Компоненты токсичных выбросов автомобильного транспорта

Источниками выбросов вредных веществ являются отработанные газы автомобильных двигателей, испарения топлива, подтекание топлива и масел в процессе работы и обслуживания автомобилей, а также продукты срабатывания фрикционных накладок сцепления, накладок тормозных колодок, шин.

Отработанные газы автомобильных двигателей представляют наибольшую опасность при возрастающем загрязнении атмосферы. Состав отработанных газов и количественное содержимое в них некоторых компонентов обусловлены составом топлива и воздуха, а также особенностями процессов окисления, которые происходят в цилиндрах двигателя.

Топливо, которое используется теперь на автомобильном транспорте, представляет собой углеводородные соединения, которые могут быть охарактеризованы общей формулой С_nН_m. Кроме основных компонентов, в составе топлива есть разные примеси и добавки. Для топлива нефтяного происхождения, особенно дизельного, характерными примесями являются соединения серы, содержание которых может достичь 0,5 % массы топлива, а в бензин с целью повышения октанового числа добавляют до 0,82 г/кг тетраэтилсвинца.

Наличие соединений свинца в отработанных газах – следствие добавления тетраєтилсвинца в бензины. Соединения свинца попадая в организм человека, являются причиной тяжелых нарушений в работе кроветворных органов, нервной и сердечно-сосудистой систем, в обмене веществ. Характерной особенностью свинца является накопление его в организме человека.

Отработанные газы, которые образовываются во время работы двигателей внутреннего сгорания, содержат в своем составе свыше 200 разных элементов и соединений, включая оксид углерода, сажу, оксид азота.

Оксид углерода – высокотоксичное соединение. Больше всего оксида углерода (СО) образуется при работе бензиновых двигателей на богатых топливно-воздушных смесях. Причиной образования оксида углерода в этом случае есть недостаток кислорода для полного окисления углерода, который входит в состав топлива.

Небольшое количество оксида углерода (0,2 ‑ 0,3%) образуется также при работе на бедных смесях, в том числе и в дизелях. Оксид углерода, образующийся в этом случае, является продуктом промежуточного окисления углерода, который через недостаток времени на процесс сгорания не успевает окислиться до диоксида углерода.

Отравление оксидом углерода вызывает головную боль, снижение трудоспособности, потерю сознания, рвоты, а в тяжелых случаях – коматозное состояние и смерть.

Тяжесть отравления зависит от количества оксида углерода, который содержится в воздухе, и времени действия его на человека. Систематическое действие даже незначительных количеств оксида углерода приводит к развитию сердечно-сосудистых заболеваний.

Углеводородные соединения образуются в результате неполного окисления, частичного разложения, а в некоторых случаях и синтезе исходных углеводных молекул топлива. Источником углеводных соединений являются остатки горючей смеси в камерах сгорания, а также цилиндры, которые работают с пропусками вспышек и воспламенений.

Углеводные соединения, которые попадаются в атмосферу, являются одной из причин образования смогов в больших городах. В результате фотохимических реакций из них образуются высокотоксичные соединения.

Особую опасность представляет наличие в составе углеводородов канцерогенных веществ, которые служат причиной раковых заболеваний, в частности бензопирена.

В камерах сгорания двигателей в результате пиролиза топлива при высоких температурах и давлению в среде с недостатком кислорода образуется сажа. Особенно много сажи образуется в дизелях, что является следствием недостатка времени на процесс смесеобразования. Опасность сажи состоит в том, что ее частички адсорбируют вредные вещества в отработанных газах. При вдыхании вместе с воздухом частички сажи глубоко проникают в дыхательные пути, фиксируются там, тем самым усиливая действие вредных веществ, которые содержатся в отработанных газах.

Оксиды азота также имеют очень высокую токсичность. При взаимодействия с водой они образуют азотную и азотистую кислоты, которые поражают слизистую оболочку, легкие, сердечно-сосудистую систему человека.

В результате окисления примесей серы, которые есть в топливе, образуются оксиди серы. Серная и сернистая кислоты, которые образуются при соединении с водой или влагой, поражают слизисту оболочку, угнетающе действуют на кроветворные органы человека.