Що міститься у вихлопних газах автомобілів. Небезпека вихлопних газів автомобілів

Міські жителі часто говорять про екологію, і, в основному, лають її. У принципі причин на те чимало, але особливо часто говорять про вихлопних газах. Отже, чим саме дихає місто і що приховує запах вихлопних газів?

Найчастіше вихлопними газами називають усі викиди у міську атмосферу, зокрема котелень, заводів та інших промислових підприємств. Насправді цим терміном правильно називати лише транспортні викиди, які з'являються внаслідок переробки палива. Також їх називають газами, що відходять. Вихлопні гази – продукт роботи двигунів внутрішнього згоряння, і, враховуючи стрімке зростання кількості транспорту за останні 50 років і, зокрема, приріст особистого автотранспорту у містах, вихлопні гази у повітрі міст влаштувалися всерйоз і надовго, а кількість їх лише зростає.

Зараз саме гази, що відходять, є основною причиною забруднення повітря в місті і постійно впливають на здоров'я людини. Отже, з термінологією розібралися, дізнайтеся, що саме регулярно поставляють автомобілі в нашу атмосферу, чим це небезпечно і як захиститися, якщо Ви відчуваєте запах вихлопних газів у квартирі.

Всі автомобілі викидають у повітря канцерогени та токсичні речовини. Склад вихлопних газів автомобіля змінюється в залежності від типу двигуна, бензинового або дизельного, проте основний набір залишається колишнім.
Отже, до складу автомобільних вихлопних газів входять:

Компонент	Об'ємна частка в бензиновому двигуні, %	Об'ємна частка в дизельному двигуні, %	Токсичність
Азот	74–77	76–78	нетоксичний
Кисень	0,3–8	2–18	нетоксичний
Водяна пара	3–5,5	0,5–4	нетоксичний
Диоксид вуглецю	5–12	1–10	нетоксичний
Оксид вуглецю	0,1–10	0,01–5	токсичний
Вуглеводні	0,2–3	0,009–0,5	токсичні
Альдегіди	0–2	0,001–0,009	токсичні
Диоксид сірки	0–0,002	0–0,03	токсичний
Сажа, г/м3	0–0,04	0,1–1,1	токсична
Бензапірен, г/м3	0,01–0,02	0–0,01	токсичний

Як видно, склад вихлопних газів досить різноманітний, і більшість компонентів токсична. Тепер давайте розберемося, який вплив мають вихлопні гази на людину.

Вплив вихлопних газів на організм людини

Вихлопні гази автомобіля можуть завдати шкоди здоров'ю і досить серйозний. Перш за все, оксид вуглецю або чадний газ, про який ми вже не має смаку і запаху, але при високій концентрації викликає запаморочення, головний біль, нудоту, може призводити до непритомності.
Сірчистий бензин та створюваний ним оксид сірки – одна з причин сильного запаху вихлопних газів. Справа в тому, що молекули діоксиду сірки дуже відчутно впливають на нюхові рецептори, тому цей запах відчувається навіть при невисокій концентрації, а концентрованіший "аромат" перекриває всі інші запахи для носа людини, що може підтвердити кожен, хто запалював у будинку сірника. Етильовані бензини збагачують повітря свинцем. Кількість таких вихлопних газів і шкоду здоров'ю, яку вони завдають, зробило свинець одним із найвідоміших отруйних компонентів в атмосфері. В даний час такий бензин як паливо для автомобілів вже не використовується, але досить довго його пари наповнювали всі великі міста. Вуглеводні у викидах автомобілів окислюються при попаданні під дію сонячних променів та утворюють токсичні сполуки з різким запахом, які особливо сильно позначаються на роботі верхніх дихальних шляхів та призводять до загострень хронічних захворювань дихальної системи.
Шкода від вихлопних газів автомобіля багато в чому пояснюють канцерогени – сажа та бензопірен, які сприяють розвитку пухлин, особливо злоякісних.

Розглядаючи вихлопні гази і шкоду, яку вони завдають, слід додати і вплив цього хімічного коктейлю цілком: тривалий контакт із вихлопними газами призводить до загибелі, зокрема — від отруєння безпосередньо чадним газом. Найбільша небезпека цих викидів полягає у їх кількості, поширеності та дрібному розмірі частинок, що дозволяє вихлопам проходити через природні бар'єри організму та потрапляти у легені. При постійному впливі вихлопних газів на організм може розвиватися імунодефіцит, бронхіти, страждають судини головного мозку, нервова система та інші органи. Крім того, більшість токсичних речовин, що входять до складу вихлопних газів, може взаємодіяти один з одним та з іншими компонентами атмосфери, що сприяє утворенню смогу.

Усі, хто пройшов шкільний курс ботаніки, знають – рослини також дихають. І, як будь-який дихаючий організм, відчувають забруднення вихлопними газами на собі. Найдрібніші частинки шкідливих сполук потрапляють у тіло рослини і отруюють його, тому дуже часто в межах міста розташовані біля великих дорігабо паркувань газони та дерева виглядають мляво, швидко жовтіють або зовсім гинуть.

Забруднення повітря вихлопними газами значно вплинуло складу атмосферних опадів. Саме завдяки діяльності транспорту з'являються кислотні дощі, кольорові тумани чи сніг п'ятдесят відтінків чорного. Природно, за рахунок опадів повітря дещо очищається, проте весь зібраний бруд потрапляє у ґрунт, викликаючи загальне забрудненнядовкілля вихлопними газами. Ті ж сполуки і важкі метали через ґрунт поширюються далі, потрапляючи в корм тварин і сільськогосподарські культури, що вирощуються, а значить забруднюючи не тільки природу, а й повторно людину. Звичайно, панікувати з цього приводу буде зайвим, проте за такого забруднення атмосфери вихлопними газами варто подбати про своє здоров'я.

Як захиститись від вихлопних газів

Найбільшу шкоду вихлопних газів ми отримуємо, перебуваючи у пробках, де від автомобільних викидів просто нікуди тікати. У такій ситуації, якщо під рукою немає респіратора чи протигазу, вдихати вихлопи все ж таки доведеться, проте можна закрити ніс і рот хусткою або шарфом. Цілком це Вас від вихлопів не захистить, але хоча б дещо згладить ситуацію. При постійному впливі вихлопів варто урізноманітнити своє меню антиоксидантами, які містяться в ягодах, фруктах, зелених овочах та зеленому чаї, а також у насінні, і пити більше води, оскільки вона сприяє детоксикації. Такий допінг допомагає організму справлятися з наслідками вдихання хімічного коктейлю і підтримує здоров'я.

Вихлопні гази у квартирі явно небажані гості, проте вони найчастіше проникають у наші будинки, якщо під ними чи поблизу є дороги чи паркування. Якщо немає можливості або бажання переїхати на лоно природи подалі від доріг, можна створити в будинку безпечні зони. Щоб зрозуміти, як захиститись від вихлопних газів у квартирі, потрібно визначити джерело їх появи. В більшості випадків вихлопи проникають через вікна. У такому разі найкращим рішенням буде встановити герметичні склопакети, а провітрювання проводити за допомогою якісного

Вивезення, переробка та утилізація відходів з 1 до 5 класу небезпеки

Працюємо з усіма регіонами Росії. Чинна ліцензія. Повний комплект документів, що закривають. Індивідуальний підхід до клієнта та гнучка цінова політика.

За допомогою цієї форми ви можете залишити заявку на надання послуг, запросити комерційну пропозицію або отримати безкоштовну консультацію наших спеціалістів.

Відправити

Вплив на атмосферу вихлопних газів є актуальною екологічною проблемою. Багато людей використовують автомобілі і навіть не здогадуються, як сильно отруюють повітря. Щоб оцінити збитки, варто вивчити склад вихлопних газів та наслідки їхнього впливу на навколишнє середовище.

З чого складаються вихлопні гази

Вихлопні гази автомобілів утворюються в процесі роботи двигуна, а також при неповному або повному згорянніпалива. Всього в них виявляється понад двісті різних компонентів: одні існують лише кілька хвилин, інші ж розкладаються роками і витають у повітрі довгий час.

Класифікація

Всі вихлопи за властивостями, складовими компонентами та ступенем впливу на екологію та людський організм поділяться на кілька груп:

1. Перша група поєднує всі речовини, що не мають токсичних властивостей. Сюди входять водяні пари, а також природні та невід'ємні компоненти атмосферного повітря, що неминуче проникають в автомобільні двигуни. До цієї категорії належать і викиди CO2 – вуглекислого газу, який також є нетоксичним, але знижує концентрацію кисню у повітрі.
2. Друга група складових автомобільних вихлопних газів включає оксид вуглецю, тобто чадний газ. Він є продуктом неповного згоряння палива і має виражені отруйні та токсичні властивості. Ця речовина, потрапляючи в організм людини при вдиханні, проникає в кров і вступає в реакцію з гемоглобіном. В результаті сильно знижується концентрація кисню, настає гіпоксія, а у важких випадках і летальний кінець.
3. Третя група охоплює оксиди азоту, які мають бурий відтінок, неприємний їдкий запах. Такі речовини небезпечні для людини, тому що можуть дратувати слизові та вражати оболонки. внутрішніх органівособливо легких.
4. Четверта група компонентів вихлопних газів найчисленніша і включає вуглеводні, які з'являються через неповне згоряння палива, що використовується в автомобільних двигунах. І саме такі речовини утворюють блакитний або світлий білий дим.
5. П'ята група компонентів вихлопів представлена ​​альдегідами. Найвищі концентрації даних речовин спостерігаються при мінімальних навантаженнях або при так званому холостому ході, коли температурний режим згоряння двигуна відрізняється невисокими показниками.
6. Шоста група складових вихлопних автомобільних газів- Це різні дисперсні частинки, включаючи сажу. Вони вважаються продуктами зношування деталей двигуна, а також можуть включати частинки масел, аерозолі, нагар. Сама по собі сажа не є небезпечною, але вона може осідати в дихальних шляхах та погіршувати видимість при вихлопах.
7. Сьома група речовин, що входять до складу вихлопних газів – це різні сірчисті сполуки, що утворюються при згорянні двигунів видів палива, що містять сірку (до них відноситься, перш за все, дизельне). Такі компоненти мають різкий характерний запах, і вони здатні впливати на слизові оболонки, а також порушувати обмінні процеси і окислювальні реакції.
8. Восьма група – це різні свинцеві сполуки. Вони з'являються під час експлуатації карбюраторних двигунів за умови застосування етилованого бензину з присадками, що сприяють підвищенню октанового числа.

Наслідки впливу вихлопних газів

Вплив вихлопних газів на здоров'я людини, екологію та атмосферу вкрай згубний. Насамперед, шкідливі викиди, що утворюються при згорянні палива в автомобільних двигунах, сильно забруднюють повітря, утворюючи зміг. Деякі дрібні та легкі частинки здатні підніматися та досягати атмосферних шарів, змінюючи їх склад та ущільнюючи структуру.

Вихлопні гази є однією з причин парникового ефекту, який розвивається стрімкими темпами та становить реальну загрозу для екології та всього людства. Він обумовлює погодні аномалії, потепління, танення льодовиків, підвищення рівня Світового океану.

Інший напрямок негативного впливу вихлопних газів – це сприяння формуванню кислотних дощів. Останнім часом вони почали все частіше й сильно шкодити екосистемі. Опади, що випадають, мають підвищену кислотність, змінюють склад грунту, що може зробити його непридатним для зростання рослин і вирощування сільськогосподарських культур.

Сильно страждає флора: дощі буквально роз'їдають листя та плоди. Також кислотні опади шкідливі та небезпечні для людини: вони мають дратівливий і токсичний вплив на шкірні покриви, волосисту частину голови.

Вкрай небезпечна дія вихлопів автомобілів і для людського організму. Компоненти газів практично відразу ж потрапляють у дихальну систему, дратують слизові оболонки легень та бронхів, порушують та пригнічують функції дихання, а також викликають цілий рядхронічних захворювань, включаючи астму та бронхіт. Але речовини з дихальних шляхів всмоктуються до крові та змінюють її склад, наприклад, значно знижують концентрацію кисню. Також з'єднання проникають у всі тканини та органи, а деякі здатні в майбутньому викликати переродження та мутацію клітин, їх руйнування.

Як уникнути серйозних наслідків впливу вихлопів

Щоб мінімізувати небезпечні та серйозні наслідки негативного впливу автомобільних вихлопних газів, слід вживати заходів:

1. Грамотна, раціональна та помірна експлуатація автомобільних транспортних засобів. Не допускайте тривалої роботи на холостому ході, уникайте їзди на великих швидкостях, по можливості відмовляйтеся від машини на користь використання громадського транспорту, а саме тролейбусів та трамваїв.
2. Найефективніший шлях – це відмова від нафтовмісних видів палива та перехід на альтернативні джерелаенергії. В останні кілька років вчені почали розробляти автомобілі, що працюють на електриці та навіть сонячних батареях.
3. Постійно стежте за справністю автомобіля, особливо за станом двигуна і всіх його деталей, а також за роботою вихлопної системи.
4. Доступні сучасні засоби, що знижують концентрацію шкідливих речовинв автомобільних вихлопах. До них відносяться так звані каталітичні нейтралізатори газів, що відпрацювали. Якщо застосовувати їх постійно, то викиди будуть менш небезпечними для атмосфери та людства.

Використовуючи автомобіль, кожен власник повинен дбати не тільки про його справність, а й про вплив транспорту та вихлопів на здоров'я та довкілля. Тільки в такому разі вдасться уникнути сумних наслідків.

Гази автотранспорту залишаються в приземному шарі атмосфери, що ускладнює їхнє розсіювання. Вузькі вулиці та високі будівлі також сприяють затримуванню токсичних з'єднань вихлопних газів у зоні дихання пішоходів. До складу вихлопних газів автотранспорту входить понад 200 компонентів, тоді як нормуються з них лише небагато (димність, оксиди вуглецю та азоту, вуглеводні).

Склад вихлопних газів залежить від ряду факторів: типу двигуна (карбюраторний, дизельний), режиму його роботи та навантаження, технічного стану та якості палива (табл. 10.4, 10.5).

Вихлопні гази, крім вуглеводнів, що входять до складу палива, містять продукти неповного його згоряння, такі як ацетилен, олефіни та карбонільні сполуки. Кількість ЛОС у вихлопних газах залежить від умов роботи двигуна. Особливо велика кількістьшкідливих домішок надходить у навколишнє повітря, коли двигун працює на «холостому» ходу - при короткочасних зупинках та на перехрестях.

До складу вихлопних газів входять такі токсичні речовини як чадний газ, оксиди азоту, сірчистий газ, сполуки свинцю та різні канцерогенні вуглеводні.

До складу вихлопних газів карбюраторних та дизельних двигуніввходить близько 200 хімічних сполук, з яких найбільш токсичні оксиди вуглецю, азоту, вуглеводні, у тому числі поліциклічні ароматичні вуглеводні (бенз(а)пірен та ін.). При спалюванні 1 л бензину в повітря надходить 200-400 мг свинцю, що входить до складу антидетонаційної присадки. Транспорт є також джерелом пилу, що виникає від руйнування дорожніх покриттів та стирання шин.

Оскільки склад вихлопних газів залежить від суміші палива та повітря та моменту запалювання, він також залежатиме і від характеру водіння. Для досягнення найбільшої потужностіпотрібні суміші з 10-15% збагаченням, в той час як найбільш економічною є швидкість при дещо меншому збагаченні палива. Більшість двигунів на холостому ходу потрібні збагачені суміші, і продукти горіння неповністю викидаються з циліндра. При прискоренні руху тиск у паливної системизнижується та паливо конденсується на стінках колектора. Для запобігання збідненню паливної суміші служить карбюратор, що забезпечує подачу більшої кількостіпалива під час прискорення руху. При зниженні швидкості за допомогою закритого дроселя вакуум у колекторі збільшується, знижується підсмоктування повітря і надмірно зростає насиченість суміші. За таких коливань викиди значною мірою залежить від вимог, що висуваються до двигуна (табл.[ ...]

Питання про вихлопні гази та аерозолі, що виділяються в повітря автомобільними двигунамивимагає значно більш інтенсивного вивчення. У цьому напрямку отримані вже деякі дані про склад вихлопних газів, з яких випливає, що їх склад змінюється під впливом численних факторів, куди входять конструкція двигуна, режим роботи і догляд за двигуном, а також пальне, що використовується (Faith, 1954; Fitton, 1954) . В даний час планується інтенсивне вивчення впливу всіх складових частинвихлопних газів у хронічному експерименті, на тваринах.

18

Безбарвний газ, без запаху та смаку. Щільність по відношенню до повітря 0,967. Температура кипіння – 190°С. Коефіцієнт розчинності у воді 0,2489 (20 °), 0,02218 (30 °), 0,02081 (38 °), 0,02035 (40 °). Вага 1 л газу при 0°З 760 мм рт. ст. 1,25 р. входить до складу різних газових сумішей, коксового, сланцевого, водяного, деревного, доменного газів, вихлопних газів автотранспорту та ін.

Відпрацьовані гази автомобілів та інших двигунів внутрішнього згоряння є основним джерелом забруднення атмосфери міст (до 40% всіх забруднень у США). Багато фахівців схильні розглядати проблему забруднення атмосфери як проблему забруднення її відпрацьованими газами різних двигунів (автомобілі, моторні човни та судна, реактивні двигунилітаків і т. д.). Склад цих газів дуже складний, оскільки, крім вуглеводнів різних класів, Вони містять токсичні неорганічні речовини (оксиди азоту, вуглецю, сполуки сірки, галогени), а також метали та металорганічні сполуки. Аналіз подібних композицій, що містять неорганічні та органічні сполуки з широким інтервалом температур кипіння (вуглеводні С1-С12), зустрічає значні труднощі, і для його здійснення, як правило, використовують кілька аналітичних методів. Зокрема, оксид та діоксид вуглецю визначають методом ІЧ-спектроскопії, оксиди азоту- за допомогою хемілюмінесценції, а для виявлення вуглеводнів застосовують газову хроматографію. З її допомогою можна аналізувати і неорганічні компоненти вихлопних газів, причому чутливість визначення становить близько 10-4% для ЗІ, 10-2% для N0, 3-10-4% для С02 і 2-10“5% для вуглеводнів, але аналіз складний і трудомісткий.

На концентрації вихлопних газів у тунелі впливають: 1) інтенсивність, склад та швидкість транспортного потоку; 2) довжина, конфігурація та ступінь заглиблення тунелю; 3) напрям і швидкість панівних вітрів по відношенню до осі тунелю.

У табл. 12.1 наведено склад основних домішок у вихлопних газах бензинових та дизельних двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ).

Вище згадувалося, що склад вихлопних газів помітно змінюється зі зміною режиму роботи двигуна, тому реактор має бути розрахований з урахуванням зміни концентрацій. Крім того, для протікання реакції потрібні підвищені температури, тому реактор повинен забезпечувати швидке підвищення температури, так як в холодному реакторі буде конденсуватися вода. До технічних труднощів додається необхідна умоващоб система реактора функціонувала тривалий час без технічного догляду. На відміну від інших пристроїв у машині в цьому випадку автомобіліст не звертатиме увагу на систему реактора, що не дає йому практичної віддачі, і, можливо, він не отримає реальних сигналів про те, що система вийшла з ладу. Крім того, контролювати ефективність очисної системи шляхом регулярних перевірок та технічних оглядівзначно важче, ніж досягти певного середнього рівня надійності конструкції.

10

Кількісний та якісний склад вихлопних газів залежить від виду та якості палива, типу двигуна, його характеристик, технічного стану, кваліфікації механіків, забезпечення автогосподарства діагностичною апаратурою та ін.

Для визначення двоокису азоту у вихлопних газах двигунів внутрішнього згоряння автомобілів і в газах, що відходять, ванн регенерації срібла запропоновано непроточний електрохімічний осередок, що володіє тривалим ресурсом роботи - 120 діб. Робочим електродом служить платина або графіт, а допоміжним - вугілля марки Б. Поглинальний розчин має склад 3% КВг і 1% Н2304. Нижня межа аналізованої концентрації двоокису азоту даним непроточним осередком 0,001 мг/л.

У табл. 3 наведено орієнтовний склад вихлопних газів карбюраторних та дизельних двигунів (І. Л. Варшавський, 1969).

Значне забруднення атмосфери відбувається вихлопним! газами автомобільного транспорту До їх складу входить велика гама: токсичних речовин, головними з яких є: СО, NOx- вуглеводні, канцерогенні речовини. До забруднювачів повітряного басейну від автомобільного транспорту слід віднести також гумовий пил, що утворюється в результаті стирання автопокришок.

Технічний стан двигуна. Великий вплив на склад вихлопних газів має технічний стан двигуна і насамперед карбюратора. Дослідження, проведені Ж-Г. Манусаджанцем (1971), показали, що після встановлення на автомобілях, що мали раніше підвищений вміст окису вуглецю у вихлопних газах (5-6%), нових правильно відрегульованих карбюраторів концентрація цього газу знизилася до 1,5% . Несправні карбюратори після ремонту та регулювання також забезпечували зменшення вмісту окису вуглецю у вихлопних газах до 1,5-2%.

Проста міра регулювання двигунів може знизити токсичність вихлопних газів у кілька разів. Тому у містах створюються контрольно-вимірювальні пункти для діагностики двигунів машин. В автогосподарстві на спеціальних бігових барабанах, що замінюють полотно дороги, машина проходить випробування, під час якого вимірюється хімічний складгазів двигуна за різних режимів роботи. Машина з викидом вихлопних газів на лінію не повинна випускатися. За наявними в літературі даними, один цей захід може знизити забруднення атмосферного повітря 1980 р. в 3,2 разу, а до 2000 р.-вчетверо.[ ...]

У схемі передбачається частину теплової енергії вихлопних газів в опалювальний період використовувати для теплофікаційних цілей КС, прилеглих населених пунктів, тепличних і тваринницьких господарств. Комплексна енерготехнологічна установка на КС включає до свого складу багато агрегатів, вузлів та обладнання, представлених на схемі рис.1, які показали високу економічність і успішно експлуатуються протягом тривалого часу в різних галузях промисловості.

В умовах Південно-Сахалінська, де основними забруднювачами є вихлопні гази автотранспорту та відходи ТЕЦ, спеціальних робітза впливом їх на окремі об'єкти рослинного світу не проводилося. У ході робіт з визначення мікроелементарного складу ряду рослин, у тому числі і лугових і бур'янів, були проведені деякі спостереження за вмістом токсичних мікроелементів у надземній масі рослин у межах міста та за його межами, а також на відпрацьованих картах, що рекультивуються, золовідвалу Південно-Сахалінської ТЕЦ . Хімічний склад залежить як від виду, так і від зовнішніх умовіснування, тому визначення свинцю бралися проби наступних видів рослин: їжаки збірної (Dactylis glomerata L.), конюшини повзучого (Trifolium repens L.), вейника Лангсдорфа (Calamagrostis langsdorffii (Link) Trin.), мятлика лугового (Роа praten). , Кульбаба аптечного (Taraxacum officinale Web.) - в межах міста, на узбіччях доріг і для контролю - в місцях, віддалених від антропогенного впливу.

Вже згадувалося, що сонячні промені можуть змінювати хімічний склад забруднювачів атмосферного повітря. Особливо це виступає у разі забруднювачів окисного типу, коли сонячні промені можуть призвести до утворення подразнюючого газу з недратівливого (Haagen-Smit a. Fox, 1954). Фотохімічні перетворення цього типу відбуваються при реакції між вуглеводнями, що містяться в повітрі, і оксидами азоту, причому головним джерелом як тих, так і інших є вихлопні гази автомобілів. Ці фотохімічні реакції мають настільки велике значення (наприклад, у Лос-Анжелосі), що для вирішення цієї приватної проблеми, що висувається вихлопними автомобільними газами, докладаються величезні зусилля. До вирішення цієї проблеми підходять із трьох різних сторін: а) шляхом зміни палива для двигунів; б) шляхом зміни конструкції двигуна; в) змінюючи хімічний склад вихлопних газів після їх утворення у двигуні.

Вам може здатися дивним, що тут не згадується окис вуглецю (чадний газ), який входить до складу вихлопних газів автомобіля. Щороку гине чимало людей, які мають звичку випробувати двигун у закритому гаражі або піднімати його скла біля машини, у вихлопній системі якої є витік. У великих концентраціях чадний газ, безумовно, смертельний: поєднуючись з гемоглобіном крові, він перешкоджає перенесенню кисню від легень до всіх органів тіла. Але на відкритому повітрів переважній більшості випадків концентрація окису вуглецю настільки мала, що не становить небезпеки для здоров'я людини.

Зазначимо, що значна кількість окису вуглецю потрапляє в атмосферне повітря з вихлопними газами автомобілів та інших транспортних засобів, забезпечених карбюраторними двигунамивнутрішнього згоряння, у вихлопі яких міститься СО від 2 до 10% (великі значення відповідають режимам малих оборотів). У зв'язку з цим особливу увагуприділяється освоєнню карбюраторів, що випускаються за умовною назвою «Озон» для легкових автомобілів «Жигулі». Завдяки ряду технічних нововведеньцей карбюратор дозволяє значно зменшити викид у повітря з вихлопними газами шкідливих організму людини речовин. За рекомендацією Центрального науково-дослідного автомобільного та автомоторного інститутуна карбюраторі застосовано пристрій «Каскад», який оптимізує склад паливно-повітряної суміші, даючи цим можливість як зменшити токсичність викидів, а й знизити питому витрату бензина.[ ...]

Оксид вуглецю утворюється при неповному згорянні речовин, що містять вуглець. Він входить до складу газів, що виділяються в процесах виплавки і переробки чорних і кольорових металів, вихлопних газів двигунів внутрішнього згоряння, газів, що утворюються при вибухових роботах, і т. д.

Сучасні методи аналізу дозволяють поряд із віком окремих шарів льоду визначити склад повітря в період їх утворення, стежити за наростанням забруднення повітря. Так, у 1968 р. було встановлено, що рівень оксиду свинцю, що надходить у повітря переважно з вихлопними газами автомобілів, становить близько 200 мг на 1 т льоду. Автори книги «Обложені вічним льодом», з якої взяті ці цифри, коментують їх так: «Льод, цей безмовний свідок еволюції клімату Землі, сигналізує про величезну небезпеку. Чи дослухається до нього людство?» .[...]

Такі дослідження також створюють передумови для розробки спеціальних прогностичних моделей, що пов'язують склад палива та його властивості з викидами вихлопних газів для сімейств автомобілів, починаючи з ранніх транспортних засобів, не обладнаних каталітичними нейтралізаторамидо автомобілів останніх моделей, Виготовлених із застосуванням самих новітніх технологій. Цей взаємозв'язок між властивостями, складом і викидами є надзвичайно складним, тому такі моделі дозволяють розробникам палив знаходити певні межі складів паливних композицій, при яких зміни характеристик палива можуть надавати вимірний вплив на викиди вихлопних газів, що піддається кількісній оцінці. Ці межі складів, звичайно, залежатимуть як від типу автомобілів, що є на конкретному ринку, так і від можливостей виробництва палива. Таким чином, і в цьому випадку для розуміння всього процесу необхідно мати чітку картину, що характеризує обидва ці фактори.

Феноли використовують для дезінфекції, а також виготовлення клеїв та фенолформальдегідних пластмас. Крім того, вони входять до складу вихлопних газів бензинових та дизельних двигунів, утворюються при згорянні та коксуванні дерева та вугілля.

Під впливом викидів, що здійснюються промисловими підприємствами, хімічно активних покидьків та залишків від основного виробництва суттєво змінюється склад атмосферного повітря у містах. У ньому значно збільшується відсоток вмісту пилу, крім того, з'являються «сліди» речовин, не характерних для навколишнього середовища у природному стані. Зростання вихлопних газів автомобільного транспорту сприяє розвитку важких захворювань органів дихання. Викиди шкідливих речовин від автотранспорту та промислових підприємств обумовлюють підвищену забрудненість повітря оксидами сірки, сульфатів, вуглекислого газу, чадного газу, оксидами азоту, сірководню, аміаку, ацетону, формальдегіду та ін. У гострих випадках високого забруднення повітря відзначаються подразнення, кон'юнктиви, кашель, підвищене слиновиділення, спазм голосової щілини та інші симптоми. При хронічному забрудненості повітря відзначається відома варіабельність перерахованих симптомів та його менш виражений характер. Забруднення атмосферного повітря міст є тією причиною, яка збільшує опір струму повітря в дихальних шляхах.

Контроль за станом повітряного середовища в Федеративній республіці Німеччини здійснює мережу постів та 9 постійних станцій (Мюнхен), що стежать за вмістом в атмосфері шкідливих газів та пилу 15. Найбільш небезпечними для навколишнього середовища є речовини, що входять до складу вихлопних газів автомобілів. Дані вимірювань надходять до центру обробки, обладнаний ЕОМ, для складання необхідних характеристикзабруднення повітря та їх класифікації.

Автомобільний транспорт не належить до провідних джерел надходження сірчистого ангідриду в атмосферу. У книзі І. Л. Варшавського, Р. В. Малова «Як знешкодити відпрацьовані гази автомобіля» (1968) питання про сірчистий ангідрид як викид двигуна автомашини взагалі не розглядається. Ця позиція узгоджується з результатами досліджень у 1974-1975 роках повітря на магістралях жвавого автомобільного рухув Ленінграді, де спостерігалися поодинокі випадки незначного перевищення допустимих концентрацій сірчистого ангідриду (Г. В. Новіков та ін, 1975). Однак, за даними США (В. Н. Смеляков, 1969), річний викид оксидів сірки автомобілями в цій країні досягає 1 млн. т, тобто порівнянний з викидом твердих частинок. В Англії за 1954 рік, за даними РШоп (1956), викид сірчистого ангідриду двигунами автомашин склав 20 тис. т. бензинових двигунівта 0,02%-дизельних. Ці матеріали переконують у доцільності контролю концентрацій ангідриду на трасах інтенсивного руху автотранспорту.

Крім того, ці знання і даний підхід можуть застосовуватися для технологій двигунів, що знову розробляються. Як показано на рис. 1, очікується, що майбутній напрямок робіт з мінімізації викидів вихлопних газів традиційних двигунів зрушуватиметься у бік створення повністю оптимізованих систем, охоплюючи при цьому автомобіль, двигун та паливо. Основним чинником цього процесу буде знання того, як правильно підібрати склад спеціальних палив, щоб вони стали придатними для таких систем.

Як приклади практичного застосування перспективних лазерних діодів на РЬ, Бп, Ті можна навести два проекти, що розробляються американською фірмою «Техас-Інструмент» (Даллас). У першому з них розробляється компактний пристрій (вагою не більше 4,5 кг) на лазерному діоді, що перебудовується, для контролю промислових викидів з труб на вміст 302, N02 н інших газів. Другий проект має на меті створення зручного приладу для контролю вихлопних газів автомобілів на вміст СО, С02, залишків вогневоднів, що не згоріли, і серусодержащих газів. Побудовані макети є матрицями з ряду лазерних днодів, налаштованих кожен на певний газ і пов'язаних оптичними аналогічними матрицями фотоприймачів. Прилад повинен поміщатися безпосередньо у вихлопний струмінь. Труднощі пов'язані з розробкою зручного охолоджувача, необхідного для забезпечення безперервного режиму випромінювання лазера. Цей прилад створюється як масовий контрольний засіб у зв'язку з проектом державного стандарту США, що розробляється, на допустимий склад вихлопних газів. Обидва прилади будуються на абсорбційному методі.

Хоча регулювання вмісту сірки в паливі та вибір альтернативного палива і володіють потенційною можливістю забезпечення непрямого зниження шкідливих вихлопів автомобілів, з точки зору перспектив нафтової компанії основним фактором, що враховується при розробці палива з низьким рівнем шкідливих викидів, є можливість безпосереднього впливу на викиди вихлопних газів таких властивостей палива, як вуглеводневий склад, леткість, щільність, цетанове числоі т. п., а також включаються до складу палива кисневмісних сполук (окислювачів) або біопалив. У розділі розглядається перше питання. Остання тема більш докладно обговорюється у статті, що публікується в цьому ж журналі.

Кругообіги азоту та сірки все більше піддаються впливу промислового забруднення повітря. Окиси азоту (N0 і N02) і сірки (50г) з'являються в ході цих кругообігів, але лише як проміжні стадії і присутні в більшості місцеперебування в дуже малих концентраціях. Спалювання викопного палива сильно збільшило вміст летких оксидів у повітрі, особливо у містах; у такій концентрації вони стають небезпечними для біотичних компонентів екосистем. У 1966 р. ці оксиди становили близько третини загальної кількості (125 млн. т) промислових викидів у США, Основне джерело БОг - теплові електростанції, що працюють на вугіллі, а основне джерело N02 - автомобільні мотори. Л), а оксиди азоту завдають шкоди, потрапляючи у дихальні шляхи вищих тварин та людини. В результаті хімічних реакцій цих газів з іншими забруднюючими речовинами шкідлива дія тих та інших посилюється (відзначається свого роду синергізм). Розробка нових типів двигунів внутрішнього згоряння, очищення пального від сірки та перехід від теплових електростанцій до атомних дозволять усунути ці серйозні порушення у кругообігах азоту та сірки. Зауважимо у дужках, що такі зміни у способах виробництва енергії людиною висунуть інші проблеми, про які треба подумати заздалегідь (див. гл. 16).

Ця обставина визначає і наступний аргумент на користь вітчизняної водневої енергетики. Він полягає у необхідності глобального підходу до вирішення подібних проблем. Тенденція до загальної інтеграції торговельно-економічної системи сьогодні така, що вимагає аналізу світового ринку для переважної номенклатури товарів та послуг. У умовах Росія не може бути вирвана з глобальних промислових і торгово-економічних зв'язків. Не можна не зважати, не несучи при цьому великих матеріальних і моральних втрат, з дедалі жорсткішими екологічними вимогами, що закріплюються національними та міжнародним законодавством. Закон про «Чисте повітря», прийнятий конгресом США, вже згадані вище посилення на хімічний склад вихлопних газів повітряного та наземного транспорту в Західній Європі та інших регіонах планети, а також низка інших законодавчих заходів є основою для Глобального екологічного кодексу. Назріла необхідність створення національної концепції використання водню в паливній базікраїни як екологічно чистого пального для повітряного та наземного транспорту. Така концепція та відповідна національна програма можуть бути розроблені в рамках конверсії оборонних галузей промисловості.

При вивченні забруднення навколишнього середовища викидами будь-якого промислового підприємства зазвичай враховують лише ті хімічні речовини, які на підставі технологічного процесу можуть вважатися пріоритетними за валовим викидом в атмосферне повітря або стічні води. Тим часом значна частина вихідних і кінцевих продуктів виробництва має досить високу реакційну здатність. Тому є підстави припускати, що ці сполуки взаємодіють не лише на стадії технологічного процесу. Не можна виключати можливість такої взаємодії у повітрі виробничих приміщень, Звідки новостворені продукти як неорганізовані викиди потрапляють в атмосферне повітря. Нові хімічні речовини можуть виходити в результаті хімічних та фотохімічних реакцій у забрудненому атмосферному повітрі, а також у воді та ґрунті. Прикладом може бути утворення нових хімічних речовин із продуктів неповного згоряння палива, що входить до складу вихлопних газів автомобілів. В даний час досить повно вивчено шляхи фотохімічного окислення цих продуктів. Доведено можливість забруднення атмосферного повітря якісно новими хімічними речовинами, не зазначеними в технологічному регламенті підприємств, що вивчаються.

Згідно з дослідженнями екологів, у великих містах майже 90% забруднення атмосфери посідає вихлопи транспорту. Найсильнішими забруднювачами є автомобілі, що працюють на дизельному паливі. Також велику роль відіграє різновид спалюваного бензину. Наприклад, сірчистий бензин виділяє в атмосферу окису сірки, а – хлор, бром та свинець. Але найпоширеніший склад вихлопних газів наступним чином:

Азот - 75%;
- кисень – 0.3-8.0%;
- вода – 3-5%;
- вуглекислий газ – 0-16%;
- чадний газ - 0.1-5.0%;
- оксиди азоту – 0.8%;
- вуглеводні – 0.1-2.5%;
- альдегіди – до 0.2%;
- Сажа – до 0.04%;
- бензпірен – 0.0005%.

Чадний газ

Продукт неповного згоряння бензину чи дизельного палива. Цей газ немає кольору , тому його присутність у атмосфері людина відчути неспроможна. У цьому полягає його основна небезпека. Чадний газ зв'язує гемоглобін і викликає тканин та органів тіла. Це призводить до головного болю, запаморочення, втрати свідомості і навіть смерті.

Непоодинокі випадки, коли прогрівання машини в закритому або навіть відкритому гаражі призводило до летального результату власника автомобіля. Не маючи запаху та кольору, чадний газ призводить до втрати свідомості та смерті.

Діоксид азоту

Жовто-бурий газ із різким запахом. Погіршує видимість, надає повітрі коричневого відтінку. Дуже токсичний, може викликати бронхіти, суттєво знижує опірність організму до застуд. Особливо негативно діоксид азоту впливає на людей, які страждають на хронічні захворювання дихальних шляхів.

Вуглеводні

У присутності оксидів азоту і під впливом ультрафіолету сонця, вуглеводні окислюються, після чого утворюють кисневмісні отруйні речовиниз різким запахом, так званий фотохімічний зміг. Циклічні ароматичні вуглеводні також містяться у смолах та сажі, вони є найсильнішими канцерогенами. Деякі їх здатні викликати мутації.

Формальдегід

Безбарвний газ, має неприємний і різкий запах. У великій кількості дратує дихальні шляхи та очі. Токсичний, викликає ураження нервової системи, має мутагенну, алергенну та канцерогенну дію.

Пил та сажа

Зважені частки розміром не більше 10 мкм. Можуть викликати захворювання органів дихання та слизових оболонок. Сажа є канцерогеном і може спричиняти ракові захворювання.

Під час роботи двигуна на стінках вихлопної системи накопичуються частинки, що не згоріли. Під впливом тиску газів вони викидаються у повітря, забруднюючи її.

Бензпірен 3,4

Одне з самих небезпечних речовинщо містить вихлопні гази. Є сильним канцерогеном, що підвищує ймовірність виникнення ракових захворювань.

Внаслідок роботи двигуна внутрішнього згоряння, яким оснащений кожен сучасний автомобільвідбувається згоряння гідрокарбонатного палива, і в атмосферу викидається величезна кількість різноманітних хімічних сполук. Починаючи з середини 60-х років минулого століття, викид вихлопних газів став хвилювати багатьох людей. З цього моменту розпочинається боротьба людства за максимально можливе скорочення цих викидів.

Проблема, пов'язана з парниковим ефектом

Кліматичні зміни на глобальному рівні є однією з найважливіших особливостей ХХІ століття. Багато в чому ці зміни зумовлені діяльністю людства, зокрема, останні десятиліття значно збільшилися викиди парникових газів в атмосферу. Основним джерелом викидів є вихлопні гази автомобілів, 30% яких є парниковими.

Парникові гази існують у природних умовах і покликані регулювати температуру нашої блакитної планети, проте навіть незначне збільшення їхньої кількості в атмосфері може призвести до серйозних глобальних наслідків.

Найнебезпечнішим парниковим газом є CO2, або вуглекислий газ. На його частку припадає близько 80% всіх викидів, більшість яких пов'язана зі спалюванням палива в двигунах автомобілів. Вуглекислий газ залишається тривалий час в атмосфері в активному стані, що підвищує його небезпеку.

Автомобіль – головний забруднювач атмосфери

Одним із основних джерел вуглекислого газу є вихлопи автомобілів. Крім CO2, вони викидають в атмосферу чадний газ CO, залишки вуглеводнів, оксиди азоту, сполуки сірки та свинцю, а також тверді частинки. Всі ці сполуки у величезних кількостях потрапляють у повітря, призводять до глобального підвищення температури та появи серйозних хвороб у людей, які у великих містах.

Крім того, різні автомобілі викидають вихлопні гази різного складу, все залежить від типу палива, що використовується, наприклад бензин або дизельне паливо. Так, при згорянні бензину виникає цілий букет хімічних сполук, які складаються в основному з чадного газу, оксидів азоту, вуглеводнів та сполук свинцю. Вихлопи дизельних двигунів містять сажу, що призводить до утворення смогу, незгорілі вуглеводні, оксиди азоту та сірчаний ангідрид.

Таким чином, шкода вихлопних газів для довкілля безсумнівна. В даний час ведеться робота зі зменшення кількості викидів кожним авто, а також заміна використання бензину альтернативними та екологічнішими джерелами енергії, наприклад сонячною або вітровою енергією. Велика увагаприділяється водневому паливі, результатом згоряння якого є звичайна водяна пара.

Вплив викидів на здоров'я людини

Шкода, яку завдають вихлопні гази здоров'ю людини, може бути дуже серйозною.

Насамперед небезпечний чадний газ, який викликає втрату свідомості і навіть смерть, якщо його концентрацію в атмосфері підвищено. Крім нього шкідливі окисли сірки та з'єднання свинцю, які вилітають у великій кількості вихлопної трубиавто. Сірка і свинець відомі своєю сильною отруйною дією і можуть залишатися в організмі тривалий час.

Вуглеводні та частинки сажі, які також потрапляють в атмосферу внаслідок часткового згоряння палива у двигуні, здатні викликати тяжкі захворювання дихальної системи, включаючи розвиток злоякісних пухлин.

Постійна та тривала дія вихлопних газів на організм призводить до послаблення імунітету людини, бронхіту. Шкода наноситься кровоносним судинам та нервовій системі.

Вихлопні гази автомобілів

В даний час у всіх країнах світу автомобілі проходять обов'язкову перевірку на відповідність встановленим екологічним стандартам. У більшості випадків називають такі вихлопні гази, шкода екології від яких є максимальною:

• монооксид вуглецю та вуглекислий газ;
• різні залишки вуглеводнів.

Однак сучасні стандартирозвинених країн світу також висувають вимоги щодо рівня окислів азоту, що викидаються в атмосферу, і до системи контролю процесу випаровування пального з паливного бака.

Вуглекислий газ (CO)

З усіх забруднювачів навколишнього середовища найнебезпечнішим є вуглекислий газ, оскільки він не має ні кольору, ні запаху. Шкідливість для здоров'я вихлопного газу автомобілів значний, так, його концентрація в повітрі всього 0,5% здатна викликати в людини втрату свідомості та подальшу смерть протягом 10-15 хвилин, а така концентрація, як 0,04%, призводить до виникнення головного болю .

Цей продукт роботи двигуна внутрішнього згоряння утворюється у великій кількості, коли бензинова суміш є багатою на вуглеводні та бідну кисню. У цьому випадку відбувається неповне згоряння палива та утворюється CO. Проблема може бути вирішена шляхом правильного налаштуваннякарбюратора, заміною або очищенням брудного повітряного фільтра, регулюванням клапанів, що впорскують горюча суміш, і деякими іншими мірами.

Виділяється велика кількість CO у вихлопних газах у процесі прогрівання автомобіля, оскільки його двигун є холодним і частково спалює бензинову суміш. Тому прогрів автомобіля слід здійснювати в приміщенні, що добре провітрюється, або на відкритому повітрі.

Вуглеводні та органічні олії

Вуглеводні, які не догоряють у двигуні, а також випарувалися органічні оліїє речовинами, які визначають основну шкоду автомобілів вихлопних для навколишнього середовища. Самі по собі ці хімічні сполукине становлять небезпеки, проте, потрапляючи в атмосферу, вони вступають у реакцію з іншими речовинами під дією сонячних променів, і отримані сполуки викликають різь в очах, утруднюють дихання. Крім того, вуглеводні є основною причиною смогу у великих містах.

Зниження кількості вуглеводнів у вихлопних газах досягається шляхом налаштування карбюратора так, щоб він готував і не бідну, і не багату суміш, а також постійним контролем надійності компресійних кілець у циліндрах двигуна та регулювання свічок запалювання. Повне спалювання вуглеводнів призводить до утворення вуглекислого газу та пари води, які є нешкідливими речовинами як для екології, так і для людини.

Оксиди азоту

Близько 78% атмосферного повітря складається з азоту. Він є досить інертним газом, але при температурах спалювання палива вище 1300 ° C азот розщеплюється на окремі атоми і вступає в реакцію з киснем, утворюючи різного типуоксиди.

Шкідливість вихлопних газів для здоров'я людини також пов'язана з цими оксидами. Зокрема, найсильніше страждає дихальна система. При великих концентраціях та тривалій дії оксиди азоту можуть спричинити головний біль та гострий бронхіт. Шкідливі оксиди для навколишнього середовища. Потрапивши в атмосферу, вони утворюють смог та руйнують озоновий шар.

Для зниження викидів оксидів азоту застосовують в автомобілях спеціальну систему рециркуляції викидів газів, принцип роботи якої полягає у підтримці температури двигуна нижче за поріг утворення цих оксидів.

Випаровування палива

Просте випаровування палива з бака може стати одним із серйозних джерел забруднення навколишнього середовища. У зв'язку з цим останні кілька десятиліть виготовляють спеціальні баки, конструкція яких покликана вирішувати цю проблему.

Бак із паливом повинен також "дихати". Для цього вигадана спеціальна система, Що полягає в тому, що сама порожнина бака з'єднана за допомогою шлангів з резервуаром, який заповнений активованим вугіллям. Це вугілля здатне поглинати пари палива, що виникають, коли двигун автомобіля не працює. Як тільки двигун заводиться, відкривається відповідний отвір і двигун надходять поглинені вугіллям пари для їх спалювання.

За працездатністю всієї цієї системи з бака та шлангів потрібно постійно стежити, оскільки в них може виникати витік парів пального, які забруднюватимуть довкілля.

Вирішення проблеми викидів у великих містах

У великих сучасних містах зосереджено десятки тисяч заводів, проживають мільйони людей і вулицями їздять сотні тисяч автомобілів. Все це дуже забруднює атмосферу, що стало основною проблемою XXI століття. Для її вирішення міська влада вводить низку адміністративних та заходів.

Так, у 2003 році в Лондоні було прийнято протокол проти забруднення автомобільним транспортом навколишнього середовища. Згідно з цим протоколом з водіїв, які їздять через центральні райони міста, стягується додаткова платау розмірі 10 фунтів стерлінгів. У 2008 році лондонська влада затвердила новий закон, який став більш ефективно регулювати переміщення. вантажного транспорту, автобусів та особистих автопо центральній частині міста, встановивши їм верхній швидкісний поріг. Ці заходи призвели до скорочення вмісту шкідливих газів у атмосфері над Лондоном на 12%.

Починаючи з 2000-х років подібні заходи було вжито у багатьох містах-мільйонниках. Серед них такі:

• Токіо;
• Берлін;
• Афіни;
• Мадрид;
• Париж;
• Стокгольм;
• Брюссель та інші.

Протилежний ефект закону проти забруднення

Боротьба з вихлопними газами автомобілів не є простим завданням, що яскраво демонструє приклад двох найбрудніших міст на планеті: Мехіко та Пекіна.

З 1989 року в столиці Мексики діє закон, згідно з яким забороняється використовувати власний автомобіль у визначені дні тижня. Спочатку цей закон став приносити позитивні результати і викиди газів скоротилися, проте через деякий час жителі почали купувати другі вживані автомобілі, завдяки чому вони стали їздити щодня особистому транспорті, заміняючи одне авто іншим протягом тижня. Така ситуація погіршила ще сильніший стан міської атмосфери.

Подібна ситуація спостерігається і у столиці Китаю. За даними 2015 року, близько 80% жителів Пекіна мають у своєму розпорядженні кілька автомобілів, що дозволяють їм переміщатися щодня на них. Крім того, у цьому мегаполісі фіксується величезна кількість порушень закону проти забруднення.