বায়ুদূষণ নিয়ন্ত্রণের কৌশল বিক্রিয়া সহ ব্যাখ্যা কর।
উত্তর: কলকারখানা, বিদ্যুৎ উৎপাদন কেন্দ্র এবং যানবাহনে প্রচুর পরিমাণে জীবাশ্ম জ্বালানি (পেট্রোলিয়াম, প্রাকৃতিক গ্যাস, কয়লা প্রভৃতি) ব্যবহার করা হয়। এগুলোর দহন ও ব্যবহারের সময় বায়ুমণ্ডলে SO2, NOx, CO, CO2, H2O, অদহনকৃত হাইড্রোকার্বন, H2S, NH3 প্রভৃতি ক্ষতিকর গ্যাস মিশে যায়। এগুলোর অনেক উপাদানই মানবস্বাস্থ্য ও সামগ্রিক পরিবেশের জন্য মারাত্মক ক্ষতিকর। বায়ুদূষণ নিয়ন্ত্রণের জন্য আন্তর্জাতিকভাবে প্রধান ৩টি পদ্ধতি ব্যাপকভাবে প্রচলিত আছে, যথা—
- প্রভাবকীয় রূপান্তর (Catalytic Conversion)
- দ্রবীভূতকরণ (Dissolution / Scrubbing Method)
- সূক্ষ্ম ছাঁকনি কৌশল (Fine Particle Filtration Process)
বিভিন্ন দহন ক্রিয়ায় উৎপন্ন বিষাক্ত ও ক্ষতিকর গ্যাসীয় পদার্থসমূহকে উপযুক্ত প্রভাবকীয় বিক্রিয়ার মাধ্যমে কম বিষাক্ত বা পরিবেশবান্ধব উৎপাদে পরিণত করার সামগ্রিক প্রক্রিয়াকে প্রভাবকীয় রূপান্তর বলে।
এ ধরনের রূপান্তরের মাধ্যমে প্রধান তিনটি গ্যাসীয় দূষক—NOx, CO এবং অদহনকৃত হাইড্রোকার্বন বায়ুদূষক পদার্থ পরিশোধন করা যায়। যেখানে জ্বালানির দহন সম্পন্ন হয় তার পাশে এক্সহস্ট পাইপের উপযুক্ত জায়গায় প্রভাবক রূপান্তরক (Catalytic Converter) সংযোজন করা হয়।
রূপান্তরকে (Converter) সাধারণত Pt, Pd, TiO2, V2O5 প্রভৃতি প্রভাবক হিসেবে ব্যবহার করা হয়। এক্ষেত্রে দহন সুসম্পন্ন হওয়ার জন্য পর্যাপ্ত বায়ু সরবরাহের ব্যবস্থা রাখা হয়। এদের মধ্যে Pt এবং Pd প্রভাবক হিসেবে সর্বাধিক কার্যকর এবং 300°–400°C তাপমাত্রায় রূপান্তরকটি সবচেয়ে ভালো কাজ করে।
(a) NOx অপসারণ: দহনে সৃষ্ট নাইট্রোজেনের বিষাক্ত অক্সাইডসমূহ এ প্রক্রিয়ায় বিশ্লিষ্ট হয়ে নিরাপদ নাইট্রোজেন (N2) এবং অক্সিজেন (O2) গ্যাসে রূপান্তরিত হয়:
(b) CO রূপান্তর: জ্বালানির দহন সম্পূর্ণ না হলে প্রচুর পরিমাণে বিষাক্ত কার্বন মনোক্সাইড (CO) সৃষ্টি হয়, যা নীরব ঘাতক হিসেবে বিবেচিত। প্রভাবক অতিরিক্ত অক্সিজেনের উপস্থিতিতে CO কে তুলনামূলক নিরাপদ CO2 গ্যাসে জারিত করে:
(c) অদহনকৃত হাইড্রোকার্বন রূপান্তর: ইঞ্জিনের যান্ত্রিক ত্রুটি বা অন্যান্য কারণে নির্গত অদহনকৃত হাইড্রোকার্বন এ প্রক্রিয়ায় সম্পূর্ণ জারিত হয়ে নিরাপদ CO2 এবং জলীয় বাষ্পে (H2O) রূপান্তরিত হয়:
চিত্র ১: যানবাহনে ব্যবহৃত প্রভাবকীয় রূপান্তরকের (Catalytic Converter) অভ্যন্তরীণ গঠন ও গ্যাস রূপান্তর প্রক্রিয়া
শিল্পকারখানায় নির্গত বর্জ্য গ্যাস বা ফ্লু গ্যাস, বিশেষত বিষাক্ত SO2 গ্যাস চিমনি দিয়ে বায়ুমণ্ডলে নির্গত হওয়ার সময় ক্ষারীয় দ্রবণে শোষণ করিয়ে পরিবেশ দূষণ রোধ করার সামগ্রিক প্লান্ট বা প্রক্রিয়াকে ফ্লু গ্যাস ডিসালফারাইজেশন বা FGD (Flue Gas Desulfurization) প্লান্ট বলে।
এ কৌশলে কতিপয় ক্ষতিকর অম্লীয় ও ক্ষারীয় গ্যাসীয় দূষক যেমন: CO2, SO2 ও NH3 ইত্যাদিকে উপযুক্ত তরল দ্রাবক কিংবা রাসায়নিক বিকারকে দ্রবীভূত বা রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটানোর মাধ্যমে দূরীভূত করা হয়।
এই শোষণ প্রক্রিয়াটিকে সাধারণত স্ক্রাবার (Scrubber) পদ্ধতি বলে। স্ক্রাবারে সাধারণত পানি এবং কলিচুন [Ca(OH)2], ক্ষার (NaOH) বা এসিডীয় মাধ্যম হিসেবে লঘু HCl রাখা হয়। দূষকযুক্ত গ্যাসমিশ্রিত বায়ুকে স্ক্রাবারের মধ্য দিয়ে নিচ থেকে ওপরে চালনা করলে ভেতরের তরল দ্রাবক দ্বারা ক্ষতিকর CO2, SO2 ও NH3 প্রায় ৮০% – ৯৫% পর্যন্ত শোষিত হয়ে যায়। এভাবে বিষাক্ত দূষিত বায়ু পরিশোধিত হয়ে বিশুদ্ধ বায়ু হিসেবে চিমনি দিয়ে পরিবেশে নির্গত হয়।
চিত্র ২: ফ্লু গ্যাস ডিসালফারাইজেশন (FGD) বা ভেজা স্ক্রাবার (Wet Scrubber) পদ্ধতিতে গ্যাসীয় দূষক শোষণ প্রক্রিয়া
সাধারণত কয়লাভিত্তিক তাপবিদ্যুৎ প্লান্ট এবং বিভিন্ন শিল্পকারখানায় চিমনির ধোঁয়া থেকে ভাসমান কঠিন সূক্ষ্ম বস্তুকণা (Particulate Matter) অপসারণে এ পদ্ধতিটি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
এ প্রক্রিয়ায় কারখানার চিমনির ধোঁয়ায় নির্গত অতিক্ষুদ্র কঠিন কণাসমূহ (যেমন: কার্বন কণা বা ঝুলকালি, ফ্লাই অ্যাশ, ধূলিবালি ইত্যাদি)-কে বিশেষ ফিল্টারের মধ্য দিয়ে চালনা করা হয়। ফিল্টার হিসেবে সাধারণত সুতি কাপড় কিংবা উন্নত সিন্থেটিক ফ্যাব্রিকের তৈরি নলাকার থলে (Bag Filter / Baghouse) ব্যবহার করা হয়।
ফিল্টারের সূক্ষ্ম ছিদ্রযুক্ত থলের মধ্য দিয়ে চিমনি গ্যাস প্রবাহিত হওয়ার সময় গ্যাস সহজেই বের হয়ে যায়, কিন্তু বাতাসে ভাসমান ক্ষতিকর কঠিন কণাগুলো থলের ভেতরের বা বাইরের গায়ে আটকে যায়। মাঝে মাঝে ফিল্টার গঠনকারী থলেগুলোকে যান্ত্রিকভাবে ঝাঁকানো (Shaking) হয়, যার ফলে আটকে থাকা বস্তুকণাগুলো নিচে থাকা সংগ্রহ পাত্রে জমা হয়।
এছাড়া জমাকৃত বস্তুকণা যান্ত্রিক আলোড়নের মাধ্যমে অথবা ফ্যাব্রিকের ভেতর দিয়ে বিপরীতমুখী উচ্চগতির শুষ্ক বায়ুপ্রবাহ (Reverse Pulse Jet) চালনা করে দূষক কণাগুলো পরিষ্কার ও অপসারণ করা হয়।
চিত্র ৩: কলকারখানার চিমনিতে ব্যবহৃত সূক্ষ্ম ফেব্রিক ছাঁকনি বা ব্যাগহাউস ফিল্টারের (Baghouse Filter) রেখাচিত্র
(NOₓ, CO, HC রূপান্তর)
(SO₂, CO₂, NH₃ শোষণ)
(কঠিন কণা ও ধূলি রোধ)
