chemia21(1)

2.6. ATMOSFERA MIEJSKA 35

dopiero używanie paliw kopalnych spowodowało szybkie narastanie kłopotów związanych z zanieczyszczeniem powietrza. Mieszkańcy Londynu spalali węgiel od trzynastego wieku. Spowodowana tym zauważalna i raczej dziwna woń wzbudziła niemal natychmiast zaniepokojenie i próby ograniczenia zużycia węgla. Średniowieczni mieszkańcy Londynu myśleli, że zapach ten może być przyczyną chorób.

Paliwa zawierają przeważnie węglowodory, z wyjątkiem szczególnych i raczej rzadkich zastosowań, takich jak technika rakietowa, w której są używane związki azotowe, aluminium (Al), a nawet czasem beryl (Be). Spalanie zwykłego paliwa możemy zapisać w postaci równania

»4CH« + 50_2(g) -> 4 C0₂(_g) + 2H₂0_(g)    (2.16)

paliwo 4- tlen -+ ditlenek węgla + woda

To nie wydaje się specjalnie groźne, gdyż ani C0₂, ani woda nie są szczególnie toksyczne. Spróbujmy jednakże uwzględnić sytuację, w której wystąpi niedobór tlenu podczas spalania, co może występować wewnątrz silnika lub w palenisku kotła. Równanie spalania można wówczas zapisać w postaci

»4CH« + 3 0₂(_g) —»    4 CO_(g) + 2H₂0_(g)    (2.17)

paliwo + tlen -> tlenek węgla + woda

Tutaj wytworzyliśmy tlenek węgla (monotlenek), trujący gaz. Przy jeszcze mniejszej ilości tlenu możemy otrzymać węgiel, tzn. sadzę

»4 CH« + 0₂(_g) -*• C_(s) + 2H₂0_(g,    '    (2.18)

paliwo + tlen -*■ sadza + woda

W niższych temperaturach, w sytuacji względnego niedoboru 0₂, reakcje pirolizy, tzn. reakcje, w których zachodzi rozkład pod wpływem ciepła, mogą spowodować ponowne połączenie się atomów i doprowadzić do tworzenia się wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych podczas spalania (p. ramka 2.7). Najbardziej reprezentatywny jest benzo[a]piren, B(a)P, związek rakotwórczy.

Jakkolwiek spalanie paliw wydawało się początkowo działalnością nieszkodliwą, może ono doprowadzić do powstania wielu związków węgla, będących zanieczyszczeniami. Gdy, projektowano pierwsze maszyny parowe, inżynierowie zauważyli, że jest potrzebny nadmiar tlenu w reakcji całkowitego spalenia węgla do C0₂. W celu ominięcia tej trudności zastosowano metodę „spalania własnego dymu”, lecz nawet ten pomysł wymagał określonej zręczności w jego wdrażaniu, a sukces okazał się ograniczony.