Основними джерелами викидів автомобіля є двигун внутрішнього згоряння, випаровування палива через систему вентиляції паливного бака, а також ходова частина: в результаті тертя шин про дорожнє покриття, зносу гальмівних колодок та корозії металевих деталей незалежно від викидів двигуна утворюються частинки дрібнодисперсного пилу. При ерозії каталізатора виділяються платина, паладій і родій, а при зносі накладок зчеплення також виділяються токсичні речовини, такі як свинець, мідь та сурма. Для цих вторинних викидів автомобілів також мають бути встановлені граничні значення.
Шкідливі речовини
Мал. Склад вихлопних газів
Склад відпрацьованих (вихлопних) газів автомобіля включає множину речовин або груп речовин. Переважною частиною компонентів ОГ є неотруйні гази, що містяться в звичайному повітрі. Як показано на малюнку, лише невелика частина ОГ є шкідливою для довкіллята здоров'я людей. Незважаючи на це, потрібне подальше зниження концентрації токсичних компонентів ОГ. Хоча сучасні автомобілісьогодні дають дуже чистий вихлоп (у автомобілів Євро-5 він у деяких аспектах навіть чистіше всмоктуваного повітря), величезна кількість експлуатованих автомобілів, яких тільки в Німеччині налічується близько 56 млн одиниць, викидає значну кількість отруйних та шкідливих для здоров'я речовин. Виправити ситуацію покликані нові технології та запровадження більш жорстких вимог до екологічності ОГ.
Оксид вуглецю (СО)
Оксид вуглецю(чадний газ) СО - газ без кольору та запаху. Це отрута для дихальної системи, що порушує функцію центральної нервової та серцево-судинної систем. У людському організмі він пов'язує червоні кров'яні тільця та викликає кисневе голодування, яке за короткий час призводить до смерті від ядухи. Вже при концентрації повітря 0,3% за обсягом чадний газ у дуже короткий час вбиває людину. Дія залежить від концентрації ЗІ в повітрі, від тривалості та глибини вдихання. Лише серед з нульової концентрацією СО може бути виведено з організму через легкі.
Оксид вуглецю завжди виникає при нестачі кисню і при не повному згорянні.
Вуглеводні (СН)
Вуглеводні викидаються в атмосферу у вигляді незгорілого палива. Вони мають подразнюючу дію на слизові оболонки та органи дихання людини. Подальша оптимізація робочого процесу двигуна можлива лише шляхом удосконалення виробничих технологій та поглиблення знань про процеси згоряння.
Вуглеводневі сполуки виникають у вигляді парафінів, олефінів, ароматів, альдегідів (особливо формальдегідів) та поліциклічних сполук. Експериментально доведено канцерогенні та мутагенні властивості понад 20 поліциклічних ароматичних вуглеводнів, які в силу свого малого розміру здатні проникати до легеневих бульбашок. Найнебезпечнішими вуглеводневими сполуками вважаються бензол (С6Н6), толуол (метилбензол) та ксилол (диметилбензол, загальна формулаС6Н4 (СН3)2). Наприклад, бензол може викликати в людини зміни картини крові та призвести до виникнення раку крові (лейкемії).
Причиною викиду вуглеводнів в атмосферу завжди є неповне згоряння палива, нестача кисню, а при дуже збідненій суміші - надто повільне згоряння палива.
Окиси азоту (NOх)
При високій температурі згоряння (більше 1100°С) реакційно інертний азот, що міститься в повітрі, активується і вступає в реакції з вільним киснем в камері згоряння, утворюючи оксиди. Вони дуже шкідливі для довкілля: стають причинами утворення смогу, загибелі лісів, випадання кислотних дощів; також оксиди азоту є перехідними речовинами для утворення озону. Вони – отрута для крові, викликають рак. У процесі згоряння виникають різні оксиди азоту - NO, NO2, N2O, N2O5 - мають загальне позначення NOx. При з'єднанні з водою виникають азотна (HNO3) і азотиста (HNO2) кислоти. Діоксид азоту (NO2) – червоно-коричневий отруйний газз їдким запахом, що подразнює органи дихання та утворює сполуки з гемоглобіном крові.
Це найбільш проблематичний з усіх оксидів азоту і в перспективі для нього діятимуть окремі норми допустимої концентрації. Частка NO2 у загальних викидах оксидів азоту у майбутньому повинна становити менше 20%. У директиві 1999/30/EG з 2010 року гранично допустима концентрація N02 встановлена на рівні 40 мкг/м. Дотримання цієї граничної концентрації висуває особливі вимоги щодо захисту від шкідливих викидів.
Найсприятливіші умови для утворення оксидів азоту висока температуразгоряння збідненої паливоповітряної суміші. Системи рециркуляції ОГ дозволяють знизити частку оксидів азоту у вихлопі автомобілів.
Оксиди сірки (SOx)
Оксиди сірки утворюються з сірки, що міститься в паливі. У процесі згоряння сірка реагує з киснем та водою, утворюючи оксиди сірки, сірчану (H2SO4) та сірчисту (H2SO3) кислоти. Оксид сірки – основна складова кислотних дощів та причина загибелі лісів. Це водорозчинний їдкий газ, вплив якого на організм людини проявляється у почервонінні, опуханні та посиленні секреції вологих слизових оболонок очей та верхніх дихальних шляхів. Діоксид сірки впливає на слизові носоглотки, бронхів та очей. Найчастіше місцем «атаки» діоксиду сірки є бронхи. Сильне подразнення на дихальні шляхи пояснюється утворенням сірчистої кислоти у вологому середовищі. Вглиб дихальних шляхів потрапляють зважений у дрібнодисперсному пилу діоксид сірки SO2 та аерозоль сірчаної кислоти. Найбільш чутливо реагують на зростаючу концентрацію діоксиду сірки у повітрі астматики та маленькі діти. Високий змістсірки у паливі скорочує термін служби каталізаторів бензинових зельних двигунів.
Зниження викидів діоксиду сірки реалізується шляхом обмеження вмісту сірки у паливі. Ціль - паливо, що не містить сірки.
Сірководень (H2S)
Наслідки впливу цього газу на органічне життя поки що не зовсім зрозумілі науці, проте відомо, що людина здатна викликати важкі отруєння. У важких випадках виникає загроза ядухи, втрата свідомості та параліч центральної нервової системи. При хронічному отруєнні відзначається подразнення слизових оболонок очей та дихальних шляхів. Запах сірководню відчувається вже за концентрації їх у повітрі у кількості 0,025 мл/м3.
Сірководень у вихлопних газах виникає за певних умов, причому, незважаючи навіть на наявність каталізатора, залежить від вмісту сірки в паливі.
Аміак (NH3)
Вдихання аміаку призводить до подразнення дихальних шляхів, кашлю, задишки та задухою. Також аміак викликає запалення почервоніння на шкірі. Пряме отруєння аміаком трапляється рідко, оскільки навіть його великі кількості швидко перетворюються на сечовину. При прямому вдиханні великої кількості аміаку функції легень часто порушуються довгі роки. Особливо небезпечний цей газ для очей. При сильному впливі аміаку на очі можуть настати помутніння рогівки та сліпота.
За певних умов аміак може утворитися навіть каталізаторі. У той же час аміак виявляється корисним як відновник для каталізаторів SCR.
Сажа та частки
Сажа- це чистий вуглець та небажаний продукт неповного згоряння вуглеводнів. Причиною утворення сажі є нестача кисню при згорянні або передчасне охолодження газів, що спалюються. Частинки сажі часто зв'язуються з незгорілими залишками палива та моторної олії, а також води, продуктів зносу деталей двигуна, сульфатів та попелу. Частинки сильно відрізняються одна від одної за формою та розміром.
Таблиця. Класифікація частинок
У таблиці показано класифікацію та розміри частинок. Найбільш часто при роботі двигуна утворюються частинки діаметром близько 100 нанометрів (0,0000001 м-код або 0,1 мкм); такі частинки здатні природним шляхом потрапляти у легені людини. При аглютинації (склеювання) частинок сажі один з одним та іншими компонентами маса, кількість та розподіл частинок у повітрі можуть значно змінюватися. Основні компоненти частинок представлені малюнку.
Мал. Основні компоненти частинок
Завдяки своїй губчастій структурі частинки сажі можуть захоплювати як органічні, так і неорганічні речовини, що утворюються при згорянні палива у циліндрах двигуна. В результаті маса частинок сажі може зрости втричі. Це будуть не окремі частинки вуглецю, а правильної формиагломерати, що утворюються внаслідок молекулярного тяжіння. Розмір таких агломератів може досягати 1 мкм. Викиди сажі та інших часток особливо активно відбуваються при згорянні дизельного палива. Ці викиди вважаються канцерогенними. Небезпечні наночастки становлять кількісно велику частку частинок, але за масою становлять лише невеликий відсоток. З цієї причини пропонується обмежувати вміст часток в ОГ не за масою, а за кількістю та розподілом. У перспективі передбачено диференціювання між розміром частинок та їх розподілом.
Мал. Склад частинок
Викиди частинок під час роботи бензинових двигунівна два-три порядки нижче, ніж під час роботи дизельних двигунів. Тим не менш, ці частинки виявляються навіть у вихлопі бензинових двигунів з безпосереднім упорскуванням палива. Тому є пропозиції щодо обмеження граничного вмісту частинок у відпрацьованих газах автомобілів. Сублімація - безпосередній перехід речовини з твердого стану до газоподібного, і навпаки. Субліматом називають твердий осад газу при його охолодженні.
Дрібний пил
Працюючи двигунів внутрішнього згоряння утворюються також особливо дрібні частки - пил. Вона складається головним чином із частинок поліциклічних вуглеводнів, важких металів та сполук сірки. Частина фракцій пилу здатна проникати у легені, інші фракції у легені не проникають. Фракції розміром понад 7 мкм менш небезпечні, оскільки фільтруються власною системою фільтрації людського організму.
Різний відсоток дрібніших фракцій (менше 7 мкм) проникають у бронхи та легеневі бульбашки (альвеоли), викликаючи локальне подразнення. У ділянці легеневих бульбашок розчинні компоненти потрапляють у кров. Власна система фільтрації організму справляється не з усіма фракціями дрібного пилу. Атмосферні пилові забруднення називають також аерозолями. Вони можуть бути в твердому або рідкому стані і в залежності від розмірів можуть мати різний період існування. При русі найдрібніші частинки можуть з'єднуватися в більші з відносно стабільним періодом існування в атмосфері. Такими властивостями переважно мають частинки діаметром від 0,1 мкм до 1 мкм.
При оцінці утворення дрібного пилу в результаті роботи автомобільного двигуна слід відрізняти цей пил від пилу, що утворюється природним шляхом: пилку рослин, дорожнього пилу, піску та багатьох інших речовин. Не можна недооцінювати й такі джерела дрібного пилу у містах, як знос гальмівних колодок та шин. Так що вихлопи дизельних двигунів - не єдине «джерело» пилу в атмосфері.
Синій та білий дим
Синій димвиникає під час роботи дизельного двигуна при температурі нижче 180°С через дрібні краплі масла, що конденсуються. При температурі вище 180 ° С ці крапельки випаровуються. Вуглеводневі компоненти палива, що не згоріли, беруть участь в утворенні синього диму і при температурах від 70°С до 100°С. Велика кількість синього диму вказує на велике зношування циліндропоршневої групи, стрижнів і направляючих втулок клапанів. Занадто пізно виставлений початок подачі палива також може бути причиною утворення синього диму.
Білий дим складається з водяної пари, що виникає під час згоряння палива і стає помітним при температурі нижче 70°С. Особливо характерна поява білого димуу форкамерних та вихрекамерних дизелів після холодного запуску. Причиною білого диму є незгорілі вуглеводневі компоненти і конденсати.
Вуглекислий газ (СO2)
Вуглекислий газ- це безбарвний, негорючий, кислуватий на смак газ. Іноді його помилково називають вугільною кислотою. Щільність СO2 приблизно в 1,5 рази вище за щільність повітря. Вуглекислий газ є складовою повітря, що видихається людиною (3-4%) При вдиханні повітря, що містить 4-6% СO2, у людини виникають головні болі, шум у вухах і почастішання серцебиття, а при більш високих концентраціях СO2 (8-10%) наступають напади ядухи, втрата свідомості та зупинка дихання. При концентрації понад 12% настає смерть від кисневого голодування. Наприклад, свічка, що горить, тухне при концентрації СO2 8-10% за обсягом. Хоча вуглекислий газ і відноситься до задушливих речовин, але як компонент вихлопу двигуна не вважається отруйним. Проблема у цьому, що вуглекислий газ, як показано малюнку, значно сприяє глобальному парниковому ефекту.
Мал. Частка газів у парниковому ефекті
Разом з ним розвитку парникового ефекту сприяють метан, закис азоту (звеселяючий газ, оксид діазоту), фторвуглеводні та гексафторид сірки. Вуглекислий газ, водяна пара та мікрогази впливають на радіаційний баланс Землі. Гази пропускають видиме світло, але поглинають тепло, що відбивається від земної поверхні. Без цієї теплозатримуючої здатності середня температура поверхні Землі була близько -15°С.
Це називається природним парниковим ефектом. При збільшенні концентрації мікрогазів в атмосфері зростає частка теплового випромінювання, що поглинається, і виникає додатковий парниковий ефект. За оцінками експертів, до 2050 року середня температура Землі зросте на +4°С. Це може призвести до підвищення рівня моря більш ніж на 30 см, внаслідок чого почнуть танути гірські льодовики та полярні крижані «шапки», зміниться напрямок морських течій (у тому числі Гольфстріму), зміняться повітряні потоки, а моря затоплять величезні простори суші. Ось чого може призвести парникові гази, що утворюються при діяльності людей.
Сумарні антропогенні викиди СO2 становлять 27,5 млрд. т на рік. При цьому Німеччина належить до найбільших джерел С2 у світі. Енергетично обумовлені викиди СO2 становлять у середньому близько мільярда тонн на рік. Це близько 5% всього виробленого у світі СО2. Середня сім'я з трьох осіб у Німеччині виробляє на рік 32,1 т СO2. Викиди СO2 можна зменшити лише шляхом зниження витрати енергії та палива. Поки енергія видобувається шляхом спалювання викопних носіїв, проблема утворення надмірної кількості вуглекислого газу буде зберігатися. Тому терміново потрібний пошук альтернативних джерел енергії. Автопромисловість інтенсивно працює над вирішенням цієї проблеми. Однак боротися з парниковим ефектом можна лише у глобальному масштабі. Навіть якщо в межах ЄС буде досягнуто великого прогресу у зниженні викидів вуглекислого газу, в інших країнах найближчими роками може, навпаки, відбутися значне зростання кількості викидів. США з великим відривом лідирують у виробництві парникових газів, як і абсолютному вираженні, і у перерахунку душу населення. Маючи частку населення Землі лише 4,6%, вони виробляють 24% світових викидів вуглекислого газу. Це приблизно вдвічі більше, ніж у Китаї, частка якого у населення Землі становить 20,6%. 130 мільйонів автомобілів у США (це менше 20% від загальної кількості автомобілів на планеті) виробляють стільки ж вуглекислого газу, скільки вся промисловість Японії - четвертої країни у світі з викидів СО2.
Без додаткових заходів щодо захисту клімату глобальні викиди СО2 зростуть до 2020 року на 39% (щодо 2004 р.) і становитимуть 32,4 млрд т на рік. Викиди вуглекислого газу в США в найближчі 15 років збільшаться на 13% і перевищать 6 млрд т. У Китаї слід очікувати збільшення викидів СO2 на 58%, до 5,99 млрд т, а в Індії - на 107%, до 2,29 млрд т. У країнах ЄС, навпаки, приріст становитиме лише близько одного відсотка.
Невеликий лікнеп для любителів подихати з вихлопної труби.
Відпрацьовані гази ДВЗ містять близько 200 компонентів. Період існування триває від кількох хвилин до 4 -5 років. За хімічним складом та властивостями, а також характером впливу на організм людини їх поєднують у групи.
Перший гурт. До неї входять нетоксичні речовини (природні компоненти атмосферного повітря
Друга група. До цієї групи відносять тільки одну речовину - оксид вуглецю, або чадний газ (СО). Продукт неповного згоряння нафтових видів палива не має кольору та запаху, легше за повітря. У кисні і на повітрі оксид вуглецю горить блакитним полум'ям, виділяючи багато теплоти і перетворюючись на вуглекислий газ.
Оксид вуглецю має виражену отруйну дію. Воно обумовлено його здатністю вступати в реакцію з гемоглобіном крові, що призводить до утворення карбоксигемоглобіну, який не зв'язує кисень. Внаслідок цього порушується газообмін в організмі, з'являється кисневе голодування та виникає порушення функціонування всіх систем організму.
Отруєння чадним газом часто піддаються водії авто транспортних засобівпри ночівлях у кабіні з працюючим двигуном або при прогріванні двигуна у закритому гаражі. Характер отруєння оксидом вуглецю залежить від його концентрації у повітрі, тривалості впливу та індивідуальної сприйнятливості людини. Легкий ступінь отруєння викликає пульсацію в голові, потемніння в очах, підвищене серцебиття. При тяжкому отруєнні свідомість затуманюється, зростає сонливість. При дуже великих дозах чадного газу (понад 1%) настають втрата свідомості та смерть.
Третя група. У її складі оксиди азоту, головним чином NO-оксид азоту та NO2 - діоксид азоту. Це гази, що утворюються в камері згоряння ДВЗ при температурі 2800 ° С та тиск близько 10 кгс/см 2 . Оксид азоту — безбарвний газ, що не взаємодіє з водою і мало розчинний у ній, не вступає в реакції з розчинами кислот та лугів.
Легко окислюється киснем повітря та утворює діоксид азоту. За звичайних атмосферних умов NO повністю перетворюється на NO 2 -газ бурового кольору з характерним запахом. Він важчий за повітря, тому збирається в поглибленнях, канавах і становить велику небезпеку при технічне обслуговуваннятранспортних засобів.
Для людського організму оксиди азоту ще шкідливіші, ніж чадний газ. Загальний характер впливу змінюється в залежності від вмісту різних оксидів азоту. При контакті діоксиду азоту з вологою поверхнею (слизові оболонки очей, носа, бронхів) утворюються азотна та азотиста кислоти, що подразнюють слизові оболонки та вражають альвеолярну тканину легень. При високих концентраціях оксидів азоту (0,004 - 0,008%) виникають астматичні прояви та набряк легень.
Вдихаючи повітря, що містить оксиди азоту у високих концентраціях, людина не має неприємних відчуттів і не передбачає негативних наслідків. При тривалому впливі оксидів азоту в концентраціях, що перевищують норму, люди хворіють на хронічний бронхіт, запалення слизової шлунково-кишкового тракту, страждають на серцеву слабкість, а також нервові розлади.
Вторинна реакція на вплив оксидів азоту проявляється у освіті в людському організмі нітритів і всмоктуванні в кров. Це спричиняє перетворення гемоглобіну на метагемоглобін, що призводить до порушення серцевої діяльності.
Оксиди азоту надають негативний вплив і на рослинність, утворюючи на листових пластинах розчини азотної та азотистої кислот. Цією ж властивістю обумовлено вплив оксидів азоту на будівельні матеріали та металеві конструкції. Крім того, вони беруть участь у фотохімічній реакції утворення смогу.
Четверта група. У цю найбільш численну групу входять різні вуглеводні, тобто з'єднання типу З x Н y . У газах, що відпрацювали, містяться вуглеводні різних гомологічних рядів: парафінові (алкани), нафтенові (циклани) і ароматичні (бензольні), всього близько 160 компонентів. Вони утворюються внаслідок неповного згоряння палива у двигуні.
Вуглеводні, що не згоріли, є однією з причин появи білого або блакитного диму. Це відбувається при запізнюванні займання робочої суміші двигуна або при знижених температурах в камері згоряння.
Вуглеводні токсичні та надають несприятливий вплив на серцево-судинну систему людини. Вуглеводневі сполуки відпрацьованих газів, поряд з токсичними властивостями, мають канцерогенну дію. Канцерогени - це речовини, що сприяють виникненню та розвитку злоякісних новоутворень.
Особливою канцерогенною активністю відрізняється ароматичний вуглеводень бенз-а-пірен С 20 H 12 , що міститься в газах, що відпрацювали бензинових двигунів і дизелів. Він добре розчиняється в оліях, жирах, сироватці людської крові. Нагромаджуючись в організмі людини до небезпечних концентрацій, бенз-а-пірен стимулює утворення злоякісних пухлин.
Вуглеводні під впливом ультрафіолетового випромінювання Сонця входять у реакцію з оксидами азоту, у результаті утворюються нові токсичні продукти — фотооксиданти, є основою «смогу».
Фотооксиданти біологічно активні, надають шкідливий впливна живі організми, ведуть до зростання легеневих та бронхіальних захворювань людей, руйнують гумові вироби, прискорюють корозію металів, погіршують умови видимості.
П'ята група. Її складають альдегіди - органічні сполуки, що містять альдегідну групу -СHO, пов'язану з вуглеводневим радикалом (СН 3, С 6 Н 5 або ін.).
У відпрацьованих газах присутні в основному формальдегід, акролеїн та оцтовий альдегід. Найбільша кількість альдегідів утворюється на режимах холостого ходу та малих навантажень, коли температури згоряння у двигуні невисокі.
Формальдегід НСНО — безбарвний газ із неприємним запахом, важчий за повітря, легко розчинний у воді. Він подразнює слизові оболонки людини, дихальні шляхи, вражає центральну нервову систему. Обумовлює запах відпрацьованих газів, особливо у дизелів.
Акролеїн СН 2 =СН-СН=O, або альдегід акрилової кислоти, - безбарвний отруйний газ із запахом жирів, що підгоріли. Чинить на слизові оболонки.
Оцтовий альдегід СН 3 СНТ — газ із різким запахом та токсичною дією на людський організм.
Шоста група. У ній виділяють сажу та інші дисперсні частинки (продукти зносу двигунів, аерозолі, олії, нагар та інших.). Сажа - частки твердого вуглецю чорного кольору, що утворюються при неповному згорянні та термічному розкладанні вуглеводнів палива. Вона не є безпосередньою небезпекою для здоров'я людини, але може дратувати дихальні шляхи. Створюючи димний шлейф за транспортним засобом, сажа погіршує видимість на дорогах. Найбільша шкода сажі полягає в адсорбуванні на її поверхні бенз-а-пірена, який у цьому випадку має сильніший негативний вплив на організм людини, ніж у чистому вигляді.
Сьома група. Являє собою сірчисті сполуки - такі неорганічні гази, як сірчистий ангідрид, сірководень, які з'являються у складі відпрацьованих газів двигунів, якщо використовується паливо з підвищеним вмістом сірки. Значно більше сірки є у дизельних паливах порівняно з іншими видами палив, що використовуються на транспорті.
Для вітчизняних родовищ нафти (особливо у східних районах) характерний високий відсоток присутності сірки та сірчистих сполук. Тому і дизельне паливо, що одержується з неї, за застарілими технологіями відрізняється більш важким фракційним складом і разом з тим гірше очищене від сірчистих і парафінових сполук. Згідно з європейськими стандартами, введеними в дію в 1996 році, вміст сірки в дизельне паливоне повинно перевищувати 0,005 г/л, а за російським стандартом - 1,7 г/л. Наявність сірки посилює токсичність відпрацьованих газів дизелів і є причиною появи в них шкідливих сірчистих сполук.
Сірчисті сполуки мають різкий запах, важчий за повітря, розчиняються у воді. Надають подразнюючу дію на слизові оболонки горла, носа, очей людини, можуть призвести до порушення вуглеводного та білкового обміну та пригнічення окислювальних процесів, при високій концентрації (понад 0,01 %) – до отруєння організму. Сірчистий ангідрид згубно впливає і на рослинний світ.
Восьма група. Компоненти цієї групи - свинець і його сполуки - зустрічаються у відпрацьованих газах карбюраторних автомобілів тільки при використанні етилованого бензину, що має у своєму складі присадку, що підвищує октанове число. Воно визначає здатність двигуна працювати без детонації. Чим вище октанове число, тим більше стійкий бензин проти детонації. Детонаційне згорянняробочої суміші протікає з надзвуковою швидкістю, що у 100 разів швидше за нормальний. Робота двигуна з детонацією небезпечна тим, що двигун перегрівається, потужність падає, а термін служби різко скорочується. Збільшення октанового числа бензину сприяє зниженню можливості настання детонації.
Як присадку, що підвищує октанове число, використовують антидетонатор - етилову рідину Р-9. Бензин із додаванням етилової рідини стає етилованим. До складу етилової рідини входять власне антидетонатор - тетраетилсвинець РЬ(С 2 Н 5) 4 , виносник - бромистий етил (ВгС 2 Н 5) і α-монохлорнафталін (C 10 H 7 Cl), наповнювач - бензин Б-70, антиокислювач - Параоксидіфеніламін і барвник. При згорянні етилованого бензину виносник сприяє видаленню свинцю та його оксидів з камери згоряння, перетворюючи їх на пароподібний стан. Вони разом з газами, що відпрацювали, викидаються в навколишній простір і осідають поблизу доріг.
У придорожньому просторі приблизно 50% викидів свинцю у вигляді мікрочастинок одразу розподіляються на прилеглій поверхні. Решта протягом кількох годин знаходиться у повітрі у вигляді аерозолів, а потім також осідає на землю поблизу доріг. Нагромадження свинцю в придорожній смузіпризводить до забруднення екосистем і робить навколишні ґрунти непридатними до сільськогосподарського використання.
Додавання до бензину присадки Р-9 робить його високотоксичним. Різні марки бензину мають різний відсотковий вміст присадки. Щоб розрізняти марки етилованого бензину, їх фарбують, додаючи до присадки різнокольорові барвники. Неетильований бензин поставляється без фарбування (табл. 9).
У розвинених країнах світу застосування етилованого бензину обмежується або вже повністю припинено. У Росії він ще знаходить широке застосування. Однак поставлено завдання відмовитися від його використання. Великі промислові центри та курортні місцевості переходять на використання неетильованих бензинів.
Негативний вплив на екосистеми надають не тільки розглянуті компоненти двигунів, що відпрацювали газів, виділені у вісім груп, але і самі вуглеводневі палива, масла і мастила. Маючи велику здатність до випаровування, особливо при підвищенні температури, пари палив і масел поширюються в повітрі і негативно впливають на живі організми.
У місцях заправки транспортних засобів паливом та олією відбуваються випадкові розливи та навмисні сливи відпрацьованої олії прямо на землю або у водойми. На місці масляної плями тривалий час не росте рослинність. Нафтопродукти, що потрапили у водоймища, згубно впливають на їхню флору та фауну.
Вони супроводжують нас практично всюди – залітають до нас на кухню через кватирку, переслідують у салоні автомобіля, на пішохідному переході, у громадському транспорті… Вихлопні гази автомобілів – чи справді вони є настільки небезпечними для людини, як це роблять ЗМІ?
Від загального до приватного – забруднення повітря вихлопними газами
Періодично в великих містахчерез навислий смог не видно навіть неба. Влада Парижа, наприклад, у такі дні намагається обмежити виїзд автомобілів – сьогодні їдуть власники машин з парними номерами, а завтра з непарними… Але як тільки подує свіжий вітер і рознесе гази, що скупчилися, на дорогу знову випускають усіх, поки нова хвиля смогу не накриє місто так що туристи не розглянуть Ейфелеву вежу. У багатьох великих містах саме автомобілі є головними забруднювачами повітря, хоча у глобальному плані поступаються лідерством промисловості. Тільки сфера виробництва енергії з нафтопродуктів та органіки викидає в атмосферу вдвічі більше вуглекислого газу, ніж усі автомобілі разом узяті.
Плюс до всього, за підрахунками екологів, людство щорічно вирубує стільки лісу, скільки вистачило б на переробку всього СО 2 , що потрапляє в атмосферу з вихлопної труби.
Тобто, як не крути, але забруднення атмосфери вихлопними газами автомобілів – у глобальному масштабі лише одна із ланок згубної для нашої планети системи споживання. Однак спробуємо перейти від спільного до приватного – що ближче до нас, якийсь завод на краю географії чи автомобіль? « залізний кінь» - За великим рахунком, наш персональний генератор вихлопних «принад», який ось тут і зараз продовжує це робити. Причому шкодить він передусім нам самим. Багато водіїв скаржаться на сонливість і шукають спосіб, навіть не підозрюючи, що нестача сил та бадьорості відбувається через вдихання вихлопів!
Шкода вихлопних газів – все так погано?
Загалом у вихлопних газах міститься понад 200 різних хімічних формул. Це і нешкідливі для організму азот, кисень, вода і той же вуглекислий газ, і токсичні канцерогени, що збільшують ризик захворювання на серйозні недуги аж до утворення злоякісних пухлин. Однак це в перспективі, найнебезпечнішою речовиною, яка здатна вплинути на наше здоров'я тут і зараз, є чадний газ CO, продукт неповного згоряння палива. Цей газ ми не можемо відчути своїми рецепторами, і він нечутно і невидимо створює нашому організму маленький Освенцім – отрута обмежує доступ кисню до клітин організму, що, у свою чергу, може викликати як звичайну. головний біль, і більш серйозні симптоми отруєння, до втрати свідомості та летального результату.
Найжахливіше полягає в тому, що найбільше отруєння піддаються саме діти – якраз на рівні їхнього вдиху концентрується найбільша кількість отрути. Проведені експерименти, в яких враховувалися всілякі фактори, виявили закономірність - діти, регулярно схильні до впливу чадного газу та інших продуктів «вихлопу», просто тупіють, не кажучи вже про ослаблений імунітет і «дрібні» захворювання на кшталт частої застуди. І це тільки верхівка айсберга – чи варто описувати вплив на наш організм формальдегіду, бензопірену та ще 190 різних сполук? Прагматичні британці підрахували, що вихлопні гази щороку вбивають більше людейчим гине в автомобільних аваріях!
Вихлопні гази автомобілів – як із ними боротися?
І знову перейдемо від спільного до приватного – можна скільки завгодно звинувачувати світові уряди в бездіяльності, лаяти промислових магнатів щоразу, коли ви чи члени вашої родини хворіють, але ви і тільки ви можете зробити щось нехай не для повної відмови від автомобіля, але хоч би для зменшення викидів. Звичайно, всі ми обмежені можливостями свого гаманця, проте з перелічених у цій статті дій, напевно, знайдеться хоча б одне, яке підійде вам до виконання. Тільки давайте домовимося - виконувати ви почнете прямо зараз, не відкладаючи на примарне завтра.
Цілком можливо, що ви можете дозволити собі перехід на газобалонні двигуни – зробіть це! Якщо такої можливості немає, відрегулюйте двигун, проведіть . Якщо з двигуном все гаразд, намагайтеся вибирати найбільш раціональний режим роботи. Готово? Ідемо далі – використовуйте нейтралізатори відпрацьованих газів! Не дозволяє гаманець? Так заощаджуйте на бензині гроші - частіше гуляйте пішки, їздіть в магазин на велосипеді.
Вартість палива настільки висока, що всього за кілька тижнів такої економії ви зможете дозволити собі найкращий нейтралізатор! Оптимізуйте поїздки – намагайтеся виконувати якнайбільше справ за один заїзд, поєднуйте поїздки з вашими сусідами чи колегами. Діючи таким чином, виконуючи хоча б одну з перерахованих умов, ви особисто можете бути задоволені – забруднення повітря вихлопними газами завдяки вам зменшилося! І не думайте, що це не результат – ваші дії подібні до маленьких камінчиків, які тягнуть за собою лавину.
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 кількість шкідливих 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 двигунів входить близько 200 хімічних сполук, З яких найбільш токсичні оксиди вуглецю, азоту, вуглеводні, в т. Ч. 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 сумішіслужить карбюратор, що забезпечує подачу більшої кількості палива 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 двигунами, потребує 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 вихлопних газів в хронічному експерименті, на тварин.
| 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 двигуни літаків тощо). 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 перевірокі 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 при різних режимахроботи. 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.
У разі Южно-Сахалинска, де основними забруднювачами є вихлопні гази автотранспорту та відходи ТЕЦ, спеціальних робіт з впливу їх у 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 умов існування, тому для визначення свинцю бралися проби наступних видів рослин: їжаки збірної (Dactylis glomerata L.), конюшини повзучої (Trifolium repens L.), вейника Лангсдорфа (Calamagrostis langsdorffii (Link)) Trin.), мятлика лугового (Роа pratensis L.), кульбаби аптечної (Taraxacum officinale Web.) - в межах міста, на узбіччях доріг і для контролю - у 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 йсе скла біля машини. вихлопної системиякої 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 повітрі в 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 двигунами внутрішнього 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 під 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 інституту на 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 нейтралізаторами, до 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 транспортне 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 руху в 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. та 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 рівнемшкідливих 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 транспортуу 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 у паливній базі країни 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.
Вивезення, переробка та утилізація відходів з 1 до 5 класу небезпеки
Працюємо з усіма регіонами Росії. Чинна ліцензія. Повний комплектдокументів, 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.
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 згорянні палива, що використовується. 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:
- 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 у автомобільні двигуни. До цієї категорії належать і викиди CO2 – вуглекислого газу, який також є нетоксичним, але знижує концентрацію кисню у повітрі.
- 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.
- 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.
- 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.
- П'ята група компонентів вихлопів представлена альдегідами. Найвищі концентрації даних речовин спостерігаються при мінімальних навантаженнях або при так званому холостому ході, коли температурний режимзгоряння у двигуні відрізняється невисокими показниками.
- 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.
- 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.
- 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, що 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:
- Грамотна, раціональна та помірна експлуатація автомобільних транспортних засобів. Не допускайте тривалої роботи на неодруженому ходу, уникайте їзди на великих швидкостях, по можливості відмовляйтеся від машини на користь використання громадського транспорту, а саме тролейбусів та трамваїв.
- Найефективніший шлях – це відмова від нафтовмісних видів палива та перехід на альтернативні джерела енергії. В останні кілька років вчені почали розробляти автомобілі, що працюють на електриці та навіть сонячних батареях.
- Постійно стежте за справністю автомобіля, особливо за станом двигуна і всіх його деталей, а також за роботою вихлопної системи.
- Доступні сучасні засоби, що знижують концентрацію шкідливих речовин в автомобільних вихлопах До них належать так звані каталітичні нейтралізаторивідпрацьованих газів. 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.
