Смеси этанола несут скрытый риск

(Phys.org) — Увеличение доли этанола в топливе для снижения загрязнения воздуха от автомобилей несет скрытый риск попадания токсичных или даже взрывоопасных газов в здания, согласно исследователям Университета Райса.

Проблемы, вероятно, возникнут в зданиях с треснувшим фундаментом, которые находятся вблизи разливов топлива. Пары, поднимающиеся из загрязненных грунтовых вод, могут затягиваться внутрь, объясняет эколог Педро Альварес. Оказавшись внутри, скопившийся метан может воспламениться, а токсичные углеводороды — вызвать проблемы со здоровьем.

Это своевременное предупреждение появляется на фоне стимулирования США производства и потребления этанола. Исследование, подробно описанное на этой неделе в журнале Американского химического общества Environmental Science and Technology, публикуется в то время, как Агентство по охране окружающей среды (EPA) готовит технические рекомендации по более высоким долям этанола в топливе.

Компьютерное моделирование в Райсе показало, что топливо с содержанием этанола 5% или менее не вызывает серьезного беспокойства, потому что небольшие количества этанола и бензола быстро разлагаются в присутствии кислорода. Однако топливные смеси с 20–95% этанола, предназначенные для «гибкотопливных» автомобилей, могут увеличить генерацию метана. Этанол и бензин разделяются на отдельные шлейфы, распространяясь под землей от места разлива. По мере разложения жидкого этанола в газообразный метан, он расширяется, создавая поток и вытесняя газ наружу и вверх. Это может преодолеть естественное ослабление и требует нового подхода к управлению рисками проникновения паров.

«Мы хотим, чтобы бактериальная активность поглощала эти пары до того, как они достигнут нас», — сказал Альварес. Многие факторы, включая неглубокие грунтовые воды или почву с низкой проницаемостью, могут этому помешать. Бактерии, потребляющие метан, используют весь кислород, и микроорганизмы, разлагающие бензол, не могут выполнять свою работу.

Бензол является канцерогеном. Согласно федеральным Центрам по контролю и профилактике заболеваний, длительное воздействие может нанести вред костному мозгу, вызвать уменьшение количества красных кровяных телец, привести к анемии, чрезмерному кровотечению и повлиять на иммунную систему.

Лаборатория Альвареса совместно с исследователями из Chevron, Shell и Хьюстонского университета запрограммировала трехмерную модель проникновения паров для имитации разложения, миграции и путей проникновения метана и бензола при различных условиях. Моделирование показало, что при отсутствии генерации метана бензол не представляет проблемы. Но образование метана вблизи источника значительно увеличивало концентрацию бензола внутри помещений; следы газа могли обнаруживаться даже когда источник находился на глубине до 13 метров под зданием.

Альварес отметил, что основная биологическая активность сосредоточена в тонком слое — капиллярной кайме. «Именно из-за этого биологического фильтра мы редко получаем взрывы над землей. Это положительный эффект. Отрицательный эффект заключается в том, что они потребляют кислород, и, спасая нас от взрывов, позволяют бензолу протекать. Это компромисс».