Rūgštūs lietūs, fotocheminis smogas, dirvožemio rūgštėjimas, upių bei ežerų rūgštėjimas ir eutrofikacija – tai tik dalis rimtų aplinkosaugos problemų, kurias sukelia į atmosferą išmetami azoto oksidai.
Pasak Vilniaus Gedimino technikos universiteto (VILNIUS TECH) doktoranto Davydo Urbano, šios medžiagos sukelia pakitimų ir žmogaus organizme: „Oras, kuriame padidėjusi azoto oksidų koncentracija, gali dirginti žmogaus kvėpavimo sistemą ir, net esant trumpalaikiam poveikiui, sustiprinti kvėpavimo takų ligų, tokių kaip astma, simptomus. Dėl ilgalaikio poveikio gali išsivystyti astma ir padidėti jautrumas kvėpavimo takų infekcijoms.“
Remiantis Europos aplinkos agentūros duomenimis, 2019 m. maždaug 7–8 proc. Europos Sąjungos miestų gyventojų gyveno sąlygomis, kuriomis azoto oksidų koncentracija viršija Pasaulio sveikatos organizacijos nustatytas ribas. „Tačiau, atsižvelgiant į tai, kad azoto oksidai taip pat lemia antrinių aplinkos teršalų, tokių kaip ozonas ir kietosios dalelės, formavimąsi, galima daryti išvadą, kad neigiamas šių teršalų poveikis gyventojams yra dar didesnis, nei nurodyta Europos aplinkos agentūros ataskaitoje“, – sako D. Urbanas.
Jaunasis mokslininkas tiria dujų valymo nuo azoto oksidų, taikant katalizatorius, galimybes. Pagrindiniai azoto oksidų susidarymo šaltiniai yra transporto priemonės, kuro deginimo objektai, skirti elektros energijai gaminti, šiluminės elektrinės, katilinės; vietinės šildymo sistemos – dujinio ir kietojo kuro katilai, boileriai, pastatyti pramoniniuose, administraciniuose, ūkiniuose ir gyvenamuosiuose pastatuose; pramoniniai objektai, užsiimantys chemijos gamyba ir naftos perdirbimu, bei kiti įvairūs mechanizmai, kurių veikimas užtikrinamas, deginant kurą.
Kokia padėtis Lietuvoje?
D. Urbanas pasakoja, kad šių tyrimų aktualumas pagrįstas įsipareigojimais iki 2030 m. sumažinti azoto oksidų išmetimą, išdėstytais Europos Sąjungos nacionalinių išmetamų teršalų ribų direktyvoje 2016/2284. Norint įgyvendinti Lietuvos priimtus įsipareigojimus, iki 2030 m. reikia sumažinti azoto oksidų išmetimą į atmosferą nuo 30 iki 50 proc., lyginant su dabartiniu lygiu.
Jaunasis tyrėjas sako, kad tai – įmanoma, bet tai nėra paprasta: „Lietuvoje yra priimtas Nacionalinis oro taršos mažinimo planas, patvirtintas dar 2019 m. Jame išvardinti pagrindiniai Lietuvos sektoriai, kurių sukeliama tarša turi būti mažinama. Prie jų priskiriami energetikos, pramonės ir transporto sektoriai, taip pat namų ūkiai. Tačiau šiame plane aprašytos azoto oksidų mažinimo priemonės apima tik švaresnės gamybos principus ir yra susijusios tik su transporto sektoriumi. Siekiant reikšmingai sumažinti jų išmetimą į atmosferą, ne mažiau svarbus yra ir efektyvių dujų valymo technologijų diegimas energetikos ir pramonės objektuose.“
Kalbant apie įsipareigojimų įvykdymą iki 2030 m., Lietuva užima 13 vietą kartu su Austrija, Kipru, Čekija, Danija, Prancūzija, Vengrija, Airija, Italija, Portugalija, Rumunija, Slovėnija, Švedija. Atsižvelgiant į absoliučius azoto oksidų išmetimo kiekius, Lietuva gali būti laikoma gana švaria šalimi, užimančia 8 vietą tarp visų Europos Sąjungos šalių po Maltos, Kipro, Liuksemburgo, Estijos, Latvijos, Slovėnijos, Kroatijos.
Moksliniai sprendimai
D. Urbanas pabrėžia, kad katalitinis dujų valymas laikomas efektyviausiu ir patraukliausiu metodu pasaulyje. Jis nesukelia antrinio aplinkos užteršimo arba teršalų perėjimo iš vienos terpės į kitą. Azoto oksidų konversijai užtikrinti naudojama redukcinė medžiaga – amoniakas, kuris katalitinės reakcijos metu su teršalais sudaro nekenksmingas medžiagas – azotą ir vandenį.
„Katalizatoriai susideda iš nešiklio su aktyviu padengimu, nusodintu ant nešiklio paviršiaus. Nors gerai pasirinktas nešiklis savaime gali užtikrinti tam tikrą NOx šalinimo efektyvumą, tačiau būtent aktyvus padengimas, susidedantis iš pereinamųjų metalų oksidų, leidžia pasiekti didelę azoto oksidų konversiją. Mūsų tyrimuose dažniausiai aktyvus padengimas formuojamas cheminiu būdu skystoje terpėje“, – apie savo tyrimus pasakoja doktorantas. Ekonomiškai naudingų, patvarių ir efektyvių katalizatorių, pasižyminčių dideliu selektyvumu, sukūrimas turi tiek mokslinę, tiek praktinę vertę ir tai yra svarbu ne tik Lietuvoje, bet ir pasaulyje.
Gali prisidėti kiekvienas
Nors D. Urbanas akcentuoja, kad azoto oksidų išmetimų problemą reikia spręsti, taikant švaresnės gamybos principus ir efektyvias dujų valymo technologijas energetikos ir pramonės objektuose, vis tik ir kiekvienas žmogus gali prisidėti prie NOx emisijų sumažinimo, mažinant jų kiekį transporto sektoriuje: „Tai galima padaryti, dažniau naudojant elektrinį transportą, pavyzdžiui, paspirtukus, judėjimui miestuose. Taip galima sumažinti ir spūsčių kiekį, kuriose išsiskiria daug NOx. Perkant naujus automobilius, galima rinktis elektromobilius ir hibridines transporto priemones, tačiau tam turi būti Vyriausybės sudarytos palankesnės sąlygos, modernizuojama miestų infrastruktūra. Žmonės gali stengtis įsigyti mažos taršos kriterijus atitinkantį lengvąjį automobilį ir papildomai išmokti bei taikyti ekologiško transporto priemonės vairavimo žinias ir įgūdžius.“
Aplinkosauga domino visą laiką
D. Urbanas šiuo metu studijuoja paskutiniame Vilniaus Gedimino technikos universiteto doktorantūros kurse. Jis pripažįsta, kad aplinkosaugos klausimai domino visą laiką, pradedant nuo bakalauro studijų. Ankstesni tyrimai buvo sutelkti į vandens valymą ir ekosistemų analizę. Išnaudodamas universiteto teikiamas tarptautiškumo galimybes, 2019 m. D. Urbanas buvo išvykęs į mokslinę stažuotę Nyderlandų Karalystėje. Delfto technologijos universitete stažavosi Taikomųjų mokslų fakultete, Chemijos inžinerijos katedroje, kur aiškinosi apie katalizatorių paruošimą ir jų pritaikymą dujų valymui nuo azoto oksidų. Stažuotėje, bendradarbiaujant su kitais mokslininkais ir inžinieriais, gauta gera patirtis.
Jaunasis mokslininkas šiuo metu dalyvauja dviejuose mokslo projektuose. Viename projekte numatyta sukurti įrenginį, kuris gali būti praktiškai pritaikomas dujoms nuo azoto oksidų valyti mažuose energetikos objektuose, turinčiuose dujų tūrinį debitą iki 400 m3/val. Antrasis projektas yra susijęs su dujų valymu nuo kietųjų dalelių. „Abiejų projektų tikslas – sukurti aplinkosaugines technologijas, skirtas teršalų išmetimui mažinti ir oro kokybei gerinti“, – pasakoja D. Urbanas.
Agnė Augustinaitė