Карбон қара дағдарысы: Жасыл баламалар ұсынылды

Заманауи өнеркәсіпте көмір қара, негізгі толтырғыш, дөңгелектерде, резина өнімдерінде, пластмассаларда және басқа салаларда кеңінен қолданылады.долгиөндірісінде ол резинаның салмағының 30%-дан астамын құрауы мүмкін, дөңгелектің тозуға қарсы тұруын және құрылымдық беріктігін арттыруда маңызды рөл атқарады. Дегенмен, бұл қажет материал экологиялық ортаға жасырын қауіп төндіре бастады, ал оның өмір циклындағы ластану мәселелері тұрақты дамуға кедергі келтіретін басты瓶颈ге айналды.

Көмір қара өндіру процесі жоғары ластану мен жоғары энергия тұтынудың тамаша мысалы болып табылады. Дәстүрлі көмір қара өндірісі шикізат ретінде табиғи газ немесе мұнай фракцияларын пайдаланады және толық емес жану немесе пиролиз арқылы өндіріледі.

Бұл процесс тек үлкен мөлшерде қазба энергиясын тұтынып қана қоймай, сонымен қатар алаңдатарлық ластаушы заттардың шығарындыларын өндіреді. Деректер көрсеткендей, өндірілген әр тонна көмір қара шамамен 2,5 тонна шикі мұнайды тұтынып, 2,2 тонна көмірқышқыл газын шығарады.

Дүниежүзілік көмір қара өнеркәсібінің жылдық көмір шығарындылары химия өнеркәсібінің жалпы шығарындыларының 3%-дан астамын құрайды. Одан да ауыр, өндіріс процесі үлкен мөлшерде қатты қалдықтарды, оның ішінде шайыр қалдығын және күкірт бар шығарындыларды, сондай-ақ уытты газдарды шығарады. Егер бұл қалдықтар дұрыс өңделмесе, олар топырақтың ауыр металлмен ластануына және қышқыл жаңбыр қаупіне әкелуі мүмкін. Кейбір компаниялар тіпті бензопирен сияқты күшті канцерогендер бар уытты газдарды құпия түрде шығарып, айналадағы тұрғындардың денсаулығына тікелей қауіп төндіреді.

Көміртек қараның теріс әсері дөңгелектің өмір циклы барысында тіпті айқынырақ көрінеді. Себебі көміртек қарасы УФ сәулелерін күшті сіңіреді, бұл дөңгелек резеңкесінің фотооксидтенуін тездетеді, дөңгелектің УФ қарсыласуын және ауа-райы қарсыласуын едәуір төмендетеді. Бұл дөңгелектің өмірін 30%-дан астам қысқартып қана қоймай, сонымен қатар қауіпсіздікке елеулі қауіп төндіреді. Ескірген дөңгелектер жарылуға және ісінуге бейім, бұл жоғары жылдамдықта жүру барысында жарылуларға әкелуі мүмкін.

Сонымен қатар, қысқарған дөңгелек өмірлері жиі ауыстыруларды білдіреді, бұл одан да көп қалдық дөңгелектерді тудырады. Қалдық дөңгелектерде бар көміртек қараны ыдырату қиын, ал ұзақ мерзімді жинақтау жер ресурстарын тұтынады. Жойылу кезінде диоксиндер сияқты өте улы заттар шығарылады.

Дөңгелек тозуынан туындаған ластану тіпті одан да insidiously және зиянды. Зерттеулер көрсеткендей, автокөлік дөңгелек тозуынан жыл сайын шамамен 5 килограмм бөлшек заттарды шығарады, олардың 90%-дан астамы көміртек қарасын қамтиды. Бұл бөлшектердің диаметрі 10 микроннан кіші, олар адам тыныс алу жүйесіне тікелей кіріп, астма және пневмония сияқты ауруларды тудыруы мүмкін.

2.5 микроннан кіші ультратонкие бөлшектер альвеолаларға еніп, қан айналымына кіре алады, жүрек-қан тамырлары ауруларының қаупін арттырады. Тіпті, бұл көміртек қарасын қамтитын микропластиктер атмосфералық шөгінділер мен жаңбыр суы арқылы өзендер мен көлдерге енуі мүмкін. Зерттеулер әлемдік тұщы су жүйелерінде дөңгелек тозу бөлшектерінің концентрациясы 1.5 миллиграмм куб метрге жеткенін анықтады. Бұл бөлшектер судағы организмдерде жинақталып, тамақ тізбегі арқылы беріледі, ақырында адам денсаулығына қауіп төндіреді.

Экологиялық орта барған сайын нәзік болып, "екі көміртек" мақсаттары алға басқан сайын, көміртек қарасы ластануы мәселесі шешуді қажет ететін маңызды мәселе болып отыр. Жаңартылатын, төмен ластауыш және жасыл балама материалдарды табу тек экологиялық міндет емес, сонымен қатар өнеркәсіптік жаңарудың маңызды талабы болып табылады.

Қазіргі уақытта әлем бойынша зерттеу институттары мен кәсіпорындар балама материалдарды зерттеу және әзірлеу толқынын бастады, био-негізделген материалдар басты назарда. Мысалы, ауылшаруашылық қалдықтарынан алынған лигнин негізіндегі толтырғыштар көміртек қарасына қарағанда салыстырмалы нығайту қасиеттерін ұсынады, сондай-ақ олардың көміртек ізі дәстүрлі көміртек қарасының тек бесінші бөлігін құрайды және табиғи ортада жартылай ыдырайды.

Наноматериалдар технологиясы баламалы шешімдер үшін жаңа идеялар ұсынады. Наноцеллюлоза және графен сияқты жаңа материалдар арнайы модификациялар арқылы резина өнімдерінің тозуға және қартаюға төзімділігін айтарлықтай арттырып, олардың өндіріс процесі дерлік нөлдік ластауыш шығарындыларын қамтамасыз ете алады.

Еуропалық Одақ 2030 жылға қарай дөңгелектерде био-негізделген толтырғыштарды 50%-ға дейін қолдануды насихаттау үшін "Жасыл дөңгелек" бастамасын іске қосты. Бұл технология эксперименттік дөңгелектерде екі жақты突破ға қол жеткізді: қызмет мерзімінің 20%-ға артуы және айналмалы кедергінің 15%-ға төмендеуі.

Көміртек қарасының ластануының жүйелі зияны дәстүрлі, жоғары ластайтын материалдарды ауыстырудың шұғыл қажеттілігін ескертеді.