Какие вредные вещества содержатся в выхлопных газах
Дым из выхлопных труб дизельного грузовика в момент запуска двигателя
Выхлопны́е га́зы (отходящие газы) — отработавшее в двигателе рабочее тело. Являются продуктами окисления и неполного сгорания углеводородного топлива. Выбросы выхлопных газов — основная причина превышения допустимых концентраций токсичных веществ и канцерогенов в атмосфере крупных городов, образования смогов, являющихся частой причиной отравления в замкнутых пространствах.
Количество выделяемых в атмосферу автомобилями загрязняющих веществ определяется массовым выбросом газов и составом отходящих газов.
Количество отходящих газов автомобилей[править | править код]
В основном определяется массовым расходом топлива автомобилями.
Расход по расстоянию нормируется и обычно указывается производителями (одна из потребительских характеристик). В отношении суммарного объема выходящих из глушителя выхлопных газов приблизительно можно ориентироваться на такую цифру — один килограмм сжигаемого бензина приводит к образованию примерно 16 килограммов смеси различных газов.
| ВАЗ 2110 1,5k литра | ВАЗ 2110 1,5i литра | Mitsubishi Colt 5-D 1.1i литра | ВАЗ 11113 0,75k литра | ВАЗ 21055 1,5D литра | |
| Расход в «городском» режиме, л/100км | 9,1 | 8,6 | 7,0 | 6,4 | 5,7 |
| Расход, равномерно 60 км/ч, л/100км | 6,5 | 6,5 | 3,7 | 3,2 | 3,8 |
- k — карбюраторный двигатель
- i — инжекторный двигатель
- D — дизельный двигатель
- плотность бензина при +20С колеблется от 0,69 до 0,81 г/см³
- плотность дизельного топлива при +20С по ГОСТ 305-82 не более 0,86 г/см³
Состав автомобильных выхлопных газов[править | править код]
| Бензиновые двигатели | Дизели | |
| N2, об.% | 74—77 | 76—78 |
| O2, об.% | 0,3—8,0 | 2,0—18,0 |
| H2O (пары), об.% | 3,0—5,5 | 0,5—4,0 |
| CO2, об.% | 0,0—16,0 | 1,0—10,0 |
| CO*, об.% | 0,1—5,0 | 0,01—0,5 |
| Оксиды азота*, об.% | 0,0—0,8 | 0,0002—0,5 |
| Углеводороды*, об.% | 0,2—3,0 | 0,09—0,5 |
| Альдегиды*, об.% | 0,0—0,2 | 0,001—0,009 |
| Сажа**, г/м3 | 0,0—0,04 | 0,01—1,10 |
| Бензпирен-3,4**, г/м3 | 10—20⋅10−6 | 10×10−6 |
* Токсичные компоненты
** Канцерогены
Влияние выхлопных газов на здоровье человека[править | править код]
Выхлопная труба легкового автомобиля
Загрязнение окружающей среды отработавшими газами и горюче-смазочными материалами локомотивных дизелей.
Наибольшую опасность представляют оксиды азота, примерно в 10 раз более опасные, чем угарный газ, доля токсичности альдегидов относительно невелика и составляет 4—5 % от общей токсичности выхлопных газов. Токсичность различных углеводородов сильно отличается. Непредельные углеводороды в присутствии диоксида азота фотохимически окисляются, образуя ядовитые кислородсодержащие соединения — составляющие смога.
Обнаруженные в газах полициклические ароматические углеводороды — сильные канцерогены. Среди них наиболее изучен бензпирен, кроме него, обнаружены производные антрацена:
- 1,2-бензантрацен
- 1,2,6,7-дибензантрацен
- 5,10-диметил-1,2-бензантрацен
Кроме того, при использовании сернистых бензинов в отходящие газы могут входить оксиды серы, при применении этилированных бензинов — свинец (тетраэтилсвинец), бром, хлор, их соединения. Считается, что аэрозоли галоидных соединений свинца могут подвергаться каталитическим и фотохимическим превращениям, участвуя в образовании смога.
Длительный контакт со средой, отравленной выхлопными газами автомобилей, вызывает общее ослабление организма — иммунодефицит. Кроме того, газы сами по себе могут стать причиной различных заболеваний. Например, дыхательной недостаточности, гайморита, ларинготрахеита, бронхита, бронхопневмонии, рака лёгкого. Также выхлопные газы вызывают атеросклероз сосудов головного мозга. Опосредованно через легочную патологию могут возникнуть и различные нарушения сердечно-сосудистой системы. Также выхлопные газы повреждают ткани нервной системы и повышают риск развития деменции[1].
Отравления в замкнутом пространстве[править | править код]
Довольно часты случаи отравления выхлопными газами, в том числе с летальными исходами автомобилистов в гаражах, закрытых стоянках и внутри автомобилей (при утечке в салон), при плохой вентиляции. Также бывали случаи отравления выхлопными газами в квартирах домов, находящихся вблизи автостоянок (вдыхание выхлопных газов приводит к накоплению токсичных веществ в организме человека). Для борьбы с такими случаями вводятся строительные нормы вентиляции стоянок и сооружений, связанных с эксплуатацией и обслуживанием автомобилей.
Пути снижения выбросов и токсичности[править | править код]
Стимулом к сокращению объёмов предполагается заинтересованность в сокращении расхода топлива (крупная статья расходов в автомобильном транспорте).
- Колоссальное влияние на количество выбросов (не считая сжигания топлива и времени) играет организация движения автомобилей в городе (значительная часть выбросов происходит в «пробках» и перед светофорами[источник не указан 2861 день]). При удачной организации возможно применение менее мощных двигателей, при невысоких (экономичных) промежуточных скоростях.
- Существенно снизить содержание углеводородов в отходящих газах, более чем в 2 раза, возможно применением в качестве топлива попутных нефтяных (пропан, бутан), или природного газов, при том, что главный недостаток природного газа — низкий запас хода, для города не столь значим.
- Кроме состава топлива, на токсичность влияет состояние и настройка двигателя (особенно дизельного — выбросы сажи могут увеличиваться до 20 раз и карбюраторного — до 1,5—2 раз изменяются выбросы оксидов азота).
- Значительно снижены выбросы (снижен расход топлива) в современных конструкциях двигателей с инжекторным питанием стабильной стехиометрической смесью неэтилированного бензина с установкой нейтрализатора, газовых двигателях, агрегатах с нагнетателями и охладителями воздуха, применением гибридного привода. Однако подобные конструкции сильно удорожают автомобили.
- Испытания SAE показали, что эффективный способ снижения выбросов окислов азота (до 90 %) и в целом токсичных газов — впрыск в камеру сгорания воды.
Законодательное регулирование[править | править код]
- Контролируется качественный состав изготавливаемого и реализуемого топлива (в России это стандарты на топливо, региональные требования, в Европе — нормативы ЕВРО).
- Предусмотрен контроль над состоянием и регулировками автомобилей. В России является обязанностью органов технического осмотра ГИБДД периодически контролировать доли оксидов углерода и углеводородов в выхлопе на двух частотах вращения, состояние предусмотренных систем нейтрализации на бензиновых двигателях (по ГОСТ Р 52033-2003), на газобаллонных (ГОСТ Р 54942-2012) и дымность на дизельных двигателях (по ГОСТ Р 52160-2003). Двухтактные двигатели не проходят никакую из этих проверок[источник не указан 1429 дней].
- В России вводятся повышенные ставки транспортного налога на мощность двигателя автомобиля.
- Топливо облагается специальными акцизами.
- Предусмотрены нормативы на выпускаемые автомобили. В России и европейских странах приняты стандарты ЕВРО, задающие как токсичность, так и количественные показатели, например:
- По Евро-3 выбросы: СН до 0,2 г/км, CO до 2,3 г/км и NOy до 0,15 г/км
- По Евро-4 выбросы: СН до 0,1 г/км, CO до 1,0 г/км и NOy до 0,08 г/км
- В некоторых регионах вводятся ограничения на движение большегрузного автотранспорта (например, в Москве).
См. также[править | править код]
- Смог
- Загрязнение воздуха в Москве
- Летучие органические вещества
- Выбросы
- Загрязнение
- Отравление угарным газом
- Газваген
Примечания[править | править код]
Ссылки[править | править код]
- Состав выхлопных газов автомобилей
- Загрязнение воздуха в районе автомагистрали как фактор риска
- Вдыхание дизельных выхлопных газов провоцирует ишемию миокарда и нарушает фибринолитическую активность крови
- Доказано: выхлопные газы отрицательно влияют на показатели внешнего дыхания
- Сектор газа. Россияне страдают от автомобильных выхлопов больше, чем от ДТП
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.
Чувствуете ли Вы запах выхлопных газов в городе?
ДаНет
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.
Что такое выхлопные газы?
Выхлопными газами автомобилей называют продукты переработки топлива, выбрасываемыми в атмосферу. Их состав и влияние на окружающую среду начали активно изучать еще в 60-е годы 20 века.
За последние десятилетия количество автомобилей на планете значительно увеличилось, а вредные выбросы, возникающие в процессе их работы стали серьезной проблемой. Особенно страдает от них экология крупных городов. Присутствие веществ, содержащихся в их составе, в мегаполисах превышает допустимые нормы и может привести к возникновению различных заболеваний.
Состав выхлопных газов
Состав выхлопных газов автомобилей зависит от качества используемого топлива и типа двигателя. Но отличия будут только в процентном составе тех или иных веществ. Выхлопы автомобилей состоят как из вполне безвредных веществ, так и из достаточно токсичных.
Состав выхлопных газов
В большей части они состоят из таких газов, как азот, кислород, диоксид углерода и водяные пары. Эти вещества входят в состав атмосферного воздуха и не представляют никакой опасности для людей и окружающей среды. Объем каждой из вредных примесей в составе не превышает 1-2%, реже 5-10%. К опасным для здоровья можно отнести следующие компоненты:
- Оксид углерода.
- Альдегиды.
- Углеводороды.
- Диоксид серы.
- Сажа
- Бензапирен.
| 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 |
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.
Объем выхлопных газов
В среднем при сжигании одного литра топлива выделяется 16 тысяч литров выхлопных газов. Примерный объем газов, выделяемых каждым автомобилем можно вычислить, исходя из среднего расхода топлива на 100 км пробега, заявленного производителем машины. Для этого придется суммировать пройденное расстояние и считать общий объем заправленного топлива.
Выхлопы каждого автомобиля за 1 день или пройденный километр сосчитать просто невозможно. Также нельзя определить общий объем выхлопа большого количества машин, так как неизвестно сколько проезжает ежедневно или ежечасно каждая машина. Поэтому любые данные подобных исследований можно считать сильно усредненными или приближенными.
Влияние выхлопных газов на здоровье человека
Высокая концентрация вредных веществ, содержащихся в выхлопах автомобилей, в атмосфере представляет серьезную опасность для здоровья. Одним из самых быстродействующих и наиболее опасных компонентов автомобильных выхлопов является угарный газ. Он не имеет вкуса и запаха, а при высокой концентрации в замкнутом объеме вызывает тошноту, головокружение, удушье, обмороки и смерть.
Долгое время в качестве автомобильного топлива использовался этилированный бензин, в продуктах его сгорания присутствовал свинец. Этот опасный для человека элемент способен накапливаться в организме. Сейчас этот металл исключен из состава бензина, но за время применения этилированного бензина, свинец мог серьезно повлиять на здоровье жителей крупных городов.
При нагревании углеводородов под воздействием прямых солнечных лучей они окисляются и при вдыхании вызывают раздражение слизистых оболочек глаз и обострение хронических заболеваний дыхательной системы.
Сажа и бензипрен, накапливаясь в организме человека, способны вызвать появление опухолей, в том числе и недоброкачественных.
При классификации веществ, вырабатывающихся в процессе сгорания автомобильного топлива, по степени опасности для человека выделяют 6 основных групп:
- Безопасные.
К ним относятся азот и его соединения, водород и водяные пары, кислород, углекислый газ и другие элементы земной атмосферы. - Оксид углерода или угарный газ.
Наиболее опасная составляющая отходящих газов, он способен вызвать отравление и привести к смерти от сильнейшего удушья. - Оксид и диоксид азота.
Эти вещества считаются более опасными чем угарный газ, при длительном воздействии данных газов даже в небольшой концентрации можно заболеть астмой, получить отек легких или хронический бронхит, а также они способствуют развитию заболеваний пищеварительной, сердечно-сосудистой и нервной систем. - Углеводородные соединения.
В эту группу входит множество органических соединений, большинство из которых ядовиты, вредны для сердечно-сосудистой системы или приводят к возникновению опухолей. - Альдегиды.
Вызывают раздражение слизистых оболочек, приводят к заболеваниям дыхательных путей и убивают нервные клетки. - Сажа и мелкодисперсные элементы
Кроме непосредственного влияния на дыхательные пути и кровеносные сосуды способны впитывать в себя вредные вещества и способствовать их накоплению в организме.
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.
Влияние выхлопных газов на окружающую среду
Выхлопы автомобилей влияют на городскую экологию следующим образом:
- Загрязнение воздуха, воды и почвы вредными веществами.
- Отравление растений, растущих вдоль дорог.
- Возникновение ядовитых кислотных осадков.
- Отрицательное влияние на сельскохозяйственные и кормовые культуры на полях рядом с дорогами.
Все перечисленные факторы тем или иным образом влияют и на здоровье местных жителей.
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.
А Вы сортируете мусор?
ДаНет
( 5 оценок, среднее 3.8 из 5 )
- Полезная информация
- 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?
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.
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.
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:
Опубликовано:
19 апреля 2018