Материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления пользователям Интернета и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
© 2018 - 2024
По степени воздействия на организм человека токсичные вещества подразделяются на 4 класса:
Чрезвычайно опасные,
Высоко опасные,
Умеренно опасные,
Мало опасные.
Для них установлены предельно допустимые концентрации:
- предельно допустимая концентрация в рабочей зоне (ПДКрз);
- предельно допустимая среднесуточная концентрация в атмосфере населенных мест (ПДКсс);
- максимальная разовая предельно допустимая концентрация в воздухе населенных мест (ПДКмр).
Оксид углерода (СО)
- прозрачный, не имеющий запаха газ, который не растворяется в воде (4-й класс опасности).
Длительность его существования в атмосфере - от 2 месяцев до 3 лет. Поступая в организм с вдыхаемым воздухом, СО быстро поглощается кровью и блокирует возможность гемоглобина снабжать организм кислородом.
Окись углерода (СО) нарушает окислительные процессы в организме человека, так как вступает в реакцию с гемоглобином крови, замещая в нем кислород.
Очень часто наступает отравление даже небольшими дозами СО.
В первую очередь это относится к водителям, работникам ГАИ и пешеходам в крупных городах.
Отравление выражается в появлении головных болей, общей депрессии и снижении работоспособности.
Отравление СО может быть и причиной дорожно-транспортных происшествий, так как даже при небольшом уровне загрязнения у водителей заметно снижается внимание и замедляется реакция.
СО в ряде стран считается основным токсичным веществом.
Диоксид азота ( NO 2 )
- газ красновато-бурового цвета, в малых концентрациях без запаха, хорошо растворяется в воде (2-й класс опасности).
Образующаяся, в результате взаимодействия NO2 с влагой воздуха, азотная кислота разрушает легочную ткань и верхние дыхательные пути.
При этом отравление организма происходит постепенно и каких-либо нейтрализующих это действие средств нет. В больших концентрациях NО2, пагубно действует на нервную систему человека, увеличивает число больных астмой.
Окислы азота (NOx) при взаимодействии с водой образуют азотную и азотистую кислоты, которые разрушают легкие человека.
Также NОx поражает слизистую оболочку глаз, сердечнососудистую систему.
Углеводороды (СН)
- в выбросах представлены низкомолекулярными соединениями, образующимися в результате неполного сгорания топлива, полициклическими ароматическими углеводородами (ПАУ) и альдегидами.
В целом, их действие отнесено к 4-му классу опасности. Однако некоторые виды ПАУ, в частности бенз(а)пирен, являются канцерогенными веществами (1-й класс опасности).
В составе отработавших газов содержится несколько десятков различных углеводородных соединений.
Особенно опасным является присутствие в CnHm канцерогенных веществ, вызывающих раковые заболевания.
Наиболее полно изученным канцерогенным веществом является ароматический углеводород бенз-а-пирен или 3, 4-бенз-а-пирен. Среднесуточная концентрация бенз-а-пирена в воздухе крупного города может достигнуть 3 мкг/100 м3 при норме 0, 1 мкг/100 м3.
Резкое увеличение заболеваний раком легких в последнее время связывают с повышением содержания канцерогенов в атмосферном воздухе.
Альдегиды ( RCHO )
-имеют резкий и неприятный запах, раздражают глаза и верхние дыхательные пути, поражают центральную нервную систему, почки, печень (2-й класс опасности).
Сажа (С)
- вызывает негативные изменения в системе дыхательных органов (3-й класс опасности).
Сажа также очень опасный компонент отработавших газов.
Помимо углерода, сажа является носителем канцерогенных
углеводородов, адсорбирующихся на ее поверхности.
Диоксид серы ( S О2)
- бесцветный, с острым запахом газ, который, взаимодействуя с влагой воздуха, образует серную кислоту (3-й класс опасности).
Нарушает белковый обмен, поражает легкие и верхние дыхательные пути.
В отработавших газах карбюраторного двигателя содержатся также в малых количествах окислы серы, которые угнетающе действуют на кроветворные органы.
Кроме того, у автомобилей, оборудованных каталитическими нейтрализаторами, реакция серных соединений с парами воды приводит к образованию серной кислоты.
Соединения свинца (РЬ)
- чрезвычайно вредны и отнесены, поэтому к 1 -му классу опасности.
Попадая в организм при дыхании, через кожу и с пищей, вызывают отравление, приводящее к нарушениям функций мозга, органов пищеварения, нервно-мышечных систем.
Около 70 - 80% свинца, добавленного к бензину с этиловой жидкостью, вместе с отработавшими газами попадает в атмосферный воздух.
Соединения свинца, накапливаясь в организме, вызывают изменения кроветворных органов и нарушения в обмене веществ.
Кроме отработавших газов ДВС источниками загрязнения атмосферы являются картерные газы и испарения топлива из карбюратора и топливного бака.
С картерными газами выделяется до 20% CnHm, на испарения из карбюратора и топливного бака приходится в среднем 15% CnHm.
Еще одним источником загрязнения атмосферы твердыми частицами является загрязнение пылью от износа резины (до 1, 6 кг в год на один автомобиль), тормозных колодок и дисков сцепления автомобилей, а также продуктами истирания поверхности дорог.
Исследованиями доказано, что в промышленных центрах с высокими уровнями загрязнения атмосферы возрастает количество различных заболеваний.
Последствия воздействия отдельных компонентов на организм человека подробно изучены.
Действие токсичных веществ может усиливаться при неблагоприятных погодных условиях, приводящих к образованию смогов.
Автомобили в процессе движения, как правило работают
с переменными нагрузками на неустановившихся режимах,
с последовательными циклическими переходами
- с режима холостого хода на режим разгона,
- установившийся режим работы и далее торможения.
Установлено, что в период торможения двигателем выделяется большое количество углеводородов.
Максимальные концентрации СО наблюдаются при работе двигателей на холостом ходу и при полных нагрузках.
По данным НИИАТа концентрация СО при работе двигателя на холостом ходу превышает этот показатель на установившемся режиме в 2, 1 раза, а на режимах принудительного холостого хода - в 1, 6-1, 9 раза.
При разгоне автомобиля и при движении с установившейся скоростью в ОГ характерна большая концентрация окислов азота.
В области режимов работы двигателя на обогащенных смесях наблюдается практически линейная зависимость концентраций СО от коэффициента избытка воздуха (ά).
В диапазоне средних нагрузок (40-70%) при составе смеси, близком к стехиометрическому, концентрации СО и Cn Hm, незначительны, а концентрации N ОХ могут достигать максимальных значений.
Высокие концентрации газообразных примесей принято оценивать в процентах по объему (% об.),
- меньшие - количеством частей на 1 млн. (млн.) или массовой концентрацией (мг/м3).
Концентрации пересчитывают из объемных единиц в массовые с учетом молекулярного веса примеси при определенных значениях температуры и давления.
Концентрации компонентов в ОГ еще не характеризуют токсичность двигателя.
Например, концентрации СО при работе на холостом ходу являются, как правило, наибольшими, но общее количество выделяемых ОГ невелико.
Проведенные испытания показали, что автомобилем ГАЗ-24 "Волга" на режиме холостого хода выделяется (по массе) в 2, 5 раза меньше СО, чем при движении со скоростью 50 км/ч на подъемах с уклоном 3%.
Однако концентрация СО на холостом ходу в 6 раз больше, чем при движении со скоростью 60 км/ч.
Характеристики режима работы двигателя автомобиля и показатели токсичности в цикле городского движения (данные автополигона НАМИ), представлены в табл. 3.
Таблица 3
| Режим работы
| Доля режимов, % | |||||
| пo времени
| по объёму | по выбросам | по расходу топлива
| |||
| СО | CnHm | |||||
| Холостой ход | 39, 5 | 10 | 13-25 | 15-18 | 0 | 15 |
| Разгон | 18, 5 | 45 | 29-32 | 27-30 | 75-86 | 35 |
| Установившийся режим | 29, 2 | 40 | 32-43 | 19-35 | 13-23 | 37 |
| Замедление | 12, 8 | 5 | Л 0-13 | 23-32 | 0-1, 5 | 13 |
Наиболее неблагоприятными, с позиций токсической характеристики двигателя, являются режимы разгона, замедления и холостого хода.
Поэтому, наличие средств регулирования дорожного движения на городских магистралях, эффективно решая проблему обеспечения безопасности движения, приводит к увеличению выброса вредных веществ.
Для экологической оценки автомобильных двигателей как источника загрязнения используют показатели, учитывающие химический состав и количество ОГ, а также энергетические показатели транспортных средств в конкретных или осредненных условиях эксплуатации.
Количество i-го компонента, выделяемого двигателем в единицу времени:
CТi = Ci ∙ Qог
где Ci - концентрация рассматриваемого токсичного компонента, г/м3; Qог - объемный расход ОГ, м3/ч.
Используется также показатель удельного уровня выброса вредных веществ (аналогично удельному расходу топлива), определяемый из соотношения:
qi = CТi / Ne
где Ne - эффективная мощность двигателя, кВт.
Для сравнительной оценки токсичности двигателя используется удельная эквивалентная токсичность двигателя, приведенная к СО:
n
qCO = ∑ KiCO ∙ qi
i=1
где KiCO - коэффициенты, представляющие собой отношение среднесуточной ПДК для СО и ПДК для i-го вещества в воздухе населенных мест.
В различных странах мира, в том числе в СНГ, для оценки токсичности двигателя и определения количества вредных выбросов на участках улично-дорожной сети городов применяется так называемый пробеговый выброс, т. е. абсолютное количество выбросов токсичного вещества за единицу пройденного пути автомобилем: qi = Ci / U
Для оценки токсичности автомобилей по выбросу вредных веществ используются ездовые испытательные циклы, которые воспроизводят средние режимы движения автомобилей при имитации действительных условий их эксплуатации в городах. Ездовые циклы представляют собой определенную последовательность наборов режимов, включая холостой ход, разгон, движение с постоянной скоростью, замедление.
Дата: 2019-12-22, просмотров: 278.