يجب إيلاء الاهتمام: إن معالجة المركبات العضوية المتطايرة هي في المقام الأول مسألة علمية!

Thread Content

في السنوات الأخيرة، أصبحت مكافحة تلوث الهواء تحظى باهتمام متزايد، كما أثارت معالجة المركبات العضوية المتطايرة اهتمام مختلف القطاعات. المركبات العضوية المتطايرة (VOCs) هي فئة من المركبات الشائعة في الغلاف الجوي، وهي تعني المركبات العضوية السهلة التطاير التي نقطة غليانها تتراوح بين 50 درجة مئوية و260 درجة مئوية، وضغط بخارها المشبع عند درجة حرارة الغرفة يزيد عن 133.3 باسكال. وأهم مكوناتها هي الهيدروكربونات والكبريتيدات والأمونيا وغيرها. يمكن للمركبات العضوية المتطايرة أن تشكل ضبابًا كيميائيًا في الغلاف الجوي، مما يسبب أضرارًا بالغة للبيئة والإنسان. سواء كان الأمر يتعلق بمعالجة تلوث PM2.5 أو الأوزون، فإنه في المقام الأول مسألة علمية تتطلب دراسة الآليات الفيزيائية والكيميائية لتفاعلات الملوثات المختلفة. تساعد الأبحاث العلمية كثيرًا في تقنيات الإدارة وسياسات المكافحة. على سبيل المثال، في عملية تكوين الأوزون، لا يوجد علاقة خطية بين المركبات العضوية المتطايرة وأكاسيد النيتروجين، بل تعتمد العلاقة على نسبة كل منهما إلى الآخر. إذا تم التحكم في المركبات العضوية المتطايرة فقط، أو أكاسيد النيتروجين فقط، أو إذا لم يتم ضبط النسب بشكل صحيح، فلن يمكن ضمان الفعالية. أشار خبراء إلى أنه يجب التحكم في VOC وNOx بشكل متزامن. الوضع الحالي لمعالجة المركبات العضوية المتطايرة والاتجاهات السياسية: مقارنةً بإزالة الغبار وإزالة الكبريت والنيتروجين، فإن أنواع المركبات العضوية المتطايرة كثيرة، والصناعات التي تنتجها متعددة، كما أن مصادر انبعاثها متفرقة، وتكنولوجيات معالجتها معقدة. حاليًا، تتميز شركات معالجة المركبات العضوية المتطايرة في السوق المحلية بأنها صغيرة ومتفرقة. أوضحت “خطة العمل لتقليل المركبات العضوية المتطايرة في الصناعات الرئيسية”، التي أصدرتها وزارة الصناعة والتكنولوجيا ووزارة المالية مؤخرًا، أنه بحلول عام 2018، يجب تقليل كميات انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة في الصناعة بمقدار 3.3 مليون طن على الأقل مقارنة بعام 2015. كما تنص الخطة على ضرورة التركيز على تقليل الانبعاثات من المصادر الأولية والسيطرة على العمليات الصناعية، مع مراعاة أهمية التعامل مع الانبعاثات في المراحل النهائية أيضًا. كما تحدد الخطة بالتفصيل الإجراءات والأساليب اللازمة لتقليل الانبعاثات من المصادر الأولية والسيطرة على العمليات الصناعية، بالإضافة إلى ذكر بعض التقنيات المستخدمة حاليًا للتعامل مع الانبعاثات في المراحل النهائية، وذلك بهدف تنظيم وتوجيه جهود تقليل انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة في البلاد. “يولي «خطة العمل» اهتمامًا أكبر بالتقليل في المصدر والتحكم في العملية مقارنة بالمعالجة في المرحلة النهائية، وهذا هو اتجاه تطور معالجة المركبات العضوية المتطايرة في بلادنا في المستقبل، كما أن هذا هو المنهج المتبع على المستوى الدولي أيضًا. ”قال لوان زهي تشيانغ، نائب الأمين العام للجنة تنقية الغازات الضارة في جمعية صناعة حماية البيئة في الصين، إن ذلك سيزيد من الطلب على التقنيات والمعدات المستخدمة في مراقبة العمليات واستخدام المواد النظيفة، وبالتالي سيساعد في تطوير هذه الصناعات الفرعية. “لكن، لا يمكن التخفيف من إجراءات معالجة الملوثات العضوية المتطايرة في الوقت الحالي بأي شكل من الأشكال. ” أنواع المركبات العضوية المتطايرة: تشمل المركبات العضوية المتطايرة مجموعة متنوعة من المركبات العضوية التي يمكن أن تتطاير في درجة حرارة الغرفة، وفي البيئات الداخلية العادية، يوجد أكثر من 100 نوع من هذه المركبات. المكونات الرئيسية تشمل: مركبات البنزين، الكلوريدات العضوية، سلسلة الفريونات، المركبات العضوية، الأمينات، الكحولات، الإيثرات، الإسترات، الأحماض، ومركبات الهيدروكربونات البترولية، وغيرها. من بين أنواع المركبات العضوية المتطايرة الشائعة نجد التولوين، والكسيلين، والبارا-ديكلوروبنزين، والإيثيلبنزين، والستايرين، والفورمالديهايد، والأسيتالديهايد، وغيرها. يُشتبه في أن البنزين والتولوين والألكينات المهلجنة (مثل ثلاثي كلورو الإيثيلين وثنائي كلورو الإيثيلين) مواد مسرطنة، أو قد تم تأكيد ذلك بالفعل. مصادر المركبات العضوية المتطايرة هي بشكل أساسي المواد الكيميائية، والمذيبات الكيميائية، وعوادم السيارات، وغازات الاحتراق. توجد المواد الكيميائية بشكل أساسي في وحدات الإنتاج والبيع مثل مصافي النفط والصناعات الكيميائية ومحطات الوقود، بينما ترتبط المذيبات الكيميائية ارتباطًا وثيقًا بحياة كل فرد؛ فالطلاءات والديكورات الداخلية والخارجية للسيارات، بالإضافة إلى الأجهزة الإلكترونية والكهربائية، قد تحتوي جميعها على مواد عضوية متطايرة. هناك العديد من مصادر المركبات العضوية المتطايرة، مثل الحبر والمذيبات العضوية المستخدمة في صناعة التبغ، والأصباغ المستخدمة في صناعة المنسوجات، بالإضافة إلى روائح الألعاب العطرية، والطلاءات والمواد اللاصقة المستخدمة في تزيين الأثاث، وكذلك زينة السيارات والطلاءات المستخدمة عليها. كما تشمل المصادر أيضًا المنظفات ومواد التنظيف ومواد تنعيم الملابس المستخدمة في صناعة التنظيف الجاف. وبما أنه غاز قابل للتبخر، فإن الفرق بينه وبين PM2.5 هو أنه يمكن شم رائحة VOC مباشرةً. أنواع المركبات العضوية المتطايرة ⇒ أنواع التلوث: تؤدي أنواع مختلفة من المركبات العضوية المتطايرة إلى ظهور أنواع مختلفة من التلوث. لا تنتج المركبات العضوية المتطايرة الأوزون فحسب، بل هي أيضًا "مواد أولية" لجزيئات PM2.5. يقول الخبراء إن المركبات العضوية مثل البنزين والتولوين تتحول عبر عمليات الأكسدة والتكثيف إلى مركبات عضوية متطايرة، ثم تتكون من خلال عمليات التكثيف جزيئات عضوية ثانوية، وأخيرًا تتحول إلى جزيئات PM2.5. إن عملية تكوين جزيئات PM2.5 والأوزون الناتجة عن المركبات العضوية المتطايرة مختلفة تمامًا. تكوين الأوزون بسيط نسبيًا، حيث يحدث بشكل أساسي نتيجة تفاعلات أكسدة لمركبات الهيدروكربونات المتطايرة وأكاسيد النيتروجين (NOx) تحت أشعة الشمس. تأتي انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة في المدن بشكل رئيسي من المركبات، تليها المصادر الصناعية مثل مصافي التكرير والمصانع الكيميائية، كما لا يمكن تجاهل مساهمة النباتات في انبعاثات هذه المركبات. يتمثل مساهمة المركبات العضوية المتطايرة في تكوين جزيئات PM2.5 بشكل أساسي في تكوين الهباء الجوي العضوي الثانوي، وهو عملية كيميائية جوية معقدة للغاية. قد يكون هناك آلاف أنواع من المركبات العضوية المتطايرة، وآليات تكوين الهباء الجوي العضوي الثانوي، بما في ذلك العمليات الفيزيائية والكيميائية، لا تزال غير واضحة تمامًا في الأوساط الأكاديمية. ليس فقط في الصين، بل في جميع أنحاء العالم أيضًا. في بعض المدن، يكون الملوث الرئيسي هو جزيئات PM2.5، بينما في مدن أخرى يكون الأوزون هو الملوث الرئيسي، وهذا يرتبط بالعمليات الكيميائية في الغلاف الجوي. كما أن أنواع مختلفة من المركبات العضوية المتطايرة تؤدي إلى أنواع مختلفة من التلوث. المكون الرئيسي للمركبات العضوية المتطايرة هو الكربون العضوي، وله مساران: يتحول جزء منه إلى ثاني أكسيد الكربون، والذي يمكن أن يظل في الغلاف الجوي لفترة طويلة؛ بينما يتحول الجزء الآخر إلى هباء عضوي ثانوي، ويتم إزالته في النهاية من الهواء. معدلات تفاعل المركبات العضوية المتطايرة المختلفة مختلفة جدًا، كما أن مساهمتها في تلوث الهواء تختلف أيضًا. على سبيل المثال، يمكن للميثان أن يتحول إلى ثاني أكسيد الكربون، أو إلى هباء عضوي ثانوي، لكن قد تستغرق عملية التحول سنوات عديدة. وهناك أيضًا بعض المركبات العضوية المتطايرة التي يتطلب تحولها إلى هواءً محمول عدة أشهر. بالنسبة لهذه المركبات العضوية المتطايرة التي تتفاعل ببطء، فإنها تنتقل إلى مناطق أخرى مع تدفق الهواء، مما يؤثر على جودة الهواء والمناخ على مستوى العالم. وبعض المركبات العضوية المتطايرة ذات سرعة التفاعل العالية في الغلاف الجوي، يمكن أن تؤدي إلى تكوّن سريع للهباء الجوي العضوي المحلي. على سبيل المثال، تكون سرعة رد فعل الهيدروكربونات العطرية الناتجة عن انبعاثات المركبات الآلية سريعة جدًا. لقد أثبتت العديد من التجارب والملاحظات أن انبعاثات المركبات تساهم بشكل كبير في تكوين الهباء الجوي العضوي الثانوي في المدن. أما المركبات العضوية المتطايرة الناتجة عن مصافي التكرير، فهي في الغالب أوليفينات مكونة من سلاسل كربونية ثنائية قصيرة؛ وتتميز هذه المركبات بسرعة تفاعلها، كما أنها تشكل الأوزون بسرعة أيضًا، وبالتالي فإن لها مساهمة كبيرة في تكوين الأوزون. لكن مساهمتها محليًا في تكوين الهباء الجوي العضوي الثانوي ليست كبيرة. على سبيل المثال، يوجد في منطقة هيوستن بالولايات المتحدة عدد أكبر من مصانع تكرير النفط مقارنة ببكين، ولذلك فإن مستوى التلوث بجزيئات PM2.5 ليس شديدًا هناك. حالياً، ما يحتاج إلى السيطرة عليه بشكل عاجل هو المركبات العضوية المتطايرة التي تتحول بسرعة إلى هواءات في الغلاف الجوي. لذلك، يجب أن تكون دراسات المركبات العضوية المتطايرة أكثر دقة، مع التحكم فيها بشكل منظم حسب الفئات. إذا لم يتم التمييز بين الأنواع، فلن يكون من الممكن تحديد مساهمة كل نوع من ملوثات VOC في التلوث، مما يجعل عملية المعالجة عشوائية للغاية.