Загрязнение атмосферы выхлопными газами: влияние на человека и окружающую среду

Содержание

Загрязнение атмосферы выхлопными газами: влияние на человека и окружающую среду

Во второй половине 20 века во многих странах мира произошел резкий скачок развития автомобилестроения. Увеличение количества машин привело к усилению беспокойства как ученых, так и простых обывателей по поводу влияния продуктов сгорания топлива на здоровье человека и на экологию в целом.

Данная проблема загрязнения атмосферы выхлопными газами не потеряла своей актуальности. В их составе присутствует множество токсичных компонентов, поэтому выхлопные газы – одна из главных экологических проблем современности.

Какие тяжелые металлы содержатся в выхлопных газах

Влияние выхлопных газов на организм людейВыхлоп

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.



Выхлопные газы автомобилей

выхлопные газы автомобилей

Выхлопные газы (или отработавшие газы) – основной источник токсичных веществ двигателя внутреннего сгорания – это неоднородная смесь различных газообразных веществ с разнообразными химическими и физическими свойствами, состоящая из продуктов полного и неполного сгорания топлива, избыточного воздуха, аэрозолей и различных микропримесей (как газообразных, так и в виде жидких и твердых частиц), поступающих из цилиндров двигателей в его выпускную систему. В своем составе они содержат около 300 веществ, большинство из которых токсичны. Основными нормируемыми токсичными компонентами выхлопных газов двигателей являются оксиды углерода, азота и углеводороды. Кроме того, с выхлопными газами в атмосферу поступают предельные и непредельные углеводороды, альдегиды, канцерогенные вещества, сажа и другие компоненты. Примерный состав выхлопных газов представлен в таблице 1.

При работе двигателя на этилированном бензине в составе выхлопных газов присутствует свинец, а у двигателей, работающих на дизельном топливе – сажа.

Состав выхлопных газов
Компоненты выхлопного газа Содержание по объему, % Примечание
Двигатели
бензиновые дизели
Азот 74,0 – 77,0 76,0 – 78,0 нетоксичен
Кислород 0,3 – 8,0 2,0 – 18,0 нетоксичен
Пары воды 3,0 – 5,5 0,5 – 4,0 нетоксичны
Диоксид углерода 5,0 – 12,0 1,0 – 10,0 нетоксичен
Оксид углерода 0,1 – 10,0 0,01 – 5,0 токсичен
Углеводороды неканцерогенные 0,2 – 3,0 0,009 – 0,5 токсичны
Альдегиды 0 – 0,2 0,001 – 0,009 токсичны
Оксид серы 0 – 0,002 0 – 0,03 токсичен
Сажа, г/м 3 0 – 0,04 0,01 – 1,1 токсична
Бензопирен, мг/м 3 0,01 – 0,02 до 0,01 канцероген

Выхлопные газы автомобиля: такли опасны?

Выхлопные газы являются основным источником токсичных веществ. Эта неоднородная смесь, состоящая из всевозможных газообразных веществ, продуктов полного и неполного сгорания топлива наносит непоправимый вред здоровью человека. Зачастую к таким выбросам относят и газы, исходящие от котельных, заводов и промышленных предприятий. Однако это в корне неверно. На самом деле под понятием выхлопные газы подразумевается только лишь транспортные выбросы, которые являются неотъемлемым этапом переработки топлива в двигателе внутреннего сгорания. В данном материале попытаемся выяснить, действительно ли выхлопные газы так опасны для человеческого организма или эта проблема больше надумана?

Выхлопные газы автомобиля: так ли опасны?

Из чего «состоят» выхлопные газы автомобиля?

Сейчас, благодаря СМИ, под пристальным вниманием общественности находится тема экологии Планеты, а именно ее насыщение и загрязнение выхлопными газами автомобилей. Особенно внимательно люди отслеживают и обсуждают такой растиражированный в прессе побочный результат повсеместной автомобилизации как «парниковый эффект» и вред выхлопных газов дизельных автомобилей.

Однако, как известно выхлопные газы, выхлопным газам – рознь, несмотря на то, что все они опасны для организма человека и других форм жизни на Земле. Так что делает их опасными? И что отличает их друг от друга? Посмотрим под микроскопом из чего состоит сизый смог вылетающий из выхлопной трубы. Углекислый газ, копоть, оксид азота и некоторые другие не менее опасные элементы.

Ученные отмечают, что экологическая обстановка во многих промышленно развитых и развивающихся странах значительной улучшилась за последние 25 лет. В основном это связано с постепенным, но неминуемым ужесточением экологических норм, а также переносом производств на другие континенты и в другие страны, в том числе в Восточную Азию. В России, Украине, и других странах СНГ, большое количество предприятий было закрыто из-за политических и экономических потрясений, что с одной стороны создало чрезвычайно сложную социально-экономическую обстановку, но в значительной мере улучшило экологические показатели этих стран.

Тем не менее, по данным ученных-исследователей, наибольшую опасность для нашей зеленой планеты представляют именно автомобили. Даже при поэтапном ужесточении норм выбросов вредных веществ в атмосферу, в связи с ростом количества автомобилей, результаты этой работы, увы, нивелируются.

Если сегментировать общую массу разнообразных транспортных средств присутствующих сейчас на планете, наиболее грязными остаются дизельные моторы, особенно опасны автомобили с данным типом топлива превышением по оксиду азота. Несмотря на десятилетия разработок и заверения автопроизводителей о том, что они смогут сделать дизели чище, оксид азота и мелкие частицы сажи по-прежнему остаются главными врагами дизеля.

Именно в связи с данными проблемами, связанными с использованием дизельных двигателей, такие крупные немецкие города, как Штутгарт и Мюнхен в настоящее время обсуждают запрет на использование автомобилей, работающих на тяжелом топливе.

Вот исчерпывающий список вредных веществ, входящих в выхлопные газы и вред, наносимый здоровью человека при их вдыхании

Загрязнение воздуха автомобилями

Ежегодно на дорогах увеличивается число автомобилей. В потоке движутся новые и старые машины, оставляющие черный дым. Загрязнению окружающей среды автомобильными выхлопными газами отводится первое место. Опасный побочный продукт работы двигателя наносит вред экологической системе и человеку.


Факт.
Городом “черного неба” называют российский Красноярск. Это дни, когда стоит безветренная погода и автомобильные выбросы висят над городом. С 2014 года количество таких дней резко увеличилось.

Исследовательская работа по экологии на тему: «Влияние выхлопных газов на окружающую среду и организм человека»

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.

Выхлопная трубаВыхлопы автомобилейЗадымленность городов

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:

Компонент Объемная доля в бензиновом двигателе, % Объемная доля в дизельном двигателе, % Токсичность
Азот 74–77 76–78 нетоксичен
Кислород 0,3–8 2–18 нетоксичен
Водяной пар 3–5,5 0,5–4 нетоксичен
Диоксид углерода 5–12 1–10 нетоксичен
Оксид углерода 0,1–10 0,01–5 токсичен
Углеводороды 0,2–3 0,009–0,5 токсичны
Альдегиды 0–2 0,001–0,009 токсичны
Диоксид серы 0–0,002 0–0,03 токсичен
Сажа, г/м3 0–0,04 0,1–1,1 токсична
Бензапирен, г/м3 0,01–0,02 0–0,01 токсичен

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



Утечка из выхлопной системы автмобиля

запах в салоне

Наиболее частой причиной попадания выхлопных газов в салон является утечка в выхлопной системе рядом с моторным отсеком. Воздух, попадающий внутрь, всасывается вокруг ямы, поэтому в некоторых ситуациях он может смешиваться с воздухом моторного отсека. Это особенно заметно, когда автомобиль выключен, когда импульс воздуха не дует вокруг автомобиля и не выпускает выхлопные газы из моторного отсека.

Но как выхлопные газы попадают в область двигателя?

выхлопные газы в салоне автомобиля

Источников утечек может быть много. Бывает, что запах бензина в салоне, а не отработанных выхлопных газов. Они могут вытекать уже через прокладку выпускного коллектора или другие соединения (например, катализатор или центральный глушитель). Также стоит обратить внимание на сварные трещины и отверстия в выхлопной системе. Однако распространенным виновником является гибкий выпускной патрубок сразу за катализатором. Он изогнут, и его конструкция предназначена для нейтрализации напряжений выхлопной системы. К сожалению, он часто ржавеет и, как следствие, ломается. Все виды утечек выхлопных газов обычно сопровождаются громким металлическим гулом, поэтому выявить неисправность довольно просто. Если вы заметили тревожные шумы в передней части выхлопной трубы, не игнорируйте их. Необходимо закрыть элемент или заменить его на новый, прежде чем отработавшие газы попадут в салон.

Загрязнение воздуха – проблема масштабного характера

С ростом технического прогресса за последние годы сильно возросло содержание вредных выбросов в воздухе. Тем более, если дело касается крупных мегаполисов. Наверное, каждый из нас замечал, что в час пик из-за нависшего смога попросту может быть не видно дорожного полотна. В настоящее время именно отходящие автомобильные газы являются причиной загрязненности атмосферы и увеличения количества болезней у людей. Конечно, по своим объемам, автомобильные выбросы уступают промышленности, но разница, согласно подсчетам экспертов не такая уж большая. Только нефтеперерабатывающие и органические предприятия выделяют в атмосферу в два раза больше выбросов. Все остальные выбросы, к огромному сожалению, приходятся именно на автомобили.

Снижение токсичности методом дозирования топлива

Рабочая смесь, качество которой определяется коэффициентом избытка воздуха λ, оказывает решающее влияние на состав отработавших газов.

Двигатель обеспечивает получение максимального крутящего момента при λ = 0,9 – эта величина обычно программируется для режима полной нагрузки двигателя. Оптимальная топливная экономичность достигается при смесях, характеризующихся λ = 1,1. Это совпадает с возможностью получения низких выбросов CO и CH. Однако выбросы оксидов азота (NOx) при этом оказываются максимальными. Коэффициент избытка воздуха λ = 0,9 … 1,05 выбирается для режима холостого хода двигателя.

Слишком обедненная смесь приводит к появлению пропусков воспламенения, а так как смесь постепенно обедняется и далее, это влечет за собой быстрое увеличение выбросов СН.

Для предотвращения работы двигателя на сверхвысоких оборотах, когда требуется постоянное использование богатой смеси, осуществляется полное прекращение подачи топлива к двигателю.

Системы впрыска топлива позволяют добиться более точного контроля за составом смеси и значительно снизить количество выбросов отработавших газов.

LiveInternetLiveInternet

Жители городов и мегаполисов хорошо знакомы с такой автомобильной проблемой, как выхлопные газы. К часу пик, возможность выйти на балкон, или открыть окно, что бы глотнуть свежего воздуха, сводится к нулю. Помимо неприятного запаха, данный продукт переработки, так же занимается нанесением вреда нашему здоровью и окружающей среде.

Выхлопные газы — продукт окисления и неполного сгорания топлива из углевода. Это обработанное тело является главным движущим элементом двигателя внутреннего сгорания.

Влияние выхлопных газов на наше здоровье

Многие заблуждаются, считая, что максимальный вред здоровью несёт угарный газ. На самом же деле, опаснейшим веществом, является оксид азота, который, обычно, не превышает 5%, однако, его негативное влияние на организм во много раз сильнее, чем влияние остальных веществ.

Длительное пребывание в отравленной выхлопными газами среде, может привести к иммунодефициту, а точнее, к таким его проявлениям, как: бронхиту, бронхопневмонии, ларингиту, атеросклерозу сосудов в головном мозге, дыхательной недостаточности, гаймориту, ослаблению организма в целом, а так же раку лёгких и других органов. Возможны нарушения, связанные с сердечно-сосудистой системой.

Влияние выхлопных газов на окружающую среду

В течении последних 30 лет, одной из лидирующих проблем, является вопрос о снижении выхлопа отравляющих газов. Не смотря на то, что в связи с этим принимаются активные действия, проблема не иссякает, из-за явного прироста населения по всей Земле. В данном случае правильно сказать: «Сколько людей — столько машин», то-есть с приростом населения, мы имеем прирост количества автомобилей на дорогах.

Явной проблемой выброса выхлопных газов, является повышение температуры на планете, что ведёт к изменению климата. Жертвами таких изменений, становятся как животные, которые не способны адаптироваться в новой, или изменённой среде, так и люди, которые не могут выдержать резкие скачки климата.

Решение проблемы

Решение проблемы, кроется озабоченности владельцев автомобилей данной проблемой и готовностью делать хоть какие-то шаги в сторону её устранения. Очень важным решением, является оптимизация. Использование машин с менее мощными двигателями, потребляющими меньшее количество бензина, на малых и средних дистанциях, где попросту не требуются сильные параметры. Ну и конечно, использование «безопасного» то полива.

Берегите Землю, ведь она — ваш дом!

Что содержат автомобильные выхлопные газы?

Отработанные газы, выходящие из выхлопной трубы автомобиля, содержат в себе более двухсот наименований химических веществ. В этом составе содержаться как безвредные, так и очень вредные концирогенные и токсические вещества. Примерный состав газов переработанных двигателем внутреннего сгорания имеет следующий вид:

  • Азот;
  • Кислород;
  • Углекислый газ;
  • Альдегиды;
  • Оксид серы;
  • Сажа;
  • Диоксид углерода;
  • Бензопирен;
  • Углеводороды.

Одним из наиболее опасных в этом списке выступает именно угарный газ, который является продуктом неполного сгорания топлива. Именно это химическое соединение постепенно убивает наш организм изнутри. Вызывая изначально обычные головные боли, в последующем он провоцирует серьезные отравления и даже может обернуться летальным исходом. И самое печальное в этом, что большинство случаев отравления приходится именно на подрастающее поколение. Дети, регулярно вдыхающие такие газы, слабеют и довольно часто болеют простудами и аллергиями.

Что содержат автомобильные выхлопные газы?

Как противостоять проблеме чрезмерного накопления вредных выбросов?

Действенным способом противостоять негативному влиянию выхлопных газов станет переход на газобаллонные двигатели. Но если таковой возможности нет, можно ограничится проведением ремонтных работ выхлопной системы. Кроме того, существенно снизить вредные выбросы поможет и рациональная работа двигателя, а также использование нейтрализаторов отработанных газов. Таким образом вы сможете внести свой весомый вклад в общее дело. Благодаря вашим усилиям загрязнение воздуха хоть не намного, но уменьшится.

О влиянии автомобильных выбросов будет рассказано в этом видеоролике:

Атмосфера шахт и карьеров

Состав рудничного воздуха

Кислород О2. Газ без цвета, вкуса и запаха, объемная масса по отношению к воздуху — 1,11. Вес 1 м3 равен 1,43 кг. Весьма активен.

Помимо окисления уменьшение О2 в рудничном воздухе происходит в результате поступления в а, дополнительных количеств СН4, СО и других газов, пожаров, взрывов газов, работы двигателей и дыхания людей.

Дыхание и обогащение крови О2 происходит, главным образом, через легкие человека. Из всего кислорода только 1/5 попадает в кровь. На четыре объема СО2 расходуется пять объемов поглощенного кровью кислорода. Респираторный коэффициент человека равен:

При содержании кислорода в воздухе менее 15% значительно ухудшается поглощение его кровью. В шахтах одышка, и сердцебиение наступают уже при 17%. Смерть от кислородного голодания (аноксемия) может произойти при содержании О2 9 — 12%.

В СССР установлена норма содержания О2 в рудничном воздухе не менее 20%. Норма достаточно высока и превышает на 1 % большинство норм, установленных на О2 в зарубежных странах. Это сделано с учетом отсутствия в шахтах полезных для человека солнечных лучей.

Азот N2. Газ без цвета, запаха и вкуса. Объемная масса — 0,97. Безвреден. Источники образования азота: гниение, взрывные работы (1л нитроглицерина при взрыве выделяет 640 л газа, из них 135 л — N2), выделение в чистом виде, «мертвый воздух» и др.

Углекислый газ СО2. Газ без цвета, со слабым кислым вкусом и запахом. Источники образования: разложение органических соединений (лес), горных пород, окисление угля, выделение в готовом виде, внезапные выбросы, дыхание (50 л/ч), взрывные работы (250 л на 1 кг ВВ), двигатели (60 л/ч на 1 л. с.) и др.

При небольшом содержании в воздухе углекислый газ улучшает дыхание (увеличение СО2 в альвеолах на 0,2% улучшает дыхание вдвое). При содержании СО2 от 3% и более он действует отравляюще. Учащается дыхание даже в состоянии покоя, появляется сильная одышка и слабость (6%), наступает обморочное состояние (10%) и смерть (21—25%).

Норма содержания СО2 в воздухе установлена для поверхностных помещений не более 0,1%. В горных выработках норма выше — 0,5%, так как в рудничном воздухе преобладает углекислый газ органического происхождения, не содержащий ядовитых примесей, характерных для СО2 физиологического происхождения. На исходящих струях шахт, т. е. в местах, свободных от людей, а также в исключительных случаях при прохождении и восстановлении выработок по завалу допускается большее содержание СО2 — 0,75 и 1% соответственно.

Количество выделяющегося СО2 в шахте в единицу времени называется абсолютной углекислотообильностью шахты (QСО2), это же количество, отнесенное на 1 т добытого полезного ископаемого, относительной углекислотообильностью. По относительной углекислотообилыюсти угольные шахты делятся на четыре группы: 1 — с СО2 на 1 т добычи до 5 м3, II – 5-10 м3/т, III – 10-15 м3/т и IV — более 15 м3/т.

Оксиды азота (NO, NO2, N2O, N2O3, N2O5, в дальнейшем – NOx)

Оксиды азота являются одними из наиболее токсичных компонентов отработавших газов. При нормальных атмосферных условиях азот представляет собой весьма инертный газ. При высоких давлениях и особенно температурах азот активно вступает в реакцию с кислородом. В выхлопных газах двигателей более 90% всего количества NOx составляет оксид азота NO, который еще в системы выпуска, а затем и в атмосфере легко окисляется в диоксид (NO2).

Оксиды азота раздражающе воздействуют на слизистые оболочки глаз, носа, разрушают легкие человека, так как при движении по дыхательному тракту они взаимодействуют с влагой верхних дыхательных путей, образуя азотную и азотистую кислоты. Как правило, отравление организма человека NOx проявляется не сразу, а постепенно, причем каких либо нейтрализующих средств нет.

Закись азота (N2O – гемиоксид, веселящий газ) – газ с приятным запахом, хорошо растворим в воде. Обладает наркотическим действием.

NO2 (диоксид) – бледно-желтая жидкость, участвующая в образовании смога. Диоксид азота используется в качестве окислителя в ракетном топливе.

Считается, что для организма человека оксиды азота примерно в 10 раз опаснее CO, а при учете вторичных превращений – в 40 раз.

Оксиды азота представляют опасность для листьев растений. Установлено, что их непосредственное токсичное влияние на растения проявляется при концентрации NOx в воздухе в пределах 0,5 – 6,0 мг/м 3 . Азотная кислота вызывает сильную коррозию углеродистых сталей.

На величину выброса оксидов азота оказывает значительное влияние температура в камере сгорания. Так, при повышении температуры от 2500 до 2700 К скорость реакции увеличивается в 2,6 раза, а при уменьшении от 2500 до 2300 К – уменьшается в 8 раз, т.е. чем выше температура, тем выше концентрация NOx. Ранний впрыск топлива или высокие давления сжатия в камере сгорания также способствуют образованию NOx. Чем выше концентрация кислорода, тем выше концентрация оксидов азота.

Бензол

Бензол содержится в небольших количествах в бензине. Бесцветная, прозрачная, легко подвижная жидкость.

Как только вы заполняете бак своего автомобиля бензином, первое с первым опасным для здоровья веществом, с которым вы будете контактировать, – это именно бензол, испаряющийся из бака. Но наиболее опасен бензол при сгорании топлива.

Бензол является одним из тех веществ, которые могут вызывать рак у человека. Тем не менее, решающее сокращение в воздухе опасного бензола было достигнуто много лет назад с помощью трехходового катализатора.

Снижение токсичности отработавших газов точным смесеобразованием

Однородность смеси, ее послойное распределение и температура в зоне свечи являются основными факторами при определении способности смеси к воспламенению и последующему сгоранию с соответствующим влиянием на состав отработавших газов.

Однородные смеси и регулируемое послойное смесеобразование (богатая смесь у свечи зажигания и бедная смесь вблизи стенок камеры сгорания) представляют два пути совершенствования процесса смесеобразования.

На двигателях с одноточечным впрыском топлива для предотвращения отложения пленки топлива на стенках впускного трубопровода используется предварительный нагрев воздуха и впускного трубопровода.

Монооксид углерода и углекислый газ

Эти вещества считаются опасными и наносящими серьезный ущерб экологии. В большинстве стран мира автомобили проходят проверку и сертификацию на соответствие международным нормам по их содержанию в составе выхлопных газов автомобилей.

Вред, наносимый этими примесями, зависит от их концентрации в воздухе. Так малое содержание (до 0,05%) углекислого газа может привести к возникновению головной боли и тошноты, а более высокое (0,5%) – вызывает удушье и смерть в течение 15 минут.

Причиной высокого содержания углекислого газа в воздухе является неполное сгорание топлива. Это чаще всего происходит при прогреве двигателя. Поэтому прогревать автомобиль рекомендуется в хорошо проветриваемом помещении или на свежем воздухе.

Также уменьшить количество указанных веществ в составе автомобильных выхлопов можно при помощи правильной настройки карбюратора, заменой старого воздушного фильтра или регулировкой впрыскивающих клапанов.

Углеводороды и органические масла

Остатки не прогоревших углеводородов и пары органических масел не представляют опасности для здоровья людей. Но под действием солнечных лучей они вступают в реакцию с другими компонентами воздуха и образуют токсичные соединения. Полученные вещества могут вызвать раздражение слизистых оболочек и дыхательных путей. Кроме того, одним из основных элементов смога являются углеводороды и их соединения.

Если следить за состоянием уплотнительных колец, а также настроить карбюратор и свечи зажигания таким образом, чтобы углеводороды в процессе работы двигателя прогорали полностью, то в результате будут выделятся безвредные вещества: углекислый газ и пары воды.

Формальдегид

В результате взаимодействия формальдегида, выделяемого автомобилями, с атмосферным азотом и рядом других компонентов воздуха образуются токсичные соединения. При их достаточной концентрации образуется туман, который может представлять опасность для человека.

Пыль и сажа

Мельчайшие твердые частицы, содержащиеся в выхлопных газах автомобилей, оседают на обочинах и различных объектах вдоль автомобильных трасс. При постоянном вдыхании подобной пыли и сажи возникает риск развития заболеваний дыхательной и сердечно-сосудистой системы. Из-за малых размеров частиц сажи, они легко попадают непосредственно в кровеносные сосуды и оказывают пагубное влияние на них изнутри.

Возможности полностью исключить данные вещества из состава выхлопных газов пока не существует. Единственной возможностью уменьшить их количество – это применение качественного топлива.

Бензпирен

Бензпирен (Бензапирен) относится к группе полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). Данные мутагенные и канцерогенные вещества способны накапливаться в природных объектах, воде и почве. Бензипрен самый распространенный из ряда опасных веществ этой группы. Со временем он накапливается в организме человека и, при достижении определенной критической концентрации, оказывает необратимые воздействия на его здоровье.

Запах выхлопных газов и прокладки под головкой

В то время как предыдущие отказы, вызывающие зловоние выхлопных газов, довольно легко и дешево ремонтировать, другой виновник может предвещать серьезные проблемы. Если запах выхлопных газов появляется внутри при включении обогрева, существует высокая вероятность того, что его источником является обогреватель. Это в свою очередь указывает на наличие выхлопных газов в системе охлаждения автомобиля. Откуда они пришли?

Наиболее очевидный вариант — продуть прокладку под головку. Затем дымовые газы из камеры сгорания попадают в водяные каналы, а сам теплоноситель — в камеры сгорания. В результате происходит потеря жидкости из расширительного бака и обильный белый дым из выхлопных газов. Подобные результаты могут дать трещину в головке.

Как проверить, на самом ли деле прокладка головки блока является проблемой? Прежде чем снять головку и заменить ее, стоит воспользоваться специальным тестером. Тестер прокладки головки блока точно диагностирует неисправность. Он состоит из шланга, вставленного вместо крышки радиатора, и реакционной жидкости. Если в системе охлаждения есть выхлопные газы, содержащие углекислый газ, жидкость изменит цвет.

Заключение

Ядовитые выхлопные газы вредны для окружающей среды и человека. Они содержат большое число отравляющих веществ. Их объем ежегодно увеличивается, усугубляя проблему загрязненности. Для сохранения здоровья нужно принимать меры предосторожности и знать, как защититься от вредных веществ.

Равномерное распределение

Максимальный коэффициент полезного действия (к.п.д.) двигателя может быть достигнут только при одинаковом коэффициенте избытка воздуха в каждом цилиндре.

Общие сведения о вредных веществах

Автомобильные выхлопные газы — это своеобразный коктейль из нескольких сотен химикатов, которые могут причинить вред и человеческому здоровью, и экологии. Они выделяются в процессе сгорания топлива.

Статистика гласит, что одна «легковушка» выделяет за сутки в окружающую среду в среднем до одного килограмма канцерогенов, токсинов и технических компонентов. При этом вредные вещества аккумулируются и могут содержаться в атмосфере до пяти-шести лет. Они могут навредить и окружающей среде, и человеку, и растениям, и животным.

Когда концентрация выхлопных газов в воздухе превышает норму, то они негативно сказываются и на человеческом самочувствии. Больше всего от их воздействия страдают водители такси и маршруток, а также люди, которые проводят много времени в автопробках. При этом самыми вредными считаются дизельные двигатели, которые могут отработать много сажи.

Выбросы из выхлопной трубы автомобилей моментально воздействуют на органы дыхания, причем у взрослых гораздо меньше, нежели у детей. Обусловлено это тем, что максимальная концентрация газов сосредоточена примерно на уровне детского лица.

Мелкая пыль (твердые частицы)

Этот загрязнитель воздуха является неопределенным веществом. Лучше сказать, что это комплексная смесь веществ, которая может отличаться по происхождению, форме и своему химическому составу.

В автомобилях сверхмелкий абразив присутствует в любых формах эксплуатации, скажем, при износе шин и тормозных дисков. Но наибольшую опасность представляет сажа от выхлопных газов. Ранее этим неприятным моментом в эксплуатации страдали исключительно дизельные двигатели. Благодаря установке фильтров твердых частиц ситуация значительно улучшилась.

Теперь схожая проблема появилась и бензиновых моделей, поскольку они все чаще используют системы прямого впрыска топлива, что приводит к побочному производству еще более мелких твердых частиц, чем у дизельных двигателей.

Однако, по данным ученных исследующих природу проблемы, всего 15% мелкой пыли, осаждающейся в легких, производят автомобили, источником опасного явления может быть любая деятельность человека, от сельского хозяйства, до лазерных принтеров, каминов и конечно же сигарет.

Здоровье жителей мегаполисов

Фактическая нагрузка на организм человека от выхлопных газов зависит от объема трафика и погодных условий. Тот, кто живет на оживленной улице, подвергается воздействию оксидов азота или мелкой пыли значительно сильнее.

Выхлопные газы не одинаково опасны для всех жителей. Здоровые люди практически никак не почувствуют «газовую атаку», хотя интенсивность нагрузки от этого не снизиться, а вот состояние здоровья астматика или человека с сердечно-сосудистыми заболеваниями может значительно ухудшиться ввиду наличия выхлопных газов.

Рециркуляция отработавших газов как способ снижения токсичности отработавших газов

Отработавшие газы направляются обратно в камеру сгорания для снижения максимальной температуры сгорания с целью снижения образования NOx. Оптимизация системы EGR может также приводить к снижению расхода топлива. Система EGR используется любым из двух способов:

— внутренней рециркуляцией отработавших газов, обеспечиваемой соответствующей установкой фаз газораспределения (перекрытия клапанов);

— внешней рециркуляцией отработавших газов с применением управляемых клапанов.

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.

Что делать, когда мы чувствуем выхлопные газы?

Проблему неприятного запаха, выходящего из вентиляционных отверстий, можно увидеть сразу после запуска двигателя. В этом случае немедленно обратитесь к автомеханику или проверьте состояние гибкого разъема. Вождение с такой НЕПОЛАДКОЙ опасно, поэтому на данный момент лучше выбрать общественный транспорт или такси.

Однако, если вы заметили подозрительный запах выхлопных газов во время движения, например, на светофоре, убедитесь, что кабина проветривается. Включение вентиляции не поможет, поэтому вам следует открыть задние окна или люк на крыше. Не стесняйтесь посетить механика и немедленно отправляйтесь в мастерскую. Возможно, неисправность не будет устранена на месте, но лучше оставить машину в ремонте на несколько дней, чем рисковать собственным здоровьем.

Углекислый газ (CO2)

Вредный для всего климата планеты газ неизбежно возникает при сжигании ископаемых видов топлива, таких как дизельное топливо или бензин. С точки зрения CO2 дизельные двигатели немного “чище”, чем бензиновые, потому что они в основном потребляют меньше топлива.

Для человека CO2 безвреден, но не является таковым для природы. Парниковый газ CO2 отвечает за большую часть глобального потепления. По данным Федерального Министерства окружающей среды Германии, в 2015 году доля углекислого газа в общем объеме выбросов парниковых газов составила 87,8 процента.

С 1990 года выбросы углекислого газа почти непрерывно сокращаются, в общей сложности уменьшившись на 24,3 процента. Однако, несмотря на производство все более экономичных двигателей, рост автомобилизации и увеличение грузового движения нивелирует попытки ученных и инженеров уменьшить вред. Ввиду чего выбросы углекислого газа остаются на высоком уровне.

Кстати: весь автотранспорт, скажем, Германии несет ответственность “только” за 18 процентов выбросов CO2. Более чем в два раза больше, 37 процентов, уходит на выбросы энергетики. В США картина противоположенная, там наиболее серьезный урон природе наносят именно автомобили.

Видео

Решение. Как сделать, чтобы выхлопные газы не попадали в салон машины. На примере ВАЗ.

Как сделать диагностику двигателя без компьютера за 5 минут. Дельные советы.

Изменение фаз газораспределения

Большой угол перекрытия клапанов (при раннем открытии впускного клапана) позволяет увеличить внутреннюю рециркуляцию отработавших газов и поэтому может помочь в снижении выбросов NOx. Однако, так как рециркулирующие отработавшие газы вытесняют свежую топливовоздушную смесь, то раннее открытие впускного клапана также ведет к уменьшению максимального крутящего момента. Кроме того, чрезмерная рециркуляция отработавших газов, особенно при работе двигателя на холостом ходу, может стать причиной перебоев в зажигании, что, в свою очередь, приводит к увеличению выбросов углеводородов (НС). Оптимальным решением является применение изменяемых фаз газораспределения, когда фазы газораспределения варьируются для оптимального приспосабливания процесса сгорания к условиям работы двигателя.

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.

Лечение при отравлении

В случае отравления продуктами сгорания топлива следует срочно обратиться в больницу. Для снижения вреда выхлопных газов автомобилей для сердечно-сосудистой системы производят инъекции препаратов для нормализации ее работы.

При отравлении угарным газом проводят искусственную вентиляцию легких, детоксикацию.

Первая помощь при отравлении

При подобных отравлениях необходимо вывести пострадавшего на свежий воздух, расположить его в сидячем или полусидячем положении и срочно вызвать скорую помощь. До приезда медицинской бригады можно укрыть пострадавшего теплым одеялом и дать теплое питье.

Двуокись серы (SO2)

Это загрязняющее вещество возникает при сжигании в топливе серы. Она относится к классическим атмосферным загрязнителям, возникающим при процессе горения, на электростанциях и в промышленности. SO2 является одним из самых главных «ингредиентов» загрязняющих веществ образующих смог, также называемый “Лондон смог”.

В атмосфере диоксид серы подвергается ряду процессов преобразования, в результате чего могут возникнуть серная кислота, сульфиты и сульфаты. SO2 действует в первую очередь на слизистые оболочки глаза и верхних дыхательных путей. Что касается окружающей среды, диоксид серы может повреждать растения и вызывать окисление почвы.

Влияние степени сжатия на количество токсичных компонентов отработавших газов

Ранее считалось, что повышение термического коэффициента полезного действия (к.п.д.) путем роста степени сжатия представляется эффективным мероприятием для улучшения топливной экономичности. Однако при этом одновременно увеличивается и максимальная температура сгорания, которая вызывает более высокую концентрацию выбросов NOx.

Последствия автотранспортного загрязнения для окружающей среды

Негативное воздействие на окружающую среду от использования автомобилей обусловлено сразу несколькими факторами:

  • сточные воды. Сточные воды от автотранспорта образуются в процессе мойки машин на станциях обслуживания и в тёплое время года на территориях автозаправочных станциях при заправке жидкими моторными топливами. После использования сточные воды необходимо направить на очистные сооружения для дальнейшей очистки. В составе сточных вод могут быть тяжёлые металлы, кислоты и щёлочи. В них также можно обнаружить частицы краски и растворителей от моющих растворов. После процессов водоподготовки очищенная вода сбрасывается на рельеф местности или водоём. Объём сточных вод приблизительно составляет от 80 до 85% от объёма производственных стоков автотранспортных организаций. Количество их содержания меняется в зависимости от типа автомобиля, качества дорожного полотна, климатических условий, характера перевозимого груза и др. Приоритетным направлением по уменьшению негативного воздействия сточными водами является запрет на мойку и ремонтные работы автомобилей в необорудованных местах рядом с водоёмами открытого типа. Также необходимо внедрение в работу систем оборотного водоснабжения в производстве;
  • пыль. Автомобильный транспорт также является одной из причин загрязнения воздуха пылью. Она оседает на растениях и деревьях вдоль проезжей части, отчего вид у них становится тусклый и безжизненный;
  • угарный газ. Растворенные в атмосферных осадках оксиды азота и серы приводят к выпадению кислотных дождей, которые отравляют растительный покров и среду обитания живых существ;
  • повышенный уровень шума. Единицей измерения шума в экологии является дБА — акустический децибел, единица измерения уровня шума с учетом восприятия звука человеком. В густонаселённых районах уровень шума достигает 70-75 дБА, что превышает допустимую норму в 35-40 дБА почти в два раза. Особенно чувствительны к акустическому загрязнению птицы: у них при постоянном пребывании в шумной среде развивается хроническое стрессовое состояние. Оно проявляется в изменении гормонального обмена веществ у взрослых особей, а у птенцов — к сокращению выживаемости. Таким образом, численность птиц уменьшается;
  • инфразвук. Инфразвуковым шумом являются колебания в частотном диапазоне до 20 Гц. Инфразвук в автомобилях обусловлен срывом встречного потока воздуха позади автомобиля, причём интенсивность инфразвука возрастает с уменьшением частоты. Такой вид шума распространяется на значительные расстояния, нарушая у животных ориентацию в пространстве, что может даже повлечь за собой их гибель.

В глобальном смысле использование огромного числа автомобилей является одной из причин глобального потепления и возникновения озоновых дыр.

Экологические проблемы современной России

Парниковый эффект, его участие в будущем Земли

Влияние вырубки лесов на мировую экологию

Оксиды Азота (NOx)

Оксиды азота образуются, главным образом, в процессе сгорания в двигателях внутреннего сгорания. Дизельные автомобили считаются основным источником. Введение катализаторов и сажевых фильтров продолжает увеличиваться, так что выбросы будут заметно снижаться, но произойдет это только в будущем.

NO2 является раздражающим газом. Это приводит к раздражению глаз и повреждению слизистой оболочки дыхательного тракта. Благодаря своей бронхо-сужающей характеристике, это особенно проблематично для астматиков и людей с хроническим обструктивным заболеванием легких.

Данные замеров показывают, что в среднем в годовом отношении количество NOx было превышено на 57% от нормы. Главными виновниками остается разнообразный транспорт. С 2010 года наблюдается лишь незначительное снижение тренда загрязнения. С 1990 по 2015 год выбросы снизились на 59%.

Конструкция камеры сгорания

Снижение выбросов CH обеспечивается компактной камерой сгорания, имеющей минимальную площадь поверхности с отсутствием выемок. Центральное расположение свечи зажигания обеспечивает короткий путь распространения пламени, позволяя получить быстрое и относительно полное сгорание рабочей смеси, что приводит, кроме низких выбросов CH, к пониженному расходу топлива. Турбулизация рабочей смеси в камере сгорания обеспечивает более быстрое сгорание. Кроме создания двигателей, способных работать на обедненных смесях, оптимизация формы камеры сгорания дает возможность снизить концентрацию CH при λ = 1.

Создания вихревого движения смеси во впускном канале и оптимизация формы камеры сгорания позволяют использовать переобедненные рабочие смеси (λ = 1,4…1,6). Такие двигатели характеризуются низкой токсичностью и очень хорошей экономичностью, они не нуждаются в каталитической очистке отработавших газов. Разработки в области снижения выбросов NOx у двигателей, работающих на переобедненных смесях, еще находятся в начальной стадии. Такие двигатели вплоть до настоящего времени с успехом применялись в Европе и Японии. Имелось только несколько моделей, использующих концепцию обедненных смесей, когда достигался компромисс между токсичностью отработавших газов и расходом топлива.

Как защититься от выхлопных газов?

Для защиты от вредного воздействия газов в местах большого скопления техники или в автомобильных пробках можно применить противогаз или респиратор. Но они редко имеются под рукой. Уменьшить воздействие автомобильных выхлопов можно при помощи самодельной повязки из шарфа или платка.

Для защиты квартиры , расположенной вблизи дороги или парковки, рекомендуется приобрести плотные стеклопакеты, чаще применять специальные приборы – очистители воздуха и как можно больше времени проводить за городом или в парках.

Влияние загрязнения атмосферы на здоровье человека и окружающую среду

Основные химические загрязнители атмосферы

Основные загрязнители атмосферы: классификация по агрегатному состоянию

Экологический класс транспортного средства: как узнать, таблица, по VIN

Антропогенное загрязнение атмосферы: виды, основные источники, последствия

Система зажигания автомобилей

Конструкция свечи зажигания, ее положение в камере сгорания, а также энергия и продолжительность искрового разряда – все эти параметры оказывают существенное влияние на воспламенение смеси, продолжительность ее сгорания, а поэтому и на токсичность компонентов отработавших газов. Важность этих факторов возрастает в прямой зависимости от обеднения смеси (λ > 1,1). Установка момента зажигания оказывает решающее влияние как на токсичность, так и на расход топлива. При выборе момента зажигания приходится (иногда в ущерб расходу топлива) для снижения выбросов CH и NOx выбирать более поздние углы опережения зажигания. Вместе с подачей в избытке кислорода это поднимает температуру в выпускной системе и позволяет дожигать СО и СН.

Этот метод приводит к снижению выбросов NOx и несгоревших углеводородов, но за счет увеличенного расхода топлива. С другой стороны, если выбирается слишком большое опережение зажигания, это приводит к увеличению расхода топлива и выбросов NOx и СН.

Вентиляция картера двигателя

Концентрация углеводородов в картере двигателя может во много раз превышать регистрируемую в отработавших газах. Система регулирования вентиляции картера перепускает картерные газы во впускной тракт двигателя, откуда они попадают в камеру сгорания для дожигания. Раньше эти газы выпускались неочищенными непосредственно в атмосферу; сейчас наличие системы снижения токсичности картерных газов является обязательным требованием.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий