Состав отработавших газов автомобильного транспорта

THE COMPOSITION OF EXHAUST GASES OF MOTOR TRANSPORT

Загрязнение окружающей среды до определенного периода достаточно хорошо компенсировалась процессами, происходящими в биосфере. Однако, в результате интенсивной деятельности человека биосфера стала постоянно изменяться (деградировать): ухудшается качество атмосферы, водоемов и почв, уничтожается фауна и флора. Выбросы и сбросы промышленных предприятий, энергетических систем и транспорта в атмосферу, водоемы и почву достигли таких масштабов, что в некоторых регионах страны, особенно в крупных промышленных центрах, уровни загрязнений окружающей среды значительно превышают допустимые санитарные нормы. Поэтому проблема инженерного обеспечения экологической безопасности в настоящее время является одной из важных задач человечества [1,4].

В целом по природе и масштабам актуальных воздействий наиболее существенны химические загрязнения, а самая большая потенциальная угроза связана с радиацией. Что касается объектов воздействия, то на первом месте, конечно же, стоит человек. В последнее время особую опасность представляет не только рост загрязнений, но и их суммарное влияние, часто превышающее по конечному эффекту простое суммирование последствий [2].

С экологической точки зрения, все продукты техносферы, не вовлекаемые в биотический круговорот, являются загрязнителями. Загрязнение окружающей среды относится к непреднамеренным, хотя и очевидным, легко осознаваемым экологическим нарушениям. Некоторые из них, например, техногенная эмиссия СО2 или тепловое загрязнение, принципиально неизбежны, пока существует топливная энергетика. Общая масса отходов современного человечества и продуктов техносферы составляет почти 160 Гт/год, из которых около 10 Гт образуют массу изделий, т.е. «отложенный отход».

Таким образом, в среднем на одного жителя планеты приходится около 26 т всех антропогенных эмиссий в год. 150 Гт отходов распределяются приблизительно следующим образом: 45 Гт (30%) выбрасываются в атмосферу, 15 Гт (10%) — сливаются со стоками в водоемы, 90 Гт (60%) попадают на поверхность земли.

Общая масса производимых продуктов и химически активных отходов всей химической промышленности мира (вместе с сопутствующими производствами) превысила 1,5 Гт/год. Почти все это количество может быть отнесено к загрязнителям. В мировой химической номенклатуре значится более 107 химических соединений; ежегодно их число возрастает на несколько тысяч [3].

Среди антропогенных источников загрязнения автотранспорт занимает в городах России второе место после промышленности, поскольку поставляет в природную среду огромные массы пыли, сажи, отработанных газов, масел, тяжёлых металлов и сотен других веществ, которые относятся к токсикантам и приводят к увеличению заболеваний органов дыхания. По статистике основную массу загрязнений дают легковые автомобили (63, 2%), далее бензиновые (21 %), маршрутные автобусы (5,8%), автопоезда (2,2%) и прочие автобусы и микроавтобусы (3,3%). Подавляющее большинство автотранспорта на российских дорогах не соответствует даже устаревшим нормам ЕВРО 2. Автомобиль выбрасывает в воздух примеси веществ – загрязнителей не только при сжигании топлива двигателем внутреннего сгорания, но и в результате взаимодействия автомобиля с поверхностью автодороги. Число двигателей внутреннего сгорания (ДВС) в мире превысило 1 миллиард. Около 670 млн. из них - двигатели автомобилей. Остальное количество относится к другим видам транспорта, сельхозмашинам, военной технике, малой моторной технике и стационарным ДВС. Более 80 % автопарка приходится на легковые автомобили. Из 3,3 млрд. т. нефти, добываемой сейчас в мире, почти 1,5 млрд. т. (45 %) используются всеми видами транспорта, в том числе 1,2 млрд. т. — легковыми автомобилями. Особый вклад в загряз-неннее атмосферного воздуха городов вносят автомобильные топлива низкого качества, подделки. Загрязнение воздуха выхлопными газами происходит из – за не полные сгорания топлива в двигателе автомобиля. В связи с этим, в цилиндрах образуется нагар (кокс) и, как следствие, увеличивается износ поршневых колес, загрязняется и сгорает масло, свечи зажигания и форсунки (инжекторы) быстро изнашиваются. Поэтому сегодня как никогда востребованы технологии, способствующие понижению токсичности выхлопа и сохранению окружающей среды [5].

Рассмотрим обмен веществ «среднего» легкового автомобиля с карбюраторным двигателем при расходе горючего в смешанном режиме движения 8 л (6 кг) на 100 км. При оптимальной работе двигателя сжигание 1 кг бензина сопровождается потреблением 13,5 кг воздуха и выбросом 14,5 кг отработанных веществ [6]. Их состав отражен в таблице 1.

Таблица.1-Состав отработавших газов автомобиля, %

Соответствующий выброс дизельного двигателя несколько меньше. Вообще в выхлопе современного автомобиля регистрируется до 200 индивидуальных веществ. Общая масса загрязнителей - в среднем около 270 г на 1 кг сжигаемого бензина - дает в пересчете на весь объем горючего, потребляемого легковыми автомобилями мира, около 340 млн. т. Аналогичный расчет для всего автомобильного транспорта (плюс грузовые автомобили, автобусы) увеличит эту цифру по меньшей мере до 400 млн. т. Следует также иметь в виду, что в реальной практике эксплуатации автотранспорта весьма значительны разливы и утечки горючего и масел, образование металлической, резиновой и асфальтовой пыли, вредных аэрозолей.

Таким образом, для уменьшения антропогенных источников загрязнения автотранспортом необходимы инженерные решения организационного и технического характера.