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Carbono preto, carbono preto e fuligem: quais são as diferenças sutis entre eles?
Na questão da manutenção da saúde ambiental e da segurança humana, as definições de fuligem, negro de fumo e carbono preto são frequentemente confundidas. Este artigo analisará as diferenças sutis entre os três e explorará seus impactos no meio ambiente e na saúde.
A fuligem é um conjunto de partículas de carbono impuras produzidas pela combustão incompleta de compostos de hidrocarbonetos e é considerada uma substância perigosa com potencial cancerígeno.
Definição e características da fuligem
A fuligem é uma substância composta principalmente de partículas de carbono que resultam da combustão incompleta de combustíveis orgânicos, como madeira ou combustíveis fósseis. Dependendo da área do cientista, a definição pode variar. Para um cientista atmosférico, a definição de fuligem pode se concentrar nos impactos ambientais, enquanto um toxicologista pode estar mais preocupado com seus efeitos na saúde.
Durante a formação da fuligem, geralmente ocorrem reações de polimerização de alta temperatura, o que significa que a fuligem não é apenas o resultado do processo de combustão, mas também inclui outros processos de alta temperatura.
A composição química da fuligem geralmente inclui hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAPs), que são considerados cancerígenos humanos conhecidos pela Agência Internacional de Pesquisa sobre o Câncer (IARC).
Produção de negro de fumo
O negro de fumo é um carboneto em pó produzido industrialmente em grandes quantidades desde o século XIX. O negro de fumo é composto quase inteiramente de carbono elementar e é usado principalmente na produção de produtos como borracha, tintas e revestimentos. Ao contrário da fuligem, o negro de fumo é produzido sob condições altamente controladas para atingir tamanho de partícula e propriedades uniformes.
O negro de fumo não é produzido por processos de combustão ou carbonização, mas sim por um processo químico projetado especificamente para um uso comercial específico.
Impactos ambientais do carbono negro
O termo carbono negro foi cunhado por cientistas atmosféricos para se referir às partículas carbonáceas que absorvem luz e que têm um impacto significativo nas mudanças climáticas. Ao contrário da fuligem, o carbono negro é produzido involuntariamente durante a combustão incompleta e normalmente contém uma proporção menor de carbono elementar. Essas partículas de carbono preto terão um impacto no aquecimento global no curto prazo, perdendo apenas para o dióxido de carbono (CO2).
O carbono negro, devido às suas fortes propriedades de absorção de luz, pode agravar o aquecimento global quando misturado com umidade e gases na atmosfera.
Fontes e impactos da fuligem
A fuligem pode vir de várias fontes, incluindo lareiras residenciais, incineradores de fábricas, motores a diesel, etc. Os potenciais impactos da fuligem dessas diferentes fontes na saúde humana têm atraído ampla atenção. Por exemplo, partículas em suspensão (PM2,5) na fuligem têm sido associadas a uma variedade de doenças respiratórias, como doenças pulmonares crônicas e doenças cardíacas.
Estudos mostram que a exposição prolongada à poluição do ar urbano, incluindo fuligem, aumenta o risco de doença arterial coronária.
Modelo e aplicação da fuligem
Devido à complexidade do mecanismo de formação da fuligem, os cientistas geralmente usam diferentes métodos de modelagem no processo de modelagem da fuligem, incluindo modelos empíricos, modelos semi-empíricos e modelos teóricos detalhados. Esses modelos ajudam a entender o processo de formação de fuligem e seu comportamento sob diversas condições de combustível.
Embora os avanços modernos na computação tenham tornado modelos teóricos detalhados cada vez mais viáveis, a modelagem precisa dos mecanismos de formação de fuligem continua desafiadora.
Usos históricos da fuligem
Historicamente, a fuligem tem sido usada para fazer tintas artísticas e graxa para sapatos e, com o desenvolvimento da indústria gráfica, ela ainda desempenha um papel importante nas tintas de impressão. Esses aplicativos mostram os múltiplos valores de fuligem em momentos diferentes.
Em resumo, embora a fuligem, o negro de fumo e o carbono negro envolvam a formação de substâncias carbonáceas, suas fontes, características e impactos são muito diferentes. Essas diferenças, em parte, determinam como entendemos e abordamos os riscos à saúde e os desafios ambientais impostos por essas substâncias. No futuro, poderemos reduzir de forma mais eficaz a emissão dessas substâncias nocivas e garantir o desenvolvimento sustentável da nossa saúde e do nosso meio ambiente?
