Benzol, BTEX Vegyületek és Katalizátorok: Tulajdonságok, Kockázatok és Szabályozás
A benzol, melyet ma is jól ismerünk, egy jellegzetes illatú, színtelen vagy világossárga színű, igen gyúlékony, illékony folyadék. Aromás szénhidrogén, mely vízben enyhén oldódik, és jól elegyedik alkoholokkal, éterekkel. Kifejezetten íz- és szagrontó hatású, érzékelési küszöbkoncentrációja 61 ppm, felismerési küszöbkoncentrációja 97 ppm. A benzol fagyáspontja 5 °C volt.
A Benzol Története és Jelentősége
A benzol 1856-ban vált hirtelen fontossá. A XX. század elejéig még arcvízként is használatos volt, és korábban oldószerként és háztartási tisztítószerként is széles körben alkalmazták. Világszerte széles körben használják, az Egyesült Államokban a 20 legnagyobb tételben előállított vegyi anyag között szerepel. Szerepet játszik például műanyagok, gyanták, sztirén, nejlon, poliészter, vagy más szintetikus szálak előállításában, továbbá bizonyos típusú gumi, kenőanyagok, festékek, mosószerek, tisztítószerek, ragasztók, gyógyszerek, növényvédő szerek, robbanóanyagok gyártásában.
A benzol szerkezeti modelljét tartották a legjobbnak: egy lapos, szabályos hatszög alakú molekula, melynek minden atomja azonos. Többen akarták megismerni a szerkezetét, mivel eltérően viselkedett.
A Benzol Forrásai és Kitettség
Természetes úton vulkáni tevékenység során, nyersolajból, valamint erdőtüzekkel kerülhet a környezetbe, nagyobb mennyiségben emberi tevékenységből származik. Kőolajból, toluolból, benzinből állítják elő. Benzolt tartalmaznak a szén- és kőolajszármazékok, valamint megtalálható a feldolgozott olajipari termékekben. Használatával javítható az oktánszám, ezért gyakran adalékolják üzemanyagokhoz: mértéke a vonatkozó 98/70/EK irányelv alapján maximum 1 térfogatszázalék lehet. A hazánkban forgalmazott benzin akár 1%-ban is tartalmazhat benzolt, így a benzinkutakon elkerülhetetlenül benzol kerül a levegőbe, mert a tankolás csak elvben zárt rendszer.
A benzol leginkább belégzéssel kerül a szervezetünkbe, de élelmiszerekkel, folyadékokkal is felvehetjük, illetve szennyezett vízből a bőrön át is felszívódhat. Kis mennyiségű benzol hatásának mindenki ki van téve napjainkban, munkahelyi és otthoni környezetben egyaránt. A nagyvárosokban, ipari területeken élő emberek benzolterhelése általában nagyobb fokú, mint a vidéken élőké. A benzol forrásai leginkább a gépjárművek kipufogógázai, az ipari kibocsátás, az avar- és faégetés, a benzin és a dohányfüst lehetnek.
hogyan reagálnak az aromás szénhidrogének
Kitettség jelentkezhet továbbá veszélyeshulladéklerakó-telepek, ásványolaj-finomítás, petrolkémiai tevékenységek, vagy benzinkutak közelében. Gőzei kipárologhatnak a benzol tartalmú termékekből (benzin, ragasztók, festékek, bútorviaszok). Benzolt felhasználó üzemek zárt tereiben igen nagy (10-1000 mg/m³) lehet a koncentrációja. Egy átlagos dohányos (32 cigaretta/nap) mintegy 1,8 mg benzolt visz a szervezetébe naponta, ami a nemdohányzók átlagos napi bevitelének 10-szerese. Az ivóvíz általában kevesebb, mint 0,1 µg/l benzolt tartalmaz, de nyomokban kimutatták már palackozott vízben, tojásban, húsban, gyümölcsökben és zöldségekben is. Kis mennyiségű (1,5 µg/l alatti koncentrációjú) benzol keletkezhet élelmiszerekben, üdítőitalokban a benzoesav (E210-213), illetve az L-aszkorbinsav (E300) reakciójából, ez azonban az Egyesült Államok Élelmiszer-biztonsági Hivatala szerint nem jelent közvetlen egészségkockázatot.
A Benzol Egészségügyi Hatásai
Számos nemzetközi szervezet, mint például a DHHS (US Department of Health and Human Services), az IARC (International Agency for Research on Cancer), valamint az EPA, egybehangzóan megállapította, hogy a benzol emberben bizonyítottan karcinogén hatású. Különösen a vérképző szervekben okozhat rákot (leukémia), ezen belül az akut mieloid leukémia (AML) kialakulásával hozzák összefüggésbe. Felelős lehet továbbá az akut limfoblasztos leukémia (ALL), a non-Hodgkin limfóma (NHL), illetve a mielodiszpláziás szindróma elnevezésű rákos megbetegedésekért. Egy átfogó tanulmány alapján a 100 000 főre vetített leukémiás halálozások száma a benzollal érintkező munkavállalók esetében 14, míg a benzolt nem alkalmazó üzemek dolgozói között 2 fő volt. Azon munkavégzők között, akik korábban átestek benzolmérgezésen, a tapasztalt leukémiás halálozási ráta 701/100 000 fő.
A benzolmérgezés a legtöbb esetben rosszul szellőztetett helyiségben, elsősorban belégzéssel, vagy a bőrön át fordulhat elő. A lenyeléséből származó mérgezés ritka, ám súlyos kimenetelű, általában véletlen baleset (tisztítószer, benzin lenyelése), vagy öngyilkossági kísérlet következménye. Rövid idejű (5-10 perc), kis koncentrációjú (700-3000 mg/m³) expozíció esetében a benzol belégzésének tünetei: álmosság, szédülés, látászavarok, hányinger, gyors szívverés, fejfájás, zavartság lehetnek. Nagyobb benzolkoncentráció (10 000-20 000 mg/m³), vagy hosszabb idejű kitettség esetén remegés, eszméletvesztés, kóma, görcsök tapasztalhatók, és végül halál is bekövetkezhet. Eufóriát, delíriumos állapotot kiváltó hatása szintén megfigyelhető, mely korábban kábítószerként használva visszaélésekhez vezetett.
A benzol bőrre kerülve bőrpírt és kiütést okozhat. Szembe kerülve a szem irritációját és a szaruhártya károsodását válthatja ki. A tüdőben, a gyomor-, bélrendszerben és az egész bőrfelületen át felszívódik, és bejut a véráramba. A szervezet a benzolt metabolitokká alakítja, melyek közül több mérhető, mint például az S-fenil-merkaptán, ezek segítségével kimutatható a fokozott expozíció, illetve a benzolmérgezés.
Krónikus mérgezés esetén a tünetek a méreggel való kontaktus kezdete után gyakran csak hónapok vagy évek múltán jelentkeznek. Ilyen lehet a vér alkotóelemeinek csökkent termelése, ami gyengeséghez, étvágytalansághoz és - vérzékenységgel párosulva - vérszegénységhez vezethet. A benzol káros lehet az immunrendszerre, csökkenti a szervezet védekezőképességét, ennek következtében nagyobb lehet a fertőzések esélye. Bizonyítottan kromoszóma-elváltozásokat okoz. Károsíthatja a reproduktív szerveket, női dolgozóknál szabálytalan menstruációs ciklust tapasztaltak, és spontán abortuszt okozhat. Egyelőre nem ismert, hogy milyen hatással van a fejlődő magzatokra, a terhes nőkre vagy a férfi termékenységére. Nem ismeretes, hogy a gyerekek érzékenyebbek-e a benzolmérgezésre, mint a felnőttek, ám állatkísérletek alapján a benzol tartalmú levegő belégzése kis születési súlyt, késleltetett csontképződést és csontvelő-károsodást is kiválthat az utódnál.
Kipufogórendszerek katalizátor nélkül
Tippek a benzollal kapcsolatban
Szabályozás és Megelőzés
A lakosság benzol expozíciója csökkenthető a cigarettázás elhagyásával, a nemdohányzók fokozott védelme indokolt. Javasolt, hogy a dohányosok ne gyújtsanak rá lakásukban, zárt környezetben, vagy gyermekek közelében. Fontos továbbá, hogy a benzinkutaknál biztosítsák az üzemanyag-kiszolgálás zárt rendszerét. Civil szervezetek sürgetik továbbá, hogy a szúnyogirtáshoz használt permetezőszerek kijuttatásához esetenként alkalmazott gázolajat (mely benzolt tartalmazhat) biztonságos szerrel helyettesítsék. Kedvező előrelépés ez ügyben, hogy 2010-től nem lehet gázolajat használni melegköd-képzésre Magyarországon. Ám kategorikus tiltás sincs, a hatósági ellenőrzés hiányosságai miatt előfordulhat a gázolaj felhasználása.
Tudományosan igazolt egészségkockázata miatt a benzolt ma már a legtöbb ipari folyamatban helyettesítik, ám a kiváltására használt toluol, ha kisebb mértékben is, de kockázatos anyag, állatokban rákkeltő lehet. A benzol biztonságos helyettesítése tehát nem minden esetben megoldott. Fontos az ipari folyamatok során a munkavédelmi előírások betartása, mellyel a benzolkitettség káros hatásai mérsékelhetők. Otthoni vagy magánhasználatra benzol már nem kapható. Az alábbi iparágak dolgozóinak lehet az átlagosnál nagyobb benzolkitettsége: mosó- és tisztítószer-gyártás, növényvédőszer-gyártás, kőolaj-feldolgozás, benzin- vagy oldószer-előállítás, festék-, lakk-, ragasztó-, gumigyártás, illetve a hulladékgazdálkodás területén dolgozók, laboratóriumi technikusok, autószerelők, zsírtalanítást, vontató- és tartálytisztítást végző alkalmazottak. Baleset vagy rosszullét esetén azonnal orvoshoz kell fordulni. Ha lehetséges, a termékcímkét meg kell mutatni.
Az EU már évtizedek óta korlátozza a benzol tartalmú anyagok importját és forgalmazását (89/677/EEK irányelv). Az E-PRTR (166/2006/EK, az Európai Szennyezőanyag-kibocsátási és -szállítási Nyilvántartás irányelv) alapján a cégeknek jelenteni kell benzolkibocsátásukat. A 82/806/EGK irányelv alapján az Európai Közösség korlátozta továbbá a szabad állapotú benzol felhasználását gyermekjátékokban. Az 1907/2006/EK rendelet (REACH) szerint nem hozhatók forgalomba olyan játékok, amelyekben a szabad állapotú benzol koncentrációja nagyobb 5 mg/kg-nál. Hazai viszonylatban a 2000. évi LXVIII. törvény rendelkezik a benzolártalmak elleni védekezésről, ill. a 6/2009. (IV.14.) KvVM-EüM-FVM együttes rendelet szabja meg benzolra a szennyezettségi határértéket (felszín alatti víz esetében 1 µg/l, földtani közegre nézve 0,2 mg/kg). Az Egyesült Államokban a legnagyobb megengedett szennyezőanyag-szint benzol esetében 5 ppb, a munkahelyi kitettség maximuma pedig (8 órás munkanapot figyelembe véve) 1 mg/m³ lehet.
BTEX Vegyületek: Benzol, Toluol, Etilbenzol, Xilol
A BTEX nem egyetlen vegyi anyag, hanem kémiai vegyületek egy csoportja, amely elsősorban a következőket tartalmazza: benzol, toluol, etilbenzol és xilol. Más szóval, a BTEX a négy gyakori illékony szerves vegyület (VOC) rövidítése, amelyek az ipari környezetben találhatók. A BTEX természetes eredetű vegyi anyagokból áll, amelyek gyakran megtalálhatók a kőolajtermékekben, például a benzinben. Ezek jól ismert veszélyes vegyületek, amelyek számos növényben és termékben megtalálhatók, de mindegyikük természetes módon előfordul a nyersolajban és a földgázban.
Toluol
A toluol színtelen folyadék, erős oldószerszaggal. A nyersolaj egy kisebb összetevője, amelyet a finomítási folyamat során nyernek ki, és ragasztó, gyanta, oldószer, hígító, polírozóanyag, körömlakk, ragasztók és műanyag termékek gyártásához használnak. A toluolnak kitett emberek hasonló hatásokat tapasztalnak, mint a részegség. A hosszú távú expozíció látás- és halláskárosodást okozhat. Nem ismert rákkeltő anyag. Az OSHA a toluol megengedett expozíciós határértékét 200 ppmv-ben határozta meg egy nyolcórás munkanapra.
Accord 2001 katalizátor karbantartás
Etilbenzol
Ez a színtelen, kellemes illatú vegyület szobahőmérsékleten gáz halmazállapotú és könnyen gyúlékony. Az etil-benzolt, amelyet nyersolajból nyernek finomítás során, széles körben használják a sztirol előállításában. Széles körben használják oldószerként tintákban és festékekben, és a motor üzemanyagának égésterméke. A nagy mennyiségű etil-benzolnak való kitettség halláskárosodást és vesekárosodást okozhat. Rákos daganatok kialakulásához is vezethet. Az EPA előírja, hogy az ivóvíz nem tartalmazhat 700 ppbv-nél több etil-benzolt. Az OSHA az etil-benzol megengedett expozíciós határértékét 100 ppmv-ben határozta meg egy nyolcórás napi munkanapra.
Xilol
A xilol vegyület három izomerben kapható (ugyanazok a kémiai képletek, de eltérő szerkezetűek). Színtelen, olajos, gyúlékony anyag, amelyet műanyag és poliészter ruházat gyártásához használnak. Oldószerként is széles körben használják. A xilol magas szintjének való kitettség fejfájást, koordinációs zavarokat, szédülést és zavartságot okozhat. Rövid ideig tartó magas koncentrációnak való kitettség bőrirritációt okozhat. Rendkívül magas szinten halálos, de nem tekinthető rákkeltőnek. Az EPA előírja, hogy az ivóvíz legfeljebb 10 ppmv xilolt tartalmazhat.
BTEX Vegyületek Mérése és Eltávolítása
A BTEX vegyületek mérésére aktív és passzív módszerek is léteznek. Aktív mérés során gázkromatográf tömegspektrométereket szerelnek fel a létesítményekbe levegőminták gyűjtésére. Ezek a rendszerek perceken belül képesek meghatározni az illékony szerves vegyületek (VOC) teljes kibocsátási koncentrációját, valamint az egyes vegyületek koncentrációját. Azonban ezek a rendszerek sokkal bonyolultabbak, és ezért sokkal drágábbak is. Passzív mérés esetén a BTEX vegyületeket ismert sebességgel adszorbeáló vagy összegyűjtő rozettákat vagy csöveket a monitorozási pontokon helyezik el, majd gyűjtik össze. Kritikus fontosságú a mérőeszközök elhelyezése a létesítményen kívül.
Néhány eltávolítási módszer teljesebben oldja meg a problémát, mint mások. Például a BTEX vegyületek újrafelhasználása vagy értékesítése csak késlelteti azok végső kibocsátását. Az aktív szénszűrők drágák, és gyakran kell cserélni őket, mivel idővel romlik a teljesítményük. A BTEX vegyületek elégetése ugyanolyan rossz, mint ha érintetlenül hagynánk őket elszabadulni, mivel égésük egyik mellékterméke a szén-dioxid. Vannak más természetes módszerek is a BTEX vegyületek eltávolítására. Például egyes vegyületek természetes napfényben lebomlanak. A vegyületeket mikroorganizmusok is képesek metabolizálni aerob és anaerob körülmények között.
Katalizátorok a Járművekben és Környezetvédelemben
A modern autók lelke nemcsak a motor, hanem a környezetbarát működésért felelős katalizátor is. A katalizátor feladata az, hogy a megfelelőn beállított robbanómotor kipufogógázának károsanyag-tartalmát csökkentse. Ezt azzal éri el, hogy a működése során fellépő magas hőmérsékleten a benne található nemesfémek a káros anyagok egy részét oxidálják, vagy ártalmatlan anyagokká alakítják.
Működés és Felépítés
A gyártáskor a nemesfémeket a katalizátor-mag extrudált kerámia méhsejt szerkezetére viszik fel. A kerámia-mag áramlási csatornák százait tartalmazza, ezek biztosítják, hogy az átáramló kipufogógázok a lehető legnagyobb felületen érintkezzenek a katalitikus reakciót létrehozó nemesfémekkel. Az első katalizátorokban szemcsés magot alkalmaztak, ma már a legtöbb modern katalizátorban szabad átfolyású kerámia méhsejt szerkezetű magot találunk. Ez az alkatrész csökkenti a károsanyag-kibocsátást - egészen addig, amíg el nem tömődik.
Katalizátor Típusok és Problémák
A gépjármű katalizátoroknak három fő fajtája létezik: két gázkomponensre ható, három gázkomponensre ható, és az utóbbi levegőbefúvásos változata. Ezek angol nevéből (2-Way, 3-Way) ered a nálunk helytelen tükörfordításban meghonosodott "kétutas" illetve "háromutas" elnevezés. Ezek különböző módszerrel, más-más kémiai reakció útján csökkentik a kipufogógáz károsanyag-tartalmát. A gépkocsikon alkalmazott katalizátorok fajtája évjárattól, motor űrtartalomtól és a gépjármű súlyától függ.
A katalizátor a kipufogógázba került üzemanyag miatt is kiéghet, amely a forró katalizátor-magot elérve begyulladt, és annak hőmérsékletét magasan a katalizátor normál üzemi hőmérséklete fölé emelte. A kerámia-mag nem képes elviselni ezt az igen magas hőmérsékletet (1400 °C felett), és olvadni kezd, a kerámia összeesik, a katalizátor tönkremegy. A gyakori városi közlekedés, rövid távok és hidegindítások mind hozzájárulnak ahhoz, hogy az égéstérben keletkező korom és szennyeződések lerakódjanak.
tags: #metil #benzol #fe #katalizátor #információk