Antropogeninės kilmės lakūs organiniai junginiai (LOJ) yra žalingi ir, patekę į atmosferą, sukelia neigiamą poveikį aplinkos oro kokybei, žmonių sveikatai ir supančiai aplinkai. Todėl LOJ šalinimo technologijos yra aktuali aplinkosaugos ir chemijos inžinerijos problema. Vieni iš sunkiausiai nukenksminamų teršalų yra lakūs aromatiniai junginiai, tokie kaip benzenas, toluenas ir ksilenai (BTK). Plačiausiai tyrinėjamas LOJ nukenksminimo būdas – heterogeninis katalizinis oksidavimas. Vienas iš aktyviausių pavienių metalų oksidų LOJ oksidavimo reakcijose yra CuO. Pastaruoju metu labai susidomėta La ir, ypatingai, Ce bei kitų retųjų žemės metalų ir jų oksidų savybėmis žematemperatūriuose heterogeniniuose kataliziniuose procesuose. Dispergavus CuO-CeO2 ir CuO-La2O3 ant didelį savitąjį paviršiaus plotą turinčių nešiklių, galima gauti dvigubo veikimo medžiagą – adsorbentą-katalizatorių. Tokia medžiaga sukoncentruoja LOJ iš įkrovą pratekančio valomo oro srauto. Vėliau adsorbuotos medžiagos, padidinus įkrovos temperatūrą, suoksiduojamos į CO2 ir vandens garus. Esant mažoms teršalų koncentracijoms, ši alternatyvi technologija tampa ekonomiškesne nei tradicinis LOJ katalizinis oksidavimas. Šio darbo tikslas – susintetinti užneštinius CuO-CeO2 ir CuO-La2O3 katalizatorius, ištirti jų savybes ir panaudojimo rodiklius benzeno, tolueno ir o-ksileno visiško oksidavimo technologijose. / Anthropogenic volatile organic compounds (VOC) are harmful and cause negative impact on air quality, human health and the surrounding environment. Therefore, VOC removal technologies are significant environmental and chemical engineering problem. Volatile aromatic compounds such as benzene, toluene and xylenes (BTX) are ones of the most difficultly decontaminable substances. The most widely studied decontamination technique of VOC is the heterogeneous catalytic oxidation. CuO is one of the most active single metal oxides in VOC oxidation reactions. La, especially Ce and other rare-earth metals and their oxides have gained interest in low-temperature heterogeneous catalytic processes. CuO-CeO2 and CuO-La2O3 dispersed on high specific surface area support may be used as a dual function material – adsorbent-catalyst. Such system concentrates VOC from contaminated air passing through the adsorptive reactor. The adsorbed VOC are then oxidized into CO2 and water vapor by raising the temperature of the adsorbent-catalyst bed. At low concentrations of contaminants this alternative technology becomes more economical compared to conventional VOC catalytic oxidation. The Aim of the work is to develop supported CuO-CeO2 and CuO-La2O3 catalysts, determine their properties and their usage in complete oxidation technologies of benzene, toluene and o-xylene.

In the final master’s paper problems of environment air pollution are analysed, statistical data about air pollution from stationary and mobile pollution sources are provided and air pollution by VOC in Lithuania is separately analysed. Components of biofiltering process are described in detail: loading, biofilm, microorganisms; objectives and tasks of the paper are defined. Also, analysis of experimental research data is provided, from which it was determined that the most favourable medium for the microorganism growth is the foam cube faction of bioloading mixture. Most of the colonies have grown in the 1st cassette of the biofilter. Cultures of the mould fungus and bacteria were discovered, the percentage of distribution of which was respectively 5.7% and 94.3%. Furthermore, the final master’s paper provided the description of the methodology of quantitative and qualitative characteristics of the experimental research, determination of precise number of the microorganism colonies, operation principle of the biofilter, as well the results of the experimental research. Using the biological system growth models, the data of the performed experiment (the grown microorganism colony number cfu/g) were compared to the results calculated in theory and conclusions along with suggestions were provided. The paper concludes of 6 parts: introduction; literature overview, research methodology, research results and analysis, mathematical modelling of the biological systems, general... [to full text] / Baigiamajame magistro darbe išnagrinėtos aplinkos oro taršos problemos, pateikti statistiniai duomenys apie oro taršą iš stacionarių ir mobilių taršos šaltinių ir atskirai išanalizuota oro tarša LOJ Lietuvoje. Detaliai aprašyti biofiltracijos proceso komponentai: įkrova, bioplėvelė, mikroorganizmai, apibrėžti pagrindiniai darbo tikslai ir uždaviniai. Taip pat išnagrinėti eksperimentiniai tyrimų duomenys, iš kurių nustatyta, kad palankiausia terpė mikroorganizmams augti – bioįkrovos mišinio porolono kūbelių frakcija. Daugiausiai kolonijų užaugo I biofiltro kasetėje. Aptiktos pelėsinių grybų ir bakterijų kultūros, kurių procentinis pasiskirstymas atitinkamai 5.7% ir 94.3%. Be to, baigiamajame magistro darbe aprašyta mikroorganizmų kiekybinių ir kokybinių charakteristikų eksperimentinių tyrimų metodika, tikslaus mikroorganizmų kolonijų skaičiaus nustatymas, biofiltro veikimo principas, pateikti eksperimentinių tyrimų rezultatai. Riboto ir neriboto augimo modeliais, atliktojo eksperimento duomenys (užaugusių mikroorganizmų kolonijų skaičius kfv/g) palyginti su teoriškai apskaičiuotais rezultatais, pateiktos išvados ir pasiūlymai. Darbą sudaro 6 dalys: įvadas; literatūros apžvalga; tyrimų metodika; tyrimų rezultatai ir jų analizė; biologinių sistemų matematinis modeliavimas; bendrosios išvados ir pasiūlymai bei literatūros sąrašas. Darbo apimtis – 98 p. teksto be priedų ir publikuotų straipsnių, 44 paveikslų, 7 lentelės, 35 bibliografinių šaltinių, 57 moksliniai straipsniai, 4... [toliau žr. visą tekstą]

The research focuses on the environmental problem of volatile organic compounds in ambient air of petrol filling stations. The literature review of the issues, arising from petrol-related VOCs, with actual and proposed VOC emissions trends in Europe, have been performed. Besides petrol filling station’s typical technology layout, petrol nature and composition, applicable petrol vapour recovery solutions and their efficiency were examinated. The volatile organic compounds’ experimental research in two petrol stations of typical technology layout in Vilnius city under similar extreme meteorological conditions (VOC air pollution episodes with low winds, stable stratification and suspended photochemical removal) is done. The emitted from petrol stations VOC experiment is based on air pumped sampling in glass gas pipette and further determination using gas chromatography with flame ionization detector. The experimental results, presented by means of tables and diagrams, are analysed and discussed. The available results of the experiment are loaded into the environmental model “ALOHA” for air pollution evaluation and concentrations prediction in the ambient air under different meteorological conditions and technological emergency situations (petrol spillage) at petrol filling station. The research is summarized in conclusions and recommendations. / Tyrimas skirtas aplinkos oro taršos problemai lakiaisiais organiniais junginiais, išsiskiriančiais nuo benzino degalinių. Atlikta svarstomos aplinkosauginės problemos literatūros apžvalga. Apžvelgti oro taršos pasekmės skatinamos LOJ išsiskyrimų nuo benzino degalinių, aktualios ir numatomos LOJ emisijų tendencijos Europoje, tipinis benzino degalinės technologijos išsidėstymas, benzino sudėtis ir svarbiausios LOJ garų formavimui benzino savybės, taikomi garų grąžinimo sprendiniai ir jų efektyvumas. Detaliai aprašytas LOJ eksperimentinis tyrimas, atliktas dviejose Vilniaus miesto tipinės technologijos degalinėse esant panašioms kraštutinėms (LOJ taršos epizodai prie silpnų vėjų, stabilios stratifikacijos ir suspenduoto fotocheminio šalinimo) meteorologiniams sąlygoms. LOJ mėginių ėmimui panaudotas aktyvus metodas su aspiracija į dujines pipetes, LOJ koncentracijos nustatytos dujinės chromatografijos su liepsnos jonizacijos detektoriumi metodu. Tyrimo rezultatai, pateikti lentelių ir diagramų pavidalu, aptarti ir įvertinti. Eksperimento duomenys įkelti į oro kokybės modelį “ALOHA”, siekiant nustatyti LOJ pernašą ir sudaryti LOJ koncentracijų prognozė benzino degalinių aplinkos ore prie skirtingų meteorologinių parametrų ir avarinių technologinių situacijų (benzino išsiliejimas). Tiriamąjį darbą reziumuoja išvados ir rekomendacijos.

Along with industrial and economic growth there is a persistent risk of permanently increasing air pollution. Air pollution has especially grown in the second half of the 20th century due to intense development of energy, industry and transport sectors. These pollution sources still remain the largest air polluters. Solvents, paints, glues, ink and other substances, emitting volatile organic compounds to air are used in such industries like reel, metal and wood coating, covering with glue sticks, footwear production, production of pharmaceutical products, printing, dry (chemical) surface cleaning etc. Emissions of volatile organic compounds make harm both to people and environment as well as damage the ozone layer. Volatile organic compounds also affect smog formation and green house effect. In the paper it is hypothesised that after implementation of EU legislation, observing the given emission limit values, improving technologies and implementing new treatment technologies, applying the measures to reduce pollution with volatile organic compounds and replacing the materials, emitting volatile organic compounds, with less polluting ones or those without pollution, air emission of volatile organic compounds will reduce dramatically. This master’s paper reviews the measures and ways to manage pollution with volatile organic compounds (VOC): directives and their requirements, transferred to the national laws of the member states, addressed to solve the VOC pollution problem... [to full text]