Uptake of Air Pollutants by Paper

SUMMARIES

The objectives of the study have been to investigate the uptake of air pollutants (SO₂, NO₂ and O₃), especially synergistic effects when these pollutants are present together, and the effects of climate.

The initial dry deposition of the pollutants onto a paper surface was studied using on-line gas analysis. The paper samples were exposed to synthetic atmospheres with careful control of pollutant concentrations, relative humidity and flow conditions.

The depositions of NO₂ and O₂ were judged to be insignificant in the present study. The investigated papers showed a low tendency to pick up SO₂ alone. The deposition of SO₂ was however enhanced by the presence of the other pollutants, and also by a high relative humidity. The addition of NO₂ increased the pick-up of SO₂ at high relative humidities, while the addition of O₃ also increased the pick-up of SO₂ at intermediate humidities.

The presence of CaCO₃ favoured a high pick-up of SO₂ on the alkaline papers. However, it was found that the alkaline papers responded differently to SO₂. This may indicate that the alkali reserve under adverse conditions is either too rapidly consumed or passivated, probably due to the paper manufacturing process and the origin of the filler.

L'objectif poursuivi par cette étude consistait à rechercher comment les gaz polluants (SO₂, NO₂ et O₂) étaient absorbés par le papier. Des recherches ont été effectuées notamment sur les effets synergétiques de ces gaz polluants lorsqu'ils étaient présents en même temps dans l'air environnant. Le dépôt initial, lorsque l'air est sec, des gaz polluants sur la surface du papier a été mesuré selon la méthode de l'on-line gas analysis. Les échantillons de papier ont été exposés à une atmosphère créée artificiellement comportant des concentrations de gaz précisément dosées sous des conditions bien déterminées d'humidité relative et de circulation d'air. Cette étude a permis de considérer que le dépôt de NO₂ et de O₂ a une signification négligeable. Les échantillons de papier étudiés ont démontré une certaine tendance, cependant assez minime à absorber SO₂ lorsque celui-ci est le seul gaz présent dans l'atmosphère. L'absorption de SO₂ se trouve considérablement renforcée par la présence d'autres gaz polluants ainsi que lorsque le taux d'humidité ambiante monte. L'addition de NO₂ entraînait une plus forte absorption de SO₂ lorsque les taux d'humidité relative étaient élevés alors que l'addition de O₂ favorisait l'absorption de SO₂ même à des taux moyens d'humidité relative. La présence de CaCO₃ favorisait une forte absorption de SO₂ par les papiers alcalins. On a cependant observé que les papiers alcalins réagissaient différemment à SO₂. Ceci peut signifier que, sous certaines conditions défavorables, soit que la réserve alcaline se consomme trop rapidement, soit qu'elle se désactive, probablement pour des raisons liées au processus de fabrication du papier ou à l'origine de la matière de remplissage.

Das Ziel der Untersuchung, über die berichtet wird, war es festzustellen, wie die Gase SO₂, NO₂ and O₃ von Papier aufgenommen werden, und insbesondere ihre Zusammenwirken, wenn sie nebeneinander in verschmutzter Luft vorkommen.

Der anfängliche, bei Trockenheit stattfindende Niederschlag der Umweltgase auf die Papieroberfläche wurde durch laufende (on line) Analyse dieser Gase ermittelt. Die Papierproben wurden einer künstlich geschaffenen Umluft mit genau eingestellter Gaskonzentration, Feuchtigkeit und Luftbewegung ausgesetzt.

Aufgrund der Untersuchung wurde geschlossen, daß der Niederschlag von NO₂ und O₂ unwesentlich ist. Die untersuchten Papiere zeigen eine gewisse, aber geringe Neigung SO₂ aufzunehmen, wenn es allein in der Umluft vorhanden war. Die Aufnahme von SO₂ wurde jedoch erheblich verstärkt durch das Vorhandensein der anderen Umweltgase und auch durch erhöhte Luftfeuchtigkeit. Der Zusatz von NO₂ erhöhte die Aufnahme von SO₂ bei hoher Luftfeuchtigkeit, während ein Zusatz von O₃ die Aufnahme von SO₂ auch bei mittleren Feuchtigkeiten erhöhte.

Das Vorhandensein von CaCO₃ beförderte eine hohe Aufnahme von SO₂ durch das alkalische Papier. Es wurde jedoch festgestellt, daß alkalische Papiere sich gegenüber SO₂ verschiedenartig verhalten. Das mag ein Zeichen dafür sein, daß entweder die alkalische Reserve unter ungünstigen Bedingungen zu rasch verbraucht oder inaktiviert wird, möglicherweise als Folge des Herstellungsprozesses oder bedingt durch die Herkunft des Füllstoffs.