التحكم بالمركبات العضوية الطيارة

المركبات العضوية الطيارة هي المواد السائلة أو الصلبة التي تحتوي على الكربون العضوي، المرتبط مع الكربون، الكبريت، الهيدروجين،  النتروجين وليس على شكل كربونات مثل كربونات الكالسيوم أو كربون الكربيد والتي تتبخر بنسب هامة، وهي ملوثات ثانوية غالباً، ينبعث بعضها من مصادر كبيرة ومعظمها من مصادر صغيرة مثل السيارات وعلب الطلاء والمواد المذيبة وغيرها.

الضغط البخاري- محتوى البخار التوازني- التبخير: لمعرفة أي المواد الكيميائية تعتبر مركبات عضوية طيارة والتي تتبخر بنسب هامة يجب معرفة ضغط البخار لها. نقطة الغليان العادية للماء يكون فيها الضغط البخاري مساوياً إلى الضغط الجوي، ويتحول فيها السائل إلى بخار.

عند درجة الحرارة ٢٠ درجة سيليسيوس يكون الضغط البخاري للماء ٠.٠٢٣atm، عند هذه الدرجة لا يغلي الماء وإنما يتبخر إذا كان الهواء المحيط به غير مشبع، أما مركبات الإيتان والبروبان والبوتان لها ضغط بخاري أعلى من الضغط الجوي عند درجة الحرارة ٢٠ درجة سيليسيوس، لذلك يجب حفظها في أوانٍ مغلقة تتحمل الضغط.

يملك الزئبق ضغط بخاري يساوي إلى ١٠⁶atm وذلك يتبخر ببطء شديد ولكن بسبب سميته الشديدة يجب عدم التعرض لبخار الزئبق في الأماكن المغلقة. المعادن الأخرى مثل الزنك والزرنيخ تشكل مشكلة إذا دخلت كميات صغيرة منها عن طريق النفايات الصلبة إلى المحارق، حيث تكون درجة الحرارة العالية كافية لتبخيرها. يتكاثف بخار المعادن عندما يبرد في الغلاف الجوي مسبباً دقائقيات ناعمة سامة. ولا يعتبر الزئبق والمعادن الأخرى مركبات عضوية طيارة ولكنها تسلك عند تبخرها نفس سلوك المركبات العضوية الطيارة.

في الأوعية المغلقة يكون السائل القابل للتطاير في الحالة التوازنية مع البخار فوقها إذا كان السائل نقي فإن الضغط في الوعاء سيكون الضغط البخاري للسائل، ويكون للبخار نفس التركيب الكيميائي للسائل. أيضاً إذا كان الوعاء يحتوي على غاز مثل الهواء، فإنه عند التوازن هذا الهواء سيكون مشبعاً بالبخار المتبخر من السائل. تستخدم المركبات العضوية الطيارة كمواد مذيبة على نطاق واسع لأنها تتبخر في الهواء، دون مواد متبقية (محاليل التنظيف الجاف- مزيل طلاء الأظافر) أو طبقة رقيقة صلبة وغير قابلة للانحلال (الدهان، طلاء الأظافر، شمع الأرضيات، الأحبار).

ويتناسب معدل التبخر مع الضغط البخاري إذا أردنا التبخر السريع نستخدم مركبات مع ضغط بخاري عالي عند درجة حرارة الغرفة، وبالعكس إذا أردنا تبخر بطيء نختار محاليل مع ضغط بخاري منخفض عند درجة حرارة الغرفة. يستخدم voc كثيراً كوقود (البروبان، البنزين، الديزل، وقود الطائرات) لأن الوقود الهيدروكربوني يملك خصائص جيدة في الإنتاج والنقل والتخزين بالنسبة لباقي الأنواع التي تستخدم في المحطات الكبيرة مثل الفحم واليورانيوم.

وكلفة هذه الأنواع من الوقود من أجل واحدة الطاقة أقل بكثير من الأنواع السائلة ولكنها تتطلب تجهيزات أكثر كلفة وتعقيداً من أجل إجراءات التحكم بالتلوث والسلامة، كذلك مصادر الطاقة الأخرى مثل الغاز الطبيعي وطاقة الشمس والرياح والطاقة الجيوحرارية وغيرها لازالت غير قادرة على منافسة الوقود السائل من أجل استخدامها في وسائل النقل.

خيارات التحكم

1.   الاستبدال بمادة أخرى ليست voc.

2.   منع تسرب voc من الأوعية والحاويات.

3.   امتزاز voc من تيار الهواء بواسطة ممتز صلب.

4.   حرق voc لتشكيل مواد أقل ضرراً.

5.   تكثيف voc لإعادة استخدامها.

6.   تعديل العملية لتخفيض أو لإزالة voc.

يعد في بعض الظروف تعديل العمليات من أجل التحكم أو تخفيض انبعاث المركبات العضوية الطيارة اقتصادياً أكثر من استخدام أجهزة التحكم، مثلاً استبدال البنزين بالطاقة الكهربائية في السيارات يخفف من انبعاث الملوثات في الشوارع ولكن يؤدي إلى زيادتها في أماكن توليد الطاقة الكهربائية.