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Carbone noir, carbone noir et suie : quelles sont les différences subtiles entre eux ?
Dans le domaine du maintien de la santé environnementale et de la sécurité humaine, les définitions de suie, de noir de carbone et de carbone noir sont souvent confondues. Cet article décortiquera les différences subtiles entre les trois et explorera leurs impacts sur l’environnement et la santé.
La suie est un amas de particules de carbone impures produites par la combustion incomplète de composés hydrocarbonés et est considérée comme une substance dangereuse ayant un potentiel cancérigène.
Définition et caractéristiques de la suie
La suie est une substance composée principalement de particules de carbone résultant de la combustion incomplète de combustibles organiques, tels que le bois ou les combustibles fossiles. Selon le domaine du scientifique, la définition peut varier. Pour un scientifique de l’atmosphère, la définition de la suie pourrait se concentrer sur les impacts environnementaux, tandis qu’un toxicologue pourrait être davantage préoccupé par ses effets sur la santé.
Lors de la formation de suie, des réactions de polymérisation à haute température se produisent généralement, ce qui signifie que la suie n'est pas seulement le résultat du processus de combustion, mais comprend également d'autres processus à haute température.
La composition chimique de la suie comprend souvent des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), qui sont considérés comme des cancérogènes humains connus par le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC).
Production de noir de carbone
Le noir de carbone est un carbure en poudre produit industriellement et produit en grande quantité depuis le 19e siècle. Le noir de carbone est composé presque entièrement de carbone élémentaire et est principalement utilisé dans la production de produits tels que le caoutchouc, les encres et les revêtements. Contrairement à la suie, le noir de carbone est produit dans des conditions hautement contrôlées pour obtenir une taille de particules et des propriétés uniformes.
Le noir de carbone n'est pas produit par des processus de combustion ou de carbonisation, mais plutôt par un processus chimique spécifiquement conçu pour une utilisation commerciale particulière.
Impacts environnementaux du carbone noir
Le terme « carbone noir » a été inventé par des scientifiques de l’atmosphère pour désigner les particules carbonées qui absorbent la lumière et ont un impact significatif sur le changement climatique. Contrairement à la suie, le carbone noir est produit involontairement lors d’une combustion incomplète et contient généralement une proportion plus faible de carbone élémentaire. Ces particules de carbone noir auront un impact sur le réchauffement climatique à court terme, deuxième après le dioxyde de carbone (CO2).
Le carbone noir, en raison de ses fortes propriétés d’absorption de la lumière, peut aggraver le réchauffement climatique lorsqu’il est mélangé à l’humidité et aux gaz présents dans l’atmosphère.
Sources et impacts de la suie
La suie peut provenir de diverses sources, notamment des cheminées domestiques, des incinérateurs d'usine, des moteurs diesel, etc. Les impacts potentiels de la suie provenant de ces différentes sources sur la santé humaine ont attiré une attention généralisée. Par exemple, les particules fines (PM2,5) présentes dans la suie ont été associées à diverses maladies respiratoires, telles que les maladies pulmonaires chroniques et les maladies cardiaques.
Des études montrent qu’une exposition à long terme à la pollution de l’air urbain, y compris à la suie, augmente le risque de maladie coronarienne.
Modèle et application de la suie
En raison de la complexité du mécanisme de formation de la suie, les scientifiques utilisent généralement différentes méthodes de modélisation dans le processus de modélisation de la suie, notamment des modèles empiriques, des modèles semi-empiriques et des modèles théoriques détaillés. Ces modèles aident à comprendre le processus de formation de suie et son comportement dans diverses conditions de carburant.
Bien que les progrès modernes de l’informatique aient rendu les modèles théoriques détaillés de plus en plus réalisables, la modélisation précise des mécanismes de formation de suie reste un défi.
Utilisations historiques de la suie
Historiquement, la suie a été utilisée pour fabriquer de la peinture artistique et du cirage à chaussures, et avec le développement de l'industrie de l'impression, elle joue toujours un rôle important dans les encres d'impression. Ces applications montrent les multiples valeurs de suie à différents moments.
En résumé, bien que la suie, le noir de carbone et le carbone noir impliquent tous la formation de substances carbonées, leurs sources, leurs caractéristiques et leurs impacts sont très différents. Ces différences déterminent en partie la manière dont nous comprenons et abordons les risques pour la santé et les défis environnementaux posés par ces substances. À l’avenir, pourrons-nous réduire plus efficacement les émissions de ces substances nocives et assurer le développement durable de notre santé et de notre environnement ?
