2009 01 01 3224

G W v.til $. I. IXil'ty (Am(f voAr»nU \ttr- -ISBN 9?*4>4M5324'.1.0 by W PW SHi?

104    4. Chemia troposfery — smog

Dla tego lub jakiegokolwiek innego węglowodoru nasyconego stosunek stechiometryczny tlenu do paliwa (w przeliczeniu na masę) wynosi ok. 3.5:1. co odpowiada stosunkowi powietrza do paliwa 17:1. W przypadku niewystarczającej ilości tlenu zachodzi niecałkowite spalenie i w produktach reakcji występuje monotlenek węgla oraz szereg węglowodorów. które przcrcagowaly częściowo lub nic przercagowaly wcale. Monotlenek węgla jest dobrze znany jako gaz. który uniemożliwia przenoszenie tlenu przez hemoglobinę. Odpowiednie przepisy prawne określają surowe wymagania dotyczące maksymalnej zawartości lego ga/u w atmosferze, zazwyczaj 10-30 ppmv. Jak już wspomniano wcześniej, węglowodory, które przereagowaly częściowo lub wcale, są prekursorami sekwencji reakcji prowadzących do powstania smogu fotochemicznego. Należy zauważyć, że dochodzi również w znacznym stopniu do utraty paliwa w wyniku parowania ze zbiornika lub gażnika. Straty te są szczególnie istotne w przypadku wysokiej temperatury otoczenia.

Wprowadzenie związków zawierających tlen do paliwa węglowodorowego jest jednym ze sposobów osiągnięcia bardziej całkowitego jego spalania. Powracamy więc do tematu zmiany dotychczasowego chemicznego składu paliwa. Wspomniane związki zawierające tlen mogą zwiększać liczbę oktanową mieszanki benzynowej. Ponadto, ponieważ takie połączenia jak metanol, etanol i MTBE są źródłem tlenu, mogą zmniejszać wielkość emisji monollcnku węgla podczas spalania paliwa. Z tego powodu w USA i w innych krajach uchwalono odpowiedni przepis prawny — Ustawę o Czystości Powietrza. 1990 (ang. Clean Air Act). W przypadku USA obowiązujące regulacje prawne wymagają całorocznego stosowania benzyny wzbogaconej w tlen w dziewięciu głównych zespołach miejskich, w których występuje poważny problem zanieczyszczenia powietrza. Są to aglomeracje miejskie: Connecticut. Nowy Jork. Filadelfia. Baltimore. Chicago. Milwaukee. Houston. Los Angeles i San Dicgo. W przypadku innych regionów stosowane są mniej surowe wymagania. Zgodnie z Ustawą o Czystości Powietrza benzyna powinna zawierać 10% etanolu.

Obecność etanolu w benzynie nie tylko przyczynia się do zmniejszenia wielkości emisji monotlcnku węgla, ale również zwiększa lotność paliwa o ok. 7 kPa. mierzoną jako prężność pary Rcida (RYT. ang. Rad vapour pressure). Pomiaru prężności dokonuje się w tym przypadku w temperaturze 34.4 C (100 F). Wzrost lotności pozostaje niestety w sprzeczności z. inną częścią Ustawy o Czystości Powietrza, która wymaga, aby lotność konwencjonalnego paliwa została zredukowana z 62 do 56 kPa w miastach zlokalizowanych na północy i do 50 kPa w aglomeracjach w południowej części kraju. Regulacje te zostały wprowadzone, ponieważ lotność paliwa jest główną przyczyną uwalniania VOC. które wraz z monotlcnkicm węgla stanowią główne zanieczyszczenia powietrza miejskiego. Regulacje prawne wymagają wprowadzenia odpowiednich współczynników emisji odnoszących się do monotlenku węgla i VOC. Jak w wielu innych sytuacjach, proste rozwiązanie określonego problemu otwiera wachlarz zagadnień wzajemnie zależnych. Oprócz złożoności problemu lokalnie występujących miejskich zanieczyszczeń należy również rozpatrzyć wpływ wykorzystywania rozległych obszarów żyznych ziem do intensywnej uprawy zboża (kukurydzy). Zboże jest głównym surowcem służącym do produkcji etanolu, a jego wysokie plony zależą od intensywnego stosowania syntetycznych nawozów, których produkcja wymaga z kolei użycia paliw kopalnych, jak