Emisje z silników spalinowych (ICE) dzielą się na emisje z silników gaźnikowych i wysokoprężnych. Podział ten wynika z faktu, że silniki gaźnikowe (CD) pracują na jednorodnych mieszankach powietrzno-paliwowych, a silniki Diesla (DD) na niejednorodnych mieszankach.

Emisje z silników spalinowych typu gaźnika obejmują węglowodory, tlenki węgla, tlenki azotu i emisje niezorganizowane. Zanieczyszczenia powstają w wyniku reakcji oraz podczas spalania w masie i na powierzchni. Mniej intensywnymi źródłami zanieczyszczeń są przedmuchy gazów przez pierścienie tłokowe i wydech z cylindrów.

W 1980 r. 4% samochodów osobowych i ciężarowych na świecie było wyposażonych w silniki wysokoprężne, a pod koniec lat 80. liczba ta wzrosła do 25%. Główne emisje zanieczyszczeń silników wysokoprężnych są takie same jak w przypadku silników gaźnikowych (węglowodory, tlenek węgla, tlenki azotu, emisje niezorganizowane), ale dodawane są do nich cząstki węgla (aerozol sadzy).

Samochód osobowy emituje tlenek węgla CO do 3 m3/h, ciężarówka do 6 m3/h (3…6 kg/h).

Skład spalin samochodów z różnymi typami silników można ocenić na podstawie danych podanych w tabeli. 8.1.

Emisje tlenku węgla i węglowodorów z silników gaźnikowych są znacznie wyższe niż z silników Diesla.

8.2. Redukcja emisji z silników spalinowych

Zwiększenie efektywności środowiskowej pojazdu jest możliwe dzięki zestawowi środków poprawiających jego konstrukcję i tryb działania. Poprawa ekologiczności samochodu prowadzi do: zwiększenia jego wydajności; wymiana benzynowych silników spalinowych na diesla; przejście silników spalinowych na stosowanie paliw alternatywnych (gaz sprężony lub skroplony, etanol, metanol, wodór itp.); zastosowanie neutralizatorów spalin z silnika spalinowego; poprawa trybu pracy silnika spalinowego oraz utrzymanie pojazdu.

Znanych i stosowanych jest wiele sposobów zmniejszania toksyczności spalin. Wśród nich praca samochodu w warunkach, w których silnik emituje najmniejszą ilość substancji toksycznych (ograniczone hamowanie, równomierny ruch przy określonej prędkości itp.); zastosowanie specjalnych dodatków do paliwa, zwiększających kompletność jego spalania i redukujących emisję CO (alkohole, inne związki); ogniste dopalanie niektórych szkodliwych składników.

V W silnikach gaźnikowych stosunek powietrza do paliwa wpływa na zawartość węglowodorów i tlenku węgla w spalinach. Na przykład emisje rosną wraz ze wzrostem wzbogacenia mieszanki. Zwiększa się zawartość CO z powodu niepełnego spalania spowodowanego brakiem tlenu w mieszance. Wzrost zawartości węglowodorów wynika przede wszystkim ze wzrostu adsorpcji paliwa i zwiększenia mechanizmu niepełnego spalania paliwa. Słabe mieszanki powodują niższą emisję Cn Hm i CO w wyniku ich pełniejszego spalania.

V W silnikach wysokoprężnych moc zmienia się wraz ze zmianą ilości wtryskiwanego paliwa. W rezultacie zmienia się rozkład strumienia paliwa, ilość paliwa uderzającego w ścianę, ciśnienie w cylindrze, temperatura i czas wtrysku.

Eksperci uważają, że w celu znacznego zmniejszenia szkodliwych emisji konieczne jest zmniejszenie zużycia benzyny z 8 litrów (na 100 km przebiegu - do 2 ... 3 litrów. Wymaga to poprawy jakości silnika i paliwa; przejście na benzynę bezołowiową; zastosowanie dopalania katalitycznego w celu zmniejszenia emisji CO; wprowadzenie elektronu

głośny układ sterowania procesami spalania paliw; oraz inne środki, w szczególności zastosowanie tłumików w układzie wydechowym.

Wzrost efektywności paliwowej pojazdu osiąga się głównie poprzez usprawnienie procesu spalania w silniku spalinowym: spalanie paliwa warstwa po warstwie; przedkomorowe spalanie pochodni; wykorzystanie ogrzewania i odparowywania paliwa w przewodzie dolotowym; zastosowanie zapłonu elektronicznego. Dodatkowe rezerwy na poprawę sprawności auta to:

- zmniejszenie masy samochodu dzięki ulepszeniu jego konstrukcji i zastosowaniu materiałów niemetalicznych i o wysokiej wytrzymałości;

- poprawa aerodynamiki nadwozia (najnowsze modele samochodów osobowych mają z reguły 30...40% niższy współczynnik oporu powietrza);

- zmniejszenie oporów filtrów powietrza i tłumików, wyłączenie urządzeń pomocniczych, takich jak wentylator itp.;

- zmniejszenie masy transportowanego paliwa (niepełne napełnienie zbiorników) oraz masy narzędzi.

Nowoczesne modele samochodów osobowych znacznie różnią się pod względem zużycia paliwa od poprzednich modeli.

Obiecujące marki samochodów osobowych będą miały zużycie benzyny na poziomie 3,5 l/100 km lub mniej. Wzrost efektywności autobusów i ciężarówek osiąga się przede wszystkim dzięki zastosowaniu silników spalinowych diesla. Mają zalety środowiskowe w porównaniu z silnikami spalinowymi benzynowymi, ponieważ mają o 25 ... 30% niższe jednostkowe zużycie paliwa; ponadto skład gazów spalinowych silnika spalinowego Diesla jest mniej toksyczny (patrz tabela 8.1).

Silniki zasilane paliwami alternatywnymi mają zalety środowiskowe w porównaniu z silnikami spalinowymi benzynowymi. Ogólny pomysł na zmniejszenie toksyczności silników spalinowych przy przejściu na paliwo alternatywne można uzyskać z danych podanych w tabeli. 8.2.

Tabela 8.2 Toksyczność emisji ICE na różnych paliwach

Wielu naukowców widzi częściowe rozwiązanie problemu środowiskowego w konwersji samochodów na paliwa gazowe. Tak więc zawartość tlenku węgla

lerod w spalinach pojazdów gazowych jest mniejszy o 25 ... 40%; tlenek azotu o 25 ... 30%; sadza o 40 ... 50%. Gdy w silnikach samochodowych stosuje się LPG lub sprężony gaz, spaliny prawie nie zawierają tlenku węgla. Rozwiązaniem problemu byłoby powszechne korzystanie z pojazdu elektrycznego. Produkowane pojazdy elektryczne mają ograniczony zasięg ze względu na ograniczoną pojemność i dużą masę akumulatorów. W tej dziedzinie prowadzone są obecnie szeroko zakrojone badania. Osiągnięto już pewne pozytywne wyniki. Zmniejszenie toksyczności emisji można osiągnąć poprzez zmniejszenie zawartości związków ołowiu w benzynie bez pogarszania jej właściwości energetycznych.

Przejście na paliwo gazowe nie przewiduje znaczących zmian w konstrukcji ICE, ogranicza ją jednak brak stacji benzynowych i wymagana liczba samochodów przerobionych na gaz. Ponadto samochód przerobiony na paliwo gazowe traci swoją nośność z powodu obecności cylindrów, a jego zasięg jest około 2 razy (200 km w porównaniu do 400 ... 500 km dla samochodu benzynowego). Te wady można częściowo wyeliminować, przestawiając pojazd na skroplony gaz ziemny.

Stosowanie metanolu i etanolu wymaga zmian w konstrukcji silnika spalinowego, ponieważ alkohole są bardziej aktywne chemicznie w stosunku do gumy, polimerów i stopów miedzi. Do konstrukcji ICE należy wprowadzić dodatkową grzałkę, aby uruchomić silnik w zimnych porach roku (przy t< -25 °С); необходима перерегулировка карбюратора, так как изменяется стехиометрическое отношение расхода воздуха к расходу топлива. У бензиновых ДВС оно равно 14,7; у двигателей на метаноле - 6,45, а на этаноле - 9. За рубежом (Бразилия) применяют смеси бензина и этанола в пропорции 12:10, что позволяет использовать бензиновые ДВС с незначительными изменениями их конструкции, несколько повышая при этом экологические показатели двигателя.

Pomimo faktu, że emisje substancji toksycznych (Cn Hm i CO) ze skrzyni korbowej i układu paliwowego silnika są co najmniej o rząd wielkości niższe niż emisje spalin, metody spalania gazów ze skrzyni korbowej ze spalania wewnętrznego silnik jest obecnie rozwijany. Znany jest obieg zamknięty do neutralizacji gazów ze skrzyni korbowej z ich doprowadzeniem do kolektora dolotowego silnika, po którym następuje dopalanie. Zamknięty układ wentylacji skrzyni korbowej z powrotem gazów ze skrzyni korbowej do gaźnika zmniejsza uwalnianie węglowodorów do atmosfery o 10 ... 30%, tlenków azotu o 5 ... 25%, ale jednocześnie emisję tlenku węgla wzrasta o 10 ... 35%. Gdy gazy ze skrzyni korbowej wracają za gaźnikiem, emisja Cn Hm spada o 10 ... 40%, CO o 10 ... 25%, ale emisja NOx wzrasta o 10 ... 40%.

Aby zapobiec emisji oparów benzyny z układu paliwowego, którego główna część przedostaje się do atmosfery, gdy silnik nie pracuje, w samochodach montowany jest układ neutralizacji oparów paliwa z gaźnika i zbiornika paliwa, składający się z trzech głównych jednostek ( Rys. 8.1): szczelny zbiornik paliwa 1 ze specjalnym zbiornikiem 2, aby skompensować rozszerzalność cieplną paliwa; zaślepki 3 szyjki wlewu paliwa z dwukierunkowym zaworem bezpieczeństwa zapobiegającym nadmiernemu ciśnieniu lub podciśnieniu w zbiorniku; adsorber 4 do pochłaniania oparów paliwa, gdy silnik jest wyłączony, z systemem odzyskiwania oparów w przewodzie dolotowym silnika podczas jego pracy. Jako adsorbent stosuje się węgiel aktywny.

Ryż. 8.1. Schemat wychwytywania oparów paliwa benzynowego silnika spalinowego

Przestrzeganie przepisów dotyczących konserwacji i kontroli składu spalin (spalin) silnika spalinowego może znacznie zmniejszyć toksyczne emisje do atmosfery. Wiadomo, że przy 160 tys. km przebiegu i przy braku kontroli emisja CO wzrasta 3,3-krotnie, a Cn NT - 2,5-krotnie.

Poprawę efektywności środowiskowej układu napędowego turbiny gazowej (GTDU) w samolotach osiąga się poprzez usprawnienie procesu spalania paliw, wykorzystanie paliw alternatywnych (gaz płynny, wodór itp.) oraz racjonalną organizację ruchu na lotniskach.

Wydłużeniu czasu przebywania produktów spalania w komorze spalania GTEU towarzyszy wzrost zupełności spalania (spadek zawartości CO i Cn Hm w produktach spalania) oraz zawartości tlenków azotu w im. Dlatego zmieniając czas przebywania gazu w komorze spalania, można osiągnąć jedynie minimalną toksyczność produktów spalania, a nie całkowicie ją wyeliminować.

Bardziej skutecznym sposobem zmniejszenia toksyczności silników turbogazowych jest stosowanie metod zasilania paliwem, które zapewniają bardziej równomierne mieszanie paliwa i powietrza. Należą do nich urządzenia ze wstępnym odparowaniem paliwa, wtryskiwacze z napowietrzaniem paliwa itp. redukujące zawartość NOx.

Znaczną redukcję zawartości NOx w produktach spalania silników turbogazowych uzyskuje się dzięki stopniowemu procesowi spalania paliwa w dwustrefowych komorach spalania. W takich komorach główna część paliwa w trybach wysokiego ciągu spalana jest w postaci wcześniej przygotowanej ubogiej mieszanki. Mniejsza część paliwa (~ 25%) spalana jest w postaci bogatej mieszanki, w której powstają głównie tlenki azotu. Doświadczenia pokazują, że przy takim spalaniu możliwe jest dwukrotne zmniejszenie zawartości NOx.

Rozwiązanie problemów środowiskowych związanych z wykorzystaniem technologii rakietowej opiera się na wykorzystaniu przyjaznego dla środowiska paliwa, przede wszystkim tlenu i wodoru.

8.3. Neutralizacja spalin z silników spalinowych

Poprawa ekologiczności pojazdów jest możliwa dzięki zestawowi środków mających na celu poprawę ich konstrukcji i trybów działania. Należą do nich: poprawa sprawności silników, zastąpienie ich wersji benzynowych silnikami wysokoprężnymi, stosowanie paliw alternatywnych (gaz sprężony lub skroplony, etanol, metanol, wodór itp.), stosowanie neutralizatorów spalin, optymalizacja pracy silnika i utrzymanie samochodu.

Znaczną redukcję toksyczności silnika spalinowego uzyskuje się dzięki zastosowaniu konwertorów spalin (spalin). Znane neutralizatory płynne, katalityczne, termiczne i kombinowane. Najskuteczniejsze z nich to projekty katalityczne. Wyposażanie w nie samochodów rozpoczęło się w 1975 roku w USA i 1986 roku w Europie. Od tego czasu zanieczyszczenie powietrza spalinami gwałtownie spadło – odpowiednio o 98,96 i 90% dla węglowodorów, CO i NOx.

Katalizator to dodatkowe urządzenie, które wprowadza się do układu wydechowego silnika w celu zmniejszenia emisji spalin. Znane neutralizatory płynne, katalityczne, termiczne i kombinowane.

Zasada działania neutralizatorów cieczy opiera się na rozpuszczaniu lub oddziaływaniu chemicznym toksycznych składników spalin, gdy są one przepuszczane przez ciecz o określonym składzie: wodę, wodny roztwór siarczynu sodu, wodny roztwór sody oczyszczonej.

Na ryc. 8.2 to schemat konwertera cieczy stosowanego z dwusuwowym silnikiem wysokoprężnym. Spaliny dostają się do neutralizatora przewodem 1 i przez kolektor 2 do zbiornika 3, gdzie reagują z płynem roboczym. Oczyszczone gazy przechodzą przez filtr 4, separator 5 i są uwalniane do atmosfery. W miarę odparowywania ciecz jest dodawana do zbiornika roboczego ze zbiornika dodatkowego 6.

Ryż. 8.2. Obwód konwertera cieczy

Przepuszczanie spalin z silników Diesla przez wodę prowadzi do zmniejszenia zapachu, aldehydy są pochłaniane z wydajnością 0,5, a skuteczność usuwania sadzy sięga 0,60...0,80. Jednocześnie nieznacznie spada zawartość benzo(a)pirenu w spalinach silników Diesla. Temperatura gazów po czyszczeniu cieczą wynosi 40 ... 80 ° С, a płyn roboczy jest podgrzewany do mniej więcej tej samej temperatury. Wraz ze spadkiem temperatury proces czyszczenia jest bardziej intensywny.

Neutralizatory płynne nie wymagają czasu, aby przejść do trybu pracy po uruchomieniu zimnego silnika. Wady płynnych neutralizatorów: duża waga i wymiary; potrzeba częstej zmiany rozwiązania roboczego; nieefektywność w stosunku do CO; niska sprawność (0,3) w stosunku do NOx; intensywne parowanie cieczy. Jednak stosowanie płynnych neutralizatorów w kombinowanych systemach oczyszczania może być racjonalne, zwłaszcza w przypadku instalacji, których spaliny muszą mieć niską temperaturę wchodząc do atmosfery.

Spaliny(lub spaliny) - głównym źródłem substancji toksycznych w silniku spalinowym jest niejednorodna mieszanina różnych substancji gazowych o różnych właściwościach chemicznych i fizycznych, składająca się z produktów całkowitego i niepełnego spalania paliwa, nadmiaru powietrza, aerozoli oraz różnych zanieczyszczeń śladowych (zarówno w postaci gazowej oraz w postaci cząstek ciekłych i stałych) przedostających się z cylindrów silnika do jego układu wydechowego. W swoim składzie zawierają około 300 substancji, z których większość jest toksyczna. Głównymi znormalizowanymi toksycznymi składnikami spalin silnikowych są tlenki węgla, tlenki azotu i węglowodory. Ponadto nasycone i nienasycone węglowodory, aldehydy, substancje rakotwórcze, sadza i inne składniki przedostają się do atmosfery wraz ze spalinami. Przybliżony skład spalin przedstawiono w.

Gdy silnik pracuje na benzynie ołowiowej, spaliny zawierają ołów, podczas gdy silnik zasilany olejem napędowym zawiera sadzę.

Tlenek węgla (CO - tlenek węgla)

Przejrzysty, bezwonny trujący gaz, nieco lżejszy od powietrza, słabo rozpuszczalny w wodzie. Tlenek węgla jest produktem niepełnego spalania paliwa, w powietrzu spala się niebieskim płomieniem, tworząc dwutlenek węgla (dwutlenek węgla).

W komorze spalania silnika CO powstaje w wyniku słabej atomizacji paliwa, w wyniku reakcji zimnego płomienia, podczas spalania paliwa z brakiem tlenu, a także w wyniku dysocjacji dwutlenku węgla w wysokich temperaturach. Podczas kolejnego spalania po zapłonie (po górnym martwym punkcie, na suwie rozprężania), spalanie tlenku węgla jest możliwe w obecności tlenu z wytworzeniem dwutlenku. W takim przypadku proces wypalania CO jest kontynuowany w rurze wydechowej.

Należy zauważyć, że podczas pracy silników Diesla stężenie CO w spalinach jest niskie (około 0,1 - 0,2%), dlatego z reguły stężenie CO określa się dla silników benzynowych.

Tlenki azotu (NO, NO 2, N 2 O, N 2 O 3, N 2 O 5, dalej - NO x)

Tlenki azotu są jednym z najbardziej toksycznych składników w spalinach. W normalnych warunkach atmosferycznych azot jest gazem bardzo obojętnym. Przy wysokich ciśnieniach, a zwłaszcza temperaturach, azot aktywnie reaguje z tlenem. W spalinach silników ponad 90% całkowitej ilości NOx składa się z tlenku azotu NO, który łatwo utlenia się do dwutlenku (NO2) nawet w układzie wydechowym, a następnie w atmosferze.

Tlenki azotu podrażniają błony śluzowe oczu, nosa i niszczą ludzkie płuca, ponieważ poruszając się wzdłuż dróg oddechowych oddziałują z wilgocią górnych dróg oddechowych, tworząc kwas azotowy i azotawy. Z reguły zatrucie organizmu ludzkiego NO x nie objawia się natychmiast, ale stopniowo i nie ma środków neutralizujących.

Podtlenek azotu(N 2 O - półtlenek, gaz rozweselający) - gaz o przyjemnym zapachu, dobrze rozpuścimy się w wodzie. Ma działanie narkotyczne.

NO 2 (dwutlenek)- jasnożółty płyn biorący udział w tworzeniu smogu. Dwutlenek azotu jest używany jako środek utleniający w paliwie rakietowym.

Uważa się, że tlenki azotu są około 10 razy bardziej niebezpieczne dla organizmu człowieka niż CO, a biorąc pod uwagę przemiany wtórne, są 40 razy bardziej niebezpieczne.

Tlenki azotu są niebezpieczne dla liści roślin. Stwierdzono, że ich bezpośredni toksyczny wpływ na rośliny objawia się, gdy stężenie NOx w powietrzu mieści się w zakresie 0,5 – 6,0 mg/m3. Kwas azotowy jest silnie korozyjny dla stali węglowych.

Na emisję tlenków azotu istotny wpływ ma temperatura w komorze spalania. Zatem przy wzroście temperatury z 2500 do 2700 K szybkość reakcji wzrasta 2,6 razy, a gdy temperatura spada z 2500 do 2300 K spada 8 razy, tj. im wyższa temperatura, tym wyższe stężenie NOx. Wczesny wtrysk paliwa lub wysokie ciśnienia sprężania w komorze spalania również przyczyniają się do powstawania NOx. Im wyższe stężenie tlenu, tym wyższe stężenie tlenków azotu.

Węglowodory (C n H m - etan, metan, etylen, benzen, propan, acetylen itp.)

Węglowodory- związki organiczne, których cząsteczki zbudowane są wyłącznie z atomów węgla i wodoru, są substancjami toksycznymi. Spaliny zawierają ponad 200 różnych CH, które są klasyfikowane jako alifatyczne (o łańcuchu otwartym lub zamkniętym) oraz benzen lub pierścień aromatyczny. Węglowodory aromatyczne zawierają w cząsteczce jeden lub więcej cykli 6 atomów węgla połączonych wiązaniami prostymi lub podwójnymi (benzen, naftalen, antracen itp.). Mają przyjemny zapach.

Obecność CH w spalinach silników tłumaczy się tym, że mieszanina w komorze spalania jest niejednorodna, dlatego na ścianach, w strefach ponownego wzbogacenia, płomień gaśnie, a reakcje łańcuchowe są przerywane (patrz) .

Ryż. 1 - Schemat powstawania CO w spalinach

1 - tłok; 2 - rękaw; 3 - ścienne warstwy mieszanki

Nie do końca spalony CH, emitowany ze spalinami, będący mieszaniną kilkuset związków chemicznych, ma nieprzyjemny zapach. CH są przyczyną wielu chorób przewlekłych.

Opary benzyny, które są węglowodorami, są również toksyczne. Dopuszczalne średnie dzienne stężenie par benzyny wynosi 1,5 mg/m3. Zawartość CH w spalinach wzrasta wraz z dławieniem, gdy silnik pracuje w trybie wymuszonego biegu jałowego (np. PXH podczas hamowania silnikiem). Gdy silnik pracuje we wskazanych trybach, pogarsza się proces tworzenia mieszanki (mieszanie wsadu paliwowo-powietrznego), zmniejsza się szybkość spalania, pogarsza się zapłon i w rezultacie pojawiają się jego częste przerwy.

Emisja CO jest spowodowana niepełnym spalaniem w pobliżu zimnych ścian, jeżeli do końca spalania występują miejsca o silnym miejscowym braku powietrza, niedostatecznym rozpyleniu paliwa, niezadowalającym zawirowaniu doładowania powietrza i niskich temperaturach (np. praca na biegu jałowym ).

Węglowodory powstają w strefach ponownego wzbogacania, w których dostęp tlenu jest ograniczony, a także w pobliżu stosunkowo zimnych ścian komory spalania. Odgrywają aktywną rolę w tworzeniu substancji biologicznie czynnych, które powodują podrażnienia oczu, gardła, nosa i ich chorób oraz niszczą florę i faunę.

Związki węglowodorowe działają narkotycznie na centralny układ nerwowy, mogą powodować choroby przewlekłe, a niektóre aromatyczne CH mają właściwości toksyczne.

Węglowodory (olefiny) i tlenki azotu aktywnie przyczyniają się do powstawania w określonych warunkach meteorologicznych.

Smog

Smog(Smog, z dymu - dym i mgła - mgła) - trująca mgła powstająca w niższej atmosferze, zanieczyszczona szkodliwymi substancjami z przedsiębiorstw przemysłowych, spalinami z pojazdów i instalacji wytwarzających ciepło w niesprzyjających warunkach atmosferycznych.

Jest to aerozol składający się z dymu, mgły, kurzu, cząstek sadzy, kropelek cieczy (w wilgotnej atmosferze). Występuje w atmosferze miast przemysłowych w określonych warunkach meteorologicznych.

Dostające się do atmosfery szkodliwe gazy reagują ze sobą i tworzą nowe, w tym toksyczne związki. W tym przypadku w atmosferze zachodzą reakcje fotosyntezy, utleniania, redukcji, polimeryzacji, kondensacji, katalizy itp.

W wyniku złożonych procesów fotochemicznych stymulowanych promieniowaniem ultrafioletowym Słońca powstają fotooksydanty (utleniacze) z aldehydów i innych substancji.

Niskie stężenia NO 2 mogą wytwarzać duże ilości tlenu atomowego, który z kolei tworzy ozon i reaguje z zanieczyszczeniami powietrza. Obecność formaldehydu, wyższych aldehydów i innych związków węglowodorowych w atmosferze również przyczynia się do powstawania nowych związków nadtlenkowych wraz z ozonem.

Produkty dysocjacji oddziałują z olefinami, tworząc toksyczne związki nitronadtlenku. Przy stężeniu powyżej 0,2 mg/m3 następuje kondensacja pary wodnej w postaci drobnych kropelek mgły o właściwościach toksycznych. Ich liczba zależy od pory roku, pory dnia i innych czynników. W czasie upałów i suchej pogody obserwuje się smog w postaci żółtej zasłony (kolor nadaje znajdujący się w powietrzu NO 2 - kropelki żółtej cieczy).

Smog podrażnia błony śluzowe, zwłaszcza oczy, może powodować bóle głowy, obrzęki, krwotoki i powikłania chorób dróg oddechowych. Zmniejsza widoczność na drogach, zwiększając tym samym liczbę wypadków drogowych.

Niebezpieczeństwo smogu dla ludzkiego życia jest ogromne. Na przykład londyński smog z 1952 roku nazywany jest katastrofą, ponieważ w ciągu 4 dni od smogu zginęło około 4 tysięcy osób. Obecność w atmosferze związków chlorków, azotu, siarki oraz kropel wody przyczynia się do powstawania silnych związków toksycznych i kwaśnych oparów, co ma szkodliwy wpływ na rośliny i konstrukcje, zwłaszcza na zabytki z kamienia wapiennego.

Charakter smogów jest inny. Na przykład w Nowym Jorku powstawanie smogu ułatwia reakcja związków fluorkowych i chlorkowych z kroplami wody; w Londynie - obecność par kwasu siarkowego i siarkowego; w Los Angeles (Kalifornia lub smog fotochemiczny) - obecność tlenków azotu, węglowodorów w atmosferze; w Japonii - obecność cząstek sadzy i pyłu w atmosferze.

Teraz, dzięki mediom, Planeta znajduje się pod baczną obserwacją opinii publicznej, a mianowicie jej nasycenia i zanieczyszczenia spalinami z samochodów. Ludzie szczególnie uważnie monitorują i dyskutują o „efektu cieplarnianym” i szkodliwym wpływie spalin z samochodów z silnikiem Diesla, które zostały szeroko rozpowszechnione w prasie.

Jednak, jak wiadomo, spaliny, spaliny - walka, mimo że wszystkie one są niebezpieczne dla ludzkiego ciała i innych form życia na Ziemi. Więc co sprawia, że ​​są niebezpieczne? A co je różni od siebie? Zobaczmy pod mikroskopem, z czego zbudowany jest szary smog wylatujący z rury wydechowej. Dwutlenek węgla, sadza, tlenek azotu i inne równie niebezpieczne pierwiastki.

Naukowcy zauważają, że sytuacja środowiskowa w wielu krajach uprzemysłowionych i rozwijających się znacznie się poprawiła w ciągu ostatnich 25 lat. Wynika to głównie ze stopniowego, ale nieuchronnego zaostrzania norm środowiskowych, a także przenoszenia produkcji na inne kontynenty i inne kraje, w tym do Azji Wschodniej. W Rosji, na Ukrainie i innych krajach WNP duża liczba przedsiębiorstw została zamknięta z powodu wstrząsów politycznych i gospodarczych, które z jednej strony stworzyły niezwykle trudną sytuację społeczno-gospodarczą, ale znacznie poprawiły wyniki środowiskowe tych krajów.

Niemniej jednak, zdaniem naukowców, to właśnie samochody stanowią największe zagrożenie dla naszej zielonej planety. Nawet przy stopniowym zaostrzaniu norm emisji szkodliwych substancji do atmosfery, ze względu na wzrost liczby samochodów, wyniki tej pracy niestety się niwelują.

Jeśli podzielimy łączną masę różnych pojazdów obecnych obecnie na planecie, pozostaną najbrudniejsze, szczególnie niebezpieczne pojazdy z tego rodzaju paliwem w nadmiarze tlenku azotu. Pomimo dziesięcioleci rozwoju i zapewnień producentów samochodów, że mogą uczynić diesle czystszymi, tlenek azotu i sadza pozostają głównymi wrogami diesli.

To właśnie w związku z tymi problemami związanymi z użytkowaniem silników diesla duże niemieckie miasta, takie jak Stuttgart czy Monachium, dyskutują obecnie o zakazie użytkowania pojazdów na paliwo ciężkie.

Oto wyczerpująca lista szkodliwych substancji zawartych w spalinach oraz szkód wyrządzanych zdrowiu ludzkiemu podczas ich wdychania.

Spaliny

Gazy odlotowe to gazowe produkty odpadowe powstające w procesie przetwarzania ciekłego paliwa węglowodorowego na energię, na której spalanie pracuje silnik spalinowy.

Benzen

Benzen występuje w niewielkich ilościach w benzynie. Bezbarwny, przezroczysty, łatwo mobilny płyn.

Gdy tylko napełnisz bak swojego samochodu benzyną, pierwszą substancją, z którą zetkniesz się z pierwszym niebezpiecznym dla zdrowia jest benzen, który paruje ze zbiornika. Ale benzen jest najbardziej niebezpieczny podczas spalania paliwa.

Benzen jest jedną z tych substancji, które mogą powodować raka u ludzi. Jednak już wiele lat temu osiągnięto zdecydowaną redukcję niebezpiecznego benzenu w powietrzu za pomocą trójdrożnego katalizatora.

Drobny pył (cząstki stałe)

To zanieczyszczenie powietrza jest substancją nieokreśloną. Lepiej powiedzieć, że jest to złożona mieszanina substancji, które mogą różnić się pochodzeniem, kształtem i składem chemicznym.

W samochodach ultradrobne materiały ścierne występują we wszystkich formach eksploatacji, na przykład przy zużytych oponach i tarczach hamulcowych. Ale największym niebezpieczeństwem jest sadza. Wcześniej tylko silniki wysokoprężne cierpiały z powodu tego nieprzyjemnego momentu pracy. Dzięki zainstalowaniu filtrów cząstek stałych sytuacja znacznie się poprawiła.

Obecnie podobny problem pojawił się w przypadku modeli benzynowych, ponieważ coraz częściej wykorzystują one systemy bezpośredniego wtrysku paliwa, co powoduje, że produkt uboczny zawiera jeszcze drobniejsze cząstki stałe niż silniki Diesla.

Jednak według naukowców badających naturę problemu, tylko 15% drobnego pyłu osadzającego się w płucach jest produkowane przez samochody, a każda działalność człowieka, od rolnictwa, po drukarki laserowe, kominki i oczywiście papierosy, może być źródłem niebezpieczne zjawisko.

Zdrowie mieszkańców megamiast

Rzeczywiste obciążenie organizmu człowieka spalinami zależy od natężenia ruchu i warunków pogodowych. Mieszkańcy ruchliwej ulicy są znacznie bardziej narażeni na działanie tlenków azotu lub drobnego pyłu.

Spaliny nie są jednakowo niebezpieczne dla wszystkich mieszkańców. Zdrowi ludzie praktycznie nie odczuwają "ataku gazu", chociaż intensywność obciążenia nie zmniejszy się z tego powodu, ale stan zdrowia astmatyka lub osoby z chorobami układu krążenia może znacznie się pogorszyć z powodu obecności spalin.

Dwutlenek węgla (CO2)

Gaz, szkodliwy dla całego klimatu planety, nieuchronnie powstaje w wyniku spalania paliw kopalnych, takich jak olej napędowy czy benzyna. Pod względem emisji CO2 silniki wysokoprężne są nieco czystsze niż silniki benzynowe, ponieważ generalnie zużywają mniej paliwa.

CO2 jest nieszkodliwy dla ludzi, ale nie dla przyrody. Gaz cieplarniany CO2 odpowiada za większość globalnego ocieplenia. Według niemieckiego Federalnego Ministerstwa Środowiska w 2015 r. udział dwutlenku węgla w całkowitej emisji gazów cieplarnianych wyniósł 87,8 proc.

Od 1990 roku emisje dwutlenku węgla spadają niemal nieprzerwanie, łącznie o 24,3 procent. Jednak mimo produkcji wydajniejszych silników, rozwój motoryzacji i wzrost ruchu towarowego neutralizuje próby zmniejszenia szkód przez naukowców i inżynierów. W rezultacie emisje dwutlenku węgla pozostają wysokie.

Nawiasem mówiąc: wszystkie pojazdy, powiedzmy, w Niemczech odpowiadają za „tylko” 18 procent emisji CO2. Ponad dwa razy więcej, 37 procent, przeznacza się na emisje energii. W Stanach Zjednoczonych sytuacja jest odwrotna, gdzie najpoważniejsze szkody w przyrodzie wyrządzają samochody.

Tlenek węgla (Co, tlenek węgla)

Niezwykle niebezpieczny produkt uboczny spalania. Tlenek węgla to gaz bezbarwny, bezwonny i bez smaku. Połączenie węgla i tlenu występuje, gdy substancje zawierające węgiel są niecałkowicie spalone i jest niezwykle niebezpieczną trucizną. Dlatego wysokiej jakości wentylacja w garażach i parkingach podziemnych jest niezbędna dla życia ich użytkowników.

Nawet niewielka ilość tlenku węgla powoduje uszkodzenia ciała, kilka minut spędzonych w słabo wentylowanym garażu przy jadącym samochodzie może zabić człowieka. Bądź bardzo ostrożny! Nie ogrzewaj w zamkniętych boksach i pomieszczeniach bez wentylacji!

Ale jak niebezpieczny jest tlenek węgla na zewnątrz? Eksperyment przeprowadzony w Bawarii wykazał, że w 2016 roku średnie wartości pokazywane przez stacje pomiarowe mieściły się w przedziale 0,9-2,4 mg/m 3, były znacznie poniżej wartości granicznych.

Ozon

Dla laika ozon nie jest jakimś niebezpiecznym lub toksycznym gazem. Jednak w rzeczywistości tak nie jest.

Pod wpływem światła słonecznego węglowodory i tlenek azotu przekształcają się w ozon. Przez drogi oddechowe ozon dostaje się do organizmu i prowadzi do uszkodzenia komórek. Konsekwencje, skutki działania ozonu: miejscowe zapalenie dróg oddechowych, kaszel i duszność. Przy niewielkich ilościach ozonu nie będzie problemów z późniejszą odbudową komórek ciała, ale w wysokich stężeniach ten pozornie nieszkodliwy gaz może bezpiecznie zabić zdrowego człowieka. Nie bez powodu w Rosji ten gaz zaliczany jest do najwyższej klasy zagrożenia.

Wraz ze zmianą klimatu wzrasta ryzyko wysokich stężeń ozonu. Naukowcy uważają, że do 2050 r. ładunek ozonu powinien gwałtownie wzrosnąć. Aby rozwiązać ten problem, tlenki azotu emitowane z transportu muszą zostać znacznie zredukowane. Ponadto istnieje wiele czynników wpływających na rozprzestrzenianie się ozonu, na przykład rozpuszczalniki w farbach i lakierach również aktywnie przyczyniają się do problemu.

Dwutlenek siarki (SO2)

To zanieczyszczenie powstaje, gdy siarka jest spalana w paliwach. Należy do klasycznych zanieczyszczeń atmosferycznych powstających w procesie spalania, w elektrowniach i przemyśle. SO2 jest jednym z najważniejszych „składników” zanieczyszczeń smogowych, zwanym też „smogiem londyńskim”.

W atmosferze dwutlenek siarki przechodzi szereg procesów przemian, które mogą wytwarzać kwas siarkowy, siarczyny i siarczany. SO2 działa przede wszystkim na błony śluzowe oczu i górnych dróg oddechowych. Z punktu widzenia środowiska dwutlenek siarki może uszkadzać rośliny i powodować zakwaszenie gleby.

Tlenki azotu (NOx)

Tlenki azotu powstają głównie podczas spalania w silnikach spalinowych. Za główne źródło uważa się pojazdy z silnikiem Diesla. Wprowadzanie katalizatorów i filtrów cząstek stałych stale rośnie, więc emisje zostaną znacznie zmniejszone, ale stanie się to dopiero w przyszłości.

We współczesnym świecie powszechnie przyjmuje się, że spaliny z silników spalinowych powodują największe szkody dla środowiska. Ostatnio jednak coraz częściej słyszy się sprzeczne opinie ekspertów na temat wpływu tych gazów. W naszym zwykłym rozumieniu tylko maszyny szkodzą przyrodzie, pozostawiając w tle generatory i instalacje do ogrzewania, zaopatrzenia w wodę i innych potrzeb. Według badań przeprowadzonych przez European Medical Journal, spaliny samochodowe zabijają każdego roku około 40 000 osób.

Najnowsze odkrycia naukowców potwierdziły fakt, że około 6% wszystkich zgonów związanych jest z grupą szczególnego ryzyka, to dzieci i osoby starsze, których organizm nie jest jeszcze w stanie szybko oczyścić się z mikroskopijnych cząsteczek paliwa. Na tej podstawie bardzo kwestionuje się fakt, że spaliny mogą być nieszkodliwe. W końcu nawet początkujący kierowca wie, że przebywanie w pomieszczeniu z włączonym silnikiem jest zabójcze.

Pierwszy tlenek węgla:

1) W przypadku krótkotrwałego zatrucia rozpocznie się podrażnienie błon śluzowych oczu, nosa i gardła. Dalsze narażenie doprowadzi do wymiotów i najprawdopodobniej utraty przytomności. U pacjentów z astmą i rozedmą takie zatrucie może być ostatnie.

2) Senność, wynikająca z tego zmęczenie i utrata przytomności to także małe dawki przez długi czas.

3) Niewyraźne widzenie, nasilające się zawroty głowy wyraźnie wskazują na uszkodzenie ośrodkowego układu nerwowego.

Temperatura spalin jest podstawową przyczyną wszystkich wyrządzonych szkód. Faktem jest, że im wyższa temperatura, tym szybciej powstają produkty spalania, co prowadzi do wzrostu stężenia szkodliwych substancji podczas spalin. Dość często lekarze diagnozują niedotlenienie u kierowców, którzy przez większość czasu są w drodze. Wśród nich są truckerzy, taksówkarze, przewoźnicy i wielu innych.

Ale nie wszystko jest tak przerażające, jak mogłoby się wydawać. Wystarczy postępować zgodnie z poniższymi wskazówkami, a zaoszczędzi to zdrowie Tobie i Twoim bliskim:

1) w garażu lub w pobliżu miejsca zamieszkania staraj się jak najmniej pozostawiać samochód sprawny;

2) kupować wysokiej jakości paliwo;

a mieszkasz w sektorze prywatnym, to podczas instalowania ogrodzenia zalecamy zrobienie małej szczeliny między ziemią a początkiem płótna. Ponieważ spaliny są cięższe od powietrza, uciekną w te szczeliny. Jeśli to możliwe, eksperci zalecają, aby jedna strona ogrodzenia była „przezroczysta”, co przyspieszy wentylację ciężkich gazów;

4) Zainstaluj różne generatory diesla jak najdalej od pomieszczeń mieszkalnych. Opracuj system odprowadzania gazów z Twojej okolicy, nawet przy silnym wietrze. Lepiej wydać kilka dodatkowych tysięcy, niż zachorować na astmę za 4-5 lat.

Pamiętaj, że każde paliwo i jego opary są niebezpieczne dla zdrowia, nawet poza silnikami samochodowymi czy generatorami.

Według badań ekologów, w dużych miastach prawie 90% zanieczyszczeń powietrza to spaliny samochodowe. Najgorsze zanieczyszczenia to pojazdy z silnikami wysokoprężnymi. Ważną rolę odgrywa również rodzaj spalanej benzyny. Na przykład benzyna siarkowa uwalnia do atmosfery tlenki siarki, a chlor, brom i ołów. Ale najczęstszy skład spalin jest następujący:

Azot - 75%;
- tlen - 0,3-8,0%;
- woda - 3-5%;
- dwutlenek węgla - 0-16%;
- tlenek węgla - 0,1-5,0%;
- tlenki azotu - 0,8%;
- węglowodory - 0,1-2,5%;
- aldehydy - do 0,2%;
- sadza - do 0,04%;
- benzpiren - 0,0005%.

Tlenek węgla

Produkt niepełnego spalania benzyny lub oleju napędowego. Ten gaz nie ma koloru, dlatego człowiek nie czuje jego obecności w atmosferze. To jest jego główne niebezpieczeństwo. Tlenek węgla wiąże hemoglobinę i powoduje powstawanie tkanek i narządów w organizmie. Prowadzi to do bólów i zawrotów głowy, utraty przytomności, a nawet śmierci.

Często zdarza się, że samochód nagrzewa się w zamkniętym lub nawet otwartym garażu i prowadzi do śmierci właściciela samochodu. Bezwonny i bezbarwny tlenek węgla prowadzi do utraty przytomności i śmierci.

Dwutlenek azotu

Żółtawo-brązowy gaz o ostrym zapachu. Zmniejsza widoczność, nadaje powietrzu brązowawy odcień. Jest bardzo toksyczny, może powodować zapalenie oskrzeli, znacznie obniża odporność organizmu na przeziębienia. Dwutlenek azotu ma szczególnie negatywny wpływ na osoby cierpiące na przewlekłe choroby układu oddechowego.

Węglowodory

W obecności tlenków azotu i pod wpływem promieniowania ultrafioletowego ze słońca węglowodory ulegają utlenieniu, po czym tworzą toksyczne substancje zawierające tlen o ostrym zapachu, tzw. smog fotochemiczny. Cykliczne węglowodory aromatyczne znajdują się również w żywicach i sadzy, są najsilniejszymi czynnikami rakotwórczymi. Niektóre z nich są zdolne do wywoływania mutacji.

Formaldehyd

Bezbarwny gaz o nieprzyjemnym i ostrym zapachu. W dużych ilościach działa drażniąco na drogi oddechowe i oczy. Jest toksyczny, uszkadza układ nerwowy, działa mutagennie, alergizująco i rakotwórczo.

Kurz i sadza

Zawieszone cząstki o wielkości nie większej niż 10 mikronów. Może powodować choroby układu oddechowego i błon śluzowych. Sadza jest czynnikiem rakotwórczym i może powodować raka.

Podczas pracy silnika na ściankach układu wydechowego gromadzą się niespalone cząstki. Pod wpływem ciśnienia gazu uwalniane są do atmosfery, zanieczyszczając ją.

Benzpiren 3,4

Jedna z najniebezpieczniejszych substancji, która zawiera spaliny. Jest silnym czynnikiem rakotwórczym, zwiększa prawdopodobieństwo zachorowania na raka.