Вредные выбросы автомобилей на бензине и воздействие их на живые организмы.

Известно, что топливо сгорает в камере при взаимодействии с кислородом воздуха. Этот процесс сопровождается интенсивным выделением тепла, которое и преобразуется в работу. Теоретически для сгорания 1 кг бензина требуется 14,7 кг воздуха, однако на практике этого количества оказывается недостаточно. Дело в том, что воспламенение и сгорание бензино-воздушной смеси (ее еще называют горючей) длится тысячные доли секунды, и к такому быстрому процессу она недостаточно хорошо подготовлена. В смеси остаются газы от предыдущего цикла, препятствующие доступу кислорода к частицам топлива; кроме того, не удается добиться ее идеального перемешивания по объему цилиндра, особенно у непрогретого двигателя и на переходных режимах. В результате не все топливо окисляется до конечных продуктов, и для нормального протекания процесса сгорания его приходится добавлять. Если в горючей смеси количество топлива больше расчетного, смесь называется богатой, если меньше - бедной. При средних нагрузках главное внимание обращается на экономичность, поэтому в камеру сгорания подается несколько обедненная смесь. При небольшом обогащении смеси скорость ее сгорания увеличивается, в камере развиваются более высокие температура и давление. Для максимальных нагрузок или резкого перехода с малой нагрузки на большую требуется богатая смесь. Большое количество топлива подается в цилиндры и при пуске холодного двигателя, когда горючую смесь образуют только самые легкие фракции топлива. В этих случаях из-за недостатка кислорода топливо сгорает не полностью. Двигатель хотя и развивает большую мощность, но работает не экономично и выбрасывает в атмосферу токсичные продукты неполного сгорания.

Гигиенисты и экологи большое внимание уделяют мониторингу примесей атмосферного воздуха, особенно выделяемых автотранспортными средствами. Причем в программе глобального экологического мониторинга для всех стран, принятого ООН, фигурируют диоксид азота, диоксид серы, сероводород, сульфаты, кадмий, свинец, ртуть. В 1980 году в эту программу были дополнительно внесены хром, медь, олово, молибден, ванадий, марганец, никель, сурьма, мышьяк, селен.

ОГ ДВС содержат сложную смесь, насчитывающую более 280 соединений. В основном это газообразные вещества и небольшое количество твердых частиц, находящихся во взвешенном состоянии. По химическим свойствам и характеру воздействия на организм человека вещества, составляющие ОГ, разделяются на нетоксичные (N2, О2, Н2О, Н2) и токсичные (СО, СО2 СХНУ, NOX , SO2, H2S, альдегиды и др.). Многообразие соединений выхлопа ДВС сведено к нескольким группам, сходным по характеру воздействия на организм человека или родственным по химической структуре и свойствам. Нетоксичные вещества вошли в первую группу

.

Ко второй группе

отнесен оксид углерода, присутствие которого в количестве до 12 % характерно для ОГ бензиновых двигателей при работе на богатых топливовоздушных смесях. В обычных условиях СО- бесцветный газ без запаха, он легче воздуха и поэтому может легко распространятся в атмосфере. При действии на человека СО вызывает головную боль, головокружение, быструю утомляемость, раздражительность, сонливость, боли в области сердца.

Третью группу

образуют оксиды азота: оксид (NO) и диоксид (NO2). В ОГ бензиновых двигателей содержится 98 .99 % NO и 1 .2 % NO2; a в ОГ дизельных двигателей - соответственно 90 и 10 %.

Оксид азота NO - бесцветный газ, диоксид азота NO2- газ красно-бурого цвета с характерным запахом. Оксиды азота при попадании в организм человека соединяются с водой. При этом они образуют в дыхательных путях соединения азотной и азотистой кислоты. Оксиды азота раздражающе действуют на слизистые оболочки глаз, носа, рта. Воздействие NO2 cпособствует развитию заболеваний легких.

В скопившихся над асфальтом облаках СН и NOx под воздействием света происходят химические реакции. Разложение оксидов азота приводит к образованию озона. Вообще-то озон не стоек и быстро распадается, но только не в присутствии углеводородов (СН) - они замедляют процесс распада озона, и он активно вступает в реакции с частичками влаги и другими соединениями. Образуется стойкое облако мутного смога. Озон разъедает глаза и легкие, а выбросы NОх участвуют в формировании кислотных дождей.

Четвертая группа

включает углеводороды всех гомологических рядов: алканы, алкены, алкадины, циклические, в том числе ароматические углеводороды, среди которых много канцерогенов.

Некоторые углеводороды СН являются сильнейшими канцерогенными веществами (например бензапирен), переносчиками которых могут быть частички сажи, содержащиеся в отработавших газах.

Пятую группу

составляют альдегиды (60 % формальдегида, 32 % алифатических и 5 % ароматических альдегидов).

К шестой группе

отнесены твердые частицы, основная часть которых сажа - твердые углеродные частицы, образующиеся в пламени. Выбросы вредных веществ от автотранспорта дают около 13 % полициклических ароматических углеводородов, содержащихся в атмосферном воздухе и до 80 % бензола. Особую опасность представляет применение этилированного бензина. Использование антидетонационных добавок, содержащих свинец, привело к тому, что автотранспорт является основным источником выбросов свинца в виде аэрозоля, неорганических солей и оксидов свинца в атмосферу. Это приводит к значительному загрязнению свинцом атмосферного воздуха, а также почвы и растительности на территориях, прилегающих к автострадам. Установлено, что вблизи оживленных магистралей концентрация свинца в воздухе днем достигает 3,9 мкг/м3, ночью 1,7 мкг/м3 (при ПДК равной 1,0 мкг/м3), причем на загородных дорогах концентрация свинца находится в пределах 0,3 . 1,0 мкг/м3. Считается, что каждый автомобиль ежегодно выбрасывает в воздух 1 кг свинца. После введения неэтилированных сортов бензина в отработавших газах появились марганец, кадмий и никель. Причем, в бензине могут содержаться, наряду с вышеперечисленными металлами, цинк, медь, железо, сурьма, бор, магний.

Интересное из раздела

Бензиновые двигатели достоинства и недостатки
Улицы и дороги сейчас невозможно представить без автотранспорта. Его количество постоянно увеличивается. Только за последнее десятилетие мировой автомобильный парк вырос более чем в три раза ...

Фитоиндикация лесных фитоцинозов по состоянию сосны обыкновенной
Роль атмосферы в природных процессах огромна. Наличие вокруг земного шара атмосферы определяет общий тепловой режим поверхности нашей планеты, защищает ее от вредных космического и ультрафио ...

Общая оценка воздействия на окружающую среду и внедрение экологического менеджмента на при
На нынешний момент общее состояние ведения хозяйства на нефтеперерабатывающих заводах России является не всегда эффективным и не наносит вред окружающей среде. Сертификация по ИСО 14000, явл ...