμένες μέθοδοι ελέγχου ρύπανσης τόσο για τους σωματιδιακούς ρύπους όσο και για τις πτητικές οργανικές ενώσεις.
- Κυκλώνες: Όργανα καθαρισμού αερίων από σωματίδια, μέσω αξιοποίησης της φυγόκεντρου δύναμης που αναπτύσσεται από περιστρεφόμενο αέριο ρεύμα
- Θάλαμοι κατακρήμνισης: Αποτελούνται από μεγάλους θαλάμους όπου εισέρχονται με ταχύτητα από 1 m/s έως 3 m/s. Η αρχή λειτουργίας τους βασίζεται στην καθίζηση λόγω βαρύτητας προκειμένου να γίνει ο διαχωρισμός σωματιδίων – αερίου.
- Ηλεκτρόφιλτρα: Πρόκειται για διατάξεις οι οποίες διαχωρίζουν σωματίδια και αέρια αξιοποιώντας ηλεκτροστατικές δυνάμεις
- Διήθηση αερίων: Αναφερόμαστε σε φίλτρα πορώδους δομής στα οποία συγκρατούνται τα σωματίδια – ρύποι κατά τη διέλευση αέρα από αυτά
- Πλυντήρια αερίων: Εγκαταστάσεις όπου έρχονται σε επαφή αέρια που εμπεριέχουν ρύπους με σταγόνες νερού. Τα σωματίδια μεταφέρονται στις σταγόνες και ο διαχωρισμός τους γίνεται με άλλες διατάξεις (π.χ κυκλώνες)
Ειδικότερα για τις πτητικές οργανικές ενώσεις επιλέγονται οι μέθοδοι, απορρόφησης, προσρόφησης και αποτέφρωσης.
- Προσρόφηση σε στερεά: Χρησιμοποιείται με σκοπό την μείωση εκπομπής VOCs από βιομηχανικά αέρια ρεύματα και πρόκειται για διεργασία μεταφοράς μάζας στην επιφάνεια στερεού. Υπάρχει η φυσική και η χημική προσρόφηση.
- Απορρόφηση: Σε αυτή την μέθοδο αέριο ρεύμα με συγκεντρώσεις ρύπων έρχονται σε επαφή με υδάτινο ρεύμα στο οποίο ο ρύπος μπορεί να διαλυθεί. Αρχικά επιτυγχάνεται ισορροπία μεταξύ αέριας και υγρής φάση. Στην συνέχεια ο ρύπος μεταφέρεται στο υγρό ρεύμα και η ισορροπία σταματά.
- Αποτέφρωση: Η πλέον κοινή διαδικασία καταστροφής VOCs. Οι χρησιμοποιούμενοι καυστήρες μπορεί να είναι είτε θερμικοί, είτε καταλυτικοί. Στη δεύτερη περίπτωση η διαδικασία αφ ενός μεν επιταχύνεται, αφετέρου δε, δεν αναπτύσσονται χαμηλότερες θερμοκρασίες σε σχέση με την πρώτη.
Καλό είναι να θυμόμαστε πως η αέρια ρύπανση δεν είναι ένα καινούργιο φαινόμενο. Υπάρχουν πολλοί τρόποι να την αντιμετωπίσουμε ή ακόμα καλύτερα και να την προλάβουμε.
Πηγές που χρησιμοποιήθηκαν για το άρθρο
Βιβλία
Ξ. Βερύκιος, 2003, Ατμοσφαιρικοί ρύποι και τεχνολογία ελέγχου εκπομπής τους Ι, Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήμιο
Διαδίκτυο
- Air pollution control, ανακτήθηκε από www.britannica.com, τελευταία επίσκεψη 9/11/2020
- Managing air quality. Control strategies to achieve air pollution, ανακτήθηκε από www.epa.gov, τελευταία επίσκεψη 9/11/2020
