تحقیق ماده MTBE و اثرات آن

توضیحات

عنوان:  ماده MTBE و اثرات سوء آن در محیط

• چکیده  
• مقدمه
• تاریخچه فرايند تولید MTBE  
• خواص MTBE و اثرات سوء آن در محیط
• خواص MTBE
• ورود MTBE به محیط زیست
• اثرات MTBE روی سلامت انسان و حيوان
• MTBE و خطرات حضور آن در محیط

چکیده 

در گذشته ترکیبات سربدار به عنوان مکمل به بنزین افزوده می شدند اما به دلیل خاصیت سرطانزایی آن ها از سال 1973، MTBE به عنوان جایگزین آن ها انتخاب شد. در پی رشد جشمگیر استفاده از این ترکیب، آلودگی منابع آب زیرزمینی به MTBE مشاهده شد و به همین دلیل از سال 2004 استفاده از آن در آمریکا و اروپای غربی متوقف شد.

از مهمترین خواص MTBE می توان جذب اندک توسط خاک، نفوذپذیری زیاد در خاک، ویسکوزیته ی پایین و حلالیت بالا در آب اشاره کرد که این خواص سبب شده اند که در صورت نشت مخازن زیرزمینی سریعأ آب های زیرزمینی را آلوده کند. MTBE بدلیل فراریت بالا سبب آلودگی هوا شده. در اثر بارش های طبیعی از هوا وارد آب های سطحی و خاک می شود. پس آلوده شدن هر یک اجزا محیط می تواند سبب آلودگی دیگر اجزا آن شود. MTBE در محیط های طبیعی، آلکانی و اسیدی ضعیف از پایداری بالایی برخودار است ولی در محیط های اسیدی قوی به متانول و ایزوبوتانل تجزیه می شود.

نتایج تحقیقات نشان می دهدکه تماس و استنشاق این ماده در بلند مدت سبب ایجاد سرطان های مختلف می شود. MTBE در اثر استنشاق و چشیدن وارد بدن شده و در بدن به موادی مانند فرمالدهید که ماده ی سرطانزایی است سبب تخریب سلول های ریوی، کلیوی و گلبول های قرمز می شود تجزیه شود. اثرات سوء MTBE بر محیط و بدن انسان حذف آن بسیار حائز اهمیت است.

با توجه بدلیل پایین بودن میزان جذب MTBE درخاک، زدایش این ماده از خاک از اهمیت چندانی برخوردار نیست و برای جلوگیری از نفوذ این ماده به سفره های آب زیرزمینی مورد استفاده قرار می گیرد.  .  از جمله روش های تصفیه خاک می توان استخراج بخارات خاک (SVE)، هوادهی، تصفیه به کمک گیاهان و شستشوی خاک را نام برد که این روش ها برای حذف MTBE و دیگر VOC های موجود در خاک  به صورت بخارات کاربرد دارند.

به دلیل نیمه عمر پایین MTBE در هوا (که به غلظت رادیکال های هیدروکسیل در هوا وابسته است) زدایش MTBE از هوا چندان مدنظر قرار نگرفته است. حذف MTBE از هوا در تصفیه بخارات آلوده ی حاصل از SVE و هوادهی یا در مواردی که میزان آلودگی در هوا زیاد باشد اهمیت پیدا می کند. از مهمترین تکنولوژی های استفاده شده برای حذف MTBE از هوا می توان به اکسیداسیون پیشرفته و استفاده از بایوراکتور ها اشاره کرد.

همانطور که گفته شد این ماده پس از نشت به سرعت وارد آب های منطقه می شود و به دلیل پایین بودن آستانه طعم و بوی MTBE در آب زدایش این ماده از آبهای آشامیدنی بسیار حائز اهمیت شده است. روش های زدایش MTBE از آب به سه دسته روش های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی تقسیم می شوند.

• روش های فیزیکی حذف ماده به صورت فیزیکی اتفاق می افتد. روش های هوادهی، جذب بر روی کربن های گرانولی، جذب بر روی رزین های مصنوعی کربن دار و پلیمری و اسمز معکوس از جمله این روش ها می باشند.
• روش های شیمیایی که از جمله این روش ها استفاده از اکسیداسیون پیشرفته به منظور تجزیه MTBE است. از جمله اکساینده های مصرفی در این روش می توان آب اکسیژنه، ازن، یون فلوئور، پرمنگنات و اسید سولفوریک را نام برد که این روش ها آلودگی جانبی برای محیط ندارند.
• روش های بیولوژیکی در این روش حذف MTBE با کمک میکروب های هوازی صورت می پذیرد که این روش نیاز به مطالعات و تحقیقات بیشتری دارد.

تکنولوژیهای SVE و هوادهی روش های مناسبی برای زدایش MTBE از خاک به شمار می آیند، برای زدایش این ماده از هوا و بخارات نیز از بیوراکتورها و اکسیداسیون پیشرفته استفاده می شود. در حذف مقادیر اندک MTBE از آب، جذب بر روی جاذب هایی چون Fe-ZSM5، Nafion و رزین کربن دار پوسته نارگیل بازده بالایی دارد و روش هوادهی و ازناسیون کاتالیستی برای حذف مقادیر زیاد آلودگی و روش های بیولوژیکی برای تصفیه دائم آب بسیار مناسبند. از دیگر راهکارهای جلوگیری از آلوده شدن محیط توسط MTBE استفاده از ETBE در بنزین است.

مقدمه

تاریخچه

با گسترش صنعت اتومبیل‌سازي و افزایش تعداد اتومبیل ها در جهان، فراهم آوردن سوخت مناسب تر برای این وسایل حائز اهمیت شده است. در اين راستا و به منظور بالا بردن عدد بنزین از سال 1923 افزایش مکمل هایی به بنزین شروع شد.

در ابتدا تترااتيل و تترامتيل سرب به منظور افزايش راندمان بهسوزي به بنزین اضافه مي‌گرديد. این مواد باعث افزايش عدد اوكتان بنزین می شدند اما سه مشكل عمده داشتند

• خاصيت سرطانزايي اين تركيبات كه در بافت مغز استخوان، كبد و كليه تجمع كرده و عوارض بسيار ديگری نيز دارند.
• افزايش گاز كربنيك و هيدروكربنهاي پلي آروماتيك سرطانزا نظير بنزوآلفاپيرن پس از سوختن این ترکیبات.
• مسموم شدن مبدل‌هاي كاتاليستي که در مسير اگزوز به منظور حذف آلاينده‌هاي گازي به کار برده می‌ شوند .

اين مشكلات سبب شد تا سوخت هاي اكسي‍ژنه به عنوان جايگزين مورد توجه قرار گيرند. سوخت های اکسیژنه هيدروكربن‌هايي هستند كه داراي يك يا تعداد بيشتري اتم اكسيژن مي باشند. اين سوخت‌ها به دو گروه شیمیایی اصلی تقسیم می شوند

• ترکیبات اتری در آن ها یک اتم اکسیژن بين دو گروه هیدروکربنی اتصال برقرار كرده است.
• الکل ها شامل یک گروه آلکیلی (مثل متیل ، اتیل یا ایزوپروپیل) متصل به یک گروه هیدروکسیل (اکسیژن- هیدروژن) باشند.

علاوه بر متیل ترشری بوتیل اتر(MTBE) و اتانول سوخت هاي اکسیژنه ديگر عبارتند از

TBA[1]،[2]TAME ، اتیل ترشی بوتیل اتر(ETBE)[3] و در ایزوپروپیل اتر DIPE[4] . ترشی امیل اتیل اتر (TAEE)[5]، ترشی امیل الکل (TAA)[6] و متانول، البته دو مورد آخر به میزان کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. جدول 1-1 ساختار مولکولی سوخت های اکسیژنه رایج مصرفي را نشان می دهد. برخی از این سوخت ها ممکن است در فرآيندهاي تجاري به عنوان محصول جانبي یا در اثر تخريب سوخت اوليه توليد شوند، برای مثال TBA در اغلب موارد از MTBE به ‌دست مي آيد .

برای بررسی دقیق تر تاریخچه استفاده از سوخت های اکسیژنه می توان به مراجع 10 و 11 مراجعه کرد.

جدول 1-1 – نام و ساختار مولکولی برخی از سوخت های اکسیژنه رایج [1]

توجه

• برای دانلود فایل کامل ورد لطفا اقدام به خرید نمایید.
• پس از خرید بلافاصله لینک دانلود فایل برای شما ایمیل خواهد شد.