|
65% токсичных выбросов автомобилей приходится на отработавшие выхлопные газы, 20% - на картерные газы, 14% - испарение бензина. Если бы двигатели внутреннего сгорания были эффективны на все 100%, то в качестве выхлопа выбрасывалась бы углекислый газ и водяной пар. Однако эффективность сгорания топлива в двигателях низкая, происходит не полное сгорание, а крекинг топлива, поэтому в выхлопных газах содержится около200 различных соединений.
По характеру воздействия на организм человека, химической структуре и свойствам компоненты отработавших газов можно разделить на шесть основных групп.
Первую группу представляют нетоксичные вещества: азот, кислород, водяные пары, углекислый газ.
Вторую группу составляет окись углерода, или угарный газ, выделяемый двигателями в наибольшем количестве. Он не имеет ни цвета, ни запаха, для негохарактерно большое сродство с гемоглобином крови, снижает обеспеченность тканей кислородом, нарушает углеводный и фосфорный обмен. Воздействие на организм человека зависит от концентрации СО в воздухе: 0,0016% - безвредно; 0,01 – хроническое отравление при длительном вдыхании; 0,05 – слабое отравление через 1ч.; 1% - потеря сознания после нескольких вдохов.
Третью группу составляют окислы азота NOx, состоящие из окиси NO и двуокиси NO2. По действию на организм человека NOX более опасны, чем СО. В зависимости от объёмной концентрации в атмосфере NOX воздействовать на человеческий организм следующим образом: 0,00001% - абсолютный порог воздействия; 0,0001-0,0003% - порог восприятия запаха; 0,0013% - порог раздражения слизистых оболочек носоглотки, глаз; 0,001%-0,002% - образование метагемоглобина в крови; 0,004-0,008% - отёк лёгких, воспаление дёсен и т. д. При концентрации 0,085 мг/м3 и выше возможно внутреннее кровоизлияние, смерть от асфиксии. NOX является своеобразными катализаторами, способствующими под воздействием ультрафиолетового солнечного облучения окислительному распаду углеводородов и образованию сложных токсичных веществ раздражающего действия. NOX представляет собой кислотообразующие окислы, поскольку при определённых условиях, в присутствии кислорода воздуха могут превращаться в азотную и азотистую кислоты или их соединения. Причём эти реакции могут происходить в организме человека, раздражающе действуя на дыхательные пути, слизистые оболочки глаз. При постоянном воздействии растворов азотной кислоты срок службы железобетонных конструкций снижается в 4-5 раз.
Рассмотренные выше вещества – газы. Однако в выхлопах автомобилей имеются вещества в виде паров и аэрозолей, что приводит к дополнительным трудностям при анализе загрязнения воздуха. В первую очередь к ним необходимо отнести различные углеводороды, которые относятся к четвёртой, самой многочисленной группе. Углеводороды – это соединения типа CnHm, являющиеся представителями всех гомологических рядов: алканов, алкенов, алкадиенов, цикланов, и т. д. Из общего количества органических компонентов отработавших газов предельные углеводороды составляют 32%, непредельные – 27,2%, ароматические – 4%, альдегиды и кетоны – 2,2%. Загрязнение воздуха углеводородами и окислами азота тем более опасно, что NOX под действием длинноволнового солнечного ультрафиолетового облучения являются катализаторами, приводящими к окислительному распаду углеводородов с образованием так называемого фотохимического смога. Количество и интенсивность образования фотооксидантов зависят от концентрации в воздухе исходных компонентов – CnHm и NOx. Критическими для начала фотохимических реакций являются концентрации CnHm более 5 мг/м3 и NOx – 0,15-0,2 мг/м3. Контролируя эти концентрации, можно предупредить появление смога.
В фотохимических реакциях образования смога участвуют также альдегиды, образующие пятую группу компонентов в отработанных газах автомобилей. К ним в основном относятся формальдегид и акролеин. Формальдегид – бесцветный газ с резким запахом, воздействие которого на организм человека зависит от концентрации в воздухе: 0,00037% - безвреден; 0,007% - лёгкое раздражение дыхательных путей и слизистых оболочек носа и глаз; 0,018% - сильное раздражение с осложнениями. Акролеин – бесцветная жидкость с характерным запахом. В объёмной концентрации в воздухе 0,00008% - безвреден; 0,00016% - восприятие запаха; 0,0005% - трудно переносим; 0,002% - непереносим; 0,014% - приводит к смерти через 10 мин.
|