Из чего «состоят» выхлопные газы автомобиля?

Выхлопные газы автомобилей: состав, вред окружающей среде и опасность для здоровья человека

В результате работы двигателя внутреннего сгорания, которым оснащен каждый современный автомобиль, происходит сгорание гидрокарбонатного топлива, и в атмосферу выбрасывается огромное количество разнообразных химических соединений. Начиная с середины 60-х годов прошлого века выброс выхлопных газов стал волновать многих людей. С этого момента начинается борьба человечества за максимально возможное сокращение этих выбросов.

Проблема, связанная с парниковым эффектом

Климатические изменения на глобальном уровне являются одной из важных особенностей XXI века. Во многом эти изменения обусловлены деятельностью человечества, в частности, в последние десятилетия значительно увеличились выбросы парниковых газов в атмосферу. Основным источником выбросов являются выхлопные газы автомобилей, 30 % которых являются парниковыми.

Парниковые газы существуют в естественных условиях и призваны регулировать температуру нашей голубой планеты, однако даже незначительное увеличение их количества в атмосфере может привести к серьезным глобальным последствиям.

Самым опасным парниковым газом является CO₂, или углекислый газ. На его долю приходятся около 80 % всех выбросов, большая часть которых связана с сжиганием топлива в двигателях автомобилей. Углекислый газ остается длительное время в атмосфере в активном состоянии, что увеличивает его опасность.

Автомобиль — главный загрязнитель атмосферы

Одним из основных источников углекислого газа являются выхлопы автомобилей. Помимо CO₂ они выбрасывают в атмосферу угарный газ CO, остатки углеводородов, окислы азота, соединения серы и свинца, а также твердые частицы. Все эти соединения в огромных количествах попадают в воздух, приводят к глобальному увеличению температуры и появлению серьезных болезней у людей, живущих в крупных городах.

Кроме того, разные автомобили выбрасывают выхлопные газы различного состава, все зависит от типа используемого горючего, например бензин или дизельное топливо. Так, при сгорании бензина возникает целый букет химических соединений, которые состоят в основном из угарного газа, оксидов азота, углеводородов и соединений свинца. Выхлопы дизельных двигателей содержат сажу, которая приводит к образованию смога, несгоревшие углеводороды, окислы азота и серный ангидрид.

Таким образом, вред выхлопных газов для окружающей среды несомненен. В настоящее время ведется работа по уменьшению количества выбросов каждым авто, а также замена использования бензина альтернативными и более экологичными источниками энергии, например солнечной или ветровой энергией. Большое внимание уделяется водородному топливу, результатом сгорания которого является обычный водяной пар.

Влияние выбросов на здоровье человека

Вред, который наносят выхлопные газы здоровью человека, может быть очень серьезным.

В первую очередь опасен угарный газ, который вызывает потерю сознания и даже смерть, если его концентрация в атмосфере повышена. Помимо него вредны окислы серы и соединения свинца, которые вылетают в большом количестве из выхлопной трубы авто. Сера и свинец известны своим сильным отравляющим действием и могут оставаться в организме длительное время.

Углеводороды и частички сажи, которые также попадают в атмосферу в результате частичного сгорания топлива в двигателе, способны вызвать тяжелые заболевания дыхательной системы, включая развитие злокачественных опухолей.

Постоянное и продолжительное действие выхлопных газов на организм приводит к ослаблению иммунитета человека, бронхиту. Вред наносится кровеносным сосудам и нервной системе.

Выхлопные газы автомобилей

В настоящее время во всех странах мира автомобили проходят обязательную проверку на соответствие установленным экологическим стандартам. В большинстве случаев называют следующие выхлопные газы, вред экологии от которых является максимальным:

• монооксид углерода и углекислый газ;
• различные остатки углеводородов.

Однако современные стандарты развитых стран мира также предъявляют требования по уровню выбрасываемых в атмосферу окислов азота и к системе контроля процесса испарения горючего из топливного бака.

Углекислый газ (CO)

Из всех загрязнителей окружающей среды самым опасным является углекислый газ, поскольку он не обладает ни цветом, ни запахом. Вред для здоровья выхлопного газа автомобилей значителен, так, его концентрация в воздухе всего 0,5 % способна вызвать у человека потерю сознания и последующую смерть в течение 10-15 минут, а такая концентрация, как 0,04 %, приводит к возникновению головной боли.

Этот продукт работы двигателя внутреннего сгорания образуется в большом количестве, когда бензиновая смесь является богатой углеводородами и бедной кислородом. В этом случае происходит неполное сгорание топлива и образуется CO. Проблема может быть решена путем правильной настройки карбюратора, заменой или очисткой грязного воздушного фильтра, регулировкой клапанов, впрыскивающих горючую смесь, и некоторыми другими мера.

Выделяется большое количество CO в выхлопных газах в процессе прогрева автомобиля, поскольку его двигатель является холодным и сжигает частично бензиновую смесь. Поэтому прогрев автомобиля следует осуществлять в хорошо проветриваемом помещении либо на открытом воздухе.

Углеводороды и органические масла

Углеводороды, которые не догорают в двигателе, а также испарившиеся органические масла являются веществами, которые определяют основной вред выхлопных газов автомобилей для окружающей среды. Сами по себе эти химические соединения не представляют опасности, однако, попадая в атмосферу, они вступают в реакцию с другими веществами под действием солнечных лучей, и полученные соединения вызывают резь в глазах, затрудняют дыхание. Кроме того, углеводороды являются основной причиной смога в крупных городах.

Снижение количества углеводородов в выхлопных газах достигается путем настройки карбюратора так, чтобы он готовил и не бедную, и не богатую смесь, а также постоянным контролем надежности компрессионных колец в цилиндрах двигателя и регулировкой свечей зажигания. Полное сжигание углеводородов приводит к образованию углекислого газа и паров воды, которые являются безобидными веществами как для экологии, так и для человека.

Оксиды азота

Около 78 % атмосферного воздуха состоит из азота. Он является достаточно инертным газом, но при температурах сжигания топлива выше 1300 °C азот расщепляется на отдельные атомы и вступает в реакцию с кислородом, образуя различного типа оксиды.

Вред выхлопных газов для здоровья человека также связан с этими оксидами. В частности, сильнее всего страдает дыхательная система. При больших концентрациях и продолжительном действии оксиды азота могут вызвать головные боли и острый бронхит. Вредны оксиды и для окружающей среды. Попав в атмосферу, они образуют смог и разрушают озоновый слой.

Для снижения выбросов оксидов азота применяют в автомобилях специальную систему рециркуляции выбросов газов, принцип работы которой заключается в поддержании температуры двигателя ниже порога образования этих оксидов.

Испарение топлива

Простое испарение топлива из бака может стать одним из серьезных источников загрязнения окружающей среды. В связи с этим последние несколько десятилетий изготавливают специальные баки, конструкция которых призвана решать данную проблему.

Бак с топливом должен также «дышать». Для этого придумана специальная система, которая заключается в том, что сама полость бака соединена с помощью шлангов с резервуаром, который заполнен активированным углем. Этот уголь способен поглощать возникающие пары топлива, когда двигатель автомобиля не работает. Как только двигатель заводится, открывается соответствующее отверстие и в двигатель поступают поглощенные углем пары для их сжигания.

За работоспособностью всей этой системы из бака и шлангов нужно постоянно следить, поскольку в них может возникать утечка паров горючего, которые будут загрязнять окружающую среду.

Решение проблемы выбросов в крупных городах

В крупных современных городах сосредоточены десятки тысяч заводов, проживают миллионы людей и по улицам ездят сотни тысяч автомобилей. Все это сильно загрязняет атмосферу, что стало основной проблемой XXI века. Для ее решения городские власти вводят ряд административных и мер.

Так, в 2003 году в Лондоне был принят протокол против загрязнения автомобильным транспортом окружающей среды. Согласно этому протоколу с водителей, которые ездят через центральные районы города, взимается дополнительная плата в размере 10 фунтов стерлингов. В 2008 году лондонские власти утвердили новый закон, который стал более эффективно регулировать перемещение грузового транспорта, автобусов и личных авто по центральной части города, установив для них верхний скоростной порог. Эти меры привели к сокращению содержания вредных газов в атмосфере над Лондоном на 12 %.

Начиная с 2000-х годов подобные меры были приняты во многих городах-миллионниках. Среди них следующие:

• Токио;
• Берлин;
• Афины;
• Мадрид;
• Париж;
• Стокгольм;
• Брюссель и другие.

Противоположный эффект закона против загрязнения

Борьба с выхлопными газами автомобилей не является простой задачей, что ярко демонстрирует пример двух самых грязных городов на планете: Мехико и Пекина.

С 1989 года в столице Мексики действует закон, согласно которому запрещается использовать личный автомобиль по определенным дням недели. В первое время этот закон стал приносить положительные результаты и выбросы газов сократились, однако через некоторое время жители начали приобретать вторые подержанные автомобили, благодаря чему они стали ездить каждый день на личном транспорте, заменяя одно авто другим в течение недели. Такая ситуация ухудшила еще сильнее состояние городской атмосферы.

Подобная ситуация наблюдается и в столице Китая. По данным 2015 года, около 80 % жителей Пекина располагают несколькими автомобилями, позволяющими им перемещаться каждый день на них. Кроме того, в этом мегаполисе фиксируется огромное количество нарушений закона против загрязнения.

Из чего «состоят» выхлопные газы автомобиля?

Таблица Менделеева выхлопных газов

Сейчас, благодаря СМИ, под пристальным вниманием общественности находится тема экологии Планеты, а именно ее насыщение и загрязнение выхлопными газами автомобилей. Особенно внимательно люди отслеживают и обсуждают такой растиражированный в прессе побочный результат повсеместной автомобилизации как «парниковый эффект» и вред выхлопных газов дизельных автомобилей.

Однако, как известно выхлопные газы, выхлопным газам – рознь, несмотря на то, что все они опасны для организма человека и других форм жизни на Земле. Так что делает их опасными? И что отличает их друг от друга? Посмотрим под микроскопом из чего состоит сизый смог вылетающий из выхлопной трубы. Углекислый газ, копоть, оксид азота и некоторые другие не менее опасные элементы.

Ученные отмечают, что экологическая обстановка во многих промышленно развитых и развивающихся странах значительной улучшилась за последние 25 лет. В основном это связано с постепенным, но неминуемым ужесточением экологических норм, а также переносом производств на другие континенты и в другие страны, в том числе в Восточную Азию. В России, Украине, и других странах СНГ, большое количество предприятий было закрыто из-за политических и экономических потрясений, что с одной стороны создало чрезвычайно сложную социально-экономическую обстановку, но в значительной мере улучшило экологические показатели этих стран.

Тем не менее, по данным ученных-исследователей, наибольшую опасность для нашей зеленой планеты представляют именно автомобили. Даже при поэтапном ужесточении норм выбросов вредных веществ в атмосферу, в связи с ростом количества автомобилей, результаты этой работы, увы, нивелируются.

Если сегментировать общую массу разнообразных транспортных средств присутствующих сейчас на планете, наиболее грязными остаются дизельные моторы, особенно опасны автомобили с данным типом топлива превышением по оксиду азота. Несмотря на десятилетия разработок и заверения автопроизводителей о том, что они смогут сделать дизели чище, оксид азота и мелкие частицы сажи по-прежнему остаются главными врагами дизеля.

Именно в связи с данными проблемами, связанными с использованием дизельных двигателей, такие крупные немецкие города, как Штутгарт и Мюнхен в настоящее время обсуждают запрет на использование автомобилей, работающих на тяжелом топливе.

Вот исчерпывающий список вредных веществ, входящих в выхлопные газы и вред, наносимый здоровью человека при их вдыхании

Выхлопные газы

Отходящие газы – это газообразные отходы, возникающие в процессе преобразования жидкого углеводородного топлива в энергию на которой работает ДВС путем сгорания.

Бензол

Бензол содержится в небольших количествах в бензине. Бесцветная, прозрачная, легко подвижная жидкость.

Как только вы заполняете бак своего автомобиля бензином, первое с первым опасным для здоровья веществом, с которым вы будете контактировать, – это именно бензол, испаряющийся из бака. Но наиболее опасен бензол при сгорании топлива.

Бензол является одним из тех веществ, которые могут вызывать рак у человека. Тем не менее, решающее сокращение в воздухе опасного бензола было достигнуто много лет назад с помощью трехходового катализатора.

Мелкая пыль (твердые частицы)

Этот загрязнитель воздуха является неопределенным веществом. Лучше сказать, что это комплексная смесь веществ, которая может отличаться по происхождению, форме и своему химическому составу.

В автомобилях сверхмелкий абразив присутствует в любых формах эксплуатации, скажем, при износе шин и тормозных дисков. Но наибольшую опасность представляет сажа от выхлопных газов. Ранее этим неприятным моментом в эксплуатации страдали исключительно дизельные двигатели. Благодаря установке фильтров твердых частиц ситуация значительно улучшилась.

Теперь схожая проблема появилась и бензиновых моделей, поскольку они все чаще используют системы прямого впрыска топлива, что приводит к побочному производству еще более мелких твердых частиц, чем у дизельных двигателей.

Однако, по данным ученных исследующих природу проблемы, всего 15% мелкой пыли, осаждающейся в легких, производят автомобили, источником опасного явления может быть любая деятельность человека, от сельского хозяйства, до лазерных принтеров, каминов и конечно же сигарет.

Здоровье жителей мегаполисов

Фактическая нагрузка на организм человека от выхлопных газов зависит от объема трафика и погодных условий. Тот, кто живет на оживленной улице, подвергается воздействию оксидов азота или мелкой пыли значительно сильнее.

Выхлопные газы не одинаково опасны для всех жителей. Здоровые люди практически никак не почувствуют «газовую атаку», хотя интенсивность нагрузки от этого не снизиться, а вот состояние здоровья астматика или человека с сердечно-сосудистыми заболеваниями может значительно ухудшиться ввиду наличия выхлопных газов.

Углекислый газ (CO2)

Вредный для всего климата планеты газ неизбежно возникает при сжигании ископаемых видов топлива, таких как дизельное топливо или бензин. С точки зрения CO2 дизельные двигатели немного “чище”, чем бензиновые, потому что они в основном потребляют меньше топлива.

Для человека CO2 безвреден, но не является таковым для природы. Парниковый газ CO2 отвечает за большую часть глобального потепления. По данным Федерального Министерства окружающей среды Германии, в 2015 году доля углекислого газа в общем объеме выбросов парниковых газов составила 87,8 процента.

С 1990 года выбросы углекислого газа почти непрерывно сокращаются, в общей сложности уменьшившись на 24,3 процента. Однако, несмотря на производство все более экономичных двигателей, рост автомобилизации и увеличение грузового движения нивелирует попытки ученных и инженеров уменьшить вред. Ввиду чего выбросы углекислого газа остаются на высоком уровне.

Кстати: весь автотранспорт, скажем, Германии несет ответственность “только” за 18 процентов выбросов CO2. Более чем в два раза больше, 37 процентов, уходит на выбросы энергетики. В США картина противоположенная, там наиболее серьезный урон природе наносят именно автомобили.

Окись углерода (Co, угарный газ)

Чрезвычайно опасный побочный продукт горения. Монооксид углерода представляет собой бесцветный газ без вкуса и запаха. Соединение углерода и кислорода возникает при неполном сжигании углеродсодержащих веществ и является крайне опасным ядом. Поэтому качественная вентиляция в гаражах и подземных паркингах имеет важное значение для жизни их пользователей.

Даже небольшое количество окиси углерода приводит к повреждению организма, несколько минут проведенных в плохо проветриваемом гараже с работающим автомобилем может убить человека. Будьте предельно осторожны! Не прогревайте автомобиль в закрытых боксах и помещениях без вентиляции!

Но насколько опасен оксид углерода на открытом воздухе? Проведённый в Баварии эксперимент показал, что в 2016 году средние значения, показанные измерительными станциями, оказались между 0,9-2,4 мг/м 3 , оказались значительно ниже предельных показателей.

Для обывателя озон не является каким-то опасным или токсичным газом. Однако, в реальности это не так.

Под воздействием солнечного света углеводороды и окись азота превращается в озон. Через дыхательные пути озон попадает в организм и приводит к повреждению клеток. Последствия, влияния озона: местное воспаление дыхательных путей, кашель и одышка. При небольших объемах озона никаких проблем с последующим восстановлением клеток организма не возникнет, но при больших концентрациях этот безобидный с виду газ может спокойно убить здорового человека. Не зря в России этот газ отнесен к самому высокому классу опасности.

С изменением климата повышается риск появления высоких концентраций озона. Ученые считают, что к 2050 году озоновая нагрузка должна резко возрасти. Для решения проблемы, окислы азота, выбрасываемые транспортом должны быть значительно сокращены. Кроме того, факторов влияния на распространение озона достаточно много, например, растворители в красках и лаках также активно способствуют возникновению проблемы.

Двуокись серы (SO2)

Это загрязняющее вещество возникает при сжигании в топливе серы. Она относится к классическим атмосферным загрязнителям, возникающим при процессе горения, на электростанциях и в промышленности. SO2 является одним из самых главных «ингредиентов» загрязняющих веществ образующих смог, также называемый “Лондон смог”.

В атмосфере диоксид серы подвергается ряду процессов преобразования, в результате чего могут возникнуть серная кислота, сульфиты и сульфаты. SO2 действует в первую очередь на слизистые оболочки глаза и верхних дыхательных путей. Что касается окружающей среды, диоксид серы может повреждать растения и вызывать окисление почвы.

Оксиды Азота (NOx)

Оксиды азота образуются, главным образом, в процессе сгорания в двигателях внутреннего сгорания. Дизельные автомобили считаются основным источником. Введение катализаторов и сажевых фильтров продолжает увеличиваться, так что выбросы будут заметно снижаться, но произойдет это только в будущем.

NO2 является раздражающим газом. Это приводит к раздражению глаз и повреждению слизистой оболочки дыхательного тракта. Благодаря своей бронхо-сужающей характеристике, это особенно проблематично для астматиков и людей с хроническим обструктивным заболеванием легких.

Данные замеров показывают, что в среднем в годовом отношении количество NOx было превышено на 57% от нормы. Главными виновниками остается разнообразный транспорт. С 2010 года наблюдается лишь незначительное снижение тренда загрязнения. С 1990 по 2015 год выбросы снизились на 59%.

Воздействие выхлопных газов на здоровье человека

Дизельные двигатели широко используются в транспортных средствах и электрогенераторах, и поэтому часто встречаются случаи профессионального воздействия выхлопных газов дизельных двигателей. В 2012 году Международное агентство по изучению рака (МАИР) классифицировало дизельные выхлопные газы как канцерогенные для человека, главным образом, исходя из повышенного риска заболевания раком легких.

В последние годы значительное развитие технологий дизельных двигателей, что привело к изменению уровня выбросов и состава выхлопных газов. В настоящей статье рассматриваются последствия воздействия выхлопных газов дизельных двигателей на здоровье человека, воздействие на рабочем месте, а также доступные средства снижения воздействия.

Выхлопные газы на рабочем месте представляют опасность для самочувствия и здоровья работнико. Мероприятия по охране труда, такие как измерения вредных факторов и аттестация рабочих мест, позволят избежать вреда для здоровья.

Состав выхлопных газов дизельных двигателей

Выхлопные газы дизельных двигателей представляют собой сложную смесь газообразных и твердых частиц, образующихся при сгорании дизельного топлива. Количество выбросов и состав выхлопных газов зависят, например, от типа, состояния и наличия технического обслуживания двигателя, состава и свойств топлива, а также применяемых методов последующей обработки выхлопных газов. Основными газообразными компонентами отработанных газов дизельного топлива являются диоксид углерода, кислород, азот, водяной пар, окиси азота и окись углерода. Кроме того, в газовой фазе могут выделяться диоксид серы и различные органические соединения, такие как низкомолекулярные карбонилы, карбоновые кислоты, алканы, алкены и ароматические вещества.

Помимо газов и паров, выхлопные газы содержат мельчайшие частицы, которые образуются в процессе сгорания и последующей конденсации соединений газовой фазы. Эти частицы состоят из элементарного углерода, адсорбированных органических соединений, сульфатов, нитратов и следов других элементов. Выхлопные частицы дизельного топлива легко вдыхаются. Благодаря небольшому размеру частицы могут достигать легочных альвеол, чувствительной газообменной области легких.

Известно, что использование биодизеля вместо или в смеси с ископаемым топливом может умеренно снизить выбросы частиц, суммарных углеводородов и окиси углерода, но в то же время выбросы оксидов азота часто увеличиваются. В целом, выхлопные газы биодизеля содержат меньше генотоксичных полициклических ароматических углеводородов, но больше раздражающих альдегидов и кетонов.

Влияние на легкие и сердечно-сосудистую систему

Воздействие выхлопных газов дизельного двигателя может вызвать раздражение глаз, носа и горла, а также неприятные запахи. У добровольцев, подвергшихся относительно высокому уровню выхлопных газов дизельного топлива, обнаружена легкая воспалительная реакция и раздражение дыхательных путей. Помимо респираторного эффекта, в исследованиях наблюдались изменения в функции кровеносных сосудов. Кроме того, исследования связывают загрязнение окружающего воздуха, особенно твердыми частицами, с развитием хронических сердечно-сосудистых заболеваний. Однако основополагающие механизмы и относительная важность различных составляющих дизельных выхлопных газов по отношению к наблюдаемым эффектам изучены не в полной мере.

В исследованиях на животных воздействие выхлопных газов дизельных двигателей было связано с повышенной реакцией на аллергены и снижением устойчивости к вирусным и бактериальным инфекциям в легких. Длительное воздействие высокого уровня выхлопных газов дизельного топлива может вызвать профессиональные заболевания легких. При очень высоких уровнях воздействия были также обнаружены опухоли легких.

Канцерогенность выхлопных газов дизельного топлива

В июне 2012 года Международное агентство по изучению рака (МАИР) обновило свою оценку канцерогенности дизельных выхлопных газов и переклассификации дизельных выхлопных газов как канцерогенных для человека (Группа 1). Обновленная оценка основана главным образом на недавно опубликованных эпидемиологических исследованиях риска заболевания раком легких, связанного с воздействием дизельных выхлопных газов, среди шахтеров, железнодорожников и работников автотранспортной отрасли. В частности, крупное исследование среди шахтеров показало повышенный риск заболевания раком легких при повышенном воздействии выхлопных газов дизельных двигателей.

Риск профессионального рака среди рабочих с наибольшим воздействием был почти в три раза выше по сравнению с группой с наименьшим воздействием. Шахтеры, подвергаются воздействию дизельных выхлопных газов во время таких работ, как добыча руды, транспортировка, техническое обслуживание и использование транспортных средств. Широкое использование дизельного оборудования в подземных шахтах и тот факт, что подземные работы увеличивают возможность накопления выхлопных газов, затрудняет контроль воздействия на рабочих.

Имеются также ограниченные эпидемиологические данные, связывающие облучение выхлопными газами дизельных двигателей с повышенной заболеваемостью раком мочевого пузыря. Поскольку выхлопные газы дизельного топлива являются генотоксичными для бактерий и клеток млекопитающих, МАИР пришла к выводу, что выхлопные газы дизельного топлива могут вызывать рак из-за его генотоксичности.

Влияние современных двигателей на здоровье

До сих пор очень мало данных о воздействии на здоровье выхлопных газов двигателей с новой технологией. Так как выбросы твердых частиц от новых дизельных двигателей значительно ниже, чем у старых дизельных двигателей, ожидается снижение риска заболевания раком при использовании новой технологии дизельных двигателей. Немногие имеющиеся исследования на животных указывают на то, что применение передовых методов последующей обработки выхлопных газов может значительно снизить вред от выхлопов дизельных двигателей.

Исследования, позволяющие сравнить старую и новую технологии выхлопных двигателей в отношении различных последствий для здоровья, включая генотоксичность и воспалительные эффекты, будут представлять особый интерес в будущем. Необходима также дополнительная информация о фактических уровнях воздействия на рабочих местах, где используются новые технологии дизельных двигателей.

ЧЕМ ДЫШИТ ВОДИТЕЛЬ?

ЧЕМ ДЫШИТ ВОДИТЕЛЬ?

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.

* под полным циклом подразумевается достаточно длительный период времени поездки по городу (например, один или несколько часов, если все это время проведено в пробке) на протяжении которого многократно повторяются ситуации, в которых двигатель автомобиля работает в различных режимах.

В среднем за год в России количество загрязняющих веществ, попадающих в атмосферный воздух с отработавшими газами автомобилей, превышает 19 миллионов тонн (!). В том числе более 15 млн т оксида углерода, около 4 млн т углеводородов и 1 млн т оксидов азота, а также более 5,5 тыс. т свинца. В пересчете на одного жителя России это составляет более 100 килограммов загрязняющих веществ ежегодно. Это в среднем. Естественно, на сельского жителя приходится меньше, чем на городского. Жители же столицы, наряду с иными благами, получают, по сравнению с другими городами, и наибольшее количество загрязнений повышенной концентрации.

Так, выхлопные трубы автомобилей ежегодно обогащают атмосферу Москвы более чем на 750 тыс. тонн. Из них около 600 тыс. т угарного газа (CO), около 40 тыс. т окислов азота и более 110 тыс. т углеводородов. Легко рассчитать, сколько приходится отравляющих газов на душу населения. При этом львиную долю получают те, кто больше находится на автодорогах, из них — те, кто больше времени проводит в автомобильных пробках. Как нередко кончают те, кто проводит определенное время в автомобиле с работающим двигателем, находящемся внутри гаража, — известно.

Состав выбросов дизельных двигателей отличается от бензиновых. В дизельном двигателе происходит более полное сгорание топлива. При этом образуется меньше окиси углерода и несгоревших углеводородов. Но, вместе с этим, за счет избытка воздуха в дизеле образуется большее количество оксидов азота.

Кроме того, дизельные двигатели характеризуются также повышенной дымностью. Черный дым представляет собой продукт неполного сгорания и состоит из частиц углерода 0,1 — 0,3 мкм. Белый дым образуется в основном при работе двигателя на холостом ходу и состоит из частичек испарившегося топлива и капелек воды. В составе белого дыма присутствуют главным образом альдегиды, обладающие раздражающим действием. Голубой дым образуется при охлаждении на воздухе отработавших газов. Он состоит из капелек жидких углеводородов.

Важной особенностью выбросов дизельных автомобилей является содержание канцерогенных полициклических ароматических углеводородов, среди которых наиболее вреден бенз(а)пирен. Последний, так же как и свинец, относится к первому классу опасности загрязняющих веществ.

Транспортные потоки в городах носят импульсивный характер, движение с постоянной скоростью может прерываться или тормозиться, после чего следует набор скорости. Увеличение количества транспортных средств в потоке ведет к сокращению продолжительности установившегося движения. Так, в Москве на долю установившегося движения приходится 12% общего времени поездки (в городах США — 18%), в то время как на холостой ход соответственно — 22% и 15%, разгон — 37% и 36,7%, замедление — 29% и 32,3%.

На преобладающий режим работы двигателя большое влияние оказывает интенсивность и плотность транспортных потоков. При малой плотности, до 10 автомобилей на километр, возможно движение со свободной скоростью, когда двигатель работает в установившемся режиме. При повышенной плотности, от 10 до 30 автомобилей на километр, падение скорости потока ведет к дополнительному расходу топлива. Наконец, при движении в сплошном потоке, то есть около 30 автомобилей на километр и больше, скорость потока снижается вплоть до затора, что также приводит к дополнительному расходу топлива.

В определенной мере по расходу топлива можно судить и о выбросах токсичных продуктов с отработавшими газами автомобилей. Так, при сгорании 1 кг бензина может выделяться более 500 г загрязняющих веществ и около 50 г при сгорании 1 кг дизельного топлива.

Приземная атмосфера является одной из наиболее важных жизнеобеспечивающих составляющих природной среды. Ее загрязнение оказывает сильное негативное воздействие не только непосредственно на человека, но и на растительность, живые организмы, почвы, грунты, поверхностные и подземные воды и другие компоненты городской среды жизни человека. Проникая в родники, откуда так любят попить москвичи, в различную огородную снедь и дары природы, например грибы, собранные у автотрассы, речную рыбку и т.д., рожденная нашим автомобилем отрава бумерангом возвращается к нам.

Очевидно, что основная масса загрязняющих веществ выпадает в непосредственной близости от автодорог. Ширина зоны влияния крупных автомагистралей достигает 400 — 500 м при максимальном загрязнении на расстоянии до 20 м от них. Особенности застройки Москвы проявляются в так называемом эффекте амфитеатра, когда вокруг плотного, сравнительно невысокого центра города возникла более высокая быстро застроенная периферия. В результате у стен зданий и других преград для движения воздушных масс в приземном слое атмосферы создаются застойные зоны загрязненного воздуха. Кроме того, газообразные загрязнители уходят от дорог в понижения рельефа, прежде всего в поймы рек Москвы, Яузы, Сетуни и других, где растворяются в воде, накапливаются в донных отложениях, попадают в речные растения, рыбу и другие организмы.

Между тем, скверы, часто расположенные в поймах рек и иных понижениях рельефа, закрытые от ветра застойные зоны и многие другие тихие уголки — излюбленные места прогулок детей с мамами, бабушками и дедушками. По данным же многочисленных исследований, действие на организм различных токсичных веществ зависит и от индивидуальной восприимчивости. Наиболее чувствительны к действию токсикантов как раз дети, женщины и пожилые люди. Кроме того, дети на московских улицах попадают в зону наивысшей загазованности — приземный воздух — из-за своего роста.

К наиболее опасным загрязнителям воздушного бассейна города относятся тяжелые металлы. Они способны незаметно накапливаться в организме человека. Коварство тяжелых металлов заключается еще и в том, что их совместное нахождение приводит к проявлению синергизма, при котором негативное воздействие на организм одновременно нескольких веществ во много раз выше, чем сумма их отдельных воздействий.

Вещества, содержащиеся в выхлопных газах автомобилей, могут вызвать прогрессирующие поражения центральной нервной системы, печени, почек, мозга, половых органов, летаргию, синдром Паркинсона, пневмонию, эндемическую атаксию, подагру, бронхиальный рак, дерматиты, интоксикацию, аллергию, респираторные и другие заболевания. Причем чем больше количество вредных веществ в организме и чем дольше организм подвергается их воздействию, тем больше вероятность возникновения заболеваний.

К сожалению, полное решение проблемы загрязнения городского воздуха автотранспортом невозможно даже при использовании только дизельных или газобаллонных автомобилей. Применение неэтилированного бензина уменьшает выбросы свинца, но не спасает от других загрязнителей. Выбросы дизельных двигателей не содержат свинца и характеризуются низким содержанием окиси углерода, но при этом содержат больше окислов азота. Кроме того, выбросы недостаточно хорошо отрегулированных дизельных двигателей обогащены сажей, содержащей канцерогенные вещества, углеводороды и формальдегиды.

Конечно, и газобаллонные двигатели не идеальны, но они характеризуются значительно менее пагубным воздействием на окружающую среду, а следовательно, они предпочтительнее других видов углеводородных двигателей.

В этом году в Европе начат эксперимент по применению водородных двигателей. У них отработавшие газы полностью экологичны — они представляют собой пары воды. Но пока они не получат широкого распространения, для уменьшения загрязнения атмосферного воздуха можно рекомендовать следующее:

• по возможности переходить на использование газобаллонных двигателей;
• уменьшить количество и токсичность отработавших газов путем качественной регулировки двигателя;
• использовать нейтрализаторы отработавших газов для бензиновых и дизельных двигателей;
• выбирать рациональный режим работы двигателя, глушить его при продолжительных остановках, воздерживаться от движения в не отведенных для этого местах.

Таким образом, основными потребителями автомобильных выхлопов являются водители. Вторыми в этой скорбной очереди стоят дети, их мамы, бабушки и дедушки, а за ними и остальные пешеходы, среди которых — наши родственники и друзья. Давайте же возлюбим и себя, и их и постараемся, по возможности, снизить поток ядов, идущих из выхлопных труб наших автомобилей.

М. КОЗЛОВ, Зам. декана факультета профессиональной подготовки Международного независимого эколого-политического университета, «Полезные страницы», 1999, выпуск 4, с. 212.

Как избежать отравления выхлопными газами автомобиля

Из чего состоят автомобильные выхлопы

В выхлопе автомобиля содержатся такие опасные вещества как окись углерода, азота, соединения тяжелых металлов
В состав выхлопных газов автомобиля входит около двухсот химических соединений разной степени токсичности. Безопасными для человека являются:

• кислород;
• углекислый газ;
• азот;
• вода.

Вызывают отравление следующие вещества:

• оксиды азота;
• окись углерода;
• углеводородные соединения;
• соединения тяжелых металлов.

Рассмотрим каждое из отравляющих веществ.

Оксиды азота

В автомобильных выхлопах присутствуют оксид азота и диоксид азота.

Оксид азота является малорастворимым газом, не имеющим цвета. При взаимодействии с кислородом в воздухе образует диоксид азота. Это газ бурого цвета со специфическим запахом.

Оксиды азота опасны для человека. [ads-pc-1] Диоксид азота вызывает у пострадавшего такие признаки:

• кашель;
• нарушение дыхания;
• хриплость голоса.

Большая концентрация оксидов азота вызывает отек легких. Для него характерны следующие симптомы:

• одышка;
• клокочущее дыхание;
• кашель с кровяными выделениями;
• цианоз губ, носа, ушей;
• тахикардия.

Окись углерода

Если интоксикация окисью углерода высокая это может повлечь смерть
Оксид углерода является бесцветным, не имеющим запаха газом, горит пламенем голубого цвета. Реакция горения проходит с выделением большого количества теплоты и превращением в углекислый газ.

Интоксикация окисью углерода возникает чаще всего у автомобилистов, предпочитающих ночевать в машине с работающим двигателем, или прогревающих его в закрытом пространстве.

Интоксикация имеет разные степени тяжести:

1. При легкой интоксикации возникают небольшая слабость, пульсация в голове, тахикардия, потемнение в глазах, заторможенные реакции.
2. Тяжелая интоксикация вызывает спутанность сознания, сонливость.
3. Если концентрация окиси углерода слишком высока, у человека могут быть замечены галлюцинации, глубокий обморок, заканчивающийся смертью больного.

Углеводородные соединения

В выхлопных газах содержатся углеводороды, канцерогенные свойства которых способствуют развитию онкологии.

Если на углеводороды воздействует ультрафиолет, они вступают в реакцию с оксидами азота с образованием фотооксидантов, входящих в состав «смога». Эти продукты реакции биологически активны, вызывают у человека болезни легких и бронхов.

Под воздействием углеводородов у человека кружится голова, появляется чувство страха, может быть непродолжительный обморок.

Соединения тяжелых металлов

В автомобильном выхлопе содержится огромное количество соединений тяжелых металлов
Если содержащиеся в соединениях тяжелых металлов токсические вещества долгое время действуют на организм, у человека нарушается сон, возникает беспокойство, двоится в глазах, снижаются память и внимание, появляются боли в брюшной полости.

Чаще всего интоксикация соединениями тяжелых металлов связана со свинцом. Под его действием возникают болезни дыхательных путей, мочеполовой и нервной систем.

Все компоненты автомобильных выхлопов отрицательно воздействуют на организм человека, но наиболее опасен оксид углерода. Остановимся на нем подробнее.

Экологические стандарты

В 70-е годы прошлого столетия люди начали открыто говорить о необходимых мерах защиты окружающей среды. Настойчивые призывы общественности вынудили государственных деятелей перейти от слов к действиям. Так, в 1988 году в Европе утвердили первый стандарт, призванный снизить количество выбрасываемых в атмосферу вредных веществ автомобилями. Этот стандарт получил наименование «Евро-0».

В данном стандарте было прописано, количество выбросов каких именно веществ нужно ограничить (оксид азота, оксид углерода, остаточные углеводороды). Евро-0 действовало на территории Европы, Японии и США с 1988 по 1992 гг. Затем его сменил новый стандарт — Евро-1, требования которого уже были несколько ужесточены. В 1996 году мир услышал о Евро-2, в 2000-м — о Евро-3, в 2005-м — о Евро-4, в 2009-м- о Евро-5.

С 2020 года пытаются ввести Евро-6.

С каждым новым стандартом контроль за содержанием и количеством выделяемых выхлопных газов в атмосферу усиливается. Появляются новые показатели для мониторинга, например, уровень дымности. Стандарт Евро-6 пока еще не добрался до России, мы немного отстаем от ведущих стран мирового рынка. С 2020 года в нашей стране начал действовать стандарт Евро-5 со следующими нормами контроля:

— Оксид азота — 2 г/кВт-ч;

— Уровень твердых частиц — 0, 02 г/кВт-ч;

— Остаточные углеводороды — 0, 46 г/кВт-ч;

— Оксид углерода — 1, 5 г/кВт-ч.

В сравнении с Евро-0 различия в допускаемых параметрах выбросов просто огромные. Например, Евро-0 разрешал, чтобы концентрация оксида углерод достигала 12, 3 г/кВт-ч. Это почти в 12 раз больше, чем допускает стандарт Евро-5.

Благодаря подобным мерам по охране окружающей среды человечеству удается сдерживать агрессивное наступление продуктов прогресса на нашу планету, тем самым обеспечивая потомкам надежду на будущее, где будет свежий воздух, деревья и девственные леса.

Каким образом происходит интоксикация угарным газом

Окись углерода появляется в атмосфере в составе выхлопных газов автомобиля. На организм человека она влияет незаметно и очень быстро, связывая гемоглобин в крови.

Если окись углерода попадает в организм человека, развивается интоксикация, вызывающая болезни нервной системы и органов дыхания. В случае неоказания больному своевременной помощи возникают необратимые последствия.

Соблюдение мер предосторожности в местах повышенной опасности (гараж, автостоянка, автосервис, машина с неисправной выхлопной системой) позволяет избежать интоксикации.

Клинические признаки интоксикации

Основной клинический признак интоксикации окисью углерода заключается в нарушении сознания. В зависимости от того, насколько глубоко произошло расстройство сознания, выделяют три степени интоксикации оксидом углерода:

1. Легкая степень интоксикации характеризуется небольшим обмороком, заложенностью в ушах, пульсацией в висках, учащенным сердцебиением.
2. При интоксикации средней степени тяжести наблюдается более продолжительный обморок, возбужденное неадекватное поведение, покраснение лица, повышенные температура и артериальное давление, учащенное сердцебиение.
3. Тяжелую степень интоксикации распознают по длительному обмороку на фоне нарушения дыхания, понижению давления, бледности, посинению кожи.

Как избежать интоксикации выхлопными газами автомобиля

Своевременно проводить диагностику автомобиля, это поможет избежать отравления
В гаражах, мастерских, других закрытых помещениях существует угроза концентрации автомобильных выхлопов, что представляет опасность для человека. Интоксикация выхлопами может произойти даже при перевозке грузов с незакрытым багажником, если плохо работает выхлопная система.

Интоксикации автомобильными выхлопами можно избежать, если выполнять элементарные правила:

• Своевременно проводить диагностику и ремонт автомобиля.
• Если известно о неисправности выхлопной системы, то при управлении транспортным средством держать свое состояние под строгим контролем.
• Не находиться длительное время с работающим двигателем в салоне или закрытом помещении.

Радиационный фон

Еще одним важным параметром для безопасного проживания квартиры является радиационный фон. К сожалению, у человека нет органов чувств, реагирующих на его превышение. Но, слава богу, обычно радиационное загрязнение жилья встречается крайне редко.

С приходом малого бизнеса в сектор строительства и ремонта жилья контроль над используемыми материалами стало осуществлять намного труднее. Неоднократно регистрировались случаи вывоза бывших в употреблении стройматериалов и металлолома с территории Семипалатинского ядерного полигона или сдачи в лом труб нефтяной промышленности, «нахватавшихся» радиации под землей. Тем не менее покупателям жилья не стоит сильно опасаться повышенного уровня радиационного фона. Разве что следует насторожиться, если планируемый для покупки дом построен из шлакоблоков или материалов с использованием шлака или золы, так как в данных материалах намного чаще встречается превышение допустимого уровня радиационного излучения.

В статье перечислены только несколько факторов экологической безопасности жилья. При более тщательном рассмотрении этого вопроса можно увидеть еще целый ряд параметров, таких, например, как шум, вибрация и так далее, которые также могут приносить неудобства или вредить нашему здоровью.

Информационная служба kn.kz

Как лечится интоксикация автомобильными выхлопами

Лечение пострадавшего от интоксикации выхлопными газами должно проводиться специалистами, так как высока вероятность отека легких. До их приезда больного надо вынести из помещения. Бригадой скорой помощи будет проведена кислородная терапия. [ads-pc-2] Если при отравлении автомобильными выхлопами у больного появились симптомы отека легких, необходимо сделать следующее:

• Придать пострадавшему положение «полусидя».
• На конечности наложить жгуты для уменьшения поступления крови к легким.
• Сделать инъекции сердечных, мочегонных препаратов.
• Ввести раствор глюкозы.

Последующая терапия проводится в стационаре. Если первая помощь не принесла ожидаемого результата, пациенту делают искусственную вентиляцию легких.

Как помочь человеку, пострадавшему от интоксикации угарным газом

Вынести пострадавшего из закрытого помещения
Окись углерода входит в состав автомобильных выхлопов. Она не имеет цвета и запаха. Человек не чувствует, когда вдыхает ее, в результате чего наступает интоксикация. В худшем случае у пострадавшего парализуется дыхание. Это приводит к удушью и заканчивается смертью.

Интоксикация окисью углерода происходит достаточно часто, поэтому многое зависит от знаний человека, оказавшегося рядом.

Помощь пострадавшему при отравлении окисью углерода должна быть следующей:

• Ликвидировать источник угарного газа, перекрыв его с соблюдением собственной безопасности. Обезопасить себя можно, обмотав лицо тканью. Открытые окна и двери обеспечат приток свежего воздуха в помещение.
• Вынести больного из закрытого помещения.
• Привести в сознание при помощи нашатырного спирта.
• При отсутствии дыхания и пульса сделать искусственное дыхание и непрямой массаж сердца.
• Для стимуляции кровообращения больного растереть, на грудь положить холодный компресс.

Пострадавший от интоксикации оксидом углерода должен быть госпитализирован. Специалисты сделают ингаляции. При необходимости больного помещают в барокамеру. Если нарушено дыхание, проводят искусственную вентиляцию легких. Далее врач назначает терапию лекарственными средствами.

При интоксикации оксидом углерода необходима срочная госпитализация больного человека в стационар, где ему будет оказана необходимая медицинская помощь. Грамотными действиями можно облегчить состояние пострадавшего до приезда медиков.

Влажность и воздухообмен

Важнейшим фактором экологической гармонии является относительная влажность воздуха. Излишняя влажность приводит к образованию плесени и грибков в углах и на стенах домов и квартир, которые могут стать причиной множества заболеваний у человека. Поэтому, покупая квартиру, нужно не полениться проверить углы и плохо проветриваемые закутки на наличие характерных пятен от колоний плесени или грибков. Если квартира на первом этаже, то не лишним будет убедиться в сухости подвального помещения.

Излишне сухой воздух тоже отрицательно сказывается на здоровье человека. Это снижает сопротивляемость слизистых оболочек, делая наш организм доступным для инфекционных заболеваний. Как правило, сухой воздух в квартирах появляется во время отопительного сезона, когда форточки и окна надежно закупорены, а батареи интенсивно излучают в пространство тепло. Но если выбирать между повышенной влажностью и сухостью воздуха, то предпочтение лучше отдать второму. С сухим воздухом гораздо легче «бороться», чем с влажностью. Благо современный рынок нам предлагает широкий ассортимент всевозможных увлажнителей воздуха.

Также не нужно забывать и о важности так называемого пассивного воздухообмена. При осмотре будущей квартиры желательно убедиться в наличии и исправности вытяжек или систем вентиляции. Неработающая вентиляция может стать причиной увеличения влажности воздуха помещения, его загрязненности и, следовательно, появления многих проблем со здоровьем в будущем. Естественно, ни в коем случае нельзя заклеивать вентиляционные отверстия бумагой или обоями.

Оформление купли-продажи квартиры: перечень документов, стоимость >>>

Последствия отравления выхлопными газами

Интоксикация автомобильными выхлопами в большинстве случаев приводит к неприятным последствиям. Если прошло мало времени после отравления, возможен летальный исход от интоксикации. По истечении длительного времени смерть может наступить от отека легких или мозга, пневмонии.

На фоне интоксикации продуктами сгорания топлива часто развиваются хронические болезни дыхательной системы, онкология.

Автомашины прочно вошли в жизнь человека. При увеличении их количества растет опасность отравления автомобильными выхлопами. Меры предосторожности, соблюдаемые в случаях потенциальной опасности, и своевременно оказанная квалифицированная помощь помогут избежать интоксикации выхлопными газами автомобиля и летального исхода.