Poluarea industrială a aerului poate începe pentru oamenii din apropierea unei instalații printr-un semnal foarte simplu: mirosul, exact problema pe care România încearcă încă să o transforme din disconfort olfactiv într-un fenomen măsurabil și sancționabil. Un nou catalizator experimental a eliminat 99% din metil-mercaptan în testele de laborator, față de 51% pentru materialul folosit drept comparație.
Metil-mercaptanul, CH3SH, este un compus cu sulf și cu miros foarte puternic. Poate apărea în emisii provenite din anumite procese industriale, tratarea deșeurilor sau alte activități în care sunt eliberați compuși organici volatili sulfurați.
Problema tehnică nu este doar eliminarea moleculei. Catalizatorii folosiți pentru oxidare își pot pierde eficiența în prezența apei și a sulfului, exact condițiile care pot exista în gazele reale.
Poluarea industrială a aerului întâlnește un catalizator mai rezistent
Materialul descris la 15 august în Nature Communications este un oxid de tip spinel care combină cupru, nichel, mangan, cobalt și fier.
Autorii au folosit conceptul de material cu entropie ridicată. În locul unei structuri bazate pe unul sau două metale, mai multe elemente sunt integrate într-o singură rețea cristalină.
Rezultatul experimental a fost o eliminare de 99% a metil-mercaptanului. Catalizatorul CoFe2O4 folosit pentru comparație a ajuns la 51% în condițiile testate.
Diferența nu demonstrează încă performanța într-o fabrică. Arată însă că reorganizarea structurii electronice a materialului poate schimba radical eficiența reacției.
Problema sulfului este că poate otrăvi chiar materialul care îl elimină
Ozonul este un oxidant puternic și poate fi activat pe suprafața unui catalizator. În sistemele convenționale se pot forma radicali foarte reactivi.
Aceștia atacă poluantul, dar pot transforma sulful în sulfați care se depun pe locurile active ale catalizatorului. În timp, materialul își pierde performanța. Procesul este cunoscut drept „sulfur poisoning”, otrăvirea catalizatorului cu sulf.
Noul material modifică traseul reacției. Unele zone ale structurii favorizează activarea ozonului, în timp ce altele atrag metil-mercaptanul.
Separarea acestor funcții reduce formarea radicalilor hidroxil și acumularea sulfaților. Catalizatorul își păstrează astfel mai bine activitatea inclusiv în condiții umede.
Un miros neplăcut poate ascunde o problemă chimică mai complicată
În comunitățile aflate lângă gropi de gunoi, stații de epurare sau instalații industriale, plângerea începe adesea cu mirosul. Chimia din spatele lui poate implica însă zeci de compuși diferiți.
Asta face dificilă și intervenția. O instalație de tratare trebuie să funcționeze în fluxuri cu umiditate variabilă, temperaturi diferite și amestecuri de poluanți.
Un material care funcționează excelent pe o moleculă într-un laborator trebuie testat apoi în condiții reale. Contează durata de viață, costul, cantitatea de ozon necesară și subprodușii care apar.
Autorii prezintă rezultatul drept strategie de proiectare pentru ozonarea catalitică selectivă. Nu susțin că tehnologia este deja o soluție comercială disponibilă pentru orice instalație.
Pentru România, tehnologia nu înlocuiește măsurarea și controlul
România are din 2020 o lege dedicată disconfortului olfactiv, dar aplicarea ei a fost încetinită de dificultatea măsurării și de lipsa unor instrumente administrative suficient de clare.
Tehnologiile de tratare pot reduce emisii numai după identificarea sursei și a compușilor. O comunitate nu poate rezolva mirosul printr-un catalizator pe care operatorul nu este obligat să-l folosească.
De aceea, partea tehnologică și partea juridică trebuie să lucreze împreună. Laboratorul poate produce materiale mai eficiente. Statul trebuie să știe ce măsoară, ce limite impune și cine plătește reducerea emisiilor.
Rezultatul de 99% este suficient de bun pentru a atrage atenția. Următorul test este mai puțin spectaculos și mult mai important: dacă materialul poate păstra acea performanță într-un flux industrial real, luni și ani, nu doar într-o instalație experimentală.
