Оцінка рівня забруднення автотранспортом повітря оксидом вуглецю м. Черкаси (стр. 3 из 7)
До токсичних відносяться оксид вуглецю, оксиди азоту, вуглеводні, альдегіди, оксид сірки, сажа, бензапирен.
Оксид азоту. Токсичний вплив оксиду азоту при його викидах проявляється в двох шарах атмосфери. Каталітичне руйнування озонового шару спричинює зростання біологічно активної радіації становить загрозу існування атмосфери. Азот потрапляє в стратосферу з тропосфери. Зберігається в оточуючій його атмосфері протягом 3 - 4 днів.
Вуглеводні. У відпрацьованих містяться кілька десятків різних вуглеводнів. Джерелом вуглеводневих сполук є шари паливної суміші, прилеглі до стінок камери згорання, де відбувається гасіння полумя, нерівномірний розподіл суміші виникає нестача кисню, а також циліндри що працюють з пропусками запалювання та згорання.
Альдегіди - органічні сполуки. Найхарактернішими для відпрацьованих газів двигунів внутрішнього згорання є акромін, формальдегід та ацетальдегід. Альдегідам властива висока токсичність.
Кіптява - представляє собою безформене тіло без кристалічної решітки в дизельному двигуні кіптява складається з невизначених частин з розмірами 0,3...10. Причина утворення сажі полягає в тому, що енергетичні умови в циліндрі дизельного двигуна опиняються достатніми, щоб молекула палива руйнувалася повністю. Більш легкі атоми водню дифузують в багатий киснем шар, вступають з ним в реакцію. Утворюється при неповному згоранні палива з відпрацьованими газами викидається кіптява. Вона утворюється в камерах згорання двигунів внаслідок піролізу палива при високих температурах і тиску. Особливе багато сажі утворюється в дизелі. Вплів небезпечних речовин може викликати незворотні зміни загибель флори [1].
Вуглеводні з'єднання - етан, метан, бензол, ацетилен і інші токсичні речовини. У відпрацьованих газах містяться вуглеводні різних гомологічних рядів: парафінові алкани, нафтові циклани і ароматичні (бензолові), всього близько 160 компонентів. Вони утворюються в результаті неповного згорання палива в двигуні незгорілі вуглеводні є однією з причин появи білого або голубого диму. Це відбувається при запізнюванні запалювання робочої суміші в двигуні або при понижених температурах в камері згорання.
Сполуки свинцю. Наявність сполук свинцю у відпрацьованих газах є наслідком додавання тетераетилсвинцю в бензини для підвищення октанового числа. Свинець неповністю потрапляє в атмосферу після згорання палива від 70 - 75% загальної його кількості, що міститься у бензинах Певна кількість сполук свинцю потрапляє в повітря при безпосередньому випаровуванні бензинів з паливного баку. Сполуки можуть знаходитися протягом 1 - 4 тижнів.
Оксид вуглецю. Він утворюється переважно в бензинових двигунах при роботі багатьох паливо-повітряних сумішах. Причиною виникнення оксиду вуглецю в цьому випадку є нестача кисню для повного окислення вуглецю, який входить до складу палива. Незначна кількість оксиду вуглецю, утворюється підчас роботи на бідних сумішах на дизелях, є продуктом проміжного окислення вуглецю. Оксид вуглецю - високотоксична сполука. Оксид вуглецю інертний і зберігається в повітрі до 5 років.
Оксиди азоту NO і
NO2 - діоксид азоту. Ці гази, виникають в камері згорання двигуна при температурі 2800°С і тиску біля 1 МПа. Оксид азоту - безколірний газ, Легко окислюється киснем. При звичайних атмосферних умовах NO повністю перетворюється в NO2 - газ бурого кольору з характерним запахом. Він важче за повітря і має потенційну небезпеку.Вміст токсичних викидів у відпрацьованих газах двигунів відображені в таблиці 1.5
Таблиця 1.5 - Вміст токсичних викидів у відпрацьованих газах двигунів
| Компоненти | Доля токсичного компонента | |||
| Карбюраторні | Дизельні | |||
| % | на 1000л палива кг | % | на 1000л палива кг | |
| CO | 0,5-12,0 | до 200 | 0,01-0,5 | до 25 |
 | до 0,8 | 20 | до 0,5 | 36 |
 | 0,2 - 3,0 | 25 | 0,009-0,5 | 8 |
| Бензапирен | - | до 10 | - | - |
| Альдегіди | до 0,2 | - | 0,001-0,09 | - |
| Кіптява | до 0,04 | 1 | 0,01-1,1 | 3 |
1.4 Заходи по зниженню забруднення чадним газом
Основні заходи, щодо зниження викидів автотранспорту добре відомі: це зниження викидів від кожного автотранспортного засобу і зниженні кількості автотранспортних засобів, робота яких супроводжується шкідливими викидами. Реалізація названих заходів може здійснюватися по наступних напрямах: припинення виробництва бензину із змістом свинцю, перехід на інші види палива, принципове поліпшення екологічних характеристик двигунів за рахунок переходу на більш жорсткі стандарти або навіть на нові види двигунів. Екологічні проблеми, зв'язані з використанням традиційного моторного палива в двигунах транспортних засобів, актуальні не тільки для України, але і для всіх країн світу. В багатьох країнах світу прийняті жорсткі вимоги по екологізації автотранспорту. В результаті з 2000 року по 2007 рік кількість шкідливих речовин у відпрацьованих газах автомобілів знизилася приблизно в 2 рази, а всього за останні 40 років зміст токсичних компонентів зменшився на 70%.
В даний час багато моторобудівних фірм узяли курс на рішення задачі досягнення нульової токсичності відпрацьованих газів. Їх багаторічний досвід показує, що добитися цього можна тільки у разі використовування альтернативних видів моторного палива. Саме тому, практично всі перспективні екологічно-чисті автомобілі, проектуються під альтернативні види палива. Безумовно, значні матеріальні витрати на створення екологічно чистих машин, пов'язані не з благородністю і альтруїзмом моторобудівних компаній, а визначаються тиском державних законів. Пріоритетність природного газу, як найперспективнішого екологічно чистого моторного палива, очевидна для багатьох країн світу. Розробка альтернативних енергоджерел спалювання і очищення органічного палива, створення (модифікація) двигунів, що використовують альтернативні палива, захист від шуму. Поліпшення містобудування і оптимізацію міського руху транспорту взаємно пов'язано і націлено на краще планування доріг і вулиць, будівлю
транспортних розв'язок, поліпшення дорожнього покриття, контроль швидкісного руху.
Впровадження альтернативного транспорту - це електромобілі, застосування альтернативного палива, будування ліній для швидкого трамвая, метро.
1.5 Альтернативні види палива
Водень. Перші дослідження стосовно використання водню, як палива для двигунів були проведені в 20 - х роках. Характеристики водню як моторного палива такі: нижча теплота згорання, що перевищує згорання рідкого палива в 2,7-2,9 разів. Під час згорання водневоповітряної суміші утворюється водяна пара, виключається можливість утворення шкідливих продуктів. Таким чином, водень як паливо має низку переваг перед вуглеводним паливом. Отримують водень, в основному при переробці природного газу і нафти, отримують моторне паливо. Тому проводять інтенсивні пошуки інших ефективних методів отримання водню. Під час роботи двигуна гідрид нагрівається і водень вивільняється. Потужність такого двигуна зменшується на 20 - 30% внаслідок малої густини водню. При згоранні водневоповітряної суміші не відбувається утворення продуктів неповного згорання, хоча у незначній кількості міститься СО і СН, які утворилися в результаті згорання оливи, що потрапляє в камеру згорання.
Ацетилен. В останні роки вивчається можливість використання ацетилену, як палива. Ацетилен має високі енергетичні показники і його виробляють з нафтової сировини. Проводилися поодинокі експериментальні дослідження поршневих ДВЗ на ацетилені. Токсичність двигуна, який живиться ацетиленом, покращується завдяки переважно зниженню вмісту оксиду вуглецю. Так в режимах максимальної потужності викиди СО зменшуються в 2 - 2,5 рази, а
в 2 - 3,5 рази. Порівняно з мінімальними значеннями викидів цих компонентів у бензиновому двигуні. За однакового складу паливних сумішей перехід з бензину на ацетилен підвищує вміст NO майже в тричі. Проте з подальшим збільшенням ацетиленоповітряної суміші викиди оксидів азоту зменшилися. Основним недоліком ацетилену і ацетиленоповітряної суміші їх висока вибухонебезпечність. Це єдиний газ, що використовується у промисловості, горіння і вибух якого можливі без присутності окислювача.