5.1 ШКІДЛИВІ ВИКИДИ ДВИГУНІВ

 

Автомобільний транспорт відноситься до основних джерел забруднення довкілля. У великих містах на нього припадає більше половини обсягу шкідливих викидів. Рівень забруднень повітря шкідливими речовинами на автомагістралях перевищує в 5 – 10 разів гранично допустимі концентрації.

Шкідливий вплив автомобільного транспорту на навколишнє середовише проявляється під час виконання автомобілями транспортної роботи (шкідливі викиди двигунів, шум, вібрація) та їх технічного обслуговування і ремонту. Найбільш небезпечними є фактори першої групи, а з поміж них - викиди шкідливих речовин двигунами. Джерелами шкідливих викидів двигунів внутрішнього згоряння є відпрацьовані гази, картерні гази та випари з системи живлення. Серед цих джерел забруднення основним є відпрацьовані гази. Визначено, що один автомобіль щорічно поглинає з атмосфери понад 4 т кисню, викидаючи з відпрацьованими газами приблизно 800 кг оксиду вуглецю, близько 40 кг оксидів азоту та майже 200 кг різних вуглеводнів. Ці речовини є найбільш небезпечними для навколишнього середовища, вони осідають на поверхні Землі, і навіть сильні дощі не можуть їх змити. Крім того, деякі шкідливі речовини (свинець та марганець, сірка) містяться в паливі, і їх сполуки викидаються в оточуюче середовище при роботі двигуна. Виділяється також сажа, яка сама по собі не токсична, але вбирає в себе токсичні речовини, тобто є їх абсорбентом, сполуки свинцю і марганцю, канцерогенні речовини, зокрема, бенз/а/пірен.

Дані про приблизний вміст основних шкідливих компонентів відпрацьованих газів наведені в таблиці 5.1. З цієї таблиці видно, що спосіб сумішоутворення суттєво впливає на склад і кількість шкідливих викидів. Найбільш небезпечним із наведених шкідливих речовин є оксид вуглецю СО. Це газ без кольору і запаху. Молекулярна маса його рівна 28, тобто дешо менша від маси повітря. Тому він легко поширюється в атмосфері, проникає у житлові приміщення. Внаслідок попаданні в органи дихання проникає в кров і там накопичується. Гемоглобін крові у 240 разів швидше сполучається з оксидом вуглецю, ніж з киснем, утворюючи карбоксигемоглобін, і втрачає здатність переносити кисень від легенів до окремих органів. В людини виникає спочатку головний біль, а потім втрата свідомості та смерть. Тому недопустимо, щоб автомобіль з працюючим двигуном знаходився тривалий час в закритому приміщенні.

 

Таблиця 5.1. Вміст основних шкідливих речовин у відпрацьованих газах

 

 

Вуглеводні , які є газоподібними частинками палива, що не згоріло, також мають токсичні властивості, вони шкідливо діють на центральну нервову  і м`язову системи людини. Оксиди азоту , вступаючи в реакцію з компонентами повітря, утворюють азотну кислоту, яка спричиняє сильну подразнюючу дію на слизові оболонки, а також на легені. Вважається, що оксиди азоту токсичніші в десять разів за оксид вуглецю. Частинки сажі затримуються в легенях, викликаючи алергію.        Сажа абсорбує велику кількість вуглеводневих сполук, і серед них найбільш небезпечний - бенз/а/пірен, який спричиняє онкологічні захворювання.

Оксид вуглецю і вуглеводні є продуктами неповного згоряння пального, вони інтенсивно утворюються при недостачі кисню, тобто коли  < 1, оксиди азоту – навпаки, при  високій температурі та наявності вільного кисню, який вступає в реакцію з азотом, що входить до складу повітря.

В бензинових двигунах вміст шкідливих речовин у відпрацьованих газах  значною мірою залежить від складу суміші, який характеризується коефіцієнтом надлишку повітря  (рис.5.1).

З графіка видно, що найменші викиди  і  притаманні  = 1,05...1,1. Із збільшенням  утворення вуглеводнів зростає через погіршення процесу згоряння. Максимум вмісту  - при  = 1,05. Максимальна температура наприкінці згоряння в бензинових двигунах досягається при  = 0,85...0,95, але при цьому не вистачає кисню для утворення великої кількості .

Одним з  проявів негативного впливу транспорту на навколишнє середовище є смог (в перекладі - туман, викликаний димом). Смог лондонського типу виникає зимою  у великих промислових містах за відсутності вітру і являє собою сполучення газоподібних забруднювачів і краплинок туману. Від смогу  в Лондоні в 1952 р. з 3 по 9 грудня загинуло більше 4 тис. людей.

З відпрацьованими газами викидаються також речовини, які порушують фізичні властивості атмосфери, тобто сприяють появі так званого „парникового” ефекту. Сюди належить двооксид вуглецю , який не пропускає в простір, що оточує планету, теплове випромінювання. Збагачення ним атмосфери призводить до того, що планета гірше остигає, внаслідок цього може настати глобальне потепління. За останні 100 років середня температура на Землі підвищилась всього на 0,5С, але наслідки вже проявляються, наприклад, у зростання кількості повеней.

шнього середовища, не допускаючи погіршення екологічної ситуаціїОскільки неможливо припинити випуск і експлуатацію транспорту, як неможливо загальмувати процес, то потрібно розробляти заходи зі зменшення забруднення навколишнього середовища, не допускаючи погіршення екологічної ситуації.

 

Рис. 5.1. Залежність вмісту основних шкідливих речовин у відпрацьованих газах бензинового двигуна від коефіцієнта надлишку повітря