CERNESIM » L3. Laborator de investigare a proceselor fizico-chimice din atmosferă şi de testare de noi tehnologii ecologice de distrugere a poluanţilor gazoşi

L3. Laborator de investigare a proceselor fizico-chimice din atmosferă şi de testare de noi tehnologii ecologice de distrugere a poluanţilor gazoşi

Scopul principal al acestui laborator este să stabilească relaţia de legătură între emisiile poluanţilor şi calitatea aerului. Acest lucru se realizează folosind o camera de reacţie în care se simulează condiţiile atmosferice specifice regiunilor din Romania. Această cameră de reacţie are un volum de cca 760 L, iar pentru simularea radiației solare foloseşte lămpi germinice (λmax=254nm) şi lămpi „black-light“(λmax=365nm). Camera de reacţie conţine un sistem de oglinzi cu multiplă reflexie de tip White (montat pe flanşele care etanşează capetele reactorului), cuplat cu un spectrometru FT-IR care permite astfel determinarea „in situ“ a reactanţilor şi produşilor. Flanşele frontală şi terminală ale reactorului sunt prevăzute cu sisteme de introducere a reactanţilor şi gazelor, precum si cu instrumente de măsură pentru temperatură, umiditate şi presiune. Pentru omogenizarea amestecurilor de reacţie, camera este prevăzută cu două ventilatoare, unul pe inelul ce uneşte două tuburi de cuarţ  şi unul pe o flanşă laterală frontală. In vederea evacuării amestecului de gaze, reactorul este echipat cu un sistem de pompe, care asigură un vacuum de cca. 10-3 mbar. Pentru monitorizarea altor indicatori, camera poate fi conectata la mai multe sisteme analitice, prin valve speciale, cu următoarele instrumente analitice: LIF, GC-FID, GC-MS, HPLC, actinometre pentru J(O3), J(O1D) si J(NO2), monitoare pentru măsurarea şi contorizarea O3, NO, NO2, NOx. Suplimentar, camera de reacție este prevăzută cu un sistem de uscare si purificare a aerului necesar umplerii camerei, in special pentru îndepărtarea compuşilor de tipul NOy şi a hidrocarburilor non-metanice. Toate aceste instrumente analitice sunt controlate şi supravegheate cu ajutorul unei reţele interne de calculatoare. Acest laborator este coordonat de cercetătorii de la Facultăţile de Chimie si Fizica ale Universităţii “Alexandru Ioan Cuza” din Iaşi.

Laboratorul de studii fizico-chimice a atmosferei este constituit din trei componente specifice de lucru, după cum urmează:

  • componenta de chimia atmosferei care investighează comportamentul poluanților gazoși specifici, in condiții atmosferice specifice regiunii de nord-est (umiditate, temperatura, NOx, flux actinic)
  • componenta de utilizare a tehnologilor ecologice de distrugere a poluanților gazoși specifici regiunii de nord-est.
  • componenta de fizica atmosferei care testează noi instrumente cu aplicabilitate în industrie (noi senzori de monitorizarea a poluanţilor gazoşi)

Principalele teme de cercetare care se desfășoară in cadrul acestui laborator sunt:

  • impactul compuşilor organici volatili (VOCS) asupra chimismului troposferic;
  • poluarea aerului şi estimarea impactului determinat de VOCS asupra speciilor oxidante din troposferă, ciclului azotului şi ulterior asupra climei.
  • studii asupra modificărilor induse de factorul antropic asupra puterii de oxidare a atmosferei, compoziţiei chimice a aerosolilor şi influenţa acestora asupra climei.
  • studii cinetice în fază gazoasă.
  • studierea poluanţilor utilizând metodologii noi de investigare atât la nivel regional şi cât şi naţional şi de elaborare de noi tehnologii ecologice de distrugere a acestora
  • desfășurarea de experimentări asupra eficienţei distrugerii cu ajutorul descărcărilor la presiune atmosferică a diverşilor produşi toxici (compuşi organici volatili, NOx, SO2, etc.).
  • prepararea si testarea caracteristicilor de senzori de gaz ale unor materiale semiconductoare (in particular semiconductori oxidici-SnO2, Bi2O3, TiO2), metale, aliaje si compuși metalici, organice (diferite clase, compuși cu masa moleculara mica si polimeri), precum si compozite in straturi subțiri, prin investigarea caracteristicilor electrice, optice, fotoelectrice, de fotoluminescenta, structurale în funcție de concentrația de agent poluant;
  • obținerea unor structuri funcționale de senzori de gaze poluante cu straturi subţiri (semiconductoare, metalice, compozite).

Pe plan European se cunosc mai multe centre de cercetare si Universităţi care se ocupa studii fizico-chimice a atmosferei, dintre care cele mai cunoscute sunt:

  • Camera EUPHORE, din cadrul centrului CEAM– Valencia (Spania);
  • Bergische Universitat – Wuppertal (Germania);
  • University College Cork, Irelanda
  • Forschungszentrum Jülich, Germania,
  • CNRS-Laboratoire de Combustion et Systèmes Réactifs (LCSR), Orléans/Franta