Автомобильные двигатели внутреннего сгорания загрязняют атмосферу вредными веществами, выбрасываемыми с отработавшими газами, картерными газами и топливными испарениями. При этом 95-99% вредных выбросов современных автомобильных двигателей приходится на отработавшие газы, представляющие собой аэрозоль сложного, зависящего от режима работы двигателя, состава. Атмосферный воздух является окислителем топлив. При идеальном сгорании стехиометрической смеси углеводородного топлива с воздухом в продуктах сгорания должны присутствовать лишь N2, CО2, H2O. В реальных условиях отработавшие газы содержат также продукты неполного сгорания (оксид углерода, углеводороды, альдегиды, твердые частицы углерода, перекисные соединения и водород), продукты термических реакций взаимодействия азота с кислородом (оксиды азота), неорганические соединения тех или иных веществ, присутствующих в топливе (сернистый ангидрид, соединения свинца и т.д.).
Всего в отработавших газах обнаружено около 280 компонентов, которые можно подразделить на несколько групп. Группа нетоксичных веществ - азот, кислород, водород, водяной пар, углекислый газ. Группа токсичных веществ - оксид углерода СО, оксиды азота NOx, углеводороды CnHm (парафины, олефины, ароматики и др.), альдегиды Rx*CHO, сажа. При сгорании сернистых топлив образуются неорганические газы - сернистый ангидрид SCh и сероводород H2S.
В отдельную группу можно отнести канцерогенные полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), наиболее активный из которых бенз(а)пирен, являющийся индикатором присутствия канцерогенов в отработавших газах. В случае применения этилированных бензинов образуются токсичные соединения свинца.
Таблица 1. Состав отработавших газов автомобильных двигателей
|
Состав отработавших газов |
Содержание в общем объеме, % |
Примечание | ||
|
Бензин |
Дизель | |||
|
N2 |
71-74 |
76-78 |
Не токсично | |
|
02 |
0,2-2,0 |
2,0-18,0 |
Не токсично | |
|
Н2О |
3,0-9,0 |
0,5-4,0 |
Не токсично | |
|
СО2 |
5,0-9,0 |
1,0-10,0 |
Не токсично | |
|
Pb |
1,0-2,0 |
0,6-1,2 |
Не токсично | |
|
СО |
0,1-3,0 |
0,01-0,5 |
Токсично | |
|
NOx |
0,05-0,1 |
0,001-0,4 |
Токсично | |
|
СхНу |
0,02-0,03 |
0,009-0,5 |
Токсично | |
|
RxCHO (альдегид) |
0,0-0,002 |
0,01-0,09 |
Токсично | |
|
S02 |
0,0-0,002 |
0,0-0,03 |
Токсично | |
|
Сажа |
0,04 |
0,01-1,1 |
Токсично | |
Необходимо отметить, что в настоящее время основным источником загрязнения воздуха являются бензиновые двигатели. Тем не менее снижение токсичности дизелей также является актуальной задачей.
Экология Урала
В мире есть природные ресурсы, необходимые человечеству, как воздух. Но
нет, пожалуй, такого ресурса, кроме самого воздуха, отсутствие которого
становилось бы неразрешимой проблемой для человека уже менее чем через минуту,
не существует.
Воздух нужен для жизни подав ...