Автомобилни отработени газове: състав, екологични щети и опасност за човешкото здраве

В резултат на работата на двигателя с вътрешно горене, с който се оборудва всеки съвременен автомобил, горивото на въглеводородните горива и огромно количество различни химически съединения се изпускат в атмосферата. От средата на 60-те години на миналия век, емисиите на отработени газове започнаха да възбуждат много хора. От този момент нататък борбата на човечеството започва за максимално възможно намаляване на тези емисии.

Парниковият проблем

Изменението на климата на световно равнище е една от важните характеристики на 21-ви век. В много отношения тези промени се дължат на дейностите на човечеството, по-специално през последните десетилетия емисиите на парникови газове в атмосферата са се увеличили значително. Основните източници на емисии са автомобилните изпускателни тръби, от които 30% са парникови.

Парниковите газове съществуват в естествени условия и са предназначени да регулират температурата на нашата синя планета, но дори и леко увеличение на техния брой в атмосферата може да доведе до сериозни глобални последици.

Най-опасно парникови газове е въглероден диоксид. Той представлява около 80% от всички емисии, повечето от които са свързани с изгарянето на гориво в автомобилните двигатели. Въглероден диоксид остава дълго време в атмосферата в активното състояние, което увеличава опасността му.

Кола - основният замърсител на въздуха

Един от основните източници на въглероден диоксид са изгорелите газове. В допълнение към CO ₂ те отделят въглероден оксид CO, въглеводородни остатъци, азотни оксиди, серни и оловни съединения, както и прахови частици. Всички тези съединения в големи количества във въздуха водят до глобално повишаване на температурата и появата на сериозни заболявания при хората, живеещи в големите градове.

В допълнение, различните автомобили отделят отработени газове с различен състав, всичко зависи от вида на използваното гориво, като например бензин или дизелово гориво. По този начин изгарянето на бензин произвежда цял куп химически съединения, които се състоят главно от въглероден оксид, азотни оксиди, въглеводороди и оловни съединения. Изгорелите газове на дизеловия двигател съдържат сажди, което води до образуването на смог, неизгорели въглеводороди, азотни оксиди и сярен анхидрид.

По този начин вредата от изгорелите газове за околната среда е неоспорима. В момента се работи за намаляване на емисиите на всеки автомобил, както и за замяна на използването на бензин с алтернативни и по-екологични източници на енергия, като слънчева или вятърна енергия. Много внимание се отделя на водородното гориво, в резултат на което изгарянето е обичайната водна пара.

Въздействие на емисиите върху човешкото здраве

Щетите, които изгорелите газове причиняват на човешкото здраве, могат да бъдат много сериозни.

Първият опасен газ от въглероден оксид, който причинява загуба на съзнание и дори смърт, ако концентрацията му в атмосферата се увеличи. В допълнение към него, серни оксиди и оловни съединения, които летят в големи количества от изпускателна тръба коли. Сярата и оловото са известни със силните си токсични ефекти и могат да останат в тялото за дълго време.

Въглеводороди и частици от сажди, които също влизат в атмосферата в резултат на частично изгаряне на горивото в двигателя, могат да причинят сериозни заболявания на дихателната система, включително развитието на злокачествени тумори.

Постоянният и продължителен ефект на отработените газове по тялото води до отслабване на човешкия имунитет, бронхит. Нанесени щети на кръвоносните съдове и нервната система.

Изпускателната система на автомобила

Понастоящем във всички страни по света автомобилите подлежат на задължително изпитване за съответствие с установените екологични стандарти. В повечето случаи се наричат ​​следните отработени газове, чиято екологична вреда е максимална:

• въглероден оксид и въглероден диоксид;
• различни въглеводородни остатъци.

Въпреки това, съвременните стандарти на развитите страни по света също налагат изисквания за нивото на емисиите на азотни оксиди в атмосферата и на системата, контролираща процеса на изпаряване на горивото от горивния резервоар.

Въглероден диоксид (CO)

От всички замърсители на околната среда въглеродният диоксид е най-опасен, тъй като няма нито цвят, нито миризма. Щетите за здравето на отработените газове на автомобилите са значителни, така че концентрацията му във въздуха от само 0,5% може да доведе до загуба на съзнание и последваща смърт в рамките на 10-15 минути, а такава концентрация от 0,04% води до главоболие. ,

Този продукт на двигателя с вътрешно горене се образува в големи количества, когато бензиновата смес е богата на въглеводороди и е бедна на кислород. В този случай се получава непълно изгаряне и се образува СО. Проблемът може да бъде решен чрез правилно поставяне на карбуратора, подмяна или почистване на замърсен въздушен филтър, регулиране на запалителните инжекционни клапани и някои други мерки.

В изгорелите газове в процеса на затопляне на автомобила има голямо количество СО, тъй като двигателят му е студен и частично изгаря бензиновата смес. Затова колата трябва да се нагрява в добре проветриво помещение или на открито.

Въглеводороди и органични масла

Въглеводородите, които не изгарят в двигателя, както и изпарените органични масла са вещества, които определят основната вреда на отработените газове на автомобилите върху околната среда. Сами по себе си тези химични съединения не са опасни, въпреки че влизат в атмосферата, те реагират с други вещества под действието на слънчева светлина, а получените съединения причиняват болка в очите и правят дишането трудно. В допълнение, въглеводородите са основната причина за смог в големите градове.

Намаляването на количеството въглеводороди в отработените газове се постига чрез регулиране на карбуратора, така че да се подготви както суха, така и не богата смес, както и постоянно наблюдение на надеждността на компресионните пръстени в цилиндрите на двигателя и регулиране на свещите. Пълното изгаряне на въглеводороди води до образуването на въглероден диоксид и водни пари, които са безвредни вещества както за околната среда, така и за хората.

Азотни оксиди

Около 78% от атмосферния въздух се състои от азот. Това е по-скоро инертен газ, но при температури на изгаряне на горивото над 1300 ° С азотът се разделя на отделни атоми и реагира с кислород, образувайки различни видове оксиди.

Вредното въздействие върху изгорелите газове за човешкото здраве също е свързано с тези оксиди. В частност, дихателната система страда най-много. С високи концентрации и продължително действие азотни оксиди може да причини главоболие и остър бронхит. Вредни оксиди и околната среда. Веднъж попаднали в атмосферата, те образуват смог и разрушават озоновия слой.

За да се намалят емисиите на азотни оксиди, използвани в автомобилите, съществува специална система за рециклиране на газовите емисии, чийто принцип е да се поддържа температурата на двигателя под прага за образуване на тези оксиди.

Изпаряване на гориво

Лесното изпаряване на гориво от резервоара може да бъде един от най-сериозните източници на замърсяване на околната среда. В тази връзка, през последните няколко десетилетия се правят специални резервоари, чийто дизайн е предназначен за решаване на този проблем.

Резервоарът за гориво трябва също да "диша". За тази цел е създадена специална система, която се състои в това, че кухината на самия резервоар е свързана посредством маркучи към резервоар, който е пълен с активен въглен. Тези въглища могат да абсорбират получените горивни пари, когато двигателят на автомобила не работи. Веднага щом двигателят започне, съответният отвор се отваря и парите, погълнати от въглищата, влизат в двигателя за изгаряне.

Работата на цялата система от резервоара и маркучите трябва да се следи непрекъснато, тъй като те могат да причинят изтичане на горивни пари, които ще замърсят околната среда.

Решаване на проблема с емисиите в големите градове

Десетки хиляди фабрики са съсредоточени в големи модерни градове, милиони хора живеят и стотици хиляди автомобили се движат по улиците. Всичко това силно замърсява атмосферата, която се превърна в основния проблем на 21-ви век. За да го решат, градските власти въведоха редица административни мерки.

Така през 2003 г. в Лондон бе приет протокол срещу замърсяването на околната среда с моторни превозни средства. Според този протокол шофьорите, които се движат през централните части на града, ще бъдат таксувани с допълнителни £ 10. През 2008 г. лондонските власти одобриха нов закон, който започна по-ефективно да регулира движението на камиони, автобуси и частни автомобили в централната част на града, определяйки за тях горна граница на скоростта. Тези мерки доведоха до намаляване на съдържанието на вредни газове в атмосферата над Лондон с 12%.

От 2000 г. насам подобни мерки бяха предприети в много милиони градове. Сред тях са следните:

• Токио;
• Берлин;
• Атина;
• Мадрид;
• Париж;
• Стокхолм;
• Брюксел и др.

Противоположно действие на закона за борба със замърсяването

Борбата с автомобилните изпускания не е лесна задача, която ярко демонстрира примерът с двата най-мръсни града на планетата: Мексико Сити и Пекин.

От 1989 г. в столицата на Мексико има закон, според който е забранено да се използва частна кола в определени дни от седмицата. Първоначално този закон започна да дава положителни резултати и газовите емисии намаляха, но след известно време жителите започнаха да купуват автомобили втора употреба, така че те започнали да пътуват всеки ден на лични автомобили, като замениха една кола с друга през седмицата. Тази ситуация влоши състоянието на градската атмосфера.

Подобна ситуация се наблюдава и в столицата на Китай. Според данни от 2015 г. около 80% от жителите на Пекин имат няколко коли, които им позволяват да се движат всеки ден с тях. Освен това в този метрополис са отбелязани голям брой нарушения на закона срещу замърсяването.