ТОКСИЧНІСТЬ ВІДПРАЬОВАНИХ ГАЗІВ ДВЗ.ВПЛИВ ТОКСИЧНИХ КОМПОНЕНТІВ НА ОРГАНІЗМ ЛЮДИНИ ТА ДОВКІЛЛЯ
Термін токсичність означає отруйність, здатність деяких хімічних речовин мати шкідливий вплив на рослини, тварин і людину, вражати їх. Токсичними компонентами ВГ є оксид вуглецю CO, оксиди азоту NOx, вуглеводні CnHm, альдегіди. До розряду токсичних може бути умовно віднесена сажа, яка, строго кажучи, такою не є, але в складі ВГ ДВЗ несе на своїй поверхні токсичні речовини, зокрема канцерогени. Оксид вуглецю СO. Впливає на нервову і серцево-судинну системи, викликає задуху (сполучається з гемоглобіном крові і утрудняє перенесення кисню до тканин). Оксид вуглецю - газ без кольору і запаху, що робить його особливо небезпечним. Первинні симптоми отруєння оксидом вуглецю (поява головного болю) виникає при концентраціях СО 200 мг/м3 при тривалості впливу протягом 2... 3 годин. При кілька великих концентраціях СО з'являється відчуття пульсу в скронях, запаморочення. На наступній стадії отруєння виникає сонливість, яка веде до втрати свідомості. При наявності в повітрі оксидів азоту, токсичність СО зростає. Особливу увагу слід звернути на явище хронічного отруєння невеликими дозами оксиду вуглецю, яке може відбуватися при його об'ємної концентрації близько 0,01 %. Отруєнню такого роду схильні водії і працівники ДАЇ. Хронічне отруєння виражається в появі частих головних болів, шуму у вухах, утруднене дихання і загальної депресії. Вміст СО в ВГ ДВЗ з іскровим запалюванням максимально на холостому ходу. Тому слід проявити особливу увагу при запуску двигуна в закритих приміщеннях. При відсутності вентиляції смертельна концентрація СО може виникнути вже через кілька хвилин після початку роботи ДВЗ. Знаходитися тривалий час у салоні автомобіля, двигун якого працює на холостому ходу, також небезпечно. Оксиди азоту NOx (NO, NO2, N2O3, N2O5). Основний викидається оксид NO не має кольору і запаху, дуже отруйний, дратівливо діє на органи дихання людини. Особливо небезпечні оксиди азоту в містах, де вони, взаємодіючи з вуглеводнями відпрацьованих газів автомобілів під дією сонячного світла, утворюють фотооксиданти, токсичність яких у кілька разів перевершує токсичність вихідних компонентів. За певних погодних умов може виникнути фотохімічний туман - смог. Отруєння оксидами азоту починається легким кашлем. При підвищенні концентрації NOx виникає сильний кашель, блювота, іноді головний біль. При контакті оксидів азоту з вологою поверхнею легень утворюється азотна кислота, яка руйнує легеневу тканину, що призводить до хронічних захворювань. Дратуються також дихальні шляхи і слизові оболонки очей. При значних концентраціях NOx симптоми отруєння можуть посилитися навіть після видалення пошкодженого з отруєної зони аж до стану, що загрожує життю. В атмосфері NO окислюється до NO2, що представляє собою газ червонувато-бурого кольору, по токсичності перевершує NO і володіє задушливим запахом. Вуглеводні CnHm мають специфічний неприємний запах, мають наркотичну дію. У малих концентраціях знижують активність, викликають головний біль, запаморочення. Наприклад, при вдиханні парів бензину протягом 8 годин в концентрації близько 600 мг/м3 виникають головні болі, кашель, неприємні відчуття в горлі. Особливу небезпеку становить собою канцерогенні речовини - безпосередній контакт з ними живої тканини може призвести до виникнення злоякісної пухлини. Найбільш небезпечне потрапляння цих речовин в органи дихання. З організму канцерогени виводяться. Канцерогеном, що містяться в ВГ ДВЗ є бензапірен С20Н12. Альдегіди (головним чином формальдегід Н2С = О і акролеїн СН2 = СН- СН- О). Утворюються в той період, коли процес окислення палива протікає при низьких температурах (при пуску двигуна, в пристінкових шарах, в дизелях - в ході так званих перед полум’яних реакцій, що протікають в період підготовки паливо-повітряної суміші до згорання). Надають подразнюючу дію на слизові оболонки очей і дихальні шляхи. Запах формальдегіду відзначається при концентрації 0,2 мг/м3, а при концентрації 20... 70 мг/м3 з'являється головний біль, слабкість, втрата апетиту, безсоння, сильне роздратування слизових оболонок. Свинець, сірка та їх сполуки. Якщо в бензині міститься свинець, то приблизно 50... 70 % його виходить в атмосферу у формі свинцевих солей, т. е. часток діаметром менше 1 мкм. Ці частинки проникають в організм людини разом з повітрям і через шкіру. Сполуки свинцю дуже ядовиті і не виводяться з організму. Негативно впливають на центральну нервову систему, викликають порушення в обміні речовин і кровотворних процесах. Сірка, що міститься в паливі викидається в атмосферу у формі діоксиду сірки SO2. Це безбарвний газ з гострим запахом. Дратівливо діє на органи дихання, при його контакті з вологою утворюються кислоти Н2SO3 і Н2SO4. Забруднення повітря призводить до уповільнення росту, захворювання і загибелі рослин, зниження врожайності сільськогосподарських культур та зменшення продуктивності тваринництва. Наприклад, дуже чутливі до SO2 хвойні та листяні ліси, так як діоксид сірки накопичується в листках і хвої. При вмісті SO2 в повітрі 0,23... 0,32 мг/м3 відбувається всихання сосни за 2-3 роки в результаті порушення фотосинтезу і дихання хвої. Аналогічні зміни в листяних дерев виникають при концентрації SO2 порядку 0,5... 1,0 мг/м3. В атмосфері діоксид сірки та оксид азоту, взаємодіючи з водяною парою, утворюють кислоти, які випадають на землю разом з дощем («кислотний дощ») і завдають великої шкоди рослинам і будівлям, прискорюючи процеси корозії металів і руйнування будівельних матеріалів. Встановлено, що в індустріальних містах сталь іржавіє в 20, а алюміній руйнується в 100 разів швидше, ніж у сільській місцевості. Основну роль в утворенні кислотних дощів грають викиди промислових підприємств, так як вони відводяться в атмосферу через високі труби. Забруднення атмосфери сприяє руйнуванню найцінніших пам'яток історії та культури. Так, за останні 50 років архітектурні пам'ятники в містах Європи «постаріли» більшою мірою, ніж за весь час до автомобільної ери. Змінюються і кліматичні умови. Великі міста отримують на 15... 20 % менше сонячної радіації в порівнянні з сільською місцевістю. У містах зазвичай на 5... 10 % підвищено хмарність, кількість туманів взимку зростає вдвічі, опадів на 30 %, погіршується видимість, на кілька градусів підвищується температура в центрі міста. Через забруднення атмосфери відбувається забруднення інших елементів біосфери. Прикладом може служити забруднення грунту свинцем і його сполуками, що містяться в ВГ. Накопичуючись в рослинах, ці речовини створюють небезпеку для людей і тварин. Використання рослинної продукції (сіно, фрукти, ягоди, гриби) придорожньої зони не рекомендується. Забруднення води відбувається при розчиненні в ній відпрацьованих газів. Особливо інтенсивно цей процес йде при низьких температурах. За останні 50 років за рахунок перенесення повітряними масами ВГ з суші в північній частині Світового океану в 5... 10 разів збільшився вміст свинцю і різко зросла концентрація СО у верхньому стометровому шарі води. У верхніх шарах атмосфери розташовується суміш газів, що складається на 60... 90 % з водяної пари. Ця суміш перешкоджає відведенню теплоти з інфрачервоним випромінюванням від поверхні нашої планети, підвищуючи її температуру. У цьому і полягає «парниковий» ефект, завдяки котрому створилися сприятливі умови для виникнення і розвитку життя на Землі. Однак, в результаті діяльності людини в стратосфері і тропосфері стали накопичуватися такі речовини як вуглекислий газ (СО2), метан (СН4), галогенні вуглеводні, озон (О3), геміоксид азоту (N2О5), фреони. На думку ряду вчених, саме вони викликали посилення «парникового» ефекту і підвищення за останні 100 років середньої температури на планеті приблизно на 0,45 ° С. При подальшому неконтрольованому посиленні «парникового» ефекту можуть початися незворотні зміни клімату, інтенсивне танення льодовиків, глобальна екологічна катастрофа. З усіх антропогенних «парникових» газів головне значення для посилення «парникового» ефекту має СО2, тому проблема зменшення його викидів стоїть дуже гостро. В даний час негативний вплив автотранспортного середовища на довкілля прийнято оцінювати в процесі реалізації всього його життєвого циклу, починаючи від виробництва конструкційних матеріалів, з яких складається об'єкт автотранспорту, що витрачаються експлуатаційних матеріалів і закінчуючи його утилізацією. На рис. 2.1 показані основні види негативного впливу автотранспортних засобів на навколишнє середовище в процесі повного життєвого циклу. Для попередження забруднення повітряного басейну в Україні та інших країнах у законодавчому порядку встановлені гранично допустимі концентрації (ГДК) шкідливих речовин в атмосфері. ГДК - це концентрація хімічної сполуки в атмосферному повітрі, яка при щоденному впливі протягом тривалого часу на організм людини не викликає патологічних змін або захворювань, а також не порушує біологічного оптимуму людини. Для кожної речовини, що забруднює повітря, в Росії встановлені два нормативу: разова і середньодобова ГДК (таблиця 2.1). Разова ГДК встановлюється при короткочасному впливі забруднення (до 20 хвилин), а середньодобова - при постійному. При одночасній присутності в атмосфері декількох речовин, що володіють односпрямованою дією, їх безрозмірна сумарна концентрація повинна задовольняти умову: С1 / ПДК1 + С2 / ПДК2 +…+Сn / ПДКn < 1, де С1, С2,..., Сn - фактичні концентрації шкідливих речовин в повітрі, мг/м3; ПДК1, ПДК2,..., ПДКn - відповідні величини ГДК цих речовин, мг/м3. Таблиця 2.1 ГДК деяких речовин в атмосферному повітрі
При одночасній присутності в атмосфері декількох речовин, що володіють односпрямованою дією, їх безрозмірна сумарна концентрація повинна задовольняти умову: С1 / ПДК1 + С2 / ПДК2 +…+Сn / ПДКn < 1, де С1, С2,..., Сn - фактичні концентрації шкідливих речовин в повітрі, мг/м3; ПДК1, ПДК2,..., ПДКn - відповідні величини ГДК цих речовин, мг/м3.
|
