Bitavtoptz.ru

Бит Авто
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Влияние состава смеси на состав выхлопных газов

Влияние состава смеси на состав выхлопных газов.

За последние десятилетия человечество окончательно убедилось, что первым виновником загрязнения атмосферного воздуха, одного из основных источников жизни на нашей Планете, является детище научно-технического прогресса — автомобиль. Автомобиль, поглощая столь необходимый для протекания жизни кислород, интенсивно загрязняет воздушную среду токсичными компонентами, наносящими ощутимый вред всему живому и не живому. Вклад в загрязнение окружающей среды, в основном атмосферы, составляет — 60 — 90%.

Основная причина загрязнения воздуха заключается в неполном и неравномерном сгорании топлива. Всего 15% его расходуется на движение автомобиля, а 85% «летит на ветер». К тому же, камеры сгорания автомобильного двигателя — это своеобразный химический реактор, синтезирующий ядовитые вещества и выбрасывающий их в атмосферу.

Двигаясь со скоростью 80-90 км/ч в среднем, автомобиль превращает в углекислоту столько же кислорода, сколько 300-350 человек. Но дело не только в углекислоте. Годовой выхлоп одного среднего автомобиля — это 800 кг окиси углерода, 40 кг окислов азота и более 200 кг различных углеводородов. В этом наборе весьма коварна окись углерода. Из-за высокой токсичности её допустимая концентрация в атмосферном воздухе не должна превышать 1 мг/м З .

На скорость распространения загрязнения и концентрацию его в отдельных зонах города значительно влияют температурные инверсии и воздушные потоки, которые, как правило, возникают при штилевой погоде (75% случаев) или при слабых ветрах (от 1 до 4 м/с). Инверсионный слой выполняет роль экрана, от которого на землю отражается факел вредных веществ, в результате чего, их приземные концентрации возрастают в несколько раз.

Оксид углерода — высокотоксичное вещество. Уже при концентрации СО в воздухе порядка 0,01 — 0,02 % при вдыхании в течение нескольких часов возможно отравление, а концентрация 2,4 мг/м З через 30 мин. приводит к обморочному состоянию. Оксид углерода вступает в реакцию с гемоглобином крови, наступает кислородное голодание, поражающее кору головного мозга и вызывающее расстройство высшей нервной деятельности.

Сажа оседая на зеленой части растений, ухудшает условия их дыхания, замедляет рост и развитие, образует на их поверхности пленку оксида азота, препятствующую воздухообмену.

Общий характер воздействия на теплокровных животных зависит от содержания в газовых смесях различных оксидов азота. При контакте с влажной поверхностью легких, образуется азотная и азотистая кислоты, поражающие альвеолярную ткань, что приводит к отеку легких и сложным рефлекторным расстройствам. Действуя на кровеносную систему, приводит к кислородной недостаточности, оказывает прямое действие на центральную нервную систему. Для поражения наиболее чувствительных растений достаточно концентрации 38 мг/м З . Даже при небольших концентрациях от 5 мг /м З до ПДК, но при постоянном воздействии, снижается иммунноустойчивость, нарушается система воспроизводства низших млекопитающих.

Сернистый ангидрид оказывает многостороннее общетоксичное действие на теплокровных, вызывает острые и хронические отравления. Вызывает расстройство сердечнососудистой системы, легочно-сердечную недостаточность, нарушает деятельность почек. Общетоксическое действие SО2 связано с нарушением иммунного статуса организма с понижением сопротивляемости инфекции. SО2 оказывает ярко выраженное токсичное действие на растения. В присутствии диоксида серы ускоряется коррозия металлов в воздухе. Сернистый газ разрушающе действует на строительные конструкции, т. к. содержащиеся в цементе карбонаты кальция, реагируя с SО2, при наличии влаги, переходят в нестойкие сульфаты, вымываемые водой. Воздействие SО2 на почву снижает ее плодородность, при этом происходит закисление почвы.

Сероводород, разрушающий и удушливый газ, вызывает поражение нервной системы, дыхательных путей и глаз. Может вызвать острое и хроническое отравление с разного рода последствиями.

Ароматические углеводороды, в условиях постоянного воздействия на теплокровных, поражают центральную нервную систему, вызывая сонливость, вялость, судороги. В условиях хронической интоксикации оказывают политропное действие, поражая ряд органов и систем.

Бенз(а)пирен оказывает сильное канцерогенное, мутационное, тератогенное действие.

Вдыхание дизельных выхлопных газов провоцирует ишемию миокарда и нарушает фибринолитическую активность крови.

Доказано: выхлопные газы отрицательно влияют на показатели внешнего дыхания, снижают интеллект и ухудшают память.

Горение — это одно из самых сложных известных человеку явлений.

С научной точки зрения, горение — это цепная реакция последовательного дробления частиц топлива на все более мелкие заряженные радикалы, это и физико-химические процессы преобразования химической энергии межмолекулярных связей, это и физические процессы преобразования энергии на молекулярном и атомном уровнях, в тепло и свет и многие другие процессы, протекающие одновременно.

Можно с уверенностью заявить, что процесс горения до конца не изучен и его не понимает никто в мире.

Поскольку углеводородные топлива являются сложными химическими веществами, а пока процессы горения несовершенны, то в процессе их горения образуется целый "букет" других попутных веществ и токсичных газов.

1.Воздух — смесь газов, состоящая примерно на 80% из азота и 20% кислорода. Смесь, называемая бензином, на 15% состоит из водорода и 85% из углерода.

2.Если бы бензин сгорал полностью, кислород (О2) соединяясь с углеродом, образовывал бы углекислый газ (СО2) и воду (Н2О).

2.Идеальный двигатель потреблял бы в необходимом соотношении воздух и топливо, отдавая природе только бы углекислый газ и воду.

4. К сожалению, идеал недостижим и, по нескольким причинам, во всех двигателях происходит неполное сгорание — в той или иной степени.

Процесс сгорания в "реальном" двигателе.

В выхлопных газах двигателя содержатся:

-несгоревшие углеводороды (СН),

-монооксид углерода («угарный газ» СО),

-диоксид углерода (углекислый газ СО2),

-оксиды азота (NОх),

Углекислый газ, вода и кислород для живых существ безвредны, чего не скажешь об остальных компонентах. Чем ниже эффективность двигателя, тем больше в составе его выхлопных газов вредных веществ.

Оптимальная (или стехиометрическая) смесь, при которой топливо сгорает наиболее эффективно, состоит приблизительно из 14.7 весовых частей воздуха и одной весовой части топлива. При этом соотношении в выхлопных газах содержание СH и СО будет наименьшим, а уровень СО2 –наибольшим.

Влияние состава смеси на состав выхлопных газов.

1.Высокое содержание СО в выхлопных газах говорит о недостатке кислорода или "богатой" смеси.

2.Заниженное содержание СО в выхлопных газах говорит о переобеднении смеси или
механической неисправности двигателя. При плохом или некачественном сгорании, а так же пропусках в работе цилиндров, уровень СО в составе выхлопных газов падает.

Нет сгорания — нет и образования СО. Уровень СО в составе выхлопных газов можно
использовать, как индикатор состава смеси, но точность будет соблюдена только при полностью механически исправном двигателе и отсутствии неисправностей в системе зажигания.

Углеводороды (СН).

Присутствие СН в выхлопных газах указывает на общее состояние двигателя и то, как
поддерживается оптимальное соотношение горючей смеси.

Бензин состоит практически из чистых углеводородов. Присутствие СН в выхлопных газах говорит о том, что сгорело не все топливо.

Читайте так же:
Как проверить масляный насос газ 53?

Высокое содержание СН обычно сопровождается высоким содержанием СО (смесь не
соответствует требуемому составу).

Обычно присутствие СН при нормальном содержании СО говорит о неверном измерении уровня СО. Однако, проблемы системы зажигания, неисправность свечей, высоковольтных проводов или неправильная установка момента зажигания вызывает появление в выхлопе несгоревших углеводородов, которые при пропусках или неполном сгорании в одном из цилиндров проходят в общую выхлопную трубу. Другой причиной может быть подсос воздуха или механическая неисправность двигателя. В любом случае, даже если двигатель полностью исправен, в выхлопных газах можно обнаружить присутствие несгоревших углеводородов.

Углекислый газ (СО2).

Это продукт эффективного сгорания топлива в двигателе, напрямую зависит от стехиометрического состава смеси и обратно пропорционален уровню содержания в выхлопе СО. При низком содержании в выхлопных газах СО и СН уровень СО2 составляет примерно 13. 15%.

Кислород (О2)

Если стехиометрическое число выдерживается, кислород должен сгорать полностью. Однако, небольшое присутствие кислорода в выхлопе (около 0.5. 2.0%) будет присутствовать даже в полностью исправном двигателе. Большее или меньшее количество кислорода в составе выхлопных газов указывает на неправильный состав смеси, проблемы зажигания или механические неисправности двигателя, утечки в выхлопной системе.

Наша разработка.

Достоинством данного изобретения является его универсальность применения для сжигания любых углеводородных топлив, благодаря расширению диапазона регулирования параметров горения, особенно в режиме их взаимосвязанного регулирования.

Сущность воздействия на процесс горения пламени состоит в эффективном окислении раздробленных частиц топлива, а также в более качественном перемешивании слоев, содержащих минимальное количество горючего вещества .

«Ферментная добавка (далее «ФД») интенсифицирует разложение стойких и длинных молекулярных цепей (парафина), находящихся в углеводородном топливе, и нефтепродуктах, значительно ослабляют межмолекулярные взаимодействия с последующим окислением.

«Ферментная добавка» обладает четырьмя различными составляющими, которые обеспечивают комплексное действие, обуславливающее его применение:

Первое свойство (подготовительный этап)- подготовка топлива и всей топливной системы к процессу сгорания. Воздействуя на тяжелые молекулы углеводорода (парафины), ферменты разрыхляют их, способствуя внедрению атома кислорода в молекулу углеводорода. Этот процесс осуществляется в очень мягких условиях, при этом происходит разложение нежелательных примесей, содержащихся в топливе, за счет этого происходит повышение качества топлива.

Эффективная дозировка ферментов крайне мала, составляет несколько тысячных долей от объема топлива. Расчетное соотношение 20 миллилитров «Ферментная добавка» на 70-90 литров любого углеводородного топлива. Особым условием является тот факт, что добавления должно происходить вечером, чтобы прошла ночь, для подготовки топлива. В дальнейшем, время на подготовку топлива требуется около 30 минут, так как ферменты постоянно находятся в топливном баке.

Второе. Благодаря воздействию ферментов, улучшаются реологические свойства топлива, а именно, повышается текучесть и уменьшается вязкость с поверхностным натяжением, ослабевают межмолекулярные взаимодействия. Происходит разрушение скопившихся смолистых отложений в топливном резервуаре (бензобаке, трубопроводе), перестают ржаветь металлические части емкостей. (Через некоторое время возможно засорение фильтрующих элементов).Введение «Ферментной добавки» в исходные топлива, позволяет получать топлива с улучшенными свойствами. Срок хранения нефтепродуктов значительно увеличивается, топливо приобретает новые качественные характеристики.

Третьим свойством является возможность состава исключать из процесса горения сераорганические соединения, препятствовать образованию различных оксидов серы, что в конечном итоге приводит к значительному снижению токсичности выхлопных газов. Благодаря всем этим механизмам, происходит более тщательная подготовка топлива к процессу сгорания.

Четвертое свойство. Горение топлива определяется коэффициентом сгорания. «Ферментная добавка» непосредственно способствует наиболее полному сгоранию топлива с выделением большего количества энергии, при котором не остается недоокисленных продуктов.

С «Ферментной добавкой», сгорает 90-95% топливной смеси, без его применения от 60 до 78% горючего в зависимости от технического состояния двигателя. При сгорании подготовленного топлива, количество отложений в топливной системе и нагара в камерах сгорания значительно уменьшается из-за элиминации и выведения неорганических и вредных примесей. Благодаря чему увеличивается срок службы двигателя и основных частей автомобиля, испытывающих наибольшую нагрузку.

КАК ЭТО ДЕЙСТВУЕТ!?

Дата добавления: 2018-11-24 ; просмотров: 439 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Примерный состав выхлопных газов автомобилей

Выбросы оксида углерода и углеводородов у карбюраторных двигателей существенно выше, чем у дизельных двигателей.

8.2. Снижение выбросов двигателей внутреннего сгорания

Повышение экологических показателей автомобиля возможно за счет проведения комплекса мероприятий по совершенствованию его конструкции и режима эксплуатации. К улучшению экологических показателей автомобиля приводят: повышение его экономичности; замена бензиновых ДВС на дизельные; перевод ДВС на использование альтернативных топлив (сжатый или сжиженный газ, этанол, метанол, водород и др.); применение нейтрализаторов отработавших газов ДВС; совершенствование режима работы ДВС и технического обслуживания автомобиля.

Известны и применяются ряд методов снижения токсичности выхлопных газов. Среди них работа автомобиля в условиях, когда двигатель выделяет наименьшее количество токсичных веществ (уменьшение торможения, равномерное движение с определенной скоростью и т. д.); применение специальных присадок к топливу, увеличивающих полноту его сгорания и уменьшающих выброс СО (спирты, другие соединения); пламенное дожигание некоторых вредных компонентов.

В карбюраторных двигателях соотношение между воздухом и топливом влияет на содержание углеводородов и оксида углерода в выхлопе. Так, например, выбросы увеличиваются при увеличении обогащения смеси. Содержание СО увеличивается из-за неполного сгорания, вызванного недостатком кислорода в смеси. Увеличение содержания углеводородов проистекает в первую очередь из-за увеличения адсорбции топлива и усиления механизма неполного сгорания топлива. Бедные смеси создают более низкие концентрации С n Н m и СО в выбросе в результате их более полного сгорания.

В дизельных двигателях мощность изменяется при изменении количества впрыскиваемого топлива. В результате изменяется распределение струи топлива, количество топлива, ударяющегося о стенку, давление в цилиндре, температура, а также продолжительность впрыскивания.

Специалисты считают, что для заметного снижения вредных выбросов необходимо сократить потребление бензина с 8 литров (на 100 км пробега – до 2…3 л. Это требует совершенствование устройства двигателя и качества топлива; перехода на неэтилизированный бензин; применения каталитического дожига для уменьшения выброса СО; внедрения электрон-

ной системы управления процессов горения топлива; и другие меры, в частности применения глушителей шума в системе выхлопа.

Повышение топливной экономичности автомобиля достигается главным образом за счет совершенствования процесса сгорания в ДВС: послойное сжигание топлива; форкамерно-факельное сжигание; применение подогрева и испарения топлива во впускном тракте; использование электронного зажигания. Дополнительными резервами повышения экономичности автомобиля являются:

— снижение массы автомобиля за счет усовершенствования его конструкции и применения неметаллических и высокопрочных материалов;

— улучшение аэродинамических показателей кузова (последние модели легковых автомобилей обладают, как правило, на 30…40 % меньшим коэффициентом лобового сопротивления);

— снижения сопротивления воздушных фильтров и глушителей, отключения вспомогательных агрегатов, например вентилятора и т. п.;

— снижения массы перевозимого топлива (неполное заполнение баков) и массы инструментов.

Современные модели легковых автомобилей существенно отличаются по топливной экономичности от предшествующих моделей.

Читайте так же:
Как прописать новорожденного в Беларуси?

Перспективные марки легковых автомобилей будут обладать расходом бензина 3,5 л/100 км и менее. Повышение экономичности автобусов и грузовых автомобилей достигается прежде всего применением дизельных ДВС. Они обладают экологическими преимуществами по сравнению с бензиновыми ДВС, поскольку имеют меньший на 25…30 % удельный расход топлива; кроме того, состав отработавших газов у дизельного ДВС менее токсичен (см. табл. 8.1).

Экологическими преимуществами по сравнению с бензиновыми ДВС обладают двигатели, работающие на альтернативных топливах. Общее представление о снижении токсичности ДВС при переходе на альтернативное топливо можно получить из данных, приведенных в табл. 8.2.

Таблица 8.2 Токсичность выбросов ДВС на различных топливах

Бензин

Многие ученые видят частичное решение экологической проблемы в переводе автомобилей на газообразное топливо. Так, содержание окиси уг-

лерода в выхлопах газомобилей меньше на 25…40 %; окиси азота на 25…30 %; сажи на 40…50 %. При использовании в автомобильных двигателях сжиженного или сжатого газа выхлопные газы почти не содержат оксида углерода. Решением проблемы явилось бы широкое применение электромобиля. Выпускаемые электромобили имеют ограниченный радиус действия из-за ограниченной емкости и большой массы батарей. Сейчас ведутся широкие исследования в этой области. Некоторые положительные результаты уже достигнуты. Снижение токсичности выбросов может быть достигнуто уменьшением содержания соединений свинца в бензине без ухудшения его энергетических качеств.

Перевод на газовое топливо не предусматривает значительных изменений в конструкции ДВС, однако сдерживается отсутствием станций заправки и необходимого количества автомобилей, переоборудованных для работы на газе. Кроме того, автомобиль, переоборудованный для работы на газовом топливе, теряет грузоподъемность из-за наличия баллонов и запас хода приблизительно в 2 раза (200 км против 400…500 км у бензинового автомобиля). Эти недостатки частично устранимы при переводе автомобиля на сжиженный природный газ.

Применение метанола и этанола требует изменений конструкции ДВС, так как спирты более химически активны к резинам, полимерам, медным сплавам. В конструкцию ДВС необходимо вводить дополнительный подогреватель для запуска двигателя в холодный период года (при 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.

Несмотря на то, что выбросы токсичных веществ (С n Н m и СО) из картера и топливной системы двигателя по крайней мере на порядок ниже выбросов выхлопных газов, в настоящее время разрабатываются методы сжигания картерных газов ДВС. Известна замкнутая схема нейтрализации картерных газов с подачей их во впускной трубопровод двигателя с последующим дожиганием. Замкнутая система вентиляции картера с возвращением картерных газов до карбюратора уменьшает выделение в атмосферу углеводородов на 10…30 %, оксидов азота на 5…25 %, но при этом увеличивается выброс оксида углерода на 10…35 %. При возвращении картерных газов после карбюратора снижается выброс C n H m на 10…40 %, СО на 10…25 %, но возрастает выброс NO x на 10…40 %.

Для предотвращения выбросов паров бензина из топливной системы, основная часть которых поступает в атмосферу, когда двигатель не работает, на автомобилях устанавливают систему обезвреживания испарений топлива из карбюратора и топливного бака, состоящую из трех основных узлов (рис. 8.1): герметичного топливного бака 1 со специальной емкостью 2 для компенсации теплового расширения топлива; крышки 3 топливно-за- правочной горловины бака с двусторонним предохранительным клапаном для предотвращения чрезмерного давления или разрежения в баке; адсорбера 4 для поглощения паров топлива при выключенном двигателе с системой возврата паров во впускной тракт двигателя во время его работы. В качестве адсорбента используют активированный уголь.

Рис. 8.1. Схема улавливания паров топлива бензинового ДВС

Соблюдение регламента технического обслуживания и контроль состава отработанных газов (ОГ) ДВС позволяет значительно сократить токсичные выбросы в атмосферу. Известно, что при 160 тыс. км пробега и при отсутствии контроля выбросы СО возрастают в 3,3 раза, а С п Н т — в 2,5 раза.

Повышение экологических показателей газотурбинной двигательной установки (ГТДУ) на самолетах достигается совершенствованием процесса сгорания топлива, применением альтернативного топлива (сжиженный газ, водород и др.), рациональной организацией движения в аэропортах.

Увеличение времени пребывания продуктов сгорания в камере сгорания ГТДУ сопровождается увеличением полноты сгорания (уменьшение содержания СО и C n H m в продуктах сгорания) и содержания в них оксидов азота. Поэтому, изменяя время пребывания газа в камере сгорания, можно достичь лишь минимальной токсичности продуктов сгорания, а не устранить ее полностью.

Более эффективным средством снижения токсичности ГТДУ является применение способов подачи топлива, обеспечивающих более равномерное смешение топлива и воздуха. К ним относятся устройства с предварительным испарением топлива, форсунки с аэрацией топлива и др. Испытания на модельных камерах свидетельствуют о том, что такими способами можно снизить содержание в продуктах сгорания С n Н m более чем на порядок, СО — в несколько раз, обеспечить бездымный выхлоп и уменьшить содержание NO x .

Существенное снижение содержания NO x в продуктах сгорания ГТДУ достигается при стадийном процессе сгорания топлива в двухзонных камерах сгорания. В таких камерах основная часть топлива на режимах большой тяги сжигается в виде предварительно подготовленной бедной смеси. Меньшая часть топлива (

25 %) сжигается в виде богатой смеси, где и образуются в основном оксиды азота. Опыты показывают, что при таком сгорании можно снизить содержание NO x в 2 раза.

Решение экологических проблем, связанных с применением ракетной техники, основано на использовании экологически безопасного топлива и прежде всего кислорода и водорода.

8.3. Нейтрализация выхлопов двигателей внутреннего сгорания

Улучшение экологических характеристик автомобилей возможно за счет комплекса мероприятий по совершенствованию их конструкций и режимов эксплуатации. К ним относятся повышение экономичности работы двигателей, замена их бензиновых версий на дизельные, использование альтернативных топлив (сжатый или сжиженный газ, этанол, метанол, водород и др.), применение нейтрализаторов отработанных газов, оптимизация режима работы двигателей и технического обслуживания автомобилей.

Значительное снижение токсичности ДВС достигается при использовании нейтрализаторов отработавших газов (ОГ). Известны жидкостные, каталитические, термические и комбинированные нейтрализаторы. Наиболее эффективными из них являются каталитические конструкции. Оснащение ими автомобилей началось в 1975 г. в США и в 1986 г. — в Европе. С тех пор загрязнение атмосферы выхлопами резко снизилось — соответственно на 98,96 и 90% по углеводородам, СО и NO х .

Нейтрализатор — это дополнительное устройство, которое вводится в выпускную систему двигателя для снижения токсичности ОГ. Известны жидкостные, каталитические, термические и комбинированные нейтрализаторы.

Читайте так же:
Как включить ком на Камазе?

Принцип действия жидкостных нейтрализаторов основан на растворении или химическом взаимодействии токсичных компонентов ОГ при пропускании их через жидкость определенного состава: вода, водный раствор сульфита натрия, водный раствор двууглекислой соды.

На рис. 8.2 представлена схема жидкостного нейтрализатора, применяемого с двухтактным дизельным двигателем. Отработавшие газы поступают в нейтрализатор по трубе 1 и через коллектор 2 попадают в бак 3, где вступают в реакцию с рабочей жидкостью. Очищенные газы проходят через фильтр 4 , сепаратор 5 и выбрасываются в атмосферу. По мере испарения жидкость доливают в рабочий бак из дополнительного бака 6.

Рис. 8.2. Схема жидкостного нейтрализатора

Пропускание отработавших газов дизелей через воду приводит к уменьшению запаха, альдегиды поглощаются с эффективностью 0,5, а эффективность очистки от сажи достигает 0,60…0,80. При этом несколько уменьшается содержание бенз(а)пирена в отработанных газах дизелей. Температура газов после жидкостной очистки составляет 40…80 °С, примерно до этой же температуры нагревается и рабочая жидкость. При снижении температуры процесс очистки идет интенсивнее.

Жидкостные нейтрализаторы не требуют времени для выхода на рабочий режим после пуска холодного двигателя. Недостатки жидкостных нейтрализаторов: большая масса и габариты; необходимость частой смены рабочего раствора; неэффективность по отношению к СО; малая эффективность (0,3) по отношению к NO x ; интенсивное испарение жидкости. Однако использование жидкостных нейтрализаторов в комбинированных системах очистки может быть рациональным, особенно для установок, отработавшие газы которых должны иметь низкую температуру при поступлении в атмосферу.

Опасность выхлопных газов автомобилей

Влияние на атмосферу выхлопных газов – актуальная экологическая проблема. Многие люди используют автомобили и даже не догадываются, как сильно отравляют воздух. Чтобы оценить ущерб, стоит изучить состав выхлопных газов и последствия их влияния на окружающую среду.

Выхлоп

Из чего состоят выхлопные газы

Выхлопные газы автомобилей образуются в процессе работы двигателя, а также при неполном или полном сгорании используемого топлива. Всего в них обнаруживается свыше двухсот различных компонентов: одни существуют всего несколько минут, другие же разлагаются годами и витают в воздухе долгое время.

Классификация

Все выхлопы по свойствам, составным компонентам и степени воздействия на экологию и человеческий организм разделятся на несколько групп:

  1. Первая группа объединяет все вещества, не обладающие токсичными свойствами. Сюда входят водяные пары, а также естественные и неотъемлемые компоненты атмосферного воздуха, неизбежно проникающие в автомобильные двигатели. К данной категории относятся и выбросы CO2 – углекислого газа, который также является нетоксичным, но снижает концентрацию кислорода в воздухе.
  2. Вторая группа составляющих автомобильных выхлопных отработавших газов включает оксид углерода, то есть угарный газ. Он является продуктом неполного сгорания топлива и обладает выраженными отравляющими и токсичными свойствами. Это вещество, попадая в человеческий организм при вдыхании, проникает в кровь и вступает в реакцию с гемоглобином. В результате сильно снижается концентрация кислорода, наступает гипоксия, а в тяжёлых случаях и летальный исход.
  3. Третья группа охватывает оксиды азота, которые имеют буроватый оттенок, неприятный едкий запах. Такие вещества опасны для человека, так как могут раздражать слизистые и поражать оболочки внутренних органов, особенно лёгких.
  4. Четвёртая группа компонентов выхлопных газов самая многочисленная и включает углеводороды, которые появляются из-за неполного сгорания используемого топлива в автомобильных двигателях. И именно такие вещества образуют голубоватый или светлый белый дым.
  5. Пятая группа компонентов выхлопов представлена альдегидами. Наивысшие концентрации данных веществ наблюдаются при минимальных нагрузках или при так называемом холостом ходе, когда температурный режим сгорания в двигателе отличается невысокими показателями.
  6. Шестая группа составляющих выхлопных автомобильных газов – это различные дисперсные частицы, включая сажу. Они считаются продуктами износа деталей двигателя, а также могут включать частички масел, аэрозоли, нагар. Сама по себе сажа не является опасной, но она может оседать в дыхательных путях и ухудшать видимость при выхлопах.
  7. Седьмая группа веществ, входящих в состав выхлопных газов – это различные сернистые соединения, образующиеся при сгорании в двигателях видов топлива, содержащих серу (к ним относится, прежде всего, дизельное). Такие компоненты имеют резкий характерный запах, и они способны оказывать раздражающее воздействие на слизистые оболочки, а также нарушать обменные процессы и окислительные реакции.
  8. Восьмая группа – это разные свинцовые соединения. Они появляются при эксплуатации карбюраторных двигателей при условии применения этилированного бензина с присадками, способствующими повышению октанового числа.

Выхлопы автомобилей

Последствия воздействия выхлопных газов

Влияние выхлопных газов на здоровье человека, экологию и атмосферу крайне губительно. Прежде всего, вредные выбросы, образующиеся при сгорании топлива в автомобильных двигателях, сильно загрязняют воздух, образуя смог. Некоторые мелкие и легкие частицы способны подниматься и достигать атмосферных слоёв, меняя их состав и уплотняя структуру.

Выхлопные газы являются одной из причин парникового эффекта, который развивается стремительными темпами и представляет реальную угрозу для экологии и всего человечества. Он обусловливает погодные аномалии, потепление, таяние ледников, повышение уровня мирового океана.

Другое направление негативного влияния выхлопных газов – это способствование формированию кислотных дождей. В последнее время они стали идти всё чаще и сильно вредить экосистеме. Выпадающие осадки, обладающие повышенной кислотностью, меняют состав почвы, что может сделать её непригодной для произрастания растений и выращивания сельскохозяйственных культур.

Сильно страдает флора: дожди буквально разъедают листву и плоды. Также кислотные осадки вредны и опасны для человека: они оказывают раздражающее и токсическое воздействия на кожные покровы, волосистую часть головы.

Крайне опасно воздействие выхлопов автомобилей и для человеческого организма. Компоненты газов практически сразу же попадают в дыхательную систему, раздражают слизистые оболочки лёгких и бронхов, нарушают и угнетают функции дыхания, а также вызывают целый ряд хронических заболеваний, включая астму и бронхит. Но вещества из дыхательных путей всасываются в кровь и меняют её состав, например, значительно снижают концентрацию кислорода. Также соединения проникают во все ткани и органы, а некоторые способны в будущем вызывать перерождение и мутацию клеток, их разрушение.

Выхлопная труба

Как избежать серьёзных последствий влияния выхлопов

Чтобы минимизировать опасные и серьёзные последствия негативного воздействия автомобильных выхлопных газов, следует принимать ряд мер:

  1. Грамотная, рациональная и умеренная эксплуатация автомобильных транспортных средств. Не допускайте длительной работы на холостом ходу, избегайте езды на больших скоростях, по возможности отказывайтесь от машины в пользу использования общественного транспорта, а именно троллейбусов и трамваев.
  2. Самый эффективный путь – это отказ от нефтесодержащих видов топлива и переход на альтернативные источники энергии. В последние несколько лет учёные начали разрабатывать автомобили, работающие на электричестве и даже солнечных батареях.
  3. Постоянно следите за исправностью автомобиля, а особенно за состоянием двигателя и всех его деталей, а также за работой выхлопной системы.
  4. Доступны современные средства, снижающие концентрацию вредных веществ в автомобильных выхлопах. К ним относятся так называемые каталитические нейтрализаторы отработавших газов. Если применять их постоянно, то выбросы будут менее опасными для атмосферы и человечества.
Читайте так же:
Как выключить Пионер 520?

Используя автомобиль, каждый владелец должен заботиться не только о его исправности, но и о влиянии транспорта и выхлопов на здоровье и окружающую среду. Только в таком случае удастся избежать печальных последствий.

Какой вред окружающей среде наносят автомобильные выхлопные газы?

Ежегодно в России от ядовитых веществ в воздухе погибает полмиллиона человек. По объемам выбросов автотранспорт уступает только нефтеперерабатывающей промышленности. В этой статье рассказывается, что такое выхлопной газ, какой вред он наносит окружающей среде и какие меры принимаются для защиты экологии.

Что такое выхлопные газы

При работе двигателя в воздух попадает выхлопной газ – продукт сгорания топлива. Выхлопные газы автомобиля составляют 80 % от всех загрязнений в атмосфере. В отработанном сырье присутствует 280 токсичных веществ. За сутки одна легковая машина добавляет 1 килограмм таких соединений.

Состав выхлопных газов

Выхлопы содержат тяжелые металлы, продукты окисления и сгорания топлива, ароматические углеводороды. К самым опасным относятся:

  • окись углерода;
  • углекислый газ;
  • озон;
  • сера;
  • оксид азота;
  • бензол.

Вступая в реакцию между собой, эти элементы образуют новые ядовитые соединения. Машины, работающие на дизельном топливе, выдают больше токсичных веществ по сравнению с бензиновыми двигателями. Но и те и другие пагубно воздействуют на экологию.

Влияние выхлопных газов на окружающую среду

Автомобильный транспорт занимает первое место как источник загрязнения атмосферы в мегаполисах.

Автотранспорт - источник загрязнения атмосферы

От общего объема вредных веществ на его долю приходится 80%.

Влияние на человека

Постоянное воздействие токсичных соединений вызывает ряд проблем со здоровьем:

  • раздражение слизистой;
  • хронические заболевания органов дыхания;
  • ослабление нервной и сердечно-сосудистой системы;
  • частые мигрени, слабость, раздражительность;
  • аллергия и астма;
  • болезнь Альцгеймера.

Свинец нарушает обменные процессы в организме, вызывает гипертонию, снижает мозговую активность. Бензапирен поражает иммунную систему и провоцирует рак.

Влияние на природу

Автомобильные выхлопы наносят вред окружающей среде. Частицы дыма, сажи образуют токсичный смог. На это остро реагируют растения вдоль проезжей части. Впитывая в себя опасные соединения, они выглядят тускло и болезненно.

Выхлопы автомобиля вредят природе

Угарный газ, попадая в атмосферу, воздействует на осадки, образует кислотные дожди. Они отравляют воду и почву, губят растительный и животный мир.

Транспортные выхлопы – одна из причин парникового эффекта. Этот процесс ускоряется и представляет реальную угрозу экологической обстановке. Таяние арктических льдов, глобальное потепление, аномалии погоды – последствия вредных выбросов. Взаимодействуя с атмосферой, меняя ее состав, частицы сажи провоцируют возникновение озоновых дыр.

Как снизить негативное воздействие выхлопных газов

Чтобы уменьшить нагрузку на природу, принимается ряд мер:

  1. Повышенное налогообложение на транспорт с большим объемом двигателя.
  2. Организация дорожного движения и увеличение пешеходных зон.
  3. Ограничение скорости в центральных районах города.
  4. Выпуск гибридных, малолитражных автомобилей.

Защита окружающей среды уже не пустой звук. Реальные действия проводятся на мировом уровне, создаются масштабные проекты, разрабатываются международные стандарты. Участие и поддержка таких акций – обязанность каждого человека.

Выхлопные газы автомобилей – так ли страшен газ, как его малюют?

Автомобильные выхлопы

Всего в выхлопных газах содержится более 200 разных химических формул. Это и безвредные для организма азот, кислород, вода и тот же углекислый газ, и токсичные канцерогены, увеличивающие риск заболевания серьезными недугами вплоть до образования злокачественных опухолей. Однако это в перспективе, самым же опасным веществом, которое способно повлиять на наше здоровье здесь и сейчас, является угарный газ CO, продукт неполного сгорания топлива. Этот газ мы не можем ощутить своими рецепторами, и он неслышно и невидимо создает нашему организму маленький Освенцим – яд ограничивает доступ кислорода к клеткам организма, что в свою очередь может вызвать как обычную головную боль, так и более серьезные симптомы отравления, вплоть до потери сознания и летального исхода.

Самое ужасное состоит в том, что наибольшему отравлению подвергаются именно дети – как раз на уровне их вдоха концентрируется наибольшее количество яда. Проводимые эксперименты, в которых учитывались всевозможные факторы, выявили закономерность – дети, регулярно подверженные воздействию угарного газа и прочих продуктов «выхлопа», попросту тупеют, не говоря уже об ослабленном иммунитете и «мелких» заболеваниях вроде частой простуды. И это только верхушка айсберга – стоит ли описывать воздействие на наш организм формальдегида, бензопирена и еще 190 различных соединений? Прагматичные британцы подсчитали, что выхлопные газы ежегодно убивают больше людей, чем гибнет в автомобильных авариях!

От общего к частному – загрязнение воздуха выхлопными газами

Периодически в крупных городах из-за нависшего смога не видно даже неба. Власти Парижа, например, в такие дни пытаются ограничить выезд автомобилей – сегодня едут владельцы машин с четными номерами, а завтра с нечетными… Но как только подует свежий ветер и разнесет скопившиеся газы, на дорогу снова выпускают всех, пока новая волна смога не накроет город так, что туристы не разглядят Эйфелеву башню. Во многих крупных городах именно автомобили являются главными загрязнителями воздуха, хотя в глобальном плане уступают лидерство промышленности. Только сфера производства энергии из нефтепродуктов и органики выбрасывает в атмосферу в два раза больше углекислого газа, чем все автомобили, вместе взятые.

Плюс ко всему, по подсчетам экологов, человечество вырубает ежегодно столько леса, сколько хватило бы на переработку всего СО2, попадающего в атмосферу из выхлопной трубы.

То есть, как ни крути, но загрязнение атмосферы выхлопными газами автомобилей – в глобальном масштабе лишь одно из звеньев губительной для нашей планеты системы потребления. Однако попробуем перейти от общего к частному – что ближе к нам, какой-то завод на краю географии, или автомобиль? «Железный конь» – по большому счету, наш персональный генератор выхлопных «прелестей», который вот здесь и сейчас продолжает это делать. Причем вредит он, прежде всего, нам самим. Многие водители жалуются на сонливость и ищут способ, как не уснуть за рулем, даже не подозревая, что нехватка сил и бодрости происходит из-за вдыхания выхлопов!

Статья в тему: Герметик для радиатора автомобиля – борьба за живучесть?

Окислы азота (NOх)

При высокой температуре сгорания (более 1100°С) содержащийся в воздухе реакционно инертный азот активируется и вступает в реакции со свободным кислородом в камере сгорания, образуя окислы. Они очень вредны для окружающей среды: становятся причинами образования смога, гибели лесов, выпадения кислотных дождей;

также окислы азота являются переходными веществами для образования озона. Они — яд для крови, вызывают рак. В процессе сгорания возникают различные окислы азота — NO, NO2, N2O, N2O5— имеющие общее обозначение NOx. При соединении их с водой возникают азотная (HNO3) и азотистая (HNO2) кислоты. Диоксид азота (NO2) — красно-коричневый ядовитый газ с едким запахом, раздражающий органы дыхания и образующий соединения с гемоглобином крови.

Это самый проблематичный из всех окислов азота и в перспективе для него будут действовать отдельные нормы по допустимой концентрации. Доля NO2 в общих выбросах оксидов азота в будущем должна будет составлять менее 20%. В директиве 1999/30/EG с 2010 года предельно допустимая концентрация N02 установлена на уровне 40 мкг/м Соблюдение этой предельной концентрации предъявляет особые требования к защите от вредных выбросов.

Самые благоприятные условия для образования окислов азота — высокая температура сгорания обедненной топливовоздушной смеси. Системы рециркуляции ОГ позволяют снизить долю окислов азота в выхлопе автомобилей.

Читайте так же:
Когда можно ездить с противотуманками?

Влияние выхлопных газов на окружающую среду

Автомобильный транспорт занимает первое место как источник загрязнения атмосферы в мегаполисах.

От общего объема вредных веществ на его долю приходится 80%.

Влияние на человека

Постоянное воздействие токсичных соединений вызывает ряд проблем со здоровьем:

  • раздражение слизистой;
  • хронические заболевания органов дыхания;
  • ослабление нервной и сердечно-сосудистой системы;
  • частые мигрени, слабость, раздражительность;
  • аллергия и астма;
  • болезнь Альцгеймера.

Свинец нарушает обменные процессы в организме, вызывает гипертонию, снижает мозговую активность. Бензапирен поражает иммунную систему и провоцирует рак.

Влияние на природу

Автомобильные выхлопы наносят вред окружающей среде. Частицы дыма, сажи образуют токсичный смог. На это остро реагируют растения вдоль проезжей части. Впитывая в себя опасные соединения, они выглядят тускло и болезненно.

Как снизить негативное воздействие выхлопных газов

Чтобы уменьшить нагрузку на природу, принимается ряд мер:

  1. Повышенное налогообложение на транспорт с большим объемом двигателя.
  2. Организация дорожного движения и увеличение пешеходных зон.
  3. Ограничение скорости в центральных районах города.
  4. Выпуск гибридных, малолитражных автомобилей.

Защита окружающей среды уже не пустой звук. Реальные действия проводятся на мировом уровне, создаются масштабные проекты, разрабатываются международные стандарты. Участие и поддержка таких акций – обязанность каждого человека.

Изучение загрязнения окружающей среды в селе Тойси выхлопными газами на трассе Яльчики – Батырево. Исследовательская работа выполнена Рубцовой А. и Руссовой В. 10 класс. 2007 г.

Без здоровой окружающей среды не может быть ни здорового общества, ни социально активных граждан. К сожалению, в настоящее время в России экологическая ситуация характеризующая прогрессирующей деградацией окружающей природной среды, и ухудшение здоровья нации свидетельствуют о том, что в стране не обеспечивается экологическая безопасность, которая составляет часть (наряду с государственной, военной, личной) национальной безопасностью.

Экологическая обстановка в России, как и во всём мире, превращается из неблагоприятной в кризисную. Кризисная экологическая ситуация обостряется ещё и тем, что страна переживает смену общественно – экономических отношений. России досталось тяжёлое наследие: до 1990х гг. антропогенное воздействие на окружающую среду в СССР непрерывно возрастало за счёт освоения всё более обширных новых территорий, роста затрат природных ресурсов на промышленное и сельскохозяйственное производство и увеличения потока загрязняющих веществ.

Актуальность выбранной темы.

Наша территория села Тойси подвергается загрязнению продуктами сгорания от выхлопных газов, а так же резиновой и асбестовой пылью. Загрязнение воздуха влияет на здоровье взрослых и детей. В нашей школе с каждым годом растёт количество детей с хроническими заболеваниями дыхательных путей, снижается иммунитет.

В запыленности воздуха главная роль принадлежит автотранспорту. Резиновая и асбестовая пыль представляет большую опасность для здоровья человека. Резиновая пыль является продуктом износа автомобильных шин. Асбестовая пыль является следствием износа фрикционных накладок, дисков, сцепления тормозных колодок. Асбест плохо выводится из организма, поэтому процесс его воздействия на внутренние органы, лёгкие, слизистую оболочку очень длителен, может достигать 10-15 лет, и до конца ещё не изучен.

В содержании работы рассматриваются следующие вопросы:

1. Актуальность рассматриваемой проблемы.

2. Влияние выхлопных газов на здоровье человека.

3. Влияние роста автомобильной промышленности на состав воздуха.

4. Выхлопные газы — причина появления канцерогенных веществ в воздухе.

5. Химический состав автомобильных выхлопных газов.

6. Пути снижения выбросов и токсичности выхлопных газов.

Цель: исследование проблемы загрязнения воздуха выхлопными газами

Объект исследования : процесс загрязнения воздуха выхлопными газами в селе Тойси за сутки

Что такое выхлопные газы?

Зачастую выхлопными газами называют все выбросы в городскую атмосферу, в том числе котельных, заводов и других промышленных предприятий. На самом деле этим термином правильно называть только транспортные выбросы, которые появляются в результате переработки топлива. Также их называют отходящими газами. Выхлопные газы – продукт работы двигателей внутреннего сгорания, и, учитывая стремительный рост количества транспорта за последние 50 лет и, в частности, прирост личного автотранспорта в городах, выхлопные газы в воздухе городов обосновались всерьез и надолго, а количество их только растет.

Сейчас именно отходящие газы являются основной причиной загрязнения воздуха в городе и постоянно оказывают влияние на здоровье человека. Итак, с терминологией разобрались, давайте узнаем, что именно регулярно поставляют автомобили в нашу атмосферу, чем это опасно и как защититься, если Вы чувствуете запах выхлопных газов в квартире.

Химический состав выхлопных газов

Все автомобили выбрасывают в воздух канцерогены и токсичные вещества. Состав выхлопных газов автомобиля меняется в зависимости от типа двигателя, бензиновый или дизельный, однако основной набор остается прежним. Итак, в состав автомобильных выхлопных газов входят:

КомпонентОбъемная доля в бензиновом двигателе, %Объемная доля в дизельном двигателе, %Токсичность
Азот74–7776–78нетоксичен
Кислород0,3–82–18нетоксичен
Водяной пар3–5,50,5–4нетоксичен
Диоксид углерода5–121–10нетоксичен
Оксид углерода0,1–100,01–5токсичен
Углеводороды0,2–30,009–0,5токсичны
Альдегиды0–20,001–0,009токсичны
Диоксид серы0–0,0020–0,03токсичен
Сажа, г/м30–0,040,1–1,1токсична
Бензапирен, г/м30,01–0,020–0,01токсичен

Как видно, состав выхлопных газов достаточно разнообразен, и большая часть компонентов токсична. Теперь давайте разберемся, какое влияние оказывают выхлопные газы на человека.

Воздействие на человеческий организм

В своем составе выхлопные газы автомобилей имеют ядовитые и вредные химические соединения, могут служить причиной развития хронических и острых заболеваний. В органах дыхания при этом могут возникать следующие патологии:

  • астма,
  • аллергия,
  • бронхит,
  • злокачественные новообразования,
  • гайморит,
  • эмфизема,
  • воспаления дыхательных путей.

Кроме того, из-за содержания вредных веществ в выбросах может страдать и сердечно-сосудистая система. Для нее характерны следующие явления:

  • головокружения,
  • отдышка и затруднение дыхания,
  • признаки стенокардии,
  • формирование тромбозов,
  • инфаркт миокарда.

Вещества, присутствующие в составе выхлопов автомобилей, могут скапливаться внутри организма. Из-за этого происходит его зашлаковывание, приводящее к развитию серьезных болезней. О влиянии выхлопных газов на здоровье человека ведется очень много споров, но все они сводятся к тому, что вред неминуем.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector