Как изменяется поверхностный слой воздуха у автотрасс кратко
Обновлено: 02.07.2024
Презентация на тему: " Выполнил учащийся ГОУНПОПУ 8 Кормилин Сергей Владимирович. __________г.Иваново_2008 г. ___________." — Транскрипт:
1 Выполнил учащийся ГОУНПОПУ 8 Кормилин Сергей Владимирович. __________г.Иваново_2008 г. ___________
4 ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ИСТОЩЕНИЕ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ ПАРНИКОВЫЙ ЭФФЕКТ ИСТОНЧЕНИЕ ОЗОНОВОГО СЛОЯ КИСЛОТНЫЕ ДОЖДИ ПРОБЛЕМА ЧИСТОЙ ПРЕСНОЙ ВОДЫ ПОЧВА ПРОБЛЕМА МУСОРА ПРОБЛЕМА МИРОВОГО ОКЕАНА
5 Экологические проблемы являются частью глобальных проблем человечества. Особенности глобальных проблем в том что они: 1)имеют планетарный характер, затрагивают всё человечество; 2)угрожают гибелью всей современной цивилизации; 3)нуждаются в неотложных и эффективных мерах по их преодолению; 4)требуют международных, межгосударственных усилий; 5)требуют личного вклада каждого в сохранении цивилизации в настоящее время и для будущих поколений.
6 НАИБОЛЕЕ ОЧИВИДНЫЕ ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ - демографический взрыв; - колоссальные масштабы человеческой деятельности; - нерациональное потребление первичных природных ресурсов; - технократическое мышление.
7 ЭЛЕМЕНТЫ ЭКОЛОГИИ В КУРСЕ ФИЗИКИ Тема физики Тема физики Затрагиваемые вопросы экологии Физические явления Круговорот веществ в природе и промышленном производстве Физика и техникаПроблема безотходных производств. Проблема утилизации отходов. Влияние хозяйственной деятельности на окружающую среду (на конкретных примерах ближайших промышленных и с/х предприятий). Взаимосвязь природы и человеческого общества Молекулы. Диффузия Распространение вредных веществ, выброшенных промышленными предприятиями, путём диффузии и конвекции. Опасность неправильного хранения и применения минеральных удобрений, гербицидов. Понятие ПДК. Контроль за состоянием окружающей среды. Влияние нефтяной плёнки на поверхности водоёма на процессы диффузии газов. (Кислород не поступает в водоем, СО2 не выводится.)
8 Сила трения Вредные последствия посыпания наледи песчано – солевой смесью (гибель растительности, разъедание автомобильных шин, коррозия трубопровода Работа и мощность Мощность. КПД и экологическая безопасность различных механизмов (сравнительный анализ) Излучение Парниковый эффект на Земле и возможные последствия его усиления. Перспективы использования экологически чистой энергии солнца Тепловые двигатели. ДВС. Паровая турбина Загрязнение окружающей среды выбросами в атмосферу и сточными водами. Меры снижения вредных выбросов. Сравнение тепловых двигателей по их влиянию на экологическую обстановку. Совершенствование тепловых двигателей с целью охраны природы.
9 Энергия Гидроэнергетические ресурсы России. Экологические проблемы использования рек. Механические колебания. Звуковые явления. Роль вибрации в технике. Вредное влияние вибрации на организм человека. Механические колебания и парниковый эффект. Шум как экологический фактор. Отрицательное влияние звуковых волн на организм человека и другие биологические объекты. Допустимые нормы шума. Механика и механизация народного хозяйства Пути последствия механизации народного хозяйства. Борьба с технической, водной и ветровой эрозией почвы Изотопы Существование долгоживущих радиоактивных изотопов Радиоактивность Загрязнение биосферы продуктами ядерных взрывов. Производство атомной энергии
11 СОСТАВ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ БЕНЗИНОВЫХ И ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ (Г/МИН) Компоненты выхлопных газов Бензиновые двигатели Дизельные двигатели 1 Оксид углерода СО (II) 0,0350,017 2 Оксид углерода СО2(IV) 0,217 0,2 3 Оксиды азота (NO, NO2) 0,0020,001 4Сажа0,041,1 Данную тему можно включить в лабораторный практикум:
12 ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ Цель работы: Оценка и вычисление токсичных продуктов от работы транспорта, характер их действия на живые организмы и окружающую среду. Место проведения: автотрасса, перекрёсток – светофор. Приборы: часы с секундной стрелкой. Ход работы: 1.Засекаем время t – 10 мин. 2.Определяем число машин, останавливающихся у светофора, - n. 3.Определяем количество переключений: торможение набор скорости холостой ход k Марки машин t t (мин) (мин)nkmСОmСО2m NО2 mсажиM Легковые Грузовые Автобусы
13 M = t n k ( m co 2 + m co 2 + m No 2 + m сажи ) Вопросы: 1. Сравнить выброс токсичных продуктов бензиновых и дизельных двигателей. 2. Как изменяется поверхностный слой воздуха у автотрасс? 3. К чему приводит загрязнение почвы: свинцом?____________________________________________________ СО?_________________________________________________________ СО2_________________________________________________________ NO 2 ?______________________________________________________________ сажей?______________________________________________________ 4. Сравнить выброс токсичных продуктов транспортом в разное время дня. 5. Провести консультацию в диагностических центрах района ГАИ с целью сравнения полученных данных в районе с данными службы ГАИ в локальном перекрёстке. 6. Ознакомить учащихся и родителей с полученными данными исследовательской работы.
14 Водородные технологии будущего Тезис "водород - топливо будущего" звучит всё чаще. Большинство крупных автопроизводителей проводит опыты с топливными элементами. Такие экспериментальные автомобили в большом количестве мелькают на выставках. Водородные двигатели являются экологически чистыми по отношению к дизельным и бензиновым двигателям. США являются крупнейшим потребителем нефти в мире и ее крупнейшим импортером. По данным Американского института нефти, 43% нефтепродуктов используется в качестве топлива для автомобилей. Поэтому упор делается на поиск вещества, способного заменить традиционный бензин. Американский институт нефти также прогнозирует, что 95% доступных источников нефти в мире будут исчерпаны в ближайшие 56 лет, оставшиеся 5% иссякнут через 88 лет. Таким образом, человечеству дано максимум лет, чтобы найти замену традиционной нефти. Этой заменой является водород.
15 ШУМОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ Экологический шум – одна из форм загрязнения окружающей среды. Увеличение уровня шума сверх природного отрицательно действует на человека: повышается утомляемость, снижается умственная активность, возникают неврозы.
21 В Ивановской области г.Шуя в 2006 году на базе кафедры географии и методики обучения Шуйского государственного педагогического университета было открыто отделение Международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности.
23 Попробуй реши! 1.Автомобиль массой 1200 кг движется равномерно со скоростью 60 км/ч по горизонтальному участку дороги. КПД двигателя 30 %, коэффициент сопротивления движению 0,2. Сколько оксида углерода выделиться в атмосферу с выхлопными газами за один час работы автомобиля, если при сгорании одного литра бензина выделяется 200 г оксида углерода? Какие другие токсичные вещества выделяются с выхлопными газами автомобилей? 2.Громкость звука рок – музыки на дискотеках достигает 100 дБ. Во сколько раз интенсивность этого звука превышает предельно допустимые нормы, соответствующие 50 дБ. 3.Сколько кубометров газа выделяет в городе, загрязняя среду, автомобиль – такси, расходуя за день 20 кг бензина? Плотность газа при температуре 0 С равна 0,002 кг/м. 0 3
24 Защити окружающую среду! Шум и борьба с ним. Роль зелёных насаждений, работа с шумометром, использование таблицы допустимых норм шума. Физические методы отчистки воды. Местные источники загрязнения. Очистные сооружения. Проблема очистки сточных вод. Борьба за чистоту воздуха. Источники загрязнения. Системы контроля воздуха. Физико–химические способы уменьшения вредных выбросов.
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.
Информация об авторах :
Муниципальное казенное образовательное учреждение Новостроевская средняя общеобразовательная школа Палласовского муниципального района Волгоградской области : Мухитова А-9кл (теоретическая часть) , Лукпанова А-9кл (теоретическая часть) , Жанкарашев Н-10кл(практическая часть).
Руководитель: Галичкина О.И – учитель физики.
Содержание работы:
Транспорт и охрана окружающей среды.
Практическая работа «Оценка и вычисление токсичных продуктов от работы транспорта.
Списки литературы и источников
Цель работы:
Раскрыть роль транспорта и тепловых двигателей в создании экологических проблем и убедить окружающих в жизненной важности бережного отношения к окружающей среде.
Изучить литературу о роли транспорта в создании экологических проблем.
Оценить и вычислить токсичные продукты от работы транспорта и их действия на человека, и окружающую среду.
Ознакомить учащихся 7-11 классов с полученными данными исследовательской работы.
Внести предложение сельской администрации о переносе автобусной остановки от школы на 300 метров.
Посадить деревья и кустарники вдоль ограды школьного двора.
Актуальность проблемы: актуальность данной темы обусловлена возрастающим количеством автомобильного транспорта и решением проблемы его воздействия на окружающую среду и здоровье населения.
Новизна и практическое значение: впервые была обследована и оценена загрязненность воздуха, на участке вблизи школы выхлопными газами автотранспорта. Результаты исследования будут доведены до сведения учеников и жителей с. Новостройка, чтобы привлечь к бережному отношению к природе.
.
Как известно, экологическая обстановка на Земле и в нашей стране продолжает ухудшаться. Известно, что более 60 млн. тонн вредных веществ выбрасывают в атмосферу ежегодно наши промышленные предприятия, около 37 млн. тонн таких веществ попадает в нее вместе с выхлопными газами автотранспорта, примерно 30 млрд. м3 воды, загрязненной промышленными и бытовыми отходами, стекает в реки, озера, моря. В более чем 100 городах, где проживает приблизительно 50 млн. человек, предельно допустимые концентрации вредных веществ, превышены в 10 (и больше!) раз.
Автомобили на сегодняшний день в России - главная причина загрязнения воздуха . Сейчас в мире их насчитывается более полумиллиарда. Автомобили выбрасывают в атмосферу диоксид и оксид углерода, оксиды азота, формальдегид, бензол, бензопирен, сажу (всего около 300 различных токсичных веществ). Автомобили загрязняют почву. Одна тонна бензина, сгорая, выделяет 500-800 кг. вредных веществ. Если двигатель машины работает на бензине, с добавлением свинца, то они загрязняют почву этим тяжелым металлом вдоль дороги в полосе шириной 50-100 м, а если дорога идет вверх, и двигатель работает с нагрузкой, и загрязненная полоса имеет ширину до 400 м! Свинец, загрязняющий почву, накапливается растениями, которыми питаются животные. С молоком и мясом металл попадает в организм человека и может стать причиной тяжелых болезней.
Волгоградская область относится к территории с невысокой плотностью дорожной сети (всего 72 км. на 100 км2), однако в расчете на одного жителя в год выбрасывается до 126 кг. вредных веществ в атмосферу. Количество автомобильного транспорта, по данным Волгоградского областного Госкомстата, по сравнению с 2002 г., увеличилось на 1900 ед. Объем выбросов от автотранспорта (без учета транзитного) составляет 563,05 тыс. тонн в год.
Что выбрасывают тепловые двигатели из выхлопной трубы.
Причины загрязнения воздуха отработавшими газами автомобилей.
Снижению вредных выбросов автомобилей способствует:
Равномерное движение машин на улицах, ликвидация заторов, сокращение задержек транспорта на перекрестках. Предельная скорость движения в городе установлена не 80 км/ч и не 50 км/ч, а 60 км/ч, т.к. при этой скорости происходит минимум вредных выбросов.
Важен вывод из городской черты грузовых транзитных потоков: в нашей области это выполняется.
В некоторых городах России есть районы, куда въезд автотранспорта предельно ограничен и где люди ходят только пешком. Жаль, но в нашем посёлке такого нет.
Каждый водитель должен знать, что причины “дымления” автомобилей следующие: неисправность двигателя, не отлаженность систем питания и зажигания.
Если все автомобильные двигатели будут правильно отрегулированы, то выброс вредных веществ в атмосферу уменьшится в 5-6 раз. Плохо накаченные шины не только быстрее изнашиваются, но и увеличивают сопротивление движению, а значит, сжигается больше горючего. Неумелое поведение водителя за рулем: неправильный выбор скорости движения, резкие разгоны и торможения, превышения установленной скорости, увеличение частоты вращения на холостом ходу- все это приводит к загрязнению атмосферы. Значит, нужна разъяснительная работа среди водителей.
Для контроля над техническим состоянием автомобилей есть диагностические станции: “ВАЗ-сервис”, “ГАЗ-сервис” и др. Такие диагностические станции должны иметь транспортные предприятия, но в наше время это многим не по карману.
Меры предосторожности.
научится дышать носом;
чаще освобождать слизистую носа от накопившейся пыли;
воздерживайтесь от занятий оздоровительным бегом на улицах с большим потоком машин;
вблизи автомагистралей вдохи надо делать неглубокие, поверхностные;
питьевую воду надо отстаивать;
фрукты, овощи перед употреблением нужно тщательно мыть.
Практическая работа «Оценка и вычисление токсичных продуктов от работы транспорта.
Цель работы:
Оценка и вычисление токсичных продуктов от работы транспорта.
Место проведенuя: перекресток – автобусная остановка у школы.
Прuборы: часы с секундной стрелкой.
2.Подсчитали, сколько проехало по автодороге за 20 мин. легковых, грузовых машин, маршруток - n .
Легковых машин- 17
Грузовых машин- 1
3)Используя данные таблицы 1, определили, какое количество выхлопных газов в среднем поступает в атмосферу за 20мин. (за сутки) на этом участке дороги .
Экологические стандарты являются важным элементом нормативной базы создаваемой в настоящее время системы сертификации автотранспорта. Действующие стандарты на токсичность и дымность отработанных газов предъявляют достаточно жесткие требования к экологическим параметрам автомобильной техники. К сожалению, из-за различия в методиках испытаний практически не представляется возможным сопоставить их со стандартами, действующими в других странах, в том числе с требованиями Правил ╧ 15, 24, 49 ЕЭК ООН. В настоящее время практически решен вопрос о прямом применении в России международных экологических стандартов (соответствующих Правил ЕЭК ООН).
В системе эксплуатации автомобильного транспорта используются два стандарта. Первый устанавливает нормы предельно допустимого содержания окиси углерода (СО) и углеводородов (СН) в отработанных газах автомобилей с бензиновыми двигателями.
Второй стандарт регламентирует требования к автомобилям с дизельными двигателями. Он предусматривает проверку как новых, так и находящихся в эксплуатации автомобилей на дымность. Проверка осуществляется на стоящем автомобиле при работе двигателя на двух режимах: при ускорении и максимальной частоте вращения на холостом ходу.
Одним из наиболее опасных параметрических загрязнений окружающей среды является транспортный шум. Эта проблема находится в поле зрения специалистов автомобилестроения, эксплуатации автомобильного транспорта, организации дорожного движения, градопланировки и строительства:
Одно из основных мероприятий - совершенствование конструкции современного двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с искровым зажиганием. Наибольшее влияние на токсичность отработанных газов оказывают изменения, вносимые в систему питания и зажигания ДВС, поскольку они определяют процесс воспламенения и сгорания рабочей смеси.
Применение нейтрализаторов позволяет снизить содержание вредных веществ в отработанных газах. В настоящее время наибольшее распространение получили каталитические нейтрализаторы, в которых используются платина, палладий, радий. Эти вещества позволяют существенно снизить порог энергии, при котором начинаются окислительно-восстановительные реакции.
Нейтрализаторы бывают восстановительные и окислительные. В дизелях применяются только окислительные нейтрализаторы, принцип работы которых заключается в том, что отработанные газы, проходя по нейтрализатору, вступают в реакцию с расположенными там гранулами дорогих металлов (платина, палладий) и превращаются в другие, не токсичные вещества.
Различные типы нейтрализаторов размещаются в выпускном тракте ДВС и там в зависимости от принципа работы (каталитический, термический, механический и водяной) выполняют свои функции.
Ведутся поисковые работы по созданию сажевых фильтров с системой регенерации, обеспечивающих снижение выбросов твердых частиц на 80-90%. За рубежом такие системы уже находятся в опытно-серийном производстве.
Отечественные конструкции трехкомпонентных каталитических нейтрализаторов, без которых невозможно обеспечить выполнение перспективных норм выбросов, находятся в стадии лабораторных испытаний.
Другим методом обезвреживания отработанных газов является рециркуляция, т. е. повторное засасывание в цилиндры (вместе с порцией новой горючей смеси), с целью досжигания СО и СН и снижения количества окислов азота непосредственно в цилиндрах двигателя.
На ближайшую перспективу поршневые ДВС останутся основным типом автомобильных двигателей, причем большое развитие должны получить дизельные ДВС. Дизельные ДВС начали широко применяться после второй мировой войны на грузовых автомобилях большой грузоподъемности. Но в последние годы такие преимущества дизельного ДВС, как меньший удельный расход топлива (на 30- 35%) и более низкая токсичность отработанных газов, обусловили их широкое применение не только на грузовых автомобилях большой и средней грузоподъемности, автобусах, но и на легковых автомобилях.
Интересная подробность: Роберт Стирлинг, живший в начале XIX века, был священником. В то время люди часто получали увечья и гибли из-за взрывов, вызванных резким повышением давления в паровых машинах. Запросы инженеров опережали возможности металлургов. Требовалась сталь, способная выдерживать высокое давление, а она тогда отсутствовала. Однако Роберт Стирлинг пошел по другому пути. Как приличествовало его сану, он скорбел по человеческим трагедиям, и это побудило его сконструировать двигатель, который должен был работать при более низких, а поэтому менее опасных давлениях.
Двигатель Стирлинга долгое время пребывал в забвении, но в последнее время он был вновь возвращен к жизни. Вспомнили о нем потому, что этот двигатель мало загрязняет окружающую среду, является автономным и малошумным. Кроме того, этот двигатель оказался очень удобным для использования в режиме холодильника, т.е. при обращении цикла. Он может работать на спирте, бензине, керосине, дизельном топливе, мазуте, сырой нефти, оливковом и подсолнечном маслах и на некоторых горючих газах. Работает двигатель очень плавно, без вибраций, а уровень его шума сравним с уровнем шума электродвигателя. Токсичность отработанных газов двигателя Стирлинга также значительно ниже токсичности отработанных газов ДВС. Отработанные газы этого двигателя практически не содержат продуктов неполного сгорания (СО, С^Н^, сажа и т. д.) и не имеют неприятного запаха. Это объясняется хорошим качеством смесеобразования, которое можно обеспечить при стационарном процессе сгорания.
Снижение вредных выбросов от автомобилей может быть достигнуто за счет улучшения качества традиционных видов моторного топлива и применения новых, экологически более "чистых" видов горючего. Основное мероприятие здесь - снижение содержания в автомобильных бензинах высокотоксичного антидетонатора тетраэтилсвинца (ТЭС). До настоящего времени около 75% выпускаемых бензинов являются этилированными и содержат от 0,17 до 0,37 г свинца на 1 л бензина. При сгорании этилированных бензинов около половины содержащегося свинца выбрасывается с выхлопными газами в атмосферу.
В США, Германии, Швейцарии, Японии и других странах содержание свинца в автомобильных бензинах доведено до минимума (0,15 г/л и менее), в ближайшее время свинцовые антидетонаторы в этих странах вообще не будут использоваться. В России полный отказ от использования этилированного бензина планируется к 2000 г., что связано с трудностями модернизации технологических процессов нефтепереработки.
Существенное снижение загрязнения окружающей среды и экономия бензина достигаются при замене традиционных видов нефтяного топлива так называемыми альтернативными видами моторного топлива, в первую очередь, газом. В этом плане практическое применение нашли сжиженные пропанбутановые газы и сжатый природный газ. По экспериментальным оценкам, использование газового топлива снижает выбросы окиси углерода в 2-4 раза, окислов азота - в 1,1 - 1,5 и суммарных углеводородов - в 1,4-2 раза.
В последние годы широко проводятся исследования в области использования присадок к топливам в целях уменьшения токсичности и дымности выбросов. Применение присадок позволяет снизить дымность в 4-7 раз (в зависимости от процента содержания присадки в топливе и от режима работы двигателя).
Человечество, поставив себя на грань экологической катастрофы, всерьез задумывается о возможности передвижения без помощи двигателя внутреннего сгорания, безжалостно отравляющего воздух. Один из вариантов - использование солнечной энергии. Конечно, современные машины на солнечных батареях еще не могут соперничать с "Вольво" и "Тойотой", но в США, Японии, Австралии подобные разработки ведутся при непосредственном участии известнейших промышленных фирм.
На территории выставки ЭКСПО-70 в Осаке курсировали электротакси. Весьма успешно работают английские конструкторы: еще в начале 1975 г. на улицах Манчестера появился электрический автобус, рассчитанный на 34 пассажира. В Зеленограде группа энтузиастов под руководством Алексея Кноха совместно с центром научно-технического творчества молодежи ("ДОКА").создали гелиомобиль, вполне способный потягаться на равных с зарубежными моделями. Вес "солнечного первенца" - 1170 кг, габариты - 4500х1500х800 мм, площадь панелей солнечных батарей -6 м 2 . Гелиомобиль имеет два двигателя. Один, мощностью 375 Вт, питается энергией солнечных батарей и в солнечный день обеспечивает движение со скоростью 15 км/час. Второй, мощностью 1100 Вт, работает от аккумулятора. Оба двигателя, работающие одновременно, позволяют развивать скорость до 53 км/час.
Параллельно с интенсивной автомобилизацией общества ведутся научные и технологические разработки в области обеспечения экологической безопасности автотранспортных средств к сожалению, рост объема и темпы процесса автомобилизации существенно опережают внедрение методов и средств экологической безопасности. то обусловлено превалированием экономических интересов производителей автомобилей над экологическими и социальными интересами общества, в том числе и самих производителей.
Наивно рассчитывать, что они могут быть уравновешены посредством агитационно-пояснительной работы. Нужны жесткие государственно-административные меры нормативного характера. Их разработка, применение и контроль за соблюдением должны быть непременной обязанностью всех ветвей власти.
Чем пахнет из выхлопной трубы автомобиля, знают не только водители. Горожане привыкли к запаху выхлопных газов настолько, что порой и не ощущают его. Однако при определенных погодных условиях привыкшим к автомобильному "перегару" "детям асфальта" приходится констатировать чрезмерное содержание в городском воздухе выхлопных газов.
Оценить степень загрязненности московского воздуха можно даже и визуально. Те, кому случалось подлетать к Москве на самолете, могли обратить внимание на так называемый газовый купол. При определенных состояниях атмосферы над крупными городами загрязненный воздух практически не рассеивается и скапливается в виде громадного купола. Изнутри он незаметен, а со стороны, на фоне относительно чистого воздуха, выделяется достаточно отчетливо. Этот же эффект можно наблюдать, если взглянуть со стороны на автодорогу с интенсивным движением. Сидя в салоне автомобиля, движущегося внутри газового облака, к сожалению, не думаешь, чем нам приходится дышать. А вот если взглянуть, например, на Московскую кольцевую автодорогу, особенно на тот участок, где она проходит среди лесных массивов с их относительно чистым воздухом, нередко увидишь облако смога, простирающееся над дорогой.
Свидетелями загрязнения воздуха выхлопными газами придорожного пространства являются деревья, растущие вдоль дорог. В отличие от нас, не всегда обращающих внимание на степень загазованности воздуха и иногда не связывающих изменение нашего самочувствия с тем, чего мы надышались, придорожные деревья быстрее реагируют на это. На многих улицах Москвы липы и березы имеют явные отклонения от нормы. Ветви растут отдельными густыми пучками, наподобие "банных веников". У других пород деревьев изменяется цвет и форма листьев, отслаивается кора, проявляются другие изменения. Но все это - лишь отдельные стадии угнетения деревьев. В дальнейшем растения ждет неминуемая гибель.
Хотим мы или не хотим замечать выхлопные газы, нравится нам их запах или нет, а здоровья они нам не прибавляют. Из чего же состоят автомобильные выхлопы, какое действие оказывают они на организм человека?
При полном сгорании углеводородов конечными продуктами являются углекислый газ (CO2) и пары воды. Однако полного их сгорания добиться пока технически невозможно. Кроме того, любое углеводородное топливо содержит множество добавок, которые отнюдь не улучшают свойства отработавших газов.
Всего в состав выбросов автомобилей входит более 200 различных химических веществ. Это продукты неполного сгорания в виде оксида углерода, альдегиды, кетоны, углеводороды, в том числе канцерогенные, водород, перекисные соединения, сажа. (Канцерогенными называют вещества, способствующие развитию раковых заболеваний.) Продукты термических реакций азота с кислородом, за счет чего образуются оксиды азота. Соединения неорганических веществ, которые входят в состав топлива (соединения свинца и других тяжелых металлов, диоксид серы и др.), избыточный кислород.
Высокое содержание свинца в отработавших газах объясняется тем, что для повышения октанового числа бензина используют различные антидетонационные добавки и чаще всего тетраэтилсвинец. При работе двигателя автомобиля тетраэтилсвинец распадается с образованием частиц твердого оксида свинца. В связи с его высокой токсичностью в последнее время намечается переход на использование неэтилированных бензинов. Однако пока доля потребляемого автотранспортом этилированного бензина достигает 75%.
Количество и состав отработавших газов определяются конструктивными особенностями автомашин, режимом работы их двигателей, техническим состоянием, качеством дорожных покрытий, метеоусловиями. Особенностями работы автомобильных двигателей являются переменные нагрузки, то есть периодические изменения режима работы: холостой ход, разгон, установившееся движение и торможение. Наиболее высокая концентрация оксида углерода (CO) в отработавших газах наблюдается при работе двигателя на холостом ходу и при повышенных нагрузках. Так, по данным НИИАТ, при работе двигателя на холостом ходу содержание оксида углерода в выхлопных газах может в два с лишним раза превышать его содержание при установившемся режиме. Но, вместе с тем, когда автомобиль разгоняется и движется с установившейся скоростью, в отработавших газах отмечаются наибольшие концентрации оксидов азота.
В таблице 1 приведена характеристика городского ритма движения автомобиля. Усредненные значения параметров даны в процентах к их суммарному значению за полный цикл городского движения. Например, за 1 час поездки по городу приблизительно 24 минуты машина простоит у светофоров и в "пробках". То есть, 40 % времени двигатель будет работать на холостых оборотах. За это время будет израсходовано около 15 % топлива от суммарного расхода за этот час. Объем отработавших газов за время работы двигателя на холостом ходу (за 24 минуты) составит 10 % от общего их объема, выбрасываемого за час. В их составе будет около 20 % оксида углерода (CO) и около 17 % углеводородов (CnHm) от суммарного количества этих веществ, выбрасываемого в среднем за час движения по городу.
Это замечательно – использовать велосипед в качестве транспорта, заботясь о своем здоровье и чистоте окружающей среды. Однако в большом городе велопрогулка может приносить не только пользу – выхлопные газы автомобилей наносят существенный вред здоровью. Прежде чем выезжать на улицы мегаполиса, стоит узнать, какие загрязнители воздуха наиболее вредны и как с этим бороться. Предупрежден – значит вооружен.
Озон (О3)
Озон – прозрачный газ, активная форма кислорода, которая значительно быстрее вступает в реакцию с другими элементами. Хотя в верхних слоях атмосферы озон защищает от губительного воздействия ультрафиолета, на земле он становится токсичным, образуя фитохимический смог. Он возникает в результате реакции выхлопных газов с солнечным светом. В безоблачные жаркие дни в больших городах выделяются огромные объемы озона.
Токсичный даже в очень малых концентрациях, озон вызывает поражение дыхательных путей, отдышку, раздражение слизистой оболочки, вялость и тошноту. Озон – один из распространенных аллергенов и, к тому же, снижает иммунитет.
Оксид азота (NO)
Азотные соединения, в том числе оксид и диоксид азота выделяются в атмосферу в очень больших количествах, создавая приземный смог. В нормальных условиях азот – довольно инертный газ, а при высоких температурах, во время сжигания топлива, он вступает в активную реакцию с кислородом. Выхлопные газы и промышленные котлы выделяют оксид азота NO, 90% которого окисляется во вредоносный NO2.
В больших количествах оксид и диоксид азота могут нарушить легочную функцию, затрудняют дыхание и раздражают дыхательные пути. А в сочетании с другими выхлопными газами NOx представляет куда более серьезную опасность. В форме смога оксид вступает в реакцию с микрочастицами дыма PM10s (см. ниже) и создает серьезный риск для здоровья.
Оксид углерода (СО)
Оксид углерода – бесцветный газ без вкуса и запаха, который возникает в результате неполного сгорания бензина или дизельного топлива. Как правило, выделяется безвредный СО2, однако, при недостаточном количестве кислорода, в атмосферу выделяется оксид углерода.
СО через легкие быстро проникает в красные кровяные тельца, которые отвечают за обогащение организма кислородом. Так как он легче воздуха, оксид углерода вытесняет кислород, что приводит к удушению. Симптомы варьируются от тошноты и мигрени до значительных изменений сознания. Зачастую пострадавшие даже не подозревают о том, что с ними происходит, пока не становится слишком поздно.
PM10s
При изнашивании шин об поверхность асфальта и в результате сгорания топлива выделяются крошечные частицы, не видные невооруженным глазом. Они выделяются в виде аэрозолей и проходят через все используемые очистительные фильтры, что вызывает сильную обеспокоенность среди ученых. Хотя частиц не видно, их вкус и запах довольно сильны и не могут остаться незамеченными.
После того, как PM10s оседают в легких, их практически невозможно вывести. У здоровых людей это вызывает сильный дискомфорт, тогда как для аллергиков, астматиков и людей с сердечно-сосудистыми или респираторными заболеваниями возможен смертельный исход. Исследования показали, что в среднем PM10s сокращают жизнь больного астмой на 9 лет. Некоторые ученые считают, что микрочастицы вызывают раковые заболевания.
Диоксид серы (SO2)
SO2 – негорючий бесцветный газ с резким запахом, весьма токсичен. Чаще всего диоксид серы выделяется в качестве продукта сгорания ископаемого топлива. Каменный уголь выделяет около 50% ежегодных глобальных выбросов газа с тепло- и электростанций.
Затрудненное дыхание, хрипы, раздражение слизистых оболочек, бронхит, головная боль и тошнота. В некоторых случаях вызывает рак. Ударные дозы смога, которые выделялись в Лондоне в 1952 году, привели к 4 тысячам случаев преждевременной смерти из-за бронхитов и сердечно-сосудистых заболеваний. Считается, что выбросы SO2 являются одной из главных причин возникновения кислотных дождей.
Читайте также: