Вихлопні гази автомобілів: склад, шкода довкіллю та небезпека для здоров 'я людини

В результаті роботи двигуна внутрішнього згоряння, яким оснащений кожен сучасний автомобіль, відбувається згоряння гідрокарбонатного палива, і в атмосферу викидається величезна кількість різноманітних хімічних сполук. Починаючи з середини 60-х років минулого століття викид вихлопних газів став хвилювати багатьох людей. З цього моменту починається боротьба людства за максимально можливе скорочення цих викидів.

Проблема, пов 'язана з парниковим ефектом

Кліматичні зміни на глобальному рівні є однією з важливих особливостей XXI століття. Багато в чому ці зміни обумовлені діяльністю людства, зокрема, в останні десятиліття значно збільшилися викиди парникових газів в атмосферу. Основним джерелом викидів є вихлопні гази автомобілів, 30% яких є парниковими.

Парникові гази існують в природних умовах і покликані регулювати температуру нашої блакитної планети, проте навіть незначне збільшення їх кількості в атмосфері може призвести до серйозних глобальних наслідків.

Найнебезпечнішим парниковим газом є CO2, або вуглекислий газ. На його частку припадають близько 80% всіх викидів, велика частина яких пов 'язана зі спалюванням палива в двигунах автомобілів. Вуглекислий газ залишається тривалий час в атмосфері в активному стані, що збільшує його небезпеку.

Автомобіль - головний забруднювач атмосфери

Одним з основних джерел вуглекислого газу є вихлопи автомобілів. Крім CO2 вони викидають в атмосферу чадний газ CO, залишки вуглеводнів, окиси азоту, сполуки сірки і свинцю, а також тверді частинки. Всі ці сполуки у величезних кількостях потрапляють у повітря, призводять до глобального збільшення температури і появи серйозних хвороб у людей, що живуть у великих містах.

Крім того, різні автомобілі викидають вихлопні гази різного складу, все залежить від типу використовуваного пального, наприклад бензин або дизельне паливо. Так, при згорянні бензину виникає цілий букет хімічних сполук, які складаються в основному з чадного газу, оксидів азоту, вуглеводнів і сполук свинцю. Вихлопи дизельних двигунів містять сажу, яка призводить до утворення смогу, незгорілі вуглеводні, окиси азоту і сірчаний ангідрид.

Таким чином, шкода вихлопних газів для навколишнього середовища безсумнівна. В даний час ведеться робота щодо зменшення кількості викидів кожним авто, а також заміна використання бензину альтернативними і більш екологічними джерелами енергії, наприклад сонячною або вітровою енергією. Велика увага приділяється водневому паливу, результатом згоряння якого є звичайний водяний пар.

Вплив викидів на здоров 'я людини

Шкода, яку завдають вихлопні гази здоров 'ю людини, може бути дуже серйозною.

В першу чергу небезпечний чадний газ, який викликає втрату свідомості і навіть смерть, якщо його концентрація в атмосфері підвищена. Крім нього шкідливі окиси сірки і сполуки свинцю, які вилітають у великій кількості з вихлопної труби авто. Сера і свинець відомі своєю сильною отруйною дією і можуть залишатися в організмі тривалий час.

Вуглеводні та частинки сажі, які також потрапляють в атмосферу в результаті часткового згоряння палива в двигуні, здатні викликати важкі захворювання дихальної системи, включаючи розвиток злоякісних пухлин.

Постійна і тривала дія вихлопних газів на організм призводить до ослаблення імунітету людини, бронхіту. Шкода завдається кровоносним судинам і нервовій системі.

Вихлопні гази автомобілів

В даний час у всіх країнах світу автомобілі проходять обов 'язкову перевірку на відповідність встановленим екологічним стандартам. У більшості випадків називають такі вихлопні гази, шкода екології від яких є максимальною:

• монооксид вуглецю та вуглекислий газ;
• різні залишки вуглеводнів.

Однак сучасні стандарти розвинених країн світу також пред 'являють вимоги щодо рівня викидаються в атмосферу окислів азоту і до системи контролю процесу випаровування пального з паливного бака.

Вуглекислий газ (CO)

З усіх забруднювачів навколишнього середовища найнебезпечнішим є вуглекислий газ, оскільки він не володіє ні кольором, ні запахом. Шкода для здоров 'я вихлопного газу автомобілів значний, так, його концентрація в повітрі всього 0,5% здатна викликати у людини втрату свідомості і подальшу смерть протягом 10-15 хвилин, а така концентрація, як 0,04%, призводить до виникнення головного болю.

Цей продукт роботи двигуна внутрішнього згоряння утворюється у великій кількості, коли бензинова суміш є багатою вуглеводнями і бідною киснем. У цьому випадку відбувається неповне згоряння палива і утворюється CO. Проблема може бути вирішена шляхом правильного налаштування карбюратора, заміною або очищенням брудного повітряного фільтру, регулюванням клапанів, що впорскують горючу суміш, і деякими іншими мірами.

Виділяється велика кількість CO у вихлопних газах у процесі прогріву автомобіля, оскільки його двигун є холодним і спалює частково бензинову суміш. Тому прогрів автомобіля слід здійснювати в добре провітрюваному приміщенні або на відкритому повітрі.

Вуглеводні та органічні масла

Вуглеводні, які не догорають у двигуні, а також органічні олії, що випарувалися, є речовинами, які визначають основну шкоду вихлопних газів автомобілів для навколишнього середовища. Самі по собі ці хімічні сполуки не становлять небезпеки, однак, потрапляючи в атмосферу, вони вступають у реакцію з іншими речовинами під дією сонячних променів, і отримані сполуки викликають різь в очах, ускладнюють дихання. Крім того, вуглеводні є основною причиною смогу у великих містах.

Зниження кількості вуглеводнів у вихлопних газах досягається шляхом налаштування карбюратора так, щоб він готував і не бідну, і не багату суміш, а також постійним контролем надійності компресійних кілець в циліндрах двигуна і регулюванням свічок запалювання. Повне спалювання вуглеводнів призводить до утворення вуглекислого газу і парів води, які є нешкідливими речовинами як для екології, так і для людини.

Оксиди азоту

Близько 78% атмосферного повітря складається з азоту. Він є досить інертним газом, але при температурах спалювання палива вище 1300 ° C азот розщеплюється на окремі атоми і вступає в реакцію з киснем, утворюючи різного типу оксиди.

Шкода вихлопних газів для здоров 'я людини також пов' язана з цими оксидами. Зокрема, найсильніше страждає дихальна система. При великих концентраціях і тривалій дії оксиди азоту можуть викликати головний біль і гострий бронхіт. Шкідливі оксиди і для навколишнього середовища. Потрапивши в атмосферу, вони утворюють смог і руйнують озоновий шар.

Для зниження викидів оксидів азоту застосовують в автомобілях спеціальну систему рециркуляції викидів газів, принцип роботи якої полягає в підтримці температури двигуна нижче порогу утворення цих оксидів.

Випаровування палива

Просте випаровування палива з бака може стати одним із серйозних джерел забруднення навколишнього середовища. У зв 'язку з цим останні кілька десятиліть виготовляють спеціальні баки, конструкція яких покликана вирішувати цю проблему.

Бак з паливом повинен також "" дихати "". Для цього придумана спеціальна система, яка полягає в тому, що сама порожнина бака з 'єднана за допомогою шлангів з резервуаром, який заповнений активованим вугіллям. Це вугілля здатне поглинати виникаючі пари палива, коли двигун автомобіля не працює. Як тільки двигун заводиться, відкривається відповідний отвір і в двигун надходять поглинені вугіллям пари для їх спалювання.

За працездатністю всієї цієї системи з бака і шлангів потрібно постійно стежити, оскільки в них може виникати витік парів пального, які будуть забруднювати навколишнє середовище.

Вирішення проблеми викидів у великих містах

У великих сучасних містах зосереджені десятки тисяч заводів, проживають мільйони людей і вулицями їздять сотні тисяч автомобілів. Все це сильно забруднює атмосферу, що стало основною проблемою XXI століття. Для її вирішення міська влада вводить низку адміністративних і заходів.

Так, у 2003 році в Лондоні був прийнятий протокол проти забруднення автомобільним транспортом навколишнього середовища. Згідно з цим протоколом з водіїв, які їздять через центральні райони міста, стягується додаткова плата в розмірі 10 фунтів стерлінгів. У 2008 році лондонська влада затвердила новий закон, який став більш ефективно регулювати переміщення вантажного транспорту, автобусів і особистих авто центральною частиною міста, встановивши для них верхній швидкісний поріг. Ці заходи призвели до скорочення вмісту шкідливих газів в атмосфері над Лондоном на 12%.

Починаючи з 2000-х років подібні заходи були прийняті в багатьох містах-мільйонниках. Серед них наступні:

• Токіо;
• Берлін;
• Афіни;
• Мадрид;
• Париж;
• Стокгольм;
• Брюссель та інші.

Протилежний ефект закону проти забруднення

Боротьба з вихлопними газами автомобілів не є простим завданням, що яскраво демонструє приклад двох найбрудніших міст на планеті: Мехіко і Пекіна.

З 1989 року в столиці Мексики діє закон, згідно з яким забороняється використовувати особистий автомобіль за певними днями тижня. У перший час цей закон став приносити позитивні результати і викиди газів скоротилися, проте через деякий час жителі почали купувати другі вживані автомобілі, завдяки чому вони стали їздити кожен день на особистому транспорті, замінюючи одне авто іншим протягом тижня. Така ситуація погіршила ще сильніший стан міської атмосфери.

Подібна ситуація спостерігається і в столиці Китаю. За даними 2015 року, близько 80% жителів Пекіна мають кілька автомобілів, що дозволяють їм переміщатися щодня на них. Крім того, в цьому мегаполісі фіксується величезна кількість порушень закону проти забруднення.