Вони супроводжують нас практично всюди - залітають до нас на кухню через кватирку, переслідують в салоні автомобіля, на пішохідному переході, в громадському транспорті ... Вихлопні гази автомобілів - чи дійсно вони настільки небезпечні для людини, як це підносять ЗМІ?

Від загального до конкретного - забруднення повітря вихлопними газами

Періодично в великих містах через навислої смог не видно навіть неба. Влада Парижа, наприклад, в такі дні намагаються обмежити виїзд автомобілів - сьогодні їдуть власники машин з парними номерами, а завтра з непарними ... Але як тільки подує свіжий вітер і рознесе скупчилися гази, на дорогу знову випускають всіх, поки нова хвиля смог не накриє місто так, що туристи не розглянуть Ейфелеву вежу. У багатьох великих містах саме автомобілі є головними забруднювачами повітря, хоча в глобальному плані поступаються лідерство промисловості. Тільки сфера виробництва енергії з нафтопродуктів і органіки викидає в атмосферу в два рази більше вуглекислого газу, ніж всі автомобілі, разом узяті.

Плюс до всього, за підрахунками екологів, людство вирубує щорічно 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 - в глобальному масштабі лише одна з ланок згубної для нашої планети системи споживання. Однак спробуємо перейти від загального до конкретного - що ближче до нас, якийсь завод на краю географії, або автомобіль? «Залізний кінь» - за великим рахунком, наш персональний генератор вихлопних «принад», який ось тут і зараз продовжує це робити. Причому шкодить він, перш за все, нам самим. Багато водіїв скаржаться на сонливість і шукають спосіб, навіть не підозрюючи, що нестача сил і бадьорості відбувається через вдихання вихлопів!

Шкода вихлопних газів - все настільки погано?

Всього в вихлопних газах міститься більше 200 різних хімічних формул. Це і нешкідливі для організму азот, кисень, вода і той же вуглекислий газ, і токсичні канцерогени, що збільшують ризик захворювання серйозними недугами аж до утворення злоякісних пухлин. Однак це в перспективі, самим же небезпечною 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 Освенцим - отрута обмежує доступ кисню до клітин організму, що в свою чергу може викликати як звичайну головний біль, так і більш серйозні симптоми отруєння, аж до втрати свідомості і летального результату.

Найжахливіше полягає в тому, що найбільшому отруєння піддаються саме діти - як раз на рівні їх вдиху концентрується найбільша кількість отрути. Проведені експерименти, в яких враховувалися всілякі чинники, виявили закономірність - діти, регулярно піддаються впливу чадного газу та інших продуктів «вихлопу», попросту тупеют, не кажучи вже про ослаблений імунітет і «дрібних» захворюваннях на зразок частою застуди. І це тільки верхівка айсберга - чи варто описувати вплив на наш організм формальдегіду, бензопірену і ще 190 різних сполук? Прагматичні британці підрахували, що вихлопні гази щорічно вбивають більше людей, ніж гине в автомобільних аваріях!

Вихлопні гази автомобілів - як з ними боротися?

І знову перейдемо від загального до конкретного - можна скільки завгодно звинувачувати світові уряди в бездіяльності, лаяти промислових магнатів щоразу, коли ви або члени вашої сім'ї хворіють, але ви і тільки ви можете зробити що-небудь нехай не для повної відмови від автомобіля, але хоча б для зменшення викидів. Звичайно, всі ми обмежені можливостями свого гаманця, проте з перерахованих в цій статті дій, напевно, знайдеться хоча б одне, яке підійде до виконання вам. 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 немає такої можливості, відрегулюйте двигун, проведіть. Якщо з двигуном все в порядку, намагайтеся вибирати найбільш раціональний режим його роботи. Готово? Йдемо далі - використовуйте нейтралізатори відпрацьованих газів! Не дозволяє гаманець? Так заощаджуйте на бензині гроші - частіше гуляйте пішки, їздите 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 якомога більше справ за один заїзд, поєднуйте поїздки з вашими сусідами чи колегами. Діючи таким чином, виконуючи хоча б одне з перерахованих умов, ви особисто можете бути собою задоволені - забруднення повітря вихлопними газами завдяки вам поменшало! І не думайте, що це не результат - ваші дії подібні маленьким камінцях, які тягнуть за собою лавину.

У сучасному світі прийнято вважати, що вихлопні гази від двигунів внутрішнього згоряння наносять найбільшої шкоди навколишньому середовищу. Однак останнім часом все частіше звучать суперечливі думки експертів про вплив цих газів. У нашому звичному розумінні тільки машини завдають шкоди природі, залишаючи на задньому плані генератори і установки для обігріву, подачі води та інших потреб. Відповідно до одного з досліджень Європейського медичного журналу, вихлопні гази автомобілів є причиною смерті близько 40 тисяч осіб щороку.

Останні відкриття вчених підтвердили той факт, що близько 6% всіх смертей пов'язані з Особливою групою ризику вважаються діти і люди похилого віку, чий організм ще не може швидко очищатися від мікроскопічних молекул палива. Виходячи з усього цього, той факт, що вихлопні гази можуть бути нешкідливими, ставиться під великий сумнів. Адже навіть початківець водій знає, що залишатися в закритому приміщенні з включеним двигуном смертельно небезпечно.

Перші чадним газом:

1) При короткостроковому отруєнні почнеться подразнення слизових очей, носа і горла. Подальше вплив призведе до блювоти і, найімовірніше, втрати свідомості. Для хворих на астму та емфізему таке отруєння може виявитися останнім.

2) Сонливість, що з'явилася втома і втрата свідомості також є протягом тривалого часу малими дозами.

3) Нечітке зір, погіршення запаморочення явно говорять про те, що пошкоджена центральна нервова система.

Температура вихлопних газів є першопричиною всього наноситься шкоди. Справа в тому, що, чим вище температура, тим швидше утворюються продукти горіння, що призводить до збільшення концентрації шкідливих речовин під час вихлопу. Досить часто лікарі діагностують гіпоксію у водіїв, які більшу частину часу перебувають у дорозі. У їх числі далекобійники, таксисти, перевізники та багато інших.

Але все не настільки страшно, як може здатися. Досить просто дотримуватися наступних порад, і це збереже здоров'я вам і вашим близьким:

1) всередині гаража або біля будинкової території намагайтеся якомога менше залишати автомобіль в робочому стані;

2) придбайте якісне паливо;

і ви живете в приватному секторі, то при установці паркану рекомендуємо робити невеликий зазор між землею і початком полотна. Так як вихлопні гази важче повітря, вони будуть виходити в дані проміжки. При можливості фахівці рекомендують одну сторону паркану зробити "прозорою", що прискорить вентиляцію важких газів;

4) якнайдалі від житлових приміщень встановлюйте різні дизельні генератори. Розробіть систему відводу газів від вашої ділянки навіть при сильному вітрі. Краще витратити кілька зайвих тисяч, ніж через 4-5 років перетворитися в астматика.

Пам'ятайте, що будь-яке паливо і його випаровування небезпечні для здоров'я навіть за межами автомобільних двигунів або генераторів.

Невеликий лікнеп для любителів подихати з вихлопної труби.

Відпрацьовані гази ДВС містять близько 200 компонентів. Період їх існування триває від декількох хвилин до 4 -5 років. За хімічним складом і властивостями, а також характером впливу на організм людини їх об'єднують в групи.

Перша група. У неї входять нетоксичні речовини (природні компоненти атмосферного повітря

Друга група. До цієї групи відносять тільки одна речовина - оксид вуглецю, або чадний газ (СО). Продукт неповного згоряння нафтових видів палива не має кольору і запаху, легший 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 отруйною дією. Вона зумовлена \u200b\u200bйого здатністю вступати в реакцію з гемоглобіном крові, приводячи до утворення карбоксигемоглобіну, який не пов'язує кисень. Внаслідок цього порушується газообмін в організмі, з'являється кисневе голодування і виникає порушення функціонування всіх систем організму.

Отруєння чадним газом часто схильні до водії автотранспортних засобів при ночівлі в кабіні з працюючим двигуном або при прогріванні двигуна в закритому гаражі. Характер отруєння оксидом вуглецю залежить від його концентрації в повітрі, тривалості впливу та індивідуальної чутливості 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%) наступають втрата свідомості і смерть.

Третя група. В її складі оксиди азоту, головним чином NO-оксиди азоту і NO 2 - діоксид азоту. Це гази, що утворюються в камері згоряння ДВС при температурі 2800 ° С і тиску близько 10 кгс / см 2. Оксид азоту - безбарвний газ, не взаємодіє з водою і мало розчинний в ній, не вступає в реакції з розчинами кислот і лугів.

Легко окислюється киснем повітря і утворює діоксид азоту. При звичайних атмосферних умовах NO повністю перетворюється в NO 2 -Газо бурового кольору з характерним запахом. Він важчий за повітря, тому збирається в поглибленнях, канавах і становить велику небезпеку при технічному обслуговуванні транспортних засобів.

Для людського організму оксиди азоту ще більш шкідливі, 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 і азотистая кислоти, подразнюють слизові оболонки і вражають альвеолярну тканину легенів. При високих концентраціях оксидів азоту (0,004 - 0,008%) виникають астматичні прояви і набряк легенів.

Вдихаючи повітря, що містить оксиди азоту в 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 серцевою слабкістю, а також нервовими розладами.

Вторинна реакція на вплив оксидів азоту проявляється в освіті в людському організмі нітритів і всмоктування їх в кров. Це викликає перетворення гемоглобіну в метагемоглобін, що призводить до порушення серцевої діяльності.

Оксиди азоту негативно впливають і на рослинність, утворюючи на листових пластинах розчини азотної і азотистої кислот. Цим же властивістю обумовлено вплив оксидів азоту на будівельні матеріали і металеві конструкції. Крім того, вони беруть участь в фотохімічної реакції утворення смогу.

Четверта група. В ту ж саму численну за складом групу входять різні вуглеводні, тобто з'єднання типу С x Н y. У відпрацьованих газах містяться вуглеводні різних гомологічних рядів: парафінові (алкани), нафтенові (циклани) і ароматичні (бензольні), всього близько 160 компонентів. Вони утворюються в результаті неповного згоряння палива в двигуні.

Незгорілі вуглеводні є однією з причин появи білого або голубого диму. Це відбувається при запізненні займання робочої суміші в двигуні або при знижених температурах в камері згоряння.

Вуглеводні токсичні і несприятливо впливають на серцево-судинну систему людини. Вуглеводневі сполуки відпрацьованих газів, поряд з токсичними властивостями, мають канцерогенну дію. Канцерогени - це речовини, що сприяють виникненню і розвитку злоякісних новоутворень.

Особливою канцерогенною активністю відрізняється ароматичний вуглеводень бенз-а-пірен С 20 H 12, що міститься у відпрацьованих газах бензинових двигунів і дизелів. Він добре розчиняється в маслах, жирах, сироватці людської крові. Накопичуючись в організмі людини до небезпечних концентрацій, бенз-а-пірен стимулює утворення злоякісних пухлин.

Вуглеводні під дією ультрафіолетового випромінювання Сонця вступають в реакцію з оксидами азоту, в результаті утворюються нові токсичні продукти - фотооксидантами, що є основою «смогу».

Фотооксидантами біологічно активні, мають шкідливий вплив на живі організми, ведуть до зростання легеневих і 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 і оцтовий альдегід. Найбільша кількість альдегідів утворюється на режимах холостого ходу і малих навантажень, Коли температури згоряння в двигуні невисокі.

Формальдегід НСНО - безбарвний газ з неприємним запахом, важчий за повітря, легко розчинний у воді. Онраздражает слизові оболонки людини, дихальні шляхи, вражає центральну нервову сістему.Обуславлівает запах відпрацьованих газів, особливо у дизелів.

Акролеїн СН 2 \u003d СН-СН \u003d O, або альдегід акрилової кислоти, - безбарвний отруйний газ із запахом підгоріли жирів. Впливає на слизові оболонки.

Оцтовий альдегід СН 3 СНО - газ з різким запахом і токсичною дією на людський організм.

Шоста група. У неї виділяють сажу та інші дисперсні частинки (продукти зносу двигунів, аерозолі, масла, нагар і ін.). Сажа - частинки твердого вуглецю чорного кольору, що утворюються при неповному згорянні і термічному розкладанні вуглеводнів палива. Вона не становить безпосередньої небезпеки для здоров'я людини, але може дратувати дихальні шляхи. Створюючи димний шлейф за транспортним засобом, сажа погіршує видимість на дорогах. Найбільшої шкоди сажі полягає в адсорбції на її поверхні бенз-а-пірену, який в цьому випадку надає більш сильний негативний вплив на організм людини, ніж в чистому вигляді.

Сьома група. Являє собою сірчисті з'єднання - такі неорганічні гази, як сірчистий ангідрид, сірководень, які з'являються в складі відпрацьованих газів двигунів, якщо використовується паливо з підвищеним вмістом сірки. Значно більше сірки присутній в дизельних паливах в порівнянні з іншими видами палив, які використовуються на транспорті.

Для вітчизняних родовищ нафти (особливо в східних районах) характерний високий відсоток присутності сірки і сірчистих сполук. Тому і отримується з неї дизельне паливо за застарілими технологіями відрізняється більш важким фракційним складом і разом з тим гірше очищено від сірчистих і парафінових сполук. Відповідно до європейських стандартів, введеним в дію в 1996 році, вміст сірки в дизельному паливі не повинно перевищувати 0,005 г / л, а за російським стандартом - 1,7 г / л. Наявність сірки підсилює токсичність відпрацьованих газів дизелів і є причиною появи в них шкідливих сірчистих сполук.

Сірчисті сполуки мають різким запахом, важчий за повітря, розчиняються у воді. Надають подразнюючу дію на слизові оболонки горла, носа, очей людини, можуть призвести до порушення вуглеводного і білкового обміну і 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 та його сполуки - зустрічаються в відпрацьованих газах карбюраторних автомобілів тільки при використанні етилованого бензину, що має в своєму складі присадку, що підвищує октанове число. Воно визначає здатність двигуна працювати без детонації. Чим вище октанове число, тим більш стійкий бензин проти детонації. Детонаційне згоряння робочої суміші протікає з надзвуковою швидкістю, що в 100 разів швидше нормального. Робота двигуна з детонацією небезпечна тим, що двигун перегрівається, потужність його падає, а термін служби різко скорочується. Збільшення октанового числа бензину сприяє зниженню можливості настання детонації.

Як присадки, що підвищує октанове число, використовують антидетонатор - етилову рідина Р-9. Бензин з додаванням етилової рідини стає етілірованним. До складу етилової рідини входять власне антидетонатор - тетраетилсвинець РЬ (С 2 Н 5) 4, винось-тель - 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 виносітель сприяє видаленню свинцю і його оксидів з камери згоряння, перетворюючи їх в пароподібний стан. Вони разом з відпрацьованими газами викидаються в навколишній простір і осідають поблизу доріг.

У придорожньому просторі приблизно 50% викидів свинцю у вигляді мікрочастинок відразу розподіляються на прилеглій поверхні. Інша кількість протягом декількох годин знаходиться в повітрі у вигляді аерозолів, а потім також осідає на землю поблизу доріг. Накопичення свинцю в придорожній смузі призводить до забруднення екосистем і робить прилеглі грунту непридатними до сільськогосподарського використання.

Додавання до бензину присадки Р-9 робить його високотоксичним. Різні марки бензину мають різне процентний вміст присадки. Щоб розрізняти марки етилованого бензину, їх фарбують, додаючи в присадку 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 ставиться завдання відмовитися від його використання. Великі промислові центри і курортні місцевості переходять на використання неетилованих бензинів.

Негативний вплив на екосистеми надають не тільки розглянуті компоненти відпрацьованих газів двигунів, виділені в вісім груп, а й самі вуглеводневі палива, масла і мастила. Володіючи великою здатністю до випаровування, особливо при підвищенні температури, пари палив і олив розповсюджуються в повітрі і негативно впливають на живі організми.

У місцях заправки транспортних засобів паливом і маслом відбуваються випадкові розливи і навмисні сливи відпрацьованого масла прямо на землю або у водойми. На місці масляної плями тривалий час не росте рослинність. Нафтопродукти, що потрапили у водойми, згубно впливають на їх флору і фауну.

В результаті роботи двигуна внутрішнього згоряння, яким оснащений кожен сучасний автомобіль, відбувається згорання гидрокарбонатного 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 починається боротьба людства за максимально можливе скорочення цих викидів.

Проблема, пов'язана з парниковим ефектом

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

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

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

Автомобіль - головний забруднювач атмосфери

Одним з 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 в повітря, призводять до глобального збільшення температури і появи серйозних хвороб у людей, що живуть у великих містах.

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

Таким чином, шкода вихлопних газів для навколишнього середовища безсумнівний. В даний час ведеться робота по зменшенню кількості викидів кожним авто, а також заміна використання бензину альтернативними і більш екологічними джерелами енергії, наприклад сонячної або вітрової енергією. Велика увага приділяється водневого палива, результатом згоряння якого є звичайний водяний пар.

Вплив викидів на здоров'я людини

Шкода, якої завдають вихлопні гази здоров'ю людини, може бути дуже серйозним.

В першу чергу небезпечний чадний газ, який викликає втрату свідомості і навіть смерть, якщо його концентрація в атмосфері підвищена. Крім нього шкідливі оксиди сірки і сполуки свинцю, які вилітають у великій кількості з вихлопної труби авто. Сірка і свинець відомі своїм сильним отруйною дією і можуть залишатися в організмі тривалий час.

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

Постійне і тривале дію вихлопних газів на організм призводить до ослаблення імунітету людини, бронхіту. Шкода завдається кровоносних судинах і 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, шкоди екології від яких є максимальним:

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

Однак сучасні стандарти розвинених країн світу також висувають вимоги по рівню викидаються в атмосферу оксидів азоту 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 володіє ні кольором, ні запахом. Шкода для здоров'я вихлопного газу автомобілів значний, так, його концентрація в повітрі всього 0,5% здатна викликати у людини втрату свідомості і 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 багатій вуглеводнями і бідній киснем. В цьому випадку відбувається неповне згоряння палива і утворюється CO. Проблема може бути вирішена шляхом правильного налаштування карбюратора, заміною або очищенням брудного повітряного фільтра, регулюванням клапанів, вприскувальних горючу суміш, і деякими іншими міра.

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

Вуглеводні та органічні масла

Вуглеводні, що не догоряють в двигуні, а також випарувалися органічні масла є речовинами, які визначають основний шкоду вихлопних газів автомобілів для навколишнього середовища. Самі по собі ці хімічні сполуки не є небезпечними, проте, потрапляючи в атмосферу, вони вступають в реакцію з іншими речовинами під дією сонячних променів, і отримані сполуки викликають різь в очах, ускладнюють подих. Крім того, вуглеводні є основною причиною смогу у великих містах.

Зниження кількості вуглеводнів у вихлопних газах досягається шляхом настройки карбюратора так, щоб він готував і не бідну, і не багату суміш, а також постійним контролем надійності компресійних кілець в циліндрах двигуна і регулюванням свічок запалювання. Повне спалювання вуглеводнів призводить до утворення вуглекислого газу і водяної пари, 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 типу оксиди.

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

Для зниження викидів оксидів азоту застосовують в автомобілях спеціальну систему рециркуляції викидів газів, принцип роботи якої полягає в підтримці температури двигуна нижче порога освіти цих оксидів.

випаровування палива

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

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

За працездатністю всієї цієї системи з бака і шлангів потрібно постійно стежити, оскільки в них може виникати витік парів пального, які будуть забруднювати навколишнє середовище.

Рішення проблеми викидів у великих містах

У великих сучасних містах зосереджені десятки тисяч заводів, проживають мільйони людей і по вулицях їздять сотні тисяч автомобілів. Все це сильно забруднює атмосферу, що стало основною проблемою XXI століття. Для її вирішення міська влада вводять ряд адміністративних і заходів.

Так, в 2003 році в Лондоні був прийнятий протокол проти забруднення автомобільним транспортом навколишнього середовища. Згідно з цим протоколом з водіїв, які їздять через центральні райони міста, стягується додаткова плата в розмірі 10 фунтів стерлінгів. У 2008 році лондонська влада затвердили новий закон, який став більш ефективно регулювати переміщення вантажного транспорту, автобусів і особистих авто по центральній частині міста, встановивши для них верхній швидкісний поріг. Ці заходи призвели до скорочення вмісту шкідливих газів в атмосфері над Лондоном на 12%.

Починаючи з 2000-х років подібні заходи були прийняті в 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 і Пекіна.

З 1989 року в столиці Мексики діє закон, згідно з яким забороняється використовувати особистий автомобіль по певних днях тижня. У перший час цей закон став приносити позитивні результати і викиди газів скоротилися, однак через деякий час жителі почали купувати другі старі автомобілі, завдяки чому вони стали їздити кожен день на особистому транспорті, замінюючи одне авто іншим протягом тижня. Така ситуація погіршила ще сильніше стан міської атмосфери.

Подібна ситуація спостерігається і в столиці Китаю. За даними 2015 року, близько 80% жителів Пекіна розташовують кількома автомобілями, що дозволяють їм переміщатися кожен день на них. Крім того, в цьому мегаполісі фіксується величезна кількість порушень закону проти забруднення.

Основними джерелами викидів автомобіля є двигун внутрішнього згоряння, випаровування палива через систему вентиляції паливного бака, а також ходова частина: в результаті тертя шин об дорожнє покриття, зносу гальмівних колодок і 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 і сурма. Для цих вторинних викидів автомобілів також повинні бути встановлені граничні значення.

Шкідливі речовини

Мал. Склад вихлопних газів

Склад відпрацьованих (вихлопних) газів автомобіля включає безліч речовин або груп речовин. Переважною частиною компонентів ОГ є неотруйні, що містяться в звичайному повітрі гази. Як показано на малюнку, лише невелика частина ОГ є шкідливою для навколишнього середовища і здоров'я людей. Незважаючи на це, необхідно подальше зниження концентрації токсичних компонентів ОГ. Хоча сучасні автомобілі сьогодні дають дуже чистий вихлоп (у автомобілів Євро-5 він в деяких аспектах навіть чистіше всмоктуваного повітря), величезна кількість експлуатованих автомобілів, яких тільки в Німеччині налічується близько 56 млн одиниць, викидає значну кількість отруйних і шкідливих для здоров'я речовин. Виправити ситуацію покликані нові технології і введення більш жорстких вимог до екологічності ОГ.

Оксид вуглецю (СО)

Оксид вуглецю (Чадний газ) СО - газ без кольору і запаху. Це отрута для дихальної системи, що порушує функцію центральної нервової і серцево-судинної систем. У людському організмі він пов'язує червоні кров'яні тільця і \u200b\u200bвикликає кисневе голодування, яке за короткий час призводить до смерті від задухи. Вже при концентрації в повітрі 0,3% за обсягом чадний газ в дуже короткий час вбиває людину. Дія залежить від концентрації СО в повітрі, від тривалості та глибини вдихання. Лише в середовищі з нульовою концентрацією СО він може бути виведений з організму через легені.

Оксид вуглецю завжди виникає при нестачі кисню і при неповному згорянні.

Вуглеводні (СН)

Вуглеводні викидаються в атмосферу у вигляді незгорілого палива. Вони надають подразнюючу дію на слизові оболонки і органи дихання людини. Подальша оптимізація робочого процесу двигуна можлива лише шляхом вдосконалення виробничих технологій і поглиблення знань про процеси згоряння.

Вуглеводневі сполуки виникають у вигляді парафінів, олефінів, ароматів, альдегідів (особливо формальдегідів) і поліциклічних сполук. Експериментально доведено канцерогенні і мутагенні властивості більше 20 поліциклічних ароматичних вуглеводнів, які в силу свого малого розміру здатні проникати до легеневих пухирців. Найнебезпечнішими вуглеводневими сполуками вважаються бензол (С6Н6), толуол (метилбензол) і ксилол (діметілбензол, загальна формула С6Н4 (СН3) 2). Наприклад, бензол може викликати у людини зміни картини крові і привести до виникнення раку крові (лейкемії).

Причиною викиду вуглеводнів в атмосферу завжди є неповне згоряння палива, недолік кисню, а при дуже збідненої суміші - занадто повільне згорання палива.

Оксиди азоту (NO х)

При високій температурі згоряння (понад 1100 ° С) міститься в повітрі реакційно інертний азот активується і вступає в реакції з вільним киснем в камері згоряння, утворюючи оксиди. Вони дуже шкідливі для навколишнього середовища: стають причинами освіти 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 їх з водою виникають азотна (HNO3) і азотистая (HNO2) кислоти. Діоксид азоту (NO2) - червоно-коричневий отруйний газ з їдким запахом, дратівливий органи дихання і утворює сполуки з гемоглобіном крові.

Це найпроблематичніший з усіх окислів азоту і в перспективі для нього будуть діяти окремі норми по допустимої концентрації. Частка NO2 в загальних викидах оксидів азоту в майбутньому повинна буде становити менше 20%. В Директиві ЄС 1999/30 / EG з 2010 року гранично допустима концентрація N02 встановлена \u200b\u200bна рівні 40 мкг / м Дотримання цієї граничної концентрації висуває особливі вимоги до захисту від шкідливих викидів.

Найсприятливіші умови для утворення окислів азоту - висока температура згоряння збідненої паливоповітряної суміші. Системи рециркуляції ОГ дозволяють знизити частку окислів азоту в вихлопі автомобілів.

Оксиди сірки (SOx)

Оксиди сірки утворюються з міститься в паливі сірки. У процесі згоряння сірка реагує з киснем і водою, утворюючи оксиди сірки, сірчану (H2SO4) і сірчисту (H2SO3) кислоти. Оксид сірки - основна складова кислотних дощів і причина загибелі лісів. Це водорозчинний їдкий газ, вплив якого на організм людини проявляється в почервонінні, опуханні і посилення секреції вологих слизових оболонок очей і верхніх дихальних шляхів. Діоксид сірки впливає на слизові носоглотки, бронхів і очей. Найбільш часто місцем «атаки» діоксиду сірки є бронхи. Сильне подразнюючу дію на дихальні шляхи пояснюється утворенням сірчистої кислоти у вологому середовищі. Вглиб дихальних шляхів потрапляють зважений в дрібнодисперсного пилу діоксид сірки SO2 і аерозоль сірчаної кислоти. Найбільш чутливо реагують на зростаючу концентрацію діоксиду сірки в повітрі астматики і маленькі діти. Високий вміст сірки в паливі скорочує термін служби каталізаторів бензинових зельних двигунів.

Зниження викидів діоксиду сірки реалізується шляхом обмеження вмісту сірки в паливі. Мета - паливо, яке не містить сірки.

Сірководень (H2S)

Наслідки впливу цього газу на органічне життя поки не зовсім ясні науці, проте відомо, що у людини він здатний викликати важкі отруєння. У важких випадках виникає загроза задухи, втрата свідомості і параліч центральної нервової системи. При хронічному отруєнні відзначається подразнення слизових оболонок очей і дихальних шляхів. Запах сірководню відчувається вже при концентрації його в повітрі в кількості 0,025 мл / м3.

Сірководень в вихлопних газах виникає при певних умовах, причому, не дивлячись навіть на наявність каталізатора, і залежить від вмісту сірки в паливі.

Аміак (NH3)

Вдихання аміаку призводить до подразнення дихальних шляхів, кашлю, задишки і задухи. Також аміак викликає запалюються почервоніння на шкірі. Пряме отруєння аміаком трапляється рідко, так як навіть великі його кількості швидко перетворюються в сечовину. При прямому вдиханні великої кількості аміаку функції легенів найчастіше порушуються на довгі роки. Особливо небезпечний цей газ для очей. При сильному впливі аміаку на очі можуть настати помутніння рогівки і сліпота.

При певних умовах аміак може утворитися навіть в каталізаторі. У той же час аміак виявляється корисний в якості відновника для каталізаторів SCR.

Сажа і частки

сажа - це чистий вуглець і небажаний продукт неповного згоряння вуглеводнів. Причиною утворення сажі є недолік кисню при згорянні або передчасне охолодження спалюваних газів. Частинки сажі часто зв'язуються з незгорілих залишками палива і моторного масла, а також води, продуктів зносу деталей двигуна, сульфатів і попелу. Частинки сильно відрізняються один від одного за формою і розміром.

Таблиця. Класифікація частинок

У таблиці наведено класифікацію та розміри частинок. Найбільш часто при роботі двигуна утворюються частинки діаметром близько 100 нанометрів (0,0000001 м або 0,1 мкм); такі частинки здатні природним шляхом потрапляти в легені людини. При аглютинації (склеюванні) частинок сажі один з одним і іншими компонентами маса, кількість і розподіл часток у повітрі можуть значно змінюватися. Основні компоненти частинок представлені на малюнку.

Мал. Основні компоненти частинок

Завдяки своїй губчастої структури частинки сажі можуть захоплювати як органічні, так і неорганічні речовини, що утворюються при згорянні палива в циліндрах двигуна. В результаті маса частинок сажі може зрости в три рази. Це будуть вже не окремі частинки вуглецю, а правильної форми агломерати, що утворюються внаслідок молекулярного тяжіння. Розмір таких агломератів може досягати 1 мкм. Викиди сажі та інших частинок особливо активно відбуваються при згорянні дизельного палива. Ці викиди вважаються канцерогенними. Небезпечні наночастинки представляють кількісно велику частку частинок, але за масою складають лише невеликий відсоток. З цієї причини пропонується обмежувати зміст частинок в ОГ не за масою, а за кількістю і розподілу. У перспективі передбачено диференціювання між розміром частинок і їх розподілом.

Мал. склад частинок

Викиди частинок при роботі бензинових двигунів на два-три порядки нижче, ніж при роботі дизельних двигунів. Проте, дані частинки виявляються навіть у вихлопі бензинових двигунів з безпосереднім уприскуванням палива. Тому є пропозиції щодо обмеження граничного вмісту часток у відпрацьованих газах автомобілів. Сублімація - безпосередній перехід речовини з твердого стану в газоподібний, і навпаки. Субліматів називають твердий осад газу при його охолодженні.

дрібний пил

При роботі двигунів внутрішнього згоряння утворюються також особливо дрібні частинки - пил. Вона складається головним чином з частинок поліциклічних вуглеводнів, важких металів і сполук сірки. Частина фракцій пилу здатна проникати в легені, інші фракції в легені не проникають. Фракції розміром більше 7 мкм менш небезпечні, так як фільтруються власною системою фільтрації людського організму.

Різний відсоток дрібніших фракцій (менше 7 мкм) проникають в бронхи і легеневі бульбашки (альвеоли), викликаючи локальне подразнення. В області легеневих пухирців розчинні компоненти потрапляють в 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 завісімості- 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 в основному володіють частинки діаметром від 0,1 мкм до 1 мкм.

При оцінці освіти дрібного пилу в результаті роботи автомобільного двигуна слід відрізняти цей пил від пилу, що утворюється природним шляхом: пилку рослин, дорожнього пилу, піску і багатьох інших речовин. Не можна недооцінювати і такі джерела дрібного пилу в містах, як знос гальмівних колодок і шин. Так що вихлопи дизельних двигунів - не єдиний «джерело» пилу в атмосфері.

Синій і білий дим

синій дим виникає під час роботи дизельного двигуна при температурі нижче 180 ° С через найдрібніших конденсуються крапельок масла. При температурі вище 180 ° С ці крапельки випаровуються. Незгорілі вуглеводні компоненти палива беруть участь в утворенні синього диму і при температурах від 70 ° С до 100 ° С. Велика кількість синього диму вказує на великий знос циліндропоршневої групи, стрижнів і напрямних втулок клапанів. Занадто пізно виставлене початок подачі палива також може бути причиною утворення синього диму.

Білий дим складається з водяної пари, що виникає під час згорання палива і стає помітним при температурі нижче 70 ° С. Особливо характерна поява білого диму у форкамерних і вихорокамерних дизелів після холодного запуску. Причиною білого диму є також незгорілі вуглеводні компоненти і конденсату.

Вуглекислий газ (СО2)

Вуглекислий газ - це безбарвний, негорючий, кислуватий на смак газ. Іноді його помилково називають вугільної кислотою. Щільність СO2 приблизно в 1,5 рази більша за густину повітря. Вуглекислий газ є складовою частиною видихається людиною повітря (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 задухи, втрата свідомості і зупинка дихання. При концентрації більше 12% настає смерть від кисневого голодування. Наприклад, запалена свічка гасне при концентрації СО2 8-10% за об'ємом. Хоч вуглекислий газ і відноситься до задушливим речовин, але як компонент вихлопу двигуна не вважається отруйним. Проблема в тому, що вуглекислий газ, як показано на малюнку, значно сприяє глобальному парникового ефекту.

Мал. Частка газів в парниковому ефекті

Разом з ним розвитку парникового ефекту сприяють метан, закис азоту (звеселяючий газ, оксид діазота), фторуглеводородов і гексафторид сірки. Вуглекислий газ, водяна пара і мікрогази впливають на радіаційний баланс Землі. Гази пропускають видиме світло, але поглинають тепло, отражаемое від земної поверхні. Без цієї теплозадержівающей здатності середня температура на поверхні Землі була б близько -15 ° С.

Це називається природним парниковим ефектом. При збільшенні концентрації мікрогазов в атмосфері зростає частка поглинається теплового випромінювання і виникає додатковий парниковий ефект. За оцінками експертів, до 2050 року середня температура на Землі зросте на + 4 ° С. Це може привести до підвищення рівня моря більш ніж на 30 см, внаслідок чого почнуть танути гірські льодовики і полярні крижані «шапки», зміниться напрямок морських течій (в тому числі Гольфстріму), зміняться повітряні потоки, а моря затоплять величезні простори суші. Ось до чого може привести парникові гази, що утворюються при діяльності людей.

Сумарні антропогенні викиди СO2 становлять 27,5 млрд т в рік. При цьому Німеччина належить до найбільших джерел СO2 в світі. Енергетично обумовлені викиди СO2 складають в середньому близько мільярда тонн в рік. Це близько 5% всього виробленого в світі СO2. Середня сім'я з 3 чоловік в Німеччині виробляє в рік 32,1 т СO2. Викиди СО2 можна зменшити тільки шляхом зниження витрати енергії і палива. Поки енергія добувається шляхом спалювання викопних носіїв проблема освіти надмірної кількості вуглекислого газу буде зберігатися. Тому терміново необхідний пошук альтернативних джерел енергії. Автопромисловість інтенсивно працює над вирішенням цієї проблеми. Однак боротися з парниковим ефектом можна тільки в глобальному масштабі. Навіть якщо в межах ЄС буде досягнуто значного прогресу в зниженні викидів вуглекислого газу, в інших країнах в найближчі роки може, навпаки, статися значне зростання кількості викидів. США з великим відривом лідирують у виробництві парникових газів, як в абсолютному вираженні, так і в перерахунку на душу населення. Маючи частку в населенні Землі всього 4,6%, вони виробляють 24% світових викидів вуглекислого газу. Це приблизно вдвічі більше, ніж в Китаї, частка якого в населенні Землі становить 20,6%. 130 мільйонів автомобілів у США (це менше 20% від загального числа автомобілів на планеті) виробляють стільки ж вуглекислого газу, скільки вся промисловість Японії - четвертої країни в світі за викидами СО2.

Без додаткових заходів щодо захисту клімату глобальні викиди СО2 виростуть до 2020 року на 39% (порівняно з 2004 року) і складуть 32,4 млрд т в 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 складе лише близько одного відсотка.