Вплив теплових двигунів
Негативний вплив теплових машин на навколишнє середовище пов'язане з дією різних факторів.
перше, при спалюванні палива використовується кисень з атмосфери, внаслідок чого вміст кисню в повітрі поступово зменшується.
друге, спалювання палива супроводжується виділенням в атмосферу вуглекислого газу.
третє, при спалюванні вугілля і нафти атмосфера забруднюється азотними і сірчаними сполуками, шкідливими для здоров'я людини. А автомобільні двигуни щорічно викидають в атмосферу два-три тонн свинцю.
Викиди шкідливих речовин в атмосферу - не єдина сторона впливу енергетики на природу. Згідно законам термодинаміки виробництво електричної і механічної енергії в принципі не може бути здійснене без відводу в навколишнє середовище значних кількостей теплоти. Це не може не призводити до поступового підвищення середньої температури на землі, зване В«тепловим забрудненнямВ». Цей ефект посилюється тим, що при згоранні величезної кількості палива підвищується концентрація вуглекислого газу в земній атмосфері. А при великій концентрації вуглекислого газу атмосфера погано пропускає теплове випромінювання нагрітої Сонцем поверхні Землі, що призводить до В«парникового ефектуВ». У результаті описаних процесів середня температура на Землі протягом останніх десятиліть неухильно підвищується. Це загрожує глобальним потеплінням з небажаними наслідками, до числа яких відносяться танення льодовиків і підйом рівня світового океану.
Серйозна проблема, що стоїть перед людством - це В«екологічна кризаВ». Величезні масштаби перетворення енергії вже почали надавати В«планетарнеВ» вплив на клімат Землі і склад атмосфери.
Крім того, при спалюванні палива в теплових двигунах витрачається атмосферний кисень (в найбільш розвинених країнах теплові двигуни вже сьогодні споживають більше кисню, ніж виробляється всіма рослинами, що ростуть в цих країнах) і утворюється багато шкідливих речовин, що забруднюють атмосферу.
Теплові машини не тільки спалюють кисень, але і викидають в атмосферу еквівалентні кількості оксиду вуглецю (вуглекислого газу). Згорання палива в топках промислових підприємств і теплових електростанцій майже ніколи не буває повним, тому відбувається забруднення повітря золою, пластівцями сажі. У всьому світі звичайні енергетичні установки викидають в атмосферу щорічно більше 200 млн. т золи і більше 60 млн. т оксиду сірки.
Токсичними викидами двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ) є відпрацьовані і картерів гази, пари палива з карбюратора і паливного бака. Основна частка токсичних домішок надходить в атмосферу з відпрацьованими газами ДВЗ. З картерними газами і парами палива в атмосферу надходить приблизно 45% вуглеводнів від їх загальної викиду.
Крім промисловості, повітря забруднюють і різні види транспорту, насамперед автомобільний. Жителі великих міст задихаються від вихлопних газів автомобільних двигунів.
Теплові машини широко використовують на виробництві та в побуті. За залізничних магістралях водять склади потужні тепловози, по водним шляхам - теплоходи. Мільйони автомобілів з двигунами внутрішнього згоряння перевозять вантажі та пасажирів. Поршневими, турбогвинтовими і турбореактивними двигунами забезпечені літаки і вертольоти. З допомогою ракетних двигунів здійснюються запуски штучних супутників, космічних кораблів і станцій. Двигуни внутрішнього згоряння є основою механізації виробничих процесів у сільському господарстві. Їх встановлюють на тракторах, комбайнах, самохідних шасі, насосних станціях.
Автомобілі
Протягом усього XX століття виробництво автомобілів стрімко зростала. У 1998 році по дорогах світу вже їздило 700 млн. автомобілів. Очікується, що до 2010 року це число досягне мільярдної позначки.
Таке поширення автомобілів отримав головним чином завдяки якостям встановленого на ньому двигуна. При порівняно невеликій масі він розвиває потужність, достатню для швидкої їзди, споживаючи при цьому не так вже багато палива. Однієї заправки вистачає на 400-500 км.
Все було добре, поки автомобілів не стало так багато. У столицях розвинених країн на кожну тисячу жителів припадають понад 300 автомобілів. Очевидно, що при такій кількості машин легкий димок, що виходить з вихлопних труб, забруднює навколишнє повітря настільки, що це заподіює відчутної шкоди здоров'ю людей і природі. Спостереження показали, що в будинках, розташованих поряд з великою дорогою (до 10 м), жителі хворіють раком в 3 - 4 рази частіше, ніж у будинках, віддалених від дороги на відстань 50 м. Транспорт отруює також водойми, грунт і рослини.
Серед безлічі різних газів і хімічних сполук, що викидаються автомобілем, є і токсичні речовини. На деяких московських магістралях в години пік їх зміст в повітрі перевершує гранично допустимі в 10 і більше разів. А по всій Росії викид шкідливих речовин автомобілями в 1998р. склав 11,8 млн. тонн.
В даний час на частку автомобільного транспорту припадає більше половини всіх шкідливих викидів в навколишнє середовище, які є головним джерелом забруднення атмосфери, особливо у великих містах.
У циліндрах двигуна відбувається окислення мелкораспиленного і випаруваного палива киснем повітря з утворенням тепла, вуглекислого газу і води. За тисячні частки секунди, відводяться на цей процес при кожному такті роботи двигуна, частина палива не встигає згоріти. Продукти його неповного згоряння викидаються з вихлопної труби в атмосферу.
Найбільше виділяється монооксиду вуглецю і різних вуглеців, серед яких особливу небезпеку представляє бензапірен - речовина, що сприяє виникненню онкологічних захворювань. Крім того, азот, що входить до складу повітря, при високих температурах і тиску, що розвиваються в циліндрах двигуна, реагує з киснем, утворюючи небезпечні оксиди.
З'ясувалося, що тиск до низькооктанового бензину навіть невеликої кількості так званої етилової рідини дозволяє використовувати його в двигунах, не побоюючись виникнення детонації. Цей шлях як більш простий і дешевий і був обраний практично повсюдно. Бензин із присадкою етилової рідини отримав назву етилованого. Але етилова рідина містить свинець та сполуки, сприяють його перетворенню в летючі солі, які забирають з вихлопними газами, що в результаті призвело до великої накопиченню свинцю в навколишньому середовищі і вплинуло на здоров'я населення. Близько 70% свинцю, доданого до бензину з етилової рідиною, потрапляє в атмосферу з відпрацьованими газами, з них 30% осідає на землі відразу, а 40% залишається в атмосфері. Один вантажний автомобіль середньої вантажопідйомності виділяє 2,5 - 3 кг свинцю в рік. Концентрація свинцю в повітрі залежить від вмісту свинцю в бензині.
Це призводить до розвитку широкого спектру захворювань (бронхітів, пневмонії, бронхіальної астми, серцевої недостатності, інсультів, виразок шлунка) і збільшення смертності людей з ослабленим імунітетом. Особливо важко доводиться дітям (розвиваються бронхіти, бронхіальна астма, кашель, у новонароджених порушення генних структур організму і невиліковні хвороби), в результаті збільшується дитяча смертність на 10% в рік.
Існуюче законодавство не дозволяє обмежити ввезення в країну старих автомобілів з низьким експлуатаційними характеристиками, і кількість іномарок з великим терміном служби, не відповідають нормам державних стандартів.
Тому багато країн з 80-х рр.. XX століття почали переходити на використання неетильованого бензину, а застосування етилованого різко скоротилося. У деяких європейських країнах і найбільших російських містах він тепер взагалі заборонений.
Стало очевидно: щоб зупинити забруднення навколишнього середовища, необхідно вводити закони, обмежують викид шкідливих речовин. В європейських країнах (у тому числі і Росії) були встановлені гранично допустимі норми викиду для різних ка...
