Какъв вид газ отделя колата? Състав на отработените газове

19.07.2019

Изпарения от трафика

В Европейския съюз разрешеното ниво вредни веществав ауспуха зависи от възрастта на колата. Ако годината на производство на автомобила е по-рано от 1978 г., тогава няма фиксирани ограничения, единственото изискване е да не излиза видим дим от изпускателната тръба. Ако автомобилът е произведен през 1979-1986 г., тогава максималната граница на отделяните от него вредни вещества, измерени на празен ход, е следната: CO - по-малко от 4,5%, CH - 100 ppm. Кислородът трябва да е по-малко от 5%. Последният индикатор обикновено се използва за потвърждение, че не е направено нищо незаконно със системите на автомобила за намаляване на нивата на CO. От 1986 до 1990 г. в повечето страни изискванията стават по-високи: CO - 3,5%, CH - 600 ppm. От 1991 г. са въведени нови правила по отношение на превозни средства, оборудвани с каталитични камери за допълнително изгаряне на отработените газове. Сега нивото на вредните емисии на автомобила се измерва по два начина: на празен ход и при 2500 оборота на двигателя в минута. С помощта на каталитично допълнително изгаряне нивото на вредните емисии е значително намалено, поради тази причина са намалели и пределните стойности на емисиите. При празен ход нивото на CO не трябва да бъде повече от 0,5%, а CH не повече от 100 ppm. В същото време така нареченият коефициент на излишък на въздух алфа се изчислява математически и трябва да бъде между 0,91 - 1,03. Също така нивото на кислород трябва да бъде по-малко от 0,5%, а контролното ниво на CO2 трябва да бъде по-малко от 16.

Собствениците на нови автомобили нямат проблеми с получаването на разрешение за използване на превозните средства. Въпреки че, например, във Финландия средната възраст на лек автомобил е 10,5 години. Но когато една кола има значителен пробег и възраст, тя може да бъде изпратена за ремонт, ако премине тест за емисии.

Много често тези проблеми възникват при стари автомобили, когато двигателят вече е имал значителен пробег и е загубил предишната си мощност. Често собствениците не забелязват, че колата им вече е загубила мощност.

Количеството на отработените газове на автомобила

Основно определени масов потокгориво за автомобили. Консумацията на разстояние е стандартизирана и обикновено се посочва от производителите (една от потребителските характеристики). Спрямо общия обем на изгорелите газове, излизащи от ауспуха, можем приблизително да се спрем на следната цифра - един литър изгорял бензин води до образуването на приблизително 16 кубически метра или 16 000 литра смес от различни газове. Въз основа на тези данни може да се прецени приблизителното количество вредни примеси, изхвърлени в атмосферата, но има малък проблем. Можем да определим само количеството различни газове, отделяни при изгаряне на определен брой литри гориво, но не и при отделни изгорели газове и със сигурност не за определен период от време (час, ден, месец и т.н.). Следователно по принцип не можем да съдим за количеството газове, изхвърлени в атмосферата всеки час. Никъде не е установено всички автомобили да изминават определен брой километри на ден с еднаква скорост. И да търсите някакво средно число означава да се заблудите, защото данните могат да бъдат не само много приблизителни, но и напълно погрешни.

Таблица №1. Разход на гориво за автомобили от различни марки

К -- карбураторен двигател

i -- инжекционен двигател

D -- дизелов двигател

Плътността на бензина при +20C варира от 0,69 до 0,81 g/cm³

плътност на дизеловото гориво при +20C съгласно GOST 305-82 не повече от 0,86 g / cm³

Таблица № 2. Състав на автомобилните изгорели газове

Изгорелите газове (или отработените газове) са основният източник на токсични вещества за двигателя вътрешно горенее разнородна смес от различни газообразни веществас различни химични и физични свойства, състоящи се от продукти на пълно и непълно изгаряне на гориво, идващи от цилиндрите на двигателя в неговата изпускателна система. Те съдържат около 300 вещества, повечето от които са токсични. Основните регулирани токсични компоненти на отработените газове на двигателя са въглеродни, азотни и въглеводородни оксиди. Освен това с изгорели газовеВ атмосферата навлизат наситени и ненаситени въглеводороди, алдехиди, канцерогенни вещества, сажди и други компоненти. Приблизителният състав на отработените газове е представен в таблица 1. Когато двигателят работи с оловен бензин, в отработените газове има олово, а в двигателите, работещи с дизелово гориво, има сажди. Сега нека се опитаме да разберем защо всеки ауспух е опасен и какво е количеството газове, изтичащи от изпускателната тръба.

Въглероден окис (CO - въглероден окис)

Прозрачен, без мирис отровен газ, малко по-лек от въздуха, слабо разтворим във вода. Въглеродният оксид е продукт на непълно изгаряне на гориво; той гори със син пламък във въздуха, за да образува въглероден диоксид (въглероден диоксид). Ако съдържанието му е високо, двигателят изразходва твърде много гориво и масло от картера.

В горивната камера на двигателя CO се образува поради незадоволително разпръскване на горивото, в резултат на реакции на студен пламък, по време на изгаряне на гориво с липса на кислород, а също и поради дисоциация на въглероден диоксид по време на високи температури. В този случай процесът на изгаряне на CO продължава в изпускателната тръба.

Трябва да се отбележи, че при работа на дизелови двигатели концентрацията на CO в отработените газове е ниска (приблизително 0,1-0,2%), поради което по правило концентрацията на CO се определя за бензинови двигатели. Средно колите отделят около 800 литра въглероден диоксид във въздуха при изгаряне на литър бензин.

Азотни оксиди (NO, NO2, N2O, N2O3, N2O5, по-нататък - NOx)

Азотните оксиди са сред най-токсичните компоненти на отработените газове. При нормални атмосферни условия азотът е силно инертен газ. При високи налягания и особено температури азотът реагира активно с кислорода. В изгорелите газове на двигателя повече от 90% от общото количество NOx е азотен оксид NO, който лесно се окислява до диоксид (NO2) в изпускателната система и след това в атмосферата.

Азотните оксиди дразнят лигавиците на очите и носа и разрушават човешките бели дробове, тъй като при движение през дихателните пътища те взаимодействат с влагата на горните дихателни пътища, образувайки азотна и азотиста киселина. По правило NOx отравянето на човешкото тяло не се появява веднага, а постепенно и няма неутрализиращи агенти. При изгаряне на литър бензин от изпускателната тръба се отделят приблизително 128 литра азотни оксиди.

Азотният оксид (N 2 O - хемиоксид, смеещ се газ) е газ с приятна миризма, силно разтворим във вода. Има наркотичен ефект.

NO 2 (диоксид) е бледожълта течност, участваща в образуването на смог. Азотният диоксид се използва като окислител в ракетното гориво. Смята се, че азотните оксиди са приблизително 10 пъти по-опасни от CO за човешкото тяло и 40 пъти по-опасни, ако се вземат предвид вторичните трансформации.

Азотните оксиди представляват опасност за листата на растенията. Установено е, че прякото им токсично действие върху растенията се проявява при концентрации на Nox във въздуха от порядъка на 0,5-6,0 mg/m 3 . Азотната киселина е силно корозивна за въглеродните стомани.

Количеството емисии на азотен оксид се влияе значително от температурата в горивната камера. Така при повишаване на температурата от 2500 до 2700 К скоростта на реакцията се увеличава 2,6 пъти, а при понижаване от 2500 до 2300 К намалява 8 пъти, т.е. колкото по-висока е температурата, толкова по-висока е концентрацията на NOx. Ранно впръскване на гориво или високо наляганекомпресията в горивната камера също допринася за образуването на NOx. Колкото по-висока е концентрацията на кислород, толкова по-висока е концентрацията на азотни оксиди.

Въглеводороди (CnHm - етан, метан, етилен, бензен, пропан, ацетилен и др.)

Въглеводородите са органични съединения, чиито молекули са изградени само от въглеродни и водородни атоми и са токсични вещества. Отработените газове съдържат повече от 200 различни СН, които се разделят на алифатни (с отворена или затворена верига) и такива, съдържащи бензен или ароматен пръстен. Ароматните въглеводороди съдържат в молекула един или няколко цикъла от 6 въглеродни атома, свързани помежду си чрез прости или двойни връзки (бензен, нафталин, антрацен и др.). Имат приятна миризма. Неговото количество се измерва в условната единица ppm (части на милион). Така че дори малко увеличение на ефективността на горене може да има голямо влияние върху нивата на горене. Обикновено, изключително високо нивовъглеводородите са проблем не само за собствениците на автомобили, но и за механиците.

Наличието на CH в отработените газове на двигателя се обяснява с факта, че сместа в горивната камера е хетерогенна, следователно в близост до стените, в свръхобогатени зони, пламъкът изгасва и верижните реакции се прекъсват. Има няколко фактора, които влияят върху количеството въглеводороди в отработените газове. Стегнатостта на клапаните, чистотата на клапаните и моментът на запалване са еднакво важни. Не само настройката на момента на запалване, но и текущата сила на горене, всичко, което влияе върху горенето, е от голямо значение за ограничаване на количеството въглеводород в отработените газове. Приблизителното количество въглеводороди, образувани при изгарянето на литър бензин, е 400-450 литра.

Тези числа може да изплашат някои, но нека разберем: литрите са мярка за обем и в никакъв случай тези числа не трябва да се бъркат с течност, защото 800 литра е доста голямо число за течност. Какво ще кажете за газта? Газът е вещество, чиито молекули са няколкостотин или хиляди пъти по-малки от разстоянието между тях. Ако си представите нещо по-плътно, тогава обемът ще намалее десетки и стотици пъти. А сега внимателно - един литър бензин, при чието изгаряне се получава този обем, се изразходва за изминаване на разстояние от 10 км. Нека се опитаме да разсеем повечето илюзии - това не е толкова силно замърсяване, просто в момента на изпускане се отделя неприятна миризма и ни се струва, че съставът на въздуха около нас се е променил драматично. Но по дрехите ни не останаха никакви остатъци.

Основните източници на емисии от превозните средства са двигателят с вътрешно горене и изпарението на гориво през вентилационната система резервоар за гориво, както и шасито: в резултат на триене между гуми и пътна настилка, износване на спирачни накладки и корозия на метални части, независимо от емисиите на двигателя се образуват фини прахови частици. Ерозията на катализатора освобождава платина, паладий и родий, а износването на накладката на съединителя също освобождава токсични вещества като олово, мед и антимон. Граничните стойности също трябва да бъдат определени за тези вторични емисии от превозни средства.

Вредни вещества

Ориз. Състав на отработените газове

Съставът на изгорелите газове от автомобил включва много вещества или групи от вещества. Преобладаващата част от компонентите на отработените газове са нетоксични газове, съдържащи се в обикновения въздух. Както е показано на фигурата, само малка част от отработените газове са вредни за заобикаляща средаи здравето на хората. Въпреки това е необходимо допълнително намаляване на концентрацията на токсични компоненти на отработените газове. Въпреки че модерните автомобили днес произвеждат много чисти отработени газове (за автомобили Euro 5 те са в някои отношения дори по-чисти от входящия въздух), огромен брой автомобили в употреба, от които има около 56 милиона само в Германия, отделят значителни количества токсични и вредни вещества. Новите технологии и въвеждането на по-строги изисквания за екологичност на отработените газове имат за цел да коригират ситуацията.

Въглероден окис (CO)

Въглероден окис(въглероден окис) CO е газ без цвят и мирис. Той е отрова за дихателната система, нарушава функцията на централната нервна и сърдечно-съдовата система. В човешкото тяло той свързва червените кръвни клетки и причинява кислороден глад, което за кратко време води до смърт от задушаване. Вече при концентрация във въздуха от 0,3 обемни процента въглеродният окис убива човек за много кратко време. Ефектът зависи от концентрацията на CO във въздуха, от продължителността и дълбочината на вдишване. Само в среда с нулева концентрация на CO може да се елиминира от тялото през белите дробове.

Въглеродният оксид винаги се появява при липса на кислород и непълно изгаряне.

Въглеводороди (CH)

Въглеводородите се отделят в атмосферата под формата на неизгоряло гориво. Те имат дразнещ ефект върху лигавиците и дихателните органи на човека. По-нататъшното оптимизиране на работния процес на двигателя е възможно само чрез подобряване на производствените технологии и увеличаване на знанията за горивните процеси.

Въглеводородните съединения се срещат под формата на парафини, олефини, аромати, алдехиди (особено формалдехиди) и полициклични съединения. Експериментално са доказани канцерогенните и мутагенни свойства на повече от 20 полициклични ароматни въглеводороди, които поради малкия си размер могат да проникнат в белодробните везикули. Най-опасните въглеводородни съединения са бензен (C6H6), толуен (метилбензен) и ксилен (диметилбензен, обща формула C6H4 (CH3)2). Например, бензолът може да причини промени в кръвния модел на човек и да доведе до рак на кръвта (левкемия).

Причината за отделянето на въглеводороди в атмосферата винаги е непълното изгаряне на горивото, липсата на кислород, а при много бедна смес - твърде бавното изгаряне на горивото.

Азотни оксиди (NOx)

При високи температури на горене (повече от 1100°C), реакционно инертният азот, съдържащ се във въздуха, се активира и реагира със свободния кислород в горивната камера, образувайки оксиди. Те са много вредни за околната среда: причиняват образуването на смог, смъртта на горите и киселинните дъждове; Азотните оксиди също са преходни вещества за образуване на озон. Те са отровни за кръвта и причиняват рак. По време на процеса на горене възникват различни азотни оксиди - NO, NO2, N2O, N2O5 - с общото обозначение NOx. Когато се комбинират с вода, се появяват азотна (HNO3) и азотиста (HNO2) киселини. Азотният диоксид (NO2) е червено-кафяв токсичен газ с остър мирис, който дразни дихателната система и образува съединения с хемоглобина в кръвта.

Това е най-проблемният от всички азотни оксиди и в бъдеще за него ще има отделни стандарти за допустими концентрации. Делът на NO2 в общите емисии на азотни оксиди в бъдеще ще трябва да бъде под 20%. В Директива 1999/30/ЕО максимално допустимата концентрация на NO2 е определена на 40 µg/m от 2010 г. Спазването на тази максимална концентрация поставя специални изисквания за защита срещу вредни емисии.

Най-благоприятните условия за образуване на азотни оксиди са високите температури на изгаряне на бедните въздушно-горивна смес. Системите за рециркулация на отработените газове намаляват дела на азотните оксиди в отработените газове на автомобила.

Серни оксиди (SOx)

Серните оксиди се образуват от сярата, съдържаща се в горивото. По време на горене сярата реагира с кислород и вода, за да образува серни оксиди, сярна (H2SO4) и сярна (H2SO3) киселини. Серният оксид е основният компонент на киселинния дъжд и причината за смъртта на горите. Това е водоразтворим, корозивен газ, чието въздействие върху човешкия организъм се изразява в зачервяване, подуване и повишена секреция на влажните лигавици на очите и горните дихателни пътища. Серният диоксид засяга лигавиците на назофаринкса, бронхите и очите. Най-честата атака на серен диоксид са бронхите. Силният дразнещ ефект върху дихателните пътища се дължи на образуването на сярна киселина във влажна среда. Серният диоксид SO2, суспендиран във фин прах, и аерозол от сярна киселина навлизат дълбоко в дихателните пътища. Астматиците и малките деца реагират най-чувствително на нарастващите концентрации на серен диоксид във въздуха. Високо съдържаниесярата в горивото скъсява експлоатационния живот на катализаторите в бензиновите двигатели.

Намаляването на емисиите на серен диоксид се постига чрез ограничаване на съдържанието на сяра в горивото. Целта е гориво без сяра.

Сероводород (H2S)

Ефектите на този газ върху органичния живот все още не са напълно ясни на науката, но е известно, че той може да причини тежки отравяния при хората. При тежки случаи съществува риск от задушаване, загуба на съзнание и парализа на централната нервна система. При хронично отравяне се отбелязва дразнене на лигавиците на очите и дихателните пътища. Миризмата на сероводород се усеща още при концентрация във въздуха от 0,025 ml/m3.

Сероводородът в отработените газове се появява при определени условия, дори въпреки наличието на катализатор, и зависи от съдържанието на сяра в горивото.

Амоняк (NH3)

Вдишването на амоняк причинява дразнене на дихателните пътища, кашлица, задух и задушаване. Амонякът също причинява възпалително зачервяване на кожата. Директното отравяне с амоняк е рядко, тъй като дори големи количества бързо се превръщат в урея. Когато големи количества амоняк се вдишат директно, белодробната функция често е нарушена за много години. Този газ е особено опасен за очите. Тежкото излагане на амоняк в очите може да причини помътняване на роговицата и слепота.

При определени условия амоняк може дори да се образува в катализатора. В същото време амонякът е полезен като редуциращ агент за SCR катализатори.

Сажди и частици

саждие чист въглерод и нежелан продукт от непълно изгаряне на въглеводороди. Причината за образуването на сажди е липсата на кислород по време на горенето или преждевременното охлаждане на изгорелите газове. Частиците сажди често се свързват с неизгоряло гориво и остатъци от двигателно масло, както и с вода, продукти от износване на двигателя, сулфати и пепел. Частиците се различават значително по форма и размер.

Таблица. Класификация на частиците

Таблицата показва класификацията и размерите на частиците. Най-често срещаните частици, произведени по време на работа на двигателя, са с диаметър около 100 нанометра (0,0000001 m или 0,1 микрона); такива частици могат естествено да навлязат в човешките бели дробове. Когато частиците сажди аглутинират (слепват) една с друга и с други компоненти, масата, броят и разпределението на частиците във въздуха могат да се променят значително. Основните компоненти на частиците са показани на фигурата.

Ориз. Основни компоненти на частиците

Благодарение на гъбестата си структура, частиците сажди могат да улавят както органични, така и неорганични вещества, образувани при изгарянето на горивото в цилиндрите на двигателя. В резултат на това масата на частиците сажди може да се увеличи три пъти. Това вече няма да са отделни частици въглерод, а правилна формаагломерати, образувани поради молекулярно привличане. Размерът на такива агломерати може да достигне 1 микрон. Емисиите на сажди и други частици се появяват особено активно при изгарянето на дизелово гориво. Тези емисии се считат за канцерогенни. Опасните наночастици представляват количествено голяма част от частиците, но като маса те представляват само малък процент. Поради тази причина се предлага ограничаване на съдържанието на частици в отработените газове не по маса, а по количество и разпределение. В бъдеще се предвижда разграничаване между размера и разпределението на частиците.

Ориз. Състав на частиците

Емисиите на частици от бензиновите двигатели са с два до три порядъка по-ниски, отколкото от дизеловите двигатели. Тези частици обаче се намират дори в отработените газове на бензинови двигатели с директно впръскванегориво. Поради това има предложения за ограничаване на максималното съдържание на частици в отработените газове на превозните средства. Сублимацията е директен преход на вещество от твърдо в газообразно състояние и обратно. Сублимат е името, дадено на твърдата утайка на газ, когато се охлади.

Фин прах

По време на работа на двигателите с вътрешно горене се образуват и особено малки частици - прах. Състои се главно от частици от полициклични въглеводороди, тежки метали и серни съединения. Някои прахови фракции могат да проникнат в белите дробове, докато други фракции не проникват в белите дробове. Фракциите, по-големи от 7 микрона, са по-малко опасни, тъй като се филтрират от собствената система за филтриране на човешкото тяло.

Различни проценти от по-малки фракции (под 7 микрона) проникват в бронхите и белодробните везикули (алвеоли), причинявайки локално дразнене. В областта на белодробните везикули разтворимите компоненти навлизат в кръвта. Собствената система за филтриране на тялото не се справя с всички фракции фин прах. Замърсяването на атмосферата с прах се нарича още аерозоли. Те могат да бъдат в твърдо или течно състояние и в зависимост от размера си могат да имат различна продължителност на живота. При движение най-малките частици могат да се комбинират в по-големи с относително стабилен период на съществуване в атмосферата. Такива свойства имат предимно частици с диаметър от 0,1 µm до 1 µm.

При оценка на образуването на фин прах в резултат на работа двигател на колаТози прах трябва да се разграничава от естествения прах: растителен прашец, пътен прах, пясък и много други вещества. Източниците на фин прах в градовете, като износването на спирачните накладки и гумите, не трябва да се подценяват. Така че дизеловите газове не са единственият „източник“ на прах в атмосферата.

Син и бял дим

Син димвъзниква по време на работа дизелов двигателпри температури под 180°C поради малки кондензиращи капчици масло. При температури над 180°C тези капчици се изпаряват. Неизгорелите въглеводородни компоненти на горивото участват в образуването на син дим при температури от 70°C до 100°C. Много син дим показва много износване. цилиндро-бутална група, стебла на клапани и водачи. Започването на доставката на гориво твърде късно може също да причини образуването на син дим.

Белият дим се състои от водни пари, образувани по време на изгарянето на горивото, и става забележим при температури под 70°C. Особено характерен е външният вид бял димза предкамерни и вихровокамерни дизелови двигатели след студен старт. Белият дим се причинява и от неизгорели въглеводородни компоненти и кондензати.

Въглероден диоксид (CO2)

Въглероден двуокисе безцветен, незапалим газ с кисел вкус. Понякога погрешно се нарича въглена киселина. Плътността на CO2 е приблизително 1,5 пъти по-висока от плътността на въздуха. Въглеродният диоксид е интегрална частвъздух, издишан от човек (3-4%) При вдишване на въздух, съдържащ 4-6% CO2, човек изпитва главоболие, шум в ушите и ускорен пулс, а при по-високи концентрации на CO2 (8-10%) пристъпи на задушаване и загуба на съзнание и спиране на дишането. При концентрация над 12% настъпва смърт от кислороден глад. Например, горяща свещ изгасва при концентрация на CO2 8-10% от обема. Въпреки че въглеродният диоксид е класифициран като задушаващ, той не се счита за токсичен като компонент на изгорелите газове на двигателя. Проблемът е, че въглеродният диоксид, както е показано на фигурата, допринася значително за глобалния парников ефект.

Ориз. Дял на газовете в парниковия ефект

Заедно с него за развитието на парниковия ефект допринасят метанът, азотният оксид (весещ газ, двуазотен оксид), флуоровъглеводородите и серен хексафлуорид. Въглеродният диоксид, водните пари и микрогазовете влияят върху радиационния баланс на Земята. Газовете пропускат видимата светлина, но поглъщат топлината, отразена от земната повърхност. Без тази способност за запазване на топлината средната температура на земната повърхност би била около -15°C.

Това се нарича естествен парников ефект. С увеличаване на концентрацията на микрогазове в атмосферата се увеличава делът на погълнатата топлинна радиация и възниква допълнителен парников ефект. Според експертите до 2050 г. средната температура на Земята ще се повиши с +4°C. Това може да доведе до повишаване на морското равнище с повече от 30 cm, в резултат на което планинските ледници и полярните ледени шапки ще започнат да се топят, посоката на морските течения (включително Гълфстрийм) ще се промени, въздушните потоци ще се променят, и моретата ще наводнят огромни площи земя. Ето до какво могат да доведат парниковите газове, произведени от човешката дейност.

Общите антропогенни емисии на CO2 възлизат на 27,5 милиарда тона годишно. В същото време Германия е един от най-големите източници на CO2 в света. Свързаните с енергията емисии на CO2 са средно около милиард тона годишно. Това е около 5% от целия CO2, произведен в света. Средно семейство от 3 души в Германия произвежда 32,1 тона CO2 годишно. Емисиите на CO2 могат да бъдат намалени само чрез намаляване на консумацията на енергия и гориво. Докато енергията се произвежда чрез изгаряне на изкопаеми горива, проблемът с образуването на прекомерни количества въглероден диоксид ще продължава. Следователно търсенето на алтернативни източници на енергия е спешно необходимо. Автомобилната индустрия работи интензивно за решаването на този проблем. С парниковия ефект обаче може да се борим само в глобален мащаб. Дори ако в рамките на ЕС бъде постигнат голям напредък в намаляването на емисиите на въглероден диоксид, други страни може, напротив, да видят значително увеличение на емисиите през следващите години. Съединените щати са водещи в света по производство на парникови газове с голяма разлика, както в абсолютно изражение, така и на глава от населението. С едва 4,6% от световното население, те произвеждат 24% от световните емисии на въглероден диоксид. Това е приблизително два пъти повече, отколкото в Китай, чийто дял от световното население е 20,6%. 130-те милиона автомобила в Съединените щати (по-малко от 20% от общия брой автомобили на планетата) произвеждат толкова въглероден диоксид, колкото цялата индустрия на Япония, четвъртият по големина емитент на CO2 в света.

Без допълнителни меркиСпоред опазването на климата глобалните емисии на CO2 ще се увеличат с 39% до 2020 г. (спрямо 2004 г.) и ще възлизат на 32,4 милиарда тона годишно. Емисиите на въглероден диоксид в САЩ през следващите 15 години ще се увеличат с 13% и ще надхвърлят 6 милиарда тона. В Китай емисиите на CO2 трябва да се увеличат с 58%, до 5,99 милиарда тона, а в Индия - със 107%. до 2,29 млрд. т. В страните от ЕС, напротив, увеличението ще бъде само около един процент.

Хайрулин Данил - 6 клас

„Който не знае математика, не може да научи нищо

друга наука и дори не може да разкрие своето невежество.

Роджър Бейкън

Поради нарастващия брой автомобили в днешно време, изследването на транспортния фактор на замърсяването на въздуха става актуално.

Целта на това изследователска работа- използване на прости математически изчисления за доказване на проблема със замърсяването на въздуха от отработените газове в Бик-Утеевски селско селище. Емисиите на отработени газове са основна причина за превишаване на допустимите концентрации на токсични вещества в атмосферата и образуването на смог. Спрямо общия обем на изгорелите газове, излизащи от автомобилния ауспух, можете приблизително да се ориентирате към следната цифра - един килограм изгорял бензин води до образуването на приблизително 16 килограма смес от различни газове. Най-голяма опасност представляват азотните оксиди, които са приблизително 10 пъти по-опасни от въглеродния окис.

Основните източници на замърсяване на въздуха в моето село са автомобилите и селскостопанските машини и техните изгорели газове. Мисля, че трябва да измислим безвредни горива възможно най-бързо, например използвайки слънчева или водна енергия.

Всеки местносттрябва да има зелена зона, която да служи като „зелени дробове“. Знаем, че дърветата пречистват въздуха, като абсорбират въглероден диоксид, отделят кислород и улавят прах (например тополата).

В тази работа се опитах чрез математически изчисления да разкрия същността на проблема, свързан със замърсяването атмосферен въздух, разберете защо този проблем е заплаха номер едно за човечеството.

Изтегли:

Преглед:

MBOU "Основно средно училище Бик-Утеевская на Буински общински район на Република Татарстан"

Приблизително изчисление

вреда от изгорелите газове

В селското селище Бик-Утеевское

Хайрулин Данил Рифатович,

клас,

Ръководител на изследванията:

Салаватулина Фарида Фидайловна,

учител по математика
MBOU "Bik-Uteevskaya средно училище на Buinsky област" RT"

2013 година

Въведение
Теоретична част.
Практическа част.

3.2. Приблизително изчислениеемисиите на вредни вещества от автомобилите.

3.3. Приблизително изчисляване на емисиите на вредни вещества от тракторния парк на LLC SHP "Bola".

4. Заключение.

5. Списък с литература.

Въведение

„Който не знае математика

не може да научи друга наука

и дори не може да разкрие невежеството си"

Роджър Бейкън

На 16 септември 1987 г. е приет Монреалският протокол за веществата, които разрушават озоновия слой. Впоследствие по инициатива на ООН този ден започва да се отбелязва като Ден за защита на озоновия слой. 16 септември тази академична годинав рамките на Международен денна озоновия слой в нашето училище се проведе републиканска екологична акция „Урок по чистота”. Акцията протече под формата на разговор, по време на който ни запознаха в достъпна форма с понятия като озон, озонов слой, с информация за значението на озоновия слой, причините за неговото унищожаване и методите за възстановяване.Предлагат се много причини за отслабването на озоновия щит. Първо, това са изстрелвания на космически ракети,Горещото гориво „изгаря“ големи дупки в озоновия слой. Някога се смяташе, че тези „дупки“ се затварят. Оказа се, че не. Те съществуват от доста дълго време.

Да, опасността от необратими промени в природата става реална. Учените бият тревога: животът на Земята е на ръба на екологична катастрофа. СпоредСветовен съюз за защита на природата През последните 500 години 844 вида животни са напълно изчезнали, а 23%бозайници и 16% птици в света са застрашени от изчезване. Всяка година се изгарят 1 милиард тона гориво, стотици милиони тонове се отделят в атмосфератаазотни оксиди , сяра , въглерод , някои от тях се връщат във форматакиселинен дъжд , сажди , пепел И прах . Почвите и водите се замърсяват от промишлени и битови отпадъчни води и други отпадъци.

Получената информация ме накара да се замисля: Какво ни очаква - нови проблеми или светло бъдеще? Какво ще бъде човечеството след 100, 200 години? Ще успее ли човек със своя ум и воля да спаси себе си и нашата планета от надвисналите над нея заплахи? Какво точно мога да направя, за да спася нашата планета?

В края на краищата, не само космическите кораби и фабричните комини замърсяват въздуха на нашата планета, има и автомобили, които ежедневно отделят много тонове токсични газове и пари, продукти от изгаряне на химикали, в атмосферата по целия свят.Това означава ли, че автомобилът също е източник на замърсяване на околната среда? И поради нарастващия брой автомобили в днешно време, изследването на транспортния фактор на замърсяването на въздуха става актуално.

Целта на моята изследователска работа е да използвам метода на прости математически изчисления, за да докажа проблема със замърсяването на въздуха от отработени газове от превозни средства и селскостопански машини в селското селище Бик-Утеевски.

За да постигна тази цел, идентифицирах следните задачи:

1. Проучете литературата по този проблем.

2. Определете въздействието на изгорелите газове на превозните средства върху здравето на хората и животните.

4. Извършете приблизително изчисление на възможното намаляване на замърсяването на въздуха при засаждане на дървета.

Моите методи на изследване: анкети и въпросници, математически изчисления с помощта на микрокалкулатор, сравнение на данни.

Теоретична част.

Днес е трудно да си представим човешката цивилизация без автомобил.Но сравнително наскоро човечеството започна да разбира, че една машина може да се превърне от благословия на цивилизацията в неин бич. Автомобилите изгарят огромни количества петролни продукти, като същевременно причиняват значителна вреда на околната среда, най-вече на атмосферата.

От страницата в Уикипедия на интернет сайта научих следните понятия. Отработените или отпадъчните газове са продукти на окисление и непълно изгаряне въглеводородно гориво. Емисиите на отработени газове са основна причина за превишаване на допустимите концентрации на токсични вещества в атмосферата и образуването на смог. Спрямо общия обем на изгорелите газове, излизащи от автомобилния ауспух, можете приблизително да се ориентирате към следната цифра - един килограм изгорял бензин води до образуването на приблизително 16 килограма смес от различни газове.

По-нататък учих приблизителен състававтомобилни изгорели газове, имената на някои от тях все още не ми е ясно, но мога да си представя процентното им съдържание (Таблица № 1). Съставът на отработените газове включва и нетоксични вещества, това са азот, кислород, водород, водна пара, въглероден диоксид. И подчертах токсичните вещества и канцерогените с удебелен цвят.Най-голяма опасност представляват азотните оксиди, които са около 10 пъти по-опасни от въглеродния окис (CO).

Таблица №1


N 2, об.%	74-77	76-78
O 2, об.%	0,3-8,0	2,0-18,0
H 2 O (пари), об.%	3,0-5,5	0,5-4,0
CO 2, об.%	0,0-16,0	1,0-10,0
*, относно.% (въглероден окис)	0,1-5,0	0,01-0,5
Азотни оксиди *, относно.%	0,0-0,8	0,0002-0,5
Въглеводороди *, относно.%	0,2-3,0	0,09-0,5
Алдехиди *, относно.%	0,0-0,2	0,001-0,009
сажди **, g/m 3	0,0-0,04	0,01-1,10
Бензпирен -3,4**, g/m 3	10-20 10 −6	10×10 −6

Оказва се, че продължителният контакт със среда, отровена от автомобилните изгорели газове, предизвиква общо отслабване на организма – имунодефицит. Освен това самите газове могат да причинят различни заболявания. Например дихателна недостатъчност, синузит, бронхит, пневмония, рак на белия дроб. Отработените газове също причиняват атеросклероза на мозъчните съдове и могат да възникнат различни нарушения на сърдечно-съдовата система.Учените са забелязали, че кучетата, котките и други малки животни са податливи на повече риск, тъй като изпускателните тръби на автомобилите са разположени на малко разстояние от земята и първите, които получават своя дял от отработените газове, са нашите по-малки братя.

Практическа част.

3.1.Събиране и обработка на информация.

За да постигна тази цел, се обърнах към селския съвет на Бик-Утеевски с молба да предоставя информация за броя на жителитеИ автотранспорт. Според селския съвет в началото на годината в Bik-UteevskyСелско селищеРегистрирани са 517 души, включително деца предучилищна възраст 38 132 пенсионери над 70 години; 72 леки автомобила от различни марки. Това означава, че всеки седми жител има личен автомобил.

Второ, аз съм около се обърна към счетоводния отдел на LLC Земеделско предприятие "Бола" с молба за оказване на помощ при изчисляване на съдържанието на отработените газове по време на селскостопанска работа. Получените данни въведох в таблица №2.

Таблица № 2

п/п	Име на превозното средство	Тип двигател	Количество, бр	Завършен за 1 година
				Км. пробег	справка хектар
	Камиони различни марки	дизел		202 590
		Бензин		296 126
	Колесни тракториразлични марки	дизел			1748
	Верижни трактори различни марки	дизел			1163
	Зърнокомбайниразлични марки	дизел
	Силажокомбайни	дизел

Трето, проведох анкета сред мои връстници и учители, на които зададох следните въпроси:

Имаш ли кола?
Какъв вид гориво използва?
Среден пробег на автомобил на година?

В анкетата участваха 20 души. В резултат на това получих следните данни:

Таблица № 3

Приложение №	Въпрос No1	Въпрос No2	Въпрос No3	Приложение №	Въпрос No1	Въпрос No2	Въпрос No3
	да	бензин	48100		да	бензин	30800
	да	бензин	8900		да	бензин	28000
	да	бензин	15000		да	бензин	45000
	Не				да	бензин	20000
	да	бензин	32000		да	бензин	22000
	да	бензин	30100		да	бензин	18000
	да	бензин	7500		да	бензин	17000
	да	бензин	23000		да	бензин	21000
	Не				да	бензин	17000
	да	бензин	35000		да	бензин	13500

От 20 анкетирани 18 имат автомобили. Средният пробег на една кола за една година е приблизително 26 600 км. Основният вид гориво е бензинът.

След това направих математически изчисления.В изчисленията, които използвахметодически указания за извършване на изчислителна и практическа работапри изчисляване на вредните емисии.

Вредните вещества, отделяни от превозните средства, включват въглероден оксид, въглеводороди и азотни оксиди.

Количеството на емисиите на вредни вещества, идващи от превозните средства в атмосферата, може да се оцени с помощта на изчислителния метод. Първоначалните данни за изчислението са:

Общ пробег на автомобила за годината;

Норми за разход на транспортно гориво;

Таблица № 4

Стойността на коефициента, който определя емисиите на вредни вещества от превозните средства, в зависимост от вида гориво, е дадена в табл. 5.

Таблица № 5

Коефициентът е числено равен на количеството вредни емисии на съответния компонент в литри, когато количеството гориво (в литри), необходимо за изминаване на 1 км, се изгаря в автомобилен двигател.

3.2 Изчисляване на емисиите на вредни вещества от автомобилите.

В таблица № 6 включих изчисляването на разхода на гориво.

Тип транспорт	Брой коли изобилие, бр.	Среден годишен пробег, км.	Общ пробег, км	Разход на гориво на 1 км, литър
Кола		26600	1915200	0,12	229864
			296126		88838
			202590	0,35	70906

След това изчислих количеството вредни вещества, отделяни от превозните средства, и ги въведох в таблица № 7.

Тип транспорт	Общ разход на гориво за година, литри	Общото количество вредни вещества на 1 литър, литър	Общо общо количество вредни вещества, литри
Кола	229864	0,74	170099
Камион с бензинов двигател	88838	0,74	65740
дизел товарен вагон	70906	0,17	12054
Обща сума			274893

Числата, които получих, ме уплашиха, наистина ли са толкова много? Тогава учителят ми обясни: „Нека да го разберем, в никакъв случай не трябва да се бъркаме. За течност това е доста голямо число. Но не и за газ? В газовете има голямо разстояние между молекулите повече размерисамите молекули.Газът може да бъде компресиран така, че обемът му да намалее няколко пъти. Ако си представите нещо по-плътно, тогава обемът ще намалее десетки и стотици пъти. Опитайте се да разсеете илюзиите.

Изчисляване на емисиите на вредни вещества от тракторния парк на LLC SHP "Bola".

За една година фермата е обработила общо 3930 стандартни хектара и е изразходвала 27 510 кг гориво. При изчисляване е необходимо да се вземат предвид мощността на двигателя и видовете работа, така че взех приблизителни стойности.

	Масово изпускане на замърсители	Обща сума
	въглероден окис	Азотни оксиди	Въглеводороди
g/kg		48.8	0.17
кг за 3930 ет.ха	117.9	9359		9598.4

И така, изчислих приблизителното количество емисии на вредни вещества във въздуха от транспорта в моята селска общност за една година. Много или малко е? В мащаба на моето село вероятно не е достатъчно, но ако тези цифри се преведат в големите градове, където освен моторни превозни средства има и промишлени отпадъци, резултатът ще бъде огромна цифра.

3.4. Приблизително изчисление на възможното намаляване на замърсяването на въздуха при засаждане на дървета.

По време на разследването си открих следните факти:През лятото едно възрастно дърво може да пречисти въздуха от 20-30, а някои видове дори от 50 кг вредни вещества и прах.Един от най-добрите видове е тополата. Именно той се справя с изгорелите газове по-добре от всички останали дървета. Изчислих, че има около 40 км горски насаждения по пътищата в моето селско селище, което е 25 000 дървета.

В селско населено място общият брой на трудоспособното население е 517 - (38+132) = 347 души. Ако всеки човек от 7 до 70 години засажда по едно дърво всяка година, тогава ще помогнем на природата да се изчисти от 10 тона вредни вещества и прах.

Заключение

В тази работа се опитах чрез математически изчисления да разкрия същността на проблема, свързан със замърсяването на въздуха, да разбера защо този проблем е заплаха номер едно за човечеството. В заключение искам да кажа, чеПо време на работата научих много нови неща и мога да направя следните изводи:

Без математически познания е невъзможно да си представим тревожния мащаб на човешкото въздействие върху околната среда.
Основните източници на замърсяване на въздуха в моето село са моторните превозни средства и техните изгорели газове. Мисля, че трябва да измислим безвредни горива възможно най-бързо, например използвайки слънчева или водна енергия.
Всяко населено място трябва да има зелена зона, която да служи като „зелени дробове“. Знаем, че дърветата пречистват въздуха, като абсорбират въглероден диоксид, отделят кислород и улавят прах (например тополата). Тази информацияза мен не е без значение.

Споделих откритията си с моите връстници и учители.

Библиография:

Методически указания за извършване на изчислителна и практическа работа. Академично изд. Издателство на Архангелския държавен технически университет, 2004 г
Указания за изчисляване на емисиите на вредни вещества от моторни превозни средства. Москва. Гидрометиздат. 2005 г
http://ru.wikipedia.org/wiki/
Казанцева Л.К., Тагаева Т.О. Модерен екологична ситуацияв Русия // IVF. – 2005 г.
Задачи: 1. Проучете литературата по този въпрос. 2. Определете въздействието на изгорелите газове на превозните средства върху здравето на хората и животните. 3. Изчислете приблизителното количество емисии на вредни вещества във въздуха от транспорта в моята селска общност. 4 . Извършете приблизително изчисление на възможното намаляване на замърсяването на въздуха при засаждане на дървета.
Днес е трудно да си представим човешката цивилизация без автомобил. Емисиите на изгорели газове са основната причина за превишаването на допустимите концентрации на токсични вещества в атмосферата и образуването на смог. Спрямо общия обем на изгорелите газове, излизащи от автомобилния ауспух, можете приблизително да се ориентирате към следната цифра - един килограм изгорял бензин води до образуването на приблизително 16 килограма смес от различни газове. килограма смес от различни газове.
Приблизителен състав на автомобилните отработени газове Бензинови двигатели Дизели N 2, об.% 74-77 76-78 O 2, об.% 0,3-8,0 2,0-18,0 H 2 O (пари), об.% 3,0-5,5 0,5-4,0 CO 2, об.% 0.0-16.0 1.0-10.0 CO *, об.% (въглероден окис) 0.1-5 .0 0.01-0.5 Азотни оксиди *, об.% 0.0-0.8 0.0002-0.5 Въглеводороди *, об.% 0.2- 3.0 0.09-0.5 Алдехиди *, об.% 0.0-0.2 0.001-0.009 Сажди **, g/m 3 0.0-0.04 0.01-1.10 Бензпирен -3.4**, g/m 3 10-20·10 −6 10×10 −6
Отработените газове са причина за различни заболявания. Например дихателна недостатъчност, синузит, бронхит, пневмония, рак на белия дроб. Отработените газове също причиняват атеросклероза на мозъчните съдове и могат да възникнат различни нарушения на сърдечно-съдовата система.
Учените са забелязали, че кучетата, котките и другите малки животни са изложени на по-голям риск, тъй като изпускателните тръби на автомобилите са разположени на малко разстояние от земята и нашите малки братя са първите, които получават своя дял от отработените газове.
Събиране и обработка на информация Според селския съвет в началото на годината в селското селище Бик-Утеевски са регистрирани 517 души, включително 38 деца в предучилищна възраст, 132 пенсионери над 70 години; 72 леки автомобила от различни марки. Това означава, че всеки седми жител има личен автомобил.
Счетоводният отдел на ООО СХП "Бола" получи следните данни: Събиране и обработка на информация № Наименование на превозното средство Тип двигател Количество, бр. Работени 1 година Км. пробег Стандартен хектар 1. Камиони различни марки Дизел 4 202 590 Бензин 8 296 126 2. Колесни трактори различни марки Дизел 12 1748 3. Верижни трактори различни марки Дизел 17 1163 4. Зърнокомбайни различни марки Дизел 7 608 5. Фураж комбайни Di green 3 411
Събиране и обработка на информация Интервюирах мои връстници и учители и зададох следните въпроси: Имате ли кола? Какъв вид гориво използва? Среден пробег на автомобил на година? Резултат: От 20 анкетирани 18 имат автомобили. Средният пробег на една кола за една година е приблизително 26 600 км. Основният вид гориво е бензинът.
Изчисляване на емисиите на вредни вещества от превозните средства Количеството на емисиите на вредни вещества, идващи от превозните средства в атмосферата, може да се оцени с помощта на изчислителния метод. Изходните данни за изчислението са: - общ пробег на автомобила за годината; - норми за разход на гориво за транспорт; - стойността на коефициента, който определя емисиите на вредни вещества от превозните средства в зависимост от вида на горивото.
Изчисляване на разхода на гориво Стойности на коефициента, които определят емисиите на вредни вещества от превозните средства Вид гориво Въглероден окис Въглеводороди Азотен диоксид Бензин 0,6 0,1 0,04 Дизелово гориво 0,1 0,03 0,04 Вид транспорт Брой автомобили, бр. Среден пробег на година, км. Общ пробег, км Разход на гориво за 1 км, литри Общ разход на гориво за година, литри Лек автомобил 72 26600 1915200 0,12 229864 Камион с бензинов двигател 8 296126 0,3 88838 Дизелов камион 4 202590 0,35 70906
Изчисляване на емисиите на вредни вещества от автомобили Вид транспорт Общ разход на гориво за година, литри Общо количество вредни вещества за 1 литър, литри Общо общо количество вредни вещества, литри Лек автомобил 229864 0,74 170099 Камион с бензинов двигател 88838 0,74 65740 Дизелов камион 70906 0,17 12054 Общо 274893
Изчисляване на емисиите на вредни вещества от тракторния парк на МХП „Бола” ООД За една година стопанството е обработило общо 3930 стандартни хектара и е изразходвало 27 510 кг гориво. При извършване на изчисления е необходимо да се вземе предвид мощността на двигателя и видовете работа.
Изчисляване на емисиите на вредни вещества от тракторния парк на SHP "Bola" LLC Масови емисии на замърсители Общо Въглероден оксид Азотни оксиди Въглеводороди g/kg 30 48.8 0.17 kg на 3930 fl.ha 117.9 9359 3.5 9598.4
Приблизително изчисление на възможното намаляване на замърсяването на въздуха при засаждане на дървета През лятото едно възрастно дърво може да изчисти въздуха от 20-30, а някои видове дори 50 кг вредни вещества и прах. Един от най-добрите видове е тополата. В селското населено място общият брой на трудоспособното население е 347 души. Ако всеки човек от 7 до 70 години засади по едно дърво, тогава ще помогнем на природата да се изчисти от 10 тона вредни вещества и прах.
Изводи 1. Без математически познания е невъзможно да си представим тревожния мащаб на човешкото въздействие върху околната среда. 2. Основните източници на замърсяване на въздуха в моето село са автомобилният транспорт и селскостопанските машини и техните изгорели газове. 3. Всяко населено място трябва да има зелена зона. Знаем, че дърветата пречистват въздуха, като абсорбират въглероден диоксид, отделят кислород и улавят прах (например тополата).

Сега, благодарение на медиите, Планетата е под голямо обществено внимание, а именно нейното насищане и замърсяване с изгорели газове на автомобили. Хората особено внимателно наблюдават и обсъждат такъв страничен продукт от широко разпространената моторизация, който е широко разпространен в пресата, като „парниковия ефект“ и вредата от изгорелите газове от дизеловите автомобили.

Въпреки това, както знаем, изгорелите газове са различни, въпреки факта, че всички те са опасни за човешкото тяло и други форми на живот на Земята. И така, какво ги прави опасни? И какво ги прави различни един от друг? Нека погледнем под микроскоп от какво се състои синият смог, излитащ от изпускателната тръба. Въглероден диоксид, сажди, азотен оксид и някои други също толкова опасни елементи.

Учените отбелязват, че екологичната ситуация в много индустриализирани и развиващи се страни се е подобрила значително през последните 25 години. Това се дължи главно на постепенното, но неизбежно затягане екологични стандарти, както и прехвърляне на производство на други континенти и други страни, включително Източна Азия. В Русия, Украйна и други страни от ОНД, голям бройпредприятия бяха затворени поради политически и икономически сътресения, което от една страна създаде изключително трудна социално-икономическа ситуация, но значително подобри екологичните показатели на тези страни.

Въпреки това, според изследователи, автомобилите представляват най-голямата опасност за нашата зелена планета. Дори при постепенно затягане на стандартите за емисии на вредни вещества в атмосферата, поради увеличаването на броя на автомобилите, резултатите от тази работа, уви, са изравнени.

Ако сегментираме общата маса на различни Превозно средствов момента на планетата, най-мръсните остават, автомобилите с този вид гориво, превишаващо азотния оксид, са особено опасни. Въпреки десетилетията на развитие и уверенията на автомобилните производители, че могат да направят дизеловите двигатели по-чисти, азотният оксид и фините частици сажди все още са най-големите врагове на дизела.

Именно поради тези проблеми, свързани с използването на дизелови двигатели, големи германски градове като Щутгарт и Мюнхен в момента обсъждат забрана за използването на тежкотоварни превозни средства.

Ето изчерпателен списък на вредните вещества, съдържащи се в отработените газове и вредите, причинени на човешкото здраве при вдишване

Изпарения от трафика

Отработените газове са газообразни отпадъци, генерирани по време на процеса на преобразуване на течни въглеводородни горива в енергия, върху която двигателят с вътрешно горене работи чрез изгаряне.

Бензен

Бензенът се намира в малки количества в бензина. Безцветна, прозрачна, лесно подвижна течност.

Веднага щом напълните резервоара на колата си с бензин, първото опасно вещество, с което ще влезете в контакт, е бензолът, изпаряващ се от резервоара. Но бензенът е най-опасен при изгаряне на гориво.

Бензолът е едно от онези вещества, които могат да причинят рак при хората. Решителното намаляване на опасния бензол във въздуха обаче беше постигнато преди много години с помощта на триходов катализатор.

Фин прах (прахови частици)

Този замърсител на въздуха е неидентифицирано вещество. По-добре е да се каже, че това е сложна смес от вещества, които могат да се различават по произход, форма и химичен състав.

В автомобилите ултрафиният абразив присъства във всички форми на работа, например по време на износване на гуми и спирачни дискове. Но най-голямата опасност са саждите. Преди това само дизеловите двигатели страдаха от този неприятен момент при работа. Благодарение на инсталирането на филтри за твърди частици ситуацията се е подобрила значително.

Сега се появи подобен проблем и бензинови модели, тъй като те все повече използват системи за директно впръскване на гориво, което води до производство на страничен продукт на още по-фини прахови частици, отколкото при дизеловите двигатели.

Въпреки това, според учените, изучаващи естеството на проблема, само 15% от финия прах, отложен в белите дробове, се произвежда от автомобили, източникът на опасното явление може да бъде всяка човешка дейност, от селското стопанство до лазерните принтери, камините и, разбира се; , цигари.

Здравето на жителите на мегаполисите

Действителното натоварване на човешкото тяло от изгорелите газове зависи от обема на трафика и метеорологичните условия. Всеки, който живее на оживена улица, е изложен на много по-високи нива на азотни оксиди или фин прах.

Изгорелите газове не са еднакво опасни за всички жители. Здравите хора почти няма да почувстват „газовата атака“, въпреки че интензивността на натоварването няма да намалее, но здравето на астматик или човек със сърдечно-съдови заболявания може значително да се влоши поради наличието на изгорели газове.

Въглероден диоксид (CO2)

Газът, вреден за целия климат на планетата, неизбежно се появява при изгарянето на изкопаеми горива като дизелово гориво или бензин. От гледна точка на CO2, дизеловите двигатели са малко по-чисти от бензиновите, тъй като обикновено използват по-малко гориво.

CO2 е безвреден за хората, но не и за природата. Парниковият газ CO2 е отговорен за по-голямата част от глобалното затопляне. Според Федералното министерство на околната среда на Германия през 2015 г. делът на въглеродния диоксид в общите емисии на парникови газове е бил 87,8 процента.

Емисиите на въглероден диоксид спадат почти непрекъснато от 1990 г. насам, намалявайки с общо 24,3 процента. Въпреки това, въпреки производството на все по-ефективни двигатели, растежът на моторизацията и увеличението товарен трафикнеутрализира опитите на учени и инженери да намалят вредата. В резултат на това емисиите на въглероден диоксид остават високи.

Между другото: всички моторни превозни средства в, да речем, Германия са отговорни за „само“ 18 процента от емисиите на CO2. Над два пъти повече, 37 процента, отиват за енергийни емисии. В САЩ картината е обратна, където най-сериозни щети на природата нанасят автомобилите.

Въглероден окис (Co, въглероден окис)

Изключително опасно страничен продуктизгаряне. Въглеродният окис е газ без цвят, вкус и мирис. Комбинацията от въглерод и кислород възниква при непълно изгаряне на въглеродсъдържащи вещества и е изключително опасна отрова. Затова качествената вентилация в гаражите и подземните паркинги е важна за живота на техните ползватели.

Дори малки количества въглероден оксид причиняват вреда на тялото; няколко минути, прекарани в лошо вентилиран гараж с работеща кола, могат да убият човек. Бъдете изключително внимателни! Не затопляйте в затворени кутии или помещения без вентилация!

Но колко опасен е въглеродният окис? на открито? Експеримент, проведен в Бавария, показа, че през 2016 г. средните стойности, показани от измервателните станции, са между 0,9-2,4 mg/m 3 и са значително под граничните стойности.

Озон

За обикновения човек озонът не е някакъв опасен или токсичен газ. В действителност обаче това не е така.

Когато са изложени на слънчева светлина, въглеводородите и азотният оксид се превръщат в озон. Озонът навлиза в тялото през дихателните пътища и причинява увреждане на клетките. Последици, ефекти от озона: локално възпаление на дихателните пътища, кашлица и задух. При малки количества озон няма да възникнат проблеми с последващото възстановяване на телесните клетки, но при високи концентрации този на пръв поглед безвреден газ може лесно да убие здрав човек. Неслучайно в Русия този газ е класифициран като най-висок клас на опасност.

С изменението на климата рискът от високи концентрации на озон нараства. Учените смятат, че до 2050 г. озоновото натоварване трябва да се увеличи рязко. За да се реши проблемът, азотните оксиди, отделяни от транспорта, трябва да бъдат значително намалени. Освен това има много фактори, които влияят на разпространението на озона; например разтворителите в боите и лаковете също активно допринасят за проблема.

серен диоксид (SO2)

Този замърсител се получава, когато сярата се изгаря в гориво. Той е един от класическите атмосферни замърсители, произведени при горене, електроцентрали и индустрия. SO2 е една от най-важните „съставки“ на замърсителите, които образуват смога, наричан още „лондонски смог“.

В атмосферата серният диоксид претърпява редица процеси на трансформация, които могат да доведат до образуването на сярна киселина, сулфити и сулфати. SO2 действа предимно върху лигавиците на окото и горните дихателни пътища. От страна на околната среда, серният диоксид може да увреди растенията и да причини подкисляване на почвата.

Азотни оксиди (NOx)

Азотните оксиди се образуват главно по време на процеса на горене в двигателите с вътрешно горене. Дизеловите превозни средства се считат за основен източник. Въвеждане на катализатори и филтри за твърди частиципродължава да се увеличава, така че емисиите ще намалеят значително, но това ще се случи едва в бъдеще.

Образуването на токсични вещества - продукти от непълно изгаряне и азотни оксиди в цилиндъра на двигателя по време на процеса на горене става по коренно различни начини. Първата група токсични вещества е свързана с химични реакции на окисляване на горивото, протичащи както в периода преди пламъка, така и по време на процеса на горене - разширение. Втората група токсични вещества се образува от комбинацията на азот и излишък от кислород в продуктите на горенето. Реакцията на образуване на азотни оксиди е термична по природа и не е пряко свързана с реакциите на окисление на горивото. Ето защо е препоръчително да се разгледа отделно механизмът на образуване на тези токсични вещества.

Основните токсични емисии от автомобила включват: изгорели газове (EG), картерни газове и горивни пари. Отработените газове, отделяни от двигателя, съдържат въглероден оксид (CO), въглеводороди (C X H Y), азотни оксиди (NO X), алдехиди и сажди. Картерните газове са смес от част от отработените газове, които са проникнали през течовете на буталните пръстени в картера на двигателя с изпарения на моторното масло. Горивните пари навлизат в околната среда от захранващата система на двигателя: съединения, маркучи и др. Разпределение на основните компоненти на емисиите карбураторен двигателследното: отработените газове съдържат 95% CO, 55% C X H Y и 98% NO X, картерните газове съдържат 5% C X H Y, 2% NO X, а горивните пари съдържат до 40% C X H Y. IN общ случайИзгорелите газове на двигателя могат да съдържат следните нетоксични и токсични компоненти: O, O 2, O 3, C, CO, CO 2, CH 4, C n H m, C n H m O, NO, NO 2, N, N 2, NH 3, HNO 3, HCN, H, H 2, OH, H 2 O.

Вредните токсични емисии могат да бъдат разделени на регулирани и нерегулирани. Те действат върху човешкото тяло по различни начини. Вредни токсични емисии: CO, NO X, C X H Y, R X CHO, SO 2, сажди, дим. CO (въглероден окис)- Този газ е без цвят и мирис, по-лек е от въздуха. Образува се на повърхността на буталото и на стената на цилиндъра, в която не настъпва активиране поради интензивно отнемане на топлина от стената, лошо разпръскване на горивото и дисоциация на CO 2 в CO и O 2 при високи температури.

NO X (азотни оксиди)– най-токсичният отработен газ.

N – инертен газ при нормални условия. Реагира активно с кислорода при високи температури.

Емисиите на отработени газове зависят от температурата на околната среда. как повече натоварванедвигател, толкова по-висока е температурата в горивната камера и съответно се увеличават емисиите на азотни оксиди.

Водороди (C x H y)– етан, метан, бензол, ацетилен и други токсични елементи. EG съдържа около 200 различни водородни атоми.

При дизеловите двигатели C x H y се образуват в горивната камера поради хетерогенна смес, т.е. пламъкът изгасва в много богата смес, където няма достатъчно въздух поради неправилна турбуленция, ниска температура, лошо разпръскване.

Двигателят с вътрешно горене отделя повече C x H y, когато работи в празен ход, поради лоша турбуленция и намалена скорост на горене.

дим- непрозрачен газ. Димът може да бъде бял, син, черен. Цветът зависи от състоянието на отработените газове.

Бял и син дим– това е смес от капка гориво с микроскопично количество пара; образувани поради непълно изгаряне и последваща кондензация.

Бял димобразува се при студен двигател и след това изчезва поради нагряване. Разликата между белия дим и синия дим се определя от размера на капката: ако диаметърът на капката е по-голям от дължината на вълната от син цвят, тогава окото възприема дима като бял.

Синият дим идва от маслото. Наличието на дим показва, че температурата не е достатъчна за пълното изгаряне на горивото. Черният дим се състои от сажди. Димът има отрицателно въздействие върху човешкото тяло, животните и растителността.

сажди– е безформено тяло без кристална решетка; В отработените газове на дизелов двигател саждите се състоят от неопределени частици с размери от 0,3...100 микрона.

Причината за образуването на сажди е, че енергийните условия в цилиндъра на дизеловия двигател са достатъчни за пълното разрушаване на молекулата на горивото. По-леките водородни атоми дифундират в богатия на кислород слой, реагират с него и като че ли изолират въглеводородните атоми от контакт с кислорода. Образуването на сажди зависи от температурата, налягането в горивната камера, вида на горивото и съотношението гориво-въздух.

SO 2 (серен оксид)– образува се по време на работа на двигателя от гориво, получено от суров петрол (особено при дизелови двигатели); тези емисии дразнят очите и дихателните органи. SO 2 ,H 2 S са много опасни за растителността.

Оловото е основният замърсител на въздуха в Руска федерацияВ момента превозните средства, използващи оловен бензин, представляват от 70 до 87% от общите емисии на олово, според различни оценки. PbO (оловни оксиди)– възникват в отработените газове на карбураторни двигатели, когато се използва оловен бензин. При изгаряне на един тон оловен бензин в атмосферата се отделят около 0,5...0,85 kg оловни оксиди. Според предварителните данни проблемът със замърсяването с олово от емисиите на превозните средства става все по-сериозен в градовете с население над 100 000 души и за местните райони по интензивните магистрали. Радикален метод за борба със замърсяването на околната среда с оловни емисии автомобилния транспорт– отказ от използване на оловен бензин.

Алдехиди (R x CHO)– образуват се при изгаряне на горивото ниски температуриили сместа е много бедна, а също и поради окисляване на тънък слой масло в стената на цилиндъра. Когато горивото се изгаря при високи температури, тези алдехиди изчезват.

Замърсяването на въздуха става по три канала: 1) отработени газове, отделяни през изпускателната тръба (65%); 2) картерни газове (20%); 3) въглеводороди в резултат на изпаряване на гориво от резервоара, карбуратора и тръбопроводите (15%).